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研究活動

Nd磁石材料組織界面に対する第一原理計算

第75回ナノマグネティックス専門研究会 (東京大学)

2017年5月26日(金)

立津慶幸

Abstract

世界最強の磁石として知られるNd-Fe-B焼結磁石は、日本の産業界を支える材料の一つであり、自動車部品、風力発電のモーター、ハードディスクなど様々な工業製品で利用されている。Nd-Fe-B焼結磁石では保磁力の弱熱耐性が応用上の問題となっているが、近年の研究から、主相Nd2Fe14B結晶粒とそれを取り巻く様々な副相が形成する界面と保磁力の密接な関わりが注目され、国内外で精力的に研究されている。保磁力を向上させる一つの方法として微量のCu添加があり、本研究では、Cuが界面の電子状態にどのように寄与するかを第一原理計算を用いた究明を試みた。いくつかのモデル構造の生成エネルギーを比較した結果、Cuが主相・副相間または主相の界面Fe原子と置換した場合がエネルギー的に安定となることが分かり、界面近傍に安定に存在することが確かめられた。また、CuがFeと置換することでバルク内部に侵入する可能性の有無を詳細に調べた結果、バルクのFeはCuと置換されないことが分かり、Cuが界面近傍に存在するという実験結果をよく説明する結果が得られた。その上、界面の主相第一層に存在するFe原子がCuと置換されることにより、界面に存在するNdの異方性が改善されることが解析の結果明らかになり、Cuの役割が理解された。


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