JPH06112019A

JPH06112019A - 窒化物磁性材料

Info

Publication number: JPH06112019A
Application number: JP4258025A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Suzuki; 淑男鈴木; Nobuyoshi Imaoka; 伸嘉今岡
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【構成】一般式Ｒα（Ｆｅ_(1-γ₎Ｍγ）_(100-α_-
β₎Ｎβで表され、 R は希土類元素、ＭはV 、 Nb、 Ta、
Mo、 W 、 Ti、 Zr、 Hfのうち少なくとも一種、3 ≦α≦2
0、３≦β≦30、０.001≦γ≦0.5 であり、かつ菱面体
晶または六方晶を有することを特徴とする磁性材料。【効果】本発明によれば、優れた耐酸化性を有し、磁
気特性の高い希土類−鉄−窒素系磁性材料を提供するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高磁気特性で耐酸化性
に優れた希土類−鉄−窒素系磁性材料で、特に小型モー
ター、アクチュエーターなどの用途に最適な磁性材料に
関する。

【０００２】

【従来の技術】磁性材料は家庭電化製品、音響製品、自
動車部品やコンピューターの周辺端末機まで、幅広い分
野で使用されており、エレクトロニクス材料としての重
要性は年々増大しつつある。特に最近、各種電気・電子
機器の小型化、高効率化が要求されてきたため、より高
性能の磁性材料が求められている。

【０００３】この時代の要請に応え、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｎ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ系などの希土類磁性材料の需要が急激に増
大している。しかし、Ｓｍ−Ｃｏ系は原料供給が不安定
で原料コストが高く、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系は耐熱性、耐食
性に劣る問題点がある。一方、新しい希土類系磁性材料
として、希土類−鉄−窒素系磁性材料が発明されてい
る。（例えば特開平２−５７６６３）この材料は、磁
化、異方性磁界、キュリー点が高く、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｎ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ系の欠点を補う磁性材料として期待されて
いる。

【０００４】しかし、希土類−鉄−窒素系材料を細かく
粉砕して使用する場合、表面が酸化されて保磁力が低下
し、この材料が本来有している高磁気特性を充分発揮す
ることができない。この対策として、希土類−鉄−窒素
系材料に金属成分Ｍを含ませて磁性材料を改善する方法
が考えられる。この希土類−鉄−Ｍ−窒素組成を有する
材料については、特開昭６０−１４４９０６、特開昭６
０−１４４９０９に開示されている。

【０００５】特開昭６０−１４４９０６、１４４９０９
に開示されている材料は、製造上、窒化鉄、α−鉄、窒
化希土類、Ｍ及びＭの窒化物を多く含む材料となり、従
って、保磁力を初めとする磁気特性は著しく劣化して、
これらの材料は高性能な磁石材料とならない。磁気特性
が高い菱面体晶または六面体晶の結晶構造を有し、しか
も耐酸化性に優れた希土類−鉄−Ｍ−窒素系材料は現在
知られておらず、その出現が強く望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、菱面体晶ま
たは六方晶の結晶構造を有した希土類−鉄−窒素系材料
に金属元素Ｍを共存させて、高い磁気特性と優れた耐酸
化性を合わせ持つ希土類−鉄−Ｍ−窒素組成の磁性材料
とその製造法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】高い磁気特性と耐酸化性
を有する希土類−鉄−窒素系磁性材料を得るために、母
合金に種々の元素（Ｍ）を添加した系について鋭意検討
した結果、磁気特性が高く耐酸化性の優れた組成及び結
晶構造を有する希土類（Ｒ）−鉄（Ｆｅ）−Ｍ−窒素
（Ｎ）系磁性材料を見いだし、本発明を成すに至った。

