WO1999034376A1 - Ferrite magnet and process for producing the same - Google Patents

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Takashi Takami
Yutaka Kubota
Yasunobu Ogata
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    • C04B2235/85Intergranular or grain boundary phases
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    • C04B2235/9607Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
    • C04B2235/9615Linear firing shrinkage
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/06Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/08Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/086Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together sintered

Definitions

  • the present invention relates to a high-performance ferrite magnet having a substantially magnetoplumbite type crystal structure which is extremely useful in a wide range of magnet application fields, for example, a rotating machine for an automobile or an electric device, a magnet roll for a copying machine, and the like. It has a higher coercive force iHc (or higher coercive force iHc and residual magnetic flux density Br) than conventional ferrite magnets, and a microstructure with a high squareness ratio (Hk / iHc) as desired.
  • the present invention relates to a high-performance flat magnet having the same and a method for manufacturing the same. Background art
  • Ferrite magnets are used in various applications including rotating machines such as motors and generators. In recent years, ferrite magnets with higher magnetic properties have been demanded especially for the purpose of reducing the size and weight in the field of rotating machines for automobiles and for the purpose of increasing the efficiency in the field of rotating machines for electric equipment.
  • high-performance sintered magnets such as Sr ferrite or Ba ferrite have been manufactured through the following steps, for example.
  • a ferrite-forming reaction is caused by calcination to produce a calcined clinker.
  • calcined clinker force one was coarsely pulverized, it Si0 2 for the purpose of controlling sintering behavior, SrC0 3, CaC0 3 or the like and, for the purpose of controlling iHc A1 2 0 3 or Cr 2 0 3 And finely pulverize in a solvent until the average particle size becomes 0.7 to 1.2 ⁇ m.
  • the wet slurry is formed while orienting the slurry containing the finely ground ferrite material in a magnetic field.
  • the obtained molded body is dried, sintered and finally processed into a desired shape.
  • the first method is the atomization method. If the size of the crystal grains in the sintered body is close to the critical single domain particle diameter of about 0.9 m of the magnetoplumbite (M) -type Sr ferrite magnet, iHc is maximized, so the crystal growth during sintering In consideration of this, it is sufficient to pulverize the powder so that the average particle diameter is, for example, 0.7 ⁇ m or less.
  • this method involves atomization The problem is that the dewatering characteristics during wet molding deteriorate and the production efficiency decreases.
  • the second method is to make the crystal grains of the sintered body as uniform as possible.
  • the size of the crystal grains should be made as uniform as possible, and the value should be the critical single domain particle size (about 0.9 m). This is because grains larger or smaller than this value will lead to a decrease in iHc.
  • the specific means of improving the performance by this method is to improve the particle size distribution of the fine powder.However, in the case of industrial production, a crusher such as a ball mill or Atrei Yuichi has to be used. The degree of improvement of the magnetic properties by grinding is naturally limited. In recent years, attempts have been made to produce ferrite fine particles having a uniform particle size by a chemical precipitation method, but this method cannot be said to be suitable for industrial mass production.
  • a third method is to improve the degree of crystal orientation that affects magnetic anisotropy.
  • Specific means in the present method include adding a surfactant to the finely pulverized slurry to improve the dispersibility of ferrite particles in the slurry, and increasing the magnetic field strength during orientation.
  • the fourth method is to increase the density of the sintered body.
  • the theoretical density of the sintered Sr ferrite is 5.15 g / cc.
  • the density of currently marketed Sr fluorite magnets is generally in the range of 4.9 to 5.0 g / cc, which corresponds to a theoretical density ratio of 95 to 97%.
  • Higher densities are expected to improve Br, but higher densities beyond the above density range require expensive densification means such as HIP. As the cost of manufacturing magnets rises, the advantages of inexpensive magnets are lost.
  • a fifth method is to improve the saturation magnetization s or the magnetocrystalline anisotropy constant of the ferrite compound itself, which is the main component (main phase) of the ferrite magnet.
  • An increase in the saturation magnetization s has the potential to directly lead to an increase in the residual magnetic flux density Br.
  • Improvement of the crystal magnetic anisotropy constant has the potential to lead to improvement of the coercive force iHc.
  • W-type ferrite which has a larger saturation magnetization than ferrite compounds with M-type crystal structures that have been produced conventionally, but mass production is difficult due to the difficulty in controlling the sintering atmosphere. Not realized.
  • the magnetite plumbite-type ferrite magnet is magnetized by the magnetic moment of Fe ions, and the magnetic moment has a ferrimagnetic material magnetic structure in which the Fe ion sites are partially arranged in an antiparallel direction.
  • the first method is to replace the Fe ions on the site corresponding to the anti-parallel magnetic moment with another element that has a smaller magnetic moment than the Fe ions or is non-magnetic. is there.
  • the second method is to replace the Fe ions at the site corresponding to the magnetic moment oriented in the parallel direction with another element having a larger magnetic moment than the Fe ions.
  • a method for increasing the crystal magnetic anisotropy constant in the above magnetic structure is to replace Fe ions with another element having a stronger interaction with the crystal lattice. Specifically, the magnetic moment derived from the orbital angular momentum is to be replaced with a remaining or large element.
  • pre-addition method When a compound of a rare earth element such as La and a compound of an M element such as Co are added in order to manufacture a high-performance ferrite magnet by the fifth method, usually before calcination, that is, before the fluorination reaction. (Hereinafter simply referred to as “pre-addition method”).
  • a high-performance ferrite magnet that satisfies both the coercive force iHc (or the coercive force iHc and the residual magnetic flux density Br) and the squareness ratio (Hk / iHc) is desired.
  • the object of the present invention is extremely useful in a wide range of magnet application product fields (for example, a rotating machine for an automobile or an electric device, a magnet roll for a copying machine, and the like), and has higher protection than a conventional magnet.
  • High-performance ferrite magnet having magnetic force iHc (or high coercive force iHc and remanent magnetic flux density Br) and having a substantially magnetoplumbite crystal structure having a high squareness ratio (Hk / iHc), and a method of manufacturing the same It is to provide.
  • Another object of the present invention is to have a higher coercive force iHc (or higher coercive force iHc and residual magnetic flux density Br) and a higher squareness ratio (Hk / iHc) than conventional ferrite magnets,
  • a high-performance ferrite magnet having a substantially magnetobranite-type crystal structure having a microstructure having a high concentration at a grain boundary portion, and a method for producing the same. Is Rukoto. Disclosure of the invention
  • a post-addition method or a pre- / post-addition method is applied to a fiber having a basic composition represented by By adding R element and M element, while maintaining good coercive force iHc (or good coercive force iHc and residual magnetic flux density Br), it has high squareness ratio (Hk / iHc) and shrinkage ratio.
  • the present inventors have found that a high-performance ferrite magnet having a substantially magneto-blankite type crystal structure in which the fluctuation of the temperature is suppressed to a small level can be obtained, and reached the present invention.
  • the ferrite magnet according to the first embodiment of the present invention has the following general formula:
  • A is Sr and / or Ba
  • R is at least one kind of rare earth element including Y
  • M is at least one kind selected from the group consisting of Co, Mn, Ni and Zn
  • x, y and n are respectively the following conditions:
  • A is Sr and / or Ba
  • R is at least one kind of rare earth element including Y
  • M is at least one kind selected from the group consisting of Co, Mn, Ni and Zn
  • x, y and n are respectively the following conditions:
  • the concentration of the R element be higher at the grain boundaries than in the magnetoplumbite crystal grains.
  • the ferrite magnet at 20 ° C has a residual magnetic flux density Br of 4,100G or more, a coercive force iHc of 40,000e or more, and a squareness ratio of 92.3% or more (Hk / iHc ).
  • the R element is La and the M element is Co, Mn and / or Zn, the residual magnetic flux density Br of more than 4,200G at 20 ° C, the coercive force iHc of more than 30,000e, and the squareness ratio of more than 93.5% (Hk / iHc).
  • A is Sr and / or Ba,: is at least one kind of rare earth element including Y, M is at least one kind selected from the group consisting of Co, Mn, Ni and Zn, x, y and n are respectively the following conditions:
  • a ferrite magnet having a basic composition represented by the following formula and having a substantially magnetoplumbite type crystal structure is prepared.
  • the compound of Sr and / or Ba and the iron compound are uniformly mixed and then calcined.
  • the R element and / or the M element are added in a compound state and sintered.
  • A is Sr and / or Ba
  • R is at least one kind of rare earth element including Y
  • M is at least one kind selected from the group consisting of Co, Mn, Ni and Zn.
  • the ferrite magnet has a basic composition represented by the following formula and has a substantially magnetoplumbite-type crystal structure.
  • the R element and / or the compound of the M element are added at a ratio of more than 0 atomic% to 80 atomic% or less (element basis), and the obtained homogeneous mixture is calcined.
  • the powder pulverizing step the remaining amount of the compound of the R element and / or the M element is added and sintered.
  • Br and iHc may be degraded or the shrinkage of the sintered body may fluctuate due to the post-addition or pre- / post-addition of the R and M elements.Prevent deterioration of Br and iHc and fluctuation of the shrinkage.
  • the Fe compound during pulverization after calcination it is preferable to add the Fe compound during pulverization after calcination to such an extent that the magnetic field orientation of the compact in the compacting step is not hindered.
  • the post-addition amount of the iron compound is preferably 0.1 to 11% by weight (based on iron element) of the total iron content.
  • the molar ratio n which was 5.9 in the calcined powder process, was reduced to 4.9 due to the post-addition of La oxide and Co roster.
  • the molar ratio n is less than 5
  • the relative proportion of the component corresponding to the Fe ion site that plays the role of magnetism is reduced, and the magnetic properties are significantly reduced.
  • the shrinkage rate which indicates the degree of dimensional change from the compact to the sintered compact, changes greatly, causing variations in the dimensions of the ferrite magnet product obtained by processing.
  • the hetero phase is a non-magnetic phase, it deteriorates the orientation of the molded article obtained in the molding step in a wet magnetic field. Therefore, if the molar ratio of the calcined powder exceeds 6, even if the molar ratio n 2 of the finally obtained ferrite magnet can be adjusted to the range of 5 to 6 by the post-addition method, Br and the squareness ratio (Hk / iHc) etc. will be greatly reduced. Therefore, the molar ratio n of the sintered ferrite magnet obtained by the post-addition method or the pre / post-addition method is set to a desired range (5 to 6) without increasing the molar ratio n of the calcined powder. However, it is preferable to post-add an iron compound such as iron oxide. It is preferable that the molar ratio n of the calcined powder before the post-addition is 5 to 6.
  • the post-addition method or the pre / post-addition method is advantageous because the mass production of ferrite magnets is simple. This is because in the post-addition method or the post-addition method, it is possible to use calcined powder of Sr and / or Ba-f: c light which does not contain or has a small content of the R element and the M element. More advantageously, the content of R and M elements was changed in units of fine grinding lots by adjusting the content of R and M elements in the fine grinding process after calcination (that is, This is because the manufacture of ferrite magnets having magnetic properties is facilitated.
  • FIG. 1 is a graph showing the magnetic characteristics of the ferrite magnet of Example 1,
  • Figure 2 is a graph showing the correlation between the Fe 3 0 4 amount and the magnetic properties in the ferrite magnets of Examples 2 and 3,
  • Figure 3 is a schematic diagram explaining the shrinkage ratio
  • Figure 4 is a graph showing the correlation between the Fe 3 0 4 amount and shrinkage ratio in Fuwerai preparative magnets of Examples 2 and 3,
  • Figure 5 is a view showing the effectiveness of the Fe 2 0 3 addition in ferrite magnets of Example 5, shows the correlation between the Fe 3 0 4 amount and the magnetic properties 6 in ferrite magnets of Example 6 Graph.
  • Figure 7 shows the ratio of the pre-addition method! ⁇ This is a graph showing the EPMA analysis result of the graphite magnet of Example 4,
  • Figure 8 is a graph showing the EPMA analysis results of the magnet of Example 1 by the post-addition method.
  • Figure 9 is a graph showing the results of EPMA analysis of the ferrite magnet of Example 2 using the post-addition method.
  • Figure 10 shows the EPMA analysis results of the ferrite magnet of Example 10 using the before / after addition method. Graph.
  • Fig. 11 is a graph showing the magnetization-temperature curve of the ferrite magnet by the pre-addition method
  • Fig. 12 is a graph showing the magnetization-temperature curve of the ferrite magnet by the post-addition method and the pre-Z post-addition method.
  • FIG. 13 is a graph showing the correlation between the squareness ratio and the demagnetization proof strength of the ferrite magnet of Example 24 using the post-addition method.
  • FIG. 14 is a graph showing the correlation between the squareness ratio and the demagnetization resistance of the ferrite magnet of Comparative Example 8 using the pre-addition method.
  • A is Sr and / or Ba
  • R is at least one kind of rare earth element including Y
  • M is at least one kind selected from the group consisting of Co, Mn, Ni and Zn
  • x, y and n are respectively the following conditions:
  • the n value (molar ratio) must be 5 or more and 6 or less.
  • a different phase for example, Fe 2 O 3
  • Br is greatly reduced.
  • the X value shall be 0.01 or more and 0.4 or less. If the X value is less than 0.01, the effect of the post-addition or the pre- / post-addition is insufficient, and if it exceeds 0.4, the magnetic properties deteriorate.
  • the range of x / ny is 1.6 or more and 2.6 or less. Rearranging this for y, the range of y is
  • the R element is preferably at least one selected from the group consisting of La, Nd, Pr, and Ce.
  • the ratio of La to R is preferably at least 50 at%, more preferably at least 70 at%, and particularly preferably at least 99 at% in order to improve the saturation magnetization.
  • R may be La alone.
  • the total amount of Nd, Pr, and / or Ce in R is preferably at least 50 atomic%, more preferably at least 70 atomic%, for improving the saturation magnetization. It is particularly preferably at least 99 atomic%.
  • the total amount of one or more of La, Nd, Pr and Ce occupying R for improving the saturation magnetization is preferably at least 50 atomic%, It is more preferably at least 70 atomic%, particularly preferably at least 99 atomic%.
  • the M element is preferably Co alone, or Co and Mn and / or Ni.
  • Co and Mn and / or Ni are preferably selected as M because they have high Br and high iHc as compared with conventional ferrite magnets.
  • Mn has the effect that good magnetic properties can be obtained even with the added amount of the R element smaller than that stipulated by the charge compensation conditions when Mn is not added.
  • the total amount of Mn and other M elements is preferably set to 100 atomic%, and the Mn content is preferably set to 0.4 atomic% or more.
  • the content of Mn is preferably 0.4 to 75 atomic%, more preferably 0.7 to 60 atomic%, and particularly preferably 1 to 50 atomic% with Co + Mn being 100 atomic%. Atomic%. If the Mn content is less than 0.4 at%, the effect of improving Br by Mn content is not recognized, and if it exceeds 75 at%, iHc is greatly reduced.
  • the content of Mn is preferably set to 0.4 to 75 atomic%, more preferably set to 0.4 to 75 atomic%, and more preferably set to 0.7 to 100 atomic%. It is set to 60 at%, particularly preferably 1 to 50 at%.
  • the Ni content ratio in M is preferably set at 10 atomic% in order to secure a high Br and a high iHc in comparison with the conventional ferrite magnet, in order to secure a high Br and a high iHc. 7575 at%, more preferably 10 1060 at%, particularly preferably 105050 at%. If the ratio of Ni to M is less than 10 atomic%, the effect of improving Br is not remarkable, and if it exceeds 75 atomic%, iHc is greatly reduced.
  • the Mn content is preferably set to 0.4 to 75 at%, more preferably 0.7 to 60 at%, and particularly preferably 0.7 to 60 at%, with Mn + Ni being 100 at%. If 1 is 50 atomic%, a ferrite magnet having higher magnetic properties than conventional ferrite magnets can be constructed.
  • the flat magnet obtained by the post-addition method or the pre- / post-addition method of the present invention has a magnetoplumbite-type crystal structure, in which the R element is La and the M element is Co. At 20 ° C, it has a residual magnetic flux density Br of 4,100G or more, a coercive force iHc of 40,000e or more, and a squareness ratio (Hk / iHc) of 92.3% or more, and the R element is La and the M element If Co is Mn and / or Zn, it has a residual magnetic flux density Br of 4,200G or more at 20 ° C, a coercive force iHc of 30,000e or more, and a squareness ratio (Hk / iHc) of 93.5% or more.
  • Hk which is a parameter measured to obtain the squareness ratio
  • Hk is 4 ⁇ 0.9 0.95 0.9 in the second quadrant of the 4 1 (magnetization strength)-— (magnetic field strength) curve. This is the reading on the ⁇ axis of the position.
  • the value (Hk / iHc) obtained by dividing Hk by iHc of the demagnetization curve is defined as the squareness ratio.
  • the M element is sufficiently dissolved in the magnetoplumbite-type ferrite crystal grains, but the concentration at the grain boundaries tends to be higher than the concentration in the crystal grains.
  • the basic composition should be substantially formed in the standard ferrite magnet manufacturing process based on mixing of raw material powder ⁇ calcining ⁇ fine grinding of calcined powder ⁇ molding sintering ⁇ processing after the fine grinding step. Can be.
  • an oxide or a hydroxide of the R element particularly a hydroxide
  • La 2 0 3 oxide such as La (0H) hydroxide 3 etc., La 2 (C0 3) carbonate hydrate, such as 3 ⁇ 83 ⁇ 40, La (C3 ⁇ 4C0 2 ) 3 ⁇ 1.53 ⁇ 40 it can be used La 2 (C 2 0 4) 1 or more kinds of organic Kisanshio such 3 ⁇ 103 ⁇ 40.
  • oxides, hydroxides, carbonates and organic acid salts of R elements (Nd, Pr, Ce) other than La can be used.
  • mixed rare earth oxides such as La, Nd, Pr, Ce
  • hydroxides such as sodium, potassium, calcium, magnesium, calcium, magnesium, calcium, magnesium, calcium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium, magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium magnesium
  • the compound of the element M it is preferable to add the compound in an oxide or hydroxide state, particularly in a hydroxide state.
  • Co 3 0 oxide such as 4, Co (0H) 2, Co 3 0 4 -! 10 3 ⁇ 40 etc. hydroxide (!. 3 ⁇ 4 is a positive number)
  • carbonates such as CoC0 3 salt, m 2 CoC0 3 ⁇ m 3 Co (0H) basic carbonates, such as 2 ⁇ 3 ⁇ 43 ⁇ 40 (m 2, m 3, 13 ⁇ 4 is a positive number.) that are use one or more of the it can.
  • oxides, hydroxides or carbonates of Mn, Ni and Zn can be used.
  • iron compound post-added such as Fe 3 0 4, Fe 2 0 3 ( shed - Fe 2 0 3, ⁇ - Fe 2 0 3) and one or more oxides of FeO can be used.
