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省/脱Dyネオジム磁石と新規永久磁石の開発    
Progress of Fundamentals and Developments of Novel Nd-Fe-based Permanent Magnets Free from Dy
[コードNo.2015T973]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 宝野和博、広沢哲
■体裁/ B5判 約280ページ
■発行/ 2015年6月 (株)シーエムシー出版
■定価/ 73,440円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-1072-5

 
★次世代自動車や風潮力発電にも使用され、需要が拡大する「永久磁石」!
★供給不安定な希少元素の使用を抑え、かつ高機能な磁石開発を目指す研究最前線がここに!
★「磁石の構造・磁区解析」「省/脱Dy化技術」「新規永久磁石開発」の最新知見を詳述!

キーワード

永久磁石/ネオジム磁石/モータ/次世代自動車/EV/HEV/発電機/風力発電/保磁力/微細構造/磁区/磁化反転挙動/核生成理論/超微細Nd-Fe-B焼結磁石/熱間加工異方性磁石/粒界拡散合金法/HAL工法/低温共晶合金拡散法/異方性ネオジムボンド磁石/NdFe12N系磁石/ナノコンポジット磁石/Sm(Co,Fe,Cu,Zr)磁石/SmFeN系磁石/フェライト磁石

刊行にあたって

 地球温暖化抑制のためにエネルギー革新技術の開発と普及が推進され、とりわけ自動車や鉄道などに使用される高出力モータや発電機、さらには風潮力などの再生可能エネルギーによる発電機などの大型回転機が今後世界規模で普及するにしたがって、それらに使用される高性能磁石材料が大量に必要とされる時代が到来する。
 希少元素に依らず大量使用可能な磁石材料の開発を現実的な視点で捉えれば、重要課題として、まず@Dyフリーネオジム磁石の開発、次にA軽希土類(Pr, Nd, Sm)を用いた新規鉄基磁石の開発、そして、BCeなどの活用技術も含む低希土類組成または希土類フリーの鉄基新奇磁石物質の可能性探索であるということになる。
 本書は現在最も急がれている@の課題を中心にAの課題についても最前線を紹介することを念頭に企画され、夫々の第一人者により執筆されたもので、Dyフリーネオジム磁石研究開発の現時点での最前線を把握できるだけでなく、本分野に携わる技術者にとっても有用な書となっていると考えている。

(本書「はじめに」より抜粋)

著者一覧

宝野和博物質・材料研究機構
広沢哲物質・材料研究機構
佐々木泰祐物質・材料研究機構
大久保忠勝物質・材料研究機構
板倉賢九州大学
矢野正雄トヨタ自動車(株)
小野寛太(共)高エネルギー加速器研究機構
中村哲也(公財)高輝度光科学研究センター
小山敏幸名古屋大学大学院
阿部太一物質・材料研究機構
佐久間昭正東北大学
土浦宏紀東北大学
竹澤昌晃九州工業大学
岡本聡東北大学
高橋有紀子物質・材料研究機構
鈴木基寛(公財)高輝度光科学研究センター
村上恭和九州大学
孝橋照生(株)日立製作所
西内武司日立金属(株)
山岡武博(株)日立ハイテクサイエンス
宮下精二東京大学
西野正理物質・材料研究機構
佐川眞人インターメタリックス(株)
杉本諭東北大学
溝口徹彦インターメタリックス(株)
日置敬子大同特殊鋼(株)
服部篤大同特殊鋼(株)
入山恭彦大同特殊鋼(株)
中村元信越化学工業(株)
石坂力TDK(株)
三嶋千里愛知製鋼(株)
野口健児愛知製鋼(株)
平山悠介物質・材料研究機構
桜田新哉(株)東芝
久米道也日亜化学工業(株)
石川尚住鉱国富電子(株)
高木健太産業技術総合研究所
尾崎公洋産業技術総合研究所
小林義徳日立金属(株)
三宅隆産業技術総合研究所

