＜抜粋版＞最新磁石材料の技術動向と、着・脱磁、熱減磁トラブル対応、測定評価技術

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1 情 報 機 構 ( 東 京 大 井 町 / きゅりあん ) < 抜 粋 版 > 最 新 磁 石 材 料 の 技 術 動 向 と 着 脱 磁 熱 減 磁 トラブル 対 応 測 定 評 価 技 術 ( 株 )KRI フェロ&ピコシステム 研 究 部 部 長 山 本 日 登 志 [email protected]

2 CTO 取 締 役 会 社 長 副 社 長 ( 株 )KRI 組 織 図 ( 現 在 ) 経 営 会 議 エネルギー 材 料 研 究 部 環 境 エネルギー 材 料 有 機 デバイス 材 料 研 究 室 ナノ 構 造 制 御 研 究 部 新 機 能 性 材 料 研 究 部 新 素 材 デバイスマテリアル 研 究 室 エネルギー 変 換 研 究 部 電 池 評 価 解 析 室 次 世 代 電 池 推 進 プロジェクト 室 新 エネルギーデバイス 研 究 部 電 気 化 学 デバイス 研 究 室 環 境 化 学 プロセス 研 究 部 センシングバイオ 研 究 室 二 次 電 池 燃 料 電 池 グリーンケミストリー 生 命 科 学 材 料 解 析 研 究 センター ナノ 構 造 解 析 研 究 室 エネルギーソリューションセンター 京 都 地 区 旧 磁 石 材 料 研 究 室 フェロ&ピコシステム 研 究 部 先 進 技 術 調 査 室 未 来 戦 略 大 阪 地 区 経 営 企 画 部 施 設 管 理 部

3 目 次 希 土 類 原 料 コストと 将 来 予 測 焼 結 磁 石 メーカの 現 状 シェアと 今 後 最 新 磁 石 (Dy 拡 散 微 粒 子 型 保 磁 力 分 布 磁 石 ) 着 磁 特 性 脱 磁 特 性 不 完 全 着 磁 の 課 題 熱 減 磁 Hkの 重 要 性 長 期 安 定 性 各 種 磁 石 性 能 測 定 方 法 パルス 測 定 事 例 紹 介 その 他 磁 石 品 質 評 価 測 定 例

4 Rare Earth Metal Price (2014.1) Nd ; $87/kg Dy ; $625/kg Sm ; $33/kg Nd ; $103/kg Dy ; $720/kg Sm ; $33/kg

5 Nd 磁 石 コストトレンドと 動 向 Nd,Pr,Di(ジジム;NdとPrの 合 金 ) 希 土 類 資 源 の 中 国 依 存 度 低 下 による 安 定 調 達 化 加 速 依 存 度 ; 約 97%から50% 未 満 海 外 鉱 山 の 稼 働 (Mauntain Pass, Maunt Weld, Don Pao, Tore Lake) JOGMEC 資 源 開 発 支 援 民 間 技 術 提 携 ( 三 菱 商 事 信 越 化 学 ) Nd 価 格 は 徐 々に 低 下 するか?( 数 年 前 の 希 土 類 暴 騰 の 再 発 はない) Dy, Tb Dy 資 源 Ndと 異 なり 中 国 依 存 離 脱 は 当 面 難 中 国 ( 江 西 省 ) 以 外 に 有 用 なイオン 吸 着 鉱 床 が 発 見 されていない 太 平 洋 海 底 鉱 床 は 話 題 性 はあるが?? Dy(Tb) 拡 散 技 術 はDy 削 減 重 要 技 術 として 今 後 の 主 流 か 課 題 は 工 程 コスト Dy(Tb) 価 格 は 暴 騰 は 無 いが 高 止 まりか? SmCo 磁 石 SmCo,フェライトへの 回 帰 Nd,Prの 需 要 は 旺 盛 のため その 他 希 土 類 が 余 剰 ( 既 にCe 価 格 は 暴 落 中 ) Sm 原 料 が 余 剰 そのためSmCo 需 要 は 今 後 も 拡 大 か( 東 芝 等 ) フェライト 需 要 も 加 速 か ( 欧 州 特 許 紛 争 締 結 有 り) Smコストは 徐 々に 低 下 か?

