軟磁性材料の磁気特性評価とパワーエレクトロニクスへの応用技術

第1部 パワーエレクトロニクス向け軟磁性材料の開発動向と応用技術

(2023年2月24日 10:30〜12:00)

　SiCなどのパワー半導体の汎用化で、パワーエレクトロニクスデバイスの出力は大きく向上されている。他方、電力変換で重要な役割を果たす軟磁性材料分野では限られた種類の材料しか使われておらず、半導体からパワー半導体のような革新的性能向上は起きていない。本講座では、各種軟磁性材料の実情や性質に触れ、限られた材料を適材適所に用いることで、性能を最大限発生させるヒントにしたい。また、次世代軟磁性材料の一つの方向性として開発されたFe基高Bsナノ結晶材料の紹介を通じ、熱処理の最適化と軟磁性発現の例を示す。材料メーカーとデバイスメーカーの垣根を超えたデバイス開発の重要性を考える機会にしたい。 　磁性材料を専門に扱われている方には、軟磁性材料を体系的に整理し、各種材料のメリット・デメリットを見直す機会にしていただき、開発や改善の糸口の一助になれば良いと思います。 　モーター、磁性部品 (材料を使う側) の参加者には、材料系の技術者・研究者とディスカッションされる際にスムーズなコミュニケーションが図れるよう、用語や要点を知っていただき、材料選定や取り扱いに関するヒントになれば幸いです。 　パワーエレクトロニクス分野で軟磁性材料がどのように使われていて、求められる特性の潮流から今後の展望として、講演者が開発中の材料の紹介をする。

1. 背景
   1. パワーエレクトロニクスデバイス
   2. パワエレデバイスに使われている軟磁性材料に求められる性質
   3. パワエレで使われている軟磁性材料
      1. メタル系材料
      2. フェライト系材料
      3. 既存材料の特徴と今後のニーズ
2. 液体急冷合金と軟磁性
   1. Fe基アモルファス合金の特徴
   2. Fe基ナノ結晶合金の特徴
3. 高Bsナノ結晶軟磁性合金
   1. 高Bsナノ結晶合金の開発
   2. 高Bsナノ結晶合金の活用の可能性
   3. 高Bsナノ結晶合金の今後の展開
4. まとめ
• 質疑応答

第2部 軟磁性材料の高周波磁気特性とその計測、評価法

(2023年2月24日 13:00〜16:30)

　本講座では、高周波磁気デバイス応用を目指すうえで、軟磁性材料としての必須条件や材料とデバイスの適用周波数帯の関係などに関する概略を紹介する。それをもとにしながら、軟磁性材料の種類と、その静・動的磁気特性に関する詳細な説明を行う。 　同時に、それらの材料における磁気特性を理解するために必須となる、さまざまな周波数帯域における磁気計測・評価法に関する説明と、講師らのグループで最近開発中の新規計測・評価法と、それらの開発動向に関する概略について説明を行う。

1. はじめに
2. 軟磁性材料の種類
3. 軟磁性材料の磁気特性
   1. 静磁気特性
      • 磁化過程
      • 異方性
      • 磁歪
   2. 高周波磁気特性 (磁壁移動・磁化回転による挙動)
4. 軟磁性材料の磁気計測・評価法
   1. 静磁気特性計測・評価法
   2. 高周波磁気特性計測・評価法
   3. 新規磁気特性計測・評価法の開発と,最新開発動向
5. まとめ
• 質疑応答