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

2020.5No.403

TODAYに課題を解決することを目的に講義が行われます。この勉強内容が開発・研究に役立てられます。
さて、大学の機械科の勉強は積み上げ型といわれ教授 木田 勝之
るように、入学から卒業までにだんだんと専門性
富山大学に来て丁度 7 年が経ち 8 年目に入り を涵養していくことが大事になります。いろいろました。雪が多い冬も経験しましたが、四季が な国・分野の方と話をしていて、これに必要なのはっきりしており、総じて比較的過ごしやすいと は、表面的な学力という意味ではなく、習慣のよころだと思います。また、大学が、中心部から少 うなものではないかと思うようになりました。自しだけ離れた市内にあるので、通勤に便利なこと 分の学生時代を振り返ると恥ずかしいのですが、( 自転車で 15 分 ) が生活の上で助かっています。 この習慣が専門教育で大事になると実感していま
研究テーマは、いろいろな縁があって、セラミッ す。順を追ってみてみます。
クスや樹脂で作った軸受の強度・き裂評価、鋼関中学・高校時代の目的ですが、有意義な学生生
係では硬い高炭素鋼の組織微細化と破壊起点介在 活以外に、一般的に中学では高校受験－合格、高物・強度の研究をしています。このほか、3 次元 校では大学受験－合格が一応のゴールとなりまで磁場を観察できる顕微鏡をつくりました。これ す。ここで、このゴールとして、大学入学試験をはたぶん世界で初めてのタイプだと思います。き 例にとると、ゴールで課されるセンター試験 ( 一裂を観察したところ、磁場が変化する現象が視覚 次 ) と個別学力試験 ( 二次 ) の問題は、北海道か化でき、いくつか論文が出始めたところです。
ら沖縄まで、教科用図書、いわゆる教科書に基づ
学務では、インターンシップ、留学、就職、入 いて作成されます。わからないところがあれば、試関係の委員をいくつか経験し、中には全く不慣 自分の学力に応じて、参考書、演習書、問題集、れな分野の責任者として対応したものもありまし 過去問題などにアクセスすることができます。また。高校の教育関係者や企業の人事関係者、役員 た、模擬テストで客観的に得意・不得意部分を確とお会いする機会がありましたし、学生の諸問題 認することもできます。このため、学生は、勉強で保険管理センターやアクセシビリティ支援の専 ペースをある程度自分で決め、ゴールを目指すこ
門家にお話を聞かせていただいたこともありま とができます。簡単という意味ではありませんが、す。また学外では、機械系の研究者として、企 ある程度、学習環境を整えることができる、とい業のエンジニアや各国の先生方と話をしてきまし えると思います。
た。米国の先生からは学生が集まらなくなってき
この、「どこでも学力に応じて対策方法が手にている、との怖い話も聞きますが、本学では志望 入る」、ということが中学～高校教育期間の特徴者や企業からの求人は大きく変化していません。 です。このため、極端な言い方をすれば、学校で( ただし、コロナ禍の影響がどれほどのものにな の先生とのコンタクト、学生間のコミュニケーるのかは、心配しているところです。) そこで、 ションを遮断しても、中間・期末テストで卒業単私見も入っていますが、今回は大学生がエンジニ 位をそろえて、入学試験をパスすれば、卒業でき、アになるために必要な姿勢について感じたことを 進路を決めることができます。ただし、大学入学書いてみます。
後は、ほとんどの学生にとって「どこでも学力に学生の勉強内容には国・地域によって特性があ 応じて対策方法が手に入る」ことが極めて難しくるようですが、例外なく機械科では力学をベース なります。

