JPH05275221A - フェライト磁石及びその製造方法 - Google Patents

フェライト磁石及びその製造方法

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JPH05275221A JP4100544A JP10054492A JPH05275221A JP H05275221 A JPH05275221 A JP H05275221A JP 4100544 A JP4100544 A JP 4100544A JP 10054492 A JP10054492 A JP 10054492A JP H05275221 A JPH05275221 A JP H05275221A
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Yuji Kaneko
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来から採用されているフェライト磁石の製
造方法とは異なる技術思想の観点から新規な製造方法を
見い出し、残留磁束密度と保磁力を同時に向上させ電子
機器の小型化、高性能化に適したフェライト磁石及びそ
の製造方法の提供。 【構成】 所要モル比の基本組成を有し、仮焼、粉砕し
たフェライト原料粉末に、フェライト磁石の主成分であ
るMOの一部を焼結反応時に添加含有することにより、
該MOを焼結後のフェライト磁石粒界中に存在させるこ
とによって、成形前の微粉砕等の工程で結晶構造が壊れ
たり、また組成がずれたりした粒子を完全なフェライト
に形成でき、さらに所定量のCaO及びSiO2による
液相の量を増加して緻密化反応を促進して目的とする高
性能フェライト磁石を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高性能フェライト磁
石と新規な製造方法に係り、特に、フェライト磁石の主
成分であるMO(但しMはPb、Ba、Srのうち少な
くとも1種)の一部を焼結反応時に添加含有することに
より、高残留磁束密度(Br)、高保磁力(iHc)を
有する高性能フェライト磁石とその提供を可能にするフ
ェライト磁石の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にフェライト磁石は、磁気特性が高
く、安価な原料より得られる経済的利点があるため、電
子機器等に広く用いられているが、電子機器の小型化、
高性能化の転換が進められる中で、残留磁束密度(B
r)及び保磁力(iHc)が共に高い高性能磁石が強く
要望されている。従来より、フェライト磁石において、
残留磁束密度を向上させるためには、結晶のIsを高め
ること、焼結体の密度及び結晶の配向度を高めることが
知られている。また、保磁力については単磁区結晶の存
在率を高めることが必要とされてきた。
【0003】そこで、フェライト磁石の高性能化のた
め、フェライト磁石の組成、添加物及び製造条件等につ
いて種々検討されてきたが、フェライト磁石自体が焼結
体であることから必然的に焼結体の密度を高めると結晶
の成長を助長し、残留磁束密度と保磁力を同時に向上さ
せることは極めて困難であった。
【0004】このような状況下において、本出願人は先
に残留磁束密度を低下させることなく保磁力を向上させ
たフェライト磁石として、特定モル比を有する基本組成
のフェライト磁石に、特定量のCaO、SiO2と、C
23、Al23の1種または2種とともに、特定量の
CoOを含有する高性能フェライト磁石(特開昭63−
186402号)を提案した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の提案によって残
留磁束密度を低下させることなく保磁力を向上させたフ
ェライト磁石の提供を可能としたが、電子機器の小型
化、高性能化の著しい進展からその磁気特性は必ずしも
要求を満足させるものではなく、より一層の磁気特性向
上が切望されていた。
【0006】この発明は、従来から採用されているフェ
ライト磁石の製造方法とは異なる技術思想の観点から新
規な製造方法を見い出し、残留磁束密度と保磁力を同時
に向上させたフェライト磁石及びその製造方法の提供を
