DE102022124393A1 - TYPE L10 ORDERED IRON-NICKEL ALLOY AND METHOD OF PRODUCTION OF TYPE L10 ORDERED IRON-NICKEL ALLOY - Google Patents

TYPE L10 ORDERED IRON-NICKEL ALLOY AND METHOD OF PRODUCTION OF TYPE L10 ORDERED IRON-NICKEL ALLOY Download PDF

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Abstract

Eine geordnete Eisen-Nickel-Legierung (FeNi-Legierung) des Typs L10weist eine geordnete Struktur des Typs L10auf und enthält Schwefel. Die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10kann einen Schwefelgehalt in einem Bereich von 0,01 Masse-% bis 10 Masse-% aufweisen. Ein Verfahren zur Herstellung einer geordneten FeNi-Legierung des Typs L10umfasst die Durchführung einer Nitrierbehandlung an einer FeNi-Legierung, die Schwefel enthält, um ein Fe- und Ni enthaltendes Nitrid zu erhalten.An ordered L10-type iron-nickel (FeNi) alloy has an ordered L10-type structure and contains sulfur. The L10-type FeNi ordered alloy may have a sulfur content in a range of 0.01% to 10% by mass. A method for producing an ordered L10-type FeNi alloy comprises subjecting an FeNi alloy containing sulfur to a nitriding treatment to obtain a nitride containing Fe and Ni.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine geordnete Eisen-Nickel-Legierung (FeNi-Legierung) des Typs L10 (im Folgenden auch als FeNi-Übergitter bezeichnet) mit einer geordneten Struktur des Typs L10 und ein Verfahren zur Herstellung einer geordneten FeNi-Legierung des Typs L10.The present disclosure relates to an ordered L1 0 type iron-nickel (FeNi) alloy (hereinafter also referred to as FeNi superlattice) having an ordered L1 0 type structure and a method for producing an ordered FeNi type alloy L1 0 .

Es wird erwartet, dass FeNi-Übergitter als Magnetmaterialien mit hoher Wärmebeständigkeit und als Werkstoffe für magnetische Geräte, wie z. B. magnetische Aufzeichnungsmaterialien, verwendet werden. Das japanische Patent JP 6 332 359 B2 offenbart zum Beispiel ein Herstellungsverfahren für ein hochwertiges FeNi-Übergitter. Bei dem Herstellungsverfahren wird das hochwertige FeNi-Übergitter unter Verwendung eines Nitrier- und Denitrierverfahrens hergestellt, bei dem eine FeNi-Legierung durch eine Nitrierungsbehandlung nitriert wird, um ein Nitrid zu erhalten, und dann durch eine Denitrierbehandlung Stickstoff aus dem Nitrid desorbiert wird.FeNi superlattices are expected to be used as magnet materials with high heat resistance and materials for magnetic devices such as magnets. B. magnetic recording materials can be used. The Japanese Patent JP 6 332 359 B2 discloses, for example, a fabrication method for a high quality FeNi superlattice. In the manufacturing method, the high quality FeNi superlattice is manufactured using a nitriding and denitrating method in which an FeNi alloy is nitrided by a nitriding treatment to obtain a nitride and then nitrogen is desorbed from the nitride by a denitrating treatment.

Bei dem herkömmlichen Nitrier- und Denitrierverfahren wird jedoch eine große Menge Ammoniak (NH3) für die Nitrierbehandlung der FeNi-Legierung als Rohmaterial benötigt, um FeNiN zu synthetisieren, welches ein Vorläufer des FeNi-Übergitters ist, und die Tatsache, dass die Nitriereffizienz (Wirkungsgrad der Nitrierung) niedrig ist, ist einer der Faktoren, die die Produktionskosten des magnetischen FeNi-Übergitterpulvers erhöhen.However, in the conventional nitriding and denitrating method, a large amount of ammonia (NH 3 ) is required for the nitriding treatment of the FeNi alloy as a raw material to synthesize FeNiN, which is a precursor of the FeNi superlattice, and the fact that the nitriding efficiency ( nitriding efficiency) is low is one of the factors increasing the production cost of the FeNi superlattice magnetic powder.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben wiederholt untersucht, wie die Nitriereffizienz verbessert werden kann, und festgestellt, dass die Nitriereffizienz verringert ist, da das im Nitrierprozess erzeugte Nitrid durch Wärme zersetzt wird.The inventors of the present invention repeatedly studied how to improve the nitriding efficiency and found that the nitriding efficiency is lowered because the nitride generated in the nitriding process is decomposed by heat.

In Anbetracht der obigen Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 und ein Herstellungsverfahren für eine geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 bereitzustellen, die die Produktionskosten durch Verbesserung der Nitriereffizienz verringern können.In view of the above points, it is an object of the present disclosure to provide an ordered FeNi L1 0 type alloy and a manufacturing method for an ordered FeNi L1 0 type alloy, which can reduce production costs by improving nitriding efficiency.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 eine geordnete Struktur des Typs L10 auf und enthält Schwefel.According to an aspect of the present disclosure, an ordered L1 0 type FeNi alloy has an ordered L1 0 type structure and contains sulfur.

Wenn die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 Schwefel enthält, d. h. wenn die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 unter Verwendung einer schwefelhaltigen FeNi-Legierung als Rohmaterial gebildet wird, kann eine hohe Nitriereffizienz erzielt werden.When the L1 0 type FeNi ordered alloy contains sulfur, that is, when the L1 0 type FeNi ordered alloy is formed using a sulfur-containing FeNi alloy as a raw material, high nitriding efficiency can be obtained.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Herstellungsverfahren für eine geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 die Durchführung einer Nitrierbehandlung einer FeNi-Legierung, die Schwefel enthält, um ein Fe und Ni enthaltendes Nitrid zu erhalten.According to another aspect of the present disclosure, a production method of an ordered L1 0 type FeNi alloy includes performing a nitriding treatment on an FeNi alloy containing sulfur to obtain a nitride containing Fe and Ni.

Auf diese Weise kann eine hohe Nitriereffizienz erzielt werden, wenn die Schwefel enthaltende FeNi-Legierung einer Nitrierbehandlung unterzogen wird.In this way, high nitriding efficiency can be obtained when the sulfur-containing FeNi alloy is subjected to nitriding treatment.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leichter ersichtlich. In den Zeichnungen ist/sind:

  • 1 ein schematisches Diagramm, das eine Gitterstruktur einer geordneten FeNi-Struktur des Typs L10 zeigt;
  • 2 ein schematisches Diagramm, das eine Gitterstruktur von FeNiN zeigt;
  • 3 ein Flussdiagramm, das einen Syntheseprozess eines FeNi-Übergitters gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
  • 4 ein Flussdiagramm, das einen Syntheseprozess eines FeNi-Übergitters gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
  • 5 ein Diagramm, das die Unterschiede in den Herstellungsbedingungen eines FeNi-Übergitters, der FeNiN-Bildungsrate, der Ammoniakeffizienz und dergleichen für jedes der Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigt;
  • 6 ein Diagramm, das die Messergebnisse eines Pulverröntgenbeugungsmusters (XRD) von Vergleichsbeispiel 2 und Beispiel 3 zeigt;
  • 7A bis 7D Diagramme, die Ergebnisse einer Querschnitts-TEM-Betrachtung und einer Zusammensetzungsbildbetrachtung unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) zeigen;
  • 8A bis 8D Diagramme, die Ergebnisse der Querschnitts-TEM-Betrachtung und der Zusammensetzungsbildbetrachtung unter Verwendung des TEM zeigen;
  • 9 ein Diagramm, das Unterschiede in den Herstellungsbedingungen eines FeNi-Übergitters, der FeNiN-Bildungsrate, der Ammoniakeffizienz und dergleichen für jedes der Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigt;
  • 10 ein Diagramm, das Unterschiede in den Herstellungsbedingungen eines FeNi-Übergitters, der FeNiN-Bildungsrate, der Ammoniakeffizienz und dergleichen für jedes der Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigt;
  • 11 ein Diagramm, das die magnetischen Eigenschaften eines FeNi-Übergitter-Magnetpulvers zeigt, das unter Verwendung von FeNiN aus Vergleichsbeispiel 2, Beispiel 3 und Beispiel 7 erhalten wurde; und
  • 12 ein Diagramm, das Spektren einer Röntgen-Nahkanten-Absorptionsspektroskopie (XANES) für FeNi-Übergitter-Magnetpulver von Beispiel 3 und Beispiel 4 zeigt.
Other objects and advantages of the present disclosure will become more readily apparent from the following detailed description when read in conjunction with the accompanying drawings. In the drawings is/are:
  • 1 Fig. 12 is a schematic diagram showing a lattice structure of an L1 0 type FeNi ordered structure;
  • 2 a schematic diagram showing a lattice structure of FeNiN;
  • 3 14 is a flowchart showing a synthesis process of an FeNi superlattice according to a first embodiment;
  • 4 14 is a flowchart showing a synthesis process of an FeNi superlattice according to a second embodiment;
  • 5 Fig. 14 is a graph showing differences in FeNi superlattice manufacturing conditions, FeNiN formation rate, ammonia efficiency and the like for each of Examples and Comparative Examples;
  • 6 Fig. 14 is a graph showing the measurement results of a powder X-ray diffraction (XRD) pattern of Comparative Example 2 and Example 3;
  • 7A until 7D Diagrams showing results of cross-sectional TEM observation and compositional image observation using a transmission electron microscope (TEM);
  • 8A until 8D charts showing results of cross-sectional TEM observation and compositional image observation using the TEM;
  • 9 Fig. 14 is a graph showing differences in FeNi superlattice manufacturing conditions, FeNiN formation rate, ammonia efficiency and the like for each of Examples and Comparative Examples;
  • 10 Fig. 14 is a graph showing differences in FeNi superlattice manufacturing conditions, FeNiN formation rate, ammonia efficiency and the like for each of Examples and Comparative Examples;
  • 11 a graph showing magnetic properties of FeNi superlattice magnet powder obtained using FeNiN of Comparative Example 2, Example 3 and Example 7; and
  • 12 Fig. 14 is a graph showing X-ray near-edge absorption spectroscopy (XANES) spectra for FeNi superlattice magnetic powders of Example 3 and Example 4.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung im Detail beschrieben. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen sind jedoch Beispiele für die Umsetzung der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung, und die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. In der vorliegenden Offenbarung wird der Begriff „Prozess“ nicht nur als unabhängiger Prozess, sondern auch als ein in einem anderen Prozess enthaltener Prozess verwendet, solange ein beabsichtigter Zweck des Prozesses erreicht wird, auch wenn er nicht eindeutig von dem anderen Prozess unterschieden werden kann. Darüber hinaus bezeichnet der Zahlenbereich, der durch die Verwendung von „bis“ angegeben wird, einen Bereich, der den Zahlenwert vor oder nach „bis“ als Minimalwert bzw. Maximalwert einschließt. In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen werden gleiche oder gleichwertige Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.Embodiments of the present disclosure are described in detail below. However, the embodiments described below are examples for implementing the technical idea of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments. In the present disclosure, the term "process" is used not only as an independent process but also as a process contained in another process as long as an intended purpose of the process is achieved, even if it cannot be clearly distinguished from the other process. In addition, the range of numbers indicated by the use of "to" denotes a range that includes the numerical value before or after "to" as the minimum value or maximum value, respectively. In the embodiments described below, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numbers.

Geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 Ordered FeNi alloy of type L1 0

Eine geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 der vorliegenden Ausführungsform weist eine geordnete L10-Struktur auf und enthält Schwefel. Die hier erwähnte geordnete Legierung des Typs L10 bedeutet, dass die Regelmäßigkeit 0,1 oder mehr beträgt und vorzugsweise 0,5 oder mehr sein kann. Darüber hinaus kann die obere Grenze der Regelmäßigkeit 1 oder weniger betragen. Die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann als magnetisches Pulver und magnetisches Material verwendet werden. Beispiele für das magnetische Material umfassen magnetische Materialien wie gesinterte Magnete, gebundene Magnete und magnetische Aufzeichnungsmaterialien. Die Regelmäßigkeit Sreg gibt den Grad der Ordnung im FeNi-Übergitter an. Die geordnete Struktur des Typs L10 weist eine Struktur auf, die auf einem kubisch-flächenzentrierten Gitter basiert, und hat eine wie in 1 gezeigte Gitterstruktur. In 1 ist eine äußerste obere Schicht in einer Stapelstruktur auf einer (001)-Ebene des kubisch-flächenzentrierten Gitters als Position I definiert, und ist eine mittlere Schicht, die zwischen der äußersten oberen Schicht und einer äußersten unteren Schicht angeordnet ist, als Position II definiert. In diesem Fall wird der an der Position I vorhandener Anteil des Metalls A als x definiert und der an der Position I vorhandener Anteil des Metalls B als (1-x) definiert. Der vorhandene Anteil von Metall A und Metall B an der Position I wird als AxB1-x ausgedrückt. Gleichermaßen wird der an der Position II vorhandener Anteil des Metalls B als x definiert und der an der Position II vorhandener Anteil des Metalls A als (1-x) definiert. Der vorhandene Anteil von Metall A und Metall B an der Position II wird als A1-xBx ausgedrückt. Dabei erfüllt x die Beziehung 0,5 ≤ x ≤1. In diesem Fall ist die Regelmäßigkeit Sreg definiert als Sreg = 2x-1.An ordered L1 0 type FeNi alloy of the present embodiment has an ordered L1 0 structure and contains sulfur. The L1 0 type ordered alloy mentioned here means that the regularity is 0.1 or more, and may preferably be 0.5 or more. In addition, the upper limit of regularity can be 1 or less. The L1 0 type ordered FeNi alloy according to the present embodiment can be used as magnetic powder and magnetic material. Examples of the magnetic material include magnetic materials such as sintered magnets, bonded magnets, and magnetic recording materials. The regularity S reg indicates the degree of order in the FeNi superlattice. The ordered structure of type L1 0 has a structure based on a face-centered cubic lattice and has an as in 1 grid structure shown. In 1 an uppermost layer in a stacked structure on a (001) plane of the face-centered cubic lattice is defined as position I, and a middle layer located between the uppermost layer and an uppermost layer is defined as position II. In this case, the proportion of the metal A present at the I-position is defined as x and the proportion of the metal B present at the I-position is defined as (1-x). The proportion of metal A and metal B present at position I is expressed as A x B 1-x . Likewise, the portion of metal B present at position II is defined as x and the portion of metal A present at position II is defined as (1-x). The proportion of metal A and metal B present at position II is expressed as A 1-x B x . Here, x satisfies the relationship 0.5 ≤ x ≤1. In this case the regularity S reg is defined as S reg = 2x-1.

Die Abschätzung der Regelmäßigkeit Sreg erfolgt unter Verwendung einer Gleichung zur Abschätzung der Regelmäßigkeit Sreg in der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10, die in der folgenden Gleichung 1 dargestellt ist. S r e g = ( I s u p / I f u n d ) o b s ( I s u p / I f u n d ) c a l

Figure DE102022124393A1_0001
The estimation of the regularity S reg is performed using an equation for estimating the regularity S reg in the ordered FeNi alloy of the L1 0 type, which is shown in Equation 1 below. S right e G = ( I s and p / I f and n i.e ) O b s ( I s and p / I f and n i.e ) c a l
Figure DE102022124393A1_0001

Hierbei ist in Gleichung 1 „Isup“ die integrierte Intensität eines für die geordnete Legierung des Typs L10 charakteristischen Beugungspeaks (Übergitterbeugungspeak), der in einem mit einem XRD-Verfahren beobachteten Röntgenbeugungsmuster (XRD-Muster) gefunden wird. „Ifund“ ist die integrierte Intensität eines Beugungspeaks (Grundbeugungspeak), der sowohl in der FeNi-Legierung als auch in der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 auftritt. „(Isup/Ifund) obs“ ist das Verhältnis der integrierten Intensität des Übergitterbeugungspeaks und der integrierten Intensität des Grundbeugungspeaks im Röntgenbeugungsmuster, gemessen in jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele. Ferner ist „(Isup/Ifund)cal“ das Verhältnis der integrierten Intensität des Übergitterbeugungspeaks der geordneten FeNi-Legierung mit einer Regelmäßigkeit von 1, abgeschätzt aus der Rietbelt-Simulation, und der integrierten Intensität des Grundbeugungspeaks. Wie in Gleichung 1 dargestellt, erhält man die Regelmäßigkeit Sreg durch Berechnung der Quadratwurzel aus diesen beiden Verhältnissen. Als XRD-Gerät kann hierbei ein übliches Gerät wie ein SmartLab der Firma Rigaku Co., Ltd. verwendet werden, wobei die Regelmäßigkeit Sreg durch die Verwendung von Fe-kβ-Strahlen als Röntgenstrahlung genau abgeschätzt werden kann.Here, in Equation 1, “I sup ” is an integrated intensity of a diffraction peak (superlattice diffraction peak) characteristic of the L1 0 type ordered alloy found in an X-ray diffraction (XRD) pattern observed by an XRD method. "If and " is the integrated intensity of a diffraction peak (fundamental diffraction peak) appearing in both FeNi alloy and L1 0 type ordered FeNi alloy. "(I sup /I fund) obs " is the ratio of the integrated intensity of the superlattice diffraction peak and the integrated intensity of the fundamental diffraction peak in the X-ray diffraction pattern measured in each of Examples and Comparative Examples. Further, “(I sup /I fund ) cal ” is the ratio of the integrated intensity of the superlattice diffraction peak of the ordered FeNi alloy with a regularity of 1 estimated from the Rietbelt simulation and the integrated intensity of the ground diffraction peak. As shown in Equation 1, the regularity S reg is obtained by taking the square root of these two ratios. A conventional device such as a SmartLab from Rigaku Co., Ltd. can be used as the XRD device. can be used, and the regularity S reg can be accurately estimated by using Fe-kβ rays as X-rays.

Die Untergrenze des Schwefelgehalts (S-Gehalt) in der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 kann z. B. 0,01 Masse-% oder mehr, vorzugsweise 0,03 Masse-% oder mehr und noch bevorzugter 0,1 Masse-% oder mehr betragen. Die Obergrenze des S-Gehalts in der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 kann beispielsweise 10 Masse-% oder weniger, vorzugsweise 2,0 Masse-% oder weniger, noch bevorzugter 1,5 Masse-% oder weniger, noch bevorzugter 1,0 Masse-% oder weniger, noch bevorzugter 0,75 Masse-% oder weniger, und besonders bevorzugt 0,53 Masse-% oder weniger betragen. Der S-Gehalt kann nach einer in den nachstehenden Beispielen beschriebenen Methode gemessen werden.The lower limit of the sulfur content (S content) in the ordered FeNi alloy of the type L1 0 z. B. 0.01% by mass or more, preferably 0.03% by mass or more and more preferably 0.1% by mass or more. The upper limit of the S content in the L1 0 type ordered FeNi alloy may be, for example, 10% by mass or less, preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, still more preferably 1. 0% by mass or less, more preferably 0.75% by mass or less, and more preferably 0.53% by mass or less. The S content can be measured by a method described in Examples below.