国立大学法人 富山大学

1ここからが大事な点ですが、日本国内では、勉強の段階で、授業内容をまとめて、ノートに書く、ということが小さいころから訓練されます。しかし、成長にしたがい、だんだんと受験に特化されていくこともあるように思います。しかし、北陸地方では当たり前のように、まとめる習慣が維持されています。これが、だんだんと一般性が低くかつ専門性が高くなる大学のような環境の場合、非常に有効に学生の学習に効いてきます。
つまり、入学試験をゴールとした場合に最短距離に思われる「参考書に書き込み・自習、入試対策で問題集を確認というステップ」に慣れすぎて、「授業内容をまとめて整理し、ノートに書いていく」という習慣が維持できていないと、入学後に長く続く専門教育をすべてカバーしきれなくなります。設計製図や機械工作、実験などが含まれる専門教育では、納期を守るという哲学のもと、締切りが厳格に設けられるため、大学受験で活用できた自分ペースでの勉強が難しくなるからです。
これは、能力の良し悪しのことではなく、質的・量的に対処できなくなる、という意味です。いくら頭脳に自信があり、反射神経のような記憶術に長けていても、専門性が高くなるにしたがって、対応するためのハードルが高くなってしまいます。極端な表現ですが、大学で専門性が高くなってきたときには、教科書が親切でなくなるため、講義内容をしっかりノートにまとめることが逆に最も効率的で適切な手段になってきます。したがって、テスト対策として慣れてきた「どこでもいつでも学力に応じて対策方法が手に入る」・「自習努力でもなんとかなる」ことから、勉強方針を変えること、具体的には、学校で先生のいうことと黒板の内容をノートにまとめて、家に帰って復習し、自分で整理する、というステップを習慣化することがきわめて大事で、必要不可欠です。
コロナ禍の影響で Web 授業を始めてみましたが、やはり対面型授業の方が身につきやすい、と思ってしまうのは、しかたのないことなのでしょうか。一日も早く収束することを願っています。
ここまで書いてきて思いました。どのような環境でも、いい加減にならないように気を引き締めて講義に臨みたいと思います。

JRCM REPORT

材料・金属・鉱物に関する国際会議
TMS2020 ＠サンディエゴに参加して高効率モーター用磁性材料技術研究組合
1. はじめに
高効率モーター用磁性材料技術研究組合（MagHEM） に お け る 技 術 動 向 調 査 活 動 の 一
環 と し て 2020 年 2 月 23 日 ～ 27 日 に 米 国
カリフォルニア州サンディエゴで開催された
TMS (The Minerals, Metals & Materials Society)2020 年次大会に参加し、磁性材料に関連する技術動向調査を実施したので概要を報告する。

JRCM NEWS No.403

谷川 茂穂

金および石油技術者協会 (AIME) を母体に 1957
年に設立された米国ペンシルバニア州ピッツバーグに本部を置く学術・技術者団体で、会員は 世 界 70 ヶ 国 以 上、 約 13,000 人 に の ぼ る。
現在、機能材料、軽金属、構造材料、製造プロセス、抽出プロセスの 5 部門で構成され活動している。
TMS の学術講演会は毎年米国で、年次大会( 春 ) と秋季大会が行われている。今回参加した第 149 回年次大会はサンディエゴコンベンションセンターと隣接するマリオットホテル

2. TMS の概要
TMS は約 150 年の歴史を誇る米国採鉱・冶

TMS2020 会場

主席研究員

コンベンションセンター

展示会場

2ポスター

で開催され、米国を中心に約 4600 人の参加者 が あ り、15 分 野（ エ ネ ル ギ ー・ 環 境、3D
プリンティング、材料プロセス、信頼性、腐食、原子力材料、金属物性、軽金属、評価技術、ナノ・ヘテロ構造材料、先進材料、電子材料、生体材料、材料設計、その他）、約 3500 件の講演があった。

