準安定相の生成・分解を利用したNd-Fe-Bナノコンポジット磁石の創成

利用亚稳相的生成和分解制备 Nd-Fe-B 纳米复合磁体

基本信息

  • 批准号:
    17656241
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2006
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

現在,最も強い永久磁石はNd-Fe-B磁石で,コンピュータのボイスコイルモーターや医療機器のMRI,電気自動車モータなどに幅広く使用されている.しかし,近年の省エネルギー化や,CO_2排出量削減,電気製品の高性能化,小型化などのニーズから,より強い磁性材料の開発が求められる.次世代高性能磁石として,異方性ナノコンポジット磁石が注目されている.この磁石では,ハード磁気特性を持つNd_2Fe_<14>B相とソフト磁気特性を持つFe相のナノ複合組織に交換相互作用が働くことにより,1MJ/m^3を超える高い(BH)_<MAX>を有することが予想されている.異方性ナノコンポジット磁石の原料となりうる化合物として,無容器過冷凝固によって,Nd_2Fe_<17>B_x準安定相(x〜1)が発見された.この準安定相は固相分解反応によって,ナノサイズのNd_2Fe_<14>B相と,Fe相の複合組織に変態することがわかっている.この準安定相の固相分解を制御することで,従来は達成できていない,高性能異方性ナノコンポジット磁石が開発できると考えられる.本研究ではNd-Dy-Fe-B合金をドロップチューブ法により準安定過冷凝固させ,Dy置換が準安定相の生成,粗大な初晶Fe相の抑制,準安定相の分解温度に及ぼす影響について調べた.実験試料の基本組成として,Nd_<10>Fe_<85>B_5合金およびNd_<14>Fe_<79>B_7合金を用い,これらのNdのうち,原子量で10%,20%,30%をDyで置換した.これらの合金は,26mドロップチューブ上部の石英ノズル中に入れ,高周波溶解した後,ヘリウムガス中を自由落下させた.得られた合金は,X線回折(XRD)を用いて相同定をおこない,示差熱分析(DTA)を用いて熱的安定性を調べた.現在までに以下の結論を得ている.1.Nd_<10>Fe_<85>B_5合金のNdのをDyで置換した場合,置換量が20%までは,準安定相の生成能と,初晶Fe相の成長が抑制された.2.置換量が30%を超えると,準安定相の生成能とが減少し,Fe_3RE相が生成する.3.Dy置換した準安定相は,1140KでRE_2Fe_<14>BとFeに分解する.4,Dy置換によって,準安定相の分解温度が上昇する.
Now, the strongest permanent magnet is Nd-Fe-B magnet, which is used in MRI, electrical automation and medical equipment. In recent years, there has been a rapid development of energy saving, CO_2 emission reduction, high performance of electrical products, miniaturization of electrical products, and development of ferromagnetic materials. Next generation high performance magnets, anisotropic magnets, etc. In this magnet, <14>the exchange interaction between the hard magnetic properties of the Nd_2Fe_ B phase and the soft magnetic properties of the Nano composite structure of the Fe phase is compatible, so it is conceivable that 1MJ/m^3 will exceed the height of (BH)_<MAX>. A <17>quasi-stable phase (x ~ 1) of Nd_2Fe_ B_x was found in the case of container-free supercooling solidification. The quasi-stable phase is decomposed into solid phase, and the Nd_2Fe_<14>B phase is decomposed into Fe phase. The solid phase decomposition of quasi-stable phase is controlled by the reaction of the quasi-stable phase with the high performance anisotropic magnet. In this paper, the quasi-stable undercooled solidification of Nd-Dy-Fe-B alloy is studied by means of the Dy substitution, the formation of quasi-stable phase, the suppression of coarse primary Fe phase, the decomposition temperature of quasi-stable phase and the influence of temperature on the solidification. The basic compositions of the samples are Nd_ Fe_ B_5 alloy and Nd_<10>Fe_B_7 alloy. The atomic weights <85>of Nd_<14>Fe_B_5 alloy and Nd_ Fe_<79>B_7 alloy are 10%, 20%, 30% and Dy. The alloy is 26m high and the quartz in the upper part of the alloy is free to fall after high frequency dissolution. X-ray diffraction (XRD) is used to determine the same temperature, differential thermal analysis (DTA) is used to adjust the thermal stability. The <10>following conclusions are obtained: 1. When <85>Nd is substituted by Dy in Nd_ Fe_ B_5 alloy, the formation energy of quasi-stable phase is inhibited when the substitution amount is 20%. 2. When the substitution amount is 30%, the formation energy of quasi-stable phase decreases. 3. When Dy is substituted by Nd in Nd_Fe_ B_5 alloy, <14>the decomposition temperature of quasi-stable phase increases.

项目成果

期刊论文数量(25)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
In-situ observation of formation of metastable rare-earth iron garnet by splat quenching
溅射淬火形成亚稳态稀土铁石榴石的原位观察
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.Nagashio;K.Kuribayashi;O.Yamaguchi;T.Hibiya
  • 通讯作者:
    T.Hibiya
Experimental verification of ribbon formation process in chill-block melt spinning
  • DOI:
    10.1016/j.actamat.2006.01.025
  • 发表时间:
    2006-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    K. Nagashio;K. Kuribayashi
  • 通讯作者:
    K. Nagashio;K. Kuribayashi
A comparative EBSP study of microstructure and microtexture formation from undercooled Ni_<99>Bi_1 melts solidified on an electrostatic levitator and an electromagnetic levitator
过冷Ni_<99>Bi_1熔体在静电悬浮器和电磁悬浮器上凝固的微观结构和微观织构形成的比较EBSP研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M.Li;T.Ishikawa;K.Nagashio;K.Kuribayashi;S.Yoda
  • 通讯作者:
    S.Yoda
Metastable phase formation from undercooled melt of Nd-Fe-B alloys
Nd-Fe-B 合金过冷熔体形成亚稳相
Novel criterion for formation of metastable phase from under cooled melt
欠冷熔体形成亚稳相的新标准
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kazuhiko Kuribayashi;Kosuke Nagashio;Kenji Niwata;M.S.Vijaya Kumar;Taketoshi Hibiya
  • 通讯作者:
    Taketoshi Hibiya
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超音波が誘起する固液混相領域内運動
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  • DOI:
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    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    山角宥貴,  岩井一彦
Surface Tension of Molten Silver in Consideration of Oxygen Adsorption Measured by Electromagnetic Levitation
电磁悬浮测量考虑氧吸附的熔融银表面张力
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    栗林 一彦
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    栗林 一彦;高先 純也;宮部 達也;小澤 俊平
  • 通讯作者:
    小澤 俊平
過冷融液からの準安定相晶出 -double recalescenceについての一考察-
过冷熔体的亚稳相结晶 - 双重辉研究 -
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    栗林 一彦;加藤 寛隆;永山 勝久;M. S. Vijaya Kumar;稲富 裕光
  • 通讯作者:
    稲富 裕光
Tm1-xScxFeO3 (0.0<x<1.0)におけるSc置換による六方晶の安定化に関する検証
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    栗林 一彦;高先 純也;宮部 達也;小澤 俊平;高先純也,栗林一彦,小澤俊平
  • 通讯作者:
    高先純也,栗林一彦,小澤俊平

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    $ 2.11万
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    02555143
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 2.11万
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    Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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  • 批准号:
    63460203
  • 财政年份:
    1988
  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
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    57550059
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    1982
  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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