最先端の永久磁石材料内部の微小磁石の振舞いを３次元で透視　超高性能磁石開発に向けた保磁力メカニズム解明に一歩前進

【発表のポイント】
永久磁石の性能を表す指標である保磁力（注1）について、その発現メカニズムは長年の未解決問題である。
放射光を用いた磁気トモグラフィー（磁気CT（注2））法により、高性能な永久磁石内部の微小磁石の外部磁場に対する振舞いを3次元的に可視化することに世界で初めて成功した。
本成果により、表面欠陥（注3）の影響を受けない真の保磁力メカニズム解明、ならびに次世代の超高性能磁石開発につながると期待される。

【概要】
永久磁石は、電気自動車の駆動用モータ、エアコンのコンプレッサー用モータ、風力発電などに不可欠な材料であり、2050年カーボンニュートラル実現のために更なる高性能化が望まれています。永久磁石の性能を表す指標として保磁力がありますが、その発現メカニズムの解明は長年の未解決課題となっています。保磁力メカニズム解明のための最も直接的な手段は、磁石内部に存在する磁区構造（数マイクロメートル以下の微細なS極とN極の分布であり、微小磁石に相当）を観測することです。しかし、これまでの手法では材料表面の観察しか行えなかったため、得られる磁区画像は表面欠陥層等の影響を大きく受けたものでした。

今回、東北大学多元物質科学研究所岡本聡 教授、関西学院大学鈴木基寛 教授らの研究グループは、東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター、高輝度光科学研究センター、物質・材料研究機構、大同特殊鋼株式会社と共同で、大型放射光施設SPring-8（注4）で開発された硬X線磁気トモグラフィー（磁気CT）法を用いて、先端永久磁石材料内部の磁区構造の外部磁場に対する振舞いを3次元的に可視化することに成功しました。本手法によりこれまで不可能であった表面欠陥の影響を受けない真の保磁力メカニズムの解明、ならびに更なる高性能永久磁石の開発につながることが期待されます。

本研究成果は、Springer Nature社刊行のオープンアクセス科学ジャーナル『NPG Asia Materials』（8月19日付）にオンライン公開されました。

詳しくはこちら

◆PDF版