6 中 国 焼 結 Nd 磁 石 主 要 メーカ 北 京 中 科 三 環 高 技 術 股 份 有 限 公 司 (Beijing Zhong Ke San Huan High-Tech Co.,Ltd) 1) 天 津 三 環 楽 喜 新 材 料 有 限 公 司 ( 天 津 ) 2) 三 環 瓦 克 華 磁 製 器 件 有 限 公 司 ( 北 京 ) 3) 寧 波 科 寧 達 工 業 有 限 公 司 ( 寧 波 ) 4) 肇 慶 三 環 京 粤 磁 材 有 限 責 任 公 司 ( 広 東 ) 北 京 京 磁 技 術 公 司 ( 北 京 ) (Beijing Jingci Magnetism Technology Co.) 安 泰 科 技 股 份 有 限 公 司 ( 北 京 ) (Advance Technology & Materials Co., Ltd) * 分 社 : 寧 波 包 頭 北 京 銀 納 金 科 科 技 有 限 公 司 ( 北 京 ) (Thinova Co., Ltd.) 寧 波 韵 升 股 份 有 限 公 司 ( 寧 波 ) (Ningbo Yunsheng Co., Ltd.) 横 店 集 団 東 磁 股 份 有 限 公 司 寧 波 永 久 事 業 有 限 公 司 煙 台 首 鋼 磁 性 材 料 股 份 有 限 公 司 煙 台 正 海 磁 性 材 料 有 限 公 司 寧 波 金 鶏 釹 鉄 硼 強 磁 材 有 限 公 司 6

7 NdFeBの 製 造 プロセス Process of NdFeB Magnet Raw Materials Nd, Dy, Fe, Co, B, Tb, Al, Cu, Ga Melting Pressing Machining SC Strip Casting Pulverizing Sintering Coating Magnetizing Inspection Milling Annealing Shipping 7

8 中 国 Nd 磁 石 の 製 造 工 程 問 題 点 例 ; 平 行 プレスは 弱 強 面 差 が 現 れやすい 赤 印 が 特 性 バラツキを 起 こしやすい 要 因 のある 工 程

9 日 本 中 国 と 日 本 のプレス 成 型 の 違 い 1 段 プレス 成 型 vs 2 段 プレス 成 型 中 国 2 段 プレス 成 型 1 段 目 ; 直 角 仮 成 型 2 段 目 ; CIP(Cold Isostatic Press) 2 段 成 型 採 用 の 理 由 ( 推 定 ); 1 金 型 設 計 能 力 2 高 品 質 金 型 材 料 が 入 手 難 3ブロック 販 売 への 容 易 な 対 応 性 4 金 型 費 無 料 の 営 業 利 点 5 安 価 な 加 工 費 労 働 力

10 保 磁 力 の 支 配 要 因 固 有 保 磁 力 H cj = c H A ー N J s H A : 異 方 性 磁 界 J s : 飽 和 磁 化 c : 磁 石 組 織 に 依 存 する 係 数 N : 局 所 反 磁 界 係 数 保 磁 力 とBHカーブ この 式 でHcJはもっぱら 第 一 項 の 寄 与 大 実 現 されているHcJは 理 論 値 HAより かなり 低 い c 値 は 通 常 c 値 要 因 ; 結 晶 粒 径 結 晶 方 位 結 晶 粒 界 その 他 金 属 微 細 組 織 例 ; 結 晶 粒 度 が 大 きいと 保 磁 力 は 低 下

11 保 磁 力 H cj Hkと 結 晶 粒 径 ( 左 ) 国 内 35EH 相 当 磁 気 特 性 ;Br=12.1 kg, Hcb=11.8 koe, HcJ>28.9 koe, (BH)max=35.7 MGOe ( 右 )Z 社 35SH 磁 気 特 性 ;Br=12.1 kg, Hcb=11.3 koe, HcJ=20.6 koe, (BH)max=34.4 MGOe 倍 率 ; x1000

