JP6160619B2 - フェライト磁性材料、フェライト焼結磁石及びモータ - Google Patents

Description

本発明は、フェライト磁性材料、フェライト焼結磁石及びモータに関する。

フェライト焼結磁石は、家電製品、自動車等に搭載される電動機を始めとして、広く利用されている。フェライト焼結磁石は、一般的に、マグネトプランバイト型の六方晶型結晶構造を有するＢａフェライトまたはＳｒフェライトを材料として製造されている。マグネトプランバイト型の六方晶型結晶構造を有するＳｒフェライトまたはＢａフェライトは、マグネトプランバイト型フェライトまたはＭ型フェライトとも呼ばれている。このＭ型フェライトはＡＦｅ_１２Ｏ_１９の一般式で表され、Ａサイトを構成する元素としてＢａ、Ｓｒ、Ｐｂなどが適用される。

Ａサイトを構成する元素として、Ｃａと、希土類元素として少なくともＬａとを含むフェライト焼結磁石が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、組成比が下記一般式により表される六方晶のマグネトプランバイト構造を有するフェライト相と、Ｓｉを必須に含む粒界相とを有するフェライト焼結磁石であり、高い保磁力ＨｃＪ及び残留磁束密度Ｂｒを有し、優れた磁気特性を有することが記載されている。
一般式：Ｃａ_{１−ｘ−ｙ}Ｒ_ｘＡ_ｙＦｅ_２ｎ−ｚＣｏ_ｚ
但し、Ｒ元素は、希土類元素の少なくとも１種であって、Ｌａを必須に含む。Ａ元素は、ＳｒとＢａとの何れか一方または両方である。また、１−ｘ−ｙ、ｘ、ｙ、ｚは、各元素の原子比率を表し、ｎはモル比を表し、それぞれ、０．３≦１−ｘ−ｙ≦０．６５、０．２≦ｘ≦０．６５、０≦ｙ≦０．２、０．０３≦ｚ≦０．６５、４≦ｎ≦７である。

また、保磁力ＨｃＪが高く、優れた磁気特性を有するフェライト焼結磁石を得るためには、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）を添加することが有効であることが知られている（例えば、特許文献２、３参照）。

しかしながら、上記組成のフェライト焼結磁石を作製する際に、ＡｌとＣｒとの何れか一方または両方の添加量を増大するだけでは、保磁力ＨｃＪを上昇させることはできず、残留磁束密度Ｂｒも大幅に低下して、高い磁気特性を有することができない。

国際公開第２０１１−００１８３１号明細書 特開２０００−２７７３１２号公報 特開２００７−２１０８７６号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、４７７ｋＡ／ｍ以上の高い保磁力ＨｃＪを有すると共に３３０ｍＴ以上の残留磁束密度Ｂｒを維持し、高い磁気特性を有することができるフェライト磁性材料及びこれを用いたフェライト焼結磁石、モータを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明者らはフェライト磁性材料、フェライト焼結磁石及びモータについて鋭意研究をした。その結果、副成分としてＡｌまたはＣｒを単に添加するだけでは、得られるフェライト焼結磁石の保磁力ＨｃＪを向上させることはできず、残留磁束密度Ｂｒも低下してしまうため、十分な磁気特性を有することができないことに着目した。更に高い保磁力ＨｃＪを有するフェライト焼結磁石を得るため、本発明者らは、ＡｌとＣｒの何れか一方または両方の含有量（質量％）と、Ｒ、Ａ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＳｉの各原子％の値を用いて［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉを計算した値との関係に注目した。そして、この点について鋭意研究をしたところ、ＡｌとＣｒの何れか一方または両方の含有量と、［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉとのバランスを調整することにより、得られるフェライト焼結磁石の保磁力ＨｃＪを更に向上させることができることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。

この目的を達成するために、本発明に係るフェライト磁性材料は、六方晶構造を有するフェライトを主成分として含むフェライト磁性材料であり、前記主成分に含まれる金属元素の構成比率が、組成式：Ｒ_ｘＡ_１−ｘ（Ｆｅ_１２―ｙＣｏ_ｙ）_ｚで表され、上記組成式中、ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ及びＳｍを含む群より選択される少なくとも１種の元素であってＬａを少なくとも含み、ＡはＣａ、Ｓｒ及びＢａを含む群より選択される少なくとも２種の元素であってＣａ及びＳｒを少なくとも含み、０．３≦ｘ≦０．６、８．０≦１２ｚ≦１０．１、１．３２≦ｘ／ｙｚ≦１．９６を満たし、前記主成分に対して、副成分として、Ｓｉ成分を少なくとも含み、かつ、Ａｌ成分及び／又はＣｒ成分を含み、Ａｌ成分をＡｌ_２Ｏ_３に換算したＡｌ含有量（質量％）と、Ｃｒ成分をＣｒ_２Ｏ_３に換算したＣｒ含有量（質量％）を４で除した値との両方の和をＬ（質量％）とし、Ｒ、Ａ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＳｉの各原子％で求めた値を用いて［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉを計算した値をＧとし、前記Ｌ及び前記Ｇが、前記Ｌをｘ軸に表し、前記Ｇをｙ軸に表したとき、（ｘ，ｙ）座標において、ａ：（０．２０，２．３０）、ｂ：（２．１５，０．３０）、ｃ：（２．５０，０．３０）及びｄ：（１．５０，２．３０）で囲まれる領域内の値であることを特徴とする。これにより、本発明に係るフェライト磁性材料を用いて得られるフェライト焼結磁石は、高い保磁力ＨｃＪを有すると共に残留磁束密度Ｂｒを維持することができる。

上記組成式中のＡについて、好ましくは、１．８≦Ｃａ／Ｓｒ≦３．７である。Ｃａ／Ｓｒ比を前記の範囲内とすることにより、本発明の効果をさらに大きくすることができる。

上記組成式中のＡについて、好ましくは、Ｂａ／Ｓｒ≦２．０である。Ｂａ／Ｓｒ比を前記の範囲内とすることにより、本発明の効果をさらに大きくすることができる。

本発明に係るフェライト焼結磁石は、六方晶構造を有するフェライトを主成分として含むフェライト焼結磁石であり、前記主成分に含まれる金属元素の構成比率が、組成式：Ｒ_ＸＡ_１−ｘ（Ｆｅ_１２―ｙＣｏ_ｙ）_ｚで表され、上記組成式中、ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ及びＳｍを含む群より選択される少なくとも１種の元素であってＬａを少なくとも含み、ＡはＣａ、Ｓｒ及びＢａを含む群より選択される少なくとも２種の元素であってＣａ及びＳｒを少なくとも含み、０．３≦ｘ≦０．６、８．０≦１２ｚ≦１０．１、１．３２≦ｘ／ｙｚ≦１．９６を満たし、前記主成分に対して、副成分として、Ｓｉ成分を少なくとも含み、かつ、Ａｌ成分及び／又はＣｒ成分を含み、Ａｌ成分をＡｌ_２Ｏ_３に換算したＡｌ含有量（質量％）と、Ｃｒ成分をＣｒ_２Ｏ_３に換算したＣｒ含有量（質量％）を４で除した値との両方の和をＬ（質量％）とし、Ｒ、Ａ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＳｉの各原子％で求めた値を用いて［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉを計算した値をＧとし、前記Ｌ及び前記Ｇが、前記Ｌをｘ軸に表し、前記Ｇをｙ軸に表したとき、（ｘ，ｙ）座標において、ａ：（０．２０，２．３０）、ｂ：（２．１５，０．３０）、ｃ：（２．５０，０．３０）及びｄ：（１．５０，２．３０）で囲まれる領域内の値であることを特徴とする。これにより、フェライト焼結磁石は、高い保磁力ＨｃＪを有すると共に残留磁束密度Ｂｒを維持することができる。