Die Oxidationszahl des Schwefels (S) in der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 kann S2- oder S6+ oder einen gemischten Zustand von S2- und S6+ umfassen. Die Oxidationszahl des Schwefels kann durch die später beschriebene XAFS-Messung (d. h. Messung der partiellen Fluoreszenzausbeute) gemessen werden. Der Absorptionspeak, der bei der XAFS-Messung bei 2482,0 ± 2 eV auftritt, kann als S6+-Peak und der Absorptionspeak, der bei 2471,5 ± 2 eV auftritt, als S2--Peak angesehen werden. Anhand des Vorhandenseins dieser Absorptionspeaks lässt sich feststellen, dass S2-und S6+ vorhanden sind. Darüber hinaus kann die Oxidationszahl des im FeNi-Übergitter enthaltenen Schwefels auch eine andere sein als S2- und S6+, solange der Effekt der Verbesserung der Ammoniakeffizienz erhalten werden kann.The oxidation number of sulfur (S) in the ordered L1 0 type FeNi alloy may comprise S 2- or S 6+ or a mixed state of S 2- and S 6+ . The oxidation number of sulfur can be measured by XAFS measurement (ie, fluorescence partial yield measurement) described later. The absorption peak appearing at 2482.0 ± 2 eV in the XAFS measurement can be regarded as the S 6+ peak, and the absorption peak appearing at 2471.5 ± 2 eV as the S 2- peak. From the presence of these absorption peaks, it can be determined that S 2- and S 6+ are present. In addition, the oxidation number of the sulfur contained in the FeNi superlattice can also be other than S 2- and S 6+ as long as the effect of improving the ammonia efficiency can be obtained.

Die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 kann aus Partikeln 100 zusammengesetzt sein, die eine geordnete Struktur des Typs L10 aufweisen, wie in den später beschriebenen 7 und 8 dargestellt. In Fällen, in denen die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 aus Partikeln 100 mit der geordneten Struktur des Typs L10 zusammengesetzt ist, kann S in den gesamten Partikeln vorhanden sein, kann innerhalb der Partikel segregiert vorliegen oder kann auf den Oberflächen der Partikel segregiert vorliegen. Der Zustand des S kann durch ein Verfahren gemessen werden, das in den folgenden Beispielen beschrieben wird.The ordered L1 0 type FeNi alloy may be composed of particles 100 having an ordered L1 0 type structure as in those described later 7 and 8th shown. In cases where the L1 0 type ordered FeNi alloy is composed of particles 100 having the L1 0 type ordered structure, S may be present throughout the particles, may be segregated within the particles, or may be present on the surfaces of the particles segregated. The state of the S can be measured by a method described in the following examples.

In Fällen, in denen die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 aus Partikeln zusammengesetzt ist, die die geordnete Struktur des Typs L10 aufweisen, kann die Untergrenze der mittleren Partikelgröße z. B. 10 nm oder mehr, vorzugsweise 50 nm oder mehr und noch bevorzugter 100 nm oder mehr betragen. Darüber hinaus kann die Obergrenze der mittleren Partikelgröße z. B. 5000 nm oder weniger, vorzugsweise 1000 nm oder weniger und besonders bevorzugt 500 nm oder weniger betragen. Die mittlere Partikelgröße kann anhand von Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen (SEM-Aufnahmen) gemessen werden.In cases where the L1 0 type ordered FeNi alloy is composed of particles having the L1 0 type ordered structure, the lower limit of the average particle size may be e.g. B. 10 nm or more, preferably 50 nm or more and more preferably 100 nm or more. In addition, the upper limit of the mean particle size z. B. 5000 nm or less, preferably 1000 nm or less and more preferably 500 nm or less. The mean particle size can be measured using scanning electron micrographs (SEM images).

Die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 kann aus Sekundärpartikeln bestehen, in denen Primärpartikel aggregiert sind, und in diesem Fall kann die Untergrenze der mittleren Partikelgröße der Primärpartikel z. B. 10 nm oder mehr, vorzugsweise 30 nm und noch bevorzugter 50 nm oder mehr betragen. Darüber hinaus kann die Obergrenze der mittleren Partikelgröße der Primärpartikel z. B. 1000 nm oder weniger, vorzugsweise 500 nm oder weniger betragen. Die mittlere Partikelgröße der Primärpartikel kann durch Analyse des XRD-Musters nach der Williamson-Hall-Methode berechnet werden.The L1 0 type ordered FeNi alloy may consist of secondary particles in which primary particles are aggregated, and in this case the lower limit of the mean particle size of the primary particles may be e.g. B. 10 nm or more, preferably 30 nm and more preferably 50 nm or more. In addition, the upper limit of the mean particle size of the primary particles z. B. 1000 nm or less, preferably 500 nm or less. The average particle size of the primary particles can be calculated by analyzing the XRD pattern using the Williamson-Hall method.

Der Anteil der Stoffmenge an Fe an der Gesamtstoffmenge an Fe und Ni in der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 kann 0,4 bis 0,6, vorzugsweise 0,45 bis 0,55 und besonders bevorzugt 0,48 bis 0,52 betragen. Die Stoffmenge an Fe und Ni kann durch Emissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP), energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS) unter Verwendung eines Elektronenmikroskops oder dergleichen gemessen werden.The proportion of the amount of Fe in the total amount of Fe and Ni in the ordered FeNi alloy of the L10 type can be 0.4 to 0.6, preferably 0.45 to 0.55 and particularly preferably 0.48 to 0.52 be. The molar amount of Fe and Ni can be measured by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) using an electron microscope, or the like.

Herstellungsverfahren für eine geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 Manufacturing process for an ordered FeNi alloy of type L1 0

Das Herstellungsverfahren für eine geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Durchführung einer Nitrierbehandlung an einer FeNi-Legierung, die Schwefel (S) enthält, um ein Fe und Ni enthaltendes Nitrid zu erhalten. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält die in dem Nitrierprozess verwendete FeNi-Legierung S, so dass die thermische Zersetzung der in dem Nitrierprozess erzeugten FeNi-Nitride unterdrückt werden kann, was die Nitriereffizienz verbessern soll. Die gemäß der vorliegenden Ausführungsform hergestellte geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 eignet sich zur Verwendung als Magnetpulver und Magnetmaterial. Beispiele für das Magnetmaterial sind magnetische Materialien wie gesinterte Magnete, gebundene Magnete und magnetische Aufzeichnungsmaterialien.The manufacturing method for an ordered FeNi alloy of the L1 0 type according to the present embodiment comprises performing a nitriding treatment on an FeNi alloy containing sulfur (S) to obtain a nitride containing Fe and Ni. According to the present embodiment, the FeNi alloy used in the nitriding process contains S, so that the thermal decomposition of the FeNi nitrides generated in the nitriding process can be suppressed, which is intended to improve the nitriding efficiency. The L1 0 type ordered FeNi alloy produced according to the present embodiment is suitable for use as magnet powder and magnet material. Examples of the magnetic material are magnetic materials such as sintered magnets, bonded magnets and magnetic recording materials.

Nitrierprozessnitriding process

Im Nitrierprozess wird eine FeNi-Legierung, die S enthält (im Folgenden auch als FeNi-S bezeichnet), nitriert, um ein Fe und Ni enthaltendes Nitrid (im Folgenden als FeNi-Nitrid bezeichnet) zu erhalten. Die Nitrierbehandlung ist nicht besonders begrenzt, solange FeNi-Nitrid aus FeNi-S erhalten werden kann, jedoch umfassen Beispiele für die Nitrierbehandlung die Gasnitrierbehandlung mit Ammoniakgas oder Stickstoff, die Plasmanitrierbehandlung und die Nitrierbehandlung unter Verwendung von Metallamiden. Die Nitrierbehandlung wird insbesondere durch Wärmebehandlung von vorgefertigtem FeNi-S unter einem Ammoniakgasstrom durchgeführt. Die Durchflussmenge des Ammoniakgases bei der Nitrierbehandlung kann 0,1 bis 10 l/min, vorzugsweise 0,5 bis 5 l/min, bezogen auf 1 g FeNi-S betragen. Die Wärmebehandlungstemperatur kann z. B. 300 bis 500 °C, vorzugsweise 310 bis 475 °C und noch bevorzugter 330 bis 450 °C betragen. Die Wärmebehandlungsdauer kann z. B. 5 bis 50 Stunden, vorzugsweise 10 bis 20 Stunden betragen. Das im Nitrierprozess erhaltene FeNi-Nitrid kann ein S-haltiges FeNi-Nitrid sein (im Folgenden auch als FeNi-Nitrid-S bezeichnet).In the nitriding process, an FeNi alloy containing S (hereinafter also referred to as FeNi-S) is nitrided to obtain a nitride containing Fe and Ni (hereinafter referred to as FeNi nitride). The nitriding treatment is not particularly limited as long as FeNi nitride can be obtained from FeNi-S, but examples of the nitriding treatment include gas nitriding treatment using ammonia gas or nitrogen, plasma nitriding treatment, and nitriding treatment using metal amides. Specifically, the nitriding treatment is performed by heat treating prefabricated FeNi-S under an ammonia gas flow. The flow rate of the ammonia gas in the nitriding treatment may be 0.1 to 10 L/min, preferably 0.5 to 5 L/min based on 1 g of FeNi-S. The heat treatment temperature can e.g. 300 to 500°C, preferably 310 to 475°C and more preferably 330 to 450°C. The heat treatment time can e.g. B. 5 to 50 hours, preferably 10 to 20 hours. The FeNi nitride obtained in the nitriding process can have an S containing FeNi nitride (hereinafter also referred to as FeNi nitride-S).

Die im Nitrierprozess verwendete S-haltige FeNi-Legierung kann eine ungeordnete Struktur aufweisen. Hierbei kann es sich um eine ungeordnete Struktur handeln, bei der die Anordnung der Atome zufällig ist und keine Regelmäßigkeit aufweist oder der Peak der geordneten Struktur des Typs L10 bei der Röntgenbeugung nicht beobachtet wird.The S-containing FeNi alloy used in the nitriding process can have a disordered structure. It may be a disordered structure in which the arrangement of atoms is random and has no regularity, or the peak of the ordered structure of the L1 0 type is not observed by X-ray diffraction.

Das im Nitrierprozess verwendete FeNi-S kann nach Bedarf durch Zugabe einer Verbindung, die eine vorbestimmte Menge des Elements Schwefel enthält (im Folgenden auch als Schwefelverbindung bezeichnet), zu einer nach einem bekannten Verfahren hergestellten FeNi-Legierung hergestellt werden. Das FeNi-S kann auch durch Mischen der FeNi-Legierung und der Schwefelverbindung und anschließende Wärmebehandlung oder durch Umsetzen der FeNi-Legierung und der Schwefelverbindung hergestellt werden. Das FeNi-S kann auch durch partielles Schwefeln der FeNi-Legierung mit Schwefelwasserstoffgas oder dergleichen hergestellt werden. Die Schwefelverbindung sollte das Element Schwefel enthalten, und Beispiele für die Schwefelverbindung umfassen Schwefel, organische Schwefelverbindungen, Metallsulfide wie Eisensulfid und Nickelsulfid und Sulfate wie Ammoniumsulfat, Eisensulfat und Nickelsulfat.The FeNi-S used in the nitriding process can be produced as needed by adding a compound containing a predetermined amount of the element sulfur (hereinafter also referred to as a sulfur compound) to an FeNi alloy prepared by a known method. The FeNi-S can also be produced by mixing the FeNi alloy and the sulfur compound and then heat-treating, or by reacting the FeNi alloy and the sulfur compound. The FeNi-S can also be produced by partially sulfurizing the FeNi alloy with hydrogen sulfide gas or the like. The sulfur compound should contain the element sulfur, and examples of the sulfur compound include sulfur, organic sulfur compounds, metal sulfides such as iron sulfide and nickel sulfide, and sulfates such as ammonium sulfate, iron sulfate and nickel sulfate.

Das im Nitrierprozess verwendete FeNi-S kann während des Nitrierprozesses synthetisiert werden. Im Speziellen wird FeNi-Nitrid beispielsweise durch Wärmebehandlung der FeNi-Legierung unter einem gemischten Gasstrom aus Ammoniakgas und Schwefelwasserstoff gebildet, so dass die Synthese und das Nitrieren von FeNi-Nitrid-S parallel durchgeführt werden (Sulfonitrieren).The FeNi-S used in the nitriding process can be synthesized during the nitriding process. Specifically, FeNi nitride is formed, for example, by heat-treating the FeNi alloy under a mixed gas flow of ammonia gas and hydrogen sulfide, so that the synthesis and nitriding of FeNi nitride-S are performed in parallel (sulfonitriding).

Der Anteil der Stoffmenge an Fe an der Gesamtstoffmenge an Fe und Ni in dem im Nitrierprozess verwendeten FeNi-S kann 0,4 bis 0,6, vorzugsweise 0,45 bis 0,55 und noch bevorzugter 0,48 bis 0,52 betragen.The proportion of the molar amount of Fe to the total molar amount of Fe and Ni in the FeNi-S used in the nitriding process can be 0.4 to 0.6, preferably 0.45 to 0.55 and more preferably 0.48 to 0.52.

Der Gehalt an Schwefel (S) in FeNi-S, das im Nitrierprozess verwendet wird, kann beispielsweise 0,01 Masse-% bis 10 Masse-%, vorzugsweise 0,02 Masse-% bis 2,0 Masse-%, noch bevorzugter 0,02 Masse-% bis 1,5 Masse-%, noch bevorzugter 0,03 Masse-% bis 1,0 Masse-% und besonders bevorzugt 0,05 Masse-% bis 0,7 Masse-% betragen. Wenn der Gehalt an S in FeNi-S, das im Nitrierprozess verwendet wird, innerhalb des oben genannten Bereichs liegt, besteht die Tendenz, dass das Nitrieren gefördert werden kann, während die Verschlechterung der magnetischen Leistung der letztendlich erhaltenen geordneten FeNi-Legierung unterdrückt wird. Der Schwefelgehalt kann durch das in den nachstehenden Beispielen beschriebene Verfahren gemessen werden.The content of sulfur (S) in FeNi-S used in the nitriding process may be, for example, 0.01% to 10% by mass, preferably 0.02% to 2.0% by mass, more preferably 0 .02% by mass to 1.5% by mass, more preferably 0.03% by mass to 1.0% by mass, and particularly preferably 0.05% by mass to 0.7% by mass. When the content of S in FeNi-S used in the nitriding process is within the above range, there is a tendency that nitriding can be promoted while suppressing the deterioration in magnetic performance of the ordered FeNi alloy finally obtained. The sulfur content can be measured by the method described in the examples below.

Beispiele für FeNi-Nitrid, das in dem Nitrierprozess erhalten wird, sind FeNiN, Fe2Ni2N und dergleichen, und es ist bevorzugt, dass der Anteil von FeNiN groß ist, um die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 zu erhalten. FeNiN weist eine Kristallstruktur wie in 2 gezeigt auf und kann anhand eines XRD-Beugungsmusters identifiziert werden. Der Anteil des nach dem Nitrierprozess enthaltenen FeNi-Nitrids kann 90 Masse-% oder mehr des gesamten Produkts betragen. Der Anteil von FeNiN im FeNi-Nitrid kann 50 Masse-% oder mehr und vorzugsweise 80 Masse-% oder mehr betragen. Der Anteil der Nitride und der Anteil von FeNiN nach dem Nitrierprozess kann durch Analyse des XRD-Beugungsmusters durch das Verfahren des Referenzintensitätsverhältnisses (RIR, „reference intensity ratio“) berechnet werden.Examples of FeNi nitride obtained in the nitriding process are FeNiN, Fe 2 Ni 2 N and the like, and it is preferable that the proportion of FeNiN is large in order to obtain the L1 0 type ordered FeNi alloy. FeNiN has a crystal structure as in 2 shown on and can be identified from an XRD diffraction pattern. The proportion of FeNi nitride contained after the nitriding process can be 90% by mass or more of the entire product. The content of FeNiN in the FeNi nitride may be 50% by mass or more, and preferably 80% by mass or more. The content of nitrides and the content of FeNiN after the nitriding process can be calculated by analyzing the XRD diffraction pattern by the reference intensity ratio (RIR) method.

Der Anteil der Stoffmenge an Fe an der Gesamtstoffmenge an Fe und Ni in dem durch den Nitrierprozess erhaltenen FeNi-Nitrid kann 0,4 bis 0,6, vorzugsweise 0,45 bis 0,55 und noch bevorzugter 0,48 bis 0,52 betragen. Der Anteil der Stoffmenge an Fe und Ni kann durch Emissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP), energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS) unter Verwendung eines Elektronenmikroskops oder dergleichen gemessen werden.The molar ratio of Fe to the total molar quantity of Fe and Ni in the FeNi nitride obtained by the nitriding process may be 0.4 to 0.6, preferably 0.45 to 0.55, and more preferably 0.48 to 0.52 . The molar ratio of Fe and Ni can be measured by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) using an electron microscope, or the like.

Das im Nitrierprozess erhaltene FeNi-Nitrid kann Schwefel (S) enthalten. In Fällen, in denen das FeNi-Nitrid S enthält, kann die Untergrenze des S-Gehalts beispielsweise 0,01 Masse-% oder mehr, vorzugsweise 0,03 Masse-% oder mehr, und noch bevorzugter 0,05 Masse-% oder mehr betragen. Die Obergrenze des S-Gehalts in der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 kann beispielsweise 10 Masse-% oder weniger, vorzugsweise 2,0 Masse-% oder weniger, noch bevorzugter 1,5 Masse-% oder weniger, noch bevorzugter 1,0 Masse-% oder weniger und besonders bevorzugt 0,7 Masse-% oder weniger betragen. Der S-Gehalt kann durch das in den nachstehenden Beispielen beschriebene Verfahren gemessen werden.The FeNi nitride obtained in the nitriding process may contain sulfur (S). In cases where the FeNi nitride contains S, the lower limit of the S content may be, for example, 0.01% by mass or more, preferably 0.03% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more be. The upper limit of the S content in the L1 0 type ordered FeNi alloy may be, for example, 10% by mass or less, preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, still more preferably 1. 0% by mass or less, and more preferably 0.7% by mass or less. The S content can be measured by the method described in the examples below.

In Fällen, in denen das im Nitrierprozess erhaltene FeNi-Nitrid S enthält, kann das FeNi-Nitrid aus Partikeln bestehen. In Fällen, in denen das FeNi-Nitrid aus Partikein besteht, kann S überall (durchgängig) in den Partikeln vorhanden sein oder im Inneren der Partikel segregiert sein. Außerdem kann S auf der Oberfläche der Partikel segregiert vorliegen. Der Zustand des S kann durch das in den nachstehenden Beispielen beschriebene Verfahren gemessen werden.In cases where the FeNi nitride obtained in the nitriding process contains S, the FeNi nitride may be particulate. In cases where the FeNi nitride consists of particles, S may be present throughout the particles or may be segregated inside the particles. In addition, S may be segregated on the surface of the particles. The state of the S can be measured by the method described in the examples below.

