中性子小角散乱法によるNd-Fe-B焼結磁石の内部平均構造と保磁力の相関に関する研究

Study of the correlation between the coercivity and averaged internal structure of Nd-Fe-B sintered magnets

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*

高温での使用において、現状では添加が必要不可欠な希少金属Dyの使用量を著しく下げた、さらにはDyフリーのNd-Fe-B焼結磁石で高保磁力を実現する鍵を握る、主相の結晶粒の大きさと保磁力、また、界面ナノ構造と保磁力との間の定量的な相関に注目し、中性子小角散乱法を用いて調べてきた。この講演では、結晶粒径と焼結条件の違いによる保磁力と中性子小角散乱パターンの変化について報告する。中性子小角散乱測定は日本原子力研究開発機構の研究用原子炉(JRR-3)に設置されている中性子小角散乱装置SANS-J-IIで行った。また、異なる結晶粒径の原料粉に対し、焼結温度を変化させることで、保磁力の値を変えた数種類の試料を測定に用いた。保磁力は、結晶粒径と焼結温度によって変化し、それに伴って、中性子小角散乱パターンも敏感に変化することがわかった。また2次元検出器上の小角散乱パターンは異方的であり、主相を構成する結晶粒も異方的な構造を持ち、焼結温度によってその異方性の度合いが変化することもわかった。講演では、実験の詳細とその解析結果による、内部平均構造と保磁力の相関について報告する。

A neodymium iron boron (Nd-Fe-B) sintered magnet is the most powerful permanent magnet among the commercially available ones. Dysprosium (Dy), however, has to be added in Nd-Fe-B sintered magnets to keep the high above the room temperature or high-temperature applications. Dy-less or Dy-free Nd-Fe-B sintered magnets are now highly demanded because Dy is one of the rare metals. We performed small-angle neutron scattering (SANS) measurements of sintered Nd-Fe-B sintered magnets to elucidate the correlation between the coercivity and averaged internal structures of this magnet. Such correlation is a clue to achieve the Dy-less or Dy-free Nd-Fe-B sintered magnets. In this talk, we report the detailed results of the experiments and the correlation revealed by the SANS measurements.