  • one or more of Fe (0H) 2 , Fe (0H) 3 , and FeO (OH) can be used as the hydroxide of Fe.
  • the post-addition amount of the iron compound is preferably 0.1 to 11% by weight of the total Fe amount based on the Fe element. If the amount of the iron compound added is less than 0.1% by weight, the effect of addition is insufficient. If it exceeds 11% by weight, the magnetic field orientation during molding is reduced, and Br is greatly reduced.
  • the molar ratio n is improved by the post-addition of the iron compound, and as a result, the squareness ratio is also improved.
  • the ferrite magnet when the R element is La and the M element is Co, the ferrite magnet has a squareness ratio (Hk / iHc) of more than 92.3% at 20 ° C, and the R element is La and the M element is Co, Mn and / or Or when it is Zn, it has a squareness ratio (Hk / iHc) of 93.5% or more at 20 ° C. Further, in each case, the obtained ferrite magnet shows a stable contraction rate.
  • the CoO ⁇ Fe 2 0 3 instead of the Co compound, the MnO ⁇ Fe 2 0 3 instead of the Mn compound, the ZnO ⁇ Fe 2 0 3 instead of the Zn compound, Co and instead of the Mn compound (Co, Mn) 0 'Fe 2 0 3, in place of the Mn and Zn compounds (Mn, Zn) 0 ⁇ Fe 2 0 3, instead of the Co ⁇ beauty Zn compound (Co, Zn ) and 0 ⁇ Fe 2 0 3, in place of the compound of Co, Zn and Mn (Co, Mn, Zn) 0 ⁇ Fe 2 0 3 spinel type ferrite compound represented.
  • the compound powder of the R element and / or M element and, if necessary, iron compound powder are added so that the composition becomes the same as the final composition of the sintered compact.
  • the finely ground slurry is concentrated or dried, crushed, and then kneaded, wet formed, and sintered.
  • CaO is an element that promotes crystal grain growth, and its content is preferably from 0.35 to 0.85% by weight based on 100% by weight of the basic composition of the ferrite magnet. If it exceeds 0.85% by weight, crystal grain growth proceeds excessively during sintering, and the coercive force decreases. If it is less than 0.35% by weight, the growth of crystal grains is excessively suppressed, and the improvement of the degree of orientation that proceeds with the growth of crystal grains becomes insufficient, and the Br decreases.
  • the magnets pre- and post-addition often show a microstructure that is almost intermediate between the pre- and post-addition methods.
  • the R element added during pulverization after calcination is at least 20 atomic% of the total R content, especially at least 40 atomic% and less than 100 atomic%, for example, 50 to 50 atomic%. If it is 80 atomic%, the squareness ratio (Hk / iHc) is improved.
  • the amount of M element added at the time of pulverization after calcination is 20 atomic% or more of the total M content, particularly 40 atomic% or more and less than 100 atomic%.
  • the improvement of the squareness ratio (Hk / iHc) is remarkable.
  • Surfactants higher fatty acids, higher fatty acid stones, higher fatty acid esters, and the like are known as dispersants, but polycarboxylic acid-based surfactants, which are a type of anionic surfactant, are known. It was found that the use of the dispersant improved the dispersibility of the ferrite particles and effectively prevented the ferrite particles from aggregating. Although there are various polycarboxylic acid-based dispersants, an ammonium salt of a polycarboxylic acid is particularly effective for improving the dispersibility of ferrite particles.
  • the amount of the dispersant added is preferably 0.2 to 2% by weight based on the solid content of the fine powder slurry. If it is less than 0.2% by weight, the effect of addition is not recognized.
  • La was selected as the R element based on having a similar ionic radius to the Sr ion.
  • Ti, V, MnCo, Ni, Cu and Zn were selected on the basis of having an ion radius similar to that of Feion as the M element.
  • Each calcined powder was dry-pulverized by a roller mill, and the magnetic properties of the obtained coarse powder were measured with a sample vibrating magnetometer.
  • the measurement conditions were as follows: the maximum magnetic field strength was 12 k0e, and the saturation magnetization ⁇ s and He were determined by plotting 1 / H 2 .
  • Table 1 shows the results of identification of phases generated by X-ray diffraction. As shown in Table 1, when Cu was not included as the M element, only the X-ray diffraction peak of the magnetoplumbite phase (M phase) was observed in each case.
  • a slurry prepared by adding Cr 2 0 3 early in the 1.3% weight of the fine pulverization of coarse powder was produced.
  • the initial milling step of coarse powder, coarse powder weight to to 0.50 wt% of src0 3 and 0.30 wt% of Si0 2 and 0.80 wt% (0.45 wt% in terms of CaO) CAC0 3 was added as a sintering aid.
  • La 2 0 3 the final basic composition when adding 1.15 wt% to 2.50 wt% and CoO are approximately the following formula:
  • a slurry containing 0.80 zm of each fine powder was wet-formed in a magnetic field of 10 k0e, and the obtained compact was sintered at 1210 to 1230 ° C for 1 hour.
  • the obtained sintered body was processed into a shape of about 10 thighs x 10 brains x 20 thighs, and the magnetic properties were measured at 20 ° C with a BH tracer. The results are shown in Figure 1.
  • iHc was significantly improved when La 2 O 3 was added at 2.50% by weight and CoO was added at 1.15% by weight (V), as compared to the case without (I).
  • Cr 2 0 3 added normally added to increase iHc compared with (X)
  • Br Br
  • iHc was low when CoO was added alone ( ⁇ , mouth) or when charge compensation was out of balance ( ⁇ ).
  • Table 2 shows the SEM analysis results of the magnetoplumbite ferrite crystal grains and the grain boundaries of this sample.
  • Table 2 shows that La (R element) and Co (M element) are sufficiently dissolved in the magnetoplumbite-type ferrite crystal grains, but are also present in large numbers at the crystal grain boundaries. Furthermore, when the crystal grain boundary and the crystal grain of this sample were analyzed at 20 points each by SEM, etc., La (R element) and / or Co (M element) showed that the grain size was smaller than that in the magnetite-type ferrite crystal grain.
  • This example shows that when a ferrite magnet is manufactured by the post-addition method, the fluctuation of magnetic properties and shrinkage is reduced by adding an iron compound at the time of pulverization after calcination.
  • each of the obtained fine powder slurries was wet-molded in a magnetic field of 10 k0e, and each of the obtained compacts was sintered at 1210 to 1230 ° C for 2 hours.
  • the basic composition of each of the obtained sintered bodies is substantially the following composition formula:
  • Each sintered body was processed into a shape of about 10 thighs ⁇ 10 thighs ⁇ 20 thighs, and magnetic characteristics were measured at 20 ° C. using a BH tracer. The result is shown in figure 2.
  • the vertical axis in Fig. 2 is Br (kG), and the horizontal axis is iHc (kOe).
  • FIG. 2 shows the magnetic characteristics measured in the same manner as in Example 2.
  • the shrinkage rate includes the shrinkage rate (Sh ⁇ ) along the magnetic anisotropy direction (Mag.) That almost matches the magnetic field application direction during wet molding, and the shrinkage in the direction perpendicular thereto.
  • Rate (Shi) which are defined as follows.
  • Thickness of compact Thickness of compact
  • h 2 Thickness of sintered compact.
  • EXAMPLE amount of Fe 3 0 4 against the correlation between 2 and the iHc of the ferrite magnet obtained in Example 3 (Sh ⁇ ) (molar ratio n) dependence is shown in FIG. 4, for example, Fe 3 0 4 amount 8.0 wt% 5-point addition ( ⁇ ) plot shows the variation range of the Ru good sintering temperature 1210 ⁇ 1230 ° C (Shi).
  • l (Shi) (maximum value of Sh ⁇ ) Single (minimum of Sh ⁇ ).
  • the obtained fine powder slurry was wet-formed in a magnetic field of 10 k0e, and the obtained compact was sintered at 1210 to 1230 ° C for 2 hours.
  • the obtained sintered body was processed into a shape of about 10 thighs ⁇ 10 thighs ⁇ 20.
  • the initial milling step of coarse powder a coarse powder weight together the addition of Co 3 0 4 2 0 3 and 1.2% by weight, based on 2.5% by weight of La, 6 wt% of Fe 3 0 4 (magnetite ) or 6.2 wt% Fe 2 0 3 (to the addition of Matthew g).
  • the initial addition fine pulverization of coarse powder based on the coarse weight 0.3% by weight of src0 3, was added 1.0 wt% of CAC0 3 and 0.3 wt% of Si0 2 as a sintering aid.
  • the obtained two types of fine powder slurries were wet-molded in a magnetic field of 10 k0e, and the obtained molded bodies were sintered at 1210 to 1230 ° C for 2 hours.
  • the two types of sintered bodies obtained have approximately the following compositions:
  • Fig. 5 shows the results.
  • the vertical axis in Fig. 5 is Br (kG)
  • the horizontal axis is iHc (kOe).
  • Fig. 6 shows the results.
  • the vertical axis in Fig. 6 is Br (kG), and the horizontal axis is iHc (kOe).
  • Fe 3 0 4 is prepared Fuweraito magnet in the same manner as in Example 6 was measured magnetic properties.
  • Fe 3 0 4 is the basic composition of the obtained ferrite sintered body without post-addition of approximately the following composition formula:
  • Figure 6 shows the magnetic properties of this ferrite magnet. From FIG. 6, when it is post-added 2-8% by weight of Fe 3 0 4 (Example 6), when Fe 3 0 4 is not added as compared with (Example 7), the magnetic properties are improved You can see that it is. For example in the case of adding Fe 3 0 4 6-8 wt%, compared with the case of no addition, and then Br is improved about 100G compared at equal iHc, also compared at equal Br IHc improved by about 6000e.
  • I (Shi) can more preferably be 0.05 to 0.8%, further preferably 0.05 to 0.5%, and particularly preferably 0.05 to 0.3%.
  • l (Sh ⁇ / Sh ⁇ ) can be more preferably 0.05 to 0.20, further preferably 0.05 to 0.15, and particularly preferably 0.05 to 0.10.
  • the obtained ferrite magnet had a squareness ratio (Hk / iHc) of 93.5%.
  • Each sintered body was processed into a shape of about 10 strokes x 10 thighs x 20 thighs, and the magnetic properties were measured at 20 ° C using a ⁇ - ⁇ tracer. It had almost the same high magnetic properties.
  • the initial milling step of coarse powder based on the coarse weight 1.25% by weight of La 2 0 3, to together the addition of 0.3 wt% of Co 3 0 4 and 0.3 wt% of ZnO, 1 to 4 weight % of Fe 3 0 4 (Magunetai g) was added. More initial milling step of coarse powder, were added 0.1 wt% of src0 3, 1.0 wt% of CAC0 3 and 0.3 wt% Si0 2 as a sintering aid. Each of the obtained finely pulverized slurries was wet-formed in a magnetic field of 10 k0e. The obtained compact was sintered at 1210 ⁇ L230 ° C for 2 hours.
  • the basic composition of each of the obtained sintered bodies is approximately the following composition formula:
  • the ferrite magnet of the present invention manufactured by adopting the post-addition method or the pre / post-addition method in which La, Co, Zn and / or Mn are compound-substituted and the molar ratio n can be freely adjusted is 20 °.
  • the post-addition time of the Fe compound such as magnetite or hematite was set at the time of fine pulverization.
  • the post-addition time of the compound is not particularly limited, and the Fe compound can be post-added at any time from the state of the calcined powder after the ferrite-forming reaction until it is used for molding.
  • the post-addition time of the Fe compound is other than the fine pulverization step, it is preferable to use a uniform mixing means such as stirring and mixing.
  • a uniform mixing means such as stirring and mixing.
  • the compound of the R element and / or the M element is added later, it is possible at any time from the state of the calcined powder after the ferrite-forming reaction to the provision of the powder.
  • the reactivity is improved and the magnetic properties are improved.
  • the first factor in realizing this improvement in magnetic properties is that hydroxides, carbonates or organic acid salts of R elements such as La are finer powders than rare earth oxides. Conceivable.
  • the second factor is that when the hydroxides, carbonates or organic acid salts of rare earth elements are decomposed into oxides during the heating process during calcination or sintering, the primary crystal grains become finer and the reactivity decreases.
  • the third factor is that the decomposition reaction itself increases the reactivity. It is considered that these first to third factors are also present in the hydroxide of the M element such as Co or the like.
  • One example that is suitable for mass production is to add the R element and M element hydroxides and the like during pulverization after calcination (particularly during pulverization), and finally obtain the ferrite magnet composition according to the present invention. It is. The effect of improving the magnetic properties by the hydroxide of the R element and / or the M element is remarkable in the case of the post-addition method.
  • the high temperature heating process is performed only once (sintering), so the effect of the good reactivity of hydroxide, carbonate or organic acid salt is higher than that of the post-addition method using oxide. It is determined that this is because it appears remarkably.
  • a powder of ferrite material is dispersed in an aqueous solution of CoCl 2 and then NaOH or NH 3 4 by adding Al force re substance such as 0H, it is also possible to add one of a state in which allowed forming a hydroxide of the M element.
  • Al force re substance such as 0H
  • the src0 3 and Fe 2 0 3 were blended so that the SrO ⁇ 5.
  • the base composition of 9Fe 2 0 3 was wet-mixed, and then calcined for 2 hours in air at 1200 ° C.
  • the calcined powder was dry-pulverized with a roller mill to obtain coarse powder. After that, wet pulverization was performed by Atrei Yuichi to obtain a slurry containing fine powder with an average particle size of 0.7 to 0.8 i.
  • the initial milling step of coarse powder, La (0H) 3 and Co (0H) 2 was added, SrC0 3, CaC0 3 and Si0 2 respectively 0.50 wt based on the coarse weight further as sintering aids %, 0.80% by weight and 0.45% by weight.
  • the obtained fine powder slurry was wet-molded in a magnetic field of 10 k0e.
  • the compact was sintered at 1210 ⁇ ; L230 ° C for 2 hours.
  • the obtained molded body was sintered at 1210 to 1230 ° C for 2 hours. Each of the obtained sintered bodies was processed into a shape of about 10 X 10 thighs X 20 thighs, and the magnetic properties were measured at 20 ° C with a BH tracer. Table 5 shows the results.
  • the ferrite magnet prepared in X0.15 (Example 18) was processed into a predetermined shape to prepare a sample. Further, except that x was set to 0, 0.10, and 0.20, a ferrite magnet was produced in the same manner as in Example 18, and processed into a predetermined shape in the same manner as above to produce a sample. Each sample was set on a vibrating sample magnetometer (VSM-3, manufactured by Toei Corporation), and the magnetic properties were measured every 10 ° C at —60 to 100 ° C. Calculate the temperature coefficient of Br (h) and the temperature coefficient of iHc (?) At 100 C. Was. Table 7 shows the results. Table 7
  • An electron beam microanalyzer (model: EPM-810Q) manufactured by Shimadzu Corporation was used as the EPMA device.
  • the vertical axis in Figs. 7 to 10 is the cps (counts per second) of each element of La, Co, Sr, and Fe, and the horizontal axis is the scanning distance ( ⁇ m).
  • (cps) is in the range of 0.35 to 0.65, and it can be seen that the La distribution is most non-uniform. Further from FIG. 8 and 9, tend to 1 (cps) is slightly increased size was observed by the addition of Fe 3 0 4.
  • l (cps) is in the range of 0.15 to 0.35. It is determined that the La distribution is between the post-addition method and the pre- / post-addition method.
  • the Rukoto be adjusted to conditions suitable finely divided mean particle size in a high Br of that 0.4 ⁇ 0.65 ⁇ M, in 20 ° C Br is 4.4kG, iHc is 4.5k0e, and the squareness ratio (Hk / iHc) is 95%.
  • the measurement results of the critical demagnetizing field strength (IH) at C are described below.
  • the operating point on the BH curve in the operating line pi obtained from the magnetic circuit with the ferrite magnet is at A, and the corresponding point on the 411H curve is Q.
  • Fig. 14 shows the 4 ⁇ -1H curves of this ferrite magnet at + 20 ° C and -40 ° C. Since this ferrite magnet was manufactured by the pre-addition method, Br at 20 ° C was as high as 4.4 kG and iHc was as high as 4.5 k0e, but the squareness ratio (Hk / iHc) was as poor as 76%.
  • the limit at 140 ° C Figure 14 shows the results of measuring the field demagnetizing field strength).
  • the operating point on the BH curve in the operating line pi obtained from the magnetic circuit provided with the ferrite magnet is at H, and the corresponding point on the 4 ⁇ H curve is ⁇ . pi 'and pi "are operating lines parallel to the operating line pi.
  • the ferrite of the present invention having Br of 4100G or more, iHc of 40,000e or more, and (Hk / iHc) of 92.3% or more at 20 ° C.
  • 1H can be preferably at least 100, more preferably at least 15,000e, particularly preferably at least 20000e under the condition of -40 ° (pi ⁇ 3.
  • 4 ⁇ It is suitable as a radially or polar anisotropic solid cylindrical magnet or ring magnet capable of forming a symmetric or asymmetric magnetic pole having 24 poles, more preferably 4 to 16 poles.
  • the ferrite magnet or the ring magnet may be constituted by an integral structure or a laminated structure, and for example, the integral structure of the ferrite magnet or the laminated structure constitutes a long magnet roll for a copying machine.
  • R La
  • M Co
  • Zn and / or Mn and having Br of 4200 G or more
  • iHc 30 000 e or more
  • (Hk / iHc) of 93.5% or more at 20 ° C.
  • magnets can be greatly improved, and the irreversible demagnetization rate can be reduced.
  • ferrite magnet having a magnetoplumbite-byte type crystal structure of the present invention in addition to Si0 2 and CaO, B 2 0 3, may be added Caro compounds useful magnetic properties improve Bi compounds. Further, the ferrite magnet of the present invention may contain a predetermined amount or less of unavoidable impurities in addition to the above-mentioned essential additives. Industrial applicability
  • the magnet of the present invention not only has a microstructure in which the concentration of the rare earth element is high at the crystal grain boundaries, but also can be mass-produced. It has high coercive force iHc (or high coercive force iHc and residual magnetic flux density Br) and high squareness ratio (Hk / iHc) compared to conventional ferrite magnets, and the fluctuation of shrinkage can be kept small. .
  • the ferrite magnet of the present invention having such features is very useful for various types of rotating machines and actuators requiring high Br and high iHc.
  • iHc is remarkably reduced, and when the Co content exceeds 95 atomic%, the effect of adding Zn almost disappears.
  • the ferrite magnet according to one embodiment of the present invention has a higher iHc than that of the conventional ferrite magnet while retaining Br equal to or higher than that of the conventional ferrite magnet, and is therefore expected to be applied to motors such as ABS and star motors. You.