上記組成式中のＡについて、好ましくは、１．８≦Ｃａ／Ｓｒ≦３．７である。Ｃａ／Ｓｒ比を前記の範囲内とすることにより、本発明の効果をさらに大きくすることができる。

上記組成式中のＡについて、好ましくは、Ｂａ／Ｓｒ≦２．０である。Ｂａ／Ｓｒ比を前記の範囲内とすることにより、本発明の効果をさらに大きくすることができる。

また、本発明に係るモータは、上記フェライト焼結磁石を用いた。これにより、モータの性能を更に向上させることができる。

本発明は、４７７ｋＡ／ｍ以上の高い保磁力ＨｃＪを有すると共に３３０ｍＴ以上の残留磁束密度Ｂｒを維持し、高い磁気特性を有することができる。また、本発明に係るフェライト焼結磁石は、優れた磁気特性を有することができる。また、本発明に係るモータは、性能を更に向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係るフェライト焼結磁石の製造方法の手順を示すフローチャートである。 図２は、ＬとＧとの関係を示す図である。 図３は、保磁力と残留磁束密度との関係を示す図である。 図４は、ｘと保持力との関係を示す図である。 図５は、１２ｚと保持力との関係を示す図である。 図６は、ｘ／ｙｚと保持力との関係を示す図である。 図７は、Ｃａ／Ｓｒと保持力との関係を示す図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。また、以下に開示する構成は、適宜組み合わせることが可能である。

＜フェライト磁性材料＞
本発明の実施形態に係るフェライト磁性材料（以下、本実施形態のフェライト磁性材料という。）について説明する。本実施形態のフェライト磁性材料は、六方晶構造を有するフェライトを主成分として含む。主成分は、マグネトプランバイト型フェライト（Ｍ型フェライト）であることが好ましい。なお、本実施形態のフェライト磁性材料は原料の粉末を混合して得られた原料組成物を仮焼する工程を必須として含み、本実施形態のフェライト磁性材料が粉末または焼結体として作製される。

主成分は、Ｒ、Ａ、Ｆｅ及びＣｏを含む。ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ及びＳｍを含む群より選択される少なくとも１種の元素であってＬａを少なくとも含む。Ｒは、Ｌａのみを含むことが、異方性磁界を向上させる観点から特に好適である。ＡはＣａ、Ｓｒ及びＢａを含む群より選択される少なくとも１種の元素であってＳｒを少なくとも含む。

主成分に含まれるＲ、Ａ、Ｆｅ及びＣｏのそれぞれの金属元素の総計の構成比率は下記組成式で表される。下記組成式中、ｘ、１−ｘ、（１２−ｙ）ｚ及びｙｚは、それぞれ、Ｒ、Ａ、Ｆｅ及びＣｏの原子比率を示している。なお、この組成式は、Ｍ型フェライトを示す一般式に基づいているが、酸素の表記を省略している。
組成式：Ｒ_ｘＡ_１−ｘ（Ｆｅ_１２―ｙＣｏ_ｙ）_ｚ

上記組成式中のＲの原子比率ｘは、０．３以上０．６以下である。上記組成式中のＲの原子比率ｘが上記範囲内であると、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力ＨｃＪが良好に得られる。上記組成式中のＲの原子比率ｘが小さすぎると、その分Ｒの量は少なくなる。Ｒの量が少なすぎると、Ｍ型フェライトに対するＣｏの所定の固溶量を確保できなくなり、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力ＨｃＪが低くなる。一方、上記組成式中のＲの原子比率ｘが大きすぎると、その分Ｒの量は多くなる。Ｒの量が多くなりすぎると、Ｒを含むオルソフェライトなどの非磁性相（異相）が生成するため、残留磁束密度Ｂｒが低下する。このような観点から、本実施形態では、上記組成式中のＲの原子比率ｘは０．３以上０．６以下とし、０．３３以上０．５５以下であることが好ましく、０．３５以上０．５３以下であることがより好ましい。

上記組成式においてｚが小さすぎると、Ａ、Ｒを含む異相が増加する。また、ｚが大きすぎると、α−Ｆｅ_２Ｏ_３相やＣｏを含む軟磁性スピネルフェライト相等の異相が増加する。ここで、ＦｅとＣｏとの総量は、上記組成式より、１２ｚで表される。１２ｚが所定の範囲内の場合、これら異相の影響による特性低下を小さく抑えることができる。このような観点から、本実施形態では、１２ｚは８．０以上１０．１以下とし、８．５以上９．８以下であることが好ましく、８．７５以上９．７以下であることがより好ましい。

Ｒ量とＣｏ量との比は、ｘ／ｙｚで表される。ｘ／ｙｚは１．３２以上１．９６以下とし、１．４以上１．８５以下であることが好ましく、１．５０以上１．６５以下であることがより好ましい。

上記組成式中のＡについて、好ましくは、１．８≦Ｃａ／Ｓｒ≦３．７であり、より好ましくは２．０≦Ｃａ／Ｓｒ≦３．４であり、さらに好ましくは２．３≦Ｃａ／Ｓｒ≦３．１である。Ｃａ／Ｓｒ比を前記の範囲内とすることにより、本発明の効果をさらに大きくすることができる。

上記組成式中のＡについて、好ましくは、Ｂａ／Ｓｒ≦２．０であり、より好ましくはＢａ／Ｓｒ≦１．０であり、さらに好ましくはＢａ／Ｓｒ≦０．２である。本実施形態において、Ｂａは含有しなくてもよく、Ｂａを含有しない場合、Ｂａ／Ｓｒ比は０となる。Ｂａ／Ｓｒ比を前記の範囲内とすることにより、本発明の効果をさらに大きくすることができる。

上記組成式中のＡの原子比率（１−ｘ）は、０．４以上０．７以下であることが好ましい。上記組成式中のＡの原子比率（１−ｘ）が上記範囲内であると、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力ＨｃＪが良好に得られる。上記組成式中のＡの原子比率（１−ｘ）が小さすぎると、Ｒの原子比率ｘが大きくなるためＲの量が多くなりすぎ、Ｒを含むオルソフェライト等の異相が生成し、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力ＨｃＪが低下する。一方、上記組成式中のＡの原子比率（１−ｘ）が大きすぎると、Ｒの原子比率ｘが小さくなるためＲの量が少なくなり、Ｍ型フェライトに対するＣｏの所定の固溶量を確保できなくなり、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力ＨｃＪが低くなる。このような観点から、上記組成式中のＡの原子比率（１−ｘ）は、０．４以上０．７以下とし、０．４５以上０．６７以下であることが好ましく、０．４７以上０．６５以下であることがより好ましい。