In Fällen, in denen das im Nitrierprozess erhaltene FeNi-Nitrid aus Partikeln besteht, kann die Untergrenze der mittleren Partikelgröße beispielsweise 10 nm oder mehr, vorzugsweise 50 nm oder mehr, und noch bevorzugter 100 nm oder mehr betragen. Des Weiteren kann die Obergrenze der mittleren Partikelgröße z. B. 5000 nm oder weniger, vorzugsweise 1000 nm oder weniger und noch bevorzugter 500 nm oder weniger betragen. Die mittlere Partikelgröße kann anhand von Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen (SEM-Aufnahmen) gemessen werden.In cases where the FeNi nitride obtained in the nitriding process is particulate, the lower limit of the average particle size may be, for example, 10 nm or more, preferably 50 nm or more, and more preferably 100 nm or more. Furthermore, the upper limit of the mean particle size z. B. 5000 nm or less, preferably 1000 nm or less and more preferably 500 nm or less. The mean particle size can be measured using scanning electron micrographs (SEM images).

Das im Nitrierprozess erhaltene FeNi-Nitrid kann aus Sekundärpartikeln bestehen, in denen Primärpartikel aggregiert sind, und in diesem Fall kann die Untergrenze der mittleren Partikelgröße der Primärpartikel z. B. 10 nm oder mehr, vorzugsweise 30 nm oder mehr und noch bevorzugter 50 nm oder mehr betragen. Des Weiteren kann die Obergrenze der mittleren Partikelgröße z. B. 1000 nm oder weniger, vorzugsweise 500 nm oder weniger betragen. Die mittlere Partikelgröße der Primärpartikel kann durch Analyse des XRD-Musters durch das Verfahren nach Williamson-Hall berechnet werden.The FeNi nitride obtained in the nitriding process may consist of secondary particles in which primary particles are aggregated, and in this case, the lower limit of the mean particle size of the primary particles may be e.g. B. 10 nm or more, preferably 30 nm or more and more preferably 50 nm or more. Furthermore, the upper limit of the mean particle size z. B. 1000 nm or less, preferably 500 nm or less. The mean particle size of the primary particles can be calculated by analyzing the XRD pattern by the Williamson-Hall method.

Im Nitrierprozess wird die Nitrierbehandlung an FeNi-S durchgeführt. Dementsprechend ist es möglich, eine hohe Nitriereffizienz zu erhalten, wie in den später beschriebenen Beispielen gezeigt wird. Die Nitriereffizienz im Nitrierprozess kann größer als 4,7×10-5 , bevorzugt größer als 10×10-5 und noch bevorzugter größer als 20×10-5 sein. Der Begriff „Nitriereffizienz“ bezeichnet die Zahl, die erhalten wird, wenn man die bei der Nitrierbehandlung gebildete FeNiN-Menge (g) durch das bei der Nitrierbehandlung verbrauchte Stickstoff-Rohmaterial (g) dividiert. Die Nitriereffizienz in einem Fall, in dem Ammoniak als Stickstoffquelle verwendet wird (im Folgenden als Ammoniakeffizienz bezeichnet), ist die Zahl, die erhalten wird, wenn die gebildete Menge (g) an FeNiN durch die Menge (g) des verbrauchten Ammoniaks geteilt wird, und ist die für die Synthese von FeNiN erforderliche Ammoniakmenge. Ein höherer Zahlenwert der Ammoniakeffizienz bedeutet, dass FeNiN mit einer geringeren Menge an Ammoniak synthetisiert werden kann.In the nitriding process, the nitriding treatment is performed on FeNi-S. Accordingly, it is possible to obtain high nitriding efficiency as shown in Examples described later. The nitriding efficiency in the nitriding process can be greater than 4.7×10 -5 , preferably greater than 10×10 -5 , and even more preferably greater than 20×10 -5 . The term "nitriding efficiency" means the number obtained by dividing the amount of FeNiN formed in the nitriding treatment (g) by the nitrogen raw material consumed in the nitriding treatment (g). The nitration efficiency in a case where ammonia is used as a nitrogen source (hereinafter referred to as ammonia efficiency) is the figure obtained when the amount (g) of FeNiN formed is divided by the amount (g) of ammonia consumed, and is the amount of ammonia required for the synthesis of FeNiN. A higher ammonia efficiency number means that FeNiN can be synthesized with a smaller amount of ammonia.

In dem Nitrierprozess kann eine geordnete FeNi-Legierung des Typs L10, die S enthält, als FeNi-Legierung verwendet werden. Die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10, die S enthält, kann erhalten werden, indem der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10, die durch ein bekanntes Verfahren hergestellt wurde, nach Bedarf eine vorbestimmte Menge einer Schwefelverbindung zugesetzt wird, zusätzlich zu der in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen S enthaltenden geordneten FeNi-Legierung des Typs L10. Die S-haltige geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 kann des Weiteren durch Mischen einer geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 und einer Schwefelverbindung und anschließende Wärmebehandlung oder durch Umsetzen einer geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 mit einer Schwefelverbindung hergestellt werden. Die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10, die S enthält, kann des Weiteren durch partielle Schwefelung einer geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 mit Schwefelwasserstoffgas oder dergleichen hergestellt werden. Die Schwefelverbindung ist wie oben beschrieben. In Fällen, in denen FeNi-S mit der geordneten Struktur des Typs L10 verwendet wird, kann eine Verbesserung der Regelmäßigkeit erwartet werden.In the nitriding process, an ordered FeNi alloy of the L1 0 type containing S can be used as the FeNi alloy. The L1 0 -type FeNi ordered alloy containing S can be obtained by adding a predetermined amount of a sulfur compound as needed to the L1 0 -type FeNi ordered alloy prepared by a known method, in addition to that L1 0 -type S-containing ordered FeNi alloy described in the present embodiment. The S-containing L1 0 -type FeNi ordered alloy can be further prepared by mixing an L1 0 -type FeNi ordered alloy and a sulfur compound, followed by heat treatment, or by reacting an L1 0 -type FeNi ordered alloy with a sulfur compound. Further, the L1 0 -type FeNi ordered alloy containing S can be produced by partially sulfurizing an L1 0 -type FeNi ordered alloy with hydrogen sulfide gas or the like. The sulfur compound is as described above. In cases where FeNi-S having the L1 0 type ordered structure is used, an improvement in regularity can be expected.

Denitrierprozessdenitration process

In dem Denitrierprozess wird das in dem oben beschriebenen Nitrierprozess erhaltene FeNi-Nitrid denitriert, um eine geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 zu erhalten. Im Speziellen kann nach dem Pulverisieren des im Nitrierprozess erhaltenen FeNi-Nitrids eine Denitrierbehandlung durchgeführt werden, indem es einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre unterzogen wird. Die Durchflussmenge an Wasserstoff bei der Denitrierbehandlung kann 0,01 bis 10 l/min, vorzugsweise 0,1 bis 5 l/min, betragen, bezogen auf 1 g FeNi-Nitrid-S. Die Temperatur der Wärmebehandlung kann z. B. 100 bis 400 °C, vorzugsweise 200 bis 350 °C, betragen. Die Wärmebehandlungszeit kann z. B. 1 bis 24 Stunden, vorzugsweise 2 bis 10 Stunden betragen. Die im Denitrierprozess erhaltene geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 kann eine S enthaltende geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 sein.In the denitration process, the FeNi nitride obtained in the nitriding process described above is denitrated to obtain an ordered L1 0 type FeNi alloy. Specifically, after the FeNi nitride obtained in the nitriding process is pulverized, a denitration treatment can be performed by subjecting it to a heat treatment in a hydrogen atmosphere. The flow rate of hydrogen in the denitration treatment may be 0.01 to 10 l/min, preferably 0.1 to 5 l/min based on 1 g of FeNi nitride-S. The temperature of the heat treatment can e.g. 100 to 400°C, preferably 200 to 350°C. The heat treatment time can e.g. B. 1 to 24 hours, preferably 2 to 10 hours. The L1 0 type FeNi ordered alloy obtained in the denitration process may be an L1 0 type FeNi ordered alloy containing S.

Beispiele für ein Verfahren zur Herstellung der im Nitrierprozess verwendeten S enthaltenden FeNi-Legierung werden im Folgenden beschrieben.Examples of a method for producing the S-containing FeNi alloy used in the nitriding process are described below.

Erste AusführungsformFirst embodiment

Wie in 3 gezeigt, umfasst ein Herstellungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform einen Reduktionsprozess zur Reduktion eines S-haltigen FeNi-Oxids (im Folgenden auch als FeNi-Oxid-S bezeichnet), um ein FeNi-S zu erhalten.As in 3 1, a manufacturing method according to a first embodiment includes a reduction process for reducing an S-containing FeNi oxide (hereinafter also referred to as FeNi-Oxid-S) to obtain an FeNi-S.

Das Reduktionsverfahren im Reduktionsprozess ist nicht besonders begrenzt, jedoch kann zum Beispiel das FeNi-S durch Wärmebehandlung des FeNi-Oxids, das S enthält, in einer Reduktionsgasatmosphäre erhalten werden. Der Durchsatz des Reduktionsgases kann 1 l/min, bevorzugt 0,5 bis 10,0 l/min, bezogen auf 8,5 g des FeNi-Oxids-S betragen. Die Wärmebehandlungstemperatur kann z. B. 300 bis 700 °C, vorzugsweise 450 bis 700 °C, betragen. Die Wärmebehandlungszeit kann z. B. 1 bis 10 Stunden, vorzugsweise 1,5 Stunden, betragen. Beispiele für Reduktionsgase sind Wasserstoff und Kohlenmonoxid, wobei Wasserstoff unter dem Gesichtspunkt der Reduktionseigenschaften bevorzugt wird.The reduction method in the reduction process is not particularly limited, but, for example, the FeNi-S can be obtained by heat-treating the FeNi oxide containing S in a reducing gas atmosphere. The throughput of the reducing gas can be 1 l/min, preferably 0.5 to 10.0 l/min, based on 8.5 g of the FeNi oxide S. The heat treatment temperature can e.g. 300 to 700°C, preferably 450 to 700°C. The heat treatment time can e.g. B. 1 to 10 hours, preferably 1.5 hours. Examples of reducing gases are hydrogen and carbon monoxide, with hydrogen being preferred from the viewpoint of reducing properties.

Der Anteil der Stoffmenge an Fe an der Gesamtmolzahl von Fe und Ni im FeNi-Oxid-S kann 0,4 bis 0,6, vorzugsweise 0,45 bis 0,55 und besonders bevorzugt 0,48 bis 0,52 betragen.The proportion of the amount of Fe in the total number of moles of Fe and Ni in the FeNi oxide S can be 0.4 to 0.6, preferably 0.45 to 0.55 and particularly preferably 0.48 to 0.52.

Das im Reduktionsverfahren verwendete FeNi-Oxid-S kann ein Fe-Oxid, ein Ni-Oxid oder ein Fe- und Ni enthaltendes Oxid enthalten. Ferner können das Fe-Oxid, das Ni-Oxid und das Fe und Ni enthaltende Oxid jeweils S enthalten. Das Fe und Ni enthaltende Oxid, wie es hier verwendet wird, bedeutet, dass in einem Oxidpartikel das Element Fe und das Element Ni enthalten ist.The FeNi-Oxide-S used in the reduction process may contain an Fe oxide, a Ni oxide, or an oxide containing Fe and Ni. Further, each of the Fe oxide, the Ni oxide, and the oxide containing Fe and Ni may contain S. The oxide containing Fe and Ni as used herein means that element Fe and element Ni are contained in an oxide particle.

Das FeNi-Oxid-S, das im Reduktionsverfahren verwendet wird, kann nach Bedarf durch Zugabe einer vorbestimmten Menge einer Schwefelverbindung zum FeNi-Oxid, das durch die vorliegende Ausführungsform oder ein bekanntes Verfahren hergestellt wurde, hergestellt werden. Des Weiteren kann das FeNi-Oxid-S durch Mischen des FeNi-Oxids und der Schwefelverbindung und anschließende Wärmebehandlung oder durch Umsetzen eines FeNi-Oxids und einer Schwefelverbindung hergestellt werden. Des Weiteren kann das FeNi-Oxid-S durch teilweise Schwefelung des FeNi-Oxids mit Schwefelwasserstoffgas oder dergleichen hergestellt werden. Die Schwefelverbindung ist wie oben beschrieben.The FeNi oxide-S used in the reduction process can be produced by adding a predetermined amount of a sulfur compound to the FeNi oxide produced by the present embodiment or a known method as needed. Furthermore, the FeNi oxide-S can be produced by mixing the FeNi oxide and the sulfur compound and then heat-treating, or by reacting an FeNi oxide and a sulfur compound. Furthermore, the FeNi oxide-S can be produced by partially sulfurizing the FeNi oxide with hydrogen sulfide gas or the like. The sulfur compound is as described above.

Das im Reduktionsprozess verwendete FeNi-Oxid-S kann während des Reduktionsprozesses synthetisiert werden. Im Speziellen wird z. B. ein FeNi-Oxid unter einem gemischten Gasstrom aus Wasserstoffgas und Schwefelwasserstoff wärmebehandelt, so dass die Synthese und die Reduktion des FeNi-Oxids-S parallel durchgeführt werden.The FeNi oxide S used in the reduction process can be synthesized during the reduction process. In particular, z. For example, an FeNi oxide is heat-treated under a mixed gas flow of hydrogen gas and hydrogen sulfide so that the synthesis and the reduction of the FeNi oxide-S are performed in parallel.

Das Fe-Oxid ist nicht besonders begrenzt. Beispiele für Fe-Oxide sind FeO, Fe2O3, Fe3O4 und Oxide, die durch Oxidation von Eisenmetall, Eisenhydroxid, Eisencarbonat, Eisenchlorid, Eiseniodid, Eisenbromid, Eisensulfat, Eisennitrat, Eisenphosphat und Eisenoxalat erhalten werden. Unter ihnen ist Eisensulfat zu bevorzugen, da es als Schwefelquelle für das S enthaltende Fe-Oxid dient. Das S enthaltende Fe-Oxid kann durch das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung von FeNi-Oxid-S hergestellt werden.The Fe oxide is not particularly limited. Examples of Fe oxides are FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 and oxides obtained by oxidizing iron metal, iron hydroxide, iron carbonate, iron chloride, iron iodide, iron bromide, iron sulfate, iron nitrate, iron phosphate and iron oxalate. Among them, ferrous sulfate is preferable since it serves as a sulfur source for the Fe oxide containing S. The Fe oxide containing S can be produced by the method for producing FeNi oxide-S described above.

Das Ni-Oxid ist nicht besonders begrenzt. Beispiele für das Ni-Oxid sind NiO und Oxide, die durch Oxidation von Nickelmetall, Nickelhydroxid, Nickelcarbonat, Nickelchlorid, Nickeliodid, Nickelbromid, Nickelsulfat, Nickelnitrat, Nickelphosphat und Nickeloxalat erhalten werden. Unter ihnen ist Nickelsulfat zu bevorzugen, da es als Schwefelquelle für das S enthaltende Ni-Oxid dient. Das S enthaltende Ni-Oxid kann durch das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung des FeNi-Oxid-S hergestellt werden.The Ni oxide is not particularly limited. Examples of the Ni oxide are NiO and oxides obtained by oxidizing nickel metal, nickel hydroxide, nickel carbonate, nickel chloride, nickel iodide, nickel bromide, nickel sulfate, nickel nitrate, nickel phosphate and nickel oxalate. Among them, nickel sulfate is preferable since it serves as a sulfur source for the S-containing Ni oxide. The Ni oxide containing S can be produced by the method for producing the FeNi oxide-S described above.

Das Fe und Ni enthaltende Oxid kann hergestellt werden durch Mischen einer Fe und Ni enthaltenden Lösung mit einem Fällungsmittel, um einen Fe und Ni enthaltenden Niederschlag zu erhalten (Fällungsprozess), und durch Wärmebehandeln des Niederschlags, um das Ni und Ni enthaltende Oxid zu erhalten (Oxidationsprozess). Durch dieses Verfahren ist es einfach, die mittlere Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung des resultierenden Fe und Ni enthaltenden Oxids zu steuern, und tendiert die Verteilung des Elements Fe und des Elements Ni in dem Fe und Ni enthaltenden Oxid dazu, gleichmäßig zu sein.The oxide containing Fe and Ni can be prepared by mixing a solution containing Fe and Ni with a precipitating agent to obtain a precipitate containing Fe and Ni (precipitation process) and heat-treating the precipitate to obtain the oxide containing Ni and Ni ( oxidation process). By this method, it is easy to control the mean particle size and the particle size distribution of the resulting Fe and Ni-containing oxide, and the distribution of the element Fe and the element Ni in the Fe and Ni-containing oxide tends to be uniform.

Fällungsprozessprecipitation process

Beim Fällungsprozess werden Fe-Rohmaterial und Ni-Rohmaterial in einer stark sauren Lösung gelöst, um eine Fe- und Ni enthaltende Lösung herzustellen.In the precipitation process, Fe raw material and Ni raw material are dissolved in a strongly acidic solution to prepare a solution containing Fe and Ni.

Die Fe- und Ni-Rohmaterialien sind nicht beschränkt, solange sie sich in einer sauren Lösung auflösen lassen. Beispiele für das Fe-Rohmaterial sind Eisenmetall, Eisenoxid, Eisenhydroxid, Eisencarbonat, Eisenchlorid, Eiseniodid, Eisensulfat, Eisennitrat, Eisenphosphat, Eisenoxalat und dergleichen. Es ist bevorzugt, Eisenmetall, Eisencarbonat, Eisensulfat oder Eisenchlorid zu verwenden, und es ist noch bevorzugter, Eisensulfat zu verwenden, da es als Schwefelquelle für den S enthaltenden Niederschlag dient. Beispiele für das Ni-Rohmaterial umfassen Nickelmetall, Nickeloxid, Nickelhydroxid, Nickelcarbonat, Nickelchlorid, Nickeliodid, Nickelsulfat, Nickelnitrat, Nickelphosphat und Nickeloxalat. Bevorzugt werden Nickelmetall, Nickelcarbonat, Nickelsulfat oder Nickelchlorid verwendet, wobei Nickelsulfat noch bevorzugter ist, da es als Schwefelquelle für den S enthaltenden Niederschlag dient. Beispiele für die saure Lösung sind Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure, Phosphorsäure und dergleichen. Unter ihnen wird Schwefelsäure bevorzugt, da sie als Schwefelquelle für den S, Fe und Ni enthaltenden Niederschlag dient. Die Konzentration der Fe und Ni enthaltenden Lösung kann in einem Bereich eingestellt werden, in dem das Fe-Rohmaterial und das Ni-Rohmaterial in der sauren Lösung im Wesentlichen gelöst vorliegen.The Fe and Ni raw materials are not limited as long as they can be dissolved in an acidic solution. Examples of the Fe raw material are iron metal, iron oxide, iron hydroxide, iron carbonate, iron chloride, iron iodide, iron sulfate, iron nitrate, iron phosphate, iron oxalate and the like. It is preferable to use ferrous metal, ferrous carbonate, ferrous sulfate or ferric chloride, and it is more preferable to use ferrous sulfate because it serves as a sulfur source for the S-containing precipitate. Examples of the Ni raw material include nickel metal, nickel oxide, nickel hydroxide, nickel carbonate, nickel chloride, nickel iodide, nickel sulfate, nickel nitrate, nickel phosphate, and nickel oxalate. Preferably, nickel metal, nickel carbonate, nickel sulfate, or nickel chloride is used, with nickel sulfate being more preferable because it serves as a sulfur source for the S-containing precipitate. Examples of the acidic solution are sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and the like. Among them, sulfuric acid is preferred since it serves as a sulfur source for the precipitate containing S, Fe and Ni. The concentration of the solution containing Fe and Ni can be adjusted in a range where the Fe raw material and the Ni raw material are substantially dissolved in the acidic solution.

