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2014年3月28日 (金)

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。

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