ISSN0913-0020

The Japan Research and Development Center for Metals

一般財団法人

金属系材料研究開発センター

2021.3

No.413

TODAY
内閣府大臣官房審議官（科学技術・イノベーション担当）覚道

崇文

内閣府大臣官房審議官（科学技術・イノベーション担当）の覚道崇文と申します。昨年 12 月に、経済産業省から出向して着任しました。私は、平成 20 年
7 月から約 3 年間、現在の経済産業省金属技術室の前身にあたる製鉄企画室の室長を務めておりました。
当時、技術開発プロジェクトの実施等で JRCM 及びご関係の皆様には大変お世話になりました。こうした御縁もあり、今回、当職着任を機に、JRCM ニュースへの寄稿のお話をいただき、謹んでお引き受けした次第です。ちなみに、製鉄企画室長として平成 21 年１月の当ニュースにも寄稿させていただいており、今回、12 年ぶりとなります。前置きが長くなりましたが、現職に着任し、改めて感じているマテリアルの重要性について、思うところ書いてみたいと思います。個人的な感想めいたこともあり、やや的外れなこともあろうかと思いますが、ご容赦いただければと思います。
現在、私が所属する内閣府の科学技術・イノベーション担当部局では、今年度中を目途に政府の「マテリアル革新力強化戦略」を策定すべく、議論・作業が進められています。これまでも、分野別の重要戦略として、AI、バイオ、量子、環境エネルギーなどの戦略が策定されてきていますが、マテリアルに関する
政府全体としての総合的な戦略は今回が初めてとなります。上述のとおり、私は昨年末に当部局に着任しましたが、マテリアル分野の戦略が初めて作られるということには意外な印象を持ちました。この背景には、もともと日本は、マテリアル分野では高い技術力・競争力を有していたことと、内閣府が政府全体としての包括的・横断的な戦略を策定せずとも、関係各省において作られる個々の戦略等や、それらに基づく取組でそれなりに対応できてきたことがあるのではないかと思います。
しかし、今日、マテリアル技術は、温暖化問題をはじめとする人類が直面するグローバルな課題の解
決や、
また現在、
策定の最終段階にある次期（第６期）
科学技術・イノベーション基本計画が目指す Society
5.0 の実現に向けても極めて重要な役割を果たす、
1

まさに核心的技術分野であり、国際競争もし烈さを増しています。また、技術の社会実装までを視野に入れたイノベーションの展開は産業から社会の幅広い領域に及び、
かつ、
その実現に向けた取り組みには、
ICT やデータの活用、研究基盤の強化、人材育成など
各省の枠を超える広範で横断的な施策が求められます。政府全体としての総合的なマテリアル戦略は、
まさに待ったなしの状況にあると言えるでしょう。
私は、製鉄企画室を離れて以降、医療機器、石炭、原子力、電力や高圧ガスの保安など様々な分野の政策に携わってきましたが、思い返してみると、いずれにおいても、関係する政策や技術においてマテ
リアルが重要な要素となっていました。たとえば
医療機器開発においては、その機能や加工性、人の体との親和性など様々な面で、使用される多種多様な材料が極めて重要な役割を持ちますし、高効率火力発電技術は、高温・高圧に耐えられる金属材料の開発そのものと言っても過言ではありません。また、電力や高圧ガスの保安確保のための各種技術基準
も、その多くは材料に関わるものです。ただ、考えてみると、私たちは、日々あらゆるモノに囲まれて生活しており、それらは何らかのマテリアルで構成されているわけですから、これは至極当然のことなのだろうと思います。
上述した第６期科学技術・イノベーション計画で実現を目指す Society 5.0 は、「サイバー空間とフィジカル空間を高度に融合させたシステムにより、経済発展と社会的課題の解決を両立する人間中心の社会」です。これは、私なりに解釈しますと、生活・社会・経済・環境など私たちをとりまくあらゆる側面・活動にデジタル化が深く浸透し、私たちが様々な課題から解放され、真に快適に生きてゆけるような社会です。その実現のためには、AI、量子などを含めた高度なデジタル技術の開発・社会実装が重要であることは言うまでもありませんが、こうしたデジ
タル技術は何らかのハードウェアの上に、あるいはそれらを介して存在するものであり、そして、また何よりも、私たちがフィジカル空間、すなわちこの
現実社会に生きている以上、マテリアル技術の重要性は勝るとも劣らないものと考えています。
今後とも、日本のマテリアル技術力・競争力の強化に向けて、微力ながら貢献していければと思います。

JRCM REPORT「軟磁性材料に関する国際会議 WMM2020 と磁性と磁性材料に関する国際会議 MMM2020 に参加して」
高効率モーター用磁性材料技術研究組合
一般財団法人金属系材料研究開発センター