目 次

【第I編 総論】
第1章元素戦略による永久磁石材料研究 ‐ 省/脱Dyネオジム磁石と新規永久磁石の開発 (宝野和博、広沢哲)
1はじめに
2永久磁石材料になり得る化合物
3今後の磁石研究にのぞまれる課題
第2章ネオジム磁石の保磁力発現機構 (広沢哲)
1はじめに
2ネオジム磁石の製法と保磁力
3保磁力の結晶粒径依存性
4保磁力の温度依存性と現象論的記述
5保磁力のマイクロマグネティックス理論
6熱揺らぎ(温度の効果)と保磁力の温度依存性
7保磁力の粒径依存性のメカニズム
8焼結ネオジム磁石の保磁力の角度依存性と結晶配向度依存性
9まとめおよび今後の課題
【第II編 微細構造解析】
第1章Nd-Fe-B系磁石のマルチスケール組織解析 (佐々木泰祐、大久保忠勝)
1はじめに
2ネオジム磁石のミクロスケール組織観察の進展
3ネオジム磁石のミクロ〜ナノスケール組織解析
4ネオジム磁石の原子レベル組織解析
5まとめ
第2章原子分解能収差補正走査透過電子顕微鏡によるネオジム磁石の微細構造解析 (板倉賢)
1はじめに
2収差補正STEM装置の特徴
3Dy粒界拡散法と解析用試料の作製法
4原子分解能収差補正STEMによる解析
5まとめ
第3章中性子小角散乱(SANS)によるネオジム磁石の内部観察 (矢野正雄、小野寛太)
1はじめに
2magnetic SANS
3SANSによるNd-Fe-Bナノ結晶磁石の磁化反転過程の解析
4まとめ
第4章軟X線MCDによるネオジム磁石の粒界相の磁化解析 (中村哲也)
1はじめに
2粒界相の磁気評価方法
3軟X線磁気円二色性実験
4粒界相の磁気解析
5粒界相の磁性に関する考察
第5章カルファド法とフェーズフィールド法によるNd-Fe-B磁石の組織解析 (小山敏幸、阿部太一)
1はじめに
2T1相と粒界アモルファス相の関係に関する準安定状態図解析
3粒界偏析挙動の解析(改良粒界相モデル)
3.1ヒラートの粒界相モデル
3.2フェーズフィールド法を用いた粒界相モデルの改良
3.3Nd2Fe14B粒界における粒界アモルファス相の濃度解析
4まとめ
第6章第一原理計算によるNd-Fe-B 磁石の粒界近傍における磁気特性 (佐久間昭正、土浦宏紀)
1はじめに
2結晶場理論と結晶磁気異方性エネルギー
3結果と考察
3.1磁気モーメント
3.2結晶場パラメータ
3.3表面原子の結晶場パラメータ
4磁化反転シミュレーション
5まとめ
【第III編 磁区構造解析】
第1章Kerr効果顕微鏡を用いたネオジム磁石の磁化反転機構の解明 (竹澤昌晃)
1Kerr効果を用いたネオジム磁石の磁区観察
2観察試料と磁化反転機構観察のための画像処理
3Nd-Fe-B系焼結磁石の磁化反転機構の観察例
第2章保磁力理論の概説とモデル薄膜による検証 (岡本聡、高橋有紀子)
1はじめに
2保磁力理論概説
2.1保磁力の粒子サイズ依存性
2.21次元モデルにおける保磁力理論
2.3Kronmüllerモデルによる保磁力解析
2.4磁気粘性測定による保磁力解析
3Nd-Fe-B薄膜による保磁力評価
第3章放射光X線顕微鏡による磁区解析と磁化反転挙動 (小野寛太、矢野正雄)
1はじめに
2走査型透過X線顕微鏡
3(Nd,Dy)-Fe-B 焼結磁石の磁区観察
3.1はじめに
3.2Nd-Fe-B 焼結磁石の磁区構造
3.3(Nd,Dy)-Fe-B焼結磁石
3.4Dy 拡散 Nd-Fe-B 焼結磁石
3.5焼結磁石の磁区構造と保磁力メカニズム
4Nd-Fe-Bナノ結晶磁石の磁区観察
4.1はじめに
4.2結晶粒径依存性
4.3Nd-Cu合金の浸透処理
4.4結晶粒間分断の影響
5Nd-Fe-Bナノ結晶磁石における磁気双極子相互作用の可視化と磁化反転挙動
5.1はじめに
5.2磁気双極子相互作用の可視化
5.3交換相互作用の可視化
5.4ナノ結晶磁石の磁化反転過程と磁気双極子相互作用
6結論
第4章硬X線磁気顕微鏡によるネオジム磁石の磁化反転挙動の解析 (鈴木基寛)
1はじめに
2硬X線磁気顕微鏡による焼結磁石破断面の観察
3実験方法
4観察結果
4.1元素イメージング
4.2Nd の磁性と化学状態
4.3磁化反転における逆磁区形成過程
5まとめと今後の展望
第5章電子線ホログラフィーによる粒界相磁束密度の解析 (村上恭和)
1はじめに
2電子線ホログラフィーの概要
3Nd-Fe-B焼結磁石の粒界相の磁束密度解析
4おわりに
第6章Spin-SEMを用いたネオジム磁石の粒界磁性計測と磁化過程解析 (孝橋照生、西内武司、広沢哲)
1はじめに
2Nd-Fe-B焼結体磁石の粒界磁性計測
3サブミクロン結晶異方性Nd-Fe-B磁石の磁化過程解析
4おわりに