Der Anteil der Stoffmenge an Fe an der Gesamtstoffmenge an Fe und Ni in der Fe und Ni enthaltenden Lösung kann 0,4 bis 0,6, vorzugsweise 0,45 bis 0,55 und noch bevorzugter 0,48 bis 0,52 betragen.The ratio of the molar amount of Fe to the total molar amount of Fe and Ni in the solution containing Fe and Ni may be 0.4 to 0.6, preferably 0.45 to 0.55, and more preferably 0.48 to 0.52.

Den Fe und Ni enthaltende Niederschlag erhält man durch Umsetzung der Fe und Ni enthaltenden Lösung mit dem Fällungsmittel. Bei der Reaktion zwischen der Fe und Ni enthaltenden Lösung und dem Fällungsmittel kann das Fällungsmittel der Fe und Ni enthaltenden Lösung zugegeben werden oder kann die Fe und Ni enthaltende Lösung dem Fällungsmittel zugegeben werden. Die hierbei erwähnte Fe und Ni enthaltende Lösung kann eine Lösung sein, die Fe und Ni enthält, wenn sie mit dem Fällungsmittel umgesetzt wird. Fe und Ni enthaltende Rohmaterialien können als getrennte Lösungen hergestellt werden, und die Lösungen können zugegeben werden, um mit dem Fällungsmittel zu reagieren. Selbst wenn sie als getrennte Lösungen hergestellt werden, werden innerhalb des Bereichs, in dem jedes Rohmaterial in der sauren Lösung im Wesentlichen gelöst vorliegt, entsprechende Anpassungen vorgenommen. Das Fällungsmittel ist nicht begrenzt, solange es mit der Fe und Ni enthaltenden Lösung reagiert, um den Niederschlag zu erhalten. Beispiele für das Fällungsmittel sind Oxalsäure und alkalische Lösungen wie eine wässrige Natriumhydroxidlösung, eine wässrige Natriumhydrogencarbonatlösung, eine wässrige Kaliumhydroxidlösung und eine wässrige Lithiumhydroxidlösung. Des Weiteren kann der Niederschlag auch durch Einblasen von Kohlendioxid in die Fe und Ni enthaltende Lösung erhalten werden. Beispiele für den Niederschlag umfassen Oxalat, Carbonat, Hydroxid und dergleichen.The precipitate containing Fe and Ni is obtained by reacting the solution containing Fe and Ni with the precipitating agent. In the reaction between the Fe and Ni containing solution and the precipitating agent, the precipitating agent may be added to the Fe and Ni containing solution or the Fe and Ni containing solution may be added to the precipitating agent. The solution containing Fe and Ni mentioned here may be a solution containing Fe and Ni when reacted with the precipitating agent. Raw materials containing Fe and Ni can be prepared as separate solutions, and the solutions can be added to react with the precipitant. Even when prepared as separate solutions, appropriate adjustments are made within the range that each raw material is substantially dissolved in the acidic solution. The precipitating agent is not limited as long as it reacts with the solution containing Fe and Ni to obtain the precipitate. Examples of the precipitating agent are oxalic acid and alkaline solutions such as a sodium hydroxide aqueous solution, a sodium hydrogen carbonate aqueous solution, a potassium hydroxide aqueous solution and a lithium hydroxide aqueous solution. Furthermore, the precipitate can also be obtained by blowing carbon dioxide into the solution containing Fe and Ni. Examples of the precipitate include oxalate, carbonate, hydroxide and the like.

Der Fällungsprozess kann einen Prozess zur Abtrennen und Waschen des Niederschlages beinhalten. Als Verfahren zum Abtrennen des Niederschlags kann z. B. nach Zugabe eines Lösungsmittels (vorzugsweise Wasser) zu dem erhaltenen Niederschlag und Mischen desselben, ein Filtrationsverfahren, ein Dekantierverfahren oder dergleichen verwendet werden. Darüber hinaus kann das Waschen des einmal abgetrennten Niederschlags durch Wiederholung desselben Verfahrens durchgeführt werden.The precipitation process may include a process for separating and washing the precipitate. As a method for separating the precipitate z. B. after adding a solvent (preferably water) to the obtained precipitate and mixing it, a filtration method, a decantation method or the like can be used. Moreover, the washing of the precipitate once separated can be carried out by repeating the same procedure.

Um nach dem Abtrennen des Niederschlags zu verhindern, dass sich der Niederschlag bei der Wärmebehandlung des anschließenden Oxidationsprozesses im verbleibenden Lösungsmittel wieder auflöst und der Niederschlag beim Verdampfen des Lösungsmittels aggregiert, ist es vorzuziehen, das Lösungsmittel vom Niederschlag zu entfernen. Als spezifisches Beispiel für ein Verfahren zur Entfernung des Lösungsmittels kann der Niederschlag z. B. in Fällen, in denen Wasser als Lösungsmittel verwendet wird, in einem Ofen bei einer Temperatur im Bereich von 70 bis 200 °C 5 bis 12 Stunden lang getrocknet werden. Nach dem Trocknen können die Partikel erforderlichenfalls zerkleinert oder pulverisiert werden, um die Partikelgröße einzustellen.After separating the precipitate, in order to prevent the precipitate from being redissolved in the remaining solvent in the heat treatment of the subsequent oxidation process and the precipitate from aggregating in the evaporation of the solvent, it is preferable to remove the solvent from the precipitate. As a specific example of a method for removing the solvent, the precipitate can be e.g. B. in cases where water is used as solvent, dried in an oven at a temperature ranging from 70 to 200 ° C for 5 to 12 hours. After drying, if necessary, the particles can be crushed or pulverized to adjust the particle size.

Der S, Fe und Ni enthaltende Niederschlag kann durch Zugabe nach Bedarf einer vorbestimmten Menge einer Schwefelverbindung während oder nach der Reaktion zwischen der Fe und Ni enthaltenden Lösung und dem Fällungsmittel erhalten werden, und kann durch Zugabe einer Schwefelverbindung im Prozess des Abtrennens und Waschens erhalten werden. Des Weiteren kann der S, Fe und Ni enthaltende Niederschlag durch Zugabe einer vorbestimmten Menge einer Schwefelverbindung zu dem erhaltenen Niederschlag oder durch Umsetzung des Niederschlags mit der Schwefelverbindung hergestellt werden, je nach Bedarf. Die Reaktion zwischen dem Niederschlag und der Schwefelverbindung kann z. B. durch Mischen des Niederschlags und der Schwefelverbindung und anschließende Wärmebehandlung der Mischung erfolgen. Des Weiteren kann der S, Fe und Ni enthaltende Niederschlag auch durch Schwefeln eines Teils des Niederschlags mit Schwefelwasserstoffgas oder dergleichen hergestellt werden. Die Schwefelverbindung ist wie oben beschrieben.The precipitate containing S, Fe and Ni can be obtained by adding a predetermined amount of a sulfur compound as needed during or after the reaction between the Fe and Ni containing solution and the precipitant, and can be obtained by adding a sulfur compound in the process of separation and washing . Furthermore, the precipitate containing S, Fe and Ni can be prepared by adding a predetermined amount of a sulfur compound to the obtained precipitate or by reacting the precipitate with the sulfur compound, as needed. The reaction between the precipitate and the sulfur compound can e.g. B. be done by mixing the precipitate and the sulfur compound and then heat treating the mixture. Furthermore, the precipitate containing S, Fe, and Ni can also be prepared by sulfurizing part of the precipitate with hydrogen sulfide gas or the like. The sulfur compound is as described above.

Oxidationsverfahrenoxidation process

Das Oxidationsverfahren ist ein Verfahren zum Erhalt eines Fe und Ni enthaltenden Oxids durch Wärmebehandlung des im Fällungsprozess erhaltenen Fe und Ni enthaltenden Niederschlags. Das Oxidationsverfahren kann beispielweise den Niederschlag durch Wärmebehandlung in das Oxid umwandeln. Bei der Wärmebehandlung des Niederschlags muss die Wärmebehandlung in Anwesenheit von Sauerstoff erfolgen und kann beispielweise in einer Luftatmosphäre durchgeführt werden. Da die Wärmebehandlung in Anwesenheit von Sauerstoff durchgeführt werden muss, ist es außerdem vorzuziehen, dass der nichtmetallische Anteil des Niederschlags ein Sauerstoffatom enthält. Wenn der S, Fe und Ni enthaltende Niederschlag im Oxidationsverfahren verwendet wird, kann das FeNi-Oxid-S erhalten werden. Das erhaltene FeNi-Oxid-S kann je nach Bedarf pulverisiert oder zerkleinert werden, um die Partikelgröße einzustellen.The oxidation method is a method of obtaining an oxide containing Fe and Ni by heat-treating the precipitate containing Fe and Ni obtained in the precipitation process. The oxidation process can, for example, convert the precipitate to the oxide by heat treatment. In the case of the heat treatment of the precipitate, the heat treatment must be carried out in the presence of oxygen and can be carried out, for example, in an air atmosphere. In addition, since the heat treatment must be performed in the presence of oxygen, it is preferable that the nonmetallic portion of the precipitate contains an oxygen atom. When the precipitate containing S, Fe and Ni is used in the oxidation process, the FeNi oxide-S can be obtained. The obtained FeNi-Oxide-S can be pulverized or crushed as needed to adjust the particle size.

Die Wärmebehandlungstemperatur im Oxidationsprozess (im Folgenden als Oxidationstemperatur bezeichnet) ist nicht besonders begrenzt, kann aber beispielweise 200 bis 800 °C, bevorzugt 350 bis 450 °C betragen. Die Wärmebehandlungszeit kann beispielweise 4 bis 24 Stunden, vorzugsweise 8 Stunden, betragen.The heat treatment temperature in the oxidation process (hereinafter referred to as oxidation temperature) is not particularly limited, but may be, for example, 200 to 800°C, preferably 350 to 450°C. The heat treatment time can be, for example, 4 to 24 hours, preferably 8 hours.

Das erhaltene Oxid ist ein Oxidpartikel, in dem Fe und Ni ausreichend mikroskopisch vermischt vorliegen, und es spiegeln sich die Form des Niederschlags, die Größenverteilung der Partikel und dergleichen wider.The oxide obtained is an oxide particle in which Fe and Ni are sufficiently mixed microscopically, and the shape of the precipitate, the size distribution of the particles, and the like are reflected.

Der S, Fe und Ni enthaltende Niederschlag, der in dem Oxidationsprozess verwendet wird, kann während des Oxidationsprozesses synthetisiert werden. Im Speziellen wird beispielsweise der Fe und Ni enthaltende Niederschlag unter einem gemischten Gasstrom aus Luft und Schwefelwasserstoff wärmebehandelt, so dass die Synthese und die Oxidation des S, Fe und Ni enthaltenden Niederschlags parallel durchgeführt werden.The precipitate containing S, Fe, and Ni used in the oxidation process can be synthesized during the oxidation process. Specifically, for example, the precipitate containing Fe and Ni is heat-treated under a mixed gas flow of air and hydrogen sulfide so that the synthesis and the oxidation of the precipitate containing S, Fe and Ni are performed in parallel.

Zweite AusführungsformSecond embodiment

Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in dem Herstellungsverfahren von FeNiN, und die anderen Teile sind vergleichbar mit denen der ersten Ausführungsform. Daher wird im Folgenden nur der Teil beschrieben, der sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet. Nachfolgend wird ein Herstellungsverfahren für ein FeNi-Übergitter gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf das in 4 dargestellte Flussdiagramm beschrieben.A second embodiment will be described below. The present embodiment differs from the first embodiment in the manufacturing method of FeNiN, and the other parts are similar to those of the first embodiment. Therefore, only the part that differs from the first embodiment will be described below. A manufacturing method of an FeNi superlattice according to the present embodiment will be described below with reference to FIG 4 illustrated flow chart described.

Zunächst wird, wie in 4 gezeigt, eine FeNi-Legierung hergestellt, der S zugegeben wird. Im Speziellen wird zunächst FeNi-Pulver hergestellt. Es ist vorzuziehen, FeNi-Pulver herzustellen, das ein Zusammensetzungsverhältnis von Fe:Ni = 50:50 aufweist. Das Zusammensetzungsverhältnis von Fe:Ni kann ungefähr 50:50 betragen. Beispielweise ist es ausreichend, wenn der Fe-Anteil 50 ± 3 % und der Ni-Anteil die restlichen {100-(50 ± 3)} % beträgt. Als solche FeNi-Pulver können beispielweise FeNi-Nanopartikel, synthetisiert durch das thermische Plasmaverfahren, hergestellt durch Nisshin Engineering Co. Ltd., FeNi-Pulver, synthetisiert durch das Gaszerstäubungsverfahren, hergestellt durch Epson Atmix, und dergleichen verwendet werden.First, as in 4 shown, an FeNi alloy to which S is added is prepared. Specifically, FeNi powder is first prepared. It is preferable to prepare FeNi powder having a composition ratio of Fe:Ni = 50:50. The composition ratio of Fe:Ni can be about 50:50. For example, it is sufficient if the Fe content is 50±3% and the Ni content is the remaining {100-(50±3)}%. As such FeNi powders, for example, FeNi nanoparticles synthesized by the thermal plasma method manufactured by Nisshin Engineering Co. Ltd., FeNi powders synthesized by the gas atomization method manufactured by Epson Atmix, and the like can be used.

Anschließend wird das FeNi-Pulver in einem Gasgemisch aus H2S-Gas und Stickstoff (N2) umgesetzt. Als Ergebnis erhält man FeNi-S, welches die FeNi-Legierung ist, der S zugegeben wird. Beispielweise werden 3 % H2S-Gas + 97 % N2-Gas als Gasgemisch verwendet, und es wird eine Wärmebehandlung bei 200 bis 500 °C für 2 bis 24 Stunden durchgeführt, um FeNi-S zu erhalten.The FeNi powder is then reacted in a gas mixture of H 2 S gas and nitrogen (N 2 ). As a result, FeNi-S, which is the FeNi alloy to which S is added, is obtained. For example, 3% H 2 S gas + 97% N 2 gas is used as the mixed gas, and heat treatment is performed at 200 to 500°C for 2 to 24 hours to obtain FeNi-S.

Danach wird ein Nitrierprozess auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt, um das FeNiN-S zu synthetisieren, und dann wird eine ferner Denitrierbehandlung durchgeführt, um das FeNi-Übergitter zu erhalten. Das wie oben beschrieben erhaltene FeNi-Übergitter enthält auch S. Des Weiteren ist es möglich, wie in den später beschriebenen Beispielen gezeigt wird, eine hohe Ammoniakeffizienz zu erhalten.Thereafter, a nitriding process is performed in the same manner as in the first embodiment to synthesize the FeNiN-S, and then a further denitration treatment is performed to obtain the FeNi superlattice. The FeNi superlattice obtained as described above also contains S. Furthermore, as shown in Examples described later, it is possible to obtain high ammonia efficiency.

Nachfolgend werden Beispiele, in denen FeNi-S durch verschiedene Verfahren, einschließlich der Herstellungsverfahren der oben beschriebenen Ausführungsformen, hergestellt und anschließend einer Nitrier- und Denitrierbehandlung unterzogen wird, mit Vergleichsbeispielen unter Verwendung von FeNi, das kein S enthält, verglichen.In the following, examples in which FeNi-S is produced by various methods including the production methods of the above-described embodiments and then subjected to nitriding and denitration treatment are compared with comparative examples using FeNi containing no S.

5 ist ein Diagramm, das zeigt, wie sich die Unterschiede in den Herstellungsbedingungen eines FeNi-Übergitters, die Bildungsrate von FeNiN, die Ammoniakeffizienz und dergleichen in jedem Beispiel und Vergleichsbeispiel ändern. In einem S-Dotierverfahren in 5 bedeutet (1) das Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform, (2) bedeutet das Herstellungsverfahren der zweiten Ausführungsform, und die Einzelheiten der Beispiele 1 bis 5 werden später beschrieben. Beispiel 6 zeigt einen Fall, in dem das FeNi-S durch Umsetzen der FeNi-Legierungspartikel, die durch das Gaszerstäubungsverfahren der zweiten Ausführungsform hergestellt wurden, mit Ammoniumsulfat synthetisiert wird. Beispiel 7 zeigt einen Fall, in dem das FeNi-S durch Umsetzung von Ammoniumsulfat mit FeNi-Legierungspartikeln, die durch das thermische Plasmaverfahren der zweiten Ausführungsform hergestellt wurden, synthetisiert wird. Die Vergleichsbeispiele 1 und 2 zeigen Fälle, in denen das durch das thermische Plasmaverfahren hergestellte FeNi der Nitrier- und Denitrierbehandlung unterzogen wird, ohne dass es mit Ammoniumsulfat umgesetzt wird. 5 FIG. 14 is a diagram showing how the differences in the manufacturing conditions of an FeNi superlattice, the formation rate of FeNiN, the ammonia efficiency, and the like change in each example and comparative example. In an S-doping process in 5 (1) means the production method of the first embodiment, (2) means the production method of the second embodiment, and the details of Examples 1 to 5 will be described later. Example 6 shows a case where the FeNi-S is synthesized by reacting the FeNi alloy particles produced by the gas atomizing method of the second embodiment with ammonium sulfate. Example 7 shows a case where the FeNi-S is synthesized by reacting ammonium sulfate with FeNi alloy particles produced by the thermal plasma method of the second embodiment. Comparative Examples 1 and 2 show cases where the FeNi produced by the thermal plasma method is subjected to the nitriding and denitrating treatments without being reacted with ammonium sulfate.