  • the ferrite magnet according to another embodiment of the present invention retains iHc equal to or higher than that of the conventional ferrite magnet and has a higher Br than that of the conventional magnet, it can be used for an air conditioner (air-con) or a compressor. It is expected to be applied to one night and so on.

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Description

フェライ ト磁石及びその製造方法 技術分野
本発明は広範囲な磁石応用品分野、 例えば自動車又は電気機器用の回転機、 複 写機用のマグネットロール等において極めて有用な実質的にマグネトプランバイ ト型結晶構造を有する高性能フェライ ト磁石であって、 従来のフェライ ト磁石に 比較して高い保磁力 iHc (又は高い保磁力 iHc及び残留磁束密度 Br) を有し、 所 望に応じて高い角形比 (Hk/iHc) を有するミクロ組織を有する高性能フヱライ ト 磁石、 及びその製造方法に関する。 背景技術
フェライ ト磁石は、 例えばモー夕、 発電機等の回転機を含む種々の用途に使用 されている。 最近は特に自動車用回転機分野では小型 ·軽量化を目的とし、 また 電気機器用回転機分野では高効率化を目的として、 それぞれより高い磁気特性を 有するフェライト磁石が求められている。
従来から Sr フェライ ト又は Ba フェライ ト等の高性能焼結磁石は、 例えば以下 のような工程を経て製造されている。 まず酸化鉄と Sr又は Baの炭酸塩等を混合 後、 仮焼によりフェライ ト化反応を起こさせ、 仮焼クリンカーを製造する。 次い で仮焼クリン力一を粗粉砕し、 それに焼結挙動の制御を目的とした Si02、 SrC03 、 CaC03等や、 iHcの制御を目的とした A1203又は Cr203等を添加し、 溶媒中で平均 粒径が 0.7〜1.2〃m になるまで微粉砕する。 微粉砕されたフェライト原料を含有 するスラリーを磁場中で配向させながら湿式成形する。 得られた成形体を乾燥後 焼結し、 最後に所望の形状に加工する。 このような方法により製造するフェライ ト磁石を高性能化するには、 下記の通り主として 5通りの方法がある。
第 1 の方法は微粒化法である。 焼結体における結晶粒の大きさが、 マグネトプ ランバイト (M) 型 Sr フェライ ト磁石の臨界単磁区粒子径である約 0.9 mに近 いと iHc は最大となるため、 焼結時の結晶粒成長を見込んで、 平均粒径が例えば 0.7〃m以下になるように微粉砕すればよい。 しかしながらこの方法には、 微粒化 するほど湿式成形時の脱水特性が悪くなり、 生産効率が落ちるという問題がある 第 2の方法は焼結体の結晶粒の大きさをできるだけ均一にすることである。 理 想的には結晶粒の大きさを極力均一にしてその値を上記の臨界単磁区粒子径値 ( 約 0.9〃m) とすればよい。 この値より大きな結晶粒も小さな結晶粒も iHcの低下 につながるからである。 この方式による具体的な高性能化の手段は微粉の粒径分 布を改善することにあるが、 工業的生産の場合にはボールミルやアトライ夕一等 の粉砕機を用いざるを得ず、 微粉砕による磁気特性の改善の程度には自ずから限 界がある。 また近年、 化学的沈殿法により均一な粒子径を有するフェライ ト微粒 子を作製する試みが公表されているが、 工業的大量生産に適合する方式とはいえ ない。
第 3の方法は磁気的異方性を左右する結晶配向度を向上させることである。 本 方法における具体的手段としては、 界面活性剤を微粉砕スラリーに添加してスラ リー中のフェライ ト粒子の分散性を向上したり、 配向時の磁場強度を強くするこ と等が挙げられる。
第 4の方法は焼結体の密度を向上させることである。 Sr フェライト焼結体の理 論密度は 5.15g/ccである。 現在市販されている Srフヱライ ト磁石の密度は概ね 4.9〜5.0g/cc の範囲にあり、 この値は対理論密度比で 95〜97%に相当する。 高 密度化すれば Brの向上が期待されるが、 上記密度範囲を超えてさらに高密度化す るには HIP 等の高価な高密度化手段が必要であるが、 このようなプロセスの導入 はフェライ ト磁石の製造原価の高騰に結びつき、 廉価な磁石としての利点が失わ れる。
第 5 の方法はフェライ ト磁石を構成する主成分 (主相) であるフェライト化合 物自体の飽和磁化 s又は結晶磁気異方性定数を向上させることである。 飽和磁 化び sの向上は直接的に残留磁束密度 Brの向上へ結びつく可能性を有している。 また結晶磁気異方性定数の向上は保磁力 iHc の向上へ結びつく可能性を有してい る。 従来から生産されている M型の結晶構造を有するフェライ ト化合物より大き な飽和磁化を有する W型フェライ トの検討も鋭意行われているが、 焼結雰囲気の 制御の困難さのため量産化は実現されていない。 上記フェライ ト磁石の高性能化方法のうち、 現在広く行われいてるのは第 1〜 第 4の方法であるが、 SrO · ηΡ6203で表される化合物を主相とするフヱライ トを上 記第 1〜第 4の方法で格段に高性能化することは、 下記の理由により困難である 。 即ち第 1 の理由は、 上記第 1〜第 4の方法が生産性を阻害する条件を有してい たり、 量産工程を考慮した場合に実現が困難な工程を含んでいることである。 第 2の理由は、 磁気特性、 特に Brが既に理論値に近いレベルに達しているために、 さらなる向上が非常に困難になっていることである。
次に、 特開平 9-115715号に記載の六方晶マグネトプランバイ ト型焼結フェライ ト磁石を検討した結果、 高い iHcを実現することは困難であることが分かった。 上記第 5 の方法の具体的手段として、 A0 ' nFe203(ただし、 Aは Sr 及び/又は Baである。 )で表されるフェライ トに別種の金属化合物 (金属酸化物等) を添加 して、 フヱライ トの A及び Fe元素の一部を別種元素で置換することにより、 その 磁気特性を改善することが考えられる。
マグネトプランバイ ト型フェライ ト磁石の磁性は Feイオンの磁気モーメントが 担っており、 この磁気モーメントが Feイオンサイ トにより部分的に反平行方向に 配列したフェリ磁性体の磁気構造を有している。 この磁気構造において飽和磁化 を向上させるには 2つの方法がある。 第 1 の方法は、 反平行方向に向いた磁気モ —メン卜に対応するサイ 卜の Fe イオンを、 Fe イオンより小さな磁気モ一メント を有するか又は非磁性の別種の元素で置換することである。 第 2 の方法は、 平行 方向に向いた磁気モーメントに対応するサイ 卜の Fe イオンを、 Fe イオンより大 きな磁気モ一メントを有する別種の元素で置換することである。
また上記の磁気構造において結晶磁気異方性定数を増加させるための方法は、 Fe イオンをより結晶格子との相互作用が強い別種の元素で置換することである。 具体的には軌道角運動量に由来する磁気モ一メントが残存しているか又は大きい 元素で置換することである。
以上の知見を念頭におき、 種々の金属化合物 (金属酸化物等) を添加すること により、 Fe イオンを種々の元素で置換することを目的として鋭意検討した結果、 Mn、 Co 及び Ni が磁気特性を顕著に改善する元素であることが分かった。 しかし ながら、 単に上記元素を加えただけでは十分な磁気特性の改善効果は得られない 。 なぜならば、 Fe イオンを別種の元素で置換しょうとすると、 イオン価数のバラ ンスがくずれ、 異相が発生してしまうためである。 この現象を回避するために、 電荷補償を目的に Sr及び/又は Baのイオンサイ トを別種の元素で置換する必要 があり、 そのためには La、 Nd、 Pr、 Ce等を添加するのが有効である。 これにより 、 高い Br又はそれとともに高い保磁力を有するマグネトプランバイト型フェライ ト磁石を得ることができる。
第 5の方法により高性能フェライ ト磁石の製造するために、 La等の希土類元素 の化合物及び Co等の M元素の化合物を添加する場合、 普通は仮焼前、 すなわちフ ヱライ ト化反応の前に添加する方法 (以下単に 「前添加方式」 という。 ) を採用 している。 しかしながら、 前添加方式により形成されたフェライ ト磁石は高い Br 及び高い iHcを有するものの、 特に R =La及び M=Coの場合に、 これらの元素の 添加量が大きくなるに従い、 角形比 (Hk/iHc) が顕著に劣化する傾向が認められ る。 前添加方式による角形比 (Hk/iHc) の劣化傾向は、 R =La及び M =Co + Zn 又は M = Co+Mn の場合でも認められる。 角形比 (Hk/iHc) の劣化傾向により限 界減磁界強度が小さくなるので、 減磁しゃすくなるという問題があり、 特にフエ ライ ト磁石を回転機等の所定の磁気回路に組み込んだ場合に減磁のしやすさが問 題になる。 そのため、 より高い角形比 (HkZiHc) を有することが望まれる。
このように、 保磁力 iHc (又は保磁力 iHc及び残留磁束密度 Br) と角形比 (Hk /iHc) の両方が満足な高性能フェライ ト磁石が望まれている。
従って、 本発明の目的は、 広範囲な磁石応用品分野 (例えば自動車又は電気機 器用の回転機、 複写機用のマグネットロール等) において極めて有用であり、 従 来のフヱライト磁石に比較して高い保磁力 iHc (又は高い保磁力 iHc 及び残留磁 束密度 Br) を有するとともに、 高い角形比 (Hk/iHc) を有する実質的にマグネ トプランバイト型結晶構造を有する高性能フェライ ト磁石、 及びその製造方法を 提供することである。
本発明のもう 1つの目的は、 従来のフェライ ト磁石に比較して高い保磁力 iHc (又は高い保磁力 iHc及び残留磁束密度 Br) と高い角形比 (Hk/iHc) を有すると ともに、 R元素の濃度が粒界部で高いミクロ組織を有する実質的にマグネトブラ ンバイ ト型結晶構造を有する高性能フェライ ト磁石、 及びその製造方法を提供す ることである。 発明の開示
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、 (A1-xigO * n[(Fe My)203] (ただし、 Aは Sr及 び/又は Baであり、 Rは Yを含む希土類元素の少なくとも 1種であり、 Mは Co 、 Mn、 Ni 及び Znからなる群から選ばれた少なくとも 1種である。 ) により表さ れる基本組成を有するフヱライ 卜に、 後添加方式又は前/後添加方式により R元 素及び M元素を添加することにより、 良好な保磁力 iHc (又は良好な保磁力 iHc 及び残留磁束密度 Br) を保持するとともに、 高い角形比 (Hk/iHc) を有し、 収 縮率の変動が小さく抑えられた実質的にマグネトブランバイ ト型結晶構造を有す る高性能フェライト磁石が得られることを発見し、 本発明に想到した。
すなわち、 本発明の第一の実施例によるフェライト磁石は、 下記一般式:
(A1-xRx)0 - n[(Fe1-y y )203] (原子比率)
(ただし、 Aは Sr及び/又は Baであり、 Rは Yを含む希土類元素の少なくとも 1 種であり、 Mは Co、 Mn、 Ni及び Znからなる群から選ばれた少なくとも 1種であ り、 x、 y及び nはそれぞれ下記条件:
0.01≤x≤0.4,
[ x/(2.6n)]≤y≤[ x/( 1.6n) ] 3 及び
5≤n≤6
を満たす数字である。 ) により表される基本組成を有し、 実質的にマグネトプラ ンバイ ト型結晶構造を有するもので、 前記 R元素及び/又は前記 M元素が化合物 の状態で仮焼後の粉砕工程で添加されていることを特徴とする。
また本発明の第二の実施例によるフェライ ト磁石は、 下記一般式:
下記一般式:
(A1-xRx)0 - n[(Fe1-yMy)203] (原子比率)
(ただし、 Aは Sr及び/又は Baであり、 Rは Yを含む希土類元素の少なくとも 1 種であり、 Mは Co、 Mn、 Ni及び Znからなる群から選ばれた少なくとも 1種であ り、 x、 y及び nはそれぞれ下記条件:
0.01≤x≤0.4, [x/(2.6n)]≤y≤[ x/( 1.6n)] , 及び
5≤n≤6
を満たす数字である。 ) により表される基本組成を有し、 実質的にマグネトプラ ンバイ ト型結晶構造を有するもので、 前記 R元素及び/又は前記 M元素が化合物 の状態で仮焼前の混合工程で添加されているとともに、 仮焼後の粉砕工程でも添 加されていることを特徴とする。
いずれの場合も、 R元素の濃度がマグネトプランバイ ト型結晶粒内よりも粒界 の方が高くなつているのが好ましい。 R元素が Laで M元素が Coのとき、 フェラ ィ ト磁石は 20°Cにおいて 4,100G以上の残留磁束密度 Brと 4,0000e以上の保磁力 iHc と 92.3%以上の角形比 (Hk/iHc) とを有する。 また R元素が Laで M元素が Coと Mn及び/又は Znであるとき、 20°Cにおいて 4,200G以上の残留磁束密度 Br と 3,0000e以上の保磁力 iHcと 93.5%以上の角形比 (Hk/iHc) とを有する。
本発明の第一の実施例によるフェライ ト磁石の製造方法は、 下記一般式:
(Ai—xR O ' n Fe,— yMy)203] (原子比率)
(ただし、 Aは Sr及び/又は Baであり、 : は Yを含む希土類元素の少なくとも 1 種であり、 Mは Co、 Mn、 Ni及び Znからなる群から選ばれた少なくとも 1種であ り、 x、 y及び nはそれぞれ下記条件:
0.01≤x≤0.4,
[x/(2.6n)]≤y≤[ x/( 1.6n) ] , 及び
5≤n≤6
を満たす数字である。 ) により表される基本組成を有し、 実質的にマグネトプラ ンバイト型結晶構造を有するフェライト磁石を製造するもので、 Sr及び/又は Ba の化合物と鉄化合物とを均一に混合した後仮焼し、 得られた仮焼粉の粉砕工程で 前記 R元素及び/又は前記 M元素を化合物の状態で添加し、 焼結することを特徴 とする。
本発明の第二の実施例によるフェライト磁石の製造方法は、 下記一般式:
( — A)0 * n[(Fe My)203] (原子比率)
(ただし、 Aは Sr及び/又は Baであり、 Rは Yを含む希土類元素の少なくとも 1 種であり、 Mは Co、 Mn、 Ni及び Znからなる群から選ばれた少なくとも 1種であ り、 x、 y及び nはそれぞれ下記条件:
0.01≤x≤0.4,
[x/(2.6n)]≤y≤[ x/( 1.6n)] 5 及び
5≤n≤6
を満たす数字である。 ) により表される基本組成を有し、 実質的にマグネトプラ ンバイ ト型結晶構造を有するフェライト磁石を製造するもので、 Sr及び/又は Ba の化合物と鉄化合物とを均一に混合する工程で、 前記 R元素及び/又は前記 M元 素の化合物を 0原子%超で 80原子%以下の割合 (元素基準)で添カ卩し、 得られた均 一な混合物を仮焼し、 得られた仮焼粉の粉砕工程で前記 R元素及び/又は前記 M 元素の化合物の残量を添加し、 焼結することを特徴とする。
いずれの場合も、 R元素の化合物として La、 Nd、 Pr、 Ceからなる群から選ばれ た少なくとも 1種の酸化物、 水酸化物、 炭酸塩又は有機酸塩を添加するのが好ま しい。 また M元素の化合物として、 Co、 Mn、 Ni 及び Znからなる群から選ばれた 少なくとも 1種の酸化物、 水酸化物、 炭酸塩又は有機酸塩を添加するのが好まし い。 また M元素の化合物として、 Co化合物のみを添加するのも好ましい。
R元素及び M元素の後添加又は前/後添加によって高性能フヱライト磁石を製 造すると、 前添加により得られたフェライ ト磁石と比べて R元素及び M元素の置 換量 (X及び yの値) の増大とともに、 角形比 (Hk/iHc) の劣化傾向が著しく抑 制される。
R元素及び M元素の後添加又は前/後添加により、 Br及び iHcが劣化したり、 焼結体の収縮率が変動する場合があるが、 Br及び iHcの劣化及び収縮率変動を防 止するには、 仮焼後の粉砕時に Fe化合物を成形工程の成形体の磁場配向性を阻害 しない程度に添加するのが好ましい。 具体的には、 鉄化合物の後添加量は鉄の全 含有量の 0.1~11重量% (鉄元素基準) とするのが好ましい。
後添加方式を採用すると R元素と M元素の含有量 (X及び yの値) が大きくな り、 それに従いモル比 nが低下するために、 Br及び iHcも劣化するためであるこ とが分かった。 モル比 nが低下すると焼結体の寸法のばらつきを招来することも 分かった。 モル比 nの低下のメカニズムは以下の通りである。 後添加方式を用い てフェライ ト磁石を製造する例として、 SrO · 5.9Fe203、 すなわち SrFeu. uの組 成式で示されるモル比 11=5. 9 の仮焼フェライト粉を用い、 Sr イオンサイトの約 20%を Laで置換するために Laの酸化物を微粉砕時に添加した場合について検討 する。 この場合、 電荷補償条件により La原子とほぼ同数の Co原子を含有させる ために、 対応する量の Co酸化物を同時に添加する。 それらがすべて M相に置換さ れたと仮定すると、 最終的に得られるフェライ ト焼結体の組成は以下の通りとな る。
Sr0.8L .2Fe9.6()Co。.2。015.7、 すなわち
( Sr。.8L .2)0 · 4. 9[ (Fe0.98Co0.02)203 ] o
このように仮焼粉の工程で 5.9であったモル比 nが、 La酸化物及び Co酉変化物 の後添加により 4. 9に低下してしまう。 モル比 nが 5未満になると、 磁性を担つ ている Feイオンサイ 卜に対応する成分の相対的比率が低下して、 磁気特性が大き く低下する。 それと同時に成形体から焼結体に至る際の寸法変化の程度を示す収 縮率が大きく変化するため、 加工して得られるフェライ ト磁石製品の寸法のばら つきを招来する。
後添加方式の採用によるモル比 nの低下分を見込んで、 仮焼粉のモル比 nをあ らかじめ高く設定しておくことも考えられるが、 この対策は有効ではない。 仮に 、 SrO ' n eAの組成式で示される仮焼粉を用いて、 微粉砕時に La酸化物及び Co 酸化物を複合添加し、 下記基本組成:
(Sr xLaJ 0 · n2 [ (Fe1-yCoy)203] (原子比率) 、
(ただし、 0.01≤x≤0.4、 x/ (2.6n2 ) ≤y≤x/ (1.6n2 ) である。 ) を有する高性能フヱライ ト磁石を製造したと仮定する。 1^ = 6.5, n2 -5. 9 になる ように X及び yの値を選択すれば、 最終的に得られるフェライト磁石のモル比 n2 = 5.9 であるので、 フェライト磁石として好適なモル比 nの範囲 (5〜6 ) に入 る。 しかし、 この場合のフヱライ ト磁石の磁気特性は非常に低くなる。 この原因 は仮焼粉のモル比 が 6を超えると、 仮焼粉に M相以外の異相 (ひ Fe203等) が生 成するためである。 前記異相は非磁性相であるので、 湿式磁場中成形工程で得ら れる成形体の配向性を悪化させる。 よって、 仮焼粉のモル比 が 6を超えると、 後添加方式により最終的に得られるフェライト磁石のモル比 n2を 5〜6の範囲に 調整できた場合でも、 Brや角形比 (Hk/iHc) 等が大きく低下してしまう。 そのため、 仮焼粉のモル比 nを過大にせずに、 後添加方式又は前/後添加方式 により得られた焼結フェライ ト磁石のモル比 nを所望の範囲 (5〜6 ) に設定す るのに酸化鉄等の鉄化合物を後添加するのが好ましい。 後添加前の仮焼粉のモル 比 nは 5〜 6であるのが好ましい。
この他に、 フェライ ト磁石の量産が簡便であるという理由でも、 後添加方式又 は前/後添加方式が有利である。 何故なら、 後添加方式又は前 後添加方式では R元素及び M元素を含まないかその含有量が少ない Sr及び/又は Baフ: cライト の仮焼粉を用いることができるからである。 さらに好都合なことは、 仮焼後の微 粉砕工程で R元素及び M元素の含有量を調節することにより、 微粉砕ロット単位 で R元素と M元素の含有量を変化させたもの (即ち多様な磁気特性を有するフエ ライ ト磁石) の製造が容易になるためである。 図面の簡単な説明
図 1は実施例 1のフェライ ト磁石の磁気特性を示すグラフであり、
図 2は実施例 2及び 3のフェライ ト磁石における Fe304添加量と磁気特性との相 関を示すグラフであり、
図 3は収縮率を説明する概略図であり、
図 4は実施例 2及び 3のフヱライ ト磁石における Fe304添加量と収縮率との相関 を示すグラフであり、
図 5は実施例 5のフェライ ト磁石における Fe203添加の有効性を示す図であり、 図 6は実施例 6のフェライ ト磁石における Fe304添加量と磁気特性との相関を示 すグラフであり、
図 7は前添加方式による比! ^例 4のフヱライト磁石の EPMA分析結果を示すグラ フであり、
図 8は後添加方式による実施例 1のフヱライト磁石の EPMA分析結果を示すグラ フであり、
図 9は後添加方式による実施例 2のフェライト磁石の EPMA分析結果を示すグラ フであり、
図 10は前/後添加方式による実施例 10のフェライ ト磁石の EPMA分析結果を示 すグラフであり、
図 11は前添加方式によるフェライト磁石の磁化一温度曲線を示すグラフであり 図 12は後添加方式及び前 Z後添加方式によるフェライト磁石の磁化一温度曲線 を示すグラフであり、
図 13は後添加方式による実施例 24のフェライ ト磁石における角形比と減磁耐 力との相関を示すグラフであり、
図 14は前添加方式による比較例 8のフェライ ト磁石における角形比と減磁耐カ との相関を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
[1] フェライ ト磁石
本発明を適用し得るフェライ ト磁石の基本組成は、 下記一般式:
(A1-A)0 - n[(Fe1-yMy)203] (原子比率)
(ただし、 Aは Sr及び/又は Baであり、 Rは Yを含む希土類元素の少なくとも 1 種であり、 Mは Co、 Mn、 Ni及び Znからなる群から選ばれた少なくとも 1種であ り、 x、 y及び nはそれぞれ下記条件:
0.01≤x≤0.4,
[x/(2.6n)]≤y≤[ x/( 1.6n)] 3 及び
5≤n≤6
を満たす数字である。 ) により表される。
本発明のフヱライ ト磁石に良好な磁気特性を付与するために、 n値 (モル比) は 5以上 6以下でなければならない。 n値が 6を超える場合にはマグネトプラン バイ ト相以外の異相(例えばひ— Fe203)が生成し、 磁気特性が大きく低下する。 ま た n値が 5未満の場合には Brが大きく低下する。
また X値は 0.01以上 0.4以下とする。 X値が 0.01未満であれば後添加又は前 /後添加の効果が不十分であり、 また 0.4を超えれば逆に磁気特性が低下する。
電荷補償と関連して R元素と M元素の添加量比の許容範囲について検討する ために、 A元素として Sr、 R元素として La、 M元素として Coをそれぞれ選択し 、 SrC03、 Fe203、 L 03及び Co304を、 下記基本組成:
( Sr xLa O · n[(Fe Coy)203] (原子比率)
(ただし、 x =0.15、 y = 0.77〜2.08x l0—2、 n=6.0。 ) になるよう配合し、 湿式 混合した後、 1200°Cで 2 時間大気中で仮焼し、 得られた粗粉の磁気特性を測定し た。 その結果、 電荷バランスが完全に満たされる条件、 即ち y = x/2nが成り立 つ x/yの添カ卩量比に限定されず、 x/ny値が 1.6から 2.6の範囲にあれば、 磁 気特性の実質的な劣化は認められないことが分かった。 y値が x/ (2.0η) から ずれた場合、 Fe2+を含む場合があるが、 何ら支障はない。 一方、 x/ny値が 2.6 を超えた場合又は 1.6 未満の場合には磁気特性の顕著な減少が認められた。 従つ て、 x/nyの範囲は 1.6以上 2.6以下である。 これを yについて整理すると、 y の範囲は下記の式:
[ x/(2.6n)]≤y≤[ x/( 1.6n)]
で示される。 典型的な例では、 yの好ましい範囲は 0.04以下であり、 特に 0.005 〜0.03 である。 なお Rと M元素の含有量が y = x/(2.0n)を満足する場合でも、 R及び/又は M元素の一部が粒界近傍で高濃度であることがあるが、 何ら支障は ない。
後添加方式又は前/後添加方式のいずれの場合でも、 R元素は La、 Nd、 Pr、 Ce からなる群から選ばれた少なくとも 1種であるのが好ましい。 本発明のフェライ ト磁石の一例では、 飽和磁化の向上のために Rに占める Laの比率を好ましくは 50原子%以上とし、 より好ましくは 70原子%以上とし、 特に好ましくは 99原子 %以上とする。 Rが La単独でも良い。
また本発明のフェライ ト磁石の他の例では、 飽和磁化向上のために Rに占める Nd、 Pr及び/又は Ceの合計量を好ましくは 50原子%以上とし、 より好ましくは 70原子%以上とし、 特に好ましくは 99原子%以上とする。
また本発明のフェライ ト磁石のさらに他の例では、 飽和磁化向上のために Rに 占める La、 Nd、 Pr及び Ceの 1種又は 2種以上の合計量を好ましくは 50原子%以 上とし、 より好ましくは 70原子%以上とし、 特に好ましくは 99原子%以上とす る。
M元素は Co単独であるか、 Coと Mn及び/又は Niであるのが好ましい。 特に 従来のフェライ ト磁石と比べて高い Brとともに高い iHcを有するために、 Mとし て Co と Mn及び/又は Ni を選択するのが好ましい。 Mnは、 無添加の場合の電荷 補償条件により規定されるより少ない R元素の添加量でも良好な磁気特性が得ら れるという作用を有する。
Mnを含有する場合は、 他の M元素との合計量を 100原子%として、 Mnの含有量 を 0.4原子%以上とするのが好ましい。 例えば、 Mが Co及び Mnからなる場合は 、 Co+Mnを 100原子%として、 Mn含有量を好ましくは 0.4〜75原子%とし、 より 好ましくは 0.7〜60原子%とし、 特に好ましくは 1〜50原子%とする。 Mn含有量 が 0.4原子%未満では Mnの含有による Brの向上効果が認められず、 また 75原子 %を超えると iHcが大きく低下する。
また M元素として、 Co + Mn + Ni (Zn) を選択した場合、 Co+Mn + Ni ( Zn) を 100原子%として、 Mn含有量を好ましくは 0.4〜75原子%とし、 より好ましくは 0.7〜60原子%とし、 特に好ましくは 1〜50原子%とする。
さらに Mが Co及び Niからなる場合は、 従来のフェライ ト磁石と比べて高い Br とともに高い iHc を確保するために、 M元素全体を 100原子%として、 Mに占め る Ni含有比率を好ましくは 10〜75原子%とし、 より好ましくは 10〜60原子%と し、 特に好ましくは 10〜50原子%とする。 Mに占める Niの比率が 10原子%未満 では Brの向上効果が顕著でなく、 また 75原子%を超えると iHcが大きく低下す る。
さらに Mとして Mn及び/又は Niを選択する場合でも、 Mn+Niを 100原子%と して、 Mn含有量を好ましくは 0.4〜75原子%とし、 より好ましくは 0.7〜60原子 %とし、 特に好ましくは 1〜50 原子%とすれば、 従来のフェライ ト磁石と比べて より高い磁気特性を有するフェライ ト磁石を構成することができる。
本発明の後添加方式又は前/後添加方式により得られたフヱライ ト磁石は、 実 質的にマグネトプランバイ ト型結晶構造を有し、 R元素が La でかつ M元素が Co である場合は 20°Cにおいて 4, 100G以上の残留磁束密度 Brと 4, 0000e以上の保磁 力 iHc と 92.3%以上の角形比 (Hk/iHc) とを有し、 また R元素が Laでかつ M元 素が Coと Mn及び/又は Znである場合は 20°Cにおいて 4,200G以上の残留磁束密 度 Brと 3,0000e以上の保磁力 iHc と 93.5%以上の角形比 (Hk/iHc) とを有する ここで、 角形比を求めるのに測定するパラメ一夕である Hkは、 4 1 (磁化の強 さ) — Η (磁界の強さ) 曲線の第 2象限において 4ττ Ιが 0.95ΒΓの値になる位置の Η軸の読み値である。 この Hkを前記減磁曲線の iHcで除した値 (Hk/iHc) が角 形比として定義される。
本発明のフェライト磁石においては、 M元素がマグネトプランバイ ト型フェラ ィト結晶粒内に十分固溶しているが、 粒界における濃度は結晶粒内における濃度 より高い傾向がある。
[2] 製造方法
前記基本組成物は原料粉の混合→仮焼→仮焼粉の微粉砕→成形 焼結→加工を 基本とするフェライト磁石の標準的な製造工程において、 微粉砕工程以降で実質 的に形成することができる。
R元素の供給原料として、 R元素の酸化物又は水酸化物、 特に水酸化物を添加 するのが好ましい。 具体的には、 La203等の酸化物、 La(0H)3等の水酸化物、 La2(C03)3 · 8¾0等の炭酸塩水和物、 La(C¾C02)3 · 1.5¾0、 La2(C204)3 · 10¾0等の有 機酸塩の 1種又は 2種以上を用いることができる。 また La以外の R元素 (Nd、 Pr 、 Ce) の酸化物、 水酸化物、 炭酸塩及び有機酸塩を用いることもできる。 さらに 混合希土類 (La、 Nd、 Pr、 Ce) の酸化物、 水酸化物、 炭酸塩、 有機酸塩の 1種又 は 1種以上を用いることもできる。 なお R元素の水酸化物を添加すると、 酸化物 よりも Br、 iHc及び角形比 (Hk/iHc) が良好になる傾向がある。 また La、 Nd、 Pr 及び Ceの 1種又は 2種以上を 50原子%以上含む安価なミッシュメタル (混合希 土類金属) 等を用いても良い。
M元素の化合物として、 酸化物又は水酸化物の状態、 特に水酸化物の状態で添 加するのが好ましい。 具体的には、 Co304等の酸化物、 Co(0H)2、 Co304 - 10!¾0等の 水酸化物 (!¾は正の数字である。 )、 CoC03等の炭酸塩、 m2CoC03 · m3Co(0H)2 · ¾¾0等の塩基性炭酸塩 (m2、 m3、 1¾は正の数字である。 )の 1種又は 2種以上を用 いることができる。 また Mn、 Ni及び Znの酸化物、 水酸化物又は炭酸塩を用いる こともできる。 なお M元素の水酸化物を添加すると、 酸化物よりも Br、 iHc及び 角形比 (Hk/iHc) が良好になる傾向がある。 後添加方式及び前/後添加方式のいずれの場合も、 モル比 n を調整するために 、 仮焼後の粉碎時 (特に微粉砕時)に鉄化合物を添加するのが好ましい。 粉砕時に 鉄化合物を添加することにより、 微粉砕工程で y、 n値を自在に調整することが できる。
後添加する鉄化合物として、 例えば Fe304、 Fe203 (ひ— Fe203、 ァ— Fe203) 及び FeOの 1種又は 2種以上の酸化物を用いることができる。 また Feの水酸化物とし て Fe(0H)2、 Fe(0H)3、 FeO(OH)の 1種又は 2種以上を用いることもできる。
鉄化合物の後添加量は、 Fe元素基準で全 Fe量の 0. 1〜11重量%とするのが好 ましい。 鉄化合物の後添加量が、 0. 1 重量%未満では添加効果が不十分であり、 また 11重量%を超えると成形時の磁場配向性が低下し、 Brが大きく低下する。 鉄化合物の後添加によりモル比 nが向上し、 その結果、 角形比も改善される。 例えば、 R元素が Laで M元素が Coのとき、 フェライト磁石は 20°Cにおいて 92.3 %以上の角形比 (Hk/iHc) を有し、 また R元素が Laで M元素が Coと Mn及び/ 又は Znであるとき、 20°Cにおいて 93.5%以上の角形比 (Hk/iHc) を有する。 さ らにいずれの場合も得られたフェライト磁石は安定した収縮率を示す。
また仮焼後の粉碎工程において、 Co化合物に替えて CoO · Fe203を、 Mn化合物に 替えて MnO · Fe203を、 Zn化合物に替えて ZnO · Fe203を、 Co及び Mn化合物に替え て (Co, Mn) 0 ' Fe203を、 Mn及び Zn化合物に替えて (Mn, Zn) 0 · Fe203を、 Co及 び Zn化合物に替えて (Co, Zn) 0 · Fe203を、 Coと Znと Mnとの化合物に替えて ( Co, Mn, Zn) 0 · Fe203で示されるスピネル型フェライト化合物.を、 それぞれ添加 することにより、 後添加方式によるモル比 nの低下を抑えることができる。
仮焼後の湿式微粉砕工程では、 フニライ ト焼結体の最終組成と等しい組成にな るように R元素及び/又は M元素の化合物粉末、 並びに必要に応じて鉄化合物粉 末を添加し、 粉末の平均粒径が 0.4〜0. 9 m になるまで湿式微粉碎する。 微粉砕 スラリーは濃縮又は乾燥、 解砕し、 続いて混練、 湿式成形、 焼結する。
平均粒径で 0.4 /m未満まで粉碎すると、 焼結時に異常な結晶粒成長が生じ保磁 力が低下するとともに、 湿式成形時の脱水特性が悪化する。 また粉末の平均粒径 が 0. 9 mを超えるている場合には、 フェライト焼結体の組織中に粗大な結晶粒が 多く存在する。 仮焼後の粉砕工程で、 焼結現象を制御する元素として Si02、 CaO、 CaC03等を添 加するのが好ましい。 Si02は焼結時の結晶粒成長を抑制する添加物であり、 その 含有量はフェライ ト磁石の基本組成を 100重量%として 0.05〜0.5重量%が好ま しい。 0.05 重量%未満では焼結時に結晶粒成長が過度に進行し、 保磁力が低下す る。 0.5 重量%を超えると結晶粒成長が過度に抑制され、 結晶粒成長とともに進 行する配向度の改善が不十分となり、 Brが低下する。
CaO は結晶粒成長を促進する元素であり、 その含有量はフェライ ト磁石の基本 組成を 100重量%として 0.35〜0.85重量%が好ましい。 0.85重量%を超えると 焼結時に結晶粒成長が過度に進行し、 保磁力が低下する。 また 0.35重量%未満で は結晶粒成長が過度に抑制され、 結晶粒成長とともに進行する配向度の改善が不 十分となり、 Brが低下する。
前/後添加方式によるフヱライ ト磁石は、 前添加方式及び後添加方式のほぼ中 間のミクロ組織を示すことが多い。 前/後添加方式において、 仮焼後の粉砕時 (特 に微粉砕時)に添加する R元素が全 R含有量の 20原子%以上、 特に 40原子%以上 で 100原子%未満、 例えば 50〜80原子%であると、 角形比 (Hk/iHc) の改善が 良好である。 また前/後添加方式において、 仮焼後の粉砕時(特に微粉砕時)に添 加する M元素が全 M含有量の 20原子%以上、 特に 40原子%以上で 100原子%未 満であると、 角形比 (Hk/iHc) の改善が顕著である。
高性能のフヱライ ト磁石を得るには、 組成が適当に制御されたフヱライ ト粉末 を準備することに加えて、 フェライト粉末がスラリ一中で凝集しないことが重要 である。 そこでフヱライ ト粉末の各粒子がスラリー中で独立して存在し得る状態 を作り出すべく種々検討した結果、 フェライト粉末を湿式微粉碎後、 微粉スラリ —を乾燥又は濃縮した高濃度のスラリーとし、 続いて分散剤を添加して混練する 。 これにより凝集が解かれ、 フェライ ト磁石粉末の配向性が向上し、 磁気特性が 向上することが分かった。 また混合時に分散剤を添加することにより、 分散剤の 吸着による表面改質で良好な分散状態となり、 さらに磁力が向上することが分か つた。
分散剤としては、 界面活性剤、 高級脂肪酸、 高級脂肪酸石鹼、 高級脂肪酸エス テル等が知られているが、 ァニオン系界面活性剤の一種であるポリカルボン酸系 分散剤を使用することによりフェライ ト粒子の分散性が向上し、 フェライ ト粒子 の凝集を有効に防止できることが分かった。 ポリカルボン酸系分散剤にも種々あ るが、 フェライ ト粒子の分散性向上に特に有効なものはポリカルボン酸アンモニ ゥム塩である。
分散剤の添加量は微粉スラリーの固形分に対し、 0.2〜2 重量%が好ましい。 0.2 重量%未満では添加効果が認められず、 また 重量%を超えると逆に残留磁 束密度が低下する。
以下、 本発明を実施例により詳細に説明するが、 本発明はこれらの実施例に限 定されるものではない。
参考例 1〜9、 比較例 1〜3
SrC03、 Fe203、 R元素の酸化物及び M元素の酸化物を下記基本組成:
( SrvA)0 ' n[ (FeiyMy)203] (原子比率)