上記組成式中のＦｅの原子比率（（１２―ｙ）ｚ）は、７．７６以上１０．０以下であることが好ましい。上記組成式中のＦｅの原子比率（（１２―ｙ）ｚ）が上記範囲内であると、磁気特性の低下の原因となる異相の発生を抑えることができる。上記組成式中のＦｅの原子比率（（１２―ｙ）ｚ）が小さすぎると、Ａ、Ｒを含む異相が増加する原因となる。一方、上記組成式中のＦｅの原子比率（（１２―ｙ）ｚ）が大きすぎると、α−Ｆｅ_２Ｏ_３相等の異相が増加する原因となる。このような観点から、本実施形態では、上記組成式中のＦｅの原子比率（（１２―ｙ）ｚ）は７．７６以上１０以下が好ましく、７．９以上９．７以下がより好ましく、８．１以上９．５以下であることがさらに好ましい。

上記組成式中のＣｏの原子比率（ｙｚ）は、０．２以上０．３９以下であることが好ましい。上記組成式中のＣｏの原子比率（ｙｚ）が上記範囲内であると、ＣｏはＭ型フェライト相のＦｅの一部を置換することにより磁気特性を向上する効果を発揮することができる。上記組成式中のＣｏの原子比率（ｙｚ）が小さすぎると、Ｆｅの一部をＣｏで置換することによる磁気特性向上の効果を十分に得ることができない。一方、上記組成式中のＣｏの原子比率（ｙｚ）が大きすぎると、Ｒとの電荷バランスの最適点を越えてしまい磁気特性が劣化することとなる。このような観点から、本実施形態では、上記組成式中のＣｏの原子比率（ｙｚ）は０．２以上０．３９以下が好ましく、０．２１以上０．３６以下であることがより好ましく、０．２３以上０．３４以下であることがさらに好ましい。

本実施形態のフェライト磁性材料においては、十分な磁気特性を得る観点からは、本実施形態のフェライト磁性材料中、主成分の含有割合は９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上１００質量％以下であることがより好ましい。

本実施形態のフェライト磁性材料は、副成分として、Ｓｉ成分を少なくとも含み、かつ、Ａｌ成分及び／又はＣｒ成分を含む。副成分は、本実施形態のフェライト磁性材料の主相及び粒界のどちらにも含まれ得る。本実施形態のフェライト磁性材料においては、全体のうちの主成分以外が副成分である。

Ｓｉ成分としては、Ｓｉを含有する組成を有する限り、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ_２、Ｎａ_２ＳｉＯ_３、ＳｉＯ_２・ｎＨ_２Ｏ等の形態で添加してもよい。本実施形態のフェライト磁性材料は、Ｓｉ成分を含むことにより、焼結性が良好となり、また焼結体の結晶粒径が適度に調整され、磁気特性が良好に制御されたものとなる。その結果、高い保磁力ＨｃＪを得つつ残留磁束密度Ｂｒを良好に維持することが可能となる。

本実施形態のフェライト磁性材料において、Ｓｉ成分の含有量は、全てのＳｉ成分の合計で、ＳｉＯ_２に換算して０．２質量％以上４．０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．８質量％以上３．６質量％以下である。Ｓｉ成分の含有量が上記範囲内であると、高い保磁力ＨｃＪが得られる。

Ａｌ成分としては、Ａｌを含有する組成を有する限り、特に限定されないが、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、Ａｌ_２ＳｉＯ_３、Ａｌ_２Ｏ_３・ｎＨ_２Ｏ等の形態で主成分を含んで形成された仮焼体を粉砕して仮焼粉末を得る際に添加してもよい。本実施形態のフェライト磁性材料は、Ａｌ成分を含むことにより、焼結性が良好となり、また焼結体の結晶粒径が適度に調整され、良好に磁気特性が制御されたものとなる。その結果、残留磁束密度Ｂｒを良好に維持しつつ、高い保磁力ＨｃＪを得ることが可能となる。また、Ａｌ成分は、本実施形態のフェライト磁性材料の製造条件の変動による磁気特性の変動を抑制する効果を有する。本実施形態のフェライト磁性材料は、成形体を構成する微粉砕材の比表面積により残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力ＨｃＪが変動するが、Ａｌ成分を含有させることにより、保磁力ＨｃＪの変動を抑制することができる。

本実施形態のフェライト磁性材料において、Ａｌ成分の含有量は、上述した組成式で示される主成分１００質量％に対して０．２質量％以上２．５質量％以下であり、より好ましくは０．５５質量％以上２．４５質量％以下である。なお、Ａｌ成分の含有量は、全てのＡｌの合計をＡｌ_２Ｏ_３に換算した値である。Ａｌ成分の含有量が上記範囲内であると、高い保磁力ＨｃＪが得られる。Ａｌ成分の含有量が高すぎると、フェライト焼結磁石の残留磁束密度Ｂｒを低下させる場合がある。

Ｃｒ成分としては、Ｃｒを含有する組成を有する限り、特に限定されないが、例えば、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２ＳｉＯ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３・ｎＨ_２Ｏ等の形態で添加してもよい。Ｃｒ成分は本実施形態のフェライト磁性材料から得られるフェライト焼結磁石の保磁力ＨｃＪを向上させる傾向にある。本実施形態のフェライト磁性材料は、Ｃｒ成分を含むことにより、焼結性が良好となり、また焼結体の結晶粒径が適度に調整され、良好に磁気特性が制御されたものとなる。その結果、残留磁束密度Ｂｒを良好に維持しつつ、高い保磁力ＨｃＪを得ることが可能となる。

本実施形態のフェライト磁性材料において、Ｃｒ成分の含有量を４で除した値は、主成分１００質量％に対して０．２質量％以上２．５質量％以下であり、より好ましくは０．５５質量％以上２．４５質量％以下である。なお、Ｃｒ成分の含有量は、全てのＣｒの合計を、Ｃｒ_２Ｏ_３に換算した値である。Ｃｒ成分の含有量が上記範囲内であると、高い保磁力ＨｃＪが得られる。Ｃｒ成分の含有量が少なすぎると、Ｃｒ成分を添加した効果が充分に発揮されない。一方、Ｃｒ成分の含有量が高すぎると、フェライト焼結磁石の残留磁束密度Ｂｒを低下させる場合がある。

また、Ａｌ成分とＣｒ成分とを含む場合、良好な保磁力ＨｃＪの向上効果を得る観点からは、Ａｌ成分をＡｌ_２Ｏ_３に換算したＡｌ含有量とＣｒ成分をＣｒ_２Ｏ_３に換算したＣｒ含有量を４で除した値との両方の和は、本実施形態のフェライト磁性材料全体に対し、Ａｌ_２Ｏ_３やＣｒ_２Ｏ_３に換算して合計で０．２質量％以上２．５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５５質量％以上２．４５質量％以下である。ただし、これらの成分は本実施形態のフェライト磁性材料から得られるフェライト焼結磁石の残留磁束密度Ｂｒを低下させる場合があるため、良好な残留磁束密度Ｂｒを得る観点からは、２．５質量％以下とすることが好ましい。

本実施形態のフェライト磁性材料は、副成分として、Ｓｉ成分、Ａｌ成分及びＣｒ成分以外の成分を含んでいてもよい。その他の副成分としては、例えば、Ｂ成分を含んでいてもよい。Ｂ成分は、例えばＢ_２Ｏ_３等の形態で含まれていてもよい。Ｂ成分を含むことで、本実施形態のフェライト磁性材料を焼結させて焼結体を得る際の仮焼温度や焼結温度を低くすることができ、フェライト焼結磁石が生産性良く得られるようになる。ただし、Ｂ成分が多すぎるとフェライト焼結磁石の飽和磁化が低下する場合があるため、Ｂ成分の含有量は、本実施形態のフェライト磁性材料全体に対し、Ｂ_２Ｏ_３として０．５質量％以下であることが好ましい。

