新規Fe-X系軟磁性材料の研究開発

新型Fe-X软磁材料的研发

• 批准号: 19H02180
• 负责人: 今岡 伸嘉
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H02180/
• 关键词: ナノフェライト粉体; 湿式合成; 水素還元; 軟磁性粉体; 鉄基合金; マンガン; ニッケル; 軟磁性材料; ナノフェライト; 磁化反転機構; Fe-X; 窒化; 炭化

本年度実施計画のFe-X系軟磁性粉体の大量合成については、昨年度中に8g/バッチを達成し、目標値の10g/バッチに肉薄する成果を得ている。ここから部品メーカ3社による実用特性検討が開始され、本年度成形体で既存材料を超える性能を確認した1社が、ある自動車部品のプロトタイプ作製のため100gの材料提供を希望するまでに至った。そのため、本プロジェクト後進める予定であった30g/バッチの検討を、炉の増設により前倒しして進め、その目標量を供給することができた。さらに、Fe-X系軟磁性材料は磁化が純Feより高いことが判っているが、Fe-X材料にNiを4at%添加し、Fe-Ni-Mnの組成で飽和磁化2.2T以上保磁力100A/mの高性能軟磁性粉体を、30g/dayのスケールで製造することに成功した。この実現のため、還元反応前の造粒工程、還元反応後の新たな急冷-アニール工程の開発を行っている。この粉体を用いた成形体は、既存の純Fe粉の成形体より磁化が約5%高く、透磁率も80％近く向上した。Fe-X材料の磁化反転機構の研究に関しては、TEM-EDで観察されたbcc構造のサテライト解析により界面構造の存在を明確にし、2019年11月米国で開催されたMMMで発表した。この成果を元に本年九大村上恭和教授との電子線ホログラフィーを用いた共同研究を進めている。まだ、Fe-X特有の磁化反転メカニズムの解明に至っていないが、特徴的な磁区構造が観測され、今後の研究の進展に期待が持たれる。更に、科研費の前倒し予算を活用して、アンモニア使用の窒化設備を新たに稼働することができた。Fe-X-Nの組成での高磁化低保磁力材料を目指して、現在探索研究を加速させているところである。

关于在今年的实施计划中基于FE-X的软磁粉的质量合成，该公司去年获得了8G/批次，取得了接近10克/批次的目标价值。从这一点开始，三个零件制造商开始研究实践特征，一家确认性能的公司今年超过了模制机构中现有材料的现有材料，已经达到了希望提供100克材料以生产特定汽车部分的原型。因此，计划在该项目之后进行的30G/批次的研究通过添加炉子向前移动，并提供了目标金额。此外，尽管已经发现，Fe-X软磁性材料的磁化高于Pure Fe的磁化，但我们通过将4AT％Ni添加到Fe-X材料中，成功地制造了一个高性能软磁粉，其饱和磁化为2.2T或更多或多个强制性的100a/m。为了实现这一目标，我们正在还原反应之前开发一个颗粒状步骤，并在还原反应后进行新的淬火步骤。使用该粉末的模制体比现有的纯Fe粉模成型体高约5％，并且磁渗透性也已提高了近80％。关于FE-X材料的磁化反转机制的研究，对BCC结构观察到的BCC结构的分析揭示了界面结构的存在，并在2019年11月在美国举行的MMM中介绍了该界面。根据这些结果，我们正在使用电子束学教授与Kyushu Murakami Kyokami Kyokazuakazu教授进行联合研究。尽管尚未阐明Fe-X所独有的磁化反演机制，但已经观察到了独特的磁性域结构，并且希望将来的研究进度希望。此外，我们能够利用科学研究基金的提前预算来使用氨建立新的硝化设施。目前，我们正在加速勘探研究，目的是用FE-X-N组成创建高度磁化的低强制材料。

项目成果

湿式合成条件がFe-Mn軟磁性粉末の磁気特性に与える影響

湿法合成条件对铁锰软磁粉磁性能的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: 昆竜矢;今岡伸嘉;多田周二;尾崎公洋
• 通讯作者: 尾崎公洋

磁性材料とその製造方法

磁性材料及其制造方法

• 发表时间: 2019

新しいモーター用 ソフト磁性材料の研究開発

新型电机软磁材料的研发

• 发表时间: 2020
• 作者: S. Ishida;A. Iyo;H. Ogino;N. Takeshita;H. Eisaki;K. Kawashima;K. Yanagisawa;Y. Kobayashi;K. Kimoto;H. Abe;M. Imai;J. Shimoyama;D. Kagerbauer;S. Holleis;M. Eisterer;今岡伸嘉
• 通讯作者: 今岡伸嘉

Microstructure of novel Fe-Mn soft magnetic powders produced by hydrogen reduction of nano-ferrites

纳米铁氧体氢还原制备新型铁锰软磁粉的微观结构

• 发表时间: 2019
• 作者: Nobuyoshi Imaoka ;Yoshinaka Kawakami ;Kimihiro Ozaki
• 通讯作者: Kimihiro Ozaki

ソフト磁性材料チーム

软磁材料团队