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

2020.2No.400

TODAY

先鋭化する気候変動交渉の行方

2018 年の 332 億トンが 2040 年には 356 億トンまで増加すると予測しており、“2℃を十分下回る目標 ”
東京大学公共政策大学院 客員教授を実現するには 2030 年に 252 億トン、2040 年に大成建設（株）常務執行役員
158 億トンへと 2018 年からそれぞれ 24％、52％
本部 和彦削減する必要があるとしている。また国連環境計画（UNEP）は昨年 11 月に発表したレポートで、2025年までこのペースで温室効果ガスが増え続けると、求グレタさん
昨年 9 月ニューヨークの国連本部でグテーレス事 められる削減の度合いは年 10％を超え “1.5℃目標 ”
務総長の呼びかけにより、2020 年のパリ協定の実 の実現は不可能になるとしている。
施を前に、加盟国に野心すなわち削減目標の大幅な 今後の動向と日本の対応
こ う し た 状 況 の 中 で 昨 年 12 月 に 開 催 さ れ た
強化を宣言させることを目指して行われた国連気候COP25
では、ギャップを考慮した野心の引き上げを行動サミットにおけるスウェーデン人高校生の環境活動家グレタ・トゥンべリさんのスピーチは、ヨッ 促す文書には合意したものの、今年の 2 月までに加トで大西洋を横断する行動とともに、世界の注目を 盟各国が正式に登録する国別貢献に野心の引き上げ浴びた。その内容は “ このままでは地球は滅んでし を義務づけることはできなかった。
これを受けて今年の COP 議長国である英国は既まう。経済発展や技術革新という夢物語に依存せず、直ちに CO2 の大幅削減に取り組むべき ” という先鋭 に “COP26 を野心強化の会合にする ” としており、気候変動が政治の大きなイシューである EU や早急的なものだった。
な化石燃料からの脱却を主張する環境派が更に攻勢
二つのギャップ
何故 2020 年のパリ協定の実施を目前にこうした会 を強めることは必至である。とりわけ環境派や島嶼議が行われ、グレタさんの発言が注目されたのだろう 国にとって、パリ協定交渉の最終段階で埋め込んだか。それは、以下に示す二つのギャップのために、パ “1.5℃目標 ” が入り口で実現不能となることは受けリ協定の目指す最終目標の実現がスタート時点でほ 入れられない。またパリ協定からの離脱を通告したぼ不可能であることが明らかになりつつあるからだ。 米国でも民主党の大統領候補予備選挙に向けていず
まず加盟各国が 2015 年の協定の最終交渉段階で れの候補者も協定への復帰と自国目標の強化を主張提示した削減目標の素案を積み上げても、協定の目 している。
指す “1.5℃目標 ” はもとより “2℃を十分下回る（well below）目標 ”の達成に必要とされるレベルを大きく上回っている。加えて、エネ
ルギー起源 CO2 を中心に世界の温室効果ガスの排出量は年々拡大しており、各国の削減目標の素案の積み上げ値との乖離が拡大し続けていることである。
国 際 エ ネ ル ギ ー 機 関 (IEA) はWorld Energy Outlook 2019 に おいて、各国の削減目標を積み上げても世界のエネルギー起源 CO2 は、

WEO 2019(IEA) における 3 つのシナリオ( 注 ) 現行政策シナリオ：各国の現在の排出動向が継続するシナリオ
公表政策シナリオ：各国の現在の国別貢献を積み上げたシナリオ
持続開発可能なシナリオ：2℃を十分下回る目標を達成するシナリオ

1

こうした中で、原発再稼働の遅れが懸念され、再エネの急速な拡大には制約があり、2030 年の削減目標の実現が危ぶまれる日本は難しい舵取りが迫られることになる。仮に野心強化に向かうなら、官民が一体となってこれ以上の既存原発廃炉を防止し、できる限り早期の再稼働を実現することが不可欠だろう。
しかし世界のエネルギー需要はアジアを中心とした非 OECD 国の経済発展により当面着実に増加すると見られている。電力供給分野では太陽光発電と風力発電の導入が急速に進むものの、建設中の石炭火力があり天然ガスを含めれば化石燃料火力が果たす役割は引き続き大きい。2025 年に予定される国別貢献改定の際には、大規模な BECCS の導入抜きには“well below 2℃目標 ” の達成も困難であることが明確になると考えている。このため世界では、パリ協定の基本である “ 各国がそれぞれの事情に基づき最大限の努力を払う ” という精神に則って削減と適応の最適バランスをとるという智恵が求められることになろう。イノベーションによる大幅削減を目指す
日本の役割は大きい。