主席研究員
磁性材料研究部長

谷川 茂穂
豊田 俊介

1. はじめに究開発センタ：独） 中国宝武鋼鉄における、配電トランス
高効率モーター用磁性材料技術研究組合 MagHEM（NEDO
用方向性電磁鋼板の先端研究開発の紹介。
委託業務 JPNP14015）における技術動向調活動の一環とし ・Investigations on microstructural reasons for Gossて、2020 年 11 月 3 日～ 5 日にイタリアのローマを主会場
texture formation in GO electrical steels - a search for theとして開催された軟磁性材料に関する国際会議 WMM2020
needle in the haystack（マックスプランク鉄鋼研究所：独）（第 9 回 World Conference for Magnetism and Metallurgy） 方向性電磁鋼板の組織形成プロセスの詳細なミクロ解析。
と同年 11 月 2 日～ 6 日にオンラインで開催された IEEE ・Comparative analysis between Glue Fastec®, conventional
Magnetics( 米国電気電子技術者協会 磁気学部会 ) 主催のfastenings and housing compression effect in electric
磁性と磁性材料に関する国際会議 MMM2020( 第 65 回
motor core losses（Eurotranciatura México S.A de C.V. 社：
Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials)
メキシコ） モータ用電磁鋼板の接着積層技術 Glue Fastec®
に参加し、モーター用磁性材料に関連する技術動向調査をの紹介、カシメやスポット溶接などと比較して加工劣化実施したので概要を報告する。
抑制効果を検証。日本の国内メーカでは、黒田精工や三井
2. 軟磁性材料に関する国際会議 WMM2020
ハイテックなどが金型内打ち抜きと接着を連続的に行う
WMM2020 は、主に電磁鋼板を中心とする軟磁性材料にシステムを開発し実用化している。一部の電動自動車の駆フォーカスしたシンポジウムであり、2 年毎に欧州で開催
動モータ用積層コア製造に適用されているとのこと。黒田される。今回はイタリアのローマでのオンサイトに加え、 精工と技術提携している。
Web による参加が可能であったので、オンラインで会議に ・A review of the concept and results of hysteresis loss
参加し、軟磁性材料およびモータ関連の技術動向の調査を
subdivision into Low and High induction components実施した。招待講演を中心に構成されており、電磁鋼板の （サンパウロ大：伯） ヒステリシスロスを低周波誘導成分
材料技術、評価技術、モータ・トランスへの応用技術、コアと高周波誘導成分に分解して評価する手法を紹介。
製造技術などの講演が全体の約 8 割を占める。一部アカ ・Recent Development of Grain-Oriented Electrical Steel
デミックな研究ベースの講演もあるが、多くはエンジニア
at Nippon Steel Corporation ( 日本製鉄：日本 ) これまで
リングに主眼を置いた講演で構成されている。
開発された方向性電磁鋼板の高機能化技術のレビュー
2.1. 電磁鋼板に関する講演の概要
講演。ゴス方位の一方向制御技術、薄板化技術、磁区微細化
・High Performance Synchronous Reluctance Motor for
技術を中心に主導原理を含めて解説。
Electric Vehicles - Comparison between NGO & GO Electrical ・Metallurgical Model of HTCA for GO Silicon Steel with
Steels（ラクイラ大：伊） 永久磁石フリーの EV 用同期リラ
prevision of Magnetic Properties and Secondary Grain
クタンスモータのコア材に、グレードの異なる無方向性電Size (MOGOCA-EVO)（SPIRES SRL 社：伊） 方向性電磁鋼
磁鋼板（NGO）や方向性電磁鋼板（GO）を使用したモータ
板の高温連続熱処理による組織制御で形成されるミクロの性能を比較評価。コア材として高性能な電磁鋼板を使用
組織を、計算科学手法を用いてモデル化する手法を確立。
することにより高速域での効率向上効果を確認。比較評価
さらに組織形態より材料性能を予測するプログラムを開発。
した電磁鋼板は、無方向性 M235-35A、NO30-15、NO20- ・Origin of Goss {110} Grains in Hot Worked and Hot Band
HS の 3 グレードと、方向性電磁鋼板 M85-23P。無方向性
Annealed Grain Oriented High Permeability Silicon Steel
電磁鋼板を採用したモデルモータは、最大出力 125kW、最( タタスチール R&D：印 ) 方向性電磁鋼板 High-B 材の熱
大回転数 14,000rpm で、ロータに 4 層のフラックスバリアー
間加工～熱処理工程における GOSS 組織形成機構の解析。
を設けた構造。方向性電磁鋼板を採用したモータは同一体 ・Evolution of Microstructure and Texture for ES Non格・出力で、GO の異方性を考慮し 2 極構造で設計。
Grain Oriented vs Grain Oriented Electrical Steels（RINA
・Coil Map - Continuous monitoring of local variations
Consulting 社：伊） 電磁鋼板の組織改質技術について、
in magnetic properties across the material width
方向性および無方向性を対比させながら詳細に解説。
and length of electrical steel coils（Dr. Brockhaus ・Compatibility Considerations with Adhesive Bonding ofMesstechnik 社：独） 電磁鋼板コイルの磁気特性ばらつ
Laminations (Tempel スチール社：米 ) 電磁鋼板の接着きをオンラインで連続的に測定評価する技術を開発し、 積層技術の最適化に関わる課題分析と要素技術について。
製品化。コイルの局所的な性能分布を測定評価可能。品質 ・The Electrical Steel Market: Past, Present and Future
管理に適用可能なシステムを開発し販売。
(Gwynne Johnston 氏、Metals Technology Consulting 社：米 )・Electromagnetic materials suited for electrified
無方向性電磁鋼板のグローバル市場動向の詳細な調査結果
transport（アルセロールミッタルグローバル R&D：仏）と今後の需要予測を紹介。
中国の消費が大幅に増加、インド・輸送用途向けリニアブレーキ、リニアモータ、磁気浮上
韓国は緩やかな増加。日本国内の消費量及び生産量は過去
システムなどの電磁解析の研究内容を紹介。
10 年間ほぼ横ばい。コロナの影響で全世界の 2020 年の消・Baosteel’s Breakthrough on research and development
費量は低下し 2030 年にかけてさらに増大してゆくと予想
of grain-oriented silicon steel materials（宝武鋼鉄欧州研している。無方向性電磁鋼板の全世界でのグレード別の比
JRCM NEWS No.4132率は、汎用グレード 73％、高グレード 14％、HEV/EV グレー
ド 3％、CRML(Cold rolled motor lamination)10％。

