宝野和博 物質・材料研究機構
広沢哲 物質・材料研究機構
佐々木泰祐 物質・材料研究機構
大久保忠勝 物質・材料研究機構
板倉賢 九州大学
矢野正雄 トヨタ自動車(株)
小野寛太 (共)高エネルギー加速器研究機構
中村哲也 (公財)高輝度光科学研究センター
小山敏幸 名古屋大学大学院
阿部太一 物質・材料研究機構
佐久間昭正 東北大学
土浦宏紀 東北大学
竹澤昌晃 九州工業大学
岡本聡 東北大学
高橋有紀子 物質・材料研究機構
鈴木基寛 (公財)高輝度光科学研究センター
村上恭和 九州大学
孝橋照生 (株)日立製作所
西内武司 日立金属(株)
山岡武博 (株)日立ハイテクサイエンス
宮下精二 東京大学
西野正理 物質・材料研究機構
佐川眞人 インターメタリックス(株)
杉本諭 東北大学
溝口徹彦 インターメタリックス(株)
日置敬子 大同特殊鋼(株)
服部篤 大同特殊鋼(株)
入山恭彦 大同特殊鋼(株)
中村元 信越化学工業(株)
石坂力 TDK(株)
三嶋千里 愛知製鋼(株)
野口健児 愛知製鋼(株)
平山悠介 物質・材料研究機構
桜田新哉 (株)東芝
久米道也 日亜化学工業(株)
石川尚 住鉱国富電子(株)
高木健太 産業技術総合研究所
尾崎公洋 産業技術総合研究所
小林義徳 日立金属(株)
三宅隆 産業技術総合研究所
地球温暖化抑制のためにエネルギー革新技術の開発と普及が推進され、とりわけ自動車や鉄道などに使用される高出力モータや発電機、さらには風潮力などの再生可能エネルギーによる発電機などの大型回転機が今後世界規模で普及するにしたがって、それらに使用される高性能磁石材料が大量に必要とされる時代が到来する。
希少元素に依らず大量使用可能な磁石材料の開発を現実的な視点で捉えれば、重要課題として、まず①Dyフリーネオジム磁石の開発、次に②軽希土類(Pr, Nd, Sm)を用いた新規鉄基磁石の開発、そして、③Ceなどの活用技術も含む低希土類組成または希土類フリーの鉄基新奇磁石物質の可能性探索であるということになる。
本書は現在最も急がれている①の課題を中心に②の課題についても最前線を紹介することを念頭に企画され、夫々の第一人者により執筆されたもので、Dyフリーネオジム磁石研究開発の現時点での最前線を把握できるだけでなく、本分野に携わる技術者にとっても有用な書となっていると考えている。
(本書第I編第1章より抜粋)
【第 I 編 総論】
第1章 元素戦略による永久磁石材料研究 ‐ 省/脱Dyネオジム磁石と新規永久磁石の開発 (宝野和博、広沢哲)
1 はじめに
2 永久磁石材料になり得る化合物
3 今後の磁石研究にのぞまれる課題
第2章 ネオジム磁石の保磁力発現機構 (広沢哲)
1 はじめに
2 ネオジム磁石の製法と保磁力
3 保磁力の結晶粒径依存性
4 保磁力の温度依存性と現象論的記述
5 保磁力のマイクロマグネティックス理論
6 熱揺らぎ(温度の効果)と保磁力の温度依存性
7 保磁力の粒径依存性のメカニズム
8 焼結ネオジム磁石の保磁力の角度依存性と結晶配向度依存性
9 まとめおよび今後の課題
【第 II 編 微細構造解析】
第1章 Nd-Fe-B系磁石のマルチスケール組織解析 (佐々木泰祐, 大久保忠勝)
1 はじめに
2 ネオジム磁石のミクロスケール組織観察の進展
3 ネオジム磁石のミクロ～ナノスケール組織解析
4 ネオジム磁石の原子レベル組織解析
5 まとめ
第2章 原子分解能収差補正走査透過電子顕微鏡によるネオジム磁石の微細構造解析 (板倉賢)
1 はじめに
2 収差補正STEM装置の特徴
3 Dy粒界拡散法と解析用試料の作製法
4 原子分解能収差補正STEMによる解析
5 まとめ
第3章 中性子小角散乱(SANS)によるネオジム磁石の内部観察 (矢野正雄, 小野寛太)
1 はじめに
2 magnetic SANS
3 SANSによるNd-Fe-Bナノ結晶磁石の磁化反転過程の解析
4 まとめ
第4章 軟X線MCDによるネオジム磁石の粒界相の磁化解析 (中村哲也)
1 はじめに
2 粒界相の磁気評価方法
