Akira Takeuchi

官民の取り組み紹介、企業間仲介

2019年4月、兵庫県立大学内に設立された「水素エネルギー共同研究センター」。国内外の大学、研究機関および地元企業と連携し、水素に関する幅広い研究、水素エネルギー社会の実現に向けて取り組む同センターについて紹介します。水素エネルギー共同研究センター センター長 嶺重 温さん 同センター 対外発信マネジメントグループ長 竹内 章さん

インタビュー ひょうごメタルベルトコンソーシアムは2019年９月に設立。現状の活動状況や今後について、22年４月に就任した竹内章金属新素材研究センター長に聞いた。

東北大学金属材料研究所・超低損失ナノ結晶軟磁性材料研究開発センターの竹内章副センター長らの研究グループはこのほど、既存材料をはるかにしのぐ高講和磁束密度や低鉄損といった優れた磁気特性を持つナノ結晶合金を開発、その製造技術にメドを付けた。「東北発素材技術先導プロジェクト」における３テーマの１つ、超低損失磁心材料技術領域における成果で、磁心の小型化とともに電力伝送の大幅なロス削減や家電製品の消費電力低減に大きく貢献するものと期待される。

東北大学の竹内章特任教授らは、モーターや変圧器の電力損失を大幅に減らす材料を開発した。鉄やコバルト、ケイ素、ホウ素、リン、銅でできた合金＝写真は同特任教授提供＝で、結晶の大きさを平均で２５ナノ（ナノは１０億分の１）メートルに抑えることで性能を高めた。モーターや変圧器の鉄心に使うと、送電網や家電製品の消費電力を抑えられるという。今年中に試験提供する予定だ。 開発した合金はまず、分子や原子が不規則に並ぶアモルファス（非晶質）の状態をつくった。その後、熱を加えて結晶化した。研究グループは処理方法を工夫し、微細な大きさでそろうようにした。 試作した合金は磁石としての性能を示す磁束密度が１・８４テスラと、電磁鋼板とほぼ同じだった。電磁鋼板は電力損失が大きいという問題があるため、鉄心には使われていない。 今は、鉄やケイ素、ジルコニウム、ニオブなどでできたアモルファス合金を鉄心に使っている。しかし、

東北大学「東北発素材技術先導プロジェクト」の超低損失磁心材料技術領域では、既存材料 を凌駕する高飽和磁束密度や低鉄損等の優れた磁気特性を有するナノ結晶合金を新たに開発 し、その製造技術に目処をつけました。詳細な材料組成検討により開発された軟磁性ナノ結晶 合金は、厚さ約 40 m、幅は最大 120 mm の薄帯形状に直接連続鋳造されます。このナノ結 晶合金薄帯で作製される磁心（トランスやモータ等に用いられる鉄心）は超低損失特性を示し、 電力伝送の大幅なロス削減や家電製品の消費電力低減に大きく貢献するものと期待されます。 本軟磁性ナノ結晶合金薄帯は平成 26 年 10 月よりサンプル供給を開始する予定です。

【仙台】東北大学金属材料研究所の井上明久教授、増本健教授、竹内章助手らは二十五日、最大エネルギー積が現在使用されているアルニコ磁石の約三倍、希土類磁石（サマリウム・コバルト磁石）にほぼ匹敵し、しかも安価な鉄を主成分（九〇％）とする鉄・ネオジム・ボロン系の新タイプの高性能永久磁石材料を開発したと発表した。新磁石材料は、液体から急速に冷却して得たアモルファス合金を加熱して一部分を結晶化することで、ナノスケールの鉄、鉄・ネオジム・ボロン化合物（磁石強磁性相）、アモルファス相の三相が微細に、しかも均一に分散した組織。組成は鉄が九〇％（原子）、ネオジムが約七％（同）、ボロンが二－四％（同）で、高鉄濃度ナノ結晶となっているのが大きな特徴という。アモルファス状態で押し出しなどの塑性加工によってバルク材への成形が容易。また、ナノ組織のため微粉化しても特性劣化が少なく、等方性コンポジット磁石としても使用可能。さらに、従来の磁石材料と比較して鉄量が多いため、磁束密度が一・三テスラと高く、保持力（二百五十～二百八十キロＡ／メートル）は低いものの、この二つを積の最大エネルギー積が約百五十キロジュール／立方メートルを示す。新磁石材料は低材料コストで種々の形状への塑性加工ができるため、リードスイッチや磁気センサー、時計のステッピングモーター、電話機のリレーなどへ幅広く応用が可能という。井上教授らはこの成果を四月十八日、米国テキサス州のサンアントニオで開催される「一九九五インターマグ会議」で発表する。