売台数は 500 万台に伸び、無方向性電磁鋼板の需要は、
550 千トンに達すると見込んでいる。高性能電磁鋼板で注力されている材料は、極薄無方向性電磁鋼板、極薄方向性電磁鋼板、極薄 6.5％ Si 鋼板であり、研究開発部門で開発に注力している。
・Infrared drying technology to GO and NGO electricalsteel production (Ircon-Solaronics 社：仏 ) 赤外線加熱を活用した電磁鋼板の表面処理プロセス技術の紹介。方向性電磁鋼板の MgO コーティング乾燥工程への赤外線加熱の適用。無方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成工程への赤外線加熱の適用。
・Smart solutions for ECO-Design Oil Distribution
Transformers (SIM SRL 社：伊 ) 2021 年から欧州で適用される配電トランスの新規格に対応する、高効率トランスの設計・製造技術を紹介。
・Electrical Steel and Motors performances, Role of
図 1．無方向性電磁鋼板の国地域別消費量割合
Lamination Thickness（Motor Design 社：英） 車載駆動
(2019 年：全 13456 千トン )用途向けの誘導モータを想定。ステータコアに M23535A、M290-50JKE、NO30-15、NO02-HS の 4 種 類 の 無方向性電磁鋼板をインナーおよびアウターローター型構造のモータに採用した場合のモータの電磁気性能と機械強度を評価。評価周波数は 50～1000Hz。インナーローター型では、ロータ鉄損の比率はトータル損の 5％、アウター
型では 10 ～ 20％であった。トータル損はアウター型がインナー型より若干低い。
・Low thickness NGO FeSi electrical steel for highfrequency automotive applications ( サウスウェールズ大：英 ) 薄肉電磁鋼板による車載駆動モータの設計技術に関するレクチャー。
・無方向性電磁鋼板の先端製造技術（企画セッション）
図 2．無方向性電磁鋼板の国地域別・グレード別生産量
無方向性電磁鋼板の最新の製造技術に関して以下の 5 件の(2019 年：全 14936 千トン )講演があった。① QSP-DUE - Danieli’s ultimate technology
・Research Development on Preparation of Fe-6.5% Si Steelfor non-oriented electrical steel production (Danieli
Strip by Near-net Shape Technology（武漢鋼鉄：中国）
Germany 社：独 )、② Innovative solutions for Continuous
双ロールストリップキャスティング法による Fe-6.5％ Si 高
Cold Rolling and Annealing & Pickling Line of high-quality
Si 電磁鋼板の開発。単ロール法では融点が高いためロール
NGO-ES grades（RINA Consulting 社：伊）、③ Cold rollingへ密着せず薄帯の製造は不可。双ロール法で 2.5mm 厚のtechnologies for successful production of NGO thin-gauge
薄板の製造が可能。熱間圧延で 1mm 厚に加工、その後冷間
electrical steels (Primetals Technologies Austria 社：墺 )、圧延で幅 200mm、長さ 400mm、厚さ 0.1mm の薄板を④ Advanced Heat Treatment Lines for Production of NGO
作製し熱処理を行う。磁気特性は CVD プロセスで量産Electrical Steel (Tenova LOI Thermoprocess 社： 独 )、 ⑤
されている市販品にほぼ匹敵する材料が得られるとのこと
Coatings and Coating Equipment for High Grade NGO
だが、表面状態は平滑でなく、長尺コイルが製造できるElectrical Steels (Rembrandtin Coatings 社：独 )レベルには無い。パイロットラインの建設を計画している。 2.2. 電磁鋼板以外の磁性材料に関する講演の概要
・The Fabrication Technique and Magnetic Properties ・New Trends in the Amorphous and Nanocrystalline
of Grain Oriented Silicon Steel for High Frequency
Soft Magnetic Ribbon Market（Metglas 社：米） 配電ト
Transformer based on Strip Casting（東北大学：中国）
ランス用 Fe 基アモルファス材料、トランスコア製造技術、
双ロールストリップキャスティング法による、高周波トラ
ナノ結晶合金材料と市場分野についての紹介。トランス用
ンス用電磁鋼板の開発。双ロール法によるラボレベルでのアモルファス材料は磁区微細化技術を導入し実用化。電磁材料研究。高 Si 材料も含め種々の鋼種を検討している。
鋼板で適用されている、レーザスクライビング技術をアモ・Demand and new development of high grade non oriented
ルファス材に応用したプロセス。アモルファスモータ用コ
electrical steel in China ( 首鋼 Zhixin Qian’an 電磁材料社： ア製造技術について種々の加工プロセスを継続し検討し中国 ) 中国における無方向性電磁鋼板の市場および技術ているが、エンジニアリングの観点から大量生産に有効な動向についての講演。新エネルギー、環境対応自動車、ロ
手法の確立には至っていない。ナノ結晶材の応用分野は高ボット、環境対応家電市場の成長に伴い、高級品の需要
周波スイッチングが必要なパワーコンディショナーなど。
が伸びると想定。環境対応自動車では、第 13 期の 5 ケ年 ・Overview of SMC characterization for their adoption