【０００８】即ち、本発明は（１）一般式Ｒα（Ｆｅ
_(1-γ₎Ｍγ）_(100-α_-β₎Ｎβで表される磁性材料
であり、ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも一
種、Ｍは、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆの元素のうち少なくとも一種、α、βは原子百分率で３≦α≦２０３≦β≦３０ γは原子比で０．００１≦γ≦０．５であって、かつそのＲ、Ｆｅ、Ｍ及びＮを含んだ相が菱
面体晶または六方晶の結晶構造を含有することを特徴と
する磁性材料、及び、（２）上記請求項１に記載の磁性
材料の成分であるＦｅの０．０１〜５０原子％をＣｏで
置換した組成を有することを特徴とする磁性材料であ
り、（３）一般式Ｒα_/(100-β₎（Ｆｅ_(1-γ₎Ｍγ）
_(100-α_-β_)/(100-β₎で表される合金を、窒素ガ
ス、アンモニアガスのうち少なくとも一種を含む雰囲気
下で、２００〜６５０℃の範囲で熱処理することを特徴
とする上記請求項１又は２に記載の磁性材料の製造法で
ある。

【０００９】以下本発明について詳細に説明する。希土
類（Ｒ）としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐ
ｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、ＹｂおよびＬｕのうち少なくとも一種を含めば良
く、従って、ミッシュメタルやジジム等の二種以上の希
土類元素の混合物を用いても良いが、好ましい希土類と
しては、Ｙ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅ
ｒである。さらに好ましくは、Ｙ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、
Ｓｍである。

【００１０】また、このＲは工業的生産により入手可能
な純度でよく、製造上不可避の不純物、例えばＯ、Ｈ、
Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｆ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｌｉなどが存
在していても差し支えない。鉄（Ｆｅ）は、強磁性を担
う本磁性材料の基本組成であり、その最大５０原子％ま
ではＣｏと置換されても良い。本発明の効果を発揮する
ために必須な成分であるＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆの各元素（Ｍ）については、Ｍのうち１
種または２種以上をＦｅとＭの合計量に対して０．１〜
５０原子％の範囲で共存させる。

【００１１】本発明におけるＲ−Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系磁性材
料の組成は、希土類が３〜２０原子％、鉄及びＭ成分が
併せて５０〜９４原子％、Ｎが３〜３０原子％の範囲に
あることが必要である。Ｒ成分が３原子％未満のとき、
鉄成分を多く含む軟磁性相が分離し、窒化物の保磁力が
低下して実用的な永久磁石とならない。またＲ成分が２
０原子％を越えると、残留磁束密度が低下して好ましく
ない。又、希土類の組成として好ましくは５〜１５原子
％、更に好ましくは７〜１２原子％である。

【００１２】鉄中のＭ共存量としては、鉄とＭ成分の合
計に対し原子比で０．００１〜０．５の範囲とする必要
がある。０．５を越えると飽和磁化が低下して好ましく
なく、０．００１未満の場合は耐酸化性に対するＭの添
加効果がほとんどない。さらに、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆについては、その金属半径がＦｅと大きく異な
るため、Ｍの共存量として、原子比で０．２を越えると
菱面体晶または六方晶を維持しづらくなり好ましくな
い。

【００１３】磁化、保磁力など磁気特性のバランスも考
え合わせると、Ｍの共存量として、好ましくはγ値とし
て０．０１〜０．２である。さらに鉄をＣｏで０．０１
〜５０原子％置換した場合、キュリー点、磁化が高く、
更に耐酸化性の高い材料となる。Ｍ成分としてのＶ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆに加えて、Ｌ
ｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｍｎ、
Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉの元素のうち１
種または２種以上（Ｍ’成分）を添加しても良いが、こ
れらの含有量はＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆの合計量を越えないで、しかもＶ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆとの合計量がγ値の範
囲にある様にしなければならない。

【００１４】Ｒ−Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系磁性材料の主相の結晶
構造としては、菱面体晶及び六方晶のうち少なくとも一
種を体積分率で全体の５０％以上含むことが必要であ
る。主相とは、Ｒ、Ｆｅ、Ｍ、Ｎを含み、かつ菱面体晶
または六方晶の結晶構造を有する相のことであり、それ
以外の組成、結晶構造を有する相を副相と呼ぶ。例えば
副相として、ＲＦｅ_12-XＭ_XＮ_y相といった正方晶を取
る磁性の高い窒化物相を含んでいても良いが、本発明の
耐酸化性の効果を充分発揮させるためには、その体積分
率は本発明の磁性材料の体積分率を越えてはならない。
体積分率が７５体積％を越える場合、実用上極めて好ま
しい材料となる。

