Small-angle neutron scattering measurements of Neodymium-Iron-Boron (Nd-Fe-B) sintered magnets

ネオジウム鉄ボロン焼結磁石の中性子小角散乱による研究

武田 全康  ; 鈴木 淳市; 山口 大輔; 秋屋 貴博*; 加藤 宏朗*; 宇根 康裕*; 佐川 眞人*

Takeda, Masayasu; Suzuki, Junichi; Yamaguchi, Daisuke; Akiya, Takahiro*; Kato, Hiroaki*; Une, Yasuhiro*; Sagawa, Masato*

ネオジム鉄ボロン(Nd-Fe-B)焼結磁石は市販されている永久磁石の中で最も強力であるが、キュリー点が比較的低いために、室温よりも高温になると急速に保磁力が低下することが知られている。現状では、高温でも保磁力が維持できるようにネオジムの一部をディスプロシウム(Dy)に置換することが行われているが、Dyの添加は飽和磁化を下げる効果があるとともに、Dyそのものが希少金属であるために、省Dy又はDyフリーのネオジム鉄ボロン焼結磁石の開発が求められている。その実現のためには焼結粉末の微細化と焼結粒間の界面構造の制御が重要であると言われている。中性子小角散乱法はそのような内部構造を非破壊的に測定することのできる手法である。われわれは、JRR-3の中性子小角散乱装置SANS-J-IIを使って、Nd-Fe-B焼結磁石の内部構造と保磁力の間の定量的な関係を調べた。

A Neodymium Iron Boron (Nd-Fe-B) sintered magnet is the most powerful permanent magnet among the commercially available ones. Because of the low , the coercivity of this magnet rapidly reduces above the room temperature. It is well known that substitution of dysprosium (Dy) for a part of Nd recovers the coercivity at the high temperatures. There are two key parameters to enhance the coercivity of Nd-Fe-B sintered magnets without the addition of Dy: grain refinement of microstructure in the magnets, and the microstructural control at the interface between NdFeB and Nd-rich phases surrounding the main phase. Small-angle neutron scattering (SANS) is very powerful tool to investigate such internal structures. We performed SANS measurements of the Nd-Fe-B sintered magnets using unpolarized and polarized neutrons on SANS-J-II installed at JRR-3. The information is essential to the achievement of the high-coercivity Dy-free Nd-Fe-B sintered magnet.