12 Dy 拡 散 完 全 拡 散 粒 界 拡 散 t=3μm t=3μm Dy 拡 散 試 料 のJ-H 曲 線 a) Dyスパッタ 後 b) 1073K x 60min 拡 散 後 c) 1073K x 60min 拡 散 + 873K x 60min 熱 処 理 後 Dy 拡 散 試 料 のJ-H 曲 線 a) Dyスパッタ 後 b) 1073K x 5min 拡 散 後 c) 1073K x 5min 拡 散 + 873K x 20min 熱 処 理 後 K. T. Park, K. Hiraga and M. Sagawa: Proc. of 6 th Intl Workshop on Rare-Earth Magnets and their Applications, p. 257, Sendai, Japan (2000). *2012 年 KRIワークショップ 講 演 ( 明 治 大 学 徳 永 先 生 )

13 保 磁 力 分 布 磁 石 の 作 製 例 ブロック 状 態 で 粒 界 拡 散 し 蒲 鉾 形 状 に 加 工 中 村 元 廣 田 晃 一 美 濃 輪 武 久 : 機 能 材 料 2011 年 7 月 号 Vol.31 No.7 p. 14. 廣 田 晃 一 中 村 元 美 濃 輪 武 久 : 粉 体 粉 末 冶 金 協 会 平 成 22 年 度 春 季 大 会 講 演 概 要 集 (1-9) p. 91 (2010). *2012 年 KRIワークショップ 講 演 ( 明 治 大 学 徳 永 先 生 )

14 結 晶 磁 気 異 方 性 型 永 久 磁 石 フェライト SmCo,NdFeB 保 磁 力 と 結 晶 粒 径 Hc K 2 Is N Is K; 異 方 性 定 数 Is; 飽 和 磁 化 N; 反 磁 界 係 数 S N S N S N N S N 単 磁 区 粒 子 Dc ( 臨 界 径 ) 保 磁 力 H cj (koe)と 結 晶 粒 径 (μm) * 元 Dataは 佐 川 真 人 氏 磁 壁 エネルギー(Ew)は D 2 に 比 例 Dc 静 磁 エネルギー(Es)はD 3 に 比 例

15 保 磁 力 分 布 磁 石 とは? 保 磁 力 の 必 要 な 部 分 のみにDy(Tb)を 濃 縮 させた 磁 石 磁 石 の 場 所 々で 保 磁 力 の 値 が 異 なる 予 め 客 先 から 指 定 された 必 要 保 磁 力 のデータをもらう それに 応 じて 必 要 な 箇 所 にのみDy(Tb) 粉 末 を 塗 布 して 局 部 的 にHcJを 高 める 従 来 磁 石 保 磁 力 分 布 磁 石 Dy(Tb)は 均 一 に 分 布 Pcの 低 い 箇 所 のみ Dy(Tb)を 濃 縮 メリット; 1. 低 HcJ 材 質 に 切 り 替 え 出 来 るので Brが 向 上 2. 低 Dy,Tb 使 用 量 になり 原 料 費 コストダウン 可 能 3. 新 たな 材 質 性 能 を 積 極 的 に 活 用 したモータ 設 計 可 能

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17 M-Hカーブの 着 磁 磁 場 依 存 性 F E G(フル 着 磁 ) Pc2 Pc1 M D C 小 着 磁 磁 界 A B C D E F G 大 A B H 着 磁 の 課 題 磁 石 メーカ 材 質 プロセスで 若 干 着 磁 特 性 が 異 なる 同 一 材 質 でも 用 途 設 計 で 影 響 が 異 なる 例 ; 磁 場 Fの 着 磁 品 Pc1;OK, Pc2; NG( 減 磁 ) 使 用 温 度 ; 常 温 ではOKでも 高 温 ではNG 高 温 ではPc1でも 減 磁 も 有 り 得 る