Beachten Sie, dass der in 5 gezeigte Schwefelgehalt (Masse-%), d. h. der Anteil von S an der Gesamtmasse von Fe, Ni und S, durch ein allgemein übliches Verfahren der Elementarmassenanalyse ermittelt wird. Beispielweise kann der Schwefelgehalt durch Emissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP), energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS) unter Verwendung eines Elektronenmikroskops oder dergleichen ermittelt werden. Der Schwefelgehalt (Masse-%) ist vor und nach der Nitrierbehandlung und Denitrierbehandlung im Wesentlichen derselbe. Die FeNiN-Bildungsrate ist das Verhältnis der nach der Nitrierbehandlung gebildeten FeNiN-Menge zur Menge der FeNi-Legierung vor der Nitrierbehandlung und wird durch das Verfahren des Referenzintensitätsverhältnisses (RIR) durch Messung des XRD-Pulvermusters berechnet. Im Speziellen ist die FeNiN-Bildungsrate eine Rate der tatsächlich erhaltenen FeNiN-Menge in Bezug auf die ideale FeNiN-Bildungsmenge, wenn davon ausgegangen wird, dass die Gesamtmenge der im Rohmaterial vor der Nitrierbehandlung enthaltenen FeNi-Legierung durch die Nitrierbehandlung als FeNiN erhalten wird. Für die Analyse der Bildungsrate durch das RIR-Verfahren wurden die RIR-Werte von FeNiN, Fe2Ni2N und FeNi-Legierung, die in der Datenbank der Analysesoftware (PDXL2) gespeichert sind, die mit dem XRD-Gerät (SmartLab hergestellt von Rigaku Corporation) verbunden ist, verwendet. Ferner gibt die Effizienzverbesserungsrate die Rate der Ammoniakeffizienz in jedem von dem Vergleichsbeispiel 1 und in den Beispielen 1 bis 7 an, wenn Vergleichsbeispiel 2 als Referenz (REF) verwendet wird.Note that the in 5 shown sulfur content (mass %), ie the proportion of S in the total mass of Fe, Ni and S, is determined by a commonly used method of elementary mass analysis. For example, the sulfur content can be determined by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) using an electron microscope, or the like. The sulfur content (mass %) is substantially the same before and after the nitriding treatment and denitrating treatment. The FeNiN formation rate is the ratio of the amount of FeNiN formed after the nitriding treatment to the amount of FeNi alloy before the nitriding treatment, and is calculated by the reference intensity ratio (RIR) method by measuring the XRD powder pattern. Specifically, the FeNiN formation rate is a rate of actually obtained FeNiN amount with respect to the ideal FeNiN formation amount when it is assumed that the total amount of FeNi alloy contained in the raw material before the nitriding treatment is obtained as FeNiN by the nitriding treatment. For the analysis of the formation rate by the RIR method, the RIR values of FeNiN, Fe 2 Ni 2 N and FeNi alloy stored in the database of the analysis software (PDXL2) provided with the XRD device (SmartLab manufactured by Rigaku Corporation) is used. Further, the efficiency improvement rate indicates the rate of ammonia efficiency in each of Comparative Example 1 and Examples 1 to 7 when Comparative Example 2 is used as a reference (REF).

Nachfolgend werden die Beispiele 1 bis 7, 9, 10, 12 und 13 ausführlich beschrieben. Sofern nicht anders angegeben, bezieht sich die Angabe „%“ auf die Masse.Examples 1 to 7, 9, 10, 12 and 13 are described in detail below. Unless otherwise stated, the "%" refers to the mass.

Beispiel 1example 1

Fällungsprozessprecipitation process

Zunächst wurden 0,34 Liter einer wässrigen Eisensulfatlösung mit 5 Masse-% und 0,2 Liter einer wässrigen Nickelsulfatlösung mit 9 Masse-% zu 3 Litern einer wässrigen Oxalsäurelösung mit 10 Masse-% gegeben, die gerührt wird, so dass das Molverhältnis von Eisen und Nickel 50:50 beträgt. Dementsprechend erhielt man eine Oxalataufschlämmung, die Fe, Ni und S enthält. Nachdem die erhaltene Aufschlämmung durch Dekantieren mit reinem Wasser gewaschen wurde, wurde ein Fe und Ni enthaltendes Oxalat in fest und flüssig getrennt. Das abgetrennte Fe und Ni enthaltende Oxalat wurde 10 Stunden lang bei 100 °C im Ofen getrocknet. Es wird davon ausgegangen, dass der im Oxalat enthaltene S auf die Sulfationen von Eisensulfat oder Nickelsulfat als Ausgangsmaterial zurückzuführen ist.First, 0.34 liter of a 5% by mass aqueous solution of iron sulfate and 0.2 liter of a 9% by mass aqueous solution of nickel sulfate were added to 3 liters of a 10% by mass aqueous solution of oxalic acid which was being stirred so that the molar ratio of iron and nickel is 50:50. Accordingly, an oxalate slurry containing Fe, Ni and S was obtained. After the obtained slurry was washed with pure water by decantation, an oxalate containing Fe and Ni was separated into solid and liquid. The separated oxalate containing Fe and Ni was oven dried at 100°C for 10 hours. The S contained in the oxalate is considered to be due to the sulfate ions of iron sulfate or nickel sulfate as the starting material.

Oxidationsprozessoxidation process

Anschließend wurden 50 g des entstandenen Fe-, Ni- und S-enthaltenden Oxalats 8 Stunden lang bei 400 °C an der Luft wärmebehandelt. Nach dem Abkühlen erhielt man ein Fe, Ni und S enthaltendes Oxid.Then, 50 g of the resulting Fe-, Ni- and S-containing oxalate was heat-treated in air at 400°C for 8 hours. After cooling, an oxide containing Fe, Ni and S was obtained.

Reduktionsprozessreduction process

Anschließend wurden 8,5 g des Fe, Ni und S enthaltenden Oxids 1,5 Stunden lang bei 450 °C in einer Wasserstoffgasatmosphäre (Wasserstoffdurchflussrate 1 l/min) wärmebehandelt. Nach dem Abkühlen erhielt man eine S enthaltende FeNi-Legierung. Der Schwefelgehalt in der Legierung betrug 0,03 Masse-%. Der Schwefelgehalt wurde durch Auflösen der S enthaltenden FeNi-Legierung in Salzsäure und Messen des Anteils von S an der Gesamtmasse von Fe, Ni und S durch das ICP-AES-Verfahren mit einem Gerät namens Optima 8300 bestimmt.Subsequently, 8.5 g of the oxide containing Fe, Ni and S was heat-treated at 450° C. for 1.5 hours in a hydrogen gas atmosphere (hydrogen flow rate 1 L/min). After cooling, an FeNi alloy containing S was obtained. The sulfur content in the alloy was 0.03% by mass. The sulfur content was determined by dissolving the S-containing FeNi alloy in hydrochloric acid and measuring the proportion of S in the total mass of Fe, Ni and S by the ICP-AES method with an Optima 8300 instrument.

Nitrierprozessnitriding process

Anschließend wurden 0,4 g der S enthaltenden FeNi-Legierung 40 Stunden lang bei 335 °C in einer Ammoniakgasatmosphäre (Durchflussmenge an Ammoniak: 1 l/min) wärmebehandelt, um FeNiN zu erhalten. Die FeNiN-Bildungsrate betrug 95 %. Die FeNiN-Bildungsrate wurde durch ein Röntgenbeugungsverfahren (Gerätebezeichnung: Smartlab, Röhrenstrom: 200 mA, Röhrenspannung: 45 kV) unter Verwendung von kβ-Strahlen von Fe (Wellenlänge: 1,75653 Å) gemessen und als Anteil der integrierten Intensität des FeNiN-Peaks (40°) an der Summe aus der integrierten Intensität des FeNiN-Peaks und der integrierten Intensität des Fe2Ni2N-Peaks (41,5°) definiert. Die FeNiN-Bildungsrate wurde berechnet unter Verwendung des Verfahrens des Referenzintensitätsverhältnisses (RIR) durch Messen des Pulver-XRD-Musters zusätzlich zu der Masse der FeNi-Legierung als Rohmaterial und der Masse des erhaltenen FeNi-Nitrids.Subsequently, 0.4 g of the S-containing FeNi alloy was heat-treated at 335° C. for 40 hours in an ammonia gas atmosphere (ammonia flow rate: 1 L/min) to obtain FeNiN. The FeNiN formation rate was 95%. The FeNiN formation rate was measured by an X-ray diffraction method (instrument name: Smartlab, tube current: 200 mA, tube voltage: 45 kV) using kβ rays of Fe (wavelength: 1.75653 Å) and as a proportion of the integrated intensity of FeNiN peak (40°) at the sum of the integrated intensity of the FeNiN peak and the integrated intensity of the Fe 2 Ni 2 N peak (41.5°). The FeNiN formation rate was calculated using the reference intensity ratio (RIR) method by measuring the powder XRD pattern in addition to the mass of the FeNi alloy as the raw material and the mass of the FeNi nitride obtained.

Denitrierprozessdenitration process

Das erhaltene FeNiN wurde 20 Stunden lang bei 250 °C in einer Wasserstoffgasatmosphäre (Wasserstoffdurchflussrate: 1 l/min) wärmebehandelt, um eine geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 zu erhalten. Es wurde bestätigt, dass der Schwefelgehalt in der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 0,03 Masse-% beträgt, was nahezu der gleichen Menge entspricht wie in der S enthaltenden FeNi-Legierung, die durch den Reduktionsprozess erhalten wurde. Der Schwefelgehalt wurde durch das ICP-AES-Verfahren nach dem Auflösen der erhaltenen FeNi-Legierung in Salzsäure gemessen und als der Anteil von S an der Gesamtmasse von Fe, Ni und S definiert.The obtained FeNiN was heat-treated at 250°C for 20 hours in a hydrogen gas atmosphere (hydrogen flow rate: 1 L/min) to obtain an ordered L1 0 type FeNi alloy. It was confirmed that the sulfur content in the L1 0 type ordered FeNi alloy is 0.03% by mass, which is almost the same amount as in the S-containing FeNi alloy obtained through the reduction process. The sulfur content was measured by the ICP-AES method after dissolving the obtained FeNi alloy in hydrochloric acid and defined as the ratio of S to the total mass of Fe, Ni and S.

Beispiel 2example 2

Es wurden dieselben Prozesse wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Wärmebehandlungstemperatur im Nitrierprozess auf 415 °C geändert wurde.The same processes as in Example 1 were performed except that the heat treatment temperature in the nitriding process was changed to 415°C.

Beispiel 3Example 3

Es wurden dieselben Prozesse wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass dem in Beispiel 1 erhaltenen Fe-, Ni- und S-haltigen Oxalat Ammoniumsulfat zugegeben wurde und eine Wärmebehandlung durchgeführt wurde. Ammoniumsulfat wurde in einer Menge von 0,02 Masse-%, bezogen auf das Oxalat, zugegeben. Infolgedessen betrug der Schwefelgehalt in den Legierungspartikeln 0,05 Masse-%.The same processes as in Example 2 were carried out except that ammonium sulfate was added to the Fe-, Ni- and S-containing oxalate obtained in Example 1 and heat treatment was carried out. Ammonium sulfate was added in an amount of 0.02% by mass based on the oxalate. As a result, the sulfur content in the alloy particles was 0.05% by mass.

Beispiel 4example 4

Es wurden dieselben Prozesse wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass dem in Beispiel 1 erhaltenen Fe-, Ni- und S-enthaltenden Oxalat Ammoniumsulfat zugegeben wurde und eine Wärmebehandlung durchgeführt wurde. Ammoniumsulfat wurde in einer Menge von 0,11 Masse-%, bezogen auf das Oxalat, zugegeben. Infolgedessen betrug der Schwefelgehalt in den Legierungspartikeln 0,14 Masse-%.The same processes as in Example 2 were carried out except that ammonium sulfate was added to the Fe-, Ni- and S-containing oxalate obtained in Example 1 and heat treatment was carried out. Ammonium sulfate was added in an amount of 0.11% by mass based on the oxalate. As a result, the sulfur content in the alloy particles was 0.14% by mass.

Beispiel 5Example 5

Es wurden dieselben Prozesse wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass dem in Beispiel 1 erhaltenen Fe-, Ni- und S-enthaltenden Oxalat Ammoniumsulfat zugegeben wurde und eine Wärmebehandlung durchgeführt wurde. Ammoniumsulfat wurde in einer Menge von 0,45 Masse-%, bezogen auf das Oxalat, zugegeben. Infolgedessen betrug der Schwefelgehalt in den Legierungspartikeln 0,48 Masse-%.The same processes as in Example 2 were carried out except that ammonium sulfate was added to the Fe-, Ni- and S-containing oxalate obtained in Example 1 and heat treatment was carried out. Ammonium sulfate was added in an amount of 0.45% by mass based on the oxalate. As a result, the sulfur content in the alloy particles was 0.48% by mass.

Da in jedem der Vergleichsbeispiele 1 und 2 das FeNi-Übergitter durch ein herkömmliches Verfahren hergestellt wurde, bei dem dem FeNi kein Schwefel zugegeben wurde, sind das Dotierverfahren von Schwefel (S-Dotierverfahren) und der Schwefelgehalt (Masse-%) mit „-“ angegeben, was „nein“ bedeutet. In einem Fall, in dem die NH3-Menge 5 l/min betrug und das Nitrieren bei 300 °C für 40 Stunden wie in Vergleichsbeispiel 2 durchgeführt wurde, betrug die Bildungsrate von FeNiN 99 %, was nahezu 100 % ist, so dass die zu diesem Zeitpunkt erhaltene Ammoniakeffizienz von 4,7 (×10-5) als Referenz verwendet wird. Wenn demgegenüber wie in Vergleichsbeispiel 1 die NH3-Menge 1 l/min beträgt, was kleiner ist als in Vergleichsbeispiel 2, beträgt die Bildungsrate von FeNiN nur 15 %. Die Ammoniakeffizienz betrug nur 3,6 (×10-5), und die Effizienzverbesserungsrate lag bei 0,76, was deutlich geringer ist als die von Vergleichsbeispiel 2, das als Referenz dient.In each of Comparative Examples 1 and 2, since the FeNi superlattice was produced by a conventional method in which sulfur was not added to FeNi, the doping method of sulfur (S doping method) and the sulfur content (mass %) are "-" stated what "no" means. In a case where the amount of NH 3 was 5 L/min and the nitriding was performed at 300°C for 40 hours as in Comparative Example 2, the formation rate of FeNiN was 99%, which is nearly 100%, so that the ammonia efficiency of 4.7 (×10 -5 ) obtained at that time is used as a reference. On the other hand, as in Comparative Example 1, when the NH 3 amount is 1 L/min, which is smaller than that in Comparative Example 2, the formation rate of FeNiN is only 15%. The ammonia efficiency was only 3.6 (×10 -5 ), and the efficiency improvement rate was 0.76, which is significantly lower than that of Comparative Example 2 serving as a reference.

Daraus geht hervor, dass in Fällen, in denen FeNi, dem kein Schwefel zugegeben wurde, einer Nitrierbehandlung und Denitrierbehandlung unterzogen wird, die NH3-Menge nicht reduziert werden kann, und dass solange die NH3-Menge nicht ungefähr 5 I/min beträgt, die FeNiN-Bildungsrate nicht erhöht werden kann und die Ammoniakeffizienz abnimmt.From this, it is understood that in cases where FeNi to which sulfur is not added is subjected to nitriding treatment and denitration treatment, the amount of NH 3 cannot be reduced unless the amount of NH 3 is about 5 L/min , the FeNiN formation rate cannot be increased and the ammonia efficiency decreases.

Die Temperatur während der Nitrierbehandlung wurde auf 300 °C eingestellt. Bei FeNi, dem kein Schwefel zugesetzt ist, wird, wenn die Temperatur 300 °C übersteigt, die FeNiN-Bildungsrate nicht stabilisiert und nimmt die Ammoniakeffizienz gleichermaßen ab. Die Zeit für die Nitrierbehandlung wurde auf 40 Stunden festgelegt. Wenn die Zeit kürzer als 40 Stunden ist, wird die FeNiN-Bildungsrate nicht stabilisiert und nimmt die Ammoniakeffizienz gleichermaßen ab. Die Probenmenge wurde auf 400 mg festgesetzt. Wird die auf einmal zu nitrierende FeNi-Menge erhöht, ist die FeNiN-Bildungsrate nicht stabilisiert und nimmt die Ammoniakeffizienz gleichermaßen ab. Wenn also, wie oben beschrieben, die NH3-Menge verringert, die Nitrierbehandlung verkürzt oder die gleichzeitig zu nitrierende FeNi-Menge erhöht wird, nimmt die Ammoniakeffizienz ab und es kann kein reines FeNiN erhalten werden.The temperature during the nitriding treatment was set at 300°C. In the case of FeNi to which no sulfur is added, when the temperature exceeds 300°C, the FeNiN formation rate is not stabilized and the ammonia efficiency likewise decreases. The time for the nitriding treatment was set at 40 hours. If the time is shorter than 40 hours, the FeNiN formation rate will not be stabilized and the ammonia efficiency will decrease as well. The sample size was set at 400 mg. If the amount of FeNi to be nitrided at one time is increased, the FeNiN formation rate is not stabilized and the ammonia efficiency decreases as well. Therefore, as described above, if the amount of NH 3 is reduced, the nitriding treatment is shortened, or the amount of FeNi to be nitrided simultaneously is increased, the ammonia efficiency decreases and pure FeNiN cannot be obtained.

Andererseits wurde in jedem der Beispiele 1 bis 7 FeNi, dem Schwefel zugegeben wurde, der Nitrier- und Denitrierbehandlung unterzogen und in allen Fällen der Beispiele 1 bis 7 wurde eine Ammoniakeffizienz erhalten, die höher als die Referenz war.On the other hand, in each of Examples 1 to 7, FeNi to which sulfur was added was subjected to the nitriding and denitration treatment, and in all cases of Examples 1 to 7, ammonia efficiency higher than the reference was obtained.

In Beispiel 1 betrug der Schwefel nur 0,03 (Masse-%), aber selbst wenn die NH3-Menge unter Nitrierbedingungen bei 335 °C für 40 Stunden auf 1 l/min reduziert wurde, lag die FeNiN-Bildungsrate bei einem hohen Wert von 95 % und die Ammoniakeffizienz bei einem hohen Wert von 22,9 (×10-5). Die Effizienzverbesserungsrate lag ebenfalls bei einem hohen Wert von 4,8.In Example 1, the sulfur was only 0.03 (mass %), but even when the NH 3 amount was reduced to 1 L/min under the nitriding condition at 335°C for 40 hours, the FeNiN formation rate was at a high level of 95% and the ammonia efficiency at a high value of 22.9 (×10 -5 ). The efficiency improvement rate was also a high 4.8.

In Beispiel 2 wurde bei demselben Schwefelgehalt wie in Beispiel 1 lediglich die Nitriertemperatur auf 415 °C erhöht. Obwohl die FeNiN-Bildungsrate auf 43 % sank, lag die Ammoniakeffizienz bei 10,4 (×10-5), was höher ist als die Referenz. Die Effizienzverbesserungsrate lag ebenfalls bei einem hohen Wert von 2,2.In example 2, with the same sulfur content as in example 1, only the nitration temperature was increased to 415°C. Although the FeNiN formation rate dropped to 43%, the ammonia efficiency was 10.4 (×10 -5 ), which is higher than the reference. The efficiency improvement rate was also at a high value of 2.2.