第7章MFMを用いたネオジム磁石の熱消磁過程その場観察 (山岡武博)
1はじめに
2MFMについて
3高保磁力MFM探針による永久磁石の磁区観察
4焼結Nd-Fe-B系磁石の熱消磁過程その場MFM観察
5熱間加工Nd-Fe-B系磁石の熱消磁過程その場MFM観察
6おわりに
第8章Nd-Fe-B磁石の有限要素マイクロマグネティクス解析 (大久保忠勝)
1はじめに
2有限要素マイクロマグネティック計算法
3モデル作成法
4有限要素マイクロマグネティック計算の応用例
4.1保磁力の粒径依存性
4.2保磁力の配向度依存性
4.3粒界相磁性、粒径の保磁力への影響
5まとめ
第9章統計物理学による磁気モーメントの反転に対する核生成理論の構築 (宮下精二、西野正理)
1ヒステリシス現象と核生成
2連続スピン系でのスピンダイナミクス:LLG方程式
3有限温度の効果
4磁区構造の効果
【第IV編 省/脱Dy化技術】
第1章超微細結晶Nd-Fe-B焼結磁石 (佐川眞人、杉本諭、溝口徹彦)
1はじめに
2超微細結晶Nd-Fe-B系焼結磁石の開発指針
31.8 μm結晶粒径Nd-Fe-B系焼結磁石の開発
4超微細結晶Nd-Fe-B系焼結磁石の開発現状と今後
第2章熱間加工異方性磁石 (日置敬子、服部篤、入山恭彦)
1はじめに
2熱間加工磁石の特徴
2.1製造工程と結晶粒の配向メカニズム
2.2結晶組織
2.3磁化曲線
2.4磁区構造
3熱間加工磁石の組織と磁気特性
3.1粒界相状態(組成・量)の影響
3.2磁気特性へ及ぼす結晶粒径の影響
4最近の開発事例
4.1製品形状
4.2Dyフリー/省Dy熱間加工磁石
4.3最新の開発動向
5今後の展望
第3章粒界拡散法 (中村元)
1はじめに
2非金属系化合物粉末を用いた粒界拡散磁石
3保磁力分布磁石
4粒界拡散磁石のその他の特性
5磁場解析における保磁力分布磁石の取り扱い
6まとめ
第4章HAL(High Aniso.field Layer)工法と重希土類フリー磁石 (石坂力)
1はじめに
2HAL工法による省Dy化
3Nd-Fe-B系焼結磁石の重希土類フリー化
4まとめ
第5章低温共晶合金拡散法 (宝野和博)
1はじめに
2結晶粒微細化によるネオジム磁石の高保磁力化
3HDDR粉の高保磁力化
4熱間加工磁石の高保磁力化
5おわりに
第6章異方性ネオジムボンド磁石の開発 (三嶋千里、野口健児)
1はじめに
2Dyフリーマグファイン磁石粉末の開発
2.1添加元素Xの選択
2.2Nd-Cu-Al粒界拡散処理法による保磁力の向上
2.3Dyフリーマグファイン磁石粉末の設計
2.4Dyフリーマグファイン磁石粉末の組織観察
3Dyフリーマグファイン磁石粉末の耐環境特性の向上と低圧力成形法の開発
4今後の展開と将来性
【第V編 その他の磁石開発】
第1章R(FeM)12Ny系磁石  (平山悠介)
1はじめに
2結晶構造
3磁気特性
4NdFe12Nx膜の作製とその磁気特性
第2章異方性ナノコンポジット磁石 (広沢哲)
1異方性ナノコンポジット磁石の概念と理論
2異方性ナノコンポジット磁石の実験例
2.1薄膜プロセスを用いた原理検証実験
2.2異方性ナノコンポジットバルク磁石の作製例
2.3ナノ粒子ビルドアップによるナノコンポジット作製の試み
3異方性ナノコンポジット磁石作製の課題と今後の方向
4まとめ
第3章高鉄濃度Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17磁石 (桜田新哉)
1はじめに
2高鉄濃度化に向けた課題
3高鉄濃度組成における磁気特性向上の検討
3.1最適溶体化熱処理によるTbCu7型単相化
3.2時効条件検討による角型比の向上
3.3中間熱処理による角型比の向上
4磁石製造技術と応用展開
4.1高鉄濃度Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17磁石製造技術の検討
4.2開発磁石搭載モータの特性と適用実績
5おわりに
第4章SmFeN系磁石 (久米道也、石川尚、高木健太、尾崎公洋)
1はじめに
2残留磁化の向上
3保磁力の向上
4焼結
第5章高性能フェライト磁石の最近の動向 (小林義徳)
1はじめに
2Sr-La-Co系M型フェライト磁石
3Ca-La-Co系M型フェライト磁石
4フェライト磁石の磁石特性比較
5おわりに
第6章計算科学による新規磁石探索の展望 (三宅隆)
1はじめに
2第一原理計算
3希土類磁石の電子論
41:12系窒素侵入型化合物
5課題と展望



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