(ただし、 n=6.0、 x =0.15s y = χ/2η=0· 0125。 ) になるよう配合し、 湿式混 合した後、 1200°Cで 2時間大気中で仮焼した。 R元素として、 Srイオンと類似の イオン半径を有することを基準にして La を選択した。 また M元素として、 Fe ィ オンと類似のイオン半径を有することを基準として、 Ti、 V、 Mn Co、 Ni、 Cu及 び Znを選択した。
比較例 1 として、 上記基本組成式において n = 6.0、 x = y = 0 (即ち SrO · 6.0Fe203) で示される組成物を同様な方法で仮焼した。 また比較例 2及び 3として 、 R元素を Laとし、 M元素を Cu又は Co+Cuとした以外参考例と同じ組成を有す る仮焼粉を作製した。
各仮焼粉をローラーミルにより乾式粗粉砕し、 得られた各粗粉の磁気特性を試 料振動型磁力計により測定した。 測定条件は最大磁場強度が 12k0eであり、 び— 1 /H2プロットにより飽和磁化 σ s及び Heを求めた。 さらに X線回折により生成し た相の同定を行った結果を概略的に表 1 に示す。 表 1 に示すように、 M元素とし て Cuを含まない場合は、 いずれもマグネトプランバイト相 (M相) の X線回折ピ —クのみが認められた。 さらに表 1より、 R元素では La、 M元素では Mn、 Mn+Co 、 Ni、 Ni +Coをそれぞれ選択した場合に、 比較例 1に比較して高い CJ S (または 高い cr sと He) を有しており、 焼結によりバルクの磁石とした場合に高性能フエ ライ ト磁石材料となりうるポテンシャルを有していることが分かる。 本発明において、 さらに La と Mn+Ni、 La と Mn+Co+Ni、 La と Mn+Co+Zn、 La と Co+Ni + Zn、 Laと Mn+Ni +Zn、 Laと Mn+Co+Ni +Znのいずれかの組み合 わせを採用することができる。 これらのうちで Coを含有する場合は従来と比べて 高い Brと高い iHcとを具備するために M元素における Coの含有比率を 10原子% 以上とすることが望ましい。
表 1 組成 (原子%) 磁気特性
例 No. M元素 crs (emu/g) He (kOe) 牛成相 参考例 1 La lOOTi 64.6 3.1 Μ相 参考例 2 La 50Ti +50Co 62.1 0.8 Μ相 参考例 3 La 100V 59.0 6.4 Μ相 参考例 4 La 50V+50Co 59.1 6.4 Μ相 参考例 5 La lOOMn 67.1 3.7 Μ相 参考例 6 La 50Mn+50Co 66.8 3.9 Μ相 参考例 7 La lOOCo 66.0 4.5 Μ相 参考例 8 La lOONi 66.1 2.9 Μ相 参考例 9 La 50Ni +50Co 65.9 3.5 Μ相 参考例 10 La lOOZn 68.9 3.1 Μ相 参考例 11 La 50Zn+50Co 67.8 3.6 Μ相 比較例 1 なし なし 65.4 3.1 Μ相 比較例 2 La lOOCu 65.8 0.3 Μ相 +異相 比較例 3 La 50Cu+50Co 65.1 1.2 Μ相 +異相 実施例 1
SrC03及び Fe203を SrO ' nFe203 (n=5.95) の基本組成になるよう配合し、 湿式 混合した後、 1200°Cで 1 時間大気中で仮焼した。 仮焼粉をローラ一ミルで乾式粉 砕を行い粗粉とした。 その後、 アトライ夕一により湿式微粉砕を行い、 平均粒径 が 0.80〃mの微粉を含むスラリーを得た。 この際、 各粗粉の微粉砕工程の初期に 、 粗粉重量を基準にして 0〜2.5重量%の La203及び 0〜2.3重量%の CoOを添加し た。 また比較材として、 粗粉の微粉砕工程の初期に 1.3%重量の Cr203を添加した スラリーを作製した。 いずれの場合にも、 粗粉の微粉砕工程の初期に、 粗粉重量 を基準にして 0.50重量%の SrC03、 0.30重量%の Si02及び 0.80重量%(CaO換算 で 0.45重量%)の CaC03を焼結助剤として添加した。 例えば La203を 2.50重量% 及び CoOを 1.15重量%添加した場合の最終基本組成は、 近似的に下記式:
(Si xLaJO · n[(Fe1-yCoy)203] (原子比率)
( x =0.15、 y = x/2n、 n=5.25) に相当する。
0.80 zm の各微粉を含むスラリーを 10k0e の磁場中で湿式成形し、 得られた成 形体を 1210〜1230°Cで 1時間焼結した。 得られた焼結体を約 10腿 X 10腦 X 20腿 の形状に加工し、 B— Hトレ一サにより 20°Cにおいて磁気特性を測定した。 結果 を図 1に示す。
図 1において、 La203を 2.50重量%及び CoOを 1.15重量%添加した場合 (V) には、 無添加の場合 (〇) に比較して特に iHc が格段に改善されていることが分 かる。 また iHcを増加させるために通常添加する Cr203添加の場合 ( X ) に比べ、 高 iHc領域における Brの減少が著しく少ないことが分かる。 さらに CoOの単独添 加の場合 (△, 口)、 または電荷補償のバランスがくずれた場合 (◊) には、 iHc が低かった。
本実施例より、 Sr フェライ ト磁石の仮焼粗粉を作製した後で微粉砕する際に、 La化合物及び Co化合物を添加することにより所望の基本組成に調整する後添加 方式を採用すると、 もとの Srフェライト磁石よりも高い Br及び iHcを有するよ うになることが分かる。
次に La203及び CoOを微粉砕工程で添カ卩して作製した焼結体から適当なサイズに 切り出してなる試料に対して、 走査型電子顕微鏡 (SEM) による観察を行った。 こ の試料のマグネトプランバイト型フェライト結晶粒内及び結晶粒界の SEM分析結 果を表 2に示す。 表 2より、 La ( R元素) 及び Co (M元素) はマグネトプランバ ィト型フェライ ト結晶粒内にも十分固溶しているが、 結晶粒界にも多く存在する ことが分かる。 さらにこの試料の結晶粒界及び結晶粒内のそれぞれ 20箇所を SEM 等により分析したところ、 La ( R元素) 及び/又は Co ( M元素) がマグネトプラ ンバイ ト型フェライ ト結晶粒内よりも結晶粒界でより高濃度となる傾向があるこ とが分かった。 これは明らかに、 仮焼後の微粉砕工程で La203及び CoOを添加して 焼結体の基本組成に調整する後添加方式によりフェライト磁石を作製したことと 密接に関連している。
表 2
Figure imgf000021_0001
本実施例では R =La、 M =Coの場合を示したが、 他の R元素及び M元素を組み 合わせて形成したフェライ ト磁石の場合でも、 本実施例と同様のミクロ組織を持 つ場合には高い保磁力 iHc (又は高い保磁力 iHc及び残留磁束密度 Br) を有する 実施例 2
本実施例は、 後添加方式によりフェライト磁石を製造するに際し、 仮焼後の微 粉砕時に鉄化合物を添加することにより、 磁気特性及び収縮率の変動が低減する ことを示す。
SrC03及び Fe203を SrO ' nFe203 (n=5.9) の基本組成になるよう配合し、 湿式混 合した後、 1250°Cで 2時間大気中で仮焼した。 仮焼粉をローラ一ミルで乾式粉碎 を行い粗粉とした。 その後アトライ夕一により湿式微粉砕を行い、 平均粒径が約 . SjLLmの微粉を含むスラリーを得た。 粗粉の微粉砕工程の初期に、 粗粉重量を基 準にして 2.5重量%の La203及び 1.2重量%の Co304を添加するとともに、 2〜8 重量%の Fe304(マグネタイ ト)を添加した。 さらに粗粉の微粉砕工程の初期に、 粗 粉重量を基準にして 0.1重量%の SrC03、 1.0重量%の CaC03及び 0.3重量%の Si02を焼結助剤として添加した。 得られた各微粉スラリーを 10k0e の磁場中で湿 式成形し、 得られた各成形体を 1210〜1230°Cで 2時間焼結した。 得られた各焼結 体の基本組成はほぼ下記組成式:
( Sr1-xLajO · n[(Fe1-yCoy)203] (原子比率)
(ただし、 x =0.15、 y = x/2n、 n=5.32〜5.67。 ) に対応している。
各焼結体を約 10腿 X 10腿 X 20腿の形状に加工し、 B— Hトレ一サにより 20°C において磁気特性を測定した。 結果を図 2に示す。 図 2の縦軸は Br (kG) 、 横軸 は iHc (kOe) である。
実施例 3
Fe304を添加しない以外は実施例 2と同様にして、 下記基本組成式:
( Sr xLaJ0 · 5.20[(Fe1-yCoy)203] (原子比率)
(ただし、 x =0.15、 y = x/2n。 ) により示されるフェライ ト磁石を作製した。 得られたフェライト磁石のモル比 nは 5.20に低下していた。 実施例 2と同様にし て測定した磁気特性を図 2に示す。
図 2より、 Fe304を 2〜8重量%添加した場合には、 Fe304の添加量が 0重量%の 場合と比べて、 磁気特性が向上していることが分かる。 例えば Fe304を 6重量%添 加した場合は Fe304の添カ卩量が 0重量%の場合 (実施例 3 ) と比べて、 等しい iHc の値のときに比較して、 Brが約 100G向上しており、 また等しい Brの値のときに 比較して、 iHcが約 6000e向上していた。
さらに図 2に関連した検討から、 Fe304の添力!]量を 0.1〜11重量% (Fe元素基準 ) とすれば、 Fe304の添加量が 0重量%の場合 (実施例 3 ) と比べて Br、 iHc及び 角形比 (Hk/iHc) を改善できるとともに、 収縮率も安定化できることが分かった o また Fe304の添加量を 0. 1〜; 11 重量% (Fe元素基準) とした場合では、 20°Cに おける Brが 4, 150〜4,400Gで、 iHcが 4,050〜4, 5000eで、 角形比 (Hk/iHc) が 94.5〜96%の高保磁力型高性能フ工ライ ト磁石が得られた。
次に、 Fe304の添加量と収縮率との相関を検討する。 図 3に示すように、 収縮率 には、 湿式成形時の磁場印加方向にほぼ一致する磁気異方性方向 (Mag.) に沿つ た収縮率 (Sh〃) と、 それに垂直な方向の収縮率 (Shi) とがあり、 それぞれ以 下の通り定義される。
(Sh//) = ( - 2) /h!xlOO (%) ,
(Shi) = (Ι,-Ι,) /Ι, ΙΟΟ (%) ,
1,:成形体の長さ、 12:焼結体の長さ,
:成形体の厚さ、 h2:焼結体の厚さ。
実施例 2及び実施例 3で得られたフェライト磁石の iHc と (Sh丄) との相関に 対する Fe304の添加量 (モル比 n) 依存性を図 4に示す。 図 4において、 例えば Fe304添加量 8.0重量%添加の 5点の (◊) プロットは焼結温度 1210〜1230°Cによ る (Shi) の変動範囲を示している。 各 Fe304添加量において (Shi) の変動幅を Δ (Sh丄) とし、 l (Shi) = (Sh丄の最大値) 一 (Sh丄の最小値) で定義する 。 図 4より、 Fe304添加量 (モル比 n) の増加とともに収縮率の変動幅 (Shi) が小さくなることが分かった。 さらに、 Fe304添加量を 15 重量%まで増加すれば 、 モル比 nを約 6 まで増加できると同時に l (Shi) を非常に小さくすることが できる。 よって、 後添加方式によるフェライ ト磁石であって、 (Shi) =11〜 13.5%でかつ l (Shi) =0.05〜0.9%の範囲内で (Shi) 及び (Shi) を自在 に調整可能である。 フェライ ト磁石製品の寸法ばらつきを抑えるために、 1 (Sh 丄) をより好ましくは 0.05~0.8%、 さらに好ましくは 0.05~0.5%、 特に好まし くは 0.05〜0.3%とする。
さらに各 Fe304添加量において (Sh丄 /Sh〃) の変動幅を l (Sh丄 /Sh〃) とし 、 Δ (Sh丄 /Sh〃) = (Sh丄 ZSh〃の最大値) 一 (Sh丄 /Sh〃の最小値) で定義 する。 図 4に関連した測定結果から、 Fe304添加量 (モル比 n) の増加とともに収 縮率の変動幅 l (Sh丄 /Sh〃) も小さくなることが分かった。 さらに Fe304添加量 を 15重量%に増加すれば、 モル比 nを約 6まで増加できるとともに、 l (Shi/ Sh//) を非常に小さくすることができる。 よって、 後添加方式によるフェライ ト 磁石であって、 (Sh丄 /Sh〃) =1.6〜2.4でかつ (Sh丄 /Sh〃) =0.05〜0.30 の範囲内で、 (Sh丄 ZSh〃) 及び (Sh丄 /Sh〃) を自在に調整可能である。 フ ェライト磁石製品の寸法ばらつきを抑えるために、 モル比 nがほぼ 6に近いほど Δ (Sh丄 ZSV/) は小さくなり、 かつ (Sh丄 /Sh〃) = 1.9〜2.2 に調整できると ともに、 l ( Sh丄 /Sh〃) を、 より好ましくは 0.05〜0.20、 さらに好ましくは 0.05〜0. 15、 特に好ましくは 0.05〜0. 10にすることができる。
比較例 4
R元素として La、 M元素として Co をそれぞれ選択し、 SrC03、 Fe203、 La203、 Co304を、 下記基本組成:
( Sr1-xLaJ0 · n[ (Feト yCoy)203] (原子比率)
(ただし、 x = 0〜0.5、 y = x /2n、 η= 5 · 85。 ) になるよう配合し、 湿式混合し た後、 1200°Cで 2 時間大気中で仮焼した。 仮焼粉をローラーミルで乾式粉砕を行 い粗粉砕粉とした.。 その後、 アトライ夕一により湿式微粉砕し、 平均粒径が 0.8 mの微粉を含むスラリーを得た。 微粉砕工程の初期に、 微粉重量を基準にして 0.40重量%の Si02及び 0.80重量%(CaO換算で 0.45重量%)の CaC03を焼結助剤 として添加した。 得られた微粉スラリーを 10k0e の磁場中で湿式成形し、 得られ た成形体を 1210〜1230°Cで 2 時間焼結した。 得られた焼結体を約 10腿 x 10腿 x 20顧の形状に加工した。
実施例 4
SrC03及び Fe203を SrO · nFe203 (n=5.6) で示される基本組成になるよう配合し 、 湿式混合した後、 1250°Cで 2 時間大気中で仮焼した。 以降は実施例 2と同様に して、 後添加方式により粗粉の微粉碎工程の初期に 2〜 8重量%の Fe304(マグネ タイト)を添加してフヱライト焼結磁石を得た。 得られた各焼結体の基本組成はほ ぼ下記組成式:
(Sr1-xLajO · n[ (Fe1-yCoy)203] (原子比率)
(ただし、 x =0. 15、 y = x/2n、 n = 5.01〜5.35。 ) に対応している。
このうち n= 5.01~5.20 のフェライ ト磁石は実施例 3のものとほぼ同等の高い 磁気特性を有しており、 十分実用に供することができる。 また nが 5.20を超える フェライト磁石は、 実施例 2で得られた同モル比のフェライト磁石とほぼ同等の 高い磁気特性を有していた。 比較例 5
SrO · nFe203の基本組成式で示される仮焼前の混合時の配合モル比 nを 6.3に調 整後仮焼するとするとともに、 後添加方式により粗粉の微粉砕工程の初期に 6 重 量%の Fe304 (マグネタイト)を添加した以外は実施例 2と同様にしてフェライト磁 石を作製し、 B— Hトレーサにより 20°Cにおいて磁気特性を測定した。 得られた フェライ ト磁石の組成はほぼ下記組成式:
( Sr xLaJ0 · 5. 94[ (Fe1-yCoy)203] (原子比率)
(ただし、 y = x/2n、 x =0. 15。 ) に対応する。
このフェライ ト磁石の磁気特性は図 2にプロットできない程低い値だった。 こ の比較例の仮焼粉には、 フェライ ト化反応が十分進行しなかったためと判断され るひ- F e203の析出がかなり認められた。 このひ - Fe203の析出によって最終的に得ら れるフェライト磁石の磁気特性が劣化することが分かつた。
実施例 5
SrC03及び Fe203を SrO ' nFe203 (n= 5. 9) で示される基本組成になるよう配合し 、 湿式混合した後、 1250°Cで 2 時間大気中で仮焼した。 仮焼粉をローラ一ミルで 乾式粉砕を行い粗粉とした。 その後、 アトライ夕一により湿式微粉砕を行い、 平 均粒径が約 0.8 mの微粉を含むスラリーを得た。 粗粉の微粉砕工程の初期に、 粗 粉重量を基準にして 2.5重量%の La203及び 1.2重量%の Co304を添加するととも に、 6重量%の Fe304(マグネタイト)又は 6.2重量%の Fe203(へマタイ ト)を添加し た。 さらに粗粉の微粉砕工程の初期に、 粗粉重量を基準にして 0.3重量%の SrC03 、 1.0重量%の CaC03及び 0.3重量%の Si02を焼結助剤として添加した。 得られ た 2種の微粉スラリーを 10k0eの磁場中で湿式成形し、 得られた成形体を 1210〜 1230°Cで 2時間焼結した。 得られた 2種の焼結体はほぼ下記の組成:
( Sr1-xLajO ' n 〔(Fe1-yCoy)203] (原子比率)
(ただし、 x =0. 15、 y = x/2n、 n=5.55 (6重量%の Fe304添加の場合) 、 又は η=5· 50 (6.2重量%の Fe203添加の場合) 。 ) を有していた。
得られた各焼結体を約 10誦 X 10删 X 20腿の形状に加工し、 B— Hトレ一サによ り 20°Cにおいて磁気特性を測定した。 結果を図 5に示す。 図 5の縦軸は Br (kG) 、 横軸は iHc (kOe) である。
図 5及びそれに関連した検討より、 6重量%の Fe304(マグネタイ ト)又は 6.2重 量%の Fe203(へマタイト)を添加することにより、 実施例 3と比べて磁気特性及び Δ (Sh丄) 、 l ( Sh丄 /Sh〃) が顕著に改善されることが分かった。 このように 、 後添加方式において Fe304(マグネタイ ト)と同様 Fe203(へマタイ ト)も有効であ る。
実施例 6
SrC03及び Fe203を SrO ' nFe203 (n=5. 9) で示される基本組成になるよう配合し 、 湿式混合した後、 1250°Cで 2 時間大気中で仮焼した。仮焼粉をローラ一ミルで 乾式粉砕を行い粗粉とした。 その後、 アトライ夕一により湿式微粉碎を行い、 平 均粒径が 0.8〃mの微粉を含むスラリーを得た。 粗粉の微粉碎工程の初期に、 粗粉 重量を基準にして 2.5重量%の La203、 0.6重量%の Co304及び 0.6重量%の ZnOを 添加するとともに、 2〜 8重量%の Fe304(マグネタイト)を添加した。 さらに粗粉 の微粉砕工程の初期に、 粗粉重量を基準にして 0. 1重量%の SrC03、 1.0重量%の CaC03及び 0.3重量%の Si02を焼結助剤として添加した。 得られた各微粉スラリ —を 10k0eの磁場中で湿式成形した。 得られた成形体を 1210〜1230°Cで 2時間焼 結した。 得られた各焼結体の基本組成はほぼ下記組成式:
( Sr1-xL )0 ' n Fe CoQ.5yZn。.5y)203] (原子比率)
(ただし、 x =0. 15、 y = x/2n、 η=5 · 32〜5.67。 ) に対応している。
各焼結体を約 10腿 X 10匪 Χ 20腿 の形状に加工し、 Β— Η トレ一サにより 20°C において磁気特性を測定した。 結果を図 6に示す。 図 6の縦軸は Br (kG) 、 横軸 は iHc (kOe) である。
実施例 7
Fe304を後添カ卩しない以外は実施例 6と同様にしてフヱライト磁石を作製し、 磁 気特性を測定した。 Fe304を後添加せずに得られたフェライト焼結体の基本組成は ほぼ下記の組成式:
( Sr1-xL )0 ' n[ (Fe Co。.5yZnQ.5y)203] (原子比率)
(ただし、 x = 0. 15、 y = x/2n、 n = 5.20。 ) に対応している。 このフェライ ト 磁石の磁気特性を図 6に示す。 図 6より、 2〜8重量%の Fe304を後添加した場合 (実施例 6 ) には、 Fe304が 無添加の場合 (実施例 7 ) と比べて、 磁気特性が向上していることが分かる。 例 えば Fe304を 6〜8重量%添加した場合では、 無添加の場合と比べて、 等しい iHc のときに比較して Brが約 100G向上しており、 また等しい Brのときに比較して iHcが約 6000e向上していた。
関連した検討から、 Fe304の添加量を 0.1〜11重量% (Fe元素基準) とすれば、 Fe304が無添加の場合 (実施例 7 ) と比べて磁気特性が改善されるとともに、 収縮 率を安定化できることが分かった。 具体的には、 Fe304の後添加により、 20°Cにお いて、 Br=4,250〜4,450G、 iHc = 3,000〜3,8000e、 角形比 (Hk/iHc) =94· 5〜97 %の高 Br型高性能フェライト磁石が得られた。 このフェライト磁石の (Shi) = 11〜13· 5%でかつ l (Sh丄) =0.05〜0.9%の範囲内で、 (Shi) 及び (Shi) を自在に調整することができる。 またフェライ ト磁石の寸法ばらつきを抑えるた めに、 I (Shi ) をより好ましくは 0.05〜0.8%、 さらに好ましくは 0.05〜0.5% 、 特に好ましくは 0.05〜0.3 %とすることができる。 それとともに、 (Shi/ Sh//) = 1.6〜2.4でかつ (Sh丄 ZSh〃) =0.05〜0.30の範囲内で (Sh丄 /Sh〃 ) 及び (Sh丄 /Sh〃) を自在に調整可能である。 フェライ ト磁石の寸法ばらつ きを抑えるために、 モル比 nがほぼ 6に近いほど l (Sh丄 /Sh〃) は小さくなり 、 かつ (Sh丄 /Sh〃) = 1. 9〜2.2 に調整できるとともに、 l (Sh丄 /Sh〃) をよ り好ましくは 0.05〜0.20、 さらに好ましくは 0.05〜0.15、 特に好ましくは 0.05 〜0.10にすることができる。
実施例 8
SrC03及び Fe203を SrO ' nFe203 (n=5.6) で示される基本組成式になるよう配合 し、 湿式混合した後、 1250°Cで 2 時間大気中で仮焼した。 以降は実施例 6と同様 にして、 後添加方式により粗粉の微粉砕工程の初期に 2〜 8重量%の Fe304(マグ ネ夕ィト)を添加してフヱライト磁石を得た。 得られた各焼結体の基本組成はほぼ 下記組成式:
(Sr1-xLaJ0 ' n Fe^ yCo。.5 yZno.5y)203] (原子比率)
(ただし、 x =0.15、 y = x/2n、 n=5.00〜5.34。 ) に対応している。
このうち n=5.00〜5.20 のものは実施例 7のものとほぼ同等の高い磁気特性を 有しており、 十分実用に供することができる。 また nが 5.20を超えるものは実施 例 6で得られた同モル比のものと同等の磁気特性を有していた。
実施例 9
粗粉の微粉碎工程の初期に Fe304(マグネタイト)を添加しなかった以外は実施例 8と同様にしてフェライ ト磁石を作製し、 磁気特性を測定した。 得られたフェラ ィ ト磁石は角形比 (Hk/iHc) が 93.5%であった。
実施例 10
SrC03、 Fe203、 L 03及び Co304を下記基本組成:
(Sr1-xLaJ0 · n[(Fe1-yCoy)203] (原子比率)
(ただし、 X =0.075、 y = x/2n、 n=5.9。 ) になるよう配合し、 湿式混合した 後、 1250°Cで 2 時間大気中で仮焼した。 仮焼粉をローラ一ミルで乾式粉砕を行い 粗粉とした。 その後アトライ夕一により湿式微粉砕し、 平均粒径が約 0.8 zmの微 粉を含むスラリーを得た。 粗粉の微粉砕工程の初期に、 粗粉重量を基準にして 1.25重量%の La203及び 0.6重量%の Co304を添加するとともに、 1〜4重量%の Fe304(マグネタイ ト)を添加した。 さらに粗粉の微粉砕工程の初期に、 粗粉重量を 基準にして 0.1重量%の SrC03、 1.0重量%の CaC03及び 0.3重量%の Si02を焼結 助剤として添加した。 各微粉スラリーを 10k0e の磁場中で湿式成形した。 得られ た各成形体を 1210〜; L230°Cで 2時間焼結した。 得られた各焼結体の基本組成はほ ぼ下記組成式:
(Sr1-xL¾)0 · n[(Fe1-yCoy)203] (原子比率)
(ただし、 y = x/2n、 χ =0.15、 η=5·61〜5· 78。 ) に対応している。
各焼結体を約 10画 X 10腿 X 20腿 の形状に加工し、 Β— Η トレ一サにより 20°C において磁気特性を測定したところ、 いずれも図 2のほぼ同モル比のものとほぼ 同等の高い磁気特性を有していた。
実施例 11
粗粉の微粉砕工程の初期に、 Fe304(マグネタイト)を添カ卩しない以外は実施例 10 と同様にしてフェライ ト磁石を作製し、 その磁気特性を測定した。
実施例 10と 11の比較から、 Fe304の添加量の増加とともに磁気特性が少しずつ 向上し、 かつ 1 (Shi) 及び l (Sh丄 /Sh〃) が小さくなる傾向が認められた。 実施例 12
SrC03、 Fe203、 L 03、 Co304及び ZnOを下記基本組成:
(Sr1-xL¾)0 · n[ (Fe1-yCo0.5yZno.5y)203] (原子比率)
(ただし、 x =0.075、 y = x/2n、 η=5· 9。 ) になるよう配合し、 湿式混合した 後、 1250°Cで 2 時間大気中で仮焼した。 仮焼粉をローラ一ミルで乾式粉砕を行い 粗粉とした。 その後アトライ夕一により湿式微粉碎を行い、 平均粒径が 0.8〃mの 微粉を含むスラリーを得た。 粗粉の微粉砕工程の初期に、 粗粉重量を基準にして 1.25重量%の La203、 0.3重量%の Co304及び 0.3重量%の ZnOを添加するととも に、 1〜4重量%の Fe304 (マグネタイ ト)を添加した。 さらに粗粉の微粉砕工程の初 期に、 0.1重量%の SrC03、 1.0重量%の CaC03及び 0.3重量%の Si02を焼結助剤 として添加した。 得られた各微粉砕スラリーを 10k0e の磁場中で湿式成形した。 得られた成形体を 1210〜; L230°Cで 2時間焼結した。 得られた各焼結体の基本組成 はほぼ下記の組成式:
(Sr1-xL )0 · n [(Fe1-yCo0.5yZno.5y)203] (原子比率)
(ただし、 x =0.15、 y = x/2n、 n=5.60〜5.77。 ) に対応している。
各焼結体を約 10翻 X 10誦 X 20腿 の形状に加工し、 B— Hトレーサにより 20°C において磁気特性を測定したところ、 いずれも図 6の同モル比のものとほぼ同等 の高い磁気特性を有していた。 また (Shi) も 0.5%未満で安定していた。 実施例 13
粗粉の微粉碎工程の初期に Fe304 (マグネタイト)を添加しない以外は実施例 12 と同様にして、 フェライ ト磁石を作製し、 B— Hトレ一サにより 20°Cにおいて磁 気特性を測定した。
実施例 12と 13の比較から、 Fe304の添加量の増加とともに磁気特性が少しずつ 向上し、 かつ 1 (Shi ) 、 (Sh丄 /Sh〃) が小さくなる傾向が認められた。
La及び Coで複合置換してなるとともに、 モル比 nを自在に調整できる後添加 方式又は前/後添加方式を採用することにより、 0.1≤x < 0. 2 の組成を選択すれ ば、 20°Cにおいて Br=4,400〜4, 500G、 iHc = 4,400〜4, 5000e、 (Hk/iHc) =95〜 96 %である高保磁力型の高性能フェライト磁石を実現することができる。
また Brを低下させるが iHcを顕著に増加させる Cr203及び/又は A1203を 0.1〜 2重量%、 より好ましくは 0.2〜1.5重量%、 特に好ましくは 0.3〜: 1.0重量%添 加することにより、 従来と比べて高い Brを保持しつつ、 より高保磁力型の高性能 フェライト磁石を提供することができる。 Cr203及び/又は A1203が 0. 1 重量%未 満では添加効果が認められず、 2重量%を超えると Brが大きく低下する。 よって 、 本発明のフェライト磁石に例えば 0.3〜: 1.0重量%の A1203及び 又は Cr203を添 加すれば、 20°Cにおいて Br=4, 200〜4,300G、 iHc =4, 800〜5,2000eの非常に保磁 力の高い高性能フェライト磁石を実現することが可能である。
Laと Coと Zn及び/又は Mnで複合置換してなるとともにモル比 nを自在に調 整できる後添加方式又は前/後添加方式を採用して作製した本発明のフエライ ト 磁石は、 20°Cにおいて Br = 4,400〜4, 600G、 iHc = 3, 300〜3, 8000e、 (Hk/iHc) = 95〜97%である高 Br型の高性能フヱライ ト磁石を実現することができる。 後添加方式又は前/後添加方式を採用した上記実施例では、 マグネタイ 卜又は へマタイト等の Fe化合物の後添加時期を微粉砕時としたが、 本発明においては仮 焼の後であれば Fe化合物の後添加時期は特に限定されず、 フェライ ト化反応を終 えた仮焼粉の状態から、 成形に供されるまでの任意の時期において、 Fe化合物を 後添加できる。 Fe化合物の後添加時期を微粉砕工程以外とする場合は、 攪拌混合 等の均一混合手段を併用するのが好ましい。 また R元素及び/又は M元素の化合 物を後添加する場合も、 フェライ ト化反応を終えた仮焼粉の状態から、 成形に供 されるまでの任意の時期において可能である。
次に、 本発明のフェライ ト磁石の製造に際し、 希土類元素の化合物として、 酸 化物の代わりに水酸化物、 炭酸塩又は有機酸塩を添加すれば反応性が改善されて 、 磁気特性が向上する場合があることが分かった。 この磁気特性の向上を実現す る第一の因子は、 La等の R元素の水酸化物、 炭酸塩又は有機酸塩が希土類酸化物 に比較して微細な粉末になっているためであると考えられる。 第二の因子は、 仮 焼又は焼結時の昇温過程において希土類元素の水酸化物、 炭酸塩又は有機酸塩が 分解して酸化物に変化する際に、 一次結晶粒が微細化し反応性が向上するためで あると考えられる。 第三の因子は、 上記分解反応自体が反応性を高めるためであ る。 これらの第一から第三の因子は、 Co等の前記 M元素の水酸化物等においても 同様に存在すると考えられる。 量産に好適な一例は、 仮焼後の粉砕時 (特に微粉砕時)に R元素及び M元素の水 酸化物等を添加して、 最終的に本発明によるフェライ ト磁石の組成物にすること である。 R元素及び/又は M元素の水酸化物等による磁気特性の向上効果は、 後 添加方式の場合に顕著である。 後添加方式においては高温加熱過程を経るのは一 回(焼結)のみのため、 酸化物による後添加方式と比べて水酸化物、 炭酸塩又は有 機酸塩の良好な反応性の効果が顕著に現れるからであると判断される。
この応用例として、 例えば M元素の水酸化物を後添加方式により添加する場合 、 その水酸化物粉末を直接添加する替わりに、 CoCl2水溶液中にフェライト原料粉 末を分散させた後 NaOH又は NH40H等のアル力リ性物質を加えて、 M元素の水酸化 物を形成せしめた状態のものを添加することも可能である。 Laの場合も同様のこ とが可能である。
実施例 14
SrC03及び Fe203を SrO · 5. 9Fe203の基本組成になるよう配合し、 湿式混合した後 、 1200°Cで 2 時間大気中で仮焼した。 仮焼粉をローラーミルで乾式粉砕を行い粗 粉とした。 その後、 アトライ夕一により湿式微粉砕し、 平均粒径が 0.7〜0.8 i の微粉を含むスラリーを得た。 粗粉の微粉砕工程の初期に、 La(0H)3及び Co(0H)2 を添加し、 さらに焼結助剤として SrC03、 CaC03及び Si02を粗粉重量を基準にして それぞれ 0.50重量%、 0.80重量%及び 0.45重量%添加した。 得られた微粉スラ リーを 10k0eの磁場中で湿式成形した。 成形体を 1210〜; L230°Cで 2時間焼結した 。 得られた各焼結体は(Sr1-xL )0 · n[ (Fe Coy)203] ( x = 0. 15、 y = x /2n、 n = 5.20) の組成を有していた。 各焼結体を約 10腿 X 10腿 X 20讓の形状に加工し、 B —Hトレーサにより 20°Cにおいて磁気特性を測定した。 結果を表 3に示す。
比較例 6
x =0. 15になるように仮焼前の混合段階で La203及び Co304を添加した以外は実 施例 14と同様にして仮焼以降の処理を行い、 フェライト磁石を作製し、 磁気特性 を測定した。 結果を表 3に示す。
実施例 15
粗粉の微粉碎工程の初期に、 χ = 0. 15、 γ = χ /Ζτι になるように La203及び Co304を添加した以外は実施例 14 と同様にしてフェライト磁石を作製し、 B— H トレーサにより 20°Cにおいて磁気特性を測定した。 結果を表 3に示す。
表 3
Figure imgf000032_0001
表 3の Br、 iHc及び角形比 (Hk/iHc) は 20°Cで測定した。 (Hk/iHc) 値は減 磁曲線の角形比を表すだけでなく、 M型フェライ ト焼結体の Aイオンサイ ト及び Feイオンサイ卜への La元素及び Co元素の置換の有効性を表す一指標であると考 えられる。
表 3の実施例 14と 15及び比較例 6の比較から、 微粉碎時に La化合物及び Co 化合物を添加するとともに、 La化合物及び Co化合物として La(0H)3及び Co(0H)2 を用いることにより、 角形比 (Hk/iHc) を良好に維持しつつ、 iHc を顕著に向上 できることが分かる。
実施例 16
1200°Cで 時間大気中で仮焼することにより、 SrO · 6.0Fe203で表される基本 組成の仮焼粉を得た。 続いて、 口一ラーミルで乾式粉砕を行い粗粉とした。 その 後ァトライ夕一により湿式微粉碎を行い、 平均粒径が 0.8 111の微粉を含むスラリ —を得た。 粗粉の微粉碎工程の初期に、 (Sr xLa O ' n [(Fe^ yCo。.5yZn。.5y) 203 ] ( ただし、 x = 0. 15 y = x/2n n = 5.3。 ) で表される基本組成になるように、 Co304 ZnO及び La(0H) 3を添加した。 また粗粉の微粉碎工程の初期に、 焼結助剤 として SrC03 Si02及び CaC03を粗粉重量を基準にしてそれぞれ 0.50 重量%、 0.40重量%、 0.8h0 - 重量%(CaO換算で 0.45重量%)添加した。 次に、 得られた微 粉スラリーを 10k0eの O O磁場中で湿式成形した。 得られた成形体を 1210 1230°Cで 2時間焼結した。 得られた各焼結体を約 10腿 X 10匪 X 20麵の形状に加工し、 B _ Hトレーサにより 20°Cにおいて磁気特性を測定した。 結果を表 4に示す。
実施例 17
微粉砕時の添加化合物として、 La(0H) 3に替えて La203を用いた以外は実施例 16と同様にしてフェライト磁石を作製し、 B— Hトレ一サにより 20°Cにおいて磁 気特性を測定した。 結果を表 4に示す。
比較例 7
仮焼前の混合時の添加物として、 La(0H) 3に替えて La203を用いた以外は実施例 16 と同様にしてフェライト磁石を作製し、 磁気特性を測定した。 結果を表 4に示 す。
表 4 添力口物 焼ロ &_ Br iHc Hk/iHc 例 No. X 前添カロ 後添加 (。C ) ( G) (Oe) ( % ) 実施例 La(0H)3 1210 4280 3150 96.6 16 0. 15 + Co304 1220 4325 3110 96.8
+ ZnO 1230 4380 2980 97.0 実施例 La203 1210 4270 3005 95.3 17 0. 15 + Co304 1220 4300 2985 96. 1
+ ZnO 1230 4355 2715 96.3 比較例 1210 4330 3250 92.8 7 0. 15 1220 4335 3230 93.0
1230 4390 3020 93.5 表 4において、 実施例 16 と 17及び比較例 7の比較から、 La、 Co及び Znを後 添加することにより Hk/iHcが改善する。 また La、 Co及び Znを複合添加する場合 の La(0H)3の有効性は明らかである。
実施例 18
SrC03、 Fe203、 L 03及び Co304を下記基本組成:
( Sr1-xL¾)0 · n[ (Feト yCoy)203]
(ただし、 x = 0.075、 y = xZ2n、 n= 5.9。 ) になるよう配合し、 湿式混合した 後、 1200°Cで I 時間大気中で仮焼した。 仮焼粉を口一ラーミルで乾式粉砕を行い 粗粉とした。 その後アトライ夕一により湿式微粉砕を行い、 平均粒径が 0.7〜0.8 zmの微粉を含むスラリーを得た。 粗粉の微粉砕工程の初期に、 x = 0. 15、 y二 x/2n、 n=5.55 になるように L 03及び Co304を後添加した。 また粗粉の微粉砕 工程の初期に、 粗粉重量を基準にして 0.50重量%の SrC03、 0.80重量%の CaC03 及び 0.45重量%の Si02を焼結助剤として添加した。 このスラリーを 10k0eの磁 場中で湿式成形した。 得られた成形体を 1210〜1230°Cで 2時間焼結した。 得られ た各焼結体を約 10誦 X 10腿 X 20腿の形状に加工し、 B— Hトレ一サにより 20°C において磁気特性を測定した。 結果を表 5に示す。
