JP2000124018A - サマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体 - Google Patents
サマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体Info
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- H01F1/059—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and Va elements, e.g. Sm2Fe17N2
Abstract
(57)【要約】
【課題】 新規で優れた磁気特性を発揮し得るサマリウ
ム−鉄−窒素系素材を用いて、磁気特性に優れたサマリ
ウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体
を提供する。 【解決手段】 約５００℃の窒素ガス中にサマリウムと
鉄との合金を置いて鉄の結晶格子に窒素を侵入させ、鉄
の原子間の距離を大きくして飽和磁化を高めたサマリウ
ム−鉄−窒素系の異方性粒子の永久磁石用素材と、フェ
ライト粒子を、熱可塑性ポリオレフィン系合成樹脂に混
入・混練し、加熱溶融させて混練した材料を射出成形機
に投入する。この混練した材料を、磁場成形機により粒
子の配列が整然と揃った成形磁石が形成され、この成形
磁石に対して粒子の配向に合わせて着磁装置により着磁
して磁石とする。
ム−鉄−窒素系素材を用いて、磁気特性に優れたサマリ
ウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体
を提供する。 【解決手段】 約５００℃の窒素ガス中にサマリウムと
鉄との合金を置いて鉄の結晶格子に窒素を侵入させ、鉄
の原子間の距離を大きくして飽和磁化を高めたサマリウ
ム−鉄−窒素系の異方性粒子の永久磁石用素材と、フェ
ライト粒子を、熱可塑性ポリオレフィン系合成樹脂に混
入・混練し、加熱溶融させて混練した材料を射出成形機
に投入する。この混練した材料を、磁場成形機により粒
子の配列が整然と揃った成形磁石が形成され、この成形
磁石に対して粒子の配向に合わせて着磁装置により着磁
して磁石とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、残留磁束（Ｂ
ｒ）、保磁力（Ｈｃ）、最大エネルギー積（ＢＨｍａ
ｘ）などの磁気特性に優れた新規なサマリウム−鉄−窒
素系の永久磁石用素材を用いた磁石体に係り、特にこの
新規な永久磁石用素材を用いて成形性に優れたボンド磁
石としたサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた
射出成形磁石体に関する。
ｒ）、保磁力（Ｈｃ）、最大エネルギー積（ＢＨｍａ
ｘ）などの磁気特性に優れた新規なサマリウム−鉄−窒
素系の永久磁石用素材を用いた磁石体に係り、特にこの
新規な永久磁石用素材を用いて成形性に優れたボンド磁
石としたサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた
射出成形磁石体に関する。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石用素材としては、前述した残留
磁束（Ｂｒ）、保磁力（Ｈｃ）、最大エネルギー積（Ｂ
Ｈｍａｘ）が大きい特性の安定したものが好適であり、
それにはバリウム−フェライト（ＢａＯ・６Ｆｅ
２Ｏ３）やストロンチウム−フェライト（ＢａＯ・６Ｆ
ｅ２Ｏ３）などのフェライト磁石、サマリウム−コバル
ト（Ｓｍ２ＣＯ１７）やネオジウム−鉄−ボロン（Ｎｄ
２Ｆｅ１４Ｂ）などの希土類系磁石が多く用いられてい
る。
磁束（Ｂｒ）、保磁力（Ｈｃ）、最大エネルギー積（Ｂ
Ｈｍａｘ）が大きい特性の安定したものが好適であり、
それにはバリウム−フェライト（ＢａＯ・６Ｆｅ
２Ｏ３）やストロンチウム−フェライト（ＢａＯ・６Ｆ
ｅ２Ｏ３）などのフェライト磁石、サマリウム−コバル
ト（Ｓｍ２ＣＯ１７）やネオジウム−鉄−ボロン（Ｎｄ
２Ｆｅ１４Ｂ）などの希土類系磁石が多く用いられてい
る。
【０００３】フェライト磁石は、安価で製造しやすいこ
とから、焼結磁石、ボンド磁石を問わず広く用いられ、
特に高磁場を必要としない装置に幅広く使用されてい