In Beispiel 3 wurde der Schwefelgehalt auf 0,05 (Masse-%) festgelegt, was höher war als in Beispiel 1, Die FeNiN Bildungsrate lag bei 97 % und die Ammoniakeffizienz bei einem hohen Wert von 23,6 (×10-5). Die Effizienzverbesserungsrate lag ebenfalls bei einem hohen Wert von 4,9. Wie später noch beschrieben wird, hat sich bestätigt, dass die FeNiN-Bildungsrate durch Änderung der Temperatur der Nitrierbehandlung in Abhängigkeit vom Schwefelgehalt erhöht werden kann. In Beispiel 3 wurde die Nitriertemperatur auf 415 °C eingestellt, um die FeNiN-Bildungsrate zu erhöhen. Dadurch konnte die FeNiN-Bildungsrate einen besonders hohen Wert erreichen, und man erhielt eine höhere Ammoniakeffizienz.In Example 3, the sulfur content was set at 0.05 (mass%), which was higher than in Example 1. The FeNiN formation rate was 97%, and the ammonia efficiency was as high as 23.6 (×10 -5 ). The efficiency improvement rate was also a high 4.9. As will be described later, it has been confirmed that the FeNiN formation rate can be increased by changing the nitriding treatment temperature depending on the sulfur content. In Example 3, the nitriding temperature was set at 415°C to increase the FeNiN formation rate. This allowed the FeNiN formation rate to reach a particularly high value, and higher ammonia efficiency was obtained.

In Beispiel 4 wurde der Schwefelgehalt auf 0,14 (Masse%) erhöht, was höher ist als in Beispiel 3, und die Nitrierbedingungen waren dieselben wie in Beispiel 3. Die FeNiN-Bildungsrate wurde auf einem hohen Wert von 90 % gehalten, und die Ammoniakeffizienz wurde auf einem hohen Wert von 21,8 (×10-5) gehalten. Des Weiteren lag die Effizienzverbesserungsrate bei einem hohen Wert von 4,6. In den Beispielen 5 bis 7 wurde der Schwefelgehalt stärker erhöht als in Beispiel 4, und es wurden dieselben Nitrierbedingungen wie in den Beispielen 3 und 4 verwendet. In Beispiel 5 wurde der Schwefelgehalt auf 0,48 (Masse-%) eingestellt, die FeNiN-Bildungsrate betrug 94 %, die Ammoniakeffizienz 22,8 (×10-5) und die Effizienzverbesserungsrate 4,8, was allesamt hohe Werte waren. In Beispiel 6 wurde der Schwefelgehalt auf 1,05 (Masse-%) festgesetzt, die FeNiN-Bildungsrate betrug 92 %, die Ammoniakeffizienz 22,1 (×10-5) und die Effizienzverbesserungsrate 4,7, was allesamt hohe Werte darstellte. In Beispiel 7 wurde der Schwefelgehalt auf 2,26 (Masse-%) festgesetzt, die FeNiN-Bildungsrate betrug 88 %, die Ammoniakeffizienz lag bei 21,2 (×10-5) und die Effizienzverbesserungsrate bei 4,5, allesamt hohe Werte.In Example 4, the sulfur content was increased to 0.14 (mass%), which is higher than in Example 3, and the nitriding conditions were the same as in Example 3. The FeNiN formation rate was kept as high as 90%, and the Ammonia efficiency was at a high of 21.8 (×10 -5 ) held. Furthermore, the efficiency improvement rate was a high value of 4.6. In Examples 5 to 7, the sulfur content was increased more than in Example 4, and the same nitriding conditions as in Examples 3 and 4 were used. In Example 5, the sulfur content was adjusted to 0.48 (mass %), the FeNiN formation rate was 94%, the ammonia efficiency was 22.8 (×10 -5 ), and the efficiency improvement rate was 4.8, all of which were high values. In Example 6, the sulfur content was set at 1.05 (mass%), the FeNiN formation rate was 92%, the ammonia efficiency was 22.1 (×10 -5 ), and the efficiency improvement rate was 4.7, all of which were high values. In Example 7, the sulfur content was set at 2.26 (mass%), the FeNiN formation rate was 88%, the ammonia efficiency was 21.2 (×10 -5 ), and the efficiency improvement rate was 4.5, all high values.

Als Referenz zeigt 6 die XRD-Messergebnisse für Vergleichsbeispiel 2 und Beispiel 3. Die in 6 gezeigten Kreise sind XRD-Beugungspeaks, die dem FeNiN zuzuordnen sind. Es ist zu erkennen, dass sowohl in Vergleichsbeispiel 2 als auch in Beispiel 3 hochreines FeNiN erhalten wurde.For reference shows 6 the XRD measurement results for Comparative Example 2 and Example 3. The in 6 Circles shown are XRD diffraction peaks assigned to FeNiN. It can be seen that in both Comparative Example 2 and Example 3, high-purity FeNiN was obtained.

Aus diesen Beispielen 1 bis 7 geht hervor, dass in Fällen, in denen das FeNi-Übergitter durch Zugeben von Schwefel zu FeNi und anschließende Nitrier- und Denitrierbehandlung hergestellt wird, die FeNiN-Bildungsrate erhöht werden kann und die Ammoniakeffizienz im Vergleich zum herkömmlichen Herstellungsverfahren, bei dem kein Schwefel zugegeben wird, gesteigert werden kann. Im Speziellen kann durch Einstellen des Schwefelgehalts auf 0,03 (Masse-%) oder mehr die Ammoniakeffizienz im Vergleich zum konventionellen Herstellungsverfahren um einen Faktor 2 oder mehr verbessert werden. Daher kann in dem FeNi-Übergitter der vorliegenden Ausführungsform durch Erhöhung der Ammoniakeffizienz mindestens eine der folgenden Maßnahmen durchgeführt werden: Verringern der NH3-Menge, Verkürzen der Nitrierdauer und Erhöhen der Menge des auf einmal zu nitrierenden Materials, was die Kosten reduziert.It is clear from these Examples 1 to 7 that in cases where the FeNi superlattice is produced by adding sulfur to FeNi and then nitriding and denitrating treatment, the FeNiN formation rate can be increased and the ammonia efficiency compared to the conventional production method, in which no sulfur is added, can be increased. Specifically, by adjusting the sulfur content to 0.03 (mass%) or more, ammonia efficiency can be improved by a factor of 2 or more compared to the conventional production method. Therefore, in the FeNi superlattice of the present embodiment, by increasing the ammonia efficiency, at least one of the following can be performed: reducing the amount of NH 3 , shortening the nitriding time, and increasing the amount of material to be nitrided at once, which reduces costs.

Zudem wurde wie in den Beispielen 1 bis 5 das durch das Verfahren der ersten Ausführungsform hergestellte FeNi-Übergitter einer Querschnitts-TEM-Betrachtung und einer Zusammensetzungsbildbetrachtung unter Verwendung eines TEM unterzogen, und man erhielt die in den 7A bis 7D gezeigten Ergebnisse. 7A zeigt das Ergebnis der Querschnitts-TEM-Betrachtung, 7B zeigt ein S-Zusammensetzungsbild, 7C zeigt ein Fe-Zusammensetzungsbild und 7D zeigt ein Ni-Zusammensetzungsbild.In addition, as in Examples 1 to 5, the FeNi superlattice produced by the method of the first embodiment was subjected to a cross-sectional TEM observation and a composition image observation using a TEM, and the ones shown in FIGS 7A until 7D results shown. 7A shows the result of the cross-sectional TEM observation, 7B shows an S composition image, 7C shows an Fe composition picture and 7D shows a Ni composition image.

In einem Fall, in dem die Partikel 100 des FeNi-Übergitters wie in 7A gezeigt verteilt sind, ist FeNi gleichmäßig vorhanden, wie in den Zusammensetzungsbildern von Fe und Ni in 7C und 7D gezeigt, und ist das FeNi-Übergitter in gutem Zustand ausgebildet. Wie in 7B zu sehen ist, ist S in einem durchgängig verteilten Zustand vorhanden, der der Verteilung der Partikel 100 des FeNi-Übergitters entspricht. Die Tatsache, dass S durchgängig in den Partikeln 100 des FeNi-Übergitters vorhanden ist, bedeutet, dass S auch im Prozess der Herstellung des FeNi-Übergitters in der gesamten FeNi-Legierung oder den FeNiN-Partikeln 100 vorhanden ist. Auf diese Weise ist zu erkennen, dass eine hohe Ammoniakeffizienz in den Fällen erhalten werden kann, in denen S durchgängig in den Partikeln 100 des Übergitters vorhanden ist, mit anderen Worten, in den Fällen, in denen S durchgängig in den Partikeln 100 in der FeNi-Legierung oder dem FeNiN im Prozess der Herstellung des FeNi-Übergitters vorhanden ist.In a case where the FeNi superlattice particles 100 as in 7A are distributed, FeNi is uniformly present as in the composition pictures of Fe and Ni in 7C and 7D is shown, and the FeNi superlattice is formed in good condition. As in 7B As can be seen, S is present in a continuously distributed state, which corresponds to the distribution of FeNi superlattice particles 100 . The fact that S is present throughout the FeNi superlattice particles 100 means that S is also present in the entire FeNi alloy or FeNiN particles 100 in the process of fabricating the FeNi superlattice. In this way, it can be seen that high ammonia efficiency can be obtained in the cases where S is present throughout the particles 100 of the superlattice, in other words, in the cases where S is present throughout the particles 100 in the FeNi alloy or the FeNiN is present in the process of making the FeNi superlattice.

Wie in 7A, 7C und 7D gezeigt, betrug der Partikeldurchmesser des FeNi-Übergitters in jedem der Beispiele 1 bis 5 ungefähr 100 nm, jedoch kann der Partikeldurchmesser entsprechend dem Zweck der Anwendung des FeNi-Übergitters in geeigneter Weise geändert werden und kann beispielweise im Bereich von 100 nm bis zu mehreren µm geändert werden. Experimenten zufolge ändert sich der Partikeldurchmesser des FeNi-Übergitters in Abhängigkeit von der Sintertemperatur, bei welcher das FeNi-Oxid erhalten wird, und der Reduktionstemperatur, bei welcher die FeNi-Legierung erhalten wird, und es besteht die Tendenz, dass der Partikeldurchmesser mit steigender Temperatur zunimmt. Da sich Änderungen des Partikeldurchmessers auf die magnetischen Eigenschaften und die Umweltbeständigkeit auswirken, sollten die Sintertemperatur und die Reduktionstemperatur entsprechend dem Verwendungszweck des FeNi-Übergitters festgelegt werden, damit die gewünschten magnetischen Eigenschaften und Umweltbeständigkeit erhalten werden können.As in 7A , 7C and 7D shown, the particle diameter of the FeNi superlattice was about 100 nm in each of Examples 1 to 5, however, the particle diameter can be suitably changed according to the purpose of application of the FeNi superlattice and can range from 100 nm to several µm, for example be changed. According to experiments, the particle diameter of the FeNi superlattice changes depending on the sintering temperature at which the FeNi oxide is obtained and the reduction temperature at which the FeNi alloy is obtained, and there is a tendency that the particle diameter increases with increasing temperature increases. Since changes in particle diameter affect magnetic properties and environmental resistance, the sintering temperature and reduction temperature should be determined according to the purpose of use of the FeNi superlattice so that desired magnetic properties and environmental resistance can be obtained.

Andererseits wurde das durch das Verfahren der zweiten Ausführungsform hergestellte FeNi-Übergitter ebenfalls einer Querschnitts-TEM-Betrachtung und einer Zusammensetzungsbildbetrachtung unterzogen, wie in den Beispielen 6 und 7. Dann wurden die Ergebnisse mit einem großen Partikeldurchmesser extrahiert und in 8A bis 8D dargestellt. 8A zeigt das Ergebnis der Querschnitts-TEM-Betrachtung, 8B zeigt ein S-Zusammensetzungsbild, 8C zeigt ein Fe-Zusammensetzungsbild und 8D zeigt ein Ni-Zusammensetzungsbild.On the other hand, the FeNi superlattice produced by the method of the second embodiment was also subjected to cross-sectional TEM observation and compositional image observation as in Examples 6 and 7. Then, the results with a large particle diameter were extracted and put into 8A until 8D shown. 8A shows the result of the cross-sectional TEM observation, 8B shows an S composition image, 8C shows an Fe composition picture and 8D shows a Ni composition image.

Selbst in einem Fall, in dem das FeNi-Übergitter mit einer großen Partikelgröße bestätigt wird, wie in 8A gezeigt, ist FeNi gleichmäßig in den Partikeln 100 vorhanden, wie in den Zusammensetzungsbildern von Fe und Ni in 8C und 8D gezeigt, und ist das FeNi-Übergitter in gutem Zustand ausgebildet. Wie in 8B gezeigt, ist zu erkennen, dass S auf der Oberfläche der Partikel 100 des FeNi-Übergitters segregiert und vorhanden ist. Die Tatsache, dass S auf der Oberfläche der Partikel 100 des FeNi-Übergitters segregiert ist, bedeutet, dass S bereits im Prozess der Herstellung des FeNi-Übergitters auf der Oberfläche der FeNi-Legierung oder der FeNiN-Partikel segregiert ist. Somit kann in Fällen, in denen S auf der Oberfläche der Partikel 100 des FeNi-Übergitters segregiert ist, mit anderen Worten, selbst wenn S im Prozess zur Herstellung des FeNi-Übergitters auf der Partikeloberfläche der FeNi-Legierung oder des FeNiN segregiert ist, eine hohe Ammoniakeffizienz erhalten werden.Even in a case where the FeNi superlattice having a large particle size is confirmed, as in 8A As shown, FeNi is present uniformly in the particles 100 as in the composition images of Fe and Ni in FIG 8C and 8D is shown, and the FeNi superlattice is formed in good condition. As in 8B 12, it can be seen that S is segregated and present on the surface of the FeNi superlattice particles 100. FIG. The fact that S is segregated on the surface of the FeNi superlattice particles 100 means that S is already segregated on the surface of the FeNi alloy or FeNiN particles in the process of fabricating the FeNi superlattice. Thus, in cases where S is segregated on the surface of the FeNi superlattice particles 100, in other words, even if S is segregated on the particle surface of the FeNi alloy or FeNiN in the process of manufacturing the FeNi superlattice, a high ammonia efficiency can be obtained.

Als nächstes wurden die FeNiN-Bildungsrate, die Ammoniakeffizienz und die Effizienzverbesserungsrate durch Änderung der Temperatur während der Nitrierbehandlung bei gleichbleibendem Schwefelgehalt untersucht. Im Speziellen wurde in dem Fall, in dem der Schwefelgehalt auf 0,14 (Masse-%) festgelegt wurde, wie im oben beschriebenen Beispiel 4, das Experiment durch Änderung der Temperatur der Nitrierbehandlung durchgeführt. Darüber hinaus wurde als Vergleichsbeispiel ein vergleichbares Experiment in Bezug auf das herkömmliche Herstellungsverfahren durchgeführt. 9 ist ein Diagramm, in dem die Ergebnisse dargestellt sind. In 9 ist das Beispiel 4 dasselbe wie das Beispiel 4 in 5. Die Beispiele 9 und 10 und die Vergleichsbeispiele 9 und 10 zeigen Fälle, in denen lediglich die Temperatur der Nitrierbehandlung gegenüber Beispiel 4 geändert ist. Zudem entspricht das Vergleichsbeispiel 2 dem Vergleichsbeispiel 2 in 5. Die Vergleichsbeispiele 3 bis 6 zeigen Fälle, in denen lediglich die Temperatur der Nitrierbehandlung gegenüber Vergleichsbeispiel 2 geändert ist und der NH3-Durchfluss bei 5 l/min bleibt.Next, the FeNiN formation rate, the ammonia efficiency, and the efficiency improvement rate by changing the temperature during the nitriding treatment while the sulfur content was kept the same were examined. Specifically, in the case where the sulfur content was set at 0.14 (mass %) as in Example 4 described above, the experiment was conducted by changing the temperature of the nitriding treatment. In addition, as a comparative example, a similar experiment was conducted with respect to the conventional manufacturing method. 9 is a graph showing the results. In 9 example 4 is the same as example 4 in 5 . Examples 9 and 10 and Comparative Examples 9 and 10 show cases where only the nitriding treatment temperature is changed from Example 4. In addition, Comparative Example 2 corresponds to Comparative Example 2 in 5 . Comparative Examples 3 to 6 show cases where only the nitriding treatment temperature is changed from Comparative Example 2 and the NH 3 flow rate is kept at 5 L/min.

In Fällen, in denen die Wärmebehandlungstemperaturen der Nitrierbehandlung 375 °C und 450 °C betrugen, wie in den Beispielen 9 und 10 gezeigt, lagen die FeNiN-Bildungsraten bei 76 % bzw. 80 %, wobei die Ammoniakeffizienzen jedoch bei hohen Werten von 18,4 (×10-5) bzw. 19,2 (×10-5) lagen. Darüber hinaus lagen auch die Effizienzverbesserungsraten bei hohen Werten von 3,9 bzw. 4,1. Auch wenn die Temperatur der Nitrierbehandlung wie in Beispiel 4 auf 415 °C festgesetzt wurde, was einer Temperatur zwischen den Beispielen 9 und 10 entspricht, waren die Ammoniakeffizienz und die Effizienzverbesserungsrate hoch.In cases where the heat treatment temperatures of the nitriding treatment were 375°C and 450°C, as shown in Examples 9 and 10, the FeNiN formation rates were 76% and 80%, respectively, but the ammonia efficiencies were as high as 18, 4 (×10 -5 ) and 19.2 (×10 -5 ), respectively. In addition, the efficiency improvement rates were also high at 3.9 and 4.1, respectively. Even when the temperature of the nitriding treatment was set at 415°C, which is a temperature between Examples 9 and 10, as in Example 4, the ammonia efficiency and the efficiency improvement rate were high.

In den Fällen, in denen die Wärmebehandlungstemperatur der Nitrierbehandlung 325 °C und 500 °C betrug, wie in den Vergleichsbeispielen 9 und 10 gezeigt, betrugen die FeNiN-Bildungsraten 12 % bzw. 3 % und die Ammoniakeffizienzen 2,9 (×10-5) bzw. 0,72 (×10-5). Die Effizienzverbesserungsraten betrugen 0,61 bzw. 0,15. Aus diesen Ergebnissen geht hervor, dass in Fällen, in denen 0,14 Masse-% an S zugegeben wird, die Ammoniakeffizienz und die Effizienzverbesserungsrate erhöht werden, indem die Temperatur der Nitrierbehandlung auf einen Temperaturbereich von mehr als 325 °C und weniger als 500°C eingestellt wird. Bevorzugt kann man feststellen, dass die Ammoniakeffizienz und die Effizienzverbesserungsrate durch Einstellen der Nitriertemperatur im Temperaturbereich von 375 bis 450 °C erhöht werden können.In the cases where the heat treatment temperature of the nitriding treatment was 325°C and 500°C as shown in Comparative Examples 9 and 10, the FeNiN formation rates were 12% and 3%, respectively, and the ammonia efficiencies were 2.9 (×10 -5 ) and 0.72 (×10 -5 ), respectively. The efficiency improvement rates were 0.61 and 0.15, respectively. From these results, it is understood that in cases where 0.14% by mass of S is added, the ammonia efficiency and the efficiency improvement rate are increased by adjusting the nitriding treatment temperature to a temperature range of more than 325°C and less than 500°C C is set. Preferably, it can be found that the ammonia efficiency and the efficiency improvement rate can be increased by setting the nitriding temperature in the temperature range of 375 to 450°C.