18 着 磁 率 (%) 反 対 方 向 磁 化 の 再 着 磁 特 性 磁 化 B C A 磁 化 D 着 磁 磁 界 小 A B C D E F バージン 状 態 大 20 0 E フル 着 磁 に 必 要 な 磁 界 増 大 -20 小 大 F H A H B H C H D H E H F H A H B H H D H C E 着 磁 磁 界 H F 反 対 方 向 に 着 磁 された 磁 石 は 再 フル 着 磁 は 非 常 に 困 難 交 流 直 流 消 磁 も 注 意 要 熱 脱 磁 が 望 ましい

19 Nd 焼 結 磁 石 _ 初 磁 化 曲 線 1 9

20 Dyフリー H cj =20kOeを 示 す 焼 結 磁 石 の 磁 化 曲 線 粉 砕 粒 径 宇 根 康 裕 佐 川 真 人 : 日 本 金 属 学 会 誌 第 76 巻 第 1 号 12 (2012). Dy-free 微 粒 子 型 磁 石 ; 着 磁 が 難 しくなっている 材 料 によっては3.5Tesla 以 上 必 要 も! *2012 年 KRIワークショップ 講 演 ( 明 治 大 学 徳 永 先 生 )

21 微 結 晶 粒 径 磁 石 の 着 磁 特 性 シミュレーション 結 果 着 磁 磁 界 H=25kOe Hkが 低 いとさらに 低 磁 界 で 減 磁 *NIMS 資 料 から 引 用

22 着 磁 特 性 測 定 の 一 例 20KOe N35EH 材 はHex=20KOeでもJ-Hカーブのクニック 点 近 傍 の Jが 若 干 低 い Pcによっては 熱 減 磁 考 慮 要 か?

23 KRI 加 熱 着 磁 予 備 検 討 試 料 ; Nd 微 粒 子 型 磁 石 測 定 ; パルス 磁 場 測 定 装 置 測 定 試 料 ; 7x7x7mm 着 磁 磁 界 ; 2Tesla, 8Tesla 着 磁 温 度 ; Nd 磁 石 の 特 徴 ; 異 方 性 磁 界 HAは 温 度 上 昇 と 共 に 激 減 Br (BH)max T( ) T T 予 備 検 討 であるが 加 熱 着 磁 も 着 磁 率 向 上 効 果 有 り ただ 各 社 で 組 成 や 結 晶 粒 径 が 異 なるため 各 材 質 で 加 熱 温 度 の 最 適 化 の 検 討 は 必 要 か?

24 外 部 磁 界 による 減 磁 モータ 用 途 ( 弱 め 界 磁 短 絡 電 流 ) ハルバッハ 磁 気 回 路 等 Pc Pc (=Pc+1) Q B r R Pc Hkが 低 いとさらに 低 磁 界 Hexで 減 磁 P Δ B H CJ H CB Hex 0

25 不 可 逆 減 磁 率 ( % ) 電 気 学 会 技 術 報 告 1011 号 (2005) 図 時 間 ( h) % 着 磁 % 着 磁 Hkが 低 いとさらに 低 磁 界 Hexで 減 磁 H cj= 1.6MA/m(20kOe) 放 置 温 度 : 100 図 3.4 不 可 逆 減 磁 率 の 経 時 変 化 (1.6MAm, 100 ) 50% 着 磁

26 不 可 逆 減 磁 率 ( % ) 電 気 学 会 技 術 報 告 1011 号 (2005) 図 3.7 時 間 ( h) % 着 磁 % 着 磁 Hkが 低 いとさらに 低 磁 界 Hexで 減 磁 H cj= 2.0M A/m(25kOe) 放 置 温 度 : % 着 磁 -2.0 図 3.7 不 可 逆 減 磁 率 の 経 時 変 化 (2.0MAm, 100 )

27 不 可 逆 減 磁 率 ( % ) 電 気 学 会 技 術 報 告 1011 号 (2005) 図 3.9 時 間 ( h) % 着 磁 % 着 磁 Hkが 低 いとさらに 低 磁 界 Hexで 減 磁 -8 H cj= 2.0M A/m(25kOe) 放 置 温 度 : % 着 磁 -10 図 3.9 不 可 逆 減 磁 率 の 経 時 変 化 (2.0MAm, 200 )