さらに、本実施形態のフェライト磁性材料は、副成分として、Ｇａ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｗ、Ｍｏ成分を含む群より選択される少なくとも１種を、酸化物の形態で含んでいてもよい。これらの含有量は、各原子の化学量論組成の酸化物に換算して、酸化ガリウム５質量％以下、酸化マグネシウム５質量％以下、酸化銅５質量％以下、酸化マンガン５質量％以下、酸化ニッケル５質量％以下、酸化亜鉛５質量％以下、酸化インジウム３質量％以下、酸化リチウム１質量％以下、酸化チタン３質量％以下、酸化ジルコニウム３質量％以下、酸化ゲルマニウム３質量％以下、酸化スズ３質量％以下、酸化バナジウム３質量％以下、酸化ニオブ３質量％以下、酸化タンタル３質量％以下、酸化アンチモン３質量％以下、酸化砒素３質量％以下、酸化タングステン３質量％以下、酸化モリブデン３質量％以下であることが好ましい。ただし、これらを複数種類組み合わせて含む場合は、磁気特性の低下を避けるため、その合計が５質量％以下となるようにすることが望ましい。

本実施形態のフェライト磁性材料は、上述した主成分及び副成分を含有しているが、本実施形態のフェライト磁性材料の組成は、蛍光Ｘ線分析法などにより分析することができる。また、本実施形態のフェライト磁性材料の焼結体についても同様に蛍光Ｘ線分析法により焼結体の組成を分析することができる。本実施形態のフェライト磁性材料で特定される各元素の含有量は、この分析値によって特定することができる。また、本実施形態のフェライト磁性材料におけるＭ型フェライト相の存在は、Ｘ線回折法、電子線回折で観察された回折パターンなどにより確認することができる。

また、本実施形態における主成分に含まれる組成式：Ｒ_ｘＡ_１−ｘ（Ｆｅ_１２―ｙＣｏ_ｙ）_ｚのＲ、Ａ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＳｉの各元素の原子％で求めた値を用いて［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉを計算した値は、主相から溢れて粒界に存在すると考えられる成分のＳｉ成分に対する粒界での存在比を表す。

［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉの値は、０．３以上２．３以下であることが好ましく、より好ましくは０．４以上２．０以下である。本実施形態のフェライト磁性材料は、［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉの値が上記範囲内にあることで、Ａサイト元素が多い（Ｂサイト元素が少ない）ような化学量論比から離れた組成であっても、良好にＭ型フェライトの構造が保たれるようになる。その結果、残留磁束密度Ｂｒが維持されるとともに、高い保磁力ＨｃＪが得られる。

本実施形態において、Ａｌ成分をＡｌ_２Ｏ_３に換算したＡｌ含有量（質量％）とＣｒ成分をＣｒ_２Ｏ_３に換算したＣｒ含有量（質量％）を４で除した値との何れか一方または両方をＬ（質量％）とし、Ｒ、Ａ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＳｉの各原子％で求めた値を用いて［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉを計算した値をＧとする。このとき、Ｌ及びＧの値が、Ｌをｘ軸に表し、Ｇをｙ軸に表したとき、ｘ−ｙ座標において、所定の範囲の領域内の値である。なお、Ｃｒ含有量を４で割っているのは、Ａｌ成分が保磁力ＨｃＪを向上させる効果と同じ効果を得るためにＣｒ成分を添加する場合、Ｃｒ成分はＡｌ成分の４倍必要となるためである。

Ｌ及びＧの値は、所定の範囲の領域内として、点ａ：（０．２０，２．３０）、点ｂ：（２．１５，０．３０）、点ｃ：（２．５０，０．３０）、点ｄ：（１．５０，２．３０）の４つの点で囲まれる領域内の値である。Ｌ及びＧの値は、所定の範囲の領域内として、さらに、点ｅ：（０．５５，２．００）、点ｆ：（２．２０，０．４０）、点ｇ：（２．４５，０．４０）、点ｈ：（１.４５，２．００）の４つの点で囲まれる領域内の値であることが好ましい。

なお、点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄの４つの点で囲まれる領域内の値および点ｅ、点ｆ、点ｇ、点ｈの４つの点で囲まれる領域内とは、各点を直線で結び、線上の値をも含む意味である。

Ｌの値を大きくしていった時に、Ｌ及びＧの値が、点ａと点ｂとを直線で結んだ線以上であると、本実施形態のフェライト磁性材料を焼結させて得られるフェライト焼結磁石の保磁力ＨｃＪを例えば４７７ｋＡ／ｍ以上に更に向上させることができる。また、Ｇの値を大きくしていった時に、Ｌ及びＧの値が、点ｂと点ｃとを直線で結んだ線以上であると、Ｓｉ成分は本実施形態のフェライト磁性材料を焼結する際の焼結の制御を良好に保つことができる。これにより、得られるフェライト焼結磁石は保磁力ＨｃＪを向上させることができる。また、Ｌの値を大きくしていった時に、Ｌ及びＧの値が、点ｃと点ｄとを直線で結んだ線以下であると、本実施形態のフェライト磁性材料を焼結させて得られるフェライト焼結磁石の保磁力ＨｃＪを例えば４７７ｋＡ／ｍ以上かつ残留磁束密度Ｂｒを例えば３３０ｍＴ以上に維持することができる。また、Ｇの値を大きくしていった時に、Ｌ及びＧの値が、点ａと点ｄとを直線で結んだ線以下であると、得られるフェライト焼結磁石の保磁力ＨｃＪを例えば４７７ｋＡ／ｍ以上に向上させることができる。

このように、本実施形態のフェライト磁性材料は、Ｌ及びＧの値が上記所定の範囲の領域内となるように、Ａｌ成分とＣｒ成分とのいずれか一方または両方の含有量（質量％）と、［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉの値との両方のバランスを調整している。これにより、得られるフェライト焼結磁石の保磁力ＨｃＪを更に向上させることができる。本実施形態のフェライト磁性材料を用いて得られるフェライト焼結磁石は、保磁力ＨｃＪを例えば４７７ｋＡ／ｍよりも高くすることができると共に、残留磁束密度Ｂｒを３３０ｍＴ以上とすることができ、優れた磁気特性を得ることができる。したがって、本実施形態のフェライト磁性材料を用いることにより、高い磁気特性を有するフェライト焼結磁石を得ることができる。

また、特許文献１では、フェライト磁石を製造する際の微粉砕を一次微粉砕とし、得られた粉末に熱処理を施し、さらに二次微粉砕することにより、残留磁束密度Ｂｒを維持しつつ、例えば４９４ｋＡ／ｍという高い保磁力ＨｃＪを得ている。しかし、熱処理、二次微粉砕を行うと、製造工程が増加し、複雑になり、生産コストが上昇してしまう。そのため、フェライト磁性材料を安価に入手して広く使用することを考慮すると実用的ではない。また、特許文献１では、一次微粉砕して得られた粉末に熱処理を施してさらに二次微粉砕を行う工程のように、工程が増加する製造方法を取り入れないと、保磁力ＨｃＪが例えば４７７ｋＡ／ｍ以上のフェライト磁石を得ることはできない。これに対し、本実施形態のフェライト磁性材料を用いてフェライト焼結磁石を製造する際、特許文献１とは異なり、一次微粉砕後に熱処理して二次微粉砕をする必要が無く、工程を増加する必要がない。そのため、本実施形態のフェライト磁性材料を用いてフェライト焼結磁石を低コストで生産することができる。したがって、本実施形態のフェライト磁性材料は、高い保磁力ＨｃＪを有すると共に十分な残留磁束密度Ｂｒを維持しながら、コストパフォーマンスに優れたフェライト焼結磁石を得ることができる。