Demgegenüber waren in den Vergleichsbeispielen 2 und 4 die FeNiN-Bildungsraten, Ammoniakeffizienzen und Effizienzverbesserungsraten relativ hoch, wobei jedoch in den Vergleichsbeispielen 3, 5 und 6 die FeNiN-Bildungsraten, Ammoniakeffizienzen und Effizienzverbesserungsraten relativ niedrig oder gleich Null waren.In contrast, in Comparative Examples 2 and 4, FeNiN formation rates, ammonia efficiencies, and efficiency improvement rates were relatively high, but in Comparative Examples 3, 5, and 6, FeNiN formation rates, ammonia efficiencies, and efficiency improvement rates were relatively low or zero.

Im Speziellen lagen in den Fällen, in denen die Temperaturen der Nitrierbehandlung 300 °C und 325 °C betrugen, wie in den Vergleichsbeispielen 2 und 4, die FeNiN-Bildungsraten bei 99 % bzw. 95 % und die Ammoniakeffizienzen bei 4,7 (×10-5) und 4,6 (×10-5). Die Effizienzverbesserungsraten betrugen 1 bzw. 0,98.Specifically, in the cases where the nitriding treatment temperatures were 300°C and 325°C as in Comparative Examples 2 and 4, the FeNiN formation rates were 99% and 95%, respectively, and the ammonia efficiencies were 4.7 (× 10 -5 ) and 4.6 (×10 -5 ). The efficiency improvement rates were 1 and 0.98, respectively.

Wenn die Temperatur bei der Nitrierbehandlung wie in Vergleichsbeispiel 3 275 °C betrug, was geringer als 300 °C ist, lag die FeNiN-Bildungsrate bei 0 %, die Ammoniakeffizienz bei 0 und die Effizienzverbesserungsrate bei 0. Gleichermaßen lagen in Fällen, in denen die Temperaturen der Nitrierbehandlung 375 °C und 415 °C betrugen, wie in den Vergleichsbeispielen 5 und 6, die FeNiN-Bildungsraten bei 9 % bzw. 0 % und die Ammoniakeffizienzen bei 0,43 (×10-5) bzw. 0 und die Effizienzverbesserungsraten bei niedrigen Werten von 0,09 bzw. 0. Diese Ergebnisse zeigen, dass in Fällen, in denen kein S zugegeben wird, die gewünschte Ammoniakeffizienz und Effizienzverbesserungsrate nur dann erhalten werden können, wenn die Temperatur bei der Nitrierbehandlung im Bereich von 300 bis 325 °C liegt.When the temperature in the nitriding treatment was 275°C, which is lower than 300°C, as in Comparative Example 3, the FeNiN formation rate was 0%, the ammonia efficiency was 0, and the efficiency improvement rate was 0. Similarly, in cases where the As in Comparative Examples 5 and 6, nitriding treatment temperatures were 375°C and 415°C, the FeNiN formation rates were 9% and 0%, and the ammonia efficiencies were 0.43 (×10 -5 ) and 0, respectively, and the efficiency improvement rates at low values of 0.09 and 0, respectively. These results show that in cases where no S is added, the desired ammonia efficiency and efficiency improvement rate can be obtained only when the nitriding treatment temperature is in the range of 300 to 325 ° C lies.

Wie oben beschrieben, können in Fällen, in denen S zugegeben wird, die gewünschte Ammoniakeffizienz und die Effizienzverbesserungsrate erhalten werden, indem die Temperatur bei der Nitrierbehandlung auf mindestens einen Temperaturbereich von 375 bis 450 °C eingestellt wird. Demgegenüber kann bei dem herkömmlichen Herstellungsverfahren, bei dem kein S zugegeben wird, die gewünschte Ammoniakeffizienz und Effizienzverbesserungsrate nur erhalten werden, wenn die Temperatur bei der Nitrierbehandlung mindestens im Temperaturbereich von 300 bis 325 °C liegt. Durch die Zugabe von S ist es daher möglich, den Temperaturbereich zu erweitern, in dem die gewünschte Ammoniakeffizienz und Effizienzverbesserungsrate erhalten werden können, und es ist des Weiteren möglich, die Prozesstemperatur zu erhöhen und das Prozessfenster zu erweitern. Wenn die Prozesstemperatur erhöht werden kann, kann das FeNiN-S bei einer höheren Temperatur synthetisiert werden, so dass die Kristallinität des FeNi-Übergitters verbessert werden kann. Dementsprechend können die Eigenschaften des FeNi-Übergitters verbessert werden. Wenn das Prozessfenster erweitert werden kann, kann die Temperatur bei der Nitrierbehandlung im Bereich des Prozessfensters eingestellt werden, was die Steuerung der Temperatur erleichtert.As described above, in cases where S is added, desired ammonia efficiency and efficiency improvement rate can be obtained by adjusting the temperature in the nitriding treatment to at least a temperature range of 375 to 450°C. On the other hand, in the conventional production method in which S is not added, the desired ammonia efficiency and efficiency improvement rate can be obtained only when the temperature in the nitriding treatment is at least in the temperature range is from 300 to 325 °C. Therefore, by adding S, it is possible to expand the temperature range in which the desired ammonia efficiency and efficiency improvement rate can be obtained, and further it is possible to increase the process temperature and expand the process window. If the process temperature can be increased, the FeNiN-S can be synthesized at a higher temperature, so that the crystallinity of the FeNi superlattice can be improved. Accordingly, the properties of the FeNi superlattice can be improved. If the process window can be widened, the nitriding treatment temperature can be adjusted within the process window range, which makes it easier to control the temperature.

Oben wurden Beispiele beschrieben, in denen der Schwefelgehalt 0,14 Masse-% beträgt, wie in Beispiel 4, und die Temperatur bei der Nitrierbehandlung sollte mindestens im Temperaturbereich von 375 bis 450 °C liegen, basierend auf den Ergebnissen der Beispiele 4, 9 und 10. Dies ist nur ein Beispiel, wobei beispielweise, wie in Beispiel 1 gezeigt, durch Einstellung der Temperatur bei der Nitrierbehandlung auf mindestens 335 °C oder höher eine hohe Ammoniakeffizienz und eine hohe Effizienzverbesserungsrate erhalten werden können. Daher kann in Fällen, in denen der Schwefelgehalt 0,03 Masse-% oder mehr und 2,26 Masse-% oder weniger beträgt, die Temperatur bei der Nitrierbehandlung in einem Bereich von 335 bis 450 °C eingestellt werden, so dass das Prozessfenster weiter vergrößert werden kann.Examples were described above in which the sulfur content is 0.14% by mass as in Example 4, and the temperature in the nitriding treatment should be at least in the temperature range of 375 to 450°C based on the results of Examples 4, 9 and 10. This is just an example, for example, as shown in Example 1, by setting the temperature in the nitriding treatment to at least 335°C or higher, high ammonia efficiency and high efficiency improvement rate can be obtained. Therefore, in cases where the sulfur content is 0.03% by mass or more and 2.26% by mass or less, the temperature in the nitriding treatment can be set in a range of 335 to 450°C, so that the process window is wider can be enlarged.

Ferner wurden die FeNiN-Bildungsrate, die Ammoniakeffizienz und die Effizienzverbesserungsrate durch Änderung der Nitrierbehandlungszeit bei gleichbleibendem Schwefelgehalt untersucht. Im Speziellen wurde in einem Fall, in dem der Schwefelgehalt auf 0,05 (Masse-%) festgesetzt wurde, wie in dem oben beschriebenen Beispiel 3, das Experiment durchgeführt, bei dem die Zeit der Nitrierbehandlung geändert wurde. Darüber hinaus wurde als Vergleichsbeispiele ein ähnliches Experiment in Bezug auf das herkömmliche Herstellungsverfahren durchgeführt. 10 ist ein Diagramm, in dem die Ergebnisse dargestellt sind. In 10 ist Beispiel 3 dasselbe wie Beispiel 3 in 5. Die Beispiele 12 und 13 zeigen Fälle, in denen nur die Dauer der Nitrierbehandlung gegenüber Beispiel 3 geändert wird. Außerdem entspricht Vergleichsbeispiel 2 dem Vergleichsbeispiel 2 in 5. Die Vergleichsbeispiele 7 und 8 zeigen Fälle, in denen nur die Dauer der Nitrierbehandlung gegenüber Vergleichsbeispiel 2 geändert ist.Further, the FeNiN formation rate, ammonia efficiency, and efficiency improvement rate by changing the nitriding treatment time with the sulfur content being the same were examined. Specifically, in a case where the sulfur content was set to 0.05 (mass %) as in Example 3 described above, the experiment in which the time of the nitriding treatment was changed was conducted. In addition, as comparative examples, a similar experiment was conducted with respect to the conventional manufacturing method. 10 is a graph showing the results. In 10 example 3 is the same as example 3 in 5 . Examples 12 and 13 show cases where only the nitriding treatment time is changed from Example 3. In addition, Comparative Example 2 corresponds to Comparative Example 2 in 5 . Comparative Examples 7 and 8 show cases where only the nitriding treatment time is changed from Comparative Example 2.

Selbst in Fällen, in denen die Dauer der Nitrierbehandlung mit 10 und 20 Stunden kürzer als 40 Stunden war, wie in den Beispielen 12 und 13 gezeigt, lagen die FeNiN-Bildungsraten bei 88 % bzw. 93 % und die Ammoniakeffizienz bei hohen Werten von 84,6 (×10-5) bzw. 44,9 (×10-5). Des Weiteren lagen die Effizienzverbesserungsraten bei hohen Werten von 17,9 bzw. 9,5. Daher kann gesagt werden, dass in Fällen, in denen S zugegeben wird, die Ammoniakeffizienz und die Effizienzverbesserungsrate verbessert werden können, selbst wenn die Dauer der Nitrierbehandlung verkürzt wird.Even in cases where the duration of the nitriding treatment was shorter than 40 hours at 10 and 20 hours, as shown in Examples 12 and 13, the FeNiN formation rates were 88% and 93%, respectively, and the ammonia efficiency was as high as 84 .6 (×10 -5 ) and 44.9 (×10 -5 ), respectively. Furthermore, the efficiency improvement rates were high at 17.9 and 9.5, respectively. Therefore, it can be said that in cases where S is added, the ammonia efficiency and the efficiency improvement rate can be improved even if the nitriding treatment time is shortened.

Hingegen betrugen in den Fällen, in denen die Dauer der Nitrierbehandlung 10 und 20 Stunden betrug, wie in den Vergleichsbeispielen 7 bzw. 8, die FeNiN-Bildungsraten 5 bzw. 40 % und die Ammoniakeffizienzen 0,97 (×10-5) bzw. 3,9 (×10-5). Die Effizienzverbesserungsraten betrugen 0,20 bzw. 0,82. Diese Ergebnisse zeigen, dass in Fällen, in denen kein S zugegeben wird, die gewünschte Ammoniakeffizienz und die Effizienzverbesserungsrate nur dann erhalten werden können, wenn die Dauer der Nitrierbehandlung 40 Stunden oder länger beträgt.On the other hand, in the cases where the nitriding treatment time was 10 and 20 hours, as in Comparative Examples 7 and 8, the FeNiN formation rates were 5 and 40%, respectively, and the ammonia efficiencies were 0.97 (×10 -5 ) and 3.9 (×10 -5 ). The efficiency improvement rates were 0.20 and 0.82, respectively. These results show that in cases where S is not added, the desired ammonia efficiency and efficiency improvement rate can be obtained only when the nitration treatment time is 40 hours or longer.

Wie oben beschrieben, kann in Fällen, in denen S zugegeben wird, auch wenn die Dauer der Nitrierbehandlung von 40 Stunden verkürzt wird, eine hohe Ammoniakeffizienz und eine hohe Effizienzverbesserungsrate erhalten werden.As described above, in cases where S is added, even if the nitration treatment time is shortened from 40 hours, high ammonia efficiency and high efficiency improvement rate can be obtained.

Als Referenz wurden die Regelmäßigkeiten und magnetischen Eigenschaften der FeNi-Übergitter-Magnetpulver untersucht, die durch 4-stündiges Denitrieren bei 250°C des FeNiN aus Vergleichsbeispiel 2, Beispiel 3 und Beispiel 7 erhalten wurden. Die Regelmäßigkeit des FeNi-Übergitters, das durch Denitrieren des FeNi-Nitrids aus Vergleichsbeispiel 2 erhalten wurde, betrug 0,71, während die Regelmäßigkeit des FeNi-Übergitters, das durch Denitrieren des FeNi-Nitrids aus Beispiel 3 erhalten wurde, 0,68 betrug, was nahezu gleich war. Die Regelmäßigkeit von Beispiel 7 betrug 0,60. 11 zeigt die entsprechenden Hysteresekurven. Die Koerzitivkraft von Vergleichsbeispiel 2 betrug 142 kA/m. Demgegenüber betrug die Koerzitivkraft von Beispiel 3 135 kA/m, und die Koerzitivkraft von Beispiel 7 betrug 120 kA/m. Die Sättigungsmagnetisierung von Vergleichsbeispiel 2 betrug 139 Am2/kg und die Sättigungsmagnetisierung von Beispiel 3 betrug ebenfalls 139 Am2/kg. Die Sättigungsmagnetisierung von Beispiel 7 betrug 91 Am2/kg. Aus diesen Ergebnissen geht hervor, dass das FeNi-Übergitter, dem wie in Beispiel 3 eine geeignete Menge an S zugegeben wird, die gleiche Leistungsfähigkeit aufweist wie das FeNi-Übergitter, dem wie in Vergleichsbeispiel 2 kein S zugegeben wird. Da eine übermäßige Menge an Schwefel eine Abnahme der Sättigungsmagnetisierung wie in Beispiel 7 verursacht, beträgt der Schwefelgehalt unter dem Gesichtspunkt der magnetischen Leistung vorzugsweise 2 Masse-% oder weniger.As a reference, the regularities and magnetic properties of the FeNi superlattice magnet powders obtained by denitrating the FeNiN of Comparative Example 2, Example 3 and Example 7 at 250°C for 4 hours were examined. The regularity of the FeNi superlattice obtained by denitrating the FeNi nitride of Comparative Example 2 was 0.71, while the regularity of the FeNi superlattice obtained by denitrating the FeNi nitride of Example 3 was 0.68 , which was almost the same. The regularity of Example 7 was 0.60. 11 shows the corresponding hysteresis curves. The coercive force of Comparative Example 2 was 142 kA/m. On the other hand, the coercive force of Example 3 was 135 kA/m, and the coercive force of Example 7 was 120 kA/m. The saturation magnetization of Comparative Example 2 was 139 Am 2 /kg, and the saturation magnetization of Example 3 was also 139 Am 2 /kg. The saturation magnetization of Example 7 was 91 Am 2 /kg. From these results, it is understood that the FeNi superlattice to which an appropriate amount of S is added as in Example 3 has the same performance as that of the FeNi superlattice to which S is not added as in Comparative Example 2. Since an excessive amount of sulfur causes a decrease in saturation magnetization as in Example 7, the sulfur content is preferably 2% by mass or less from the viewpoint of magnetic performance.

Aus diesen Ergebnissen und den Messergebnissen der XRD-Muster von Vergleichsbeispiel 2 und Beispiel 3, die in 5 gezeigt sind, wurde kein Effekt der Dotierung mit einer geeigneten Menge an Schwefel auf die Kristallstruktur und die magnetischen Eigenschaften beobachtet. Daher kann gesagt werden, dass es auch bei einer Dotierung mit Schwefel möglich ist, die Ammoniakeffizienz während der Herstellung des FeNi-Übergitters zu verbessern, ohne die Leistungsfähigkeit zu beeinträchtigen, und es möglich ist, die Produktionseffizienz des FeNi-Übergitters zu erhöhen.From these results and the measurement results of the XRD samples of Comparative Example 2 and Example 3 shown in 5 are shown, no effect of doping with an appropriate amount of sulfur on the crystal structure and magnetic properties was observed. Therefore, it can be said that even if sulfur is doped, it is possible to improve the ammonia efficiency during the production of the FeNi superlattice without impairing the performance, and it is possible to increase the production efficiency of the FeNi superlattice.

Darüber hinaus untersuchten die Erfinder die Oxidationszahl des Schwefels, der in den in den Beispielen 3 und 4 erhaltenen FeNi-Übergitter-Magnetpulvern enthalten war. Im Speziellen wurde eine XAFS-Messung (d. h. eine Messung der partiellen Fluoreszenzausbeute) am Aichi Synchrotron Light Center BL6N1 nach dem folgenden Verfahren durchgeführt.In addition, the inventors examined the oxidation number of sulfur contained in the FeNi superlattice magnet powders obtained in Examples 3 and 4. Specifically, XAFS measurement (i.e., fluorescence partial yield measurement) was performed at the Aichi Synchrotron Light Center BL6N1 according to the following procedure.

(1) Energie-Kalibrierung(1) Energy Calibration

Vor dem Messen der Probe wurde eine SK-Kanten-XANES-Messung von K2SO4 durchgeführt, das eine Standardprobe ist. Die Energiekalibrierung wurde so durchgeführt, dass der Spitzenwert zu diesem Zeitpunkt 2481,70 eV betrug.Before measuring the sample, an SK edge XANES measurement of K 2 SO 4 which is a standard sample was performed. The energy calibration was performed so that the peak value at that time was 2481.70 eV.

(2) Probenvorbereitung(2) sample preparation

Die Probe wurde in ein Indiumblech eingebettet und mit leitfähigem Kohlenstoffband an einem Probenhalter befestigt. Der Probenhalter, an dem die Probe befestigt war, wurde in die He-Atmosphärendruckkammer eingeführt, und es erfolgte eine He-Substitution für etwa 30 Minuten vor der Messung.The sample was embedded in an indium sheet and attached to a sample holder with conductive carbon tape. The sample holder to which the sample was attached was inserted into the He atmospheric pressure chamber, and He substitution was performed for about 30 minutes before the measurement.

(3) Hauptmessung(3) main measurement

Die Messungen der partiellen Fluoreszenzausbeute wurden im Messbereich von 2440 bis 2550 eV durchgeführt. Der Einfallswinkel des eingestrahlten Lichts betrug 20° in Bezug auf die Probenplatte.The measurements of the partial fluorescence yield were carried out in the measuring range from 2440 to 2550 eV. The angle of incidence of the irradiated light was 20° with respect to the sample plate.

