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高性能希土類薄膜磁石の開発とマイクロアクチュエータへの応用

高性能稀土薄膜磁体的开发及其在微执行器中的应用

基本信息

批准号：
04F04417
负责人：
町田憲一
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

平成17年度に達成した実績および得られた成果は以下の通りである。1 Nd-Fe-B系厚膜磁石の研究新たに開発された、高速成膜(〜8μm/h)と基板表面への立体的成膜を特徴とする三次元スパッタリング装置を使用し、成膜と熱処理条件が結晶構造と磁気特性に及ぼす影響を調べた。Nd-Fe-B系磁石のc軸配向性は、成膜中のRFおよびDC出力とArガス圧に強く依存し、低出力と低圧力が配向性の向上に効果あること、およびArガス圧は成膜されるNd-Fe-B膜の組成に影響し、それに伴って保磁力が大きく変化することを明らかにした。Arガス圧力2Pa、RF出力120W、DC出力150Wの最適条件下で成膜した場合、熱処理を必要とすることなくHcj=〜371kA/m、Br=〜1.06T、(BH)max=〜160kJ/m^3の高特性を有する、厚さ6μmの異方性Nd-Fe-B厚膜磁石を得ることができた。2 Nd-Fe-B系厚膜磁石ロータの作製上記磁石のモータへの応用を目的として、直径0.2mmのSUS製シャフト上に、厚さ70μmのラジアル配向したNd-Fe-B系厚膜磁石を成膜して作製した。Hcj=〜933kA/m、Br=〜0.8Tを超える磁気特性を示し、且つ平滑表面をもつことがわかった。このシャフト一体型磁石はマイクロマシン等への応用が可能であり、今後マイクロモータへの実装の可能性が期待できる。3 [NdFeBx/Tby]n系多層膜の研究Nd-Fe-B膜とTaあるいはNbを積層することにより、Nd-Fe-B系薄膜の磁気特性を向上させる報告例がなされている。本研究では大きな磁気異方性を発現する作用のあるTbを導入してその結晶構造と磁気特性を評価した。その結果、成膜後の熱処理によって、Tb金属成分はNd-Fe-B膜へ拡散し、Nd_2Fe_<14>B結晶の配向性を低下させることなく保磁力が著しく増大することが明らかになった。この結果は、多層膜の設計と結晶組織・磁気特性に対する更なる最適化および改善により、高保磁力磁性膜の実現に大きく発展するものと期待される。

In 2017, we achieved the following results: 1. Research on Nd-Fe-B thick film magnet: new development, high speed film formation (~ 8μm/h), three-dimensional film formation characteristics on substrate surface, application of film formation heat treatment conditions, crystal structure and magnetic properties. The c-axis alignment of Nd-Fe-B magnets depends strongly on the RF and DC forces and Ar pressures in the film formation, and the upward effects of low forces and Ar pressures on the alignment of Nd-Fe-B films. Under the optimum conditions of Ar pressure of 2Pa, RF output of 120W, DC output of 150W, film formation is necessary for heat treatment, such as Hcj=~ 371kA/m, Br=~ 1.06T,(BH)max=~ 160kJ/m^3, and anisotropic Nd-Fe-B thick film magnet with thickness of 6μm. 2 Nd-Fe-B thick film magnet manufacturing process for the purpose of magnet, diameter of 0.2 mm SUS thin film magnet, thickness of 70μm thin film alignment Nd-Fe-B thick film magnet manufacturing process Hcj=~ 933kA/m, Br=~ 0.8T The possibility of using this integrated magnet is expected. Study on 3 [NdFeBx/Tby]n Multilayer Films Nd-Fe-B Films and Ta/Nb Multilayer Films In this study, the role of magnetic anisotropy in the formation of crystalline structures and magnetic properties was evaluated. As a result, heat treatment after film formation, Tb metal composition and Nd-Fe-B film dispersion, Nd_2Fe_<14>B crystal alignment decreased, and the magnetic properties increased. The results are expected to optimize and improve the design, crystal structure and magnetic properties of multilayer films, and to develop high performance magnetic films.