ヘテロ接合ナノ粒子を用いた交換結合ナノコンポジット磁石の創成

軟磁性相および硬磁性相からなる交換結合ナノコンポジット磁石は、従来の単相磁石より大きなエネルギー積を有する永久磁石であり、電気自動車用モーターへの搭載など応用分野は極めて広い重要な先進材料である6交換結合ナノコンポジット磁石創成の重要な点は、高い飽和磁化を示す軟磁性相と高い保磁力を示す硬磁性相間に効果的な交換結合相互作用を発現するため、バルク内で両相の大きさ、空間配置をナノスケールで制御することである。本年度はまず、5nm Pdコアを有するPd/γ-Fe_2O_3ヘテロ接合ナノ粒子(Fe/Pd=8/2,mol/mol)と5nm Pdナノ粒子の混合物のfct-FePd/α-Feナノコンポジット磁石への構造変態熱処理条件について検討した。Fe/Pd体積比を8/2～5/5で調整した試料を、還元雰囲気(Ar+4%H_2)下、熱処理温度450～600℃にて熱処理したところ、いずれの試料もfct-FePd/α-Feナノコンポジット磁石へ構造変態し、500℃還元熱処理において10MGOeを超える高い最大エネルギー積が発現することを見出した。次に、貴金属フリーナノコンポジット磁石の創成に向け、粒径5～10nmの単分散Coナノ粒子の合成について検討した。安息香酸コバルトおよびオレイン酸をフェニルエーテルに溶解後、トリオクチルホスフィンを添加し200℃で反応することにより、Coナノ粒子が生成することを見出した。さらに、本手法を他のヘテロ接合ナノ粒子合成へ広く展開することができた。

軟磁性相および硬磁性相からなる交換結合ナノコンポジット磁石は、従来の単相磁石より大きなエネルギー積を有する永久磁石であり、電気自動車用モーターへの搭載など応用分野は極めて広い重要な先進材料である6交換結合ナノコンポジット磁石創成の重要な点は、高い飽和磁化を示す軟磁性相と高い保磁力を示す硬磁性相間に効果的な交換結合相互作用を発現するため、バルク内で両相の大きさ、空間配置をナノスケールで制御することである。本年度はまず、5nm Pdコアを有するPd/γ-Fe_2O_3ヘテロ接合ナノ粒子(Fe/Pd=8/2,mol/mol)と5nm Pdナノ粒子の混合物のfct-FePd/α-Feナノコンポジット磁石への構造変態熱処理条件について検討した。Fe/Pd体積比を8/2～5/5で調整した試料を、還元雰囲気(Ar+4%H_2)下、熱処理温度450～600℃にて熱処理したところ、いずれの試料もfct-FePd/α-Feナノコンポジット磁石へ構造変態し、500℃還元熱処理において10MGOeを超える高い最大エネルギー積が発現することを見出した。次に、貴金属フリーナノコンポジット磁石の創成に向け、粒径5～10nmの単分散Coナノ粒子の合成について検討した。安息香酸コバルトおよびオレイン酸をフェニルエーテルに溶解後、トリオクチルホスフィンを添加し200℃で反応することにより、Coナノ粒子が生成することを見出した。さらに、本手法を他のヘテロ接合ナノ粒子合成へ広く展開することができた。