「米国での磁性と磁性材料に関する国際会議 MMM2019 とフェライトに関する国際会議 ICF2019 に参加して」
高効率モーター用磁性材料技術研究組合 主席研究員 谷川 茂穂
1. はじめに

2.1 永久磁石材料の技術動向

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、2019 年
11 月 4 日～ 8 日に米国ラスベガスで開催された磁性と磁性材料に関する国際会議 MMM2019(AnnualConference on Magnetism and Magnetic Materials)と同10月29日～11月1日に米国ボストンで開催されたフェライトに関する国際会議ICF2019 (InternationalConference on Ferrites) 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実施したので概要を報告する。

表１に永久磁石材料に関する講演の国地域別件数を示す。今回、中国や中東諸国の研究者へのビザ制約があったこともあり (ICF も同様 )、参加者は例年より少なかった。中国研究機関からの講演が少ないため相対的に日本からの講演比率が高くなっている。これまで磁石材料の研究発表が少なかった韓国からの講演が増加している。
材料別に見ると、RE-Co 磁石材料（1/5 系､ 2/17系）やフェライト磁石などへの回帰現象が認められ、Sm2Co17 系磁石でいくつかの注目される講演があった。表 2 に永久磁石材料のうち、RE フリー磁石関連の講演件数を示す。

2. 磁性と磁性材料に関する国際会議 MMM2019
ラスベガスの Rio All-Suite ホテルにおいて開催された米国物理学会主催の第 64 回 MMM ではオーラル 72、ポスター 55 のセッションが企画実施された。うち以下のセッション、2-14-1 型永久磁石材料、2-14-1 型永久磁石のプロセスと特性、RE( 希土表1類 ) 永久磁石、RE フリー永久磁石、フェライト磁石、新規磁性材料、軟磁性材料、軟磁性フェライトと軟磁性合金、磁気特性評価、電力用磁気と先進デバイ
ス、に参加し技術動向を調査した。

MMM 会場のホテル外観

ポスター講演会場

永久磁石材料に関する講演の国地域別件数

米国
オーラル 6ポスター 3計
9表2オーラルポスター
計

欧州
6713日本121426

中国
527韓国
21012台湾 インド
012
122他
011

RE フリー永久磁石に関する講演件数
Mn 系
459FeN 系
033Fe-Pt 系
224その他
4482/14/1 系磁石に関しては、Nd-Fe-B 焼結磁石や熱間加工磁石など、既に高度な量産技術が確立されている磁石中の Nd や Pr を、価格が低く資源リスクの少ない Ce、La、Y などで置換した材料の開発に関する講演が多くを占めた。RE-Co 型磁石は、特に温度特性に優れており、その用途分野の拡大には材料コストが１つの鍵と思われる。RE フリー磁石は、NdFe-B 磁石とフェライト磁石の中間の性能でコストパ