る。ネオジウム−鉄−ボロンは、フェライト磁石をはる
かに上回る磁気特性を有し、サマリウム−コバルト磁石
の特性をも上回るものの、サマリウム−コバルト磁石よ
りも酸化しやすいことから酸化を防ぐための注意が必要
である。そしてサマリウム−コバルト磁石は、それまで
のフェライト磁石を大幅に上回る磁気特性を有すること
から、長い間使用され特性向上の研究開発も行われて一
層磁気特性が向上している。
とから、焼結磁石、ボンド磁石を問わず広く用いられ、
特に高磁場を必要としない装置に幅広く使用されてい
る。ネオジウム−鉄−ボロンは、フェライト磁石をはる
かに上回る磁気特性を有し、サマリウム−コバルト磁石
の特性をも上回るものの、サマリウム−コバルト磁石よ
りも酸化しやすいことから酸化を防ぐための注意が必要
である。そしてサマリウム−コバルト磁石は、それまで
のフェライト磁石を大幅に上回る磁気特性を有すること
から、長い間使用され特性向上の研究開発も行われて一
層磁気特性が向上している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サマリ
ウム−コバルト磁石にあっては、コバルトが高価な金属
であることから、安価な磁石を得るためにコバルトを不
要とし、かつ磁気特性に優れた永久磁石用素材が求めら
れていた。そこで近年、約５００℃などの高温の窒素ガ
ス中にサマリウムと鉄との合金を置き、鉄の結晶格子に
窒素を侵入させることにより、ネオジウム−鉄−ボロン
磁石に匹敵する優れた磁気特性を有するサマリウム−鉄
−窒素系素材が得られている。しかし、このサマリウム
−鉄−窒素系素材であっては、高温にすると窒素が鉄の
結晶格子から飛び出してしまうことから、焼結磁石とし
て用いることができなかった。
ウム−コバルト磁石にあっては、コバルトが高価な金属
であることから、安価な磁石を得るためにコバルトを不
要とし、かつ磁気特性に優れた永久磁石用素材が求めら
れていた。そこで近年、約５００℃などの高温の窒素ガ
ス中にサマリウムと鉄との合金を置き、鉄の結晶格子に
窒素を侵入させることにより、ネオジウム−鉄−ボロン
磁石に匹敵する優れた磁気特性を有するサマリウム−鉄
−窒素系素材が得られている。しかし、このサマリウム
−鉄−窒素系素材であっては、高温にすると窒素が鉄の
結晶格子から飛び出してしまうことから、焼結磁石とし
て用いることができなかった。
【０００５】そこで、本発明にあっては、新規で優れた
磁気特性を発揮し得るサマリウム−鉄−窒素系素材を用
いて、磁気特性に優れたボンド磁石を得ることを目的と
する。
磁気特性を発揮し得るサマリウム−鉄−窒素系素材を用
いて、磁気特性に優れたボンド磁石を得ることを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用
いた射出成形磁石体は、サマリウムと鉄と該鉄の結晶格
子に侵入して存在する窒素からなるサマリウム−鉄−窒
素系の異方性粒子とフェライト粒子を合成ゴム又は熱可
塑性合成樹脂に混入しこれを射出成形して着磁してなる
ことを特徴とするものである。
め、本発明のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用
いた射出成形磁石体は、サマリウムと鉄と該鉄の結晶格
子に侵入して存在する窒素からなるサマリウム−鉄−窒
素系の異方性粒子とフェライト粒子を合成ゴム又は熱可
塑性合成樹脂に混入しこれを射出成形して着磁してなる
ことを特徴とするものである。
【０００７】または、サマリウムと鉄と該鉄の結晶格子
に侵入して存在する窒素からなるサマリウム−鉄−窒素
系の異方性粒子を合成ゴム又は熱可塑性合成樹脂に混入
しこれを射出成形して着磁してなることを特徴とするも
のである。
に侵入して存在する窒素からなるサマリウム−鉄−窒素
系の異方性粒子を合成ゴム又は熱可塑性合成樹脂に混入
しこれを射出成形して着磁してなることを特徴とするも
のである。
【０００８】また、合成ゴム又は熱可塑性合成樹脂を熱
可塑性ポリオレフィン系合成樹脂とすることを特徴とす
るものである。
可塑性ポリオレフィン系合成樹脂とすることを特徴とす
るものである。
【０００９】また、フェライト粒子を異方性とするとと
もに射出成形時に磁場成形機を用いてアキシャル異方
性、ラジアル異方性又は極異方性の磁場配向することを
特徴とするものである。
もに射出成形時に磁場成形機を用いてアキシャル異方