実施例 19
SrC03、 Fe203、 La(0H)3及び Co304を、 下記基本組成:
( Sr χΐ )0 · n[ (Fe Coy)203] (原子比率)
(ただし、 x = 0.075、 y = xZ2n、 n= 5. 9。 ) になるよう配合し、 湿式混合した 後、 1200°Cで 2 時間大気中で仮焼した。 仮焼粉をローラーミルで乾式粉砕を行い 粗粉とした。 その後アトライ夕一により湿式微粉砕を行い、 平均粒径が 0.7〜0.8 mの微粉を含むスラリーを得た。 粗粉の微粉砕工程の初期に、 x = 0. 15、 y = x/2n、 n=5.55 になるように La(0H)3及び Co304を後添加した。 また粗粉の微粉 砕工程の初期に、 焼結助剤として SrC03、 CaC03及び Si02を粗粉重量を基準にして それぞれ 0.50 重量%、 0.80重量%及び 0.45 重量%添加した。 このスラリーを 10k0e の磁場中で湿式成形した。 得られた成形体を 1210〜1230°Cで 時間焼結し た。 得られた各焼結体を約 10腿 X 10腿 X 20腿の形状に加工し、 B— Hトレーザに より 20°Cにおいて磁気特性を測定した。 結果を表 5に示す c 表 5
Figure imgf000035_0001
実施例 20
SrC03、 Fe203、 Co304、 ZnO及び La203を、 下記基本組成:
( Sr χΙ )0 · n[ (Fe1-yCo。.5yZn。.5y) 203 ] (原子比率)
(ただし、 X = 0.075、 y = x /2n、 n二 6.0。 ) になるように湿式混合した後、 1200°Cで 2 時間大気中で仮焼した。 仮焼粉をローラーミルで乾式粉砕を行い粗粉 とした。 その後アトライ夕一により湿式微粉砕を行い、 平均粒径が 0.8〃mの微粉 を含むスラリーを得た。 粗粉の微粉砕工程の初期に、 x =0. 15、 y = x/2n、 n= 5.65になるように La203、 Co304及び ZnOを後添加した。 また粗粉の微粉碎工程の 初期に、 焼結助剤として SrC03、 Si02及び CaC03を粗粉重量を基準にしてそれぞれ 0.50重量%、 0.40重量%、 0.80重量%(Ca0換算で 0.45重量%)添加した。 得ら れた微粉砕スラリーを 10k0eの磁場中で湿式成形した。 得られた成形体を 1210〜 1230°Cで 2時間焼結した。 得られた各焼結体を約 10麵 X 10腿 X 20腿の形状に加工 し、 B— Hトレ一サにより 20°Cにおいて磁気特性を測定した。 結果を表 6に示す 実施例 21
SrC03、 Fe203、 Co304、 ZnO及び La(0H) 3を、 下記基本組成
( Sr^La O · n[ (Fe1-yCo0.5yZn0.5y) 203 ] (原子比率) (ただし、 x = 0.075、 y = x /2n、 n = 6.0o ) になるように湿式混合した後、 1200°Cで 2 時間大気中で仮焼した。 仮焼粉をローラ一ミルで乾式粉砕を行い粗粉 とした。 その後アトライ夕一により湿式微粉砕を行い、 平均粒径が 0.8 mの微粉 を含むスラリーを得た。 粗粉の微粉碎工程の初期に、 x =0. 15、 y = x/2n、 n= 5.65になるように La(0H) 3、 Co304及び ZnOを後添加した。 また粗粉の微粉碎工程 の初期に、 焼結助剤として SrC03、 Si02及び CaC03を粗粉重量を基準にしてそれぞ れ 0.50重量%、 0.40重量%、 0.80重量%(CaO換算で 0.45重量%)添加した。 得 られた微粉砕スラリーを 10k0eの磁場中で湿式成形した。 得られた成形体を 1210 〜1230°Cで 2時間焼結した。 得られた各焼結体を約 10醒 10顧 20醒の形状に加 ェし、 B— Hトレ一サにより 20°Cにおいて磁気特性を測定した。 結果を表 6に示 す。 表 6
Figure imgf000036_0001
実施例 22
本発明のフェライ ト磁石の温度特性を測定するために、 X二 0. 15 (実施例 18) で作製したフェライ ト磁石を所定形状に加工し、 試料を作製した。 また x = 0 , 0. 10、 0.20 とした以外は実施例 18 と同様にしてフヱライト磁石を作製し、 前記 と同様に所定形状に加工、 試料を作製した。 各試料を振動試料型磁力計 (東英ェ 業 (株) 製、 VSM- 3型) にセッ卜し、 — 60〜十 100°Cで 10°C毎に磁気特性を測定し 、 — 60〜十 100 Cにおける Br の温度係数 (ひ) 及び iHc の温度係数 ( ? ) を求め た。 結果を表 7に示す。 表 7
Figure imgf000037_0001
表 7のデータ及び関連する検討から、 La及び Co で複合置換した本発明のフエ ライト磁石の/?は約 0. 13〜0.36 ( %/°C) の範囲にあることが分かった。 また関 連した検討から、 表 7に代表される本発明のフェライ ト磁石のキュリー温度 (Tc ) は、 0.01≤χ≤0· 4 の組成範囲で、 425°C <Tc<460°C の範囲にあることが分 かった。
実施例 23
La、 Co及び Znで複合置換してなる本発明のフェライト磁石の温度特性を測定 するために、 実施例 20 ( x =0 , 15) のフヱライ ト磁石を所定形状に加工し、 試料 とした。 この試料を用いて、 実施例 11 と同様にして—60〜十 100°Cにおける磁気 特性を測定し、 Brの温度係数 (ひ) 及び iHc の温度係数 ( ) を測定した。 結果 を表 8に示す。 表 8
Figure imgf000037_0002
表 8のデ一夕から、 La、 Co及び Znで複合置換した本発明のフェライ ト磁石の ?は 0.26〜0.36 ( %/°C) の範囲にあることが分かった。 図 7に比較例 4のフェライ ト磁石 (前添加方式、 x=0.15、 n=5.85) の EPMA 分析結果を示す。 図 8に実施例 1のフェライ ト磁石 (後添加方式、 x=0.15、 n= 5.25、 Fe304=0重量%) の EPMA分析結果を示す。 図 9に実施例 2のフェライト磁 石 (後添加方式、 x=0.15、 n=5.55、 Fe304=6 重量%) の EPMA分析結果を示す o 図 10に、 (Sr1-xLaJ0 · n Fei— yCoy)203] (x=0.10、 y = x/2n、 n=6.0。 ) の 基本組成を有する仮焼粗粉を作製し、 微粉砕時に La203、 Co304及び Fe304を所定量 添加した以外は実施例 10と同様にして作製したフェライト磁石 (前/後添加方式 、 x=0.20、 n=5.90、 Fe304=6重量%) の EPMA分析結果を示す。
図 7〜; 10の EPMA分析用試料は、 それぞれフヱライト磁石の c面が表面になる ように樹脂に埋め込み、 粒径 0.05/imの A1203研磨粉を用いて鏡面研磨し、 EPMA ライン分析に供した。 EPMA装置として (株) 島津製作所製の電子線マイクロアナ ライザ一 (型式: EPM— 810Q) を用いた。 測定条件は、 加速電圧 15kV、 加速電流 OAj 及び照射ビーム直径 = l〃mであった。 図 7〜10 の縦軸は La、 Co、 Sr、 Fe各元素の計数 c.p.s.(counts per second)であり、 横軸は走査距離 (〃m) であ る。 図 7〜10の各々は計数及び走査距離のスケールを表示する。 EPMA装置の分光 結晶は Laのライン分析ではふつ化リチウム (LiF) を、 Srのライン分析ではペン 夕エリスリトール 〔PET、 C (CH20H)4〕 を、 Fe のライン分析では酸性フ夕ル酸ルビ ジゥム 〔RAP、 C6H4(C00H)(C00Rb)〕 を、 Coのライン分析では LiF をそれぞれ用い た。
図 7〜; 10に示すように、 各試料表面の任意の位置における 80〃m走査分の EPMA 分析結果から読み取った Laの p.s.のばらつきを l (c.p.s.) と定義した。 図 7 (前添加方式、 x=0.15、 n=5.85) では、 l (c.p.s.) =0.119kc.p.s.であつ た。 図 8 (後添加方式、 x=0.15、 n=5.25、 Fe304=0重量%) では、 l (c.p.s. ) =0.512kc.p.s.であった。 図 9 (後添加方式、 x =0.15、 n=5.55、 Fe304=6 重 量%) では l (c.p.s.) =0.557kc.p.s.を得た。 図 10 (前/後添加方式、 x = 0.20、 n=5.90、 Fe304=6 重量%) では、 l (c.p.s.) =0.252kc.p.s.であった。 図 7及び関連した検討から、 前添加方式によると l (c.p.s.) =0.07〜0.15 の範 囲になり、 図 8及び 9の後添加方式又は図 10 の前/後添加方式のものと比べて Laが均一に分布しているものと判断される。 図 8及び 9の検討により、 後添加方 式によると (c.p.s.) =0.35〜0.65の範囲になり、 Laの分布が最も不均一なる ことが分かる。 さらに図 8及び 9から、 Fe304の添加により 1 (c.p.s.) がやや増 大する傾向が認められた。 次に、 図 10の検討から、 後添加による X値及び/又は y値置換の寄与分が 20%以上 100%未満である前 Z後添加方式によると、 l ( c.p.s.) は 0.15〜0.35 の範囲になり、 後添加方式と前/後添加方式との間の La 分布を有するものになると判断される。
図 11 に、 (SrvxLaJ0 'n[(Fe1-yCoy)203] (原子比率) (ただし、 x=0.10〜0.40 、 y = x/2n, n=5.90 ) の基本組成を有する前添加方式によるフヱライ ト磁石 の磁化—温度曲線を示す。 縦軸は磁化 (相対値) を示す。 x=0 は従来組成 (SrO • 5.9Fe203) のフェライト磁石の場合である。
各曲線の接線 (破線) と磁化 =0 (横軸) との交点を第 1 キュリー点 (TCl) と し、 各曲線と磁化 =0 (横軸) との交点を第 1 キュリー点 (Tc2) と定義する。 図 11 から、 前添加方式による x=0〜0.40のフェライ ト磁石の磁化—温度曲線にお いて、 TClに至る接線 (破線) に対し、 〇で囲んだ曲線部分は凸になっていること が特徴である。
図 12 は、 図 9 (後添加方式、 x=0.15、 n=5.55、 Fe304=6 重量%) で用いた のと同じフェライ ト磁石から切り出した試料を用いて測定した磁化—温度曲線を 示す。 さらに図 12は、 図 10 (前/後添加方式、 x=0.20、 n=5.90、 Fe304 = 6重 量%) で用いたのと同じフェライ ト磁石から切り出した試料を用いて測定した磁 化—温度曲線を示す。 図 12の後添加方式によるものは ^,=447^、 Tc2=453°Cで あり、 TClに至る接線 (破線) に対し、 〇で囲んだ曲線部分が凹になっている部分 を含むのが特徴である。 図 12の前/後添加によるものは Tc1=445°C、 Tc2=453°C であり、 に至る接線 (破線) に対し、 やはり〇で囲んだ曲線部分が凹になって いる部分を含んでいる。
実施例 24
SrO · 5.9Fe203の基本組成を有する仮焼粗粉を用い、 かつ微粉砕平均粒径を 0.65 〃m、 微粉砕時の Fe304添加量を 7重量%とした以外は実施例 2と同様にして、 下 記基本組成:
(Sr1-xLaJ0 · n[(Fe1-yCoy)203] (原子比率) (ただし、 x=0.15、 y = xZ2n、 n = 5.55。 ) を有する後添加方式によるフェラ ィト磁石を作製した。 このフェライト磁石の 20°C、 — 40°Cにおける 4ττΙ— H曲線 を図 13に示す。 このフェライト磁石は後添加方式でかつ Fe304を所定量添加する とともに、 微粉砕平均粒径を 0.4〜0.65〃m という高 Br化に好適な条件に調整す ることにより、 20°Cにおける Brが 4.4kGであり、 iHcが 4.5k0eであり、 角形比 (Hk/iHc) が 95%という極めて高い Br、 iHc 及び角形比 (Hk/iHc) を実現した この高性能フェライト磁石の— 40°Cにおける限界減磁界強度 ( IH) の測定結果 を以下に説明する。 図 13において、 フェライト磁石を配した磁気回路より求めた 動作線 piにおける、 B— H曲線上の動作点は Aにあり、 4 1一 H曲線上における 対応点は Qである。 pi = pc + l = 3 (pi は 4ττΙ— H曲線上のパーミアンス係数 、 pcは Β— Η曲線上のパ一ミアンス係数) の条件で測定したところ、 図 13に示 す通り、 lH=22400e が得られた。 pi5 は動作線 pi に平行な動作線である。 ― 40°C、 pi=pc + l = 3 の条件において、 1H が印加される前の A点の動作点磁束 密度は (Bd!) である。 H=22400eが印加されると動作線 pi' と 4ττΙ— H曲線と の交点 Cに対応する Β— Η曲線上の D点に動作点が移動する。 その後、 減磁界が 取り除かれた後 1Η=0 の状態では実質上 Α点に動作点が復帰し重なる。 このため 、 印加前の A点の磁束密度 (Bd =3650Gと を印加し除去した後の動作点 (A点に戻っている) の磁束密度 (Bd2) とはほぼ等しい。 よって、 [ — Bd2) / ,) X100 (%) で定義される不可逆減磁率はほぼ 0%である。
比較例 8
前添加方式により、 下記基本組成:
(Sr1-xLax)0 -n[(Fe1-yCoy)203]
(ただし、 x=0.15、 y = x/2n、 n=5.85。 ) となるように原料を配合した以外 は、 比較例 4と同様にしてフェライ ト磁石を作製した。 このフェライ ト磁石の +20 °C及び— 40°Cにおける 4ττΙ一 H曲線を図 14に示す。 このフェライト磁石は前添加 方式により作製したために、 20°Cにおける Br は 4.4kG と高く、 また iHc は 4.5k0eと高いが、 角形比 (Hk/iHc) は 76%と悪かった。
この角 fl¾比の悪いフヱライト磁石に対し、 図 13と同様にして一 40°Cにおける限 界減磁界強度 ) を測定した結果を図 14に示す。 図 14において、 フェライ ト磁石を配した磁気回路より求めた動作線 p i における、 B— H曲線上の動作点 は Hにあり、 4ττ Ι一 H曲線上における対応点は Κである。 p i ' 、 p i"は動作線 p iに平行な動作線である。 図 14に示す通り、 一 40° (、 p i = 3の条件で減磁しな い限界の印加磁界強度: lH' =5600e (図 13の lH対比で 25%) が得られた。 次 に、 図 13 と同様に 22400eの減磁界を印加後除去した後の不可逆減磁率を測定し た。 —40° (、 p i = 3 の条件において、 減磁界 (22400e) が印加されると動作線 p i ' と 4ττ Ι— H曲線との交点 Fに対応する B— H曲線上の G点に動作点が移動する 。 その後、 減磁界 (22400e) が取り除かれた状態では実質上 H' 点に動作点が復 帰する。 H' 点の動作点磁束密度 (Bd2, ) =3240Gである。 減磁界 (22400e) を印 加する前の H 点の動作点磁束密度 (Bd ) = 3640G なので、 不可逆減磁率 = [( 3640- 3240 )/3640) x lOO ( %) = 11.0%になり、 図 13の場合と比べて大きく 減磁することが分かった。
図 13及び 14について検討した結果、 R =Laでかつ M =Coとし、 20°Cにおいて 4100G以上の Brと 40000e以上の iHcと 92.3%以上の (Hk/iHc) とを有する本発 明のフェライ ト磁石の場合、 —40° (、 p i≥3 の条件下で、 1 H を好ましくは lOOOOe以上、 より好ましくは 15000e以上、 特に好ましくは 20000e以上にするこ とができる。 さらにこの場合は 4〜24極、 より好ましくは 4~16極の対称又は非 対称磁極を着磁形成できるラジアル異方性又は極異方性の中実円筒状磁石、 リン グ磁石として好適である。 さらに前記中実円筒状磁石又はリング磁石は一体構造 体又は貼り合わせた構造体で構成してもよい。 また例えば前記フェライ ト磁石の 一体構造体又は貼り合わせた構造体で複写機用の長尺マグネットロールを構成す ることができる。 本発明による回転機、 複写機等の性能向上、 小型化への寄与は 非常に大きい。
さらに、 R =Laでかつ M =Coと Zn及び/又は Mnとし、 20°Cにおいて 4200G以 上の Br と 30000e以上の iHc と 93.5%以上の (Hk/iHc) とを有する本発明のフ エライト磁石においても、 を大きく改善し、 かつ不可逆減磁率を小さく抑え ることができる。
上記実施例では Sr系フェライ 卜において (R、 M) 置換した場合を記載したが 、 Ba系フェライト又は (Sr、 Ba) 系フェライトにおいて (R、 M) 置換した場合 にも同様に、 従来のフェライト磁石と比べて高い保磁力 iHc (又は高い保磁力 iHc 及び残留磁束密度 Br) を有する実質的にマグネトプランバイ ト型結晶構造を有す るフェライト磁石が得られる。
また本発明のマグネトプランバイ ト型結晶構造を有するフェライ ト磁石には、 Si02及び CaO以外に、 B203、 Bi化合物等の磁気特性向上に有用な化合物を添カロし ても良い。 また本発明のフェライ ト磁石は上記必須添加物の他に所定量以下の不 可避的不純物を含有していても良い。 産業上の利用可能性
本発明のフヱライ ト磁石は、 モル比 n を自在に調整できる後添加方式又は前/ 後添加方式を用いることにより、 希土類元素の濃度が結晶粒界で高いミクロ組織 を有するのみならず、 量産が容易であり、 従来のフェライ ト磁石と比べて高い保 磁力 iHc (又は高い保磁力 iHc及び残留磁束密度 Br) と高い角形比 (Hk/iHc) と を有するとともに、 収縮率の変動が小さく抑えられる。