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来から
採用されているフェライト磁石の製造方法においては、
種々の添加物を含有させる場合も、一定の組成比(Fe
23/MO)を有するフェライト仮焼原料粉末に前記C
aO、SiO2等を添加含有させるか、あるいはFe2
3■MOとを反応させる工程において該添加物を添加含
有させてフェライト仮焼原料粉末の組成を変える等の方
法が採用されており、いずれの方法に際してもフェライ
ト磁石の組成比(Fe23/MO)は仮焼原料粉末作成
時に決定されていることに着目した。
【0008】従来、かかる方法では、仮焼原料粉末作成
時に決定された組成によりフェライト結晶のIsを決定
できると考えられていたが、その後の微粉砕等の工程に
より、結晶構造に歪みが生じたり組成がずれたりして、
最終的に焼結体とした時にIsの低下が生じたり、ま
た、前記の如き添加物等を含有させても、それらが結晶
成長を抑制する効果を有するものであると焼結密度を低
下させ、あるいは焼結密度を向上させる効果を有するも
のであると結晶の成長を助長してiHcの低下を招くこ
とから、本質的にフェライト結晶のIs及び焼結密度の
低下を防ぐことはできず、残留磁束密度と保磁力を同時
に向上させることが困難であると推測される。
【0009】本発明者らは、以上の観点から種々の製造
方法を検討した結果、フェライト磁石の主成分であるM
Oの一部を焼結反応時に添加含有することにより、該M
Oを焼結後のフェライト磁石粒界中に存在させることに
よって、成形前の微粉砕等の工程で結晶構造が壊れた
り、また組成がずれたりした粒子を完全なフェライトに
形成する効果を有することを知見し、さらに所定量のC
aO及びSiO2による液相の量を増加して緻密化反応
を促進して目的とする高性能フェライト磁石が得られる
ことを知見し、この発明を完成した。
【0010】すなわち、この発明は、モル比Fe23
MO(但しMはPb、Ba、Srのうち少なくとも1
種)が4.5〜6.15なる基本組成を有するフェライ
ト磁石であり、前記MOの主体は主相を構成するフェラ
イト結晶中に存在して所定のモル比Fe23/MOから
なる基本組成を構成し、かつ一部のMOが粒界中に存在
してなることを特徴とするフェライト磁石である。
【0011】また、この発明は、モル比Fe23/MO
(但しMはPb、Ba、Srのうち少なくとも1種)が
5.8〜6.2なる基本組成を有するフェライト原料粉
末を仮焼、粉砕後、CaO0.2wt%〜1.0wt
%、SiO20.3wt%〜1.0wt%を添加し、さ
らにMO(但しMはPb、Ba、Srのうち少なくとも
1種)を0.05wt%〜3.0wt%添加し、その後
混合、微粉砕、成形、焼結して、MOの主体が主相のフ
ェライト結晶中に存在しかつMOの一部が粒界中に存在
してモル比Fe23/MOが4.5〜6.15からなる
フェライト磁石を得ることを特徴とするフェライト磁石
の製造方法である。
【0012】また、この発明は、上記構成において、さ
らに、添加物としてCr23、Al23の1種または2
種を0.05wt%〜5.0wt%添加含有するモル比
Fe23/MOが4.5〜6.15からなるフェライト
磁石の製造方法であり、さらにまた、CoO0.05w
t%〜1.5wt%添加含有するモル比Fe23/MO
が4.5〜6.15からなるフェライト磁石の製造方法
である。
【0013】限定理由 この発明において、予めフェライト仮焼原料粉末を構成
するFe23■MO(但しMはPb、Ba、Srのうち
少なくとも1種)とのモル比Fe23/MOは、化学量
論的組成に近く結晶のIsが最も高くなる範囲を選定し
5.8〜6.2とした。また、焼結反応時すなわち一旦
上記モル比にて仮焼、粉砕された原料粉末に添加含有す
るMOは、0.05wt%未満では緻密化の促進効果が
希薄であり、3.0wt%を越えて添加含有すると粒界
相の量が増加して磁石特性を劣化させることから0.0
5wt%〜3.0wt%とし、好ましくは0.05wt
%〜2.0wt%である。
【0014】上記仮焼原料粉末を構成する際に添加含有
するMOも、焼結反応時に添加含有するMOも、直接M
O(酸化物)として添加含有する場合だけでなく、MC
