51探花

【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　教授　冈本聡

【概要】

永久磁石は、电気自动车やエアコン、风力発电设备などに不可欠な材料であり、2050年カーボンニュートラルの実现に向けて、さらなる高性能化が求められています。代表的な永久磁石であるネオジム焼结磁石^*1は、直径数マイクロメートルの微小磁石粒子から构成されており、各粒子の结晶轴の方位が磁石性能を大きく左右します。しかし、材料内部の结晶方位^*2を直接かつ非破壊で観察する手法はこれまで存在しませんでした。

このたび、関西学院大学工学部の鈴木基寛教授、东北大学多元物质科学研究所の岡本聡教授、諏訪智巳博士研究員（現 産業技術総合研究所）、国立研究開発法人理化学研究所放射光科学研究センターのKim Jaemyung研究员、林雄二郎チームリーダー、矢桥牧名グループディレクターらの研究グループは、大型放射光施设SPring-8^*3で开発された3次元X线回折イメージング法（3D-XRD法）^*4を用いて、永久磁石材料内部に存在する数千个の微小磁石粒子の结晶方位を、世界で初めて非破壊かつ3次元で可视化することに成功しました。

本成果により、结晶方位と磁石性能の関係を直接评価することが可能となり、高精度な磁石性能予测や材料设计、さらには高性能な永久磁石の开発につながることが期待されます。

本研究成果は、Elsevier社刊行のオープンアクセス科学ジャーナル『Materials & Design』に2026年7月25日付でオンライン公开されました。

図1：大型放射光施设厂笔谤颈苍驳-8で行った、永久磁石材料の3次元齿线回折イメージング実験の概略図

【用语解説】

^*1 ネオジム焼结磁石
Nd₂Fe₁₄叠化合物を主成分とする世界最高性能の永久磁石。1982年に佐川眞人博士（現 大同特殊鋼株式会社顧問）によって開発された。

^*2 结晶方位
结晶方位は、結晶中の特定の方向に沿った原子配列を指定するために用いる指標であり、3次元の结晶では[001]など3つの指数の组み合わせで表される。本研究で用いたNd₂Fe₁₂B结晶では、[001]方向の格子间隔がそれに直交する [100]や[010] 方向よりも长く、[001]方向にFeおよびNdの磁気モーメントが向きやすいという性质を持つ。[001]方向はc轴ともよばれ、c轴が磁化容易轴となる。

^*3 大型放射光施设SPring-8
兵库県の播磨科学公园都市にある、世界最高性能の放射光を生み出す理化学研究所の施设。その利用支援等は高辉度光科学研究センターが行っている。SPring-8の名前はSuper Photon ring-8 GeVに由来。放射光とは、电子を光とほぼ等しい速度まで加速し、电磁石によって进行方向を曲げた时に発生する、细く强力な电磁波のこと。SPring-8ではこの放射光を用いて、ナノテクノロジー、バイオテクノロジーや产业利用まで幅広い研究を行っている。

^*4 3次元X线回折イメージング法（3D-XRD法）
多结晶试料に対して、异なる试料角度からのX線回折パターンを多数枚取得することで、試料内部の结晶方位分布のイメージングを行う手法。本研究では、マイクロメートルサイズに集光したX线ビームを用いて、板状试料の解析に适した倾斜轴配置走査型3次元X线回折顕微法を採用した。

【论文情报】

タイトル：Non-destructive three-dimensional orientation mapping of Nd-Fe-B permanent magnets
著者：Jaemyung Kim, Yujiro Hayashi, Tomomi Suwa, Akiyama Yusuke, Takuya Taniguchi, Kousuke Katou, Kaiki Takemura, Satoshi Okamoto, Motohiro Suzuki, Makina Yabashi
掲載誌：Materials & Design
巻号?頁：Volume 269, 116671 (2026)
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详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
教授　岡本 聡（おかもと　さとし）
罢别濒：022-217-5357
贰-尘补颈濒：蝉补迟辞蝉丑颈.辞办补尘辞迟辞.肠1*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所　広報情報室
罢别濒：022-217-5198
贰-尘补颈濒：辫谤别蝉蝉.迟补驳别苍*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）