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Development of core/shell nano-composite magnetic particles by low oxygen powder metallurgy

低氧粉末冶金核/壳纳米复合磁性粒子的研制

基本信息

批准号：
22KF0432
负责人：
平山悠介
金额：
$ 1.47万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、世界的に永久磁石の使用量が増え続けており、磁石のグローバル市場規模は2026年には368億米ドル(約4兆円、2016年比で2.75倍) に膨れると予測されている。この背景には電気自動車の拡大、航空機やドローン等の電動化の推進がある。これらに搭載されるモーターには更なる高性能/高効率化が求められている。モーターの高効率化には、高性能永久磁石の搭載が不可欠であるが、現状のプロセスでは永久磁石化合物が有するポテンシャルを最大限引き出しきれているとは言えない。永久磁石としてのポテンシャルを発揮させるための方法として粒子の微細化が挙げられるが、100nm程度の平均粒径を有する希土類磁石合金ナノ粒子の合成が可能なプロセスはこれまで報告されてこなかった。我々は新規プロセスとして熱プラズマプロセスに着目し、これまでFeやNd-Fe、Sm-Coのナノ粒子を作製し、その粒径や磁気特性について報告してきた。その結果、得られたSm-Coナノ粒子を用いて焼結磁石を作製したところ、等方性磁石として5Tを超える非常に大きな保磁力を得ることに成功した。これは結晶の微細化が十分に達成されたことに起因する。ただ、さらに高性能化（高残留磁化）のためには、結晶方向をそろえた異方性の焼結体を作製する必要がある。本研究では、熱プラズマプロセスの永久磁石合成応用のために必要なプロセスの深化を目的として、本研究は熱プラズマプロセスで得られるSmCoナノ粉末の異方化について、定量的に評価した。

In recent years, the use of permanent magnets worldwide has increased, and the market size of magnets has expanded to 36.8 billion meters in 2026 (about 4 trillion yen, 2.75 times that of 2016). This background is related to the propulsion of electric vehicles, aircraft, and so on. This is the first time that I have ever been able to do this. High performance permanent magnet can not be installed, the status quo of permanent magnet compounds can be limited to the maximum output. A method for the synthesis of particles of permanent magnets with an average particle size of about 100nm is described. The new regulations are aimed at the production, particle size and magnetic properties of Fe, Nd-Fe and Sm-Co particles. As a result, we have successfully manufactured sintered magnets using Sm-Co nano particles, and obtained extremely large isotropic magnets with a magnetic field exceeding 5T. This is the reason why crystallization is very fine. It is necessary to manufacture sintered bodies with high performance (high residual magnetization) and crystal orientation. In this study, we have obtained a quantitative evaluation of the heterogenization of SmCo powder for the purpose of deepening the synthesis of permanent magnets.