3(炭酸塩)として添加含有したり、これらを混合し
て添加含有する等公知の方法が採用でき、各々添加含有
時のMOの組成が上記範囲になるように選定することが
必要である。
【0015】さらにまた、これらの各々作用の異なるM
Oは、一旦焼結体フェライト磁石となると、蛍光X線分
析法等によって組成を分析しても主相を構成するフェラ
イト結晶中のMOと、粒界中に存在するMOの区別がつ
かないが、これらのMOの総量における組成比(モル比
Fe23/MO)は4.5〜6.15となる。
【0016】CaO及びSiO2は、焼結密度及び結晶
粒の大きさを制御する効果があるため添加するが、Ca
Oが0.2wt%未満、SiO2が0.3wt%未満で
は、焼結時に不均一な粒成長が起こり、iHcの低下を
招来する。また、CaOが1.0wt%を越え、SiO
2が1.0を越えると、磁石内の非磁性相が増加し、B
rの低下を招来する。従って、それぞれの添加含有範囲
はCaO0.2wt%〜1.0wt%、SiO20.3
wt%〜1.0wt%であり、好ましくはCaO0.3
wt%〜0.8wt%、SiO20.3wt%〜0.8
wt%、である。
【0017】さらに、この発明においては要求される諸
特性に応じてCr23、Al23、CoO等を所定量添
加含有することができる。Cr23、Al23の添加
は、iHcの向上に特に有効であるが、かかる効果を得
るためにはそれぞれ少なくとも0.05wt%の添加が
必要であり、また、添加量の増加に伴って焼結密度の低
下、フェライト磁石との固溶反応により、結晶のIsの
低下が起こるためBrが低下し、さらに5.0wt%を
越える添加では、Brの低下が著しく実用的に不適であ
る。従って、Cr23、Al23の1種または2種の添
加の場合、いずれも添加含有範囲は0.05wt%〜
5.0wt%であり、好ましくは0.05wt%〜3.
0wt%である。
【0018】CoOは上記CaO、SiO2、Cr23
Al23の共存下でiHcの向上に著しい効果を有する
が、0.05wt%未満ではその効果が少なく、また
1.5wt%を越えると特性向上の効果が飽和する。従
って、CoOの添加含有範囲は0.05wt%〜1.5
wt%であり、好ましくは0.05wt%〜1.0wt
%である。
【0019】この発明におけるフェライト仮焼原料粉末
の製造方法、フェライト仮焼原料粉末と添加物との混
合、微粉砕方法、さらに成形、焼結方法等の諸条件は、
公知の条件をそのまま採用することができる。例えば、
仮焼条件は1250°C〜1350°Cで1時間〜10
時間、成形前の微粉末の平均粒度が0.3μm〜1.0
μm、成形条件は10kOe〜18kOeの磁場中で成
形圧200kg/cm2〜500kg/cm2、焼結条件
は大気雰囲気中1180°C〜1250°Cで1時間〜
10時間等、上記組成に応じて最適の条件を適宜選定す
ることが望ましい。また、フェライト仮焼原料粉末を得
る方法として、例えば高性能Srフェライト磁石を得る
ために提案された特開平3−123004号の製造方法
にてかかる仮焼原料粉末を得ることができる。
【0020】
【作用】この発明は、所要モル比の基本組成を有し、仮
焼、粉砕したフェライト原料粉末に、フェライト磁石の
主成分であるMOの一部を焼結反応時に添加含有するこ
とにより、該MOを焼結後のフェライト磁石粒界中に存
在させることによって、成形前の微粉砕等の工程で結晶
構造が壊れたり、また組成がずれたりした粒子を完全な
フェライトに形成でき、さらに所定量のCaO及びSi
2による液相の量を増加して緻密化反応を促進して目
的とする高性能フェライト磁石を得ることができる。
【0021】
【実施例】表1に示す試料No.1〜5は、この発明の
実施例を示すものであり、Fe23/SrOのモル比が
5.9〜6.0の基本組成を有するフェライト原料粉末
を、1270°Cで1時間仮焼、粉砕後、第1表に示し
た磁石組成になる如く、CaO、SiO2、Cr23
Al23、CoOおよびSrOを配合、混合後、微粉砕
して平均粒度0.7μmの微粉末にした後、12kOe
の磁場中にて、成形圧500kg/cm2にて径40×
10mm寸法の成形体を得、さらに焼結条件を大気中1
240°Cにて1時間として焼結した。得られた焼結体
の密度、磁気特性を測定してその結果を表1に表した。