性、ラジアル異方性又は極異方性の磁場配向することを
特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施例にあって
は、約５００℃の窒素ガス中にサマリウムと鉄との合金
を置いて鉄の結晶格子に窒素を侵入させることで、鉄の
原子間の距離を大きくして飽和磁化を高めたサマリウム
−鉄−窒素系の永久磁石用素材であって、粉末状でかつ
異方性粒子になっている磁性粉と、バリウム−フェライ
ト（ＢａＯ・６Ｆｅ２Ｏ３）やストロンチウム−フェラ
イト（ＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３）などの鉄を主体とする酸
化物からなるフェライト粒子の磁性粉を用いる。そし
て、このサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子とフェラ
イト粒子に、合成ゴム若しくは熱可塑性合成樹脂を混入
する。
は、約５００℃の窒素ガス中にサマリウムと鉄との合金
を置いて鉄の結晶格子に窒素を侵入させることで、鉄の
原子間の距離を大きくして飽和磁化を高めたサマリウム
−鉄−窒素系の永久磁石用素材であって、粉末状でかつ
異方性粒子になっている磁性粉と、バリウム−フェライ
ト（ＢａＯ・６Ｆｅ２Ｏ３）やストロンチウム−フェラ
イト（ＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３）などの鉄を主体とする酸
化物からなるフェライト粒子の磁性粉を用いる。そし
て、このサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子とフェラ
イト粒子に、合成ゴム若しくは熱可塑性合成樹脂を混入
する。
【００１１】この異方性粒子に混入する合成ゴム若しく
は熱可塑性合成樹脂のうち、まず合成ゴムとしては、Ｓ
ＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（ニトリル
ゴム）、ブタジエンゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、
ウレタンゴム、フッ素ゴムなどがあり、また熱可塑性合
成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブデン、塩素化ポリエチレン、ポリスチレンなどのポリ
オレフィン系樹脂、塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルなどの
ビニル樹脂、スチレン系樹脂、その他にポリエステル、
ナイロン、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体
（ＥＶＡ），ＥＶＡ−塩化ビニルグラフト共重合体など
がある。この中でも特に、磁性粉等の無機質を含有し易
い熱可塑性樹脂としては、塩素化ポリエチレン、ＥＶ
Ａ、ＮＢＲ、ポリオレフィン系樹脂、合成ゴムなどがあ
り、これらを適宜に混ぜて使用することも可能である。
本実施例にあっては一例としてポリオレフィン系樹脂を
用いる。このポリオレフィン系樹脂と前述したサマリウ
ム−鉄−窒素系の異方性粒子とフェライト粒子を混入・
混練し、加熱溶融させて混練した材料を射出成形機に投
入する。
は熱可塑性合成樹脂のうち、まず合成ゴムとしては、Ｓ
ＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（ニトリル
ゴム）、ブタジエンゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、
ウレタンゴム、フッ素ゴムなどがあり、また熱可塑性合
成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブデン、塩素化ポリエチレン、ポリスチレンなどのポリ
オレフィン系樹脂、塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルなどの
ビニル樹脂、スチレン系樹脂、その他にポリエステル、
ナイロン、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体
（ＥＶＡ），ＥＶＡ−塩化ビニルグラフト共重合体など
がある。この中でも特に、磁性粉等の無機質を含有し易
い熱可塑性樹脂としては、塩素化ポリエチレン、ＥＶ