計画で、2025 年のモータの出力密度の目標値が 4.5kW/
in electromechanical systems（トリノ工科大：伊） 圧粉
kg に設定されている。中国での EV/HEV の 2025 年の販
磁心の材料評価技術を中心に解説。
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・Soft magnetic materials for highest power densities andrelated part production technologies (VACUUMSCHMELZE社：独 ) Fe-Co 系高飽和磁束密度バルク鋼板の磁気特性と高出力密度モータへの応用について。VAC 社で開発した
Fe-Co 薄板合金の積層技術ならびに省 Co(17% )FeCo 合金の磁気特性と高密度モータ応用への可能性について紹介。
・Novel bonded neo magnets to achieve the lighter, smaller
and efficient motors (Neo Performance Materials 社：加）等方性 Nd-Fe-B 系ボンド磁石（MQ1）とリング磁石の最新技術の紹介。車載用途市場が 58％（IPS、ウォーターポンプ
他）、HDD スピンドルモータ用途が 10％。等方性磁石の利点を活かした分野に展開しつつ、異方性ボンド磁石用の粉末の開発にも注力し MQA シリーズとして商品化している。
・ポスターセッション ポスターセッションでは 8 件の論
文のショートプレゼンテーションが実施された。磁石材料に関して、フラウンホーファー研究所 IWKS とダルムシュ
タット工科大が共同で進めているプロジェクトについて 2
件の講演があった。
・Optimizing the properties of recycled rare earth
permanent magnets through microstructural engineering（フラウンホーファー研究所 IWKS：独） 磁石のダイレク
トリサイクル技術、希土類水素化物を利用した省重希土類
磁石の作製。
・Heavy rare earth lean magnets by optimized processes:
Strip casting of Nd-Fe-B alloys ( フラウンホーファー研究所
IWKS：独 ) ストリップキャスト製造装置を開発し、均一微細な重希土類フリー磁石を作製した。現在、省重希土
類型高性能磁石の開発を目的とした発展ステージのプロ
ジェクトが進められている。
3. 磁性と磁性材料に関する国際会議 MMM2020
オンラインで開催された IEEE Magnetics 主催の磁性と磁性材料に関する国際会議 MMM2020 ではシンポジウム 9、オーラル 61、ポスター 34 のセッションが企画実施された。
うち、希土類 - 遷移金属 - ボロン系磁石 (Ce,La,Y 置換、2
合金法、3D プロセス、保磁力の理論解析、など )、Sm 系
磁石 (1-12 系、1-5 系、2-17 系など )、希土類フリー磁石(FeNi、MnAlC など )、ナノ結晶磁石材料 (Fe16N2)、アモルファ
ス・ナノ結晶軟磁性材料 ( 薄帯、ナノワイヤー、デバイス用薄膜など ) のセッションに参加し技術動向を調査した。
3.1. 希土類 - 遷移金属 - ボロン系磁石に関する講演の概要
C2-01. 招待講演 Finite-Temperature Dynamical and Static
Properties of the Nd Magnet Studied by an Atomistic
Modeling. (M.Nishino ら NIMS： 日 本 ) 第 一 原 理 計 算、KKR グリーン関数法をベースに、マイクロマグネティッ
クシミュレーションを用いて NdFeB 焼結磁石の保磁力のメカニズムを考察。特に表面からおこる磁化反転をシミュ
レート。磁壁プロファイルの温度依存性を示した。
C2-02. Revisiting, Understanding, and Predicting
Magnetism and Magnetic Anisotropy of RE2Fe14B (RE =Rare Earth) From Electronic Structure. (AMES 研：米 )NdFeB 焼結磁石の保磁力の第一原理計算による理論解析。
Ce,La 置換磁石の磁気異方性エネルギーと全磁気モーメン
トを計算し、Ce、La 置換を検討。
C2-03. Application of Systems Level Modeling for
Addressing Criticality in Rare Earth Permanent Magnets.
(AMES 研：米 ) バインダーとともに 3D プリンティングし、238℃で着磁した NdFeB ボンド磁石のモータ性能を評価。
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Ce などクリティカリティの少ない元素への置換が狙い。
C2-04. 招待講演 Nucleation and Coercivity Analyses on
the Atomistic Spin Model of Permanent Magnets. (Y. Toga
東大、ESICMM：日本 ) 原子レベルのスピンモデルをベースに、マルチスケール化と直接解析で保磁力を解析。表面或いは相界面からの逆磁区の発生と拡大が保磁力を支配する。保磁力と温度の関係：表面の影響と熱活性化が実際の保磁力を異方性磁界よりも低下させる
C2-05. Cold Spray Additive Manufacturing of Permanent
Magnets. ( ローレンスリバモア国立研究所：米 ) コールドスプレー 3D プリンティングの試み。NdFeB パウダーを融点以下で 500℃以下の高速ガスで吹き付けると凝着する。
もともとは局所修繕技術を大型マグネットの造形に適用。
プロセスと特性の最適化が必要。
C2-06. Upscaling of the Novel 2 Powder Method for the
Manufacturing of Heavy Rare Earth-Lean Permanent