オーラル講演会場

ラスベガスの高級ホテルとカジノ

JRCM NEWS No.400

2フォーマンスに優れたギャップ磁石を狙いとしてい ナノ結晶材料やセンサー用途を念頭としたアモルる。RE フリーギャップ磁石の実用化には、材料開 ファスナノワイヤーの開発などが多い。粉末軟磁性発と並行して用途開拓も必要と考えられる。
材料では、モータコア材料としての実用化を目指し、
・FH-03：The Effect of Zr in Progress toward the 電磁鋼板やアモルファス薄帯をベンチマークに、鉄Development of High-Performance SmFe12-based 損、飽和磁束密度、コア強度などの課題克服を目指
Magnet : P. Tozman, S. Hossein, Y. Takahashi, した高 Bs ナノ結晶粉末の研究開発が複数の機関でD. Ogawa, S. Hirosawa and K. Hono ( NIMS：日本 )進められている。
SmFe11Ti 系などの 1/12 系化合物は、Nd2Fe14B 化 ・GH-02：FeBNbP Nanocrystalline Alloy Powder
合物に匹敵する高い一軸磁気異方性定数 (Ku = 4.87 with High Amorphous Forming Ability and High
MJ/m3) と、 よ り 高 い キ ュ リ ー 温 度（Tc = 584 K） Bs for Magnetic Core：A. Hasegawa (TDK：日本 )を持つ化合物として注目されている。この化合物はFe-Nb-B 系 ナ ノ 結 晶 材 料 に P を ド ー プ し ア モ ル
Zr、Co を置換すると 1/12 構造が安定化され飽和磁 ファス形成能を高めた材料で、メルトスピニング法化が向上することが知られている。今回、Zr 添加の による薄帯材料の厚肉化にチャレンジした。粉末材
磁気物性に及ぼす本質的な効果を検証することを目 料で圧粉磁心などの受動部品での実用化を目指して的として、基板上に垂直配向させた Ti フリーの薄膜 いる。Fe81B9Nb7P3 組成で、Bs ＝ 1.51T、Hc=4.8A/
試料を用いて、Zr の役割について検討考察した。
m の 優 れ た 軟 磁 気 特 性 が 得 ら れ る。 比 透 磁 率 は・FH-04：Achievement of both high coercivity and 33,000@1kHz-20A/m。P の ド ー プ に よ り 薄 帯 を
maximum energy product for 2/17-type Sm-Co 70µm まで厚肉化することが可能となった。
sintered magnets via microstructural adjustment： ・GH-08：Effect of latent heat during primaryS. Wang, Y. Fang, K. Song, X. Zhu, L. Wang, W. Sun, crystallization on nanostructural formation
W. Pan, M. Zhu and W. Li（鋼鉄研究総院：中国）
process in nanocrystalline soft magnetic materials：
高 Fe 組成の Sm2Co17 型焼結磁石に関する研究、 R. Parsons, H. Kishimoto, T. Shoji, A. Kato and K. Suzuki
熱処理などのプロセス最適化によるミクロ組織の制 （モナシュ大：豪、トヨタ自動車：日本）
御で、減磁曲線第二象限の角型性の良い材料を開発。
高 Fe 組成のアモルファス合金を急速熱処理した
・FH-07：Magnetic properties and microstructures ナ ノ 結 晶 材 料 の 開 発。2019 年 1 月 の Joint MMM
of high heatresistance Sm-Co magnets with high -Intermag( ワシントン DC) で、二元系 Fe-B 合金でFe and low Zr content：H. Machida, T. Fujiwara, C. 1.9T の高 Bs が得られることが報告されている。今回、Fujimoto, Y. Kanamori, K. Sakakura and M. Takezawa Fe の一部を Co や Ni と置換することで更なる高 Bs（トーキン、九工大：日本）と軟磁気性能が向上することを検証。(Fe0.9Ni0.1)86B14
FH-04 と同じく高 Fe、低 Zr 組成域で高（BH）max で保磁力 2.6 A/m、飽和磁束密度 1.7 T の性能を実現。
か つ 耐 熱 性 能 に 優 れ た Sm2Co17 型 焼 結 磁 石 を 開 また Co 置換した Fe-Co-B 系で、2T を越える飽和磁発。 室 温 で の（BH）max は 34.5MGOe、150 ℃ で は 束密度を確認。薄帯の連続鋳造技術が確立出来れば30.5MGOe であり、残留磁束密度 Br と保磁力 Hc の 工業化への道筋が開けるが、ハードルは高いと思わ
温度係数は、それぞれ− 0.034％ /K、− 0.28 % /K れる。別途、粉末材料への展開も期待される。
で あ る。 セ ル サ イ ズ が 200~500 nm と、 従 来 のSm2Co17 焼結磁石のセルサイズよりも大きい。Fe と 3. フェライトに関する国際会議 ICF2019
Cu が分離し、それぞれ 2/17 セル相と 1/5 粒界相ICFは米国電気電子学会(IEEE)の磁気部門(Magneticsに濃縮分配される。Zr が増加すると結晶格子の a 軸 Society) と日本の粉体粉末冶金協会の共催で 4 年毎が伸びて c 軸は縮む。Zr は Co のダンベルサイトに に開催されるフェライト材料に特化した国際会議で入ると推定している。
ある。第 1 回は 1970 年京都で開催され、今回が 12回目となる。ノースイースタン大学ハリス教授の議2.2 軟磁性材料の技術動向
長のもと、ボストンのローガン国際空港に近接した
表３に軟磁性材料の講演件数を示す。金属系軟磁 Hyatt-Regency Boston Harbor ホテルで 4 日間の日程
性材料では、高周波デバイス用途を念頭とした高 Bs で開催された。今回参加者は約 10 ヶ国から約 100 名
で あ っ た。MMM2019
表 3 軟磁性材料の講演件数と同様、ビザ制約のた酸化物系
薄膜材料
ナノ結晶材 ナノワイヤー 粉末材料
板材
高エントロピー合金＊
め参加出来なかった中9965422国、中東諸国、ロシア* 高エントロピー合金：比較的大きな割合 ( 約 5at%以上 ) の 5 元素以上から形成された合金
JRCM NEWS No.4003の研究者も少なからずいたとのことである。
階焼結プロセスを適用し、材料の微細構造を制御す
初日は歓迎レセプション、ハリス教授の開会挨拶、 ることで、複素透磁率の周波数特性を、デバイスのフェライトとスピントロニクスについての東大 斎藤 動作周波数帯域に合わせて調整可能な材料を開発。
教授による全体講演があった。2 日目以降 3 日間、8 ・ICF-27 On the solubility range of Ce in Sr M-type
時から 18 時までテクニカルセッションがあり、招 Ferrite ( 京都大学 和氣先生ら )待講演・キーノート講演を含め 72 件の講演があった。
Ce 置換 M 型フェライトにおいて酸素分圧と Ce のテクニカルセッションテーマは、硬磁性材料、軟磁 フェライトへの固溶限の関係を、イオン半径と価数性材料、フェライトナノ粒子、薄膜、スピントロニ 変動から解析考察。
クス、デバイスおよび応用、の６テーマである。
・ICF-29 招 待 講 演 Recent Topics of Permanent
Magnet Researches in Japan ( 東北大学 杉本先生 )日本における高性能永久磁石材料の研究開発や、モーターの高効率化・小型化技術の開発を行う国プロ（ESICMM および MagHEM）で進められている
ボストン市街ICF 会場のホテル
先端研究開発の概況を、磁石材料の研究開発を焦点に解説。
・ICF-30 Enhancing Electrical Resistivity of NdFe-B-type Die-Upset Magnet by Doping Insulating
Salts (Hae-Woong Kwon 氏：韓国）
ハーバード大学