28 高 温 測 定 によるフェライト 磁 石 低 温 減 磁 の 推 定 温 度 係 数 α(%/c); 保 磁 力 HcJの 温 度 係 数 β(%/c); 残 留 磁 束 密 度 Brの 温 度 係 数 α ; ~ (%/C) β ; ~ (%/C) 保 磁 力 温 度 係 数 βはプラスでかつ メーカや 材 質 で 非 常 に 差 が 大 きい 特 に 大 きいβの 材 質 は 低 温 減 磁 に 注 意 要 HcJ (MA/m) フェライト 磁 石 温 度 測 定 ( 例 ) 低 温 HcJの 推 定 T( )

29 磁 石 寸 法 のJHカーブへの 影 響 ~ 加 工 劣 化 ~ 加 工 劣 化 試 料 ; 7x7x7mm Br= 1.294T HcB= 986.8kA/m HcJ= kA/m (BH)max= 315.8kJ/m3 Hk95=1190.7kA/m 試 料 ; 3x3x3mm Br= 1.268T HcB= 943.1kA/m HcJ= kA/m (BH)max= 291.9kJ/m3 Hk95=603.8kA/m * Hk95; J-H 曲 線 上 でJの 値 がBrの95%になるHの 値

30 国 内 大 手 磁 石 メーカの 測 定 値 差 異 * A 社 B 社 C 社 A 社 B 社 C 社 約 4%の 差 異 有 り 約 8%の 差 異 有 り 磁 石 ユーザ 各 社 の 対 応 の 動 き 1. 測 定 装 置 の 購 入 ( 常 温 高 温 タイプ) 2. 磁 石 各 社 毎 の 社 内 校 正 値 の 検 討 バイアス 標 準 化 3. 第 3 社 機 関 への 確 認 検 証 *KRI 入 手 クライアント 情 報

31 Br [kg] STD7-3 Br HcJ 値 の 推 移 年 10 月 2013 年 3 月 2013 年 8 月 温 度 ( ) Br (kg) Br(kG) 温 度 ( ) HcJ(kOe) Hcj (koe) n 平 均 値 (X) 最 大 最 少 R R/X(%) HcJ[kOe]& 温 度 [ ] <TiN 標 準 試 料 > 2012/12/4 ~ 2013/9/26 温 度 ( ) Br (kg) 装 置 名 :TPM-2-08s25VT-C ( 東 英 工 業 株 式 会 社 製 ) HcJ (koe) 2012/12/ /12/ /12/ /12/ /1/ /1/ /2/ /3/ /3/ /3/ /4/ /4/ /5/ /5/ /5/ /6/ /6/ /7/ /7/ /8/ /9/

32 標 準 磁 石 のご 提 供 目 的 ; BHトレーサの 日 常 管 理 特 徴 ; TiN 処 理 のため 薄 膜 (5μ)ながら 機 械 強 度 に 強 い 耐 食 性 に 優 れるので 長 期 校 正 磁 石 として 使 用 寸 法 ; 7x7x7mm KRIパルスBHトレーサ 生 データ, textデータ 付 測 定 ;23, 60,100,140,180,200

33 TiN 表 面 処 理 焼 結 Nd 磁 石 のモータ 用 途 例 IPM Motor 用 SPIRAL Motor 用 ( 横 浜 国 大 ) <その 他 用 途 > 人 工 心 臓 用 アクチュエータ 超 高 真 空 用 途 宇 宙 用 SPIRAL MOTOR; ロータ 側 に 配 置 された 磁 石 が 螺 旋 状 に 加 工 されている ステータも それにあわせて 螺 旋 構 造 理 論 的 にコギングゼロ 究 極 のコギングゼロモータ ただし 加 工 は 極 めて 難 量 産 コスト?