Magnets. ( フラウンホーファー研 IWKS：独 ) Dy 合金を副相とした 2 合金法による焼結磁石の保磁力の向上の検討。Dy 相を粒界付近に配するのに粒界拡散法のような厚さ の 制 限 が な く 10 ㎝ 厚 も 可 能。(Nd22.7Pr7.5)30.2-xDyxFebal.
Co1.9TM0.32B0.91 の粗いパウダー主相 + 異方性 Dy2Fe17 細かい副相など。保磁力は 770kA/m 以上まで上がり、磁化の低下は 0.03T 程度。
C2-07. Nd-Fe-B Based Permanent Magnetic Materials
Design for Additive Manufacturing: 3DREMAG. ( ダルムシュタット工科大：独 ) レーザーにより NdFeB 粉末を溶融させ 3D マグネットを形成。歩留まりよく短いリード
タイムで製造が可能。磁気特性評価は今後。
C2-08. Understanding the Enhancement in Hard
Magnetic Properties of Rapidly Solidified (Nd, Pr)-Fe-B
Melt-Spun Ribbons. (AMES 研：米 ) Dy フリーで NdFeB
焼結磁石の保磁力確保を目的とし、組織微細化に及ぼす
TiC の影響を評価。(NdPr)xFe14B の x を 2.1 ～ 2.3 と化学量論組成から微妙に変化させ DSC、TGA 測定によりキュリー
温度への影響を評価。
C2-09. Magnetic Properties of R2Fe14B Sintered Magnets
Substituted 50 at Substitution of Nd With Y and Ce.
(Y. Enokido ら TDK：日本 ) 省 Nd の観点から Nd を 50％ Yと Ce で 置 換 し、 粒 界 相 を 制 御 し た 焼 結 磁 石 を 評 価。
BHmax=44.6MGOe などの特性が得られた。粒界の R6Fe13Ga
相は Nd6Fe13Ga 相に比べ磁化が高く保磁力を下げる。RFe2相で粒界相を覆うことで保磁力が上がる。
C2-10. Manifestation of Initial Crystallization andc-Axis Texture in Pr-Fe-B Thin Films Grown on Glass
Substrates. ( 元 智 大： 台 湾 ) Pr2Fe14B 薄 膜 の 結 晶 成 長
挙動を評価。
3.2. Sm 系磁石に関する講演の概要
H3-01. 招待講演 Intrinsic and Extrinsic Properties ofSm(FeCo)12 With ThMn12 Structure. (Y. Takahashi NIMS：
日本 ) SmFe12 相は相安定性と非磁性粒界相が課題。Tiを入れると安定化しバルク材料が得られ、Co はキュリー
点を上げ相を安定化する。Zr は磁化を上げる。N や C の添加は保磁力やキュリー温度を上げる。Cu-Ga の粒界拡散 (+ 熱処理 ) で保磁力は向上する (0.84T)。単結晶薄膜でSm(Fe1-xCox)12 の磁化の温度依存性と異方性定数を評価。バ
ルク化にはさらなる保磁力の向上とプロセス開発が必要。
H3-02. Study on Phase Relations of Sm-Fe,Co-Ti-(Ga)4System Towards Development of SmFe12-Based Permanent
Magnets. (S. Ashok Krishnaswamy ら NIMS、筑波大：日本 )SmFe12 系に非磁性粒界相を形成させ、実用で求められる
1T 以上の保磁力を得るために Sm-Fe,Co-Ti-(Ga) 系の状態図を実検討。Sm-Fe,Co-Ti 系では非磁性粒界相は得らえず、
Sm-Fe,Co-Ti-Ga 系では可能性がある。
H3-03. Combinatorial Study of Sm-Co-Ti Amorphous
Hard Magnet Thin Films. ( ウプサラ大：スウェーデン )約 40nm 厚の Sm 22 ～ 40at％、Co 55 ～ 74at%、Ti 2 ～ 5
at%の傾斜組成をもつアモルファス薄膜を作成し、その保磁力等、磁気特性を評価。
H3-04. Micromagnetic Simulation Study on Coercivity
in CeCo5 Magnet. (AMES 研：米 ) CeCo5 バルク磁石は保磁力向上が課題。粒界に Sm をドープし、粒界に (Ce,Sm)
Co5 相を形成しコア - シェル構造とすることで保磁力が向上する可能性がある。
H3-05. Design of Sm-Fe-N Magnets. (T. Saito 千葉工大：
日 本 ) Sm2Fe17N3 バ ル ク 磁 石 化 の 検 討。 放 電 プ ラ ズ マ
焼結 (SPS) 法で検討。特性は製造条件に依存するが、いずれもα -Fe と SmN が含まれるなど保磁力が小さかった。
これに Zr 粉末を加えると飽和磁化、保磁力ともに向上。
圧縮せん断法での作製も試みた。
H3-07. Nitrided ThMn12-Type Compounds for Sustainable
Advanced Manufacturing. (BCMaterials：西 ) Nd1.1Fe10.5Mo1.5Nx
磁石粉末と絹とセルロース母相からなる磁気インクをスクリーンプリンティング。
H3-08. Production of Sm(Fe,Ti) 12 Magnets by hot
Deformation. (Y. Ogawa ら 千葉工大：日本 ) 放電プラズマ
焼結 (SPS) 法で製造した Sm(Fe,Ti)12 磁石にさらに 700 ～
900℃で熱間圧縮加工し磁気特性を評価。結晶粒は等方的でα -Fe も少し含まれ、磁気異方性は僅かであった。
H3-09. Grain Boundary Segregation, Phase Formation,
and Their Influence on the Coercivity of Rapidly
Solidified SmFe11Ti Hard Magnetic Alloys. ( ダ ル ム シ ュタット工科大：独) 吸引鋳造と熱処理で製造したSm(Fe,Ti)12
磁石の粒界を評価。隣接する結晶粒は磁気的に遮蔽されていないことが確認された。
H3-10. 招待講演 Recent Advances in SmFe12-Based Hard