【００１５】本発明で得られるＲ−Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系材料
の主相は、結晶構造がその原料とするＲ−Ｆｅ−Ｍ合金
の主原料相とほぼ同じ対称性を有し、窒素が格子間に侵
入するか、もしくはＭ成分などと置換して導入され、結
晶格子が多くの場合膨張する。主原料相とは、Ｒ、Ｆ
ｅ、Ｍを含み、かつ、菱面体晶または六方晶の結晶構造
を有する相のことであり、それ以外の組成、結晶構造を
有し、かつＮを含まない相を副原料相と呼ぶ。

【００１６】結晶格子の膨張に伴い、耐酸化性及び磁気
特性の各項目のうち一項目以上が向上し、実用上好適な
磁性材料となる。ここにいう磁気特性とは、材料の飽和
磁化（４πＩｓ）、残留磁束密度（Ｂｒ）、磁気異方性
磁界（Ｈａ）、磁気異方性エネルギー（Ｅａ）、磁気異
方性比、キュリー点（Ｔｃ）、固有保磁力（ｉＨｃ）、
角形比（Ｂｒ／４πＩｓ）、最大エネルギー積［（Ｂ
Ｈ）ｍａｘ］、熱減磁率（α）、保磁力の温度変化率
（β）のうち少なくとも一つを言う。但し、磁気異方性
比とは、外部磁場を１５ｋＯｅ印加した時の困難磁化方
向の磁化（ａ）と容易磁化方向の磁化（ｂ）の比（ａ／
ｂ）であり、磁気異方性比が小さいもの程、磁気異方性
エネルギーが高いと評価される。

【００１７】例えば、希土類−鉄−Ｍ合金として、菱面
体構造を有するＳｍ_10.5（Ｆｅ_0.9Ｖ_0.1）_89.5を選ん
だ場合、窒素を導入することによって、結晶磁気異方性
が面内異方性から硬磁性材料として好適な一軸異方性に
変化し、磁気異方性エネルギーを初めとする磁気特性と
耐酸化性が向上する。導入される窒素（Ｎ）量は、３〜
３０原子％にしなければならない。３０原子％を越える
と磁化が低く、磁石材料用途としては実用性が小さい。
３原子％未満では原料合金の性能をあまり向上させるこ
とができず、好ましくない。窒素量としてさらに好まし
くは、５〜２５原子％、特に好ましくは１０〜１７原子
％である。

【００１８】また、目的とするＲ−Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系磁性
材料のＲ−Ｆｅ−Ｍ組成比や副相の量比などによって、
最適な窒素量は異なり、例えば菱面体構造を有するＮｄ
_10.5（Ｆｅ_0.9Ｎｂ_0.1）_89.5を原料合金として選ぶ
と、最適な窒素量は１３〜１４原子％付近となる。この
ときの最適な窒素量とは、目的に応じて異なるが材料の
耐酸化性及び磁気特性のうち少なくとも一項目が最適と
なる窒素量であり、磁気特性が最適とは磁気異方性比、
減磁率及び保磁力の温度変化率の絶対値は極小、その他
は極大となることである。

【００１９】本発明により得られたＲ−Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系
磁性材料には、水素（Ｈ）が０．０１〜１０原子％、さ
らに酸素（Ｏ）が０．０１〜１５原子％含まれることが
好ましい。更に好ましい水素量及び酸素量は、０．１〜
１０原子％及び０．１〜１０原子％である。従って、特
に好ましい本発明のＲ−Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系材料の組成は、
一般式Ｒα（Ｆｅ_(1-γ₎Ｍγ）_(100-α_-β_-δ_-ε
₎ＮβＨδＯεで表わしたとき、α、β、δ、εは原子
％で、２．４≦α≦２０２．４≦β≦３００．１≦δ≦１００．１≦ε≦１０ γは原子比で、０．００１≦γ≦０．５の範囲である。