希土類磁石の有限温度での保磁力機構について、原子スケールの磁気欠陥モデルと熱揺らぎの観点から、理論モデルを構築。モデルに基づ
く Nd-Fe-B 磁石の高保磁力化へのアプローチ、次世代高性能希土類 1/12 型化合物の実用磁石化への展開など、ESICMM プロジェクトの取り組みを系統的に紹介。
招待講演：Computational Design of Bulk
3. 磁性材料に関するセッション
Permanent Magnets
磁性材料に関して、エネルギー・環境分野の （クレムス大 Schrefl 先生、オーストリア）「エネルギーと電力変換応用のための先進磁性 バルク NdFeB 焼結磁石の磁化反転機構を、マ材料」の中で、表１に示す 8 つのセッションに イクロマグネティックスシミュレーションによついて、4 日間、60 件の講演があった。
り、磁石内部の局所的な反転磁界、温度、時間を考慮して解析。
4. 磁石材料の技術動向
招待講演：Application of Systems Level
磁石材料関連の講演は、希土類系磁石が 11 Modeling for Addressing Criticality in Rare件、希土類フリー磁石が 10 件であった。研究 Earth Magnets
機関の国地域別内訳は米国 14 件、欧州 6 件、 （国立エイムズ研究所 Nlebedim 氏、米国）
日本 3 件であり、米国からの講演は米国エネル 希土類資源の持続的活用を可能とするために、ギー省の重要物質研究所 CMI(Critical Materials システムレベルモデリング SLM の適用を提案。
Institute) を主導する国立エイムズ研究所から SLM により優先されるべき機能をランク付ける講演が多くを占め、欧州からの一般講演機関は、 ことにより、磁石材料やそのプロセスの最適なIMDEA（スペイン）および Leibniz-IFW（ドイツ） エンジニアリング選択が効率的に出来る。SLMであった。によれば、例えば風力発電では SmCo 磁石の選4.1 高エネルギー磁石材料
択も経済性から有用との結果が得られる。
招待講演：Controlling and Describing
招待講演：Additive Manufacturing of Hard
Coercivity of Rare Earth Permanent Magnets Magnets for Tailored Magnetic Fields（NIMS 広沢氏、日本）（ウィーン大 Huber 先生、オーストリア）
表1