Magnetic Materials. (H. Sepehri Amin ら NIMS：日本 )NIMS での最近の SmFe12 基の磁性材料の研究開発状況を概観。Sm とのコスパッタで B をドープした Sm(Fe0.8Co0.2)12
薄膜は粒径約 40nm のグラニュラーな組織を呈し、0.5Bの時に保磁力 µ0Hc=1.2T が得られる。このとき、粒界相は約 3nm 厚のアモルファスであり Co 濃度は低下している。
またこの B をドープした Sm(Fe0.8Co0.2)12 薄膜は 227℃までの保磁力の温度依存性が低い。熱間加工した SmFe12 基粉末（(Sm,Zr)(Fe0.8Co0.2)12、Sm(Fe,Co,Ti)12）に、Ga や Cu などの低融点合金を拡散させ、磁気特性等を評価した。HDDR プ
ロセスで作った微細粒は単磁区粒に近いが、粒界相がない
ため保磁力が低い。粒界相の候補を 4 元系状態図から検討した。Sm(Fe0.8Co0.2) 12 系磁石で保磁力を上げるには、まず粒界相が必要で、B ドープで得られた粒界相については、磁化をさらに下げなければならない。
H3-13. The Influence of Grain Size on the Internal
Oxidation of Sm2Co17 Sintered Magnets. ( バーミンガム大：英 ) Sm2Co17 のさらに高温での適用を考えた場合、酸化防止を考えなければならない。結晶粒、組成に加え、結晶方位を考慮した内部酸化層 (IOZ) 形成による制御を試みた。
H3-14. Epitaxy Induced Controlled Phase Separation in
Y-Co and Sm-Co Thin Films. ( ダルムシュタット工科大：独 ) RCo5、R2Co17 (R=Sm,Y) 両相を含む薄膜を分子線エピ
タキシー法で c 軸方向に成長させ構造を確認。結晶方位を制御した相界面のデザインや特性評価などに応用が可能。
3.3. 希土類フリー磁石に関する講演の概要
Q1-01. First-Principles Investigation of the Impact ofChemical Order on the Magneto-Crystalline Anisotropy
in L10 FeNi. ( チューリッヒ工科大：スイス ) L10-FeNi 超格子の磁気異方性エネルギー (MAE) への規則度の影響を第一原理計算。MAE は規則度 0.75 程度で飽和する。
Q1-02. Extrusion Based 3D Printing of Partially
Transformed Fe16N2/Fe Flakes Into Permanent Magnet.
( サバンチ大：トルコ ) 10 μ m の鉄紛にボールミリング
で結晶異方性を付与し、Ar/H2 ガス中 400℃で還元し、アンモニアガス中 160 ～ 190℃で窒化した Fe16N2=57%、
Fe3N=10%、Fe=33%の粉末を用いて 3D プリンティング。
保磁力が 350 Oe から 997 Oe に増大。
Q1-04. 招 待 講 演 Novel Database Driven Method for
Discovering New Co-Based Ferromagnets. ( カルフォルニ
ア大：米 ) Co 系化合物約 1 万種に特化したデータベース。
SmCo5、Sm2Co17 は高温や厳環境で使用されている。フェロ磁性体 1389 種のうち、TaCo2Ga、La6Co11Ga3、LaCo13Biなど候補材料 38 種を抽出し、磁石を作成し評価している。
Q1-05. Investigation of Magnetic and Electromagnetic
Properties of Cobalt Substituted M-Type Barium
Hexaferrite in X-Band. (ISRS：印 ) Co 置換した M タイプ
Ba フェライト磁石 BaCoxFe12-xO19 を評価。
Q1-06. Formation and Magnetic Properties of τ -MnAlC
Synthesized by Spark Plasma Sintering Process. ( ダルムシュタット工科大：独 ) 放電プラズマ焼結＆熱処理法で作製した L10 型τ -MnAlC 磁石の評価。ギャップ磁石の位置づけ。
Q1-07. Recent Progress in the Development of MnAl-C
Magnets. (IFW ドレスデン：独 ) 等方性 NdFeB ボンド磁石
代替としてτ -MnAlC 磁石を評価。保磁力と BHmax の向上が必要。
Q1-08. Rare-Earth-Free MnAl-C-Ni Permanent Magnets
With State-of-the-Art Properties, Produced by Extrusionof Milled Powder. (IFW ドレスデン：独 ) MnAl-Ni-C 磁石を、粉末の熱間押し出しで作製評価。BHmax=46kJ/m3 でフェライトより高く、ボンド磁石並み。
Q1-09. Novel Ferrite Materials Possessing Record
Magnetic Hardness. (Skoltech：露 ) 磁気記録材料として
ε -Fe2O3 を検討。
Q1-10. 招 待 講 演 Modern FORC Data Analysis andInterpretation Approaches. ( マックスプランク研究所：独 )
磁気特性の FORC 解析の意義を汎用性の観点から概説。
Q1-11. Hard Magnetic Properties of FeCoNiAlCuxTix BasedHigh Entropy Alloys. (NAVSEA： 米 ) AlNiCo 磁 石 へ のCu,Ti 添加の検討。保磁力増大に寄与。ハイエントロピー
合金 (5 元素、各 5at％以上、金属間化合物を除く ) の一種。
Fe2CoNiAlCu0.4Ti0.4 磁石は Alnico2 磁石よりも特性が向上し、保磁力 Hc=1080Oe、BHmax=2.06MOe を示した。温度依存性が小さく 200℃でも室温の 90％の保磁力と BHmax を示す。
Q1-12. Sub-20nm Rare-Earth Free Ferrimagnetic Films
JRCM NEWS No.413

