JPS6046346A - ネオジム合金とその製造方法 - Google Patents
ネオジム合金とその製造方法Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はネオジム合金及びその製造方法に関する。
希土類セリ金属(ランタン、セリウム、プラセオジム及
びネオジムを再分類する名称)の中でネオジムはその塩
の電解により工業的に製造することができない唯一の金
属である。実際、栗田[電気化学35巻(力筒496頁
−第501頁(1967)Jには塩化ネオジム、塩化カ
リウム融解洛中での電解により収率6〜20%の純粋な
ネオジムが得られることが記載されている。
びネオジムを再分類する名称)の中でネオジムはその塩
の電解により工業的に製造することができない唯一の金
属である。実際、栗田[電気化学35巻(力筒496頁
−第501頁(1967)Jには塩化ネオジム、塩化カ
リウム融解洛中での電解により収率6〜20%の純粋な
ネオジムが得られることが記載されている。
従゛つて、金属ネオジムから出発してネオジム合金を得
るのは工業的に価値のある方法とは見られない。
るのは工業的に価値のある方法とは見られない。
本発明の目的は工業的調造方法に従って得られた新規な
ネオジム合金を提供することである。
ネオジム合金を提供することである。
本発明の対象はネオジムと鉄を含有することを特徴とす
る新規なネオジム合金である。
る新規なネオジム合金である。
本発明の一つの実施態様はネオジムと、鉄と、イツトリ
ウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ガドリニウ
ム、テルビウムジスプロシウム、ホルミウム、エルビウ
ム、ツリウム及びルテシウムより成る群より選ばれた他
の希土類金属元素の一種以上とを含有することを特徴と
するネオジム合金である。
ウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ガドリニウ
ム、テルビウムジスプロシウム、ホルミウム、エルビウ
ム、ツリウム及びルテシウムより成る群より選ばれた他
の希土類金属元素の一種以上とを含有することを特徴と
するネオジム合金である。
これらの合金中に存在する希土類金属元素はイツトリウ
ムとランタニド類より成る群に属する全ての金属からサ
マリウム、ユーロピウム及びインテルビウムを除いた金
属である。
ムとランタニド類より成る群に属する全ての金属からサ
マリウム、ユーロピウム及びインテルビウムを除いた金
属である。
以下の説明において簡単のため「TR金属」という朋語
を前記の群より選ばれた希土類金属元素又はこれらの混
合物を指称するものとして使用する0 本発明の別の対象は鉄の存在下でハロゲン化ネオジム及
び場合によってTR金属を還元剤金属で還元することを
特徴とするネオジム合金の製造方法である。
を前記の群より選ばれた希土類金属元素又はこれらの混
合物を指称するものとして使用する0 本発明の別の対象は鉄の存在下でハロゲン化ネオジム及
び場合によってTR金属を還元剤金属で還元することを
特徴とするネオジム合金の製造方法である。
ハロゲン化ネオジムとしては弗化ネオジム若しくは塩化
ネオジム又はそれらの混合物が使用されるが、弗化ネオ
ジムを使用するのが好ましい。
ネオジム又はそれらの混合物が使用されるが、弗化ネオ
ジムを使用するのが好ましい。
使用するハロゲン化物は高純度であること、すなわち酸
化物及びオキシハロゲン化物が残存しておらず、乾燥し
ていることが望ましい。含水量は5%未満好ましくは2
%未満でなければならない。
化物及びオキシハロゲン化物が残存しておらず、乾燥し
ていることが望ましい。含水量は5%未満好ましくは2
%未満でなければならない。
弗化ネオジムは吸湿性が低いので無水状態で取扱うこと
ができる。
ができる。
これに対して、塩化ネオジムは塩化ネオジム1モル当り
6〜7モルの水を含有する水化物の形で存在する。これ
は一般に塩酸と三二酸化ネオジムの反応により調製され
る。
6〜7モルの水を含有する水化物の形で存在する。これ
は一般に塩酸と三二酸化ネオジムの反応により調製され
る。
この塩化物を使用するには100℃〜500℃、好まし
くは200°C〜250℃の温度で乾燥する工程が必要
である。この操作は空気を使用するか例えば1 tnr