34 焼 結 NdFeB 磁 石 測 定 初 磁 化 & 全 磁 化 曲 線 測 定 テ ータ (TPM-2 ハ ルス 励 磁 型 B-H トレーサ) ihc=30koe NMC 34

35 NEOMAX32EH 測 定 初 磁 化 & 全 磁 化 曲 線 測 定 テ ータ (TPM-2 ハ ルス 励 磁 型 B-H トレーサ) NMC 35

36 測 定 例 図 3 Nd 焼 結 磁 石 のJ-Hカーブ 温 度 特 性 室 温 から200 まで 連 続 で 温 度 変 化 を 測 定 すること で 熱 安 定 性 の 評 価 が 可 能 高 精 度 でα βの 温 度 係 数 2 次 関 数 近 似 曲 線 が 測 定 可 能 図 4 Nd 焼 結 磁 石 のJ-Hカーブ 磁 気 異 方 性 容 易 軸 および 困 難 軸 方 向 の 測 定 により 磁 気 異 方 性 (HA) 配 向 度 の 推 定 が 可 能 < 参 考 > HA; 困 難 軸 を 飽 和 に 必 要 な 磁 界 Co 単 結 晶 のデータ

37 NdボンドNdFeB 磁 石 測 定 初 磁 化 & 全 磁 化 曲 線 測 定 テ ータ (TPM-2 ハ ルス 励 磁 型 B-H トレーサ) ihc= 約 9kOe NMC 37

38 パルスBH 測 定 異 常 磁 化 の 異 常 上 昇 磁 化 のクロス 異 常 試 料 材 質 寸 法 形 状 によって 測 定 条 件 を 最 適 化 する 必 要 有 り

39 B [T] B [T] B [T] パルス 測 定 装 置 固 有 の 注 意 事 項 EMAJマグネット 技 術 委 員 会 データ うず 電 流 表 皮 効 果 磁 場 侵 入 深 さ 1 f IEC/TC68 Meeting data 原 因 ; うず 電 流 表 皮 効 果 補 正 の 不 整 合 データ 演 算 処 理 速 度 電 流 切 り 替 え 不 整 合 等 Slow Fast Slow Fast Slow Fast 高 速 低 速 H [ka/m] H [ka/m] H [ka/m] *さらに 測 定 装 置 メーカによっては 温 度 計 測 制 御 等 に 問 題 温 度 測 定 がNG.

40 パルスBH 測 定 と 高 精 度 2 次 関 数 近 似 評 価 H= 8 Tesla, T= 20~ 160

41 Nd 磁 石 の 試 料 厚 み 依 存 性 / 積 層 測 定 (1) 装 置 ; パルスBHトレーサ( 東 英 工 業 ) 測 定 温 度 ; 23 最 大 磁 界 ; 8Tesla 磁 石 材 質 ; N40SH 相 当 材 (メーカ; 中 国 NDK 社 ) 磁 石 寸 法 ; t x 7 x 7 mm ( t ; 磁 場 方 向 ) t = 7mm, 3.5mm, 2.34mm, 1.75mm, 1.00mm 各 寸 法 に 応 じて7x7x7mmに 積 層 した 測 定 形 状

42 Nd 磁 石 の 試 料 厚 み 依 存 性 / 積 層 測 定 (2) 低 下 率 ;0.6% Br 低 下 率 ;2.9% (BH)max HcJ 低 下 率 ;1.8% 低 下 率 ;19.2% Hk90 7mmt, 3.5mmtでは 加 工 劣 化 の 影 響 無 し また 測 定 数 値 再 現 性 も 良 好 薄 板 になるにつれ 全 ての 磁 気 特 性 が 劣 化 特 にHk90の 低 下 が 最 大 磁 束 低 下 耐 熱 性 低 下 に 考 慮 不 可 欠

43 (1) 高 Br 材 Nd 磁 石 のHAや 配 向 度 評 価 試 料 ;7mm 立 方 体 未 着 磁 着 磁 振 動 磁 場 消 磁 S-T 法 (>25kOe) S-T&R-G 法 未 着 磁 着 磁 磁 場 消 磁 +Ms [T] Ms [T] calc. Ms [T] Mr_easy [T] Mr_hard [T] α =(Ms-Mr_hard)/Ms a [MA/(m T^3)] b [MA/(m T)] K1 [MJ/m^3] K2 [MJ/m^3] Ha [MA/m] [koe]

