成果報告書詳細
管理番号20160000000537
タイトル平成27年度成果報告書 次世代自動車向け高効率モーター用磁性材料技術開発 高性能磁石の最新研究開発についての調査
公開日2016/7/13
報告書年度2015 - 2015
委託先名株式会社三菱化学テクノリサーチ
プロジェクト番号P14015
部署名材料・ナノテクノロジー部
和文要約件名:平成27年度成果報告書 高性能磁石の最新研究開発についての調査

我が国は、日本で発明された現在最強の永久磁石であるネオジム磁石(NdFeB系磁石)をはじめ、磁石技術で世界をリードしてきた。しかし、ネオジム磁石には大量の希土類(レアアース)が必要であり、特に、重希土類であるジスプロシウムは特定国がほぼ独占しており、安定供給が不安視されるレアアース元素に依存しない体制の構築が急務となり、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は平成26年度から「次世代自動車向け高効率モーター用磁性材料技術開発」プロジェクトを実施し、従来のネオジム磁石の特性を超える可能性を持ち、かつ安定供給が不安視されているレアアース元素に依存しない革新的高性能磁石の開発に取り組んでいる。しかし、プロジェクトの発足時に設定した開発テーマと目標値が現在でも妥当であるのか、現状の開発方針で問題がないのかについて、世界的な情報を広く収集しながら確認することが必要である。本調査では、同プロジェクトのテーマや計画の見直し等に活用することを目的として、米・欧・中を中心とした高性能磁石に関する最新の研究開発について調査を行い、それらの高性能磁石の特性が現状のネオジム磁石を超える可能性があるのか、将来的には実用化に至る可能性があるのか検討した。
米・欧・中を中心とする企業、大学、研究機関や国家プロジェクトでの高性能磁石に関する最新の研究開発状況を調査し、各々の高性能磁石の可能性を検討した。まず、論文調査、国家プロジェクト調査、特許調査などを行い、高性能磁石の理論検討や実証実験、開発ターゲット、実用化に至る可能性などの研究開発状況を調査するとともに、開発ステージ、優位性や実用化課題等を整理した。次いで、上記の調査結果をもとに、ネオジム磁石との磁気特性の比較および実用化に至る可能性などの項目を含む高性能磁石に関する研究開発状況を一覧表にまとめた。また、本調査のための支援機関として、有識者による意見交換会を設置し、調査方針へのアドバイス、調査結果に基づく研究開発状況の評価へのアドバイス、詳細調査すべき研究機関の選定などについて、アドバイスを受けた。意見交換会において議論・検討してもらった結果、現地詳細調査を行うべき研究機関は見当たらないとのアドバイスがあった。このため、詳細研究機関調査に代替して、幅広い最新の研究開発状況が発表される国際会議(2016 Joint MMM-Intermag Conference)に参加して、海外の最新の学会動向調査を行った。
今回の調査の結果、ネオジム磁石以上の磁気性能をもつ高性能磁石は当面見当たらず、今後もネオジム磁石が永久磁石の主流であると見られることが確認された。しかし、希土類フリー、あるいは、重希土類フリーの永久磁石の研究開発は米、欧、中を中心に世界的に活発に行われている。今回の調査結果のまとめとして、有識者による意見交換会において、現在すぐに量産化するレベルにはないが、今後のブレークスルー次第では、大きな進展の可能性を秘めており、今後の研究開発には注目していくことが必要な高性能磁石として評価されたSm-Co系ナノコンポジット磁石、Sm-Fe-N系磁石および窒素含有Nd系磁石の研究開発状況を取りまとめた。
英文要約Title: Survey and research project on the latest research and development of high-performance magnet (FY2015) Final Report

Neodymium sintered magnet (NdFeB-based magnet) that has been invented in Japan is currently the strongest permanent magnet. Japan has been leading the world in superior permanent magnet technology. However, neodymium magnet needs a large amount of rare earth. In order to keep good magnetic performance at high temperature, dysprosium is key element but its supply is almost exclusively depending on a specific country. It is the urgent need for Japan to build a structure that does not depend on such rare earth elements. National Research and Development Institute of the New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) has conducted the development project since 2014. NEDO is working on the development of innovative high-performance magnets that exceeds the characteristics of the conventional neodymium magnet.
In this survey and research project, we carried out an investigation about the latest research and development works of high-performance magnet in the United States (US), Europe and China for the purpose of reviewing the development project. It was examined whether they could lead to practical applications in the future and their characteristics could exceed the neodymium magnet. We investigated the latest research and development results on the high-performance magnet in the US, Europe and China, including their national projects. We explored and surveyed the papers, national projects and patents and analyzed them. In addition, as a support organization for this survey and research project, we established the opinion exchange meeting committee by experts. The committee advised that they did not see any research institutes which should be carried out on-site detailed survey. As a substitute in the detailed on-site survey, the latest academic trends have been surveyed at 2016 Joint MMM-Intermag Conference in San Diego.
As a result of this survey, no higher performance magnet than neodymium is shown for the time being. It has been confirmed neodymium magnet is the mainstream of the permanent magnet in the future. However, rare earth free or heavy rare earth-free permanent magnets have been developing actively in the US, Europe and China. The followings are evaluated as a high-performance magnet that is not currently in the level of mass production soon but there are small potential, such as Sm-Co-based nanocomposite magnet, Sm-Fe-N-based magnet and nitrogen-containing Nd-based magnets. The focused papers are summarized in this report.
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