ジスプロシウムフリーネオジム磁石の開発 ～微細組織の制御で熱間加工磁石を高性能化～

ジスプロシウムフリーネオジム磁石の開発

～微細組織の制御で熱間加工磁石を

高性能化～

平成２６年３月２６日

独立行政法人 物質・材料研究機構

独立行政法人 科学技術振興機構

詳細は、リンクを参照して下さい。

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１．独立行政法人 物質・材料研究機構　

　　元素戦略磁性材料研究拠点　宝野 和博

　　フェローらのグループは、希少金属の

　　ジスプロシウムを一切使用しないで、

　　ジスプロシウムを４％含む焼結磁石と

　　同等の保磁力注１）と同等以上の

　　最大エネルギー積注２）をもつ

　　ネオジム磁石を実証しました。

２．近年ハイブリッド自動車用モータの

　　用途でネオジム磁石の使用量が急増

　　していますが、使用中に温度が

　　２００℃程度まで上がるため、耐熱性

　　に効果のあるジスプロシウムが

　　８％程度使われています。

　　しかし、ジスプロシウムは原料の産地

　　が限られた地域に偏在することや

　　地政学的資源リスクが高いことから

　　希少金属（レアメタル）に分類されて

　　おり、その使用量の削減が強く求め

　　られています。

　　一方で、耐熱性の指標となる保磁力の

　　向上には磁石を構成する結晶粒の

　　微細化が効果があることが知られて

　　おり、これによりネオジム磁石の

　　耐熱性を高める研究が進められて

　　いました。

３．本研究では、大同特殊鋼（株）から

　　提供された、従来の焼結磁石の

　　２０分の１程度の大きさの結晶から

　　なる熱間加工ネオジム磁石に、低融点

　　のＮｄ７０Ｃｕ３０合金を６５０℃で

　　溶かして結晶粒の間に浸透させ連続的

　　なネオジム銅（ＮｄＣｕ）合金層を

　　形成しました。

　　これにより、熱間加工磁石の保磁力を

　　１．４０テスラ（Ｔ）から１．９７Ｔ

　　まで高めましたが、この方法では磁石

　　の体積膨張を伴うため磁化が希薄化

　　されて、磁力が下がってしまいます。

　　そこでＮｄＣｕ拡散浸透時の体積膨張

　　を押さえるという工夫で、室温で

　　１．９２Ｔもの高保磁力を実現すると

　　同時に、残留磁化注３）の減少を

　　最小限に抑え室温で３５８ｋＪ／ｍ3の

　　最大エネルギー積を維持しました。

　　この膨張拘束拡散処理された熱間加工

　　磁石は、従来の焼結磁石と比べて

　　保磁力の温度依存性が低く、その結果、

　　ジスプロシウムを一切用いずに、

　　２００℃の最大エネルギー積で

　　１９０ｋＪ／ｍ3という、

　　４％ジスプロシウムを含む焼結磁石

　　よりも優れた値を達成しました。

　　今後は、室温で２．５Ｔ、２００℃で

　　０．８Ｔ程度の保磁力を有する

　　ネオジム磁石の開発をめざして、

　　さらに研究を進めていきます。

４．本研究は、独立行政法人 科学技術振興

　　機構（ＪＳＴ）戦略的創造研究推進

　　事業 チーム型研究（ＣＲＥＳＴ）

　　「元素戦略を基軸とする物質・材料の

　　革新的機能の創出」研究領域

　　（研究総括：玉尾 皓平）における

　　研究課題「ネオジム磁石の高保磁力化」

　　の一環として行われたものです。

　本成果は、金属系材料の速報誌

『Ｓｃｒｉｐｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｌｉａ』

誌のオンライン版に掲載されます。

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　ネオジム磁石も少しずつですが、進歩

しているようです。

　今後ハイブリッド自動車用モータは

ますます多く使われるようになると

思われます。

　今後の発展に期待したい。