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。

2005年获得的结果和获得的结果如下。 1对基于ND-FE-B的厚膜磁铁的研究。使用新开发的三维溅射装置，其特征在于膜表面上的高速膜形成（〜8μm/h）和3D膜形成，我们研究了膜形成和热处理条件对晶体结构和磁性特性的影响。 ND-FE-B磁铁的C轴取向在膜形成和AR气压过程中很大程度上取决于RF和DC输出，并且发现低功率和低压有效地改善了方向，并且AR气体压力会影响ND-FE-B膜的组成，从而沉积了被沉积的，从而导致了重大变化。 When films were formed under optimal conditions of Ar gas pressure of 2Pa, RF output of 120W, and DC output of 150W, anisotropic Nd-Fe-B thick film magnet with a thickness of 6 μm, with high characteristics of Hcj=~371kA/m, Br=~1.06T, and (BH)max=~160kJ/m^3, without the need for heat treatment, was obtained. 2准备 Nd-Fe-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B- B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B- B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B- B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-b发现它表现出超过HCJ = 〜933KA/m，BR = 〜0.8T的磁性特性，并且具有光滑的表面。这种集成的轴磁铁可以应用于微机器等，预计将来它将安装在微型机器上。 3 [NDFEBX/TBY]基于N的多层膜，通过用TA或NB堆叠ND-FE-B膜来提高ND-FE-B薄膜的磁性。在这项研究中，引入了具有大型磁各向异性的TB，以评估其晶体结构和磁性。结果，据揭示了TB金属成分通过膜形成后的热处理扩散到ND-FE-B膜中，并且强制性显着增加而不降低ND_2FE_ <14> B晶体的方向。预计该结果将通过设计多层膜的设计以及进一步的优化和晶体结构和磁性特性的进一步优化和改进，从而大大改善高强制磁性膜的实现。