3 軟X線磁気円二色性実験
4 粒界相の磁気解析
5 粒界相の磁性に関する考察
第5章 カルファド法とフェーズフィールド法によるNd-Fe-B磁石の組織解析 (小山敏幸, 阿部太一)
1 はじめに
2 T1相と粒界アモルファス相の関係に関する準安定状態図解析
3 粒界偏析挙動の解析(改良粒界相モデル)
3.1 ヒラートの粒界相モデル
3.2 フェーズフィールド法を用いた粒界相モデルの改良
3.3 Nd2Fe14B粒界における粒界アモルファス相の濃度解析
4 まとめ
第6章 第一原理計算によるNd-Fe-B 磁石の粒界近傍における磁気特性 (佐久間昭正, 土浦宏紀)
1 はじめに
2 結晶場理論と結晶磁気異方性エネルギー
3 結果と考察
3.1 磁気モーメント
3.2 結晶場パラメータ
3.3 表面原子の結晶場パラメータ
4 磁化反転シミュレーション
5 まとめ
【第 III 編 磁区構造解析】
第1章 Kerr効果顕微鏡を用いたネオジム磁石の磁化反転機構の解明 (竹澤昌晃)
1 Kerr効果を用いたネオジム磁石の磁区観察
2 観察試料と磁化反転機構観察のための画像処理
3 Nd-Fe-B系焼結磁石の磁化反転機構の観察例
第2章 保磁力理論の概説とモデル薄膜による検証 (岡本聡, 高橋有紀子)
1 はじめに
2 保磁力理論概説
2.1 保磁力の粒子サイズ依存性
2.2 1次元モデルにおける保磁力理論
2.3 Kronmüllerモデルによる保磁力解析
2.4 磁気粘性測定による保磁力解析
3 Nd-Fe-B薄膜による保磁力評価
第3章 放射光X線顕微鏡による磁区解析と磁化反転挙動 (小野寛太, 矢野正雄)
1 はじめに
2 走査型透過X線顕微鏡
3 (Nd,Dy)-Fe-B 焼結磁石の磁区観察
3.1 はじめに
3.2 Nd-Fe-B 焼結磁石の磁区構造
3.3 (Nd,Dy)-Fe-B焼結磁石
3.4 Dy 拡散 Nd-Fe-B 焼結磁石
3.5 焼結磁石の磁区構造と保磁力メカニズム
4 Nd-Fe-Bナノ結晶磁石の磁区観察
4.1 はじめに
4.2 結晶粒径依存性
4.3 Nd-Cu合金の浸透処理
4.4 結晶粒間分断の影響
5 Nd-Fe-Bナノ結晶磁石における磁気双極子相互作用の可視化と磁化反転挙動
5.1 はじめに
5.2 磁気双極子相互作用の可視化
5.3 交換相互作用の可視化
5.4 ナノ結晶磁石の磁化反転過程と磁気双極子相互作用
6 結論
第4章 硬X線磁気顕微鏡によるネオジム磁石の磁化反転挙動の解析 (鈴木基寛)
1 はじめに
2 硬X線磁気顕微鏡による焼結磁石破断面の観察
3 実験方法
4 観察結果
4.1 元素イメージング
4.2 Nd の磁性と化学状態
4.3 磁化反転における逆磁区形成過程
5 まとめと今後の展望
第5章 電子線ホログラフィーによる粒界相磁束密度の解析 (村上恭和)
1 はじめに
2 電子線ホログラフィーの概要
3 Nd-Fe-B焼結磁石の粒界相の磁束密度解析
4 おわりに
第6章 Spin-SEMを用いたネオジム磁石の粒界磁性計測と磁化過程解析 (孝橋照生, 西内武司, 広沢哲)
1 はじめに
2 Nd-Fe-B焼結体磁石の粒界磁性計測
3 サブミクロン結晶異方性Nd-Fe-B磁石の磁化過程解析
4 おわりに
第7章 MFMを用いたネオジム磁石の熱消磁過程その場観察 (山岡武博)
1 はじめに
2 MFMについて
3 高保磁力MFM探針による永久磁石の磁区観察
4 焼結Nd-Fe-B系磁石の熱消磁過程その場MFM観察
5 熱間加工Nd-Fe-B系磁石の熱消磁過程その場MFM観察
6 おわりに
第8章 Nd-Fe-B磁石の有限要素マイクロマグネティクス解析 (大久保忠勝)
1 はじめに
2 有限要素マイクロマグネティック計算法
3 モデル作成法
4 有限要素マイクロマグネティック計算の応用例
4.1 保磁力の粒径依存性
4.2 保磁力の配向度依存性
4.3 粒界相磁性,粒径の保磁力への影響
5 まとめ
第9章 統計物理学による磁気モーメントの反転に対する核生成理論の構築 (宮下精二, 西野正理)