nH9(134522Pa)〜100mmH9(13,
352,2Pa)の減圧下で行なうことができる。
くは200°C〜250℃の温度で乾燥する工程が必要
である。この操作は空気を使用するか例えば1 tnr
nH9(134522Pa)〜100mmH9(13,
352,2Pa)の減圧下で行なうことができる。
この処理は弗化ネオジムにも同様に適している。
乾燥時間は2〜24時間である。
上記のハロゲン化ネオジムの乾燥条件は何ら臨界的意社
をもたず、単に好ましい条件を示す。
をもたず、単に好ましい条件を示す。
ハロゲン化ネオジムの粒径は種々の値をとり得る。
商業的に入手できるのは粒径40〜150μmの粉末状
のハロゲン化ネオジムである。粒径が還元速度に影響を
与えるので粉末は微細な方がよいが、そのためにはハロ
ゲン化ネオジムの平均粒径が100μm未満となるよう
に粉砕操作が必要となることもある。
のハロゲン化ネオジムである。粒径が還元速度に影響を
与えるので粉末は微細な方がよいが、そのためにはハロ
ゲン化ネオジムの平均粒径が100μm未満となるよう
に粉砕操作が必要となることもある。
TR金属のハロゲン化物としてはTR金属の弗化物、塩
化物及びこれらの混合物を選ぶことができるが、TR金
属の弗化物を使用するのが好ましい。
化物及びこれらの混合物を選ぶことができるが、TR金
属の弗化物を使用するのが好ましい。
TR金属ハロゲン化物を使用する際の必要な性質及び条
件はハロゲン化ネオジムの場合と同じである。
件はハロゲン化ネオジムの場合と同じである。
上記を考慮して異なる希土類金属のハロゲン化物の混合
物を使用することも可能である。
物を使用することも可能である。
本発明で使用する還元剤金属はアルカリ金属、アルカリ
土類金属又はこれらの混合物であってもよい。アルカリ
金属としてはナトリウム、リチウム又はカリウムが挙げ
られる。アルカリ土類金属としてはカルシウム又はマグ
ネシウムが挙げられる。
土類金属又はこれらの混合物であってもよい。アルカリ
金属としてはナトリウム、リチウム又はカリウムが挙げ
られる。アルカリ土類金属としてはカルシウム又はマグ
ネシウムが挙げられる。
カルシウム又はマグネシウムを使用するのが好ましく、
特に好ましいのはカルシウムである。
特に好ましいのはカルシウムである。
還元剤金属は市販の形状すなわち塊状、粒金状又は球状
で使用される。
で使用される。
ネオジムとの合金に含まれる鉄については低温で融解し
得る合金を与えるので工業的に有利な方法となっている
。
得る合金を与えるので工業的に有利な方法となっている
。
鉄は市販の形状すなわち粉末状又は鱗片状のような形の
まま使用される。
まま使用される。
本発明の方法の一つの好適な実施態様は反応媒体に塩化
カルシウム又は場合によって弗化カルシウムを添加して
反応により形成されるスラグの融点と比重を低下させて
形成されたネオジム−鉄合金がより容易に分離するよう
にすることがら成る。
カルシウム又は場合によって弗化カルシウムを添加して
反応により形成されるスラグの融点と比重を低下させて
形成されたネオジム−鉄合金がより容易に分離するよう
にすることがら成る。
CaF2−CaC1,スラグを得る目的で、ネオジム源
が弗化ネオジムのときは塩化カルシウムを添加し、ネオ
ジム源が塩化ネオジムのときは弗化カルシウムを添加す
る。ハロゲン化ネオジムが弗化物と塩化物の混合物であ
るならば後に定義される組成のCaF2−CaC11混
合物を得るように塩化物と弗化物の混合物を添加する。
が弗化ネオジムのときは塩化カルシウムを添加し、ネオ
ジム源が塩化ネオジムのときは弗化カルシウムを添加す
る。ハロゲン化ネオジムが弗化物と塩化物の混合物であ
るならば後に定義される組成のCaF2−CaC11混
合物を得るように塩化物と弗化物の混合物を添加する。
TR金属ハロゲン化物が存在する場合において、弗化ネ
オジムとTR金属弗化物とを使用するときは塩化カルシ
ウムを添加する必要があり、塩化ネオジムとTR金属塩
化物とを使用するときは弗化カルシウムを添加する必要
がある。ハロゲン化ネオジム又はTR金属ハロゲン化物
が弗化物と塩化物との混合物であるならば、又はハロゲ
ン化ネオジムとTR金属ハロゲン化物が異なる種類であ
るならば所望の組成を得るためにCaFl −CaC1
2混合物を添加する必要がある。
