JPH0320445A - 硬質磁性材料及びその材料を有する磁石 - Google Patents

硬質磁性材料及びその材料を有する磁石

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、主として結晶性ＲＥｔＦｅ＋ｙで構成され
る磁性相（ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｐｈａｓｅ）を備える磁
性材料に関する。また、この発明は、この磁性材料から
製造された磁石に関する。
（従来の技術） 上記型の磁性材料は、特にフェロマグネチックマテリア
ルズ（Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ）、版イー●ピー・ウォールファース（Ｅ．　Ｐ．　
Ｗｏｈｌｆａｒｔｈ）及びケイ・エッチ・ジェイ・ブス
ホウ（Ｋ．　［｛，　Ｊ．Ｂｕｓｃｈｏｗ）、エルセビ
ア・サイエンス・パブリッシャーズ●ビー●ブイ（Ｅｌ
ｓｅｖｉｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ
Ｂ．Ｖ．）、第４巻、１３１　〜２０９頁、１９８８年
ニヨリ知られている。更に、特に前記文献の１５０頁、
参照ｌ１において、ＲＥｚＰｅｔｒ化合物が示され（第
ｌ１図、ｘ＝１）、式中のＲＥは希土類金属Ｃｅ，　Ｐ
ｒ，　Ｎｄ，Ｓｍ，　Ｇｄ，　Ｄｙ，　Ｂｒ，　Ｔｍ，
　Ｙｂ，　Ｔｈ　　及びＹを示す。これらの化合物は、
ＴｈｚＮｉ１ｔ型六方晶結晶構造又は大いに関係のある
Ｔｈ２Ｚｎｔ７型菱面体゛結晶構造を有？る。比較的高
いＦｅ含量によって、これらの化合物は、永久磁石の硬
質磁性材料として利用することに対して原則として興味
がある。しかし、前記図は、これらのＲＥｔＦＥ１■化
合物が一軸磁気異方性を有しないことを示す。したがっ
て、これらは、永久磁性材料として使用するのに適しな
い。
（発明が解決しようとする課題） この発明の目的の一つは、室温で比較的高い一軸異方性
を有する、ＲＥｇＦｅ＋ｙ化合物に基づく磁性材料を提
供することである。この発明の別の目的は、この材料か
ら製造された永久磁石を提供することである。
（課題を解決する、ための手段） この目的は、冒頭に述べた型の磁性材料において、この
発明に従って、該磁性材料に室温での一軸磁気異方性を
付与するのに十分な大きさの量で格子間Ｃを前記磁性相
に溶解したこと、及びＲＥの少なくとも７０原子％が希
土類金属Ｓｍにより構成されたことを特徴とする磁性材
料により違或される。
ＲＥｘＦｅｔｙ材料の結晶構造は、格子聞Ｃをその中に
溶解した場合、ほとんど変化しないことを確かめた。Ｒ
ＢｚＦｅＩｔＣｘ化合物も、ＴｈｚＮ！＋７型又はＴｈ
ｚＺｎ１ｙ型の六方晶構造を有する。更に、ＲＥ２Ｆｅ
．７Ｃの単位格子の容積は、ＲＥ２Ｆｅ１７の単位格子
の容積より約２％だけ大きいのに過ぎない。これからの
重要な結果は、明らかな磁気稀釈（ｍａｇｎｅｔｉｃｄ
ｉｌｕｔｉｏｎ）が起こらないということである。磁気
稀釈は、飽和磁化の低下を来すので、不利である。
磁気稀釈は、特に、ＲＥｇＦｅｔｙ格子においてＣが１
個以上のＦｅ原子を置換した場合、起こる。発明者らは
、溶解されたＣがむしろ飽和磁化の増加をもたらすとい
う徴候を知っている。
更に、室温において、かなりの量のＳｍを含有しないＣ
含有ＲＥ２Ｆｅ１ｔ化合物の一軸磁気異方性は無視しつ
る程小さいことを確かめた。例えば、ＧｄｔＦｅｔｙＣ
又はＹｔＦｅ＋７Ｃのような前記型の化合物は、一般に
