二段階拡散法によるネオジム磁石の高性能化
Dy-reduced High-Performance Nd-Fe-B Magnet by Two-Step Diffusion Process
ネオジム磁石は身の周りの小型から大型まであらゆる電子機器に使用されている世界最強の永久磁石である。しかし加熱により保磁力が低下するという欠点があるため、動作温度が200℃程度まで上昇する電気自動車モーター等の用途では、耐熱性向上の目的でジスプロシウム（Dy）を相当量添加する必要がある。希少金属であるDyの濃度を低減しつつ同等の効果を発現させるため、Dyを含まないNd-Fe-B熱間変形磁石に対し、Nd50Dy30Cu20およびNd80Cu20共晶合金を用いた二段階拡散処理を施した結果、厚さ5.6 mmのNd-Fe-B異方性磁石において2.5テスラという高い保磁力を達成できることを実証した。試料中のDyの総濃度はわずか0.45 wt.%であり、これは同等の保磁力を持つ従来のDy添加焼結磁石で用いられる濃度の約10%に相当する。Dy濃度が低いため、二段階拡散処理後も1.32テスラという比較的高い残留磁化が維持されている。この保磁力発現メカニズムは、走査型電子顕微鏡（SEM）-透過型電子顕微鏡（TEM）-3次元アトムプローブ（APT）によるマルチスケール解析によって解明された。
- M. Korent, Xin Tang, H. Sepehri-Amin, K. Hioki, K.Ž. Soderžnik, S. Kobe, T. Ohkubo, and K. Hono, "Significant coercivity enhancement of hot-deformed bulk magnets by two-step diffusion process using a minimal amount of Dy", Scr. Mater. 205, 114207 (2021)
Regarding This Research:
Hossein SEPEHRI-AMIN, Group Leader of Green Magnetic Materials Group at NIMS
E-mail: H.SEPEHRIAMIN[at]nims.go.jp