磁性材料セッションテーマ
テーマ名

講演数

高エネルギー磁石材料

7

High- Energy Product Permanent Magnets

希土類フリー磁石材料

7

Development in Rare-Earth Free Permanent Magnetic Materials

先進評価技術と新磁石材料設計

7

Advanced Characterization and Design of Emerging Permanent Magnetic Materials

3D プロセスの磁性材料への応用

7

Additive Manufacturing of Magnetic Materials

パワエレとモーターへの先進軟磁性材料の適用

9Application of Advanced Soft Magnetic Materials in Power Electronics and Motors

軟磁性材料の構造とモデリング

9Structures and Modeling of Soft Magnetic Materials

センサーとデータ記録用磁性材料の進展

7Development in Magnetic Materials for Sensors and Data Storage

磁気冷凍、環境発電

7

Magnetocarolics and Energy Harvesting

計60
JRCM NEWS No.403

3欧州で精力的に開発されている 3D プリンティ （Leibniz IFW ライプニッツ固体・加工材料研究
ングによる磁石製造プロセスをレビュー。熱溶 所、ドイツ）
解積層法、選択的レーザ溶融法、光造形法それ Ti,Zr をドープした温間加工 MnAlC 磁石の組織ぞれの利点と課題を解説。と磁気特性に係る報告。
Effects of Grain Size on Magnetic and Mechanical Investigation of the Long-Term Thermal
Properties of NdFeB Sintered Magnets
Stability of the L10 Phase in Ternary Mn-AlGa Alloys（同上）（国立エイムズ研究所、米国）
NdFeB 焼結磁石の保磁力と機械強度の結晶粒径 擬三元系 Mn-Al-Ga L10 型磁石の相安定性に係る研究。
依存性に関する報告。
Mechanically Strengthened Heterogeneous
5. 軟磁性材料の技術動向
Sm-Co Sintered Magnets
軟磁性材料の講演数は 26 件であった。研究（国立エイムズ研究所、米国）
SmCo 系焼結磁石の、組織制御による機械強 機関の国別内訳は、米国 16、欧州 7、日本 3度改善に係る研究。磁気特性の劣化を抑制し となっている。ナノ結晶材料に関する研究が大NdFeB 焼結磁石相当の機械強度を持たせること 部分であった。
5.1 パワエレとモーターへの先進軟磁性材料の適用を可能とした。
招待講演：Metal Amorphous Nanocomposite
Anisotropy and Orbital Moment in Rare
Soft Magnetic Materials for Motor Applications
Earth - Cobalt Permanent Magnets（カーネギーメロン大 McHenry 先生、米国）（国立エイムズ研究所、米国）
SmCo 磁石の Co を Fe、Ni で置換した実用磁石 Fe-Ni 基アモルファスナノコンポジット材料のの可能性について第一原理計算を用いて計算。 モーター応用への可能性につき、飽和磁化、透生成エネルギーと磁気異方性に基づき考察。有 磁率、電気抵抗、鉄損などの物性値から考察。
ダブルステータとフェライト磁石ロータを組み望なギャップ磁石材料候補の位置づけ。
合わせたラジアルギャップ構造の小型モーター
4.2 希土類フリー磁石材料
講演の内訳は、Mn 系磁石 6 件（MnBi、MnAl への応用を検討している。材料の試作はサウスなど）、アルニコ磁石 2 件、FeN 磁石１件、ナ カロライナ州の Metglas 社に委託。メタルナノ
コンポジット材料は、残留アモルファス相中にノ粒子磁石１件。
fcc および bcc の結晶構造の異なる強磁性ナノ招待講演：A Brief Review of MnBi-based
結晶が分散した材料で、Fe 基アモルファス材よHard Magnetic Materials
り高飽和磁束密度である。
（アイオワ州立大 Cui 先生、米国）
MnBi の従来研究のレビューに引き続き、国立 招待講演：Strain Annealed Co-rich and Feエイムズ研究所における高性能化およびバルク rich Nanocrystalline Materials for InductiveComponents
磁石創製に係る研究成果を報告。
(Vacuumschmelze 社 Polak 氏、ドイツ）
招待講演：Mn-based Permanent Magnets:
from Thin Film Micromagnets to Bulk Magnets Co をドープしたナノ結晶合金の、応力負荷熱
Obtained by Hot-pressing of Gas-atomized Powder 処理による磁化特性制御に係る研究成果の報（IMDEA マドリッド科学技術機構 Bollero 先生、 告。Co にはナノ結晶材料の脆性を緩和する効果が認められる。
スペイン）
招待講演：New Trends in the Amorphous and薄膜プロセスによる MnBi 磁石の磁気異方性のNanocrystalline Soft Magnetic Ribbon Market
制御ならびに、ガスアトマイズプロセスによるMnAl(C) 系粉末を出発原料としたメカノケミカ （Metglas 社 Theisen 氏、米国）
Fe 基アモルファスおよびナノ結晶合金のグロール手法による高性能化に係る報告。
バルな市場動向および、Metglas 社における新The Effect of Ti and Zr Additions on the
材料開発、アモルファスモータの市場開拓など、
Magnetic Properties and Microstructure of
材料メーカーのビジネスとしての視点で解説。
MnAl-C Alloys
JRCM NEWS No.403