なお、本実施形態のフェライト磁性材料は、副成分として、アルカリ金属元素（Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ等）を含まないことが好ましい。アルカリ金属元素は、フェライト焼結磁石の飽和磁化を低下させやすい傾向にある。ただし、アルカリ金属元素は、例えばフェライト磁性材料を得るための原料中に含まれている場合もあるが、そのように不可避的に含まれる程度であれば、フェライト磁性材料中に含まれていてもよい。磁気特性に大きく影響しないアルカリ金属元素の含有量は、３質量％以下である。

また、本実施形態のフェライト磁性材料は、フェライト焼結磁石またはフェライト磁石粉末を構成することができる。また、本実施形態のフェライト磁性材料は、膜状の磁性層として磁気記録媒体などを構成することもできる。

＜フェライト焼結磁石＞
次に、本実施形態のフェライト磁性材料がフェライト焼結磁石を構成する場合について説明する。本実施形態に係るフェライト焼結磁石（以下、本実施形態のフェライト焼結磁石という。）は、本実施形態のフェライト磁性材料で構成される。そのため、本実施形態のフェライト焼結磁石は、高い保磁力ＨｃＪを有すると共に、残留磁束密度Ｂｒを維持することができ、高い磁気特性を有することができる。また、本実施形態のフェライト焼結磁石が低コストで生産することができるため、安価に入手できる。本実施形態のフェライト焼結磁石の形状は、特に限定されるものではなく、平板状、円柱状など種々の形状とすることができる。

本実施形態のフェライト焼結磁石は、本実施形態のフェライト磁性材料で構成されたものであり、結晶粒子（主相）と粒界とを含む。本実施形態のフェライト焼結磁石の結晶粒子の平均結晶粒子径は、好ましくは１．５μｍ以下であり、より好ましくは１．０μｍ以下であり、さらに好ましくは０．５μｍ〜１．０μｍである。このような平均結晶粒子径を有することで、高い保磁力ＨｃＪが得られ易くなる。なお、本実施形態のフェライト磁性材料の焼結体の平均結晶粒子径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定して求めることができる。具体的には、ＳＥＭで写真を撮影し、個々の結晶粒子を認識した後、画像解析により個々の結晶粒子の重心を通る最大径を求め、それを結晶粒子径とする。そして、平均結晶粒子径は１試料あたり１００個程度の結晶粒子について計測を行い、全測定粒子の結晶粒子径の平均値を平均結晶粒子径とした。

本実施形態のフェライト焼結磁石は、上記のような特性を有することから、例えば、モータ、発電機、スピーカやマイク、マグネトロン管、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging system、磁気共鳴画像装置）用磁場発生装置、ＡＢＳ（Anti-lock Braking System）センサ、燃料・オイルレベルセンサ、ディストリビュータ用センサ、マグネットクラッチ等に用いられる永久磁石として好適に用いることができる。

また、本実施形態のフェライト磁性材料はフェライト焼結磁石を構成するほかに、フェライト磁石粉末を構成することができる。このフェライト磁石粉末は、樹脂と混合されることによりボンディッド磁石を構成することができる。

＜フェライト焼結磁石の製造方法＞
次に、上述したような本実施形態のフェライト焼結磁石の製造方法を説明する。以下では、本実施形態のフェライト磁性材料を用いて得られる本実施形態のフェライト焼結磁石の製造方法の一例を示す。

図１は、本実施形態のフェライト焼結磁石の製造方法の手順を示すフローチャートである。図１に示すように、本実施形態では、本実施形態のフェライト焼結磁石は、配合工程（ステップＳ１１）、仮焼工程（ステップＳ１２）、粉砕工程（ステップＳ１３）、成形工程（ステップＳ１４）及び焼成工程（ステップＳ１５）を経て製造することができる。各工程については以下に説明する。

（配合工程：ステップＳ１１）
本実施形態のフェライト磁性材料の原料の粉末（原料粉末）を、本実施形態のフェライト磁性材料の所望の組成が得られるように秤量した後、原料粉末を、例えば、湿式アトライタ、ボールミル等で０．１時間〜２０時間程度粉砕しながら混合し、原料組成物を得る（ステップＳ１１）。出発原料は、フェライト相を構成する元素（Ｓｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｃｏ）の１種又は２種以上を含有する化合物（原料化合物）が挙げられる。原料化合物は、例えば粉末状のものが好適である。フェライト相を構成する元素の１種を含有する化合物として、例えば、ＳｒＣＯ_３、Ｌａ（ＯＨ）_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＢａＣＯ_３、ＣａＣＯ_３及びＣｏ_３Ｏ_４等が挙げられる。化合物としては、酸化物、焼成により酸化物となる化合物等を用いることができる。また、焼成により酸化物となる化合物としては、例えば炭酸塩、水酸化物、硝酸塩等が挙げられる。出発原料の平均粒子径は特に限定されないが、通常、０．１μｍ〜２．０μｍ程度とすることが好ましい。

また、本実施形態のフェライト磁性材料におけるＡｌ成分の原料としては、Ａｌ_２Ｏ_３が挙げられるが、Ａｌを含有する化合物等であれば特に制限されない。また、原料粉末には、必要に応じてその他の副成分の原料化合物（元素単体、酸化物等）を配合してもよい。

また、本実施形態のフェライト磁性材料におけるＳｉ成分の原料としては、ＳｉＯ_２が挙げられるが、Ｓｉを含有する化合物等であれば特に制限されない。また、原料粉末には、必要に応じてその他の副成分の原料化合物（元素単体、酸化物等）を配合してもよい。

なお、配合工程において、全ての原料を混合する必要はなく、各化合物の一部または全部を後述する仮焼後に添加するようにしてもよい。例えば、副成分であるＡｌの原料（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３）、Ｓｉの原料（例えば、ＳｉＯ_２）、主成分の構成元素であるＣａの原料（例えば、ＣａＣｏ_３）は、後述する仮焼後、粉砕（特に微粉砕）工程において添加してもよい。添加の時期は、所望とする組成や磁気特性が得られ易いように調整すればよい。

（仮焼工程：ステップＳ１２）
配合工程（ステップＳ１１）で得られた原料組成物を乾燥し、整粒した後、仮焼する（ステップＳ１２）。原料組成物を仮焼することによって、顆粒状の仮焼体が得られる。仮焼は、例えば、空気中等の酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。仮焼の温度は、１１００℃〜１４００℃の温度範囲とすることが好ましく、１１００℃〜１３００℃がより好ましく、１１００℃〜１２５０℃がさらに好ましい。仮焼の時間は、１秒〜１０時間が好ましく、１時間〜３時間がより好ましい。仮焼により得られる仮焼体は、上述したような主相を７０％以上含む。主相の一次粒子径は、好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは２μｍ以下である。

この仮焼工程（ステップＳ１２）において、原料組成物を仮焼することにより、六方晶構造を有するフェライトが主成分として生成し、本実施形態のフェライト磁性材料が作製される。