【００２０】Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系磁性材料に対するＭ成分の
共存効果としては、主に耐酸化性の向上である。特に、
Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系磁性材料の酸化による劣化では、磁化の
低下に比べ、保磁力の低下が問題となる。本発明の組成
物は酸化に対する保磁力の安定性に優れる特徴を有す
る。その効果の源は強磁性を担うＲ−Ｆｅ−Ｎ磁性材料
主相にＭ成分が共存することによるが、主相そのものが
酸化されづらくなって磁化の劣化を妨げるだけに限ら
ず、酸化により分離する鉄主体の軟磁性成分にＭ成分が
含有したり、析出状態に影響したりして、窒化物磁性材
料の保磁力低下を防ぐのにも寄与している。

【００２１】また、本発明の目的とは別に、母合金の調
整方法や条件によっては、粒界近傍、或はＲＦｅ₃相な
どのＲリッチの窒化物相並びにα−Ｆｅ相またはその窒
化物相の様なＲ−Ｆｅ−Ｎ組成の材料では軟磁性を示す
副相にＭ成分が多く配分されて、非磁性相化されること
により、窒化物の角形比や保磁力を向上させる効果もあ
る。

【００２２】以下、本発明の製造法について例示する。（１）母合金の調製本発明の磁性材料において、窒化原料となるＲ−Ｆｅ−
Ｍ合金の主原料相は、Ｒ−Ｆｅ合金結晶中のＦｅサイト
にＭ成分が置き替わる構造又は、副原料相がＭの添加に
よりＲ−Ｆｅの２成分系とは異なる組成、構造を取り、
本発明の効果を発揮する。従って、Ｍの添加は母合金調
整の段階で行うことが望ましい。

【００２３】Ｒ−Ｆｅ−Ｍ合金の製造法としては、Ｒ、
Ｆｅ、Ｍ金属を高周波により溶解し、鋳型などに鋳込む
高周波溶解法、銅などのボートに金属成分を仕込み、ア
ーク放電により溶かし込むアーク溶解法、高周波溶解し
た溶湯を、回転させた銅ロール上に落しリボン状の合金
を得る超急冷法、高周波溶解した溶湯をガスで噴霧して
合金粉体を得るガスアトマイズ法、Ｆｅ及びまたはＭの
粉体またはＦｅ−Ｍ合金粉体、Ｒ及びまたはＭの酸化物
粉体、及び還元剤を高温下で反応させ、ＲまたはＲ及び
Ｍを還元しながら、ＲまたはＲ及びＭを、Ｆｅ及びまた
はＦｅ−Ｍ合金粉末中に拡散させるＲ／Ｄ法、各金属成
分単体及びまたは合金をボールミルなどで微粉砕しなが
ら反応させるメカニカルアロイング法、上記何れかの方
法で得た合金を水素雰囲気下で加熱し、一旦Ｒ及びまた
はＭの水素化物と、Ｆｅ及びまたはＭまたはＦｅ−Ｍ合
金に分解し、この後高温下で低圧として水素を追い出し
ながら再結合させ合金化するＨＤＤＲ法のいずれを用い
てもよい。

【００２４】高周波溶解法、アーク溶解法を用いた場
合、溶融状態から、合金が凝固する際にＦｅ主体の軟磁
性成分が析出しやすく、特に窒化工程を経た後も保磁力
の低下をひきおこす。そこで、この軟磁性成分を消失さ
せたり、結晶性を向上させる目的として、アルゴン、ヘ
リウムなどの不活性ガス中もしくは真空中、８００℃〜
１３００℃の温度範囲で焼鈍を行うことが有効である。
この方法で作製した合金は、超急冷法などを用いた場合
に比べ、結晶粒径が大きく結晶性が良好であり、高い残
留磁束密度を有している。

【００２５】また超急冷法を用いた場合は、微細な結晶
粒が得られ、条件によってはサブミクロンの粒子も調製
できる。但し、冷却速度が大きい場合には、合金の非晶
質化が起こり、窒化後においても磁化などの磁気特性が
低下する。この場合も合金調製後の焼鈍は有効である。
ガスアトマイズ法で得た合金は、球状の形態を取ること
が多く、微粉体から粗粉体まで調製することが可能であ
る。この場合も条件によっては焼鈍を行い、結晶性を良
好にすることが必要となる。この方法に加えてＲ／Ｄ
法、メカニカルアロイング法、ＨＤＤＲ法により調製し
た合金は、微細な結晶粒を調整したり、Ｍ成分の組成に
分布を持たしたりすることが可能であるため、本発明の
効果をより顕著にすることが可能である。

