电力ロスを大幅に低减！革新的な鉄系磁性材料を开発 ～新たな组织と磁化制御技术で実现 次世代トランス?贰痴部品への応用に期待～

电力ロスを大幅に低减！革新的な鉄系磁性材料を开発　～新たな组织と磁化制御技术で実现　次世代トランス?贰痴部品への応用に期待～

2025年9月 4日 10:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　教授　冈本聡
多元物質科学研究所　教授　Hossein Sepehri-Amin

【発表のポイント】

　NIMSは、東北大学および産業技術総合研究所と共同で、鉄系の軟磁性アモルファスリボンに新たなナノ組織?磁区構造の制御技術を導入し、電力損失を従来比で50％以上削減することに成功しました。特に、次世代高周波トランスや電気自動車の駆動用電源回路などで求められる数十キロヘルツの高周波領域で高性能を発揮し、電動機器の省エネ化やカーボンニュートラル実現への貢献が期待されます。本成果は、9月3日にNature Communications誌に掲載されました。

【研究成果の概要】

■従来の课题

　础滨向けデータセンターや电気自动车などの电力利用が急速に拡大する中、电力の高効率利用が重要な课题となっています。その要となるパワーエレクトロニクス技术では、电力を変换?供给するトランスやインダクタなどに使われる软磁性材料の性能が効率化の键を握ります。软磁性材料は、外部磁界に対してすばやく反応する磁化応答性に优れ、电力ロスを抑えられる金属材料ですが、パワーエレクトロニクス技术の高周波化に伴い、软磁性材料で発生するエネルギーロスの増大が深刻な问题となっていました。

■成果のポイント

今回、狈滨惭厂、东北大学、および产业技术総合研究所（产総研）の研究チームは、鉄を主成分とした软磁性アモルファスリボン内部の「ナノ组织」および「磁区构造」を精密に制御する手法を新たに开発しました。これにより、特にトランスや电気自动车のパワー回路など、応用が期待されている数十キロヘルツまでの高周波域で、软磁性材料の电力损失を従来比で50％以上削减することに世界で初めて成功しました（図1）。

図１：従来のアモルファスリボンのナノ組織と磁区構造(左)と、本开発材料のナノ组织制御および磁区构造制御(右)の模式図。
中央のグラフは、これらの制御によって软磁性材料の电力损失を50%以上低减できたことを示している。

【用语解説】

[1] 軟磁性アモルファス材料：結晶構造を持たず、原子が不規則に配列しているため、磁化の方向を容易に変えることができる特性を有します。この特性により、トランスやモーターのコア材、チョークコイル、インダクタなどへの応用が期待されています。

【论文情报】

タイトル：Ultra-Low Core Loss in Fe-enriched Soft Magnetic Ribbons Enabled by Nanostructure and High-Frequency Domain Engineering
著者： Ravi Gautam, Shozo Hiramoto, Nikita Kulesh, Hiroaki Mamiya, Satoshi Okamoto, Nobuhisa Ono, Takeshi Ogasawara, Tadakatsu Ohkubo, Hossein Sepehri-Amin
掲載誌：Nature Communications
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