パノスコピック構造制御による新しい希土類永久磁石材料の開発

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高性能なNd-Fe-B系焼結磁石が開発されて以来、希土類金属間化合物の研究が盛んに行われてきたが、いまだにNd-Fe-B系焼結磁石を超える永久磁石材料は開発されていない。本研究課題では、パノスコピック形態制御により新しい希土類永久磁石材料を開発することを目的としている。本年度は新しい希土類永久磁石材料の開発とSm-Fe-N磁石粉末の固化成形技術の開発に取り組んだ。まず、新しい希上類永久磁石材料の開発として希土類金属(R)と3d遷移金属のFeとの金属間化合物であるR_3Fe_<29>相およびR_5Fe_<17>相の磁気特性について検討していたところ、Sm_5Fe_<17>相だけが非常に高い保磁力を示すことがわかった。このSm_5Fe_<17>相の構造と磁気特性の関係を調べたところ、Sm_5Fe_<17>相は準安定相であるが、急冷凝固法と熱処理条件を検討することにより作製できることがわかった。また、このSm_5Fe_<17>磁石のSmの一部をNdに置換した(Sm,Nd)_5Fe_<17>磁石も急冷凝固法と熱処理条件を検討することにより作製できることがわかった。得られた(Sm,Nd)_5Fe_<17>磁石の保磁力はSm_5Fe_<17>磁石より小さいが、残留磁化はSm_5Fe_<17>磁石より大きいことがわかった。また、Nd-Fe-B系焼結磁石に代わる新しい希土類金属間化合物として知られているSm-Fe-N磁石粉末は高温で分解するためバルク化できなかったが、新しい開発した冷間圧縮せん断法で固化成形できることがわかった。また、焼結法に一種である放電プラズマ焼結法でも実験条件を検討することによりSm-Fe-N磁石粉末を固化成形できることがわかった。