Ａ、ＮＢＲ、ポリオレフィン系樹脂、合成ゴムなどがあ
り、これらを適宜に混ぜて使用することも可能である。
本実施例にあっては一例としてポリオレフィン系樹脂を
用いる。このポリオレフィン系樹脂と前述したサマリウ
ム−鉄−窒素系の異方性粒子とフェライト粒子を混入・
混練し、加熱溶融させて混練した材料を射出成形機に投
入する。
【００１２】そしてこの混練した材料に対し、アキシャ
ル異方性、ラジアル異方性又は極異方性（多極異方性）
の処理を施すべく磁場成形機により磁場配向すること
で、粒子の配列が整然と揃った成形磁石が形成される。
この成形磁石に対して、粒子の配向に合わせて着磁装置
により適宜に着磁を行うことにより、磁石として完成す
る。
ル異方性、ラジアル異方性又は極異方性（多極異方性）
の処理を施すべく磁場成形機により磁場配向すること
で、粒子の配列が整然と揃った成形磁石が形成される。
この成形磁石に対して、粒子の配向に合わせて着磁装置
により適宜に着磁を行うことにより、磁石として完成す
る。
【００１３】サマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子とフ
ェライト粒子からなる磁性粉と、熱可塑性ポリオレフィ
ン系合成樹脂との混合比にあっては、磁性粉が多いと磁
気特性は向上するものの結合材としての合成樹脂が減っ
て成形が困難になり、また合成樹脂が多いと成形し易い
ものの磁性粉の割合が減って磁石体としての磁気特性が
劣ることから、磁性粉は重量比で約９０％若しくはそれ
以上混入する。
ェライト粒子からなる磁性粉と、熱可塑性ポリオレフィ
ン系合成樹脂との混合比にあっては、磁性粉が多いと磁
気特性は向上するものの結合材としての合成樹脂が減っ
て成形が困難になり、また合成樹脂が多いと成形し易い
ものの磁性粉の割合が減って磁石体としての磁気特性が
劣ることから、磁性粉は重量比で約９０％若しくはそれ
以上混入する。
【００１４】また、上述したサマリウム−鉄−窒素系の
異方性粒子に対するフェライト粒子の混合比率を適宜に
設定し、かつ異方性のフェライト粒子を適宜選択するこ
とにより、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が２〜７
（若しくは１０）（ＭＧ・Ｏｅ）の間で所望する値、例
えばサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を８０％とフ
ェライト粒子を２０％混合して最大エネルギー積（ＢＨ
ｍａｘ）が約５（ＭＧ・Ｏｅ）の永久磁石を得るといっ
た各種の設定が容易に行えるものである。
異方性粒子に対するフェライト粒子の混合比率を適宜に
設定し、かつ異方性のフェライト粒子を適宜選択するこ
とにより、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が２〜７
（若しくは１０）（ＭＧ・Ｏｅ）の間で所望する値、例
えばサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を８０％とフ
ェライト粒子を２０％混合して最大エネルギー積（ＢＨ
ｍａｘ）が約５（ＭＧ・Ｏｅ）の永久磁石を得るといっ
た各種の設定が容易に行えるものである。
【００１５】このようにして得られた本発明のサマリウ
ム−鉄−窒素系の異方性粒子と異方性フェライト粒子を
用いた射出成形磁石体にあっては、最大エネルギー積
（ＢＨｍａｘ）が約７〜１０（ＭＧ・Ｏｅ）と極めて高
い値が得られた。これは、従来の射出成形によるフェラ
イト磁石の値が１．６〜２．３、射出成形によるネオジ
ウム−鉄−ボロン磁石の値が５〜７であることと比較す
ると、極めて優れた射出成形磁石といえる。
ム−鉄−窒素系の異方性粒子と異方性フェライト粒子を
用いた射出成形磁石体にあっては、最大エネルギー積
（ＢＨｍａｘ）が約７〜１０（ＭＧ・Ｏｅ）と極めて高
い値が得られた。これは、従来の射出成形によるフェラ
イト磁石の値が１．６〜２．３、射出成形によるネオジ
ウム−鉄−ボロン磁石の値が５〜７であることと比較す
ると、極めて優れた射出成形磁石といえる。
【００１６】本発明の第２の実施例にあっては、フェラ
イト磁性粉を混入せずに、前述したサマリウム−鉄−窒
素系の永久磁石用素材で、かつ異方性粒子の磁性粉のみ
を用い、これに熱可塑性ポリオレフィン系合成樹脂（他
の合成ゴム、熱可塑性樹脂でもよい）を混入・混練し、