いわゆる平面内異方性を示す、すなわち、室温で該材料
の異方性方向は一軸でなくて結晶学的Ｃ軸に垂直に延び
る。このため、これらの材料は、永久磁石用硬質磁性材
料とし・て使用するのに不適当である。
Ｊ．　Ｌｅｓｓ−Ｃｏｍｍｏｎ　Ｍｅｔ．　１４２　，
　３４９　〜３５７　（１９８８）において多数のＮｄ
ｚＦｅ＋ｙＣｘ化合物について述べられていることが注
目される。前記化合物は、ＮｄｔＦｅｔγを越えさえす
る平面内異方性を有する。
この発明に従う磁性材料の有利な例では、硬質磁性相の
組或が式ＲＥ２Ｆｅ１７Ｃｘ　（式中Ｑ，５＜ｘ＜３．
ｏ）に対応する。極めて少量、すなわちＸ＜０．５のＣ
を溶解した場合、一軸異方性は、比較的小さい。ｘ＞０
．５を有する型Ｓｍ＊Ｆｅ１ｔＣｘの種々の化合物に対
して磁気配向粉末のＸ線回折によって磁化容易方向がＣ
軸に平行に延びることが証明された。ＲＥｚＦｅ＋ｙの
単位当たり３個以上のＣ原子を溶解した場合、多相材料
が得られることを確かめた。
このような材料においては、ＴｈｚＺｎ１ｔ構造を有す
る所望の結晶相が存在するだけでなく、望ましくない結
晶相もかなりの量で存在する。これにより一軸異方性の
減少が起こる。ＲＥｘＦｅｘｙの単位当たり２個より少
ないＣ原子を溶解した場合、純粋に単相の材料が得られ
る。
更に、Ｓｍ２Ｆｅ＋ｙＣｘ化合物の場合、Ｓｎ及びＦｅ
の副格子磁化が平行に配向し（強磁性結合）、シたがっ
て全磁化が副格子磁化の和に等しいことを確かめた。こ
のため、式中のＲＥがほとんど、すなわち７０原子％以
上Ｓｍからなり、この発明に従うＲＥｔＦｅｔｙＣｘ化
合物は、比較的高い値の飽和磁化を示す。最高の値は、
Ｓｍ２Ｆｅ１ｔＣｘ化合物を用いることにより達成され
る。１．０　＜ｘ＜１．５であるＳｍ２ＦｅｔｙＣｘ化
合物が最大の一軸異方性を有することを確かめた。また
、重要な現象は、ＲＥ２Ｆｅｕ化合物中へのＣの溶解が
キュリー温度（Ｔ。）の値にかなりの影響を有すること
である。ＲＥｘＦｅｕの単位当たり１個のＣ原子の添加
によりＴ，を２０ＯＫだけ増加させうる。この発明に従
う磁性材料のＴ．（キュリー温度）が考える用途に対し
てまだ低過ぎる場合、少量（多くとも２０原子％）のＦ
ｅをＣｏにより置換することにより更に上昇させること
ができる。また、ＦｅをＧａｐ　Ｎｂ　３１及び／又は
Ａｊ７で置換することによってもＴ．を増加させること
ができる。しかし、最後に述べた元素のＴ．に及？す影
響は、Ｃｏの影響より小さい。
Ｆｅを少量のＮｌｌ　ＣＬＩＩ　Ｍｎ，　　Ａ　１　＋
　Ｇａ及び／又はＳｉにより置換することは、ＲＥｔＦ
ｅ．■Ｃ８化合物の耐食性を増加するのに望ましい。少
量の希土類金属Ｐｒ及び／又はＮｄの存在は、ＲＥ２Ｆ
ｅ＋ｙＣｘ化合物の飽和磁化を増加させる。
この発明に従う磁性材料は、構成元素ＲＥ，　Ｆｅ，恐
ら＜　Ｃｏ，及びＣを所望の割合で融解（例えばアーク
融解）してキャスティングを得ることにより既知の仕方
で製造することができる。ＲＥ元素としてＳｍが主とし
て又は独占的に使用されるので、比較的低い蒸発温度の
ため過剰の（Ｓｍに関して１０〜１５％）前記希土類金
属を使用する必要がある。
次いで、キャスティングを保護雰囲気（不活性ガス又は
真空）中少なくとも５日間、９００　−１１００’Ｃで
焼なまし処理にかける。次いで、このようになました材
料を迅速に室温に冷却する。このようにして、なました
化合物は、Ｔｔｌ４Ｚｎｔｙ型の所望の六方晶結晶構造
と意図した一軸異方性を得る。
磁石は、焼結した材料から既知の仕方で製造される。こ