オジムとTR金属弗化物とを使用するときは塩化カルシ
ウムを添加する必要があり、塩化ネオジムとTR金属塩
化物とを使用するときは弗化カルシウムを添加する必要
がある。ハロゲン化ネオジム又はTR金属ハロゲン化物
が弗化物と塩化物との混合物であるならば、又はハロゲ
ン化ネオジムとTR金属ハロゲン化物が異なる種類であ
るならば所望の組成を得るためにCaFl −CaC1
2混合物を添加する必要がある。
本発明に従えば、市販のハpゲン化カルシウムニ無水弗
化カルシウム及び無水塩化カルシウム、1mmHg(1
31522pa )〜1 00?7!771 Hり(1
3,332,2Pa)の程度の減圧下300℃〜400
℃で乾燥する必要のある工水化塩化カルシウムを使用
することができる。
化カルシウム及び無水塩化カルシウム、1mmHg(1
31522pa )〜1 00?7!771 Hり(1
3,332,2Pa)の程度の減圧下300℃〜400
℃で乾燥する必要のある工水化塩化カルシウムを使用
することができる。
本発明の方法はハロゲン化ネオジム、場合によってTR
金属ハロゲン化物、還元剤金属、鉄及び場合によってハ
ロゲン化カルシウムを下記の割合で混合することから成
る。
金属ハロゲン化物、還元剤金属、鉄及び場合によってハ
ロゲン化カルシウムを下記の割合で混合することから成
る。
添加されたTR金属ハロゲン化物の社は所望の合金の組
成に応じて計算される。この量はTR金属がネオジムと
TR金属とから成る混合物の0〜50重量%、好ましく
は0〜10重量%を占めるように定餡するのが好ましい
。還元剤金属の姐は広い範囲内で変えられる。しかしな
がら、ハロゲン化ネオジム及び場合によってTR金属ハ
ロゲン化物を還元するのに十分な量を使用するのが望ま
しいが、最終的に得られる合金中にがなりの151残留
することを望まないならば鍛はさほど多くする必要はな
い。還元剤金属の量は少なくとも理論類に等しいか又は
少し過剰がよく、理k mの20%以下でよい。
成に応じて計算される。この量はTR金属がネオジムと
TR金属とから成る混合物の0〜50重量%、好ましく
は0〜10重量%を占めるように定餡するのが好ましい
。還元剤金属の姐は広い範囲内で変えられる。しかしな
がら、ハロゲン化ネオジム及び場合によってTR金属ハ
ロゲン化物を還元するのに十分な量を使用するのが望ま
しいが、最終的に得られる合金中にがなりの151残留
することを望まないならば鍛はさほど多くする必要はな
い。還元剤金属の量は少なくとも理論類に等しいか又は
少し過剰がよく、理k mの20%以下でよい。
鉄の爪は合金の所望の組成に従って調整される。
この鼠は反応温度においてネオジムと鉄で融解し得る合
金が得られるように決められ、鉄が得られた合金の5〜
60重量%となるように計算される。
金が得られるように決められ、鉄が得られた合金の5〜
60重量%となるように計算される。
ハロケン化カルシウムの添加於は塩化カルシウムを30
〜70重量%、好ましくは60〜70i量%含有するス
ラグが得られるように調樒される。
〜70重量%、好ましくは60〜70i量%含有するス
ラグが得られるように調樒される。
種々(7)/’ロゲン化ネオジム、TR合金14. ハ
o ケ”7化物、ハロゲン化カルシウム及び前記金属が
所紹の重量組成をもつ「装入物」を構成している。この
装入物の構成成分は任意の順序で反h6さぜることがで
きる。例えば全宿成成分を同時に混合してもよいし、一
方においてハロゲン化ネオジムとハロゲン化カルシウム
と場合によってTR金属ハロゲン化物とを混合し、他方
において還元剤金属と鉄とを混合して予備混合物を作っ
てもよい。
o ケ”7化物、ハロゲン化カルシウム及び前記金属が
所紹の重量組成をもつ「装入物」を構成している。この
装入物の構成成分は任意の順序で反h6さぜることがで
きる。例えば全宿成成分を同時に混合してもよいし、一
方においてハロゲン化ネオジムとハロゲン化カルシウム
と場合によってTR金属ハロゲン化物とを混合し、他方
において還元剤金属と鉄とを混合して予備混合物を作っ
てもよい。
反応は800°C〜1.100℃の温度で行なう。
温度の上限には何ら臨界的な意義はな(1,400°C
のような高い値にすることもできるが、900°C〜1
.100℃の温度を選ぶのが好ましい。
のような高い値にすることもできるが、900°C〜1
