Establishment of the new method for material synthesis utilizing light elements and their expansion to develop rare-earth-free magnet

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2．新規物質合成法の深耕と応用：新しい希土類フリー磁石候補材料としてFe5SiCの合成を行った。Fe粉とSiC粉を固相-固相拡散させることを目指し、ボール径を大きくすることでアモルファス化に成功した。次に熱処理を行ったが、先行文献の加熱条件ではFe5SiCを生成させることはできなかった。また、マイクロ波ハイスループット合成によるスピネル型多元酸化物原料の作成に成功した。Fe系窒化物薄膜の高品位作製においては、XRD測定において明瞭かつ大きな強度のα”-Fe16N2(400)ピークのみが得られ、VSM測定において1100 emu/cm3程度の飽和磁化および5～10 kOe程度の大きな飽和磁界を有する薄膜の作製に成功した。Fe-Mn-Ga系合金に関しては、フェリ/フェロ磁気相転移の実証が十分に期待できるとの観点から希土類フリーFe-Mn系基硬質磁性材料を探索した。3.　理論計算による希土類フリー磁石の設計指針導出：希土類フリー磁石として期待されるL10型遷移金属合金（FePt,MnAl,FeNi）のMAEに関する第一原理計算を行い、その温度依存性を示した。特に、FeNiのMAEは低温領域で温度変化が少ないプラトーとなることを示した。4.　希土類フリー磁石に向けての基礎検討理論グループから示されたFe2Ni2Cを合成すべくプロセスおよび出発原料の条件検討を行った。合成プロセスとしてはまずFe2Ni2Nを合成した後、C含有ガス雰囲気で熱処理を行い、NをCで置換することを目指した。出発原料としてはFeCl2/NiCl2の混合水溶液にシュウ酸H2C2O4を加えて共沈物FeC2O4/NiC2O4を得たのち、乾燥させて粉砕後、NH3ガス雰囲気下で窒化処理を行った。FeC2O4/NiC2O4のモル比および窒化温度、窒化時間を変えて検討した結果、Fe2Ni2Nの合成条件を見出すことができた。