(4) Analyse der Messergebnisse(4) Analysis of the measurement results

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung analysierten die Ergebnisse der Messungen mit der Analysesoftware „Athena“. Es wurde eine Glättung und Normalisierung durchgeführt, indem das End-E0 auf 2471 eV, der Pre-Edge-Bereich auf 2440 bis 2470 eV und der Normalisierungsbereich auf 2508 bis 2547 eV eingestellt wurde. Anschließend wurde das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Absorptionspeaks aufgrund von S6+ und eines Absorptionspeaks aufgrund von S2- durch Vergleich mit Standardproben bestimmt. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Absorptionspeaks wurde durch den Anstieg der Absorptionsintensität auf das 10-fache oder mehr des Rauschpegels (d. h. ein S/N-Verhältnis von 10 oder mehr) bestimmt. Dieser Rauschpegel ist der Mittelwert des Absolutwerts der Abweichung des Signals im Bereich von 2440 bis 2460 eV im Pre-Edge-Bereich. (NH4)2S04 wurde als S6+-Standardprobe verwendet. FeS wurde als S2-Standardprobe verwendet. Der Absorptionspeak, der bei 2482,0 ± 2 eV auftritt, ist der Peak, der auf S6+ zurückzuführen ist. Der Absorptionspeak, der bei 2471,5 ± 2 eV auftritt, ist der Peak, der auf S2- zurückzuführen ist. Anhand des Vorhandenseins dieser Absorptionspeaks wurde festgestellt, dass die Zustände S2- und S6+ vorhanden sind.The inventors of the present application analyzed the results of the measurements using the "Athena" analysis software. Smoothing and normalization was performed by setting the final E0 to 2471 eV, the pre-edge range to 2440-2470 eV, and the normalization range to 2508-2547 eV. Then, the presence or absence of an absorption peak due to S 6+ and an absorption peak due to S 2- were determined by comparison with standard samples. The presence or absence of the absorption peaks was determined by the increase in absorption intensity to 10 times or more the noise level (ie, an S/N ratio of 10 or more). This noise level is the mean of the absolute value of the deviation of the signal in the range from 2440 to 2460 eV in the pre-edge region. (NH 4 ) 2 S0 4 was used as the S 6+ standard sample. FeS was used as the S 2 standard sample. The absorption peak appearing at 2482.0 ± 2 eV is the peak due to S 6+ . The absorption peak appearing at 2471.5 ± 2 eV is the peak due to S 2- . From the presence of these absorption peaks, it was determined that the S 2- and S 6+ states are present.

Als Ergebnis der Messungen und Analysen erhielt man die in 12 dargestellten Ergebnisse. 12 ist ein Diagramm, das Röntgenabsorptions-Nahkanten-Spektren (XANES) für FeNi-Übergitter-Magnetpulver jeweils von Beispiel 3 und Beispiel 4 zeigt. 12 zeigt des Weiteren die Röntgenabsorptions-Nahkanten-Spektren von (NH4)2SO4 und FeS als Standardproben. Wie in 12 gezeigt, war die Oxidationszahl des Schwefels in den beiden Beispielen 3 und 4 eine Mischung aus S2- und S6+. Beispiel 3 enthielt mehr S6+ als Beispiel 4. Beispiel 4 enthielt mehr S2- als Beispiel 3. Im Übrigen wurde, obwohl nicht gezeigt, bestätigt, dass die Oxidationszahlen von Schwefel vor und nach der Denitrierbehandlung in jedem der Beispiele 3 und 4 im Wesentlichen gleich sind.As a result of the measurements and analyses, the in 12 results shown. 12 13 is a graph showing X-ray absorption near-edge spectra (XANES) for FeNi superlattice magnetic powders of Example 3 and Example 4, respectively. 12 also shows the X-ray absorption near-edge spectra of (NH 4 ) 2 SO 4 and FeS as standard samples. As in 12 shown, the oxidation number of the sulfur in both Examples 3 and 4 was a mixture of S 2- and S 6+ . Example 3 contained more S 6+ than Example 4. Example 4 contained more S 2- than Example 3. Incidentally, although not shown, it was confirmed that the oxidation numbers of sulfur before and after the denitration treatment in each of Examples 3 and 4 were im are essentially the same.

Aus den in 12 gezeigten Ergebnissen geht hervor, dass der im FeNi-Übergitter enthaltene Schwefel nicht im Zustand von elementarem Schwefel, sondern im Zustand einer Verbindung mit anderen Elementen vorliegt. Aus den in 12 gezeigten Ergebnissen und den in 5 gezeigten Ammoniakeffizienz-Ergebnissen der Beispiele 3 und 4 lässt sich ferner ableiten, dass selbst bei unterschiedlichen Oxidationszahlen des Schwefels der Effekt der Verbesserung der Ammoniakeffizienz erhalten werden kann. In den Beispielen 3 und 4 lag die Oxidationszahl des Schwefels im gemischten Zustand von S2- und S6+, jedoch wird der Effekt der Verbesserung der Ammoniakeffizienz auch dann erhalten, wenn die Oxidationszahl des Schwefels nur eine von S2- und S6+ ist. Ferner kann die Oxidationszahl des Schwefels im FeNi-Übergitter eine andere als S2- und S6+ sein, solange der Effekt der Verbesserung der Ammoniakeffizienz erhalten werden kann.from the in 12 From the results shown, it is clear that the sulfur contained in the FeNi superlattice is not in the state of elemental sulfur but in the state of compound with other elements. from the in 12 results shown and the in 5 Furthermore, from the ammonia efficiency results shown in Examples 3 and 4, it can be deduced that even if the oxidation numbers of sulfur are different, the effect of improving the ammonia efficiency can be obtained. In Examples 3 and 4, the oxidation number of sulfur was in the mixed state of S 2- and S 6+ , but the effect of improving the ammonia efficiency is obtained even when the oxidation number of sulfur is only one of S 2- and S 6+ is. Further, the oxidation number of sulfur in the FeNi superlattice can be other than S 2- and S 6+ as long as the effect of improving the ammonia efficiency can be obtained.

Andere AusführungsformenOther embodiments

Während die vorliegende Offenbarung in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und umfasst verschiedene Modifikationen und äquivalente Modifikationen. Während die verschiedenen Elemente in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt werden, die beispielhaft sind, sind darüber hinaus andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element umfassen, innerhalb des Geistes und Umfangs der vorliegenden Offenbarung.While the present disclosure has been described in accordance with the embodiments described above, the present disclosure is not limited to these embodiments and includes various ones Modifications and Equivalent Modifications. In addition, while the various elements are shown in various combinations and configurations, which are exemplary, other combinations and configurations, including more, less or only a single element, are within the spirit and scope of the present disclosure.

Beispielweise wird in der ersten Ausführungsform S dem FeNi-Oxid und in der zweiten Ausführungsform S der FeNi-Legierung zudotiert, jedoch kann die Dotierung von S während der Nitrierbehandlung erfolgen. Bei der ersten Ausführungsform kann S auf der Stufe des Fe-, Ni-Salzes oder der FeNi-Legierung dotiert werden. Die Dotierung von S kann während der Nitrierbehandlung erfolgen. Darüber hinaus ist das S-Dotierverfahren nicht auf die in der ersten und zweiten Ausführungsform beschriebenen Verfahren beschränkt, sondern es kann jedes beliebige Verfahren verwendet werden. Beispielsweise kann dem Rohmaterial Ammoniumsulfat zugegeben und dann eine Wärmebehandlung durchgeführt werden, oder es kann H2S auf das Rohmaterial angewendet werden. Beispielweise kann FeNi-S durch ein beliebiges Verfahren synthetisiert werden, wie die Zugabe von Ammoniumsulfat zum Metall FeNi oder die Durchführung eines Tauchnitrierens durch Mischen von H2S mit NH3-Gas während des Nitrierens.For example, in the first embodiment, S is doped into the FeNi oxide and in the second embodiment, S into the FeNi alloy, but S can be doped during the nitriding treatment. In the first embodiment, S may be doped at the level of Fe, Ni salt or FeNi alloy. S can be doped during the nitriding treatment. In addition, the S-type doping method is not limited to the methods described in the first and second embodiments, but any method can be used. For example, ammonium sulfate may be added to the raw material and then heat treatment may be performed, or H 2 S may be applied to the raw material. For example, FeNi-S can be synthesized by any method such as adding ammonium sulfate to the metal FeNi or performing dip nitriding by mixing H 2 S with NH 3 gas during nitriding.

In der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform als einem Beispiel des Falls, dass S im FeNi-Übergitter segregiert, segregiert S auf der Oberfläche der Partikel des FeNi-Übergitters. S kann jedoch auch in einem anderen Bereich als der Oberfläche segregieren. Beispielweise kann S im Inneren der Partikel des FeNi-Übergitters segregiert werden.In the second embodiment described above, as an example of the case that S segregates in the FeNi superlattice, S segregates on the surface of the particles of the FeNi superlattice. However, S can also segregate in a region other than the surface. For example, S can be segregated inside the FeNi superlattice particles.

Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in geeigneter Weise modifiziert werden. In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen sind einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform nicht notwendigerweise wesentlich, es sei denn, es wird im Speziellen angegeben, dass die Elemente oder die Merkmale wesentlich sind, oder es sei denn, die Elemente oder die Merkmale sind im Prinzip offensichtlich wesentlich. Ferner ist in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen, wenn auf Zahlenwerte wie die Anzahl, die Menge, der Bereich und dergleichen der Bestandteile der Ausführungsform Bezug genommen wird, die vorliegende Offenbarung nicht auf die bestimmte Anzahl beschränkt mit Ausnahme des Falles, in dem die Zahlenwerte ausdrücklich im Speziellen unentbehrlich sind, des Falles, in dem die Zahlenwerte offensichtlich prinzipiell auf einen bestimmten Zahlenwert beschränkt sind, und dergleichen.The present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can be modified as appropriate. In each of the embodiments described above, individual elements or features are not necessarily essential to a particular embodiment unless specifically stated that the elements or features are essential or unless the elements or features are in principle obviously essential. Further, in each of the above-described embodiments, when reference is made to numerical values such as the number, amount, range and the like of the constituent parts of the embodiment, the present disclosure is not limited to the specific number except for the case where the numerical values are expressly are indispensable in particular, the case where the numerical values are apparently principally limited to a certain numerical value, and the like.

Im Folgenden werden verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Gemäß einem ersten Aspekt weist eine geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 eine geordnete Struktur des Typs L10 auf und enthält Schwefel.Various aspects of the present disclosure are described below. According to a first aspect, an ordered L1 0 type FeNi alloy has an ordered L1 0 type structure and contains sulfur.

Gemäß einem zweiten Aspekt beträgt der Schwefelgehalt der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß dem ersten Aspekt 0,01 Masse-% oder mehr.According to a second aspect, the sulfur content of the ordered FeNi alloy of the L1 0 type according to the first aspect is 0.01% by mass or more.

Gemäß einem dritten Aspekt beträgt der Schwefelgehalt der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß dem ersten Aspekt oder dem zweiten Aspekt 10 Masse-% oder weniger.According to a third aspect, the sulfur content of the ordered FeNi alloy of the L1 0 type according to the first aspect or the second aspect is 10% by mass or less.

Gemäß einem vierten Aspekt besteht die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte aus Partikeln 100 mit der geordneten Struktur des Typs L10 und ist der Schwefel überall in den Partikeln vorhanden.According to a fourth aspect, the L1 0 type FeNi ordered alloy according to any one of the first to third aspects consists of particles 100 having the L1 0 type ordered structure, and the sulfur is present throughout the particles.

Gemäß einem fünften Aspekt besteht die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte aus Partikeln 100 mit der geordneten Struktur des Typs L10 und ist der Schwefel an den Partikeln segregiert.According to a fifth aspect, the L1 0 type FeNi ordered alloy according to any one of the first to third aspects consists of particles 100 having the L1 0 type ordered structure, and the sulfur is segregated on the particles.

Gemäß einem sechsten Aspekt ist in der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß dem fünften Aspekt der Schwefel auf den Oberflächen der Partikel segregiert.According to a sixth aspect, in the ordered FeNi alloy of the L1 0 type according to the fifth aspect, the sulfur is segregated on the surfaces of the particles.

Gemäß einem siebten Aspekt umfasst in der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß einem der ersten bis sechsten Aspekte die Oxidationszahl des Schwefels S2- oder S6+ oder einen Mischzustand aus S2- und S6+.According to a seventh aspect, in the ordered FeNi alloy of the L1 0 type according to any one of the first to sixth aspects, the oxidation number of sulfur includes S 2- or S 6+ or a mixed state of S 2- and S 6+ .

Gemäß einem achten Aspekt umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 die Durchführung einer Nitrierbehandlung an einer FeNi-Legierung, die Schwefel enthält, um ein Fe- und Ni enthaltendes Nitrid zu erhalten.According to an eighth aspect, a method for producing an ordered FeNi alloy of the L1 0 type comprises performing a nitriding treatment on an FeNi alloy containing sulfur to obtain a nitride containing Fe and Ni.

Gemäß einem neunten Aspekt beträgt bei dem Verfahren zur Herstellung der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß dem achten Aspekt der Schwefelgehalt in der FeNi-Legierung 0,01 Masse-% oder mehr.According to a ninth aspect, in the method for producing the ordered FeNi alloy of the L1 0 type according to the eighth aspect, the sulfur content in the FeNi alloy is 0.01% by mass or more.

Gemäß einem zehnten Aspekt beträgt bei dem Verfahren zur Herstellung der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß dem achten oder neunten Aspekt der Schwefelgehalt in der FeNi-Legierung 10 Masse-% oder weniger.According to a tenth aspect, in the method for producing the ordered FeNi alloy of the L1 0 type according to the eighth or ninth aspect, the sulfur content in the FeNi alloy is 10% by mass or less.

Gemäß einem elften Aspekt umfasst die Nitrierbehandlung bei dem Verfahren zur Herstellung der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß einem der achten bis zehnten Aspekte eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur in einem Bereich von 300 bis 500 °C.According to an eleventh aspect, in the method for producing the ordered FeNi alloy L1 0 type according to any one of the eighth to tenth aspects, the nitriding treatment includes a heat treatment at a temperature in a range of 300 to 500°C.

Gemäß einem zwölften Aspekt umfasst die Nitrierbehandlung bei dem Verfahren zur Herstellung der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß einem der achten bis elften Aspekte eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 330 bis 450°C.According to a twelfth aspect, in the method for producing the ordered FeNi alloy L1 0 type according to any one of the eighth to eleventh aspects, the nitriding treatment includes a heat treatment at a temperature ranging from 330 to 450°C.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt ist bei dem Verfahren zur Herstellung der geordneten FeNi-Legierung des Typs L10 gemäß einem der achten bis zwölften Aspekte die Nitriereffizienz bei der Nitrierbehandlung zum Erhalt des Fe- und Ni enthaltenden Nitrids größer als 4,7×10-5.According to a thirteenth aspect, in the method for producing the ordered FeNi L1 0 type alloy according to any one of the eighth to twelfth aspects, the nitriding efficiency in the nitriding treatment for obtaining the nitride containing Fe and Ni is more than 4.7×10 -5 .

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • JP 6332359 B2 [0002]JP 6332359 B2 [0002]

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Geordnete Eisen-Nickel-Legierung (FeNi-Legierung) des Typs L10, die eine geordnete Struktur des Typs L10 aufweist und Schwefel enthält.Ordered L1 0 -type iron-nickel (FeNi) alloy having an ordered L1 0 -type structure and containing sulfur. Geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 nach Anspruch 1, wobei der Schwefelgehalt 0,01 Masse-% oder mehr beträgt.Ordered FeNi alloy of type L1 0 after claim 1 , wherein the sulfur content is 0.01% by mass or more. Geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schwefelgehalt 10 Masse-% oder weniger beträgt.Ordered FeNi alloy of type L1 0 after claim 1 or 2 , wherein the sulfur content is 10% by mass or less. Geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 aus Partikeln (100) mit der geordneten Struktur des Typs L10 besteht und der Schwefel überall in den Partikeln vorhanden ist.Ordered FeNi alloy of type L1 0 according to one of Claims 1 until 3 , where the ordered L1 0 type FeNi alloy consists of particles (100) having the ordered L1 0 type structure and the sulfur is present throughout the particles. Geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 aus Partikeln (100) mit der geordneten Struktur des Typs L10 besteht und der Schwefel an den Partikeln segregiert ist.Ordered FeNi alloy of type L1 0 according to one of Claims 1 until 3 , where the ordered L1 0 type FeNi alloy consists of particles (100) having the ordered L1 0 type structure and the sulfur is segregated on the particles. Geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 nach Anspruch 5, wobei der Schwefel auf den Oberflächen der Partikel segregiert ist.Ordered FeNi alloy of type L1 0 after claim 5 , where the sulfur is segregated on the surfaces of the particles. Geordnete FeNi-Legierung des Typs L10 nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Oxidationszahl des Schwefels S2- oder S6+ oder einen Mischzustand aus S2- und S6+ einschließt.Ordered FeNi alloy of type L1 0 according to one of Claims 1 until 6 , where the oxidation number of sulfur includes S 2- or S 6+ or a mixed state of S 2- and S 6+ . Verfahren zur Herstellung einer geordneten Eisen-Nickel-Legierung (FeNi-Legierung) des Typs L10, umfassend die Durchführung einer Nitrierbehandlung an einer FeNi-Legierung, die Schwefel enthält, um ein Fe und Ni enthaltendes Nitrid zu erhalten.A method for producing an ordered L1 0 type iron-nickel alloy (FeNi alloy), which comprises subjecting a FeNi alloy containing sulfur to a nitriding treatment to obtain a nitride containing Fe and Ni. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, wobei der Schwefelgehalt in der FeNi-Legierung 0,01 Masse-% oder mehr beträgt.manufacturing process claim 8 , wherein the sulfur content in the FeNi alloy is 0.01% by mass or more. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Schwefelgehalt in der FeNi-Legierung 10 Masse-% oder weniger beträgt.manufacturing process claim 8 or 9 , wherein the sulfur content in the FeNi alloy is 10% by mass or less. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Nitrierbehandlung eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur in einem Bereich von 300 bis 500°C einschließt.Manufacturing process according to one of Claims 8 until 10 , wherein the nitriding treatment includes a heat treatment at a temperature in a range of 300 to 500°C. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Nitrierbehandlung eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur in einem Bereich von 330 bis 450 °C einschließt.Manufacturing process according to one of Claims 8 until 11 , wherein the nitriding treatment includes a heat treatment at a temperature in a range of 330 to 450 °C. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Nitriereffizienz bei der Nitrierbehandlung zum Erhalt des Fe- und Ni enthaltenden Nitrids größer als 4,7×10-5 ist.Manufacturing process according to one of Claims 8 until 12 , wherein the nitriding efficiency in the nitriding treatment for obtaining the nitride containing Fe and Ni is more than 4.7×10 -5 .
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