.100℃の温度を選ぶのが好ましい。
反応は大気圧下で不活性ガス雰囲気において行なわれる
。このために圧力を臨界的意餡はないが例えば1mmH
り(133,322Pa) 〜100mmH9(14s
:5z2pa)に低下ざセで空気を除去した後不活性ガ
ス:希ガス特にアルゴンで掃気する。例えば分子篩に通
したりする慣用技術によって実現される脱水及び脱酸素
処理を希ガスに施すのが望ましい。
。このために圧力を臨界的意餡はないが例えば1mmH
り(133,322Pa) 〜100mmH9(14s
:5z2pa)に低下ざセで空気を除去した後不活性ガ
ス:希ガス特にアルゴンで掃気する。例えば分子篩に通
したりする慣用技術によって実現される脱水及び脱酸素
処理を希ガスに施すのが望ましい。
還元工程を通じて不活性豚囲気を維持する。
反応時間は装置の容量及び温度上昇性能によって決まる
。一般に、一度所望の温度に達すると30分〜3時間に
わたってその温度を維持する。
。一般に、一度所望の温度に達すると30分〜3時間に
わたってその温度を維持する。
加熱の間、反応媒体に二つの相が形成される。
すなわち、ネオジム−鉄合金から成る金属相とその上に
生じる合金より比重の小さいCaF2−CaCl2から
成るスラグである。
生じる合金より比重の小さいCaF2−CaCl2から
成るスラグである。
上記加熱時間が終わると加熱を停止する。
直ちに加熱しながら鋳型に流すことにより又は周囲湿度
(15℃〜25°C)で不活性ガス膠囲気において放冷
して合金が凝固するようにした後鋳型から取出すことが
できる。
(15℃〜25°C)で不活性ガス膠囲気において放冷
して合金が凝固するようにした後鋳型から取出すことが
できる。
ハロゲン化物中に含まれるネオジムに対する割合で表わ
した合金中のネオジムの収率は80〜96%である。
した合金中のネオジムの収率は80〜96%である。
金属相に同様に他の希土類金属が含まれている場合には
ハロゲン化物中に含有される希土類金月に対する割合で
表わされた希土類金属(ネオジム十TR金属)の収率は
75〜95%である。
ハロゲン化物中に含有される希土類金月に対する割合で
表わされた希土類金属(ネオジム十TR金属)の収率は
75〜95%である。
上記のような本発明の方法は冶金で使用される従来の型
の装置において使用することができる。
の装置において使用することができる。
還元は弗化水素及び塩化水素の蒸気に抵抗性の材料から
成る反応器内に置かれたるつぼ内で行なわれる。るつぼ
は耐火鋼製、例えばクロム25%及びニッケル20%を
含有する鋼製、好ましくはインコネルにニッケル、クロ
ム20%、鉄5%、モリブデン8〜10%)製から選ぶ
ことができる。
成る反応器内に置かれたるつぼ内で行なわれる。るつぼ
は耐火鋼製、例えばクロム25%及びニッケル20%を
含有する鋼製、好ましくはインコネルにニッケル、クロ
ム20%、鉄5%、モリブデン8〜10%)製から選ぶ
ことができる。
この反応器は温度調節装置(例えば熱電対)、不活性ガ
ス入口及び不活性ガス出口を備えている。
ス入口及び不活性ガス出口を備えている。
上部には冷却液が循環する二重外套を備えている。
この反応器は6導加熱炉又は電気抵抗により加熱された
炉内に置かれる。温度調節装置を沈めたるつぼは反応器
の底に置かれる。これはハロゲン化ネオジムに抵抗性の
ある材料で構成されているかこれらに抵抗性の被覆をも
っていなければならない。タンタル製のるつぼを使用す
るのが好ましい。
炉内に置かれる。温度調節装置を沈めたるつぼは反応器
の底に置かれる。これはハロゲン化ネオジムに抵抗性の
ある材料で構成されているかこれらに抵抗性の被覆をも
っていなければならない。タンタル製のるつぼを使用す
るのが好ましい。
一度び反応が行なわれると融解した合金は例えば鋳物製
のU型に流し込むことができる。
のU型に流し込むことができる。
本発明に従って得られた合金は下記の重量組成をもって
いる。すなわち、 ネオジム 70〜95% 鉄 5〜30 % ごく小社の還元剤金錫の存在が認められるが、その量は
0〜3重愈%の範囲内である。
いる。すなわち、 ネオジム 70〜95% 鉄 5〜30 % ごく小社の還元剤金錫の存在が認められるが、その量は
0〜3重愈%の範囲内である。
本発明に従えば、同様に、下記の重量組成をもつ合金を
得ることができる。
得ることができる。