1 ヒステリシス現象と核生成
2 連続スピン系でのスピンダイナミクス : LLG方程式
3 有限温度の効果
4 磁区構造の効果
【第 IV 編 省/脱Dy化技術】
第1章 超微細結晶Nd-Fe-B焼結磁石 (佐川眞人, 杉本諭, 溝口徹彦)
1 はじめに
2 超微細結晶Nd-Fe-B系焼結磁石の開発指針
3 1.8 μm結晶粒径Nd-Fe-B系焼結磁石の開発
4 超微細結晶Nd-Fe-B系焼結磁石の開発現状と今後
第2章 熱間加工異方性磁石 (日置敬子, 服部篤, 入山恭彦)
1 はじめに
2 熱間加工磁石の特徴
2.1 製造工程と結晶粒の配向メカニズム
2.2 結晶組織
2.3 磁化曲線
2.4 磁区構造
3 熱間加工磁石の組織と磁気特性
3.1 粒界相状態(組成・量)の影響
3.2 磁気特性へ及ぼす結晶粒径の影響
4 最近の開発事例
4.1 製品形状
4.2 Dyフリー/省Dy熱間加工磁石
4.3 最新の開発動向
5 今後の展望
第3章 粒界拡散法 (中村元)
1 はじめに
2 非金属系化合物粉末を用いた粒界拡散磁石
3 保磁力分布磁石
4 粒界拡散磁石のその他の特性
5 磁場解析における保磁力分布磁石の取り扱い
6 まとめ
第4章 HAL(High Aniso.field Layer)工法と重希土類フリー磁石 (石坂力)
1 はじめに
2 HAL工法による省Dy化
3 Nd-Fe-B系焼結磁石の重希土類フリー化
4 まとめ
第5章 低温共晶合金拡散法 (宝野和博)
1 はじめに
2 結晶粒微細化によるネオジム磁石の高保磁力化
3 HDDR粉の高保磁力化
4 熱間加工磁石の高保磁力化
5 おわりに
第6章 異方性ネオジムボンド磁石の開発 (三嶋千里, 野口健児)
1 はじめに
2 Dyフリーマグファイン磁石粉末の開発
2.1 添加元素Xの選択
2.2 Nd-Cu-Al粒界拡散処理法による保磁力の向上
2.3 Dyフリーマグファイン磁石粉末の設計
2.4 Dyフリーマグファイン磁石粉末の組織観察
3 Dyフリーマグファイン磁石粉末の耐環境特性の向上と低圧力成形法の開発
4 今後の展開と将来性
【第V編 その他の磁石開発】
第1章 R(FeM)12Ny系磁石 (平山悠介)
1 はじめに
2 結晶構造
3 磁気特性
4 NdFe12Nx膜の作製とその磁気特性
第2章 異方性ナノコンポジット磁石 (広沢哲)
1 異方性ナノコンポジット磁石の概念と理論
2 異方性ナノコンポジット磁石の実験例
2.1 薄膜プロセスを用いた原理検証実験
2.2 異方性ナノコンポジットバルク磁石の作製例
2.3 ナノ粒子ビルドアップによるナノコンポジット作製の試み
3 異方性ナノコンポジット磁石作製の課題と今後の方向
4 まとめ
第3章 高鉄濃度Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17磁石 (桜田新哉)
1 はじめに
2 高鉄濃度化に向けた課題
3 高鉄濃度組成における磁気特性向上の検討
3.1 最適溶体化熱処理によるTbCu7型単相化
3.2 時効条件検討による角型比の向上
3.3 中間熱処理による角型比の向上
4 磁石製造技術と応用展開
4.1 高鉄濃度Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17磁石製造技術の検討
4.2 開発磁石搭載モータの特性と適用実績
5 おわりに
第4章 SmFeN系磁石 (久米道也, 石川尚, 高木健太, 尾崎公洋)
1 はじめに
2 残留磁化の向上
3 保磁力の向上
4 焼結
第5章 高性能フェライト磁石の最近の動向 (小林義徳)
1 はじめに
2 Sr-La-Co系M型フェライト磁石
3 Ca-La-Co系M型フェライト磁石
4 フェライト磁石の磁石特性比較
5 おわりに
第6章 計算科学による新規磁石探索の展望 (三宅隆)
1 はじめに
2 第一原理計算
3 希土類磁石の電子論
4 1:12系窒素侵入型化合物
5 課題と展望