（粉砕工程：ステップＳ１３）
仮焼工程（ステップＳ１２）により得られた顆粒状の仮焼体を粉砕し、仮焼粉末を得る（ステップＳ１３）。これにより、後述する成形工程（ステップＳ１４）での成形が容易となる。この粉砕工程では、上述したような配合工程で配合しなかった原料を添加してもよい（原料の後添加ともいう。）。粉砕工程は、例えば、仮焼体を粗い粉末となるように粉砕（粗粉砕）した後、これを更に微細に粉砕する（微粉砕）、２段階の工程で行ってもよい。

顆粒状の仮焼体を粗粉砕する際には、例えば、振動ミル等を用いて、顆粒状の仮焼体を平均粒子径が０．５μｍ〜５．０μｍとなるまで粉砕する。なお、顆粒状の仮焼体を粗粉砕して得られた粉末を、粗粉砕粉末という。粗粉砕粉末を微粉砕する際には、粗粉砕粉末と水とソルビトールとを混合させ、粉砕用スラリーを作製する。そして、ボールミルを用いて粉砕用スラリーを湿式粉砕する。微粉砕の手段はボールミルに限定されるものではなく、例えば、湿式アトライタ、振動ミル、ボールミル、ジェットミル等を用いることができる。なお、粗粉砕粉末を微粉砕して得られた粉末を、微粉砕材という。微粉砕では、得られた微粉砕材の平均粒子径が、好ましくは０．０８μｍ〜２．０μｍ、より好ましくは０．１μｍ〜１．０μｍ、さらに好ましくは０．２μｍ〜０．８μｍ程度となるように粉砕する。微粉砕材の比表面積は、７ｍ^２／ｇ〜１２ｍ^２／ｇ程度とすることが好ましい。粉砕時間は、粉砕方法に応じて適宜決定すればよい。例えば、湿式アトライタの場合、３０分間〜１０時間が好ましく、ボールミルによる湿式粉砕では１０時間〜５０時間程度が好ましい。なお、微粉砕材の比表面積は、例えばＢＥＴ法により求められる。

粉砕工程で原料の一部を添加する場合、例えば、添加は微粉砕において行うことが好ましい。本実施形態では、Ａｌ成分の原料としてＡｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ成分の原料としてＳｉＯ_２、Ｃａ成分の原料としてＣａＣＯ_３を添加することができる。

また、微粉砕する際には、焼成後に得られる焼結体の磁気的配向度を高めるため、粉砕用スラリーには、界面活性剤（例えば、一般式Ｃ_ｎ（ＯＨ）_ｎＨ_ｎ＋２で表される多価アルコール）を添加することが好ましい。ここで、多価アルコールとしては、一般式において、ｎが４〜１００であるものが好ましく、４〜３０であるものがより好ましく、４〜２０であるものがさらに好ましく、４〜１２であるものが最も好ましい。多価アルコールとしては、例えばソルビトールが挙げられる。また、２種類以上の多価アルコールを併用してもよい。さらに、多価アルコールに加えて、他の公知の分散剤を併用してもよい。

多価アルコールを添加する場合、その添加量は、添加対象物（例えば粗粉砕材）に対して、０．０５質量％〜５．０質量％であると好ましく、０．１質量％〜３．０質量％であるとより好ましく、０．２質量％〜２．０質量％であると更に好ましい。なお、微粉砕工程で添加した多価アルコールは、後述する焼成工程（ステップＳ１５）で熱分解除去される。

（成形工程：ステップＳ１４）
粉砕工程（ステップＳ１３）で得られた粉砕材（好ましくは微粉砕材）を、磁場中で成形して、成形体を得る（成形工程：ステップＳ１４）。成形は、乾式成形及び湿式成形のいずれの方法でも行うことができる。磁気的配向度を高くする観点からは、湿式成形で行うことが好ましい。

湿式成形により成形体を得る場合は、例えば上述した粉砕工程（ステップＳ１３）で微粉砕を湿式で行うことでスラリーを得た後、このスラリーを所定の濃度に濃縮して、湿式成形用スラリーを得、これを用いて成形を行うことが好ましい。スラリーの濃縮は、遠心分離やフィルタープレス等によって行うことができる。湿式成形用スラリーは、その全量中、微粉砕材が３０質量％〜８０質量％程度を占めるものであると好ましい。スラリーにおいて、微粉砕材を分散する分散媒としては水が好ましい。この場合、スラリーには、グルコン酸、グルコン酸塩、ソルビトール等の界面活性剤を添加してもよい。また、分散媒としては非水系溶媒を使用してもよい。非水系溶媒としては、トルエンやキシレン等の有機溶媒を使用することができる。非水系溶媒を使用する場合には、オレイン酸等の界面活性剤を添加することが好ましい。なお、湿式成形用スラリーは、微粉砕後の乾燥状態の微粉砕材に、分散媒等を添加することによって調製してもよい。

湿式成形では、次いで、この湿式成形用スラリーに対し、磁場中成形を行う。その場合、成形圧力は、９．８ＭＰａ〜４９ＭＰａ（０．１ｔｏｎ／ｃｍ^２〜０．５ｔｏｎ／ｃｍ^２）程度であると好ましく、印加する磁場は３９８ｋＡ／ｍ〜１１９４ｋＡ／ｍ（５ｋＯｅ〜１５ｋＯｅ）程度とすることが好ましい。

（焼成工程：ステップＳ１５）
成形工程（ステップＳ１４）で得られた成形体を焼成して焼結体とする（焼成工程：ステップＳ１５）。これにより、上述したような、本実施形態のフェライト磁性材料を焼結することにより本実施形態のフェライト焼結磁石が得られる。

焼成は、大気中等の酸化性雰囲気中で行うことができる。焼成温度は、１０５０℃〜１２７０℃が好ましく、１０８０℃〜１２４０℃であるとより好ましい。また、焼成時間（焼成温度に保持する時間）は、０．５時間〜３時間程度が好ましい。

なお、上述したような湿式成形で成形体を得た場合、この成形体を充分に乾燥させないまま焼成を行うことで急激に加熱すると、分散媒等の揮発が激しく生じて成形体にクラックが発生する可能性がある。そこで、上記の焼結温度まで到達させる前に、例えば室温から１００℃程度まで、０．５℃／分程度の昇温速度で加熱して成形体を充分に乾燥させることで、焼結体の表面にクラック等が発生するのを抑制することが好ましい。さらに、界面活性剤（分散剤）等を添加した場合は、例えば、１００℃〜５００℃程度の温度範囲において、２．５℃／分程度の昇温速度で加熱を行うことで、界面活性剤等を充分に除去して、脱脂処理を行うことが好ましい。なお、これらの処理は、焼成工程のはじめに行ってもよく、焼成工程よりも前に別途行っておいてもよい。

以上、本実施形態のフェライト焼結磁石の好適な製造方法の一例について説明したが、本実施形態のフェライト磁性材料を用いる限り、製造方法は上記に限定されず、条件等は適宜変更することができる。

また、磁石は、焼結磁石ではなく、ボンド磁石を製造する場合は、例えば、上述した粉砕工程までを行った後、得られた粉砕物とバインダーとを混合し、これを磁場中で成形することで、本実施形態のフェライト磁性材料の粉末を含むボンド磁石を得ることができる。