44 (2) 高 HcJ 材 Nd 磁 石 のHA 測 定 例 未 着 磁 着 磁 振 動 磁 場 消 磁 S-T&R-G 法 未 着 磁 着 磁 磁 場 消 磁 +Ms [T] Ms [T] calc. Ms [T] Mr_easy [T] Mr_hard [T] α =(Ms-Mr_hard)/Ms a [MA/(m T^3)] b [MA/(m T)] K1 [MJ/m^3] K2 [MJ/m^3] Ha [MA/m] [koe]

45 Nd 焼 結 磁 石 / 定 量 成 分 分 析 事 例 高 速 多 元 素 同 時 型 蛍 光 X 線 (XRF) 装 置 高 精 度 検 量 線 データにより XRFで 焼 結 Nd 磁 石 の 成 分 分 析 が 可 能 測 定 試 料 ; 中 国 製 市 販 磁 石 装 置 ;RIGAKU/PRIMUS 定 性 分 析 チャート 主 成 分 Nd Pr* Dy Tb Fe Co* Al Cu Nb Ga * 耐 食 性 懸 念 不 純 物 成 分 Si P* S* Ca* Mn Zn Mo < <0.09 < <0.04 < 検 出 できる 元 素 > F 以 上 の 原 子 番 号 をもつ 元 素 *Bは 検 出 不 可 株 式 会 社 KRI フェロ&ピコシステム 研 究 部 お 問 い 合 わせ TEL , FAX [email protected] URL :

46 蛍 光 X 線 チャート 試 料 ; 外 国 製 焼 結 Nd 磁 石

47 FE-EPMA 測 定 ; Dy 濃 度 分 布 の 一 例 金 属 組 織 から 推 定 出 来 る 事 1.2つ 以 上 の 粉 末 をブレンドして 焼 結 2.1つの 粉 末 はDy-richな 粉 末 3. 目 的 はDy 使 用 量 の 削 減 による 原 料 費 低 減 か?

48 組 成 マッピング 中 央 部 の 面 分 析 数 値 はX 線 強 度 48

49 Dy(Tb) 拡 散 磁 石 の 模 式 図 Dy(Tb) 拡 散 磁 石 ; 資 源 の 少 ないDy(Tb)の 削 減 とコストダウンのため 減 磁 の 起 こりやすい 表 面 近 傍 のみDy(Tb)を 塗 布 または 蒸 着 させた 磁 石 NdFeB 磁 石 磁 石 最 表 面 (Dy-rich) ; HcJ 大 磁 石 表 面 近 傍 (Dy-medium) ; HcJ 中 磁 石 内 部 (Dy-poor) ; HcJ 小 Dy 濃 度 勾 配 層 ;3-5mm NdFeB 磁 石 ( 断 面 模 式 図 )

50 新 規 受 託 測 定 ; 磁 石 内 部 の 磁 場 測 定 目 的 ; 従 来 磁 石 の 内 部 磁 場 を 測 定 する 手 段 が 無 く 磁 石 表 面 の 漏 れ 磁 界 を 測 定 し その 値 から 内 部 磁 場 分 布 を 推 測 する 方 法 のみであった 一 方 磁 石 の 減 磁 状 態 を 正 確 に 把 握 するためには 磁 石 内 部 の 減 磁 状 況 の 分 布 の 測 定 が 不 可 欠 との 認 識 が 高 まっている 最 近 超 小 型 ホール 素 子 が 開 発 され この 素 子 を 使 って 内 部 磁 場 の 測 定 を 行 う 磁 石 横 穴 ; 約 1mmφ Pcの 低 い 中 央 部 で 減 磁 C 軸 X B Nd 磁 石 ブロック( 着 磁 品 ) x 超 小 型 ホール 素 子 ; 幅 0.60mm x 厚 さ 0.28mm 磁 石 内 部 磁 場 の 測 定 例 熱 減 磁 前 後 の 局 所 磁 場 分 布 着 磁 磁 界 による 磁 場 分 布