マサチューセッツ工科大学 ノースイースタン大学

低融点共晶フッ化物粉末を絶縁材として磁石粉末に混合することで、高抵抗熱間加工磁石を開発。磁気特性の劣化を抑制し高抵抗化を実現。モーター実装時の渦電流損失と発熱の抑制を狙いとしている。
・ICF-31 High throughput screening method forthin film R2Fe14B magnet (TDK 榎戸氏ら )薄膜プロセスを応用した省 Nd 型永久磁石材料探索のためのスクリーニング手法。Y2Fe14B、Ce2Fe14B、Nd2Fe14B の擬三元系希土類化合物に適用。Nd-Fe-B系磁石の今後の需要拡大による Nd の資源リスクを念頭に置いた研究開発。
・ICF-32 招待講演 Magnetic Domain Observationof Ferrite Magnets with MFM Images Obtained
from Multiple Distances and Image Processing( 明治大学 小原先生）
磁区幅を高精度で測定出来る観察手法を新たに確立し、フェライト焼結磁石に適用。フェライト焼結磁石の単磁区臨界粒子径を、従来の観測手法より高精度で測定することが可能。
フェライト材料は、伝統的に日本の研究水準が高く、その応用分野は磁性デバイス、電子デバイス、超電導、医療、パワーエレクトロニクスなど多岐にわたり、重要な機能性材料である。今回 ICF でもこうした応用分野の材料技術、応用技術、評価技術に関する先端研究の成果が多数報告された。

3.1 硬磁性材料セッションの概要
11 件の多くが日本からの講演であった。
・ICF-24 招 待 講 演 Research trends for the highperformance La-Co substituted M type ferritemagnets ( 日立金属 小林氏）
高性能フェライト焼結磁石として既に実用化されている Ca-La-Co 系フェライト磁石の磁石性能向上の機構を、STEM と高輝度 X 線による先端解析技術により明らかにした。
・ICF-25 Effect of Boron Addition on Magnetic
Properties of Ca-La-Co M Type Ferrite Magnets(TDK 大村氏ら )酸化ボロンをドープした Ca-La-Co 系磁石の磁気特性に関する講演。従来の焼結フェライト磁石の弱点である低温での減磁が無い、画期的な材料開発に目途をつけた。室温～ 150℃の温度域で保磁力の温度係数が著しく改善されており、かつ従来のフェライト磁石と比較し保磁力が大きいことが特徴である。
・ICF-26 Synthesis of Dense Co-Ti Substituted
M-Type Barium Hexagonal Ferrites with Fine
Grains by Two-Step Sintering (North- Eastern 大学
Qifan Li 氏ら：米国）
Co および Ti をドープした Ba 系 M 型フェライトの開発。スパークプラズマ焼結（SPS）による 2 段
The Japan Research and Development Center for Metals

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JRCM NEWS ／第 400 号

2020 年 2 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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