以下、本発明を実施例及び比較例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［１．フェライト焼結磁石の製造］
＜実験例１〜１１、比較例１〜１５＞
まず、フェライト磁性材料の主成分の出発原料として、水酸化ランタン（Ｌａ（ＯＨ）_３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ_３）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）及び酸化コバルト（Ｃｏ_３Ｏ_４）を準備した。これらの出発原料を、主成分の組成式が表１に示す構成比率となるように秤量した。これらの主成分を構成する原料を、酸素を除いて焼成後の主相が以下の組成式で表される原子比率となるように秤量した。なお、表１中、括弧内の表示は、下記組成式の構成比率を示す。
組成式：Ｒ_ｘＡ_１−ｘ（Ｆｅ_１２―ｙＣｏ_ｙ）_ｚ

次いで、これらの秤量した原料を湿式アトライタで混合、粉砕してスラリー状の原料組成物を得た（配合工程）。このスラリーを乾燥後、大気中１２００℃で１．０時間保持する仮焼を行った（仮焼工程）。得られた仮焼粉はロッド振動ミルで粗粉砕した。得られた粗粉砕材に、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ_３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、酸化コバルト（Ｃｏ_３Ｏ_４）を表２に示す原子比、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３)を表２に示す質量％となるようにそれぞれ添加した。この混合物を、水及びソルビトールを溶媒として湿式ボールミルにて微粉砕を３０時間行った（粉砕工程）。次いで、微粉砕後に得られたスラリーを脱水して固形分濃度を調整して湿式成形用スラリーとした。この湿式成形用スラリーを、湿式磁場成形機を使用して、約１０００ｋＡ／ｍ（１２ｋＯｅ）の印加磁場中で成形し、直径３０ｍｍ×厚み１５ｍｍの円柱状の成形体を得た（成形工程）。得られた円柱状成形体は、大気中、室温において十分乾燥し、大気中１２００℃で１時間保持する焼成を行った。これにより、フェライト焼結磁石を得た（焼成工程）。得られた各フェライト焼結磁石を試料Ｃ１〜Ｃ２６とした。

＜実施例１２〜６５、比較例１６〜２７＞
前記実験例１〜１１、比較例１〜１５とは、主成分の組成を変更する以外は同様の方法で粗粉砕材を得た。そして、得られた粗粉砕材に、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ_３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、酸化コバルト（Ｃｏ_３Ｏ_４）を表３に示す原子比、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３)を表３に示す質量％となるようにそれぞれ添加する以外は同様の方法でフェライト焼結磁石を得た。また、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３)を酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）に変更して表４に示すフェライト焼結磁石を得た。さらに、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３)を酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３)と酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）との混合物に変更して表５に示すフェライト焼結磁石を得た。さらに、実施例１９、２９及び３９について、Ｓｒの一部をＢａに置き換えて表６に示すフェライト焼結磁石を得た。また、Ｃ１６から副成分（Ａｌ、Ｓｉ）を変化させて表７に示すフェライト焼結磁石を得た。得られた各フェライト焼結磁石を試料Ｄ１〜Ｄ６６とした。

［２．評価］
（焼結体の組成）
得られた焼結体の組成（Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｓｉ）を、蛍光Ｘ線定量分析により測定した。また、主成分（Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｃｏ）、副成分（Ａｌ、Ｓｉ）の含有量は、各元素を主成分と副成分の全ての元素の和に対する割合として算出した。

（フェライト焼結磁石の評価）
得られた各試料Ｃ１〜Ｃ２６及びＤ１〜Ｄ６６の円柱の上下面を加工した後、最大印加磁場約２０００ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ）のＢ−Ｈトレーサを使用して、残留磁束密度Ｂｒ、保磁力ＨｃＪを測定した。なお、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力ＨｃＪの測定は、室温（２５℃）において行った。

各試料Ｃ１〜Ｃ２６の主成分の構成比率、Ａｌ含有量、Ｓｉ含有量、モル比、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力ＨｃＪの結果を表２に示す。また、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算したＡｌ含有量と、ＣｒをＣｒ_２Ｏ_３に換算したＣｒ含有量を４で除した値との何れか一方または両方をＬとする。Ｒ、Ａ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＳｉの各原子％で求めた値を用いて［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉを計算した値をＧとする。Ｌをｘ軸に表し、Ｇをｙ軸に表す。このときのＬとＧとの関係を図２に示す。また、測定された保磁力ＨｃＪと残留磁束密度Ｂｒとの関係を図３に示す。なお、図２中、点ａ：（０．２０，２．３０）、点ｂ：（２．１５，０．３０）、点ｃ：（２．５０，０．３０）、点ｄ：（１．５０，２．３０）の４点を直線で囲んだ領域内（範囲１）の点を四角（塗りつぶし）、丸（塗りつぶし）でプロットし（実施例１〜１１）、それ以外を×でプロットした（比較例１〜１５）。なお、丸（塗りつぶし）でプロットした点は、保磁力ＨｃＪが４７７ｋＡ／ｍ以上５００ｋＡ／ｍ未満の値であり、四角（塗りつぶし）でプロットした点は、保磁力ＨｃＪが５００ｋＡ／ｍ以上の値である。また、四角（塗りつぶし）でプロットした領域を含む点ｅ：（０．５５，２．００）、点ｆ：（２．２０，０．４０）、点ｇ：（２．４５，０．４０）、点ｈ：（１.４５，２．００）の４点を直線で囲んだ領域内を範囲２とした。

表２、図２、３に示すように、ＬとＧとが図２の点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄの４点を直線で囲んだ領域内の値となるフェライト焼結磁石は、残留磁束密度Ｂｒが３３０ｍＴ以上であり、保磁力ＨｃＪが４７７ｋＡ／ｍ以上であった。ＬとＧとが図２の点ｅ、点ｆ、点ｇ、点ｈの４点を直線で囲んだ領域内の値となるフェライト焼結磁石は、保磁力ＨｃＪが５００ｋＡ／ｍ以上であった。そして、図２に示すように、Ｌを大きくしてもＧが所定の値の範囲内にないと、得られるフェライト焼結磁石の保磁力ＨｃＪが低下したことが分かった。このことから、このＬとＧとの両方の値によって、得られるフェライト焼結磁石の保磁力ＨｃＪを向上させることができないことが分かった。よって、フェライト焼結磁石を製造する際、Ａｌの含有量を単に増大するだけでは、［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉの値が所定の値の範囲内にないと、得られるフェライト焼結磁石の保磁力ＨｃＪをさらに向上させることができないといえる。したがって、Ａｌ含有量と、［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉの値との両方のバランスを調整することにより、得られるフェライト焼結磁石の保磁力ＨｃＪを更に向上させることができることが判明した。

各試料Ｄ１〜Ｄ３８の主成分の構成比率、Ａｌ含有量、Ｓｉ含有量、モル比、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力ＨｃＪの結果を表３に示す。また、ｘ、１２ｚ、ｘ／ｙｚおよびＣａ／Ｓｒと、測定された保磁力Ｈｃｊとの関係をそれぞれ図４〜図７に示す。

表３、図４〜図６に示すように、０．３≦ｘ≦０．６、８．０≦１２ｚ≦１０．１および１．３２≦ｘ／ｙｚ≦１．９６を全て満たすフェライト焼結磁石は、残留磁束密度Ｂｒが３３０ｍＴ以上、保磁力ＨｃＪが４７７ｋＡ／ｍ以上であった。