5Fabricated by Reactive Sputtering. ( バージニア大：米 )Mn4N、GdCo スパッタ薄膜を作成。高密度データ記録材料
として磁気スカーミュオン ( 連続場に生じる位相幾何学的に特徴のある渦のモデル ) を確認し、利用検討の予定。
3.4. ナノ結晶磁石材料に関する講演の概要
D4-04. Critical Particle Size of α ”-Fe16N2 Nanoparticles
Prepared by Low-Temperature Nitriding. (ミネソタ大：米)α -Fe と γ -Fe2O3 のナノ結晶を 180℃以下の低温窒化で93 %のα ”-Fe16N2 が合成された。α ”-Fe16N2 を得られるナノ結晶サイズは厚さ 10 ～ 15nm 直径は 20 ～ 10nm の範囲。
D4-05. Magnetocrystalline Anisotropy of Fe16N2 Under
Various DFT Approaches. ( ミネソタ大：米 ) α ”-Fe16N2の結晶磁気異方性を第一原理計算により解析。
3.5. アモルファス・ナノ結晶軟磁性材料に関する講演の概要
H1-01. Fe-ETM-Nb-B (ETM = Cr, Mn) Glassy Alloys forEnergy Recovery. (NIRDTP：ルーマニア ) Fe79.7-xCrxNb0.3B20、Fe79.7-xMnxNb0.3B20、 な ど Cr、Mn を 添 加 し た ガ ラ ス 金 属
メルトスパンリボンを用意し、キュリー点など結晶構造、機械的特性、磁気的特性、熱力学的特性に及ぼす添加量の影響を評価。
H1-02. Investigating Hidden Devitrification Pathways in
the Fe-Si-B System Without Alloying Additions. ( ノースイースタン大：米 ) ナノ結晶の遷移添加元素等の影響を整理考察。Bs を上げるためにより少ない添加量でナノ結晶化を図りたい。遷移金属を添加しない Fe-Si-B 合金のリボンやマイクロワイヤーは遷移金属を添加した金属ガラス( アモルファス ) とは異なる失透、ナノ結晶化挙動を示す。
H1-03. Effects of Magnetostriction on Domain Wall
Dynamics Inside Multi-Grains Soft Magnet Revealed byMicromagnetic Simulations. (H. Tsukahara ら KEK、AIST：日本 ) 多結晶軟磁性材料における磁壁移動を、LLG 方
程式を用いてシミュレート。結晶粒界の存在は、結晶粒間の傾角が大きくなるほど外部磁界の違いとその動きが大きくなり、磁壁移動に伴うエネルギー損失を増大させる。
また、外部引張応力はエネルギー損失低減し、外部圧縮応
力はエネルギー損失を増大させる。
H1-04. Iron Loss and Magnetic Properties of Amorphousand Nanocrystalline Ring Core Under Inverter Excitationon the Order of MHz. (A. Yao ら AIST： 日 本 ) ナ ノ 結 晶(FT-3M) とアモルファス (SA-1) のリングコアのインバーター
MHz 高周波励磁時の鉄損と磁気特性を実評価。ナノ結晶リ
ングコアの損失は、アモルファスリングコアの損失に比べ、不感時間に起因する鉄損が減少することにより低くなる。
H1-05. Local Coercivity at X-Rays Nanobeam IrradiatedRegions in Amorphous Fe80B20 Stripes. (CSIC：西 ) Fe80B20のアモルファスに X 線マイクロビームを照射すると局所的な磁気異方性のため保磁力が増大する。
H1-06. Soft Magnetic Properties of Co-Based Supersaturated
Solid Solutions by Severe Plastic Deformation.(OeAW：墺 ) Co72wt％ -Cu 、Cu20(Fe15Co85)80 などに Co 基軟磁性