このような特徴を有する本発明のフェライト磁石は、 高い Br及び高い iHcが要 求される各種の回転機、 ァクチユエ一夕等に非常に有用である。 Co含有量が 10 原子%未満では iHcが著しく減少し、 95原子%を超えると Znの添加効果がほぼ 消失する。
本発明の一実施例によるフェライ ト磁石は、 従来のフェライ ト磁石と同等以上 の Brを保持しつつそれよりも高い iHcを有するので、 ABS用やスター夕用モータ 一等への応用が期待される。
本発明の他の実施例によるフェライ ト磁石は、 従来のフヱライ ト磁石と同等以 上の iHcを保持しつつかつそれよりも高い Brを有することので、 空調機 (ェアコ ン) 用やコンプレッサー用モ一夕一等への応用が期待される。

Claims

請求の範囲
1. 下記一般式:
(Ai—xR O ' n Fe My)203] (原子比率)
(ただし、 Aは Sr及び/又は Baであり、 Rは Yを含む希土類元素の少なくとも 1 種であり、 Mは Co、 Mn、 Ni及び Znからなる群から選ばれた少なくとも 1種であ り、 x、 y及び nはそれぞれ下記条件:
0.01≤x≤0.45
[ x/(2.6n)]≤y≤[ x/( 1.6n) ] 3 及び
5≤n≤6
を満たす数字である。 ) により表される基本組成を有し、 実質的にマグネトプラ ンバイ ト型結晶構造を有するフェライ ト磁石において、 前記 R元素及びノ又は前 記 M元素が化合物の状態で仮焼後の粉砕工程で添加されていることを特徴とする フェライト磁石。
2 . 請求の範囲第 1項に記載のフェライ ト磁石において、 前記 R元素が La、 Nd、 Pr、 Ce からなる群から選ばれた少なくとも 1種であることを特徴とするフェライ ト磁石。
3 . 請求の範囲第 2項に記載のフェライ ト磁石において、 La を必ず含むことを特 徴とするフェライト磁石。
4 . 請求の範囲第 3項に記載のフェライ ト磁石において、 前記 R元素が La単独で あることを特徴とするフェライ ト磁石。
5 . 請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれかに記載のフヱライト磁石において、 前 記 M元素が Co単独であることを特徴とするフェライト磁石。
6 . 請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれかに記載のフヱライト磁石において、 前 記 M元素が Coと Mn及び/又は Niであり、 Mnを含有する場合はその含有量が 0.4 原子%以上であることを特徴とするフェライト磁石。
7 . 請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれかに記載のフェライト磁石において、 前 記 M元素が Ni及び/又は Mnであり、 Mnを含有する場合はその含有量が 0,4原子 %以上であることを特徴とするフェライト磁石。
8 . 請求の範囲第 1項〜第 7項のいずれかに記載のフェライト磁石において、 前 記 R元素及び/又は前記 M元素が酸化物又は水酸化物の状態で添加されているこ とを特徴とするフェライト磁石。
9 . 請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれかに記載のフヱライト磁石において、 仮 焼後の微粉砕工程でさらに鉄化合物が添加されていることを特徴とするフェライ ト磁石。
10. 請求の範囲第 9項に記載のフェライト磁石において、 鉄化合物の後添加量が 鉄の全含有量の 0.1〜: 11 重量% (鉄元素基準) であることを特徴とするフヱライ ト磁石。
11. 請求の範囲第 1項〜第 10項のいずれかに記載のフェライト磁石において、 前 記 R元素の濃度が前記マグネトブランバイ ト型結晶粒内よりも粒界において高い ことを特徴とするフェライト磁石。
12. 請求の範囲第 1項〜第 14項のいずれかに記載のフェライト磁石において、 前 記 R元素が Laで、 前記 M元素が Coであり、 かつ 20°Cにおいて 4, 100G以上の残 留磁束密度 Brと 4,0000e以上の保磁力 iHcと 92.3%以上の角形比 (Hk/iHc) と を有することを特徴とするフェライト磁石。
13. 請求の範囲第 1項〜第 14項のいずれかに記載のフェライト磁石において、 前 記 R元素が Laで、 前記 M元素が Coと Mn及び/又は Znであり、 かつ 20°Cにおい て 4,200G以上の残留磁束密度 Brと 3, 0000e以上の保磁力 iHcと 93.5%以上の角 形比 (Hk/iHc) とを有することを特徴とするフェライト磁石。
14. 下記一般式:
(A B O ' n Fe My)203] (原子比率)
(ただし、 Aは Sr及び/又は Baであり、 Rは Yを含む希土類元素の少なくとも 1 種であり、 Mは Co、 Mn、 Ni及び Znからなる群から選ばれた少なくとも 1種であ り、 x、 y及び nはそれぞれ下記条件:
0.01≤x≤0.4,
[ x/(2.6n)]≤y≤[ x/( 1.6n)] , 及び
5≤n≤6
を満たす数字である。 ) により表される基本組成を有し、 実質的にマグネトプラ ンバイ ト型結晶構造を有するフヱライ ト磁石において、 前記 R元素及び/又は前 記 M元素が化合物の状態で仮焼前の混合工程で添加されているとともに、 仮焼後 の粉砕工程でも添加されていることを特徴とするフェライト磁石。
15. 請求の範囲第 14項に記載のフェライト磁石において、 前記 R元素が La、 Nd 、 Pr、 Ce からなる群から選ばれた少なくとも 1種であることを特徴とするフェラ ィ ト磁石。
16. 請求の範囲第 15項に記載のフェライ ト磁石において、 La を必ず含むことを 特徴とするフェライト磁石。
17. 請求の範囲第 16項に記載のフェライト磁石において、 前記 R元素が La単独 であることを特徴とするフェライ ト磁石。
18. 請求の範囲第 14項〜第 17項のいずれかに記載のフェライト磁石において、 前記 M元素が Co単独であることを特徴とするフヱライト磁石。
19. 請求の範囲第 14項〜第 17項のいずれかに記載のフヱライ ト磁石において、 前記 M元素が Coと Mn及び/又は Niであり、 Mnを含有する場合はその含有量が 0.4原子%以上であることを特徴とするフェライト磁石。
20. 請求の範囲第 14項〜第 17項のいずれかに記載のフェライト磁石において、 前記 M元素が Ni及び/又は Mnであり、 Mnを含有する場合はその含有量が 0.4原 子%以上であることを特徴とするフェライト磁石。
21. 請求の範囲第 14項〜第 20項のいずれかに記載のフェライ ト磁石において、 前記 R元素及び/又は前記 M元素が酸化物又は水酸化物の状態で添加されている ことを特徴とするフェライ ト磁石。
22. 請求の範囲第 14項〜第 21項のいずれかに記載のフヱライ ト磁石において、 仮焼後の微粉砕工程でさらに鉄化合物が添加されていることを特徴とするフェラ ィ ト磁石。
23. 請求の範囲第 14項〜第 22項のいずれかに記載のフヱライ ト磁石において、 前記 R元素及び/又は前記 M元素の後添加量が前記 R元素及び/又は前記 M元素 の全含有量の 20原子%以上 100原子%未満であることを特徴とするフェライ ト磁 石。
24. 請求の範囲第 22項に記載のフェライ ト磁石において、 鉄化合物の後添加量が 鉄の全含有量の 0.1〜11 重量% (鉄元素基準) であることを特徴とするフヱライ ト磁石。
25. 請求の範囲第 14項〜第 24項のいずれかに記載のフェライト磁石において、 前記 R元素の濃度が前記マグネトプランバイ ト型結晶粒内よりも粒界において高 いことを特徴とするフェライト磁石。
26. 請求の範囲第 14項〜第 25項のいずれかに記載のフェライト磁石において、 前記 R元素が Laで、 前記 M元素が Coであり、 かつ 20°Cにおいて 4, 100G以上の 残留磁束密度 Brと 4,0000e以上の保磁力 iHcと 92.3%以上の角形比 (Hk/iHc) とを有することを特徴とするフェライ ト磁石。
27. 請求の範囲第 14項〜第 25項のいずれかに記載のフェライト磁石において、 前記 R元素が Laで、 前記 M元素が Coと Mn及び/又は Znであり、 かつ 20°Cにお いて 4,200G以上の残留磁束密度 Brと 3, 0000e以上の保磁力 iHcと 93.5%以上の 角形比 (Hk/iHc) とを有することを特徴とするフヱライト磁石。
28. 下記一般式:
( AiO - ntiFe^A^J (原子比率)
(ただし、 Aは Sr及び/又は Baであり、 Rは Yを含む希土類元素の少なくとも 1 種であり、 Mは Co、 Mn、 Ni及び Znからなる群から選ばれた少なくとも 1種であ り、 x、 y及び nはそれぞれ下記条件:
0.01≤x≤0.4,
[ x/(2.6n) ]≤y≤[ x/( 1.6n)] 3 及び
5≤n≤6
を満たす数字である。 ) により表される基本組成を有し、 実質的にマグネトプラ ンバイト型結晶構造を有するフェライト磁石を製造する方法において、 Sr及び/ 又は Baの化合物と鉄化合物とを均一に混合した後仮焼し、 得られた仮焼粉の粉砕 工程で前記 R元素及び/又は前記 M元素を化合物の状態で添加し、 焼結すること を特徴とするフェライ ト磁石の製造方法。
29. 請求の範囲第 28項に記載のフェライト磁石の製造方法において、 前記 R元素 の化合物として La、 Nd、 Pr、 Ceからなる群から選ばれた少なくとも 1種の酸化物 又は水酸化物を添加することを特徴とするフェライト磁石の製造方法。
30. 請求の範囲第 28項又は第 29項に記載のフェライ ト磁石の製造方法において 、 前記 M元素の化合物として Co化合物のみを添加することを特徴とするフェライ ト磁石の製造方法。
31. 請求の範囲第 28項又は第 29項に記載のフェライト磁石の製造方法において 、 前記 M元素の化合物として Co化合物と Mn化合物及び/又は Ni化合物を添加し 、 Mn化合物を添加する場合は Mn元素の含有量が 0.4原子%以上となる量とする ことを特徴とするフェライ ト磁石の製造方法。
32. 請求の範囲第 28項又は第 29項に記載のフェライト磁石の製造方法において 、 前記 M元素の化合物として Ni化合物及び/又は Mn化合物を添加し、 Mn化合物 を添加する場合は Mn元素の含有量が 0.4原子%以上となる量とすることを特徴と するフェライ ト磁石の製造方法。
33. 請求の範囲第 28項〜第 32項のいずれかに記載のフェライト磁石の製造方法 において、 前記 R元素及び/又は前記 M元素の酸化物又は水酸化物を添加するこ とを特徴とするフェライ ト磁石の製造方法。
34. 請求の範囲第 28項〜第 33項のいずれかに記載のフェライト磁石の製造方法 において、 仮焼後の微粉碎工程でさらに鉄化合物を添加することを特徴とするフ ェライ ト磁石の製造方法。
35. 請求の範囲第 34項に記載のフェライト磁石の製造方法において、 鉄化合物の 後添加量を鉄の全含有量の 0.1〜11 重量% (鉄元素基準) とすることを特徴とす るフェライ ト磁石の製造方法。
36. 請求の範囲第 28項〜第 35項のいずれかに記載のフェライト磁石の製造方法 において、 後添加前の仮焼粉の組成が 5≤n≤6 の条件を満たすことを特徴とする フェライ ト磁石の製造方法。
37. 下記一般式:
(Aト A)0 ' n[(Fei-A)203] (原子比率)
(ただし、 Aは Sr及び/又は Baであり、 Rは Yを含む希土類元素の少なくとも 1 種であり、 Mは Co、 Mn、 Ni及び Znからなる群から選ばれた少なくとも 1種であ り、 x、 y及び nはそれぞれ下記条件:
0.01≤x≤0.4,
[ x/(2.6n)]≤y≤[ x/( 1.6n)] 3 及び 5≤n≤6
を満たす数字である。 ) により表される基本組成を有し、 実質的にマグネトプラ ンバイト型結晶構造を有するフェライト磁石を製造する方法において、 Sr及び/ 又は Baの化合物と鉄化合物とを均一に混合する工程で、 前記 R元素及び/又は前 記 M元素の化合物を 0原子%超で 80原子%以下 (元素基準)の割合で添加し、 得ら れた均一な混合物を仮焼し、 得られた仮焼粉の粉碎工程で前記 R元素及び/又は 前記 M元素の化合物の残量を添加し、 焼結することを特徴とするフェライ ト磁石 の製造方法。
38. 請求の範囲第 37項に記載のフェライ ト磁石の製造方法において、 前記 R元素 の化合物として La、 Nd、 Pr、 Ceからなる群から選ばれた少なくとも 1種の酸化物 又は水酸化物を添加することを特徴とするフェライト磁石の製造方法。
39. 請求の範囲第 37項又は第 38項に記載のフェライト磁石の製造方法において 、 前記 M元素の化合物として Co化合物のみを添加することを特徴とするフェライ ト磁石の製造方法。
40. 請求の範囲第 37項又は第 38項に記載のフェライト磁石の製造方法において 、 前記 M元素の化合物として Co化合物と Mn化合物及び/又は Ni化合物を添加し 、 Mn化合物を添加する場合は Mn元素の含有量が 0.4原子%以上となる量とする ことを特徴とするフェライト磁石の製造方法。
41. 請求の範囲第 37項又は第 38項に記載のフェライ ト磁石の製造方法において 、 前記 M元素の化合物として Ni化合物及び/又は Mn化合物を添加し、 Mn化合物 を添加する場合は Mn元素の含有量が 0.4原子%以上となる量とすることを特徴と するフェライ ト磁石の製造方法。
42. 請求の範囲第 37項〜第 41項のいずれかに記載のフェライト磁石の製造方法 において、 前記 R元素及び/又は前記 M元素の酸化物又は水酸化物を添加するこ とを特徴とするフェライ ト磁石の製造方法。
43. 請求の範囲第 37項〜第 42項のいずれかに記載のフェライト磁石の製造方法 において、 仮焼後の微粉砕工程でさらに鉄化合物を添加することを特徴とするフ ェライ ト磁石の製造方法。
44. 請求の範囲第 43項に記載のフェライト磁石の製造方法において、 鉄化合物の 後添加量を鉄の全含有量の 0. 1〜: 11 重量% (鉄元素基準) とすることを特徴とす るフェライ ト磁石の製造方法。
45. 請求の範囲第 37項〜第 44項のいずれかに記載のフェライト磁石の製造方法 において、 後添加前の仮焼粉の組成が 5≤n≤6 の条件を満たすことを特徴とする フェライト磁石の製造方法。
補正書の請求の範囲
[1 999年 5月 26日 (26. 05. 99) 国際事務局受理:新しい請求の範囲 46— 53が加えられた;他の請求の範囲は変更なし。 (2頁) ]
後添加量を鉄の全含有量の 0.1〜11 重量《½ (鉄元素基準) とすることを特徴とす るフユライ ト磁石の製造方法。
45. 請求の範囲第 37項〜第 44項のいずれかに記載のフェライ ト磁石の製造方法 において、 後添加前の仮焼粉の組成が 5≤n^6 の条件を満たすことを特徴とする フェライ ト磁石の製造方法。
46. (追加)
下記一般式:
(Α^Λ) 0 - n[ (Fe,^) 203] (原子比率)
(ただし、 Aは Sr及び Z又は Baであり、 Rは Yを含む希土類元素の少なくとも 1 種であり Laを必ず含む、 Mは Co又は Coと Zn及び Z又は nであり、 x、 y及び nはそれぞれ下記条件:
0.01≤ X≤0.4,
[x/(2.6n)]≤y≤[x/(1.6n)], 及び
5^n¾6
を満たす数字である- ) により表される基本組成を有し、 実質的にマグネトブラ ンバイ ト型結晶構造を有するフェライ ト磁石であって、
前記フェライ ト磁石の磁化一温度曲線において 2つのキュリ一点を有するとと もに、 前記磁化—温度曲線の接線を磁化 =0 (横軸)の方向に引いたときその接線 に対して前記磁化一温度曲線において凹の部分を有することを特徴とするフェラ ィ ト磁石。
47. (追加) 請求の範囲第 46 項に記載のフェライ ト磁石において、 前記フェラ ィ ト磁石の c面を、 分光結晶がふつ化リチウム (L i F) であり、 加速電圧 15kV 、 加速電流 0.1μΑ、 照射ビーム直径 l xmの条件とした EPMAによりライン分析 したときの La の計数ばらつきを ] (c. p. s. ) とした場合、 l (c p. s. ) =0.15 〜0.65であることを特徴とするフェライ ト磁石。
48. (追加) 請求の範囲第 46項又は第 47項に記載のフェライ ト磁石において、 Mが Co単独であり、 20°Cにおいて 4, 100G以上の残留磁束密度 Br と 4, OOOOe以上 の保磁力 iHc と 92.3%以上の角形比 (Hk/iHc) とを有することを特徴とするフ ェライ ト磁石。
48 捕正された用紙 (条約第 19条)
49. (追加) 請求の範囲第 46項乃至第 48項のいずれかに記載のフユライ ト磁石 において、 4 π Ι (単位 kG) -H (単位 kOe) 減磁曲線において、 - 40°C、 パーミア ンス係数 (pi) が pi≥ 3の条件での限界減磁界強度 ( 1H) が l, 0000e 以上であ ることを特徴とするフェライ ト磁石。
50. (追加) 請求の範囲第 46項又は第 47項に記載のフェライ ト磁石において、 Mは Coと Zn及び/又は Mnであり、 20°Cにおいて 4, 200G以上の残留磁束密度 Br と 3, 0000e 以上の保磁力 iHc と 93. 5%以上の角形比 (HkZiHc) とを有すること を特徴とするフェライ ト磁石。
51. (追加) 請求の範囲第 46項又は第 47項に記載のフェライ ト磁石において、 ラジアル異方性または極異方性を有することを特徴とするフェライ ト磁石。
52. (追加) 請求の範囲第 46項乃至第 51項のいずれかに記載のフェライ ト磁石 を用いた回転機。
53. (追加) 請求の範囲第 46項乃至第 51項のいずれかに記載のフェライ ト磁石 を用いたマグネットロ一ノレ。
条約 1 9条に基づく説明書 請求の範囲第 46項は磁化一温度曲線を明確にするために追加した。 請求の範囲第 47項は La分布の均一性をを明確にするために追加した 請求の範囲第 48項は磁気特性を明確にするために追加した。
請求の範囲第 49項は磁気特性を明確にするために追加した。
請求の範囲第 50項は磁気特性を明確にするために追加した。
請求の範囲第 51項は異方性を明確にするために追加した。
請求の範囲第 52項は用途を明確にするために追加した。
請求の範囲第 53項は用途を明確にするために追加した。
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