なお表1中のモル比Fe23/SrOの値は最終製品を
蛍光X線分析装置により測定した値である。
【0022】また、表1中の試料No.*6〜*10
は、この発明の比較例を示すものであり、予め表1中の
モル比Fe23/SrOの値からなるフェライト原料粉
末を用い、その後の工程でSrOを追加して添加含有し
ない以外は、すべて上記実施例と同じ条件にて製造し
た。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】表1から明らかなように、フェライト磁
石の主成分であるMO(但しMはPb、Ba、Srのう
ち少なくとも1種)の一部を焼結反応時に添加含有した
この発明のフェライト磁石は、比較例に示す従来方法に
よつて得られたフェライト磁石に比べ(試料No.1と
*6、2と*7、3と*8、4と*9、5と*10を比
較する)、高残留磁束密度(Br)、高保磁力(iH
c)のいずれもが同等以上であり、優れた磁気特性を有
する高性能フェライト磁石の提供を可能とするものであ
ることが明らかである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モル比Fe23/MO(但しMはPb、
    Ba、Srのうち少なくとも1種)が4.5〜6.15
    なる基本組成を有するフェライト磁石であり、前記MO
    の主体は主相を構成するフェライト結晶中に存在して所
    定のモル比Fe23/MOからなる基本組成を構成し、
    かつ一部のMOが粒界中に存在してなることを特徴とす
    るフェライト磁石。
  2. 【請求項2】 モル比Fe23/MO(但しMはPb、
    Ba、Srのうち少なくとも1種)が5.8〜6.2な
    る基本組成を有するフェライト原料粉末を仮焼、粉砕
    後、CaO0.2wt%〜1.0wt%、SiO20.
    3wt%〜1.0wt%を添加し、さらにMO(但しM
    はPb、Ba、Srのうち少なくとも1種)を0.05
    wt%〜3.0wt%添加し、その後混合、微粉砕、成
    形、焼結して、MOの主体が主相のフェライト結晶中に
    存在しかつMOの一部が粒界中に存在してモル比Fe2
    3/MOが4.5〜6.15からなるフェライト磁石
    を得ることを特徴とするフェライト磁石の製造方法。
  3. 【請求項3】 モル比Fe23/MO(但しMはPb、
    Ba、Srのうち少なくとも1種)が5.8〜6.2な
    る基本組成を有するフェライト原料粉末を仮焼、粉砕
    後、CaO0.2wt%〜1.0wt%、SiO20.
    3wt%〜1.0wt%、Cr23、Al23の1種ま
    たは2種を0.05wt%〜5.0wt%添加し、さら
    にMO(但しMはPb、Ba、Srのうち少なくとも1
    種)を0.05wt%〜3.0wt%添加し、その後混
    合、微粉砕、成形、焼結して、MOの主体が主相のフェ
    ライト結晶中に存在しかつMOの一部が粒界中に存在し
    てモル比Fe23/MOが4.5〜6.15からなるフ
    ェライト磁石を得ることを特徴とするフェライト磁石の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 モル比Fe23/MO(但しMはPb、
    Ba、Srのうち少なくとも1種)が5.8〜6.2な
    る基本組成を有するフェライト原料粉末を仮焼、粉砕
    後、CaO0.2wt%〜1.0wt%、SiO20.
    3wt%〜1.0wt%、Cr23、Al23の1種ま
    たは2種を0.05wt%〜5.0wt%、CoO0.
    05wt%〜1.5wt%添加し、さらにMO(但しM
    はPb、Ba、Srのうち少なくとも1種)を0.05
    wt%〜3.0wt%添加し、その後混合、微粉砕、成
    形、焼結して、MOの主体が主相のフェライト結晶中に
    存在しかつMOの一部が粒界中に存在してモル比Fe2
    3/MOが4.5〜6.15からなるフェライト磁石
    を得ることを特徴とするフェライト磁石の製造方法。
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