ネオジムとTR金属の混合物 70〜95%鉄 5〜3
0% ネオジムとTR金属の混合物においてTR金属の割合は
ネオジムとTR金属から成る混合物の0〜50重り%、
好ましくは0〜10重童%を占めていてもよい。
0% ネオジムとTR金属の混合物においてTR金属の割合は
ネオジムとTR金属から成る混合物の0〜50重り%、
好ましくは0〜10重童%を占めていてもよい。
同様に、ごく小量すなわち0〜3重量%の還元剤金属の
存在が認められる。
存在が認められる。
以下に得られた合金の好ましい組成を挙げるが、それら
は単なる例示であり本発明を限定するものではない。
は単なる例示であり本発明を限定するものではない。
ネオジム−鉄合金
ネオジム 83〜91%
鉄 9〜16 %
カルシウム O〜 1%
ネオジム−鉄−TR合金合金
ネオジムとTR金属の混合物 83〜91%鉄 9〜1
6% カルシウム 0〜3% 本発明に従って得られた合金は95%までネオジムを含
有できるので非常にネオジムに富んでいる。
6% カルシウム 0〜3% 本発明に従って得られた合金は95%までネオジムを含
有できるので非常にネオジムに富んでいる。
これらの合金は特に永久磁石の製造において母材合金と
して使用することができる。
して使用することができる。
本発明の詳細な説明する前に合金の種々の構成成分の調
合方法を簡潔に説明する。すなわち、調合方法は以下の
技術に従う。
合方法を簡潔に説明する。すなわち、調合方法は以下の
技術に従う。
ネオジムと場合によって他の希土類金屑を下記の化学的
方法に従って一緒に、さらにX螢光により別々に調合す
る。化学的調合は次の工程から成る0 合金サンプルを酸性媒体に溶解する。
方法に従って一緒に、さらにX螢光により別々に調合す
る。化学的調合は次の工程から成る0 合金サンプルを酸性媒体に溶解する。
得られた溶液を沸騰させる。
還元剤金属、鉄及び希土類元素をアンモニア処理により
pH9において水酸化物の形で沈澱させた後、得られた
沈澱を1過洗浄する。
pH9において水酸化物の形で沈澱させた後、得られた
沈澱を1過洗浄する。
希土類元素の水酸化物の沈澱を酸媒体に再溶解する〇
得られた溶液を沸騰させて蓚酸アン、モニウムを添加し
て希土類元素の蓚酸塩を得る。
て希土類元素の蓚酸塩を得る。
希土類元素の蓚酸塩を900°Cで1時間焼成して酸化
物に転換する。
物に転換する。
得られた酸化物の蛍を秤坦して合金中に含まれる希土類
元素の量を計算する。
元素の量を計算する。
他の金属、還元剤金属及び鉄を原子吸収により滴定する
。
。
以下の説明においてネオジム−鉄合金の調製例(実施例
1)及びネオジム−プラセオジム−鉄の二つの調整例(
実施例2及び実施例3)を示す。
1)及びネオジム−プラセオジム−鉄の二つの調整例(
実施例2及び実施例3)を示す。
実施例1
鉄12%を含有するネオジム−鉄合金の調製初めに塩化
カルシウム382.2 (lを粗粉砕した後これを1
mmHg(133j22Pa)の減圧下650°C〜4
00℃の温度で3時間乾燥する。
カルシウム382.2 (lを粗粉砕した後これを1
mmHg(133j22Pa)の減圧下650°C〜4
00℃の温度で3時間乾燥する。
次いで、乾燥状態の塩化カルシウム382.29と平均
粒径60μmの弗化ネオジム281.49を含む予備混
合物を作る。この混合物の乾燥31 mmH9(133
j22Pa)の減圧下225°Cの温度の真空乾燥室内
で24時間行なう。これにより上記装入物は使用できる
状態となる。
粒径60μmの弗化ネオジム281.49を含む予備混
合物を作る。この混合物の乾燥31 mmH9(133
j22Pa)の減圧下225°Cの温度の真空乾燥室内
で24時間行なう。これにより上記装入物は使用できる
状態となる。
弗化ネオジムの熱カルシウム還元反応は約11容のタン
タル製るつぼ内で行なわれる。このるつぼはインコネル
製反応器の底に置かれており、この反応器はアルゴンの
出口と入口及びるつぼ内の反応媒体に沈んでいる温度計
のケースを備えている。反応器の上部には冷却水(約1
0℃)の循環する二重外套が設けられている。
タル製るつぼ内で行なわれる。このるつぼはインコネル
製反応器の底に置かれており、この反応器はアルゴンの
出口と入口及びるつぼ内の反応媒体に沈んでいる温度計
のケースを備えている。反応器の上部には冷却水(約1