【００２６】ところで、焼鈍条件によっては、合金の結
晶相が異なる場合がある。例えば、Ｒ成分によっては、
焼鈍した場合と急冷した場合で、菱面体晶系をとる場合
と六方晶系をとる場合がある。従って、焼鈍の条件は充
分注意を要するし、また焼鈍条件を制御することで目的
とする結晶相を選ぶことができる。（２）粗粉砕及び分級上記方法で作製した合金インゴットを直接窒化すること
も可能であるが、結晶粒径が５００μｍより大きいと窒
化処理時間が長くなり、粗粉砕を行ってから窒化する方
が効率的である。

【００２７】粗粉砕はジョ−クラッシャー、ハンマー、
スタンプミル、ローターミル、ピンミル、コーヒーミル
などを用いて行う。また、ボールミルやジェットミルな
どのような粉砕機を用いても、条件次第では窒化に適当
な、合金粉末の調製が可能である。また、粗粉砕の後、
ふるい、振動式あるいは音波式分級機、サイクロンなど
を用いて粒度調整を行うことも、より均質な窒化を行う
ために有効である。

【００２８】粗粉砕、分級の後、不活性ガスや水素中で
焼鈍を行うと構造の欠陥を除去することができ、場合に
よっては効果がある。以上で、本発明の製造法における
希土類−鉄合金の粉体原料またはインゴット原料の調製
法を例示したが、これらの原料の結晶粒径、粉砕粒径、
微構造、表面状態などにより、以下に示す窒化の最適条
件に違いが見られる。（３）窒化・焼鈍窒化はアンモニアガス、窒素ガスなどの窒素源を含むガ
スを、上記（１）または、（１）及び（２）で得たＲ−
Ｆｅ−Ｍ合金粉体またはインゴットに接触させて、結晶
構造内に窒素を導入する工程である。

【００２９】このとき、窒化雰囲気ガス中に水素を共存
させると、窒化効率が高いうえに、結晶構造が安定なま
ま窒化できる点で好ましい。またアルゴン、ヘリウム、
ネオンなどの不活性ガスなどを共存させる場合もある。
窒化反応は、ガス組成、加熱温度、加熱処理時間、加圧
力で制御し得る。このうち加熱温度は、母合金組成、窒
化雰囲気によって異なるが、２００〜６５０℃の範囲で
選ばれる。２００℃以下では窒素の侵入速度が遅く、反
応に時間がかかりすぎ好ましくなく、６５０℃以上では
主相が分解して磁気特性が劣化する。

【００３０】また窒化を行った後、不活性ガス及び又は
水素ガス中で焼鈍することは磁気特性を向上させる点で
好ましい。窒化・焼鈍装置としては、横型、縦型の管状
炉、回転式反応炉、密閉式反応炉などが挙げられる。何
れの装置においても、本発明の磁性材料を調整すること
が可能であるが、特に窒素組成分布の揃った粉体を得る
ためには回転式反応炉を用いるのが好ましい。

【００３１】反応に用いるガスは、ガス組成を一定に保
ちながら１気圧以上の気流を反応炉の送り込む気流方
式、ガスを容器に加圧力０．０１〜７０気圧の領域で封
入する封入方式、或いはそれらの組合せなどで供給す
る。本磁性材料の製造方法としては、（１）、（２）で
例示した方法でＲ−Ｆｅ−Ｍ組成の母合金を調製してか
ら、（３）に示した方法で窒化する工程を用いるのが最
も好ましく、この方法によれば融点の高いＭ成分を母合
金の所望の部分に含有させることが可能となり、耐酸化
性向上に特に効果的である。