材料に高圧せん断成形で高歪成形を行い、過飽和固溶体のナノ結晶組織を形成させ軟磁気特性を評価。Fe の添加は軟磁気特性を向上させる。
H1-07. 招待講演 Tunable Magnetic Anisotropy in morphousFiber-Based Structures for Multiferroic Applications. (バルト連
邦大：露 ) モバイルのデバイス用途を念頭とした Fe77.5Si17.5B15のガラスコートされたアモルファスマイクロワイヤー。動
作周波数は 50 ～ 60kHz。今後の課題はワイヤの体積分率の増大と、ガラスコートとの界面接合の改善。
H1-08. Exceptional Magnetomechanical Response of GlassCoated Amorphous Microwires. ( ノースイースタン大：米 )Fe73Si11B13Nb3 のガラスコートされたアモルファスマイクロ
ワイヤーのバイオセンサー用途への適用検討。動作周波数は 45kHz。比較材料は Metglass アモルファスリボン。
H1-09. Control of the Length of Fe73.5Si13.5Nb3Cu1B9 Microwires
to be Used for Magnetic and Microwave Absorbing Purposes.
(IMA：西 ) 磁気とマイクロ波 (4 ～ 16GHz) 吸収体用途のFe73.5Si13.5Nb3Cu1B9 のアモルファス磁気マイクロワイヤーの、長さと特性をボールミリングと熱処理で最適制御。
H1-11. Depth Profiling Study of Magnetic CoFeB Thin
Film. ( デビアヒルヤ大：印 ) アモルファス CoFeB 薄膜に熱処理を加え特性評価。スピン軌道トルクを利用した低電力スイッチングデバイス用途を念頭。
H1-12. Magnetism and Transport Signatures inAmorphous Transition Metal Silicide and Transitional
Metal Germanide Thin Films. ( ロ ー レ ン ス バ ー ク レ ー
国立研：米 ) FexSi1-x、
Fe4Ge1-x アモルファス薄膜。異常ホール
伝導率を示す。
H1-13. The Improvement of the CoZrTaB Thin Films on
Different Substrates for Flexible Device Applications.
( アリゾナ州立大：米 ) CoZrTaB 薄膜。フレキシブルデバ
イス用途。インダクターなど。
H1-14. Magnetic Metal Oxide Nanoparticles for a Remote
3D Thermometry Platform. (NIST： 米 ) Zn、Co を 添 加
した Fe3O4 ナノ結晶。直径 9-11nm。医療用 3D トモグラ
フィーイメージング機器用途。Zn は交流での磁化を増大
し、Co を添加することでサイズの制御と併せてセンサー
動作温度域の調整ができる。
H1-15. Temperature Dependence of the DzyaloshinskiiMoriya Constant in Ultrathin Pt/Co(Fe)B/Ir Films.
( リーズ大：英 ) Pt/Co(Fe)B/Ir 薄膜の特性の温度依存性評価。スカーミュオンの利用を念頭。
4. まとめWMM2020 では電磁鋼板を中心とする実用軟磁性材料と評価応用技術を中心に、MMM2020 では新規磁性材料の研究フェーズのトレンドを中心に、それぞれ概観することができた。モビリティの電動化、パワーエレクトロニ
クス技術の進展、IoT デバイスの適用拡大等に向け、その高性能・高効率・小型化に寄与するこうした磁性材料とソリューションへの期待は高い。

The Japan Research and Development Center for Metals

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JRCM NEWS ／第 413 号

2021 年 3 月 1 日
小紫 正樹
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