加熱溶融させて混練コンパンドとして射出成形機に投入
する。この混練した材料に対し、アキシャル異方性、ラ
ジアル異方性又は極異方性（多極異方性）の処理を施す
べく磁場成形機により磁場配向することで、粒子の配列
が整然と揃った成形磁石が形成され、この成形磁石に対
し粒子の配向に合わせて着磁装置により適宜に着磁を行
うことにより、磁石として完成する。このようにして得
られた本実施例のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子
を用いた射出成形磁石体にあっては、最大エネルギー積
（ＢＨｍａｘ）が約７〜１１（ＭＧ・Ｏｅ）と極めて高
い値が得られた。
イト磁性粉を混入せずに、前述したサマリウム−鉄−窒
素系の永久磁石用素材で、かつ異方性粒子の磁性粉のみ
を用い、これに熱可塑性ポリオレフィン系合成樹脂（他
の合成ゴム、熱可塑性樹脂でもよい）を混入・混練し、
加熱溶融させて混練コンパンドとして射出成形機に投入
する。この混練した材料に対し、アキシャル異方性、ラ
ジアル異方性又は極異方性（多極異方性）の処理を施す
べく磁場成形機により磁場配向することで、粒子の配列
が整然と揃った成形磁石が形成され、この成形磁石に対
し粒子の配向に合わせて着磁装置により適宜に着磁を行
うことにより、磁石として完成する。このようにして得
られた本実施例のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子
を用いた射出成形磁石体にあっては、最大エネルギー積
（ＢＨｍａｘ）が約７〜１１（ＭＧ・Ｏｅ）と極めて高
い値が得られた。
【００１７】尚、上述した各実施例にあっては、磁場成
形機を用いて磁場配向した磁石について述べたが、必ず
しもこれに限定されることはなく、例えば本発明の射出
成形磁石体をモータのヨークに使用する場合などにあっ
ては、回転子がコギングと称されるガクガクとしてスム
ースでない動きをしないように磁極間の磁場をなまらす
べく、磁場配向しない磁石とすることもある。
形機を用いて磁場配向した磁石について述べたが、必ず
しもこれに限定されることはなく、例えば本発明の射出
成形磁石体をモータのヨークに使用する場合などにあっ
ては、回転子がコギングと称されるガクガクとしてスム
ースでない動きをしないように磁極間の磁場をなまらす
べく、磁場配向しない磁石とすることもある。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述の如く、本発明のサマリウム−
鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体によれ
ば、サマリウムと鉄と該鉄の結晶格子に侵入して存在す
る窒素からなるサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子と
フェライト粒子を合成ゴム又は熱可塑性合成樹脂に混入
しこれを射出成形して着磁したことで、成形性に優れた
射出成形磁石において従来の磁石素材にはない最大エネ
ルギー積（ＢＨｍａｘ）が得られ、磁気特性に優れた好
適な磁石が比較的廉価に得られる。また、異方性粒子に
混入するフェライト粒子の混合比率を適宜に設定するこ
とで、所望する好適な最大エネルギー積の磁石が得られ
るものである。
鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体によれ
ば、サマリウムと鉄と該鉄の結晶格子に侵入して存在す
る窒素からなるサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子と
フェライト粒子を合成ゴム又は熱可塑性合成樹脂に混入
しこれを射出成形して着磁したことで、成形性に優れた
射出成形磁石において従来の磁石素材にはない最大エネ
ルギー積（ＢＨｍａｘ）が得られ、磁気特性に優れた好
適な磁石が比較的廉価に得られる。また、異方性粒子に
混入するフェライト粒子の混合比率を適宜に設定するこ
とで、所望する好適な最大エネルギー積の磁石が得られ
るものである。
【００１９】または、サマリウムと鉄と該鉄の結晶格子
に侵入して存在する窒素からなるサマリウム−鉄−窒素
系の異方性粒子を合成ゴム又は熱可塑性合成樹脂に混入
しこれを射出成形して着磁したことで、成形性に優れた
射出成形磁石において従来の磁石素材にはない最大エネ
ルギー積（ＢＨｍａｘ）が得られ、磁