【００３２】以上が本発明のＲ−Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系磁性材
料の製造法に関する説明であるが、特に実用的な硬磁性
材料として本発明の磁性材料を応用する際には、（４）
微粉砕、（５）磁場成形、（６）着磁を行う場合があ
る。以下、その例を簡単に示す。（４）微粉砕例えば、単磁区粒子型のＲ−Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系磁性材料の
うち、特に、窒化処理後も大きな結晶粒径を保っていて
かつ大きな保磁力を発現させたい場合、窒化処理後も多
結晶粒体を保っていてかつ異方性の硬磁性材料としたい
場合などに微粉砕を行う。

【００３３】微粉砕の方法としては、回転ボールミル、
振動ボールミル、遊星ボールミル、ウエットミル、ジェ
ットミル、カッターミル、ピンミル、自動乳鉢及びそれ
らの組合せなどが用いられる。水素や酸素の量の調整及
び目標とする粉砕粒径に応じて、微粉砕方法が選ばれ
る。

【００３４】水素や酸素の量を本発明の特に好ましい範
囲に制御する方法としては、例えばジェットミルを用い
る場合、粉砕ガス中のの酸素及び水蒸気濃度を所定の濃
度に保ったり、またアトライターなどの湿式粉砕を用い
る場合は、溶媒中の溶存酸素や水分量を調整するなどの
方法が挙げられる。（５）磁場成形例えば、（３）又は（４）で得た磁性粉体を異方性ボン
ド磁石に応用する場合、熱硬化性樹脂や金属バインダー
と混合したのち磁場中で圧縮成形したり、熱可塑性樹脂
と共に混練したのち磁場中で射出成形を行ったりして、
磁場成形する。

【００３５】磁場成形は、Ｒ−Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系磁性材料
を充分に磁場配向せしめるため、好ましくは１０ｋＯｅ
以上、さらに好ましくは１５ｋＯｅ以上の磁場中で行
う。（６）着磁（５）で得た異方性ボンド磁石材料や、焼結磁石材料に
ついては、磁石性能を高めるために、通常着磁が行われ
る。

【００３６】着磁は、例えば静磁場を発生する電磁石、
パルス磁場を発生するコンデンサー着磁器などによって
行う。充分着磁を行わしめるための、磁場強度は、好ま
しくは１５ｋＯｅ以上、さらに好ましくは３０ｋＯｅ以
上である。

【００３７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。評価方法は以下のとおりである。（１）磁気特性平均粒径約３μｍのＲ−Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系磁性材料を、外
部磁場１５ｋＯｅ中、１２ｔｏｎ／ｃｍ²で５ｍｍ×１
０ｍｍ×２ｍｍ程度に成形し、室温で６０ｋＯｅの磁場
でパルス着磁した後、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用
いて、固有保磁力（ｉＨｃ／ｋＯｅ）を測定した。（２）窒素量、窒素量及び水素量Ｓｉ₃Ｎ₄（ＳｉＯ₂を定量含む）を標準試料として、
不活性ガス融解法により窒素及び酸素量を定量した。水
素量は、高純度水素ガス（９９．９９９％）を標準ガス
として、不活性ガス融解法により定量した。（３）平均粒径リー・ナース比表面積計を用いて、評価した。（４）耐酸化性能（１）で評価した平均粒径約３μｍの粉体の成形品を、
１１０℃の恒温槽に入れ、２００時間後の固有保磁力を
（１）と同様にして測定し、（１）の結果と比較して固
有保磁力の保持率（％）を求めた。保持率の高いものほ
ど、耐酸化性能が高い。（５）酸化試験平均粒径約１５μｍに調整した粗粉体試料１０ｍｇを熱
天秤に入れ、５０ｍｌ／ｍｉｎの空気気流中、昇温速度
１０℃／ｍｉｎの条件で５０℃から２５０℃までの重量
変化率（重量％）を測定した。重量変化率の小さいもの
ほど酸化されにくい。

【００３８】

【実施例１】純度９９．９％のＳｍ、純度９９．９％の
Ｆｅ及び純度９９．９％のＶを用いてアルゴンガス雰囲
気下高周波溶解炉で溶解混合し、次いで溶湯を純鉄の鋳
型中に流し込んで冷却し、さらにアルゴン雰囲気中で、
１０５０℃、３５時間焼鈍することにより、Ｓｍ
_10.9（Ｆｅ_0.9Ｖ_0.1）_89.1組成の合金を調製した。

