希少元素によらない新規高性能永久磁石材料を研究開発する世界的な拠点

代表研究者 広沢 哲
元素戦略磁性材料研究拠点(ESICMM)は、理論・計測解析・材料創製の3分野を融合させて、新規磁石材料の理論探索を進めると同時に、既存磁石材料の高性能化技術を研究し、希少元素に依らない大量生産可能な次世代磁石材料を実験室規模で創製し、産業界での開発研究に必要とされる基礎学理と技術基盤を構築することを目的として2012年度から2021年度までの10年間、物質・材料研究機構を中核機関として設置されました。同時に、将来の磁性材料研究開発の継続的な発展に寄与する人材の育成も行い、数多くの人材が産学の研究現場に活躍の場を見出しました。
永久磁石材料は、ハイブリッド自動車・電気自動車のモータや、風力発電機をはじめ、エアコン・冷蔵庫等の電気製品の心臓部に使われており、磁石特性の向上は省エネルギーに大きく貢献します。
現在最高性能を有する希土類磁石は、日本の佐川眞人博士により発明され、 鉄を主成分としてネオジム・ジスプロシウムと硼素を使った合金(ネオジム磁石)が高性能用途で使用されています。しかし、希土類(レアアース)資源を海外に依存する我が国にとって、資源輸出国の政策やレアアース価格の高騰が近年では問題となっており、 ジスプロシウムのような希少資源を使わずに高性能な永久磁石を創出す ることが求められるようになりました。
永久磁石材料は、ナノメートル領域の結晶組織制御によって特性が発現する材料ですが、そのような微細領域の磁気物性値や特性を決めるメカニズムについての学問的な解明はなされていませんでした。ESICMMの10年間で永久磁石の材料科学が飛躍的に充実し、新たな材料創製研究の厚い基盤が構築されました。
本研究拠点では、メカニズム解明に根差した新規高性能磁石材料の創出を目指し、代表研究者の下に、新規物質探索の決め手となる理論や計算科学の分野を担当する「電子論グループ」、特性発現機構解明に欠かせない微細領域の組織解析の分野を担当する「解析評価グループ」、高度な組織制御技術を駆使し研究成果の工業化に不可欠な材料創製分野を担当する「材料創製グループ」の3グループを設置し、10年間で東北大学、産業技術総合研究所、東京大学物性研究所、東京大学、京都大学、大阪大学、高エネルギー加速器研究機構、高輝度光科学研究センター、名古屋大学、名古屋工業大学、北陸先端科学技術大学院大学、東京工業大学、東北学院大学、兵庫県立大学、九州大学の延べ15機関と連携して、共同研究を推進しました。
永久磁石材料は、ハイブリッド自動車・電気自動車のモータや、風力発電機をはじめ、エアコン・冷蔵庫等の電気製品の心臓部に使われており、磁石特性の向上は省エネルギーに大きく貢献します。
現在最高性能を有する希土類磁石は、日本の佐川眞人博士により発明され、 鉄を主成分としてネオジム・ジスプロシウムと硼素を使った合金(ネオジム磁石)が高性能用途で使用されています。しかし、希土類(レアアース)資源を海外に依存する我が国にとって、資源輸出国の政策やレアアース価格の高騰が近年では問題となっており、 ジスプロシウムのような希少資源を使わずに高性能な永久磁石を創出す ることが求められるようになりました。
永久磁石材料は、ナノメートル領域の結晶組織制御によって特性が発現する材料ですが、そのような微細領域の磁気物性値や特性を決めるメカニズムについての学問的な解明はなされていませんでした。ESICMMの10年間で永久磁石の材料科学が飛躍的に充実し、新たな材料創製研究の厚い基盤が構築されました。
本研究拠点では、メカニズム解明に根差した新規高性能磁石材料の創出を目指し、代表研究者の下に、新規物質探索の決め手となる理論や計算科学の分野を担当する「電子論グループ」、特性発現機構解明に欠かせない微細領域の組織解析の分野を担当する「解析評価グループ」、高度な組織制御技術を駆使し研究成果の工業化に不可欠な材料創製分野を担当する「材料創製グループ」の3グループを設置し、10年間で東北大学、産業技術総合研究所、東京大学物性研究所、東京大学、京都大学、大阪大学、高エネルギー加速器研究機構、高輝度光科学研究センター、名古屋大学、名古屋工業大学、北陸先端科学技術大学院大学、東京工業大学、東北学院大学、兵庫県立大学、九州大学の延べ15機関と連携して、共同研究を推進しました。