0℃)の循環する二重外套が設けられている。
装入物の構成成分の割合は下記の条件が満たされるよう
に定義される。
に定義される。
鉄12%を含有する合金が得られること。
理論的に必要とされる重量に対して20%過剰量のカル
シウムを含むこと。
シウムを含むこと。
塩化カルシウム70%を含有するスラグが形成されるこ
と。
と。
るつぼの底に鱗片状の鉄27.5 g、粒金状のカルシ
ウム1019、及び塩化カルシウム38z2りと弗化ネ
オジム281.49とを含有する前記装入物を順次導入
する。
ウム1019、及び塩化カルシウム38z2りと弗化ネ
オジム281.49とを含有する前記装入物を順次導入
する。
るつぼを反応器に戻すや否や反応器を閉じ、圧力を約1
00 mmH9(I Is 32.2Pa )に低下さ
せて空気を追い出した後、乾燥アルゴンを掃気し反応中
これを維持する。
00 mmH9(I Is 32.2Pa )に低下さ
せて空気を追い出した後、乾燥アルゴンを掃気し反応中
これを維持する。
同時に、1,100℃に設定された温度が得られるまで
昇温し、この温度を30分間維持する。
昇温し、この温度を30分間維持する。
スラグ562gが回収され、加熱しつつ妨物製の鋳型に
流し込むことにより18B9の合金が回収される。弗化
ネオジムに含まれるネオジムの割合で表わされた合金中
のネオジムの収率は81%である。
流し込むことにより18B9の合金が回収される。弗化
ネオジムに含まれるネオジムの割合で表わされた合金中
のネオジムの収率は81%である。
得られた合金の分析値は下記の通りである。
ネオジム 874%
鉄 12 %
カルシウム 0.6%
実施例2
初めに塩化カルシウム53α89を粗粉砕した後これを
1 mmH9(133j22Pa )の減圧下350℃
〜400°Cの温度で3時間乾燥する0次いで乾燥状態
の塩化カルシウム530.89と、弗化ネオジム96.
4%及び弗化プラセオジム3.6%を含有する平均粒径
60μmnの混合物390.82とから成る予備混合物
を作る。この混合物の乾燥を1mmHり(1!15j2
2Pa) の減圧下225℃の温度の真空乾燥室内で2
4時間行なう。これにより上記装入物は使用できる状態
になる。
1 mmH9(133j22Pa )の減圧下350℃
〜400°Cの温度で3時間乾燥する0次いで乾燥状態
の塩化カルシウム530.89と、弗化ネオジム96.
4%及び弗化プラセオジム3.6%を含有する平均粒径
60μmnの混合物390.82とから成る予備混合物
を作る。この混合物の乾燥を1mmHり(1!15j2
2Pa) の減圧下225℃の温度の真空乾燥室内で2
4時間行なう。これにより上記装入物は使用できる状態
になる。
弗化ネオジムと弗化プラセオジムの熱カルシウム還元反
応は約1ノ容のタンタル製るつぼ内で行なわれる。この
るつぼはインコネル製反応器の底に置かれており、この
反応器はアルゴンの入口と出口及びるつぼ内の反応媒体
に沈んでいる温度計のケースを備えている。反応器の上
部には冷却水(約10℃)の循環する二重外套が設けら
れている。
応は約1ノ容のタンタル製るつぼ内で行なわれる。この
るつぼはインコネル製反応器の底に置かれており、この
反応器はアルゴンの入口と出口及びるつぼ内の反応媒体
に沈んでいる温度計のケースを備えている。反応器の上
部には冷却水(約10℃)の循環する二重外套が設けら
れている。
装入物の構成成分の割合は下記の条件が満たされるよう
に定義される。
に定義される。
鉄13%を含有する合金が得られること。
理論的に必要とされる重量に対して20%過剰量のカル
シウムを含むこと。
シウムを含むこと。
塩化カルシウム70%を含有するスラグが形成されるこ
と。
と。
るつぼの底に鱗片状の鉄382り、粒金状のカルシウム
140.!J、及び塩化カルシウム530.8りと弗化
ネオジムと弗化プラセオジムの混合物590、89とか
ら成る上記装入物を順次導入する。
140.!J、及び塩化カルシウム530.8りと弗化
ネオジムと弗化プラセオジムの混合物590、89とか
ら成る上記装入物を順次導入する。
るつぼを反応器に戻すや否や反応器を閉じ、圧力を約1
00mm)(り(13,332,2Pa) に低下させ
て空気を追い出した後、乾燥アルゴンを掃気し反応中こ
れを維持する。
00mm)(り(13,332,2Pa) に低下させ