【００３９】この合金をジョークラッシャーにより粉砕
し、次いで窒素雰囲気中ローターミルでさらに粉砕した
後、ふるいで粒度を調整して、平均粒径約５０μｍの粉
体を得た。このＳｍ−Ｆｅ−Ｖ合金粉体を横型管状炉に
仕込み、４５０℃において、アンモニア分圧０．３２ａ
ｔｍ、水素ガス０．６８ａｔｍの混合気流中で加熱処理
し、続いてアルゴン気流中で焼鈍したのち、平均粒径約
１５μｍに調整した。次いでジェットミルにより、該粉
体を平均粒径約３μｍに粉砕した。このとき、粉砕ガス
として、窒素を主体とし一部酸素及び水蒸気を混入させ
たガスを用いた。

【００４０】得られたＳｍ−Ｆｅ−Ｖ−Ｎ系粉体の組
成、耐酸化性能、酸化試験結果を表１に示した。また約
３μｍに粉砕したＳｍ−Ｆｅ−Ｖ−Ｎ系粉体の成形体の
固有保磁力は５．６ｋＯｅ、残留磁束密度は８．３ｋＧ
であった。なお、Ｘ線回折法により解析した結果、この
材料の結晶構造は主として菱面体晶であり、Ｖ単体に対
応する回折線は見られなかった。

【００４１】

【実施例２〜１２】母合金の組成を、表１に示す組成比
に変更する以外は実施例１と同様な操作によって、Ｒ−
Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系粉体を得た。その結果を表１に示す。な
お、Ｘ線回折の結果、実施例７を除いた材料は菱面体晶
を有する物質が大部分を占め、実施例７の材料には菱面
体晶を有する物質に正方晶を有する物質が混じっている
ことが判った。

【００４２】

【比較例１】Ｖを加えないで、その分量（原子％）だけ
Ｆｅを加える以外は実施例１と同様にして、Ｓｍ−Ｆｅ
−Ｎ系粉体を得た。その結果を表１に示す。

【００４３】

【比較例２】実施例１で得た粒径約３μｍのＳｍ
_9.1（Ｆｅ_0.9Ｖ_0.1）_74.4Ｎ_13.7Ｈ_0.5Ｏ_2.3組成の
粉体を、２ｔｏｎ／ｃｍ²、１５ｋＯｅの条件で磁場成
形したあと、アルゴン雰囲気下、８００℃、１時間の条
件で熱処理を行った。これを急冷したときの成形体の固
有保磁力は０．０４ｋＯｅであった。この成形体を再び
約３μｍに粉砕した粉体の固有保磁力は０．０４ｋＯｅ
であった。なおこの材料の結晶構造をＸ線回折により解
析した結果、α−鉄、窒化鉄に対応する回折線が主に検
出された。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、優
れた耐酸化性を有し、磁気特性の高い希土類−鉄−窒素
系磁性材料を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｆ 1/06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式Ｒα（Ｆｅ_(1-γ₎Ｍγ）_(100-α
_-β₎Ｎβで表される磁性材料であり、ＲはＹを含む希
土類元素のうち少なくとも一種、Ｍは、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの
元素のうち少なくとも一種、α、βは原子百分率で３≦α≦２０３≦β≦３０ γは原子比で０．００１≦γ≦０．５であって、かつそのＲ、Ｆｅ、Ｍ及びＮを含んだ相が菱
面体晶または六方晶の結晶構造を含有することを特徴と
する磁性材料。
【請求項２】上記請求項１に記載の磁性材料の成分であ
るＦｅの０．０１〜５０原子％をＣｏで置換した組成を
有することを特徴とする磁性材料。
【請求項３】一般式Ｒα_/(100-β₎（Ｆｅ_(1-γ₎Ｍ
γ）_(100-α_-β_)/(100-β₎で表される合金を、窒素
ガス、アンモニアガスのうち少なくとも一種を含む雰囲
気下で、２００〜６５０℃の範囲で熱処理することを特
徴とする上記請求項１又は２に記載の磁性材料の製造
法。