米乐m6官方网站[理事长中钵良二]（以下简称“AIST”）磁粉冶金研究中心[研究中心主任尾崎公宏]首席研究员冈田周介、研究组组长高木健太等人与 TDK Corporation[代表董事兼社长石黑茂直]合作重稀土元素室温下不使用矫顽力>30 kOe钐铁氮 (Sm2铁17N3)系统磁铁我们开发了一种可以制造粉末的技术。
短信2铁17N3磁铁是一个帖子钕铁硼 (Nd-Fe-B) 磁铁这次，还原扩散法开发专用旋转热处理技术Sm2铁17N3提高磁粉的矫顽力。此外，通过应用迄今为止开发的粒度细化技术，我们实现了室温下约32kOe、200℃下约11kOe的矫顽力，这是汽车驱动电机使用的标准，这是迄今为止在不含重稀土元素的稀土铁磁体中实现的最高矫顽力。 SM2铁17N3由于磁体具有优异的耐热性，因此有望在混合动力汽车的驱动电机等高温环境下实现超过Nd-Fe-B磁体的磁体。
该结果将于2019年10月22日至24日在名古屋大学东山校区（名古屋市）举行的粉末冶金协会演讲会上公布。
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| 使用新开发工艺和传统工艺合成的Sm2铁17N3微粉粒径与室温矫顽力的关系（左）、开发磁粉的外观照片（右） |
空调、冰箱、混合动力汽车等使用的高效电机很多都使用永磁体IPM电机被使用。特别是，随着电气化有望提高汽车的燃油效率，提高汽车驱动电机的性能变得非常重要。
汽车驱动电机要求具有高剩磁和高耐热性，因为电机内部温度高达200℃左右。目前，Nd-Fe-B磁体用于汽车IPM电机，但由于Nd-Fe-B磁体在如此高的温度下矫顽力急剧下降，因此通过添加镝（Dy）和铽（Tb）等重稀土元素来确保耐热性，以提高矫顽力并抑制矫顽力的温度劣化。然而，这些重稀土元素在地壳中储量较小，且产地有限，导致价格和供应不稳定。因此，需要不使用这些重稀土元素的耐热、高性能磁体。
AIST 一直致力于 Sm-Fe-N 磁铁的技术开发，以取代已经接近性能极限的 Nd-Fe-B 磁铁。特别是Sm2铁17N3磁铁相当于Nd-Fe-B磁铁饱和磁化强度但比 Nd-Fe-B 磁体高 150 ℃ 以上居里点(476 ºC)，高出 3 倍以上各向异性磁场(260 kOe)，作为高耐热磁体具有很高的潜力。然而，虽然各向异性磁场较高，但实际可表现的矫顽力约为19 kOe，不足各向异性磁场的10%，在200℃左右使用需要更高的矫顽力。由于即使是各向异性磁场为 77 kOe 的 Nd-Fe-B 磁体也能表现出超过 20 kOe 的矫顽力，因此 Sm2铁17N3人们认为，即使是磁铁也可以表现出更高的矫顽力。随着晶粒尺寸变得更细，矫顽力会提高，因此AIST通过降低还原扩散法的温度来减小晶粒尺寸，开发出了前所未有的亚微米尺寸的Sm2铁17N3我们已成功制造磁粉并开发出高达约 25 kOe 的矫顽力。
这一次，SM2铁17N3为了提高磁粉的矫顽力，我们致力于提高还原扩散反应体系的均匀性。传统还原扩散法中，如图(a)所示，Sm2铁17N3除了细颗粒之外，还形成了许多粗聚集颗粒。这些凝集粒子主要是含有大量Sm的Sm-Fe合金相(富Sm相)，通常磁特性较低。因此，这种团聚颗粒的形成是Sm2铁17N3我认为它限制了磁铁的矫顽力。使用传统的还原扩散方法，很难使 Sm 和 Fe 均匀地反应到微米级，并且这种不均匀性被认为产生了富含 Sm 的液相，导致由于交联效应而形成团聚颗粒。因此，为了防止聚集颗粒的形成，我们决定使还原扩散反应均匀。
均匀化还原扩散反应的最佳方法是在搅拌的同时加热粉末，但还原扩散反应会产生高活性的Sm-Fe液相、钙(Ca)熔体、Ca蒸气等。因此，需要同时搅拌多相体系并在密闭空间中进行热处理。因此，我们现在开发了一种专门针对还原扩散反应的旋转热处理技术，以便这些反应可以同时进行。有了这项技术，Sm2铁17N3合成磁粉的结果是，我们几乎能够避免粗团聚颗粒的形成，如图（b）所示。此外，抑制了富Sm相液相中颗粒的生长，从而得到更细的Sm2铁17N3现在可以获得磁粉。
Sm采用新开发的技术和传统工艺制造2铁17N3我们通过改变还原扩散温度等合成条件合成了不同粒径的磁粉，并评估和比较了它们的磁性能。如概览图所示，我们实现了比传统小型化技术所实现的矫顽力提高效果（图中的虚线）更高的矫顽力。2铁17N3发现可以应用于粉末（图中实线）。另外，当我们加热室温矫顽力约为32 kOe的磁粉并测量其矫顽力时，我们发现200℃时的矫顽力约为11 kOe，表明其具有足够的矫顽力用作汽车驱动电机。
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| 图(a)传统方法的Sm2铁17N3采用新开发的旋转热处理技术制成的磁粉和(b) Sm2铁17N3磁体粉末的场发射扫描电子显微镜图像 |
本次制作的矫顽力为30kOe以上的磁铁粉末，由于存在部分粒子彼此牢固结合的部分，因此在磁场中取向成型后的粒子的取向性低，取向成型体的易磁化轴方向的残留质量磁化强度为85～100emu/g，Sm2铁17N3的饱和质量磁化强度的60%，即大约160 emu/g。今后我们将通过提高颗粒的分散性来提高剩余磁化强度。此外，由于目前汽车驱动电机用磁体必须是烧结磁体，因此我们将开发新开发的磁粉烧结技术。