4欧州の配電トランス市場は積層トランスが主流 と組織を制御。Fe16C2 は負の磁気異方性を持で市場参入は困難。モーター市場はコア製造技 ち、Fe16N2 は正の磁気異方性を持つことにより、両者が打ち消しあってバルク体の磁気異方性が術の更なる革新が今後の鍵。
小さくなる。
招待講演：Processing and Advanced
Characterization of Selectively Paramagnetized Structure and Magnetic Properties of Novel
Laminates for Synchronous Reluctance Motors High-magnetization Fe-Mn Powders Synthesizedby Hydrogen Reduction of Nanoferrites（オークリッジ国立研究所 Rios 氏、米国）
フェライト / オーステナイト二相組織を有する高 ( 産総研、日本 )Cr 鋼の、リラクタンスモーター用ロータへの適 Mn を微量ドープした Fe ナノ粒子の合成と磁気用可能性についての考察。窒素雰囲気中での二 特性に関する講演。スピネルフェライトを水素相組織形成のための新規熱処理プロセスを開発。 還元したナノ粒子は、Fe より高い飽和磁化と優れた軟磁気特性を示す。XAFS による構造解析、Continuous Strain Anneal Processing ofAmorphous Ribbons for Inductor Applications およびメスバウワー分光による構造解析結果から、ドープした Mn は Fe に固溶していると推（国立エネルギー技術研究所、米国）
Co 基のアモルファスナノコンポジット材料は、 察された。飽和磁化の増加要因は必ずしも明らインダクタやセンサー用途への展開が期待さ かでない。
れる。急冷凝固後のアモルファス薄帯は機械強 Prediction of Good Glass Forming Ability
度に優れ、連続応力負荷熱処理に適した材料で in Amorphous Soft Magnetic Alloys byある。応力負荷熱処理によりチューニングした Thermocalc Simulation and Experimental
材料の比透磁率の温度依存性について報告が Validation（カーネギーメロン大、米国）あった。
アモルファスナノコンポジット材料の、アモルDesigning High Efficiency, High Power
ファス形成能の最適化による軟磁気特性の改善
Transformers with Metal Amorphous
や、温間打ち抜き加工性の改善によるモーター
Nanocomposites ( 同上 )アモルファスナノコンポジット材は、高出力密 積層コアへの適用を目指している。 熱力学計算度の中周波トランス用コア材料として、パワー ソフト Thermocalc を用いて (Fe70Ni30)80(B-Siコンバータなどでの応用が期待される。実用化 Nb)20 合金の固液境界近傍の熱力学解析を実施。には、材料・プロセスの両面の更なる深耕が必 ガラス形成能促進元素の濃度を変え、最適組成要で、デバイスの最適設計技術の確立に向け研 を探索。B14 ～ 18at％、Si 0.7at％、残部 Nb 組究開発を進めている。アモルファスナノコンポ 成で液相が最も安定であることを確認。
ジット材料を使用した 10kW クラスのトランス Characterization of Surface Oxidation andMulti-phase Nanocrystallization in Softを例に、基本的な設計思想の報告があった。
Magnetic FeNi-based Metal Amorphous
5.2 軟磁性材料の構造とモデリング
軟磁性材料の構造およびモデルリングに関 Nanocomposite Alloys( 国立エネルギー技術研究所、米国 )し、一般講演が 9 件あった。
メルトスピニング法によるアモルファスナノコ
Preparation of Fe-NC Soft Magnetic
ンポジットリボンのミクロ組織解析。表面酸化Material (Minnealloy) in Bulk Form with
相やロール面と自由面のミクロ組織の差異など
High Saturation Magnetization, Lowについて報告。
Coercivity, and High Electrical Resistivity
5.3 センサーとデータ記録用磁性材料の進展（ミネソタ大、米国）
軟磁性材料の磁気センサーおよび磁気記録な
Fe16N2 と Fe16C2 が バ ル ク 体 中 に 共 存 す る 軟
磁性材料 Minnealloy に関する報告。高い飽和 どデータストレージへの応用に関連するセッ磁化と高い電気抵抗を有し、かつ異方性エネ ション。
ルギーが小さい。メルトスピニング法による 招待講演：Soft Magnetic Amorphous andFe-C 薄帯を原料合金とし、低温窒化して組成 Nanocrystalline Bilayer Ribbons for GMI Sensors
JRCM NEWS No.403

5（スロバキア科学アカデミー Skorvanek 氏、スロバキア）
巨大磁気インピーダンス特性を用いたセンサー用途などを念頭に、二層構造のナノ結晶薄帯の製造技術の検討と特性評価を行った。二個のるつぼから異なる組成の溶湯を Cu ロール上に噴出させ、二層構造の薄帯を作製。二層の組成は、ファインメットベースのナノ結晶材とファインメット組成から Nb を除いた組成より成る。
磁場中で結晶化熱処理することで、微細な bccFeSi がアモルファス母相中に析出したナノ結晶組織と、粒径の大きな bcc-FeSi 相がアモルファス母相中に析出した、二層構造の薄帯が得られる。両相の軟磁気特性の違いにより、巨大磁気インピーダンス特性が発現する。
招待講演：Electrochemical Polishing ofThin Metallic Glass Ribbons（Magnetec 社 Zamborszky 氏、 ハ ン ガ リ ー）
電解エッチングしたメルトスピニング薄帯を、磁場中熱処理し、比透磁率の周波数特性を評価。