51 電 子 線 後 方 散 乱 回 折 法 ( 走 査 電 顕 - 結 晶 方 位 解 析 ) (Electron Backscatter Diffraction: EBSD) 原 理 金 属 やセラミックスをはじめとする 結 晶 性 材 料 に 電 子 線 を 照 射 すると 試 料 表 面 で 生 じる 電 子 線 後 方 散 乱 回 折 により 菊 池 線 回 折 図 形 すなわちEBSDパター ンが 観 測 され 試 料 の 結 晶 系 や 結 晶 方 位 に 関 する 情 報 が 得 られる 走 査 電 子 顕 微 鏡 (SEM : Scanning Electron Microscope)と 組 合 わせて 電 子 線 を 走 査 しながらEBSDパターンを 測 定, 解 析 することで 微 小 領 域 の 結 晶 系 や 結 晶 方 位 の 分 布 に 関 する 情 報 が 得 られる

52 EBSD 測 定 結 果 一 例 T-4( 面 1) T-4( 面 2) 30mm 3mmの 面 30mm 1.5mmの 面 Inverse pole figure( 装 標 系 ND= 測 定 面 法 線 方 向 ) ND (Normal Direction) TD (Transverse Direction) EBSD 装 置 座 標 系 RD (Reference Direction)

53 EBSD 測 定 結 果 /Nd 磁 石 配 向 度 評 価 T-4( 面 1) T-4( 面 2) 測 定 面 法 線 方 向 T-4( 面 2) C 軸 配 向 方 向 <001>からの 分 布 ( 累 積 ヒストグラム)

54 磁 場 解 析 シュミレーションと 実 測 値 には なぜ 差 異 が 出 てくるのか? 理 由 ; 以 下 磁 石 に 関 しては 以 下 いくつかの 前 提 ( 誤 解 )も 要 因 従 来 モータ 設 計 では 理 想 的 磁 石 理 想 的 な 条 件 が 前 提 となるシュミレーションソフトが 使 われてきたと 思 われる 1 現 物 の 磁 石 特 性 は 磁 石 カタログ 値 と 同 じ 数 値 が 得 られている という 前 提 2 磁 石 特 性 は 均 一 であるという 前 提 磁 気 特 性 ;Br, bhc, HcJ, Hk, (BH)max, 温 度 特 性 着 磁 特 性 機 械 特 性 電 気 抵 抗 耐 食 性 3 量 産 バラツキは 無 いという 前 提 ロット 間 の 磁 気 特 性 バラツキはほとんど 無 視 できるという 前 提 4 磁 石 材 料 の 測 定 方 法 評 価 方 法 は 確 立 しているという 前 提 国 内 磁 石 メーカ 各 社 や 海 外 の 磁 石 測 定 値 は 同 一 という 前 提 5 磁 石 表 面 と 内 部 は 同 一 磁 気 特 性 を 有 するという 前 提 酸 化 加 工 劣 化 表 面 処 理 劣 化 は 起 こっていないという 前 提

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56 磁 石 測 定 ご 依 頼 フロー 磁 石 材 料 研 究 室 Web 掲 載 の 左 記 ご 依 頼 フォームに 記 入 返 信 質 疑 確 認 事 項 のメールやり 取 り 測 定 個 数 条 件 を 確 定 頂 き 見 積 もり 注 文 書 受 領 測 定 & 報 告 書 作 成 提 出 報 告 書 納 期 ; 通 常 最 長 4 週 間 特 急 ;1 週 間 費 用 x2 倍 脱 磁 試 験 片 加 工 ; 1~2 週 間 加 算

57 KRI 磁 気 測 定 装 置 見 学 立 ち 合 い 希 望 の 皆 様 へ; KRIへの 道 順 JR 嵯 峨 野 線 各 駅 停 車 で 丹 波 口 下 車 改 札 出 て 正 面 の 五 条 通 を 左 折 ( 西 ) 徒 歩 約 3 分 の 信 号 手 前 を 左 折 ( 七 本 松 通 ) 左 のビルが1 号 館 玄 関 ロビー 正 面 のエ レベータで3Fへ 左 がKRI 受 付 です 受 付 電 話 で 呼 び 出 し て 下 さい 東 五 条 通 西

58 サイエンス&テクノロジーセミナー ( 大 田 区 産 業 プラザ ) お 問 い 合 わせ 山 本 へメールもしくは