なお、Ｄ１〜Ｄ３８では、主成分の構成比率が、最も好ましい範囲である０．３５≦ｘ≦０．５３、８．７５≦１２ｚ≦９．７、１．５≦ｘ／ｙｚ≦１．６５を全て満たす場合には、Ｃ１〜Ｃ２６と同様、ＬとＧとが前記範囲２の領域内である場合に残留磁束密度Ｂｒが３６６ｍＴ以上、保持力ＨｃＪが５００ｋＡ／ｍ以上となった。

表４に示すように、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３)を酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）に変更しても、本願発明の構成要件を全て満たすフェライト焼結磁石Ｄ４０〜Ｄ４５は、残留磁束密度Ｂｒが３７４ｍＴ以上、保磁力ＨｃＪが４７８ｋＡ／ｍ以上であった。

表５に示すように、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３)を酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３)と酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）との混合物に変更しても、本願発明の構成要件を全て満たすフェライト焼結磁石Ｄ４８〜Ｄ５３は、残留磁束密度Ｂｒが３５５ｍＴ以上、保磁力ＨｃＪが４８２ｋＡ／ｍ以上であった。

表６に示すようにＢａ／Ｓｒ≦０．２を満たす試料Ｄ２１と、Ｂａ／Ｓｒ≦０．２を満たさない試料Ｄ５５（Ｂａ／Ｓｒ以外はＤ２１と同じ試料）とを比較した場合、試料Ｄ２１は試料Ｄ５５と比較して残留磁束密度Ｂｒおよび保持力ＨｃＪが優れる結果となった。さらに、Ｂａ／Ｓｒ≦０．２を満たす試料Ｄ９、０．２＜Ｂａ／Ｓｒ≦１．０を満たす試料Ｄ５７（Ｂａ／Ｓｒ以外はＤ９と同じ試料）およびＢａ／Ｓｒ≦１．０を満たさない試料Ｄ５８（Ｂａ／Ｓｒ以外はＤ９と同じ試料）とを比較した場合、試料Ｄ９、試料Ｄ５７、試料Ｄ５８の順に残留磁束密度Ｂｒおよび保持力ＨｃＪが優れる結果となった。また、試料Ｄ５６（Ｂａ／Ｓｒ＝０．１６）と試料Ｄ３４（Ｂａ／Ｓｒ＝０）は共にＢａ／Ｓｒ≦０．２を満たす。そして、Ｂａ／Ｓｒ＝０の試料Ｄ３４とＢａ／Ｓｒ＝０．１６の試料Ｄ５６（Ｂａ／Ｓｒ以外はＤ３４と同じ試料）とを比較した場合、磁石特性を総合的に見て同等程度に優れる結果となることが確認できた。

表７に示すように、Ｃ１６と同様に好ましい主成分の組成を有し、図２の点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄの４点に対応する実施例５８〜６１では、残留磁束密度Ｂｒが３３０ｍＴ以上、保持力ＨｃＪが４７７ｋＡ／ｍ以上５００ｋＡ／ｍ未満であった。また、図２の点ｅ、点ｆ、点ｇ、点ｈの４点に対応する実施例６２〜６５では、残留磁束密度Ｂｒが３３０ｍＴ以上、保持力ＨｃＪが５００ｋＡ／ｍ以上であった。

Claims (7)

1. 六方晶構造を有するフェライトを主成分として含むフェライト磁性材料であり、
   前記主成分に含まれる金属元素の構成比率が、
   組成式：Ｒ_ｘＡ_１−ｘ（Ｆｅ_１２―ｙＣｏ_ｙ）_ｚ
   で表され、
   上記組成式中、ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ及びＳｍを含む群より選択される少なくとも１種の元素であってＬａを少なくとも含み、ＡはＣａ、Ｓｒ及びＢａを含む群より選択される少なくとも２種の元素であってＣａ及びＳｒを少なくとも含み、
   ０．３≦ｘ≦０．６
   ８．０≦１２ｚ≦１０．１
   １．３２≦ｘ／ｙｚ≦１．９６
   を満たし、
   前記主成分に対して、副成分として、Ｓｉ成分を少なくとも含み、かつ、Ａｌ成分及び／又はＣｒ成分を含み、
   Ａｌ成分をＡｌ_２Ｏ_３に換算したＡｌ含有量（質量％）と、Ｃｒ成分をＣｒ_２Ｏ_３に換算したＣｒ含有量（質量％）を４で除した値との両方の和をＬ（質量％）とし、
   Ｒ、Ａ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＳｉの各原子％で求めた値を用いて［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉを計算した値をＧとし、
   前記Ｌ及び前記Ｇが、前記Ｌをｘ軸に表し、前記Ｇをｙ軸に表したとき、（ｘ，ｙ）座標において、ａ：（０．２０，２．３０）、ｂ：（２．１５，０．３０）、ｃ：（２．５０，０．３０）及びｄ：（１．５０，２．３０）で囲まれる領域内の値であることを特徴とするフェライト磁性材料。
2. 上記組成式中のＡについて、１．８≦Ｃａ／Ｓｒ≦３．７である請求項１に記載のフェライト磁性材料。
3. 上記組成式中のＡについて、Ｂａ／Ｓｒ≦２．０である請求項１に記載のフェライト磁性材料。
4. 六方晶構造を有するフェライトを主成分として含むフェライト焼結磁石であり、
   前記主成分に含まれる金属元素の構成比率が、
   組成式：Ｒ_ｘＡ_１−ｘ（Ｆｅ_１２―ｙＣｏ_ｙ）_ｚ
   で表され、
   上記組成式中、ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ及びＳｍを含む群より選択される少なくとも１種の元素であってＬａを少なくとも含み、ＡはＣａ、Ｓｒ及びＢａを含む群より選択される少なくとも２種の元素であってＣａ及びＳｒを少なくとも含み、
   ０．３≦ｘ≦０．６
   ８．０≦１２ｚ≦１０．１
   １．３２≦ｘ／ｙｚ≦１．９６
   を満たし、
   前記主成分に対して、副成分として、Ｓｉ成分を少なくとも含み、かつ、Ａｌ成分及び／又はＣｒ成分を含み、
   Ａｌ成分をＡｌ_２Ｏ_３に換算したＡｌ含有量（質量％）と、Ｃｒ成分をＣｒ_２Ｏ_３に換算したＣｒ含有量（質量％）を４で除した値との両方の和をＬ（質量％）とし、
   Ｒ、Ａ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＳｉの各原子％で求めた値を用いて［（Ｒ＋Ａ）−（Ｆｅ＋Ｃｏ）／１２］／Ｓｉを計算した値をＧとし、
   前記Ｌ及び前記Ｇが、前記Ｌをｘ軸に表し、前記Ｇをｙ軸に表したとき、（ｘ，ｙ）座標において、ａ：（０．２０，２．３０）、ｂ：（２．１５，０．３０）、ｃ：（２．５０，０．３０）及びｄ：（１．５０，２．３０）で囲まれる領域内の値であることを特徴とするフェライト焼結磁石。
5. 上記組成式中のＡについて、１．８≦Ｃａ／Ｓｒ≦３．７である請求項４に記載のフェライト焼結磁石。
6. 上記組成式中のＡについて、Ｂａ／Ｓｒ≦２．０である請求項４に記載のフェライト焼結磁石。
7. 請求項４に記載のフェライト焼結磁石を用いたモータ。

Images