全物質中で最高の磁石性能を示し得るFeCo合金ベースの超強力磁石材の開発

开发基于FeCo合金的超强磁性材料，该材料可以表现出所有材料中最高的磁性能

• 批准号: 20H02832
• 负责人: 長谷川 崇
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02832/
• 关键词: 磁性材料

本研究は、一般的には永久磁石にはならないことで知られる鉄コバルト合金（FeCo）において、結晶構造や組織を人工的に制御することで永久磁石特性の向上をはかることを目的とする。FeCoは全遷移金属合金中で最大の磁化を有するが、結晶構造が立方晶（より正しくは体心立方晶bcc）であるため、そのままでは磁気異方性と保磁力が極めて小さいために永久磁石にはなれないと考えられている。そこで本研究では、FeCoの結晶構造を正方晶（bct）に変形させ、さらに組織をナノスケールに微細加工することで、結晶磁気異方性と保磁力の向上をはかる。本年度は、昨年度の繰越分を除き、理論計算によってFeCoXのbct構造の形成エネルギーを最小化する添加元素Xの探索を行い、次いで成膜実験での確認を行った。理論計算では商用の第一原理計算機を使用して密度汎関数理論DFTに基づく擬ポテンシャル法を用いた。成膜実験では超高真空多元合金マグネトロンスパッタ装置を用いて、MgO単結晶基板上にRh下地を成膜し、その上にFeCoX磁性薄膜を成膜し、その上に酸化防止層としてSiO2キャップ層を成膜した。理論計算による添加元素X探索の結果、X=VN, VZrN, VTaN, VAlNにおいてbct構造が安定化することが示された。次いで成膜実験の結果、これらの中ではX=VN, VAlNがbct構造を最も安定化することがわかった。今後は、理論計算による添加元素Xの探索を引き続き行うことでFeCoXのbct構造をより一層安定化させる効果をもつ添加元素Xに目星をつけて、次いで成膜実験での確認を引き続き実施していく。

In this study, the general permanent magnet system is used to determine the mechanical properties of the permanent magnet. The mechanical properties of the permanent magnet are determined by the mechanical properties of the alloy (FeCo) and the crystal structure. The maximum magnetization of the FeCo alloy is due to the temperature, the structure and the structure of the body-centered cubic crystal (bcc). The magnetic properties are very small, the permanent magnet is very small, and the permanent magnet is very small. In this study, FeCo results show that the structure of square crystal (bct), microstructure, micromachining and magnetic properties of square crystal (bct) are improved. In the current year and last year, it is calculated by theoretical calculation that the FeCoX bct will be built to minimize the addition of elements X to explore the line, and to confirm the line. Theoretical calculation the first principle calculation machine of the commercial enterprise uses the mathematical density theory, the mathematical theory, the DFT theory, the mathematical theory and the mathematical theory. The formation of the film is based on the ultra-high vacuum multi-alloy device, the Rh film on the MgO crystal substrate, the FeCoX magnetic film on the surface, and the acidizing on the surface to prevent the formation of the film. Theoretical calculation adds element X to explore the results, X=VN, VZrN, VTaN, VAlN to stabilize the bct to show the stability. In the second part, the results of the film-forming experiment, the results of the X=VN, and the VAlN bct were used to stabilize the film. In the future, the theory calculates the addition of elements X, exploration, introduction, FeCoX, bct, stabilization, stabilization, and film formation.

项目成果

アモルファスSiO2基板上に成膜されたFeCoVNのbct構造のTEM観察

TEM 观察沉积在非晶 SiO2 基底上的 FeCoVN 的 bct 结构

• 发表时间: 2021
• 期刊: 電気学会研究会資料
• 作者: Fukada Yukimasa;Fukuyama Ryota;Fujiwara Kosuke;Yoshii Kenji;Shigematsu Kei;Azuma Masaki;Ikeda Naoshi;長谷川崇
• 通讯作者: 長谷川崇

第一原理計算とスパッタ成膜によるFeCoVNのbct構造安定性の評価

通过第一性原理计算和溅射沉积评估FeCoVN的bct结构稳定性

• 发表时间: 2020
• 期刊: 電気学会研究会資料
• 作者: 長谷川崇;白井千尋;関勇希
• 通讯作者: 関勇希

TEM observation of nitrogen-tunable bcc-bct-fcc transformation of FeCo with added V

添加 V 的 FeCo 氮可调 bcc-bct-fcc 转变的 TEM 观察

• 发表时间: 2021
• 作者: 髙橋 拓海;小杉 洋平;吉田 卓寛;岩澤 広将;田中 正樹;一川 尚広;T. Hasegawa
• 通讯作者: T. Hasegawa

V content dependence of the stability of bct FeCoN structure with high Ku

高Ku bct FeCoN结构稳定性的V含量依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: 劉 寛，相撲 優花，H. T. C. Tu;M. Shahiduzzaman;當摩哲也;大平圭介;T. Hasegawa
• 通讯作者: T. Hasegawa

FeCoV基合金系硬質磁性体の製造方法

一种FeCoV基合金硬磁材料的生产方法

• 发表时间: 2022