て空気を追い出した後、乾燥アルゴンを掃気し反応中こ
れを維持する。
同時に、1,100℃に設定された温度が得られるまで
昇温し、この温度を60分間維持する。
昇温し、この温度を60分間維持する。
スラグ71Z2りが回収され、加熱しつつ鋳物製の鋳型
に流し込むことにより296gのネオジム−プラセオジ
ム−鉄合金が回収される。弗化ネオジム及び弗化プラセ
オジムの中に含まれる希土類元素の割合により表わされ
る合金中の希土類元素の収率は90%である。
に流し込むことにより296gのネオジム−プラセオジ
ム−鉄合金が回収される。弗化ネオジム及び弗化プラセ
オジムの中に含まれる希土類元素の割合により表わされ
る合金中の希土類元素の収率は90%である。
得られた合金の分析値は下記の通りである。
ネオジム96.4%とプラセオジム3.6%とを含む混
合物 86% 鉄 13% E カルシウム 1% 実施例3 弗化ネオジムと弗化プラセオジムの混合物ではなく塩化
ネオジム58%と塩化プラセオジム42%の混合9+全
使用すること以外は実施例2と同様に操作した。この場
合、塩化ネオジムと塩化プラセオジムは1mmH9(1
33,522Pa ) の減圧下220℃の真空乾燥型
内で3時間乾燥する。
合物 86% 鉄 13% E カルシウム 1% 実施例3 弗化ネオジムと弗化プラセオジムの混合物ではなく塩化
ネオジム58%と塩化プラセオジム42%の混合9+全
使用すること以外は実施例2と同様に操作した。この場
合、塩化ネオジムと塩化プラセオジムは1mmH9(1
33,522Pa ) の減圧下220℃の真空乾燥型
内で3時間乾燥する。
同じ操作態様で使用する装入物は下記の組成をもつ。
鉄 393 g
カルシウム 1449
弗化カルシウム 142.79
塩化ネオジムと塩化プラセオジムの混合物498、67
反応終了時にスラグ519gとネオジム−プラセオジム
−鉄合金2759(希土類元素の収率31%に相当)が
得られた。
−鉄合金2759(希土類元素の収率31%に相当)が
得られた。
得られた合金の組成は下記の通りである。 ′ネオジム
58%とプラセオジム42%の混合物 84% 鉄 16% カルシウム 6%
58%とプラセオジム42%の混合物 84% 鉄 16% カルシウム 6%
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) ネオジムと鉄を含有することを特徴とするネオ
ジム合金。 (2> イツトリウム、ランタン、セリウム、プラセオ
ジム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホ
ルミウム、エルビウム、ツリウム及びルテシウムより成
る群より選ばれた希土類金属の一種以上を含有すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のネオジム合金
。 (3)希土類金属がプラセオジムであることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載のネオジム合金。 (4)ネオジム70〜95%、鉄5〜30%、及び還元
剤金属0〜′5%を含有することを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のネオジム合金。 びカルシウム0〜1%を含有することを特徴とする特許
請求の範囲第4項記載のネオジム合金。 (6)ネオジムと希土類金属の混合物70〜95%、鉄
5〜30%、及び還元勘合[0〜3%を含有することを
特徴とする特許請求の範囲第2項記載のネオジム合金。 (7) ネオジムと希土類金属の混合物86〜91%、
鉄9〜16%、及びカルシウム0〜3%を含有すること
を特徴とする特許請求の範囲第6項記載のネオジム合金
。 (8)希土類金属の割合がネオジムと希土類金属から成
る混合物の重量の0〜50%であることを特徴とする特
許請求の範囲第2.6及び7項のいずれか一項に記載の
ネオジム合金。 (9)希土類金属の割合がネオジムと希土類金属から成
る混合物の重量の0〜10%であることを特徴とする特
許請求の範囲第8項記載のネオジム合金。 arj ハロゲン化ネオジムを鉄の存在下で還元剤求の
範囲第1〜9項のいずれか一項に記載の合金の製造方法
。 aυ1ハロゲン化ネオジムが弗化ネオジム、塩化ネオジ