エッチングで表面粗さを 1 ～ 2 µm から 200 ～400 nm まで細かくすることが可能。
6. おわりに
サンディエゴは人口約 140 万人で、全米で 8番目、西海岸ではロサンゼルスに次ぐ大都市。
ファイタータウンとも呼ばれ、海軍や海兵隊基地、海軍病院などが市内に点在し、米国太平洋艦隊の母港でもある。近年は情報通信関連や、バイオ、製薬医療機器などハイテク企業などが集結しており、研究機関などで多くの外国人が研究・留学している。今回 TMS2020 のメイン会場となったコンベンションセンターは、ダウンタウン南部に位置し、世界有数規模の展示会場として国際学会や展示会が頻繁に開催されてきた。
今回の TMS2020 では、一部渡航制限によりアジアからの参加者が少なかったものの、米国および欧州における磁性材料研究、特に軟磁性材料とその応用に関する最新の技術動向を把握することができた。

【人事異動】〇令和 2 年 3 月 31 日付け
退職：松尾 充高
［旧］環境プロセス研究部 部長［新］日鉄総研株式会社〇令和 2 年 4 月 1 日付け
転入：加藤 徹［旧］日本製鉄株式会社［新］環境プロセス研究部 部長〇令和 2 年 4 月 15 日付け
退職：岡久 拓司
［旧］非鉄材料研究部 主席研究員［新］住友電気工業株式会社〇令和 2 年 4 月 16 日付け
転入：奥野 拓也
［旧］住友電気工業株式会社［新］非鉄材料研究部 主席研究員④職歴 ⑤仕事に対する期待でなく社会全体にも貢献できるよ⑥趣味・特技・資格等
う一生懸命取り組んでいきます。
加藤 徹⑥登山、スキー、旅行、博士（工学）（かとう とおる）
名古屋大学①愛知県名古屋市
奥野 拓也② 1965 年 4 月（おくの たくや）③名古屋大学大学院工学研究科 金①大阪府枚方市
属及び鉄鋼工学専攻（修士）② 1975 年 12 月
④1990 年 4 月住友金属工業（現 ③京都大学大学院理学研究科（博士）
日本製鉄）入社。製鋼研究部に配属。 ④ 2005 年 住 友 電 気 工 業 に 入 社。
以後、鋼の連続鋳造プロセスに関 新規材料（超硬合金、無機分離膜）する研究開発に従事。2007 年も の開発や近赤外分光分析装置の開のづくり日本大賞 内閣総理大臣賞 発及び用途探索を担当。
受賞。2015 年より製鋼研究部長。 ⑤特徴のある材料の技術開発を推⑤入社以来高炉 - 転炉 - 二次精錬 - 進することでより豊かな社会の実
連続鋳造の枠組みの中での生産性 現に貢献できれば。幅広い分野の向上、改善に取り組んできました 研究者・技術者の方々と仕事をさが、次の四半世紀には製鉄プロセ せていただける貴重な機会であり、【新人紹介】
スそのものが変わる可能性がある 期待と責任を持って取り組みたい。
①出身地 ②生年月日 ③最終学歴 のではと考えます。産業界ばかり ⑥スポーツ観戦、博士（理学）The Japan Research and Development Center for Metals

発 行
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発行所

JRCM NEWS ／第 403 号

2020 年 5 月 1 日
小紫 正樹一般財団法人 金属系材料研究開発センター〒 105-0003 東京都港区西新橋一丁目 5 番 11 号 第 11 東洋海事ビル 6 階

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