の目的に対して、焼結した材料を、次いで粉末に粉砕し
、磁場中で配向させプレスして磁性体をつくる。別に磁
性粉末を液状合或樹脂中に分散させ粉末粒子を磁場によ
って配向させ、次いで前記粉末粒子を合成樹脂中に固定
することも可能である。
（実施例） この発明を次の実施例により添付図面を参照していっそ
う詳細に説明する。
里皇旦上 多数のＳｍ２Ｆｅ＋ｙＣｘ化合物をアーク融解によって
調製した。Ｘの値は、０．０〜２．０の範囲内であった
。構戊元素（９９．　９％純度）を構造式に応じた量で
ＴｈＯ　２るつぼ中で合わせ、このるつぼを減圧アルゴ
ンガス中容器内に入れた。迅速な蒸発を考えて、少量（
１０重量％）のＳｍを追加した。混合物をアルゴンアー
クによって融解した。このようにして融解した材料を真
空下１０５０℃で１４日間なました。次いで、なました
材料を粉砕して粉末にした。磁場内で配向させた粉末粒
子のＸ線写真は、？られた結晶性材料が単相であること
及びこれらが一軸異方性を有し、磁化が六方晶結晶構造
のＣ軸に平行に配向されていることを示した。
種々の組或の粉末粒子を、引き続いてポリエステルに基
づく合成樹脂中に分散させ、磁気的に配向させ固定した
。これらの磁石について垂直（ａ．）及び平行（σ１■
）磁化を加えられた場Ｈの関数として測定した。第１図
は、ＳｍｚＦｅｔｙＣで行った測定結果を示す。磁性粒
子の配列が完全でないこと及びある程度の誤った配向が
ありうることを考慮すれば、外挿法からＳｍｔＦｅ＋ｙ
Ｃの異方性場は約３２００ｋＡ／ｍ　（４０ｋＯｅ）で
あると結論することができる。他の型の測定は、この化
合物の異方性場が室温で５３ｋｏｅであることを示した
。
更に、この化合物について磁化容易方向が４．２Ｋない
し、Ｔｃの室温範囲にわたって保存することが確かめら
れた。
里笠躬 多数のＲＥｚＰｅ＋ｙＣｘ化合物（式中のＲＥはＨｏ．
Ｄｙ．　Ｅｒ，　Ｔｍ，　Ｇｄ，　Ｙ．　Ｙｂ及びＮｄ
を表し、０く×＜２．０である。）を前記実施例記載の
仕方で製造した。これらの場合には、過剰のＲＥは添加
しなかった。Ｘ線回折によって製造した化合物が六方晶
結晶構造を有することを確認した。これらの化合物は、
室温で一軸異方性を有しないかわずかしか有しない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、室温においてＳｍ２Ｆｅｌ７Ｃの加えられた
磁場Ｈの関数として磁化σエ及びσ１、を示すグラフ、 第２図は、硬質磁性化合物ＳｍｚＰｅ＋７ＣｘのＸの関
数としてキュリー温度（Ｔｃ）を示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. １．主として結晶性ＲＥ＿２Ｆｅ＿１＿７からなる磁性
    相を備える磁性材料において、該磁性材料に室温での一
    軸磁気異方性を付与するのに十分な大きさの量で格子間
    Ｃを前記磁性相に溶解したこと、及びＲＥの少なくとも
    ７０原子％が希土類金属Ｓｍにより構成されたことを特
    徴とする磁性材料。
  2. ２．前記硬質磁性相の組成が式ＲＥ＿２Ｆｅ＿１＿７Ｃ
    ＿ｘで０．５＜ｘ＜３．０である式に対応する請求項１
    記載の磁性材料。
  3. ３．磁性相のＦｅの多くとも２０％をＣｏで置換した請
    求項１又は請求項２記載の磁性材料。
  4. ４．請求項１ないし請求項３のいずれか一つの項に記載
    の磁性材料を用いた永久磁石。
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