ム又はこれらの混合物であることを特徴とする特許請求
の範囲第10項記載の方法。 az ハロゲン化ネオジムを100℃〜500℃で空気
により又は1 mmH9(133,322Pa)〜10
0mm H9(1i332,2 P a )の減圧下で
乾燥させることを特徴とする特許請求の範囲第11項記
載の方法。 (13) 還元剤金属がナトリウム、リチウム、カリウ
ムのようなアルカリ金属又はカルシウム若しくはマグネ
シウムのようなアルカリ土類金属であることを特徴とす
る特許請求の範囲第10項記載の方法。 α4)還元剤金属がカルシウムであることを特徴とする
特許請求の範囲第13項記載の方法。 α■ 希土類金属ハ四ゲン化物を添加することを特徴と
する特許請求の範囲第10項記載の方法。 (IQ 希土類金属ハ田ゲン化物を100℃〜500℃
で空気により又は1mmHに1(153,522Pts
) 〜100mmH1(14352,2Pa)の減圧下
で乾燥させることを特徴とする特許請求の範囲第15項
記載の方法。 αη ハロゲン化ネオジムがそれぞれ弗化ネオジム、塩
化ネオジム又はこれらの混合物であるときにそれに対応
して反応媒体に塩化カルシウム、弗化カルシウム又はこ
れらの混合物を添加することを特徴とする特許請求の範
囲第10〜14項のいずれか一項に記載の方法。 a81 弗化ネオジムと希土類金属弗化物を使用すると
きは塩化カルシウムを、塩化ネオジムと希土類金属塩化
物を使用するときは弗化カルシウムを、ハロゲン化ネオ
ジムと希土類金属ハロゲン化物が弗化物と塩化物の混合
物であるとき又はハロゲン化ネオジムと希土類金属ハ四
ゲン化物が異なった種類であるときは弗化カルシウムと
塩化カルシウムの混合物を、反応媒体に添加することを
特徴とする特許請求の範囲第15及び16項のいずれか
一項に記載の方法。 叫 ハロゲン化カルシウムを300℃〜400℃で1m
mHg(133,322Pa)〜1oommm9(13
,332,2Pa)の減圧下で乾燥することを特徴とす
る特許請求の範囲第17及び18項のいずれか一項に記
載の方法。 囚 希土類金属ハロゲン化物の量が、希土類金属の割合
がネオジムと希土類金属から成る混合物の重量の0〜5
0%である合金が得られるような量であることを特徴と
する特許請求の範囲第10〜19項のいずれか一項に記
載の方法。 (2I)希土類金属ハロゲン化物の量が、希土類金属の
割合がネオジムと希土類金属から成る混合物の重量の0
〜10%である合金が得られるような崖であることを特
徴とする特許請求の範囲第20項記載の方法。 (2々 還元剤金属の量が理論量に等しいか又は理論量
より20%以下のわずかに過剰な垣であることを特徴と
する特許請求の範囲第10〜21項のいずれか一項に記
載の方法。 (ハ) 鉄の鼠が、鉄5〜30%を含有する合金が得ら
れるような量であることを特徴とする特許請求の範囲第
10〜22項のいずれか一項に記載の方法。 (財)ハロゲン化カルシウムの添加量が、塩化カルシウ
ム30〜70%を含有するスラグが得られるような量で
あることを特徴とする特*M求の範囲第10〜23項の
いずれか一項に記載の方法。 (ハ)ハロゲン化カルシウムの添加量が塩化カルシウム
60〜70%を含有するスラグが得られるような量であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第24項記載の方法
。 CO反応を大気圧下800’C〜1.10 o”cT不
活性ガス雰囲気において行なうことを特徴とする特許請
求の範囲第10〜25項のいずれか一項に記載の方法。 (2′0 反応を900 ”CN3.100″Cで行な
うことを特徴とする特許請求の範囲第26項記載の方法
。 翰 不活性ガス雰囲気を空気を排除し乾燥アルゴンガス
で掃気することにより実現すること全特徴とする特許請
求の範囲第26項記載の方法。 (ハ)選ばれた温度を30分〜3時間の間維持すること
を特徴とする特許請求の範囲第26又は27項記載の方
法。 OQl 反応終了時、加熱しつつ鋳型に流し込むか、あ
るいは不活性ガス雰囲気で冷却した後鋳型からとり出す
ことにより、得られた合金をスラグから分離することを
特徴とする特許請求の範囲第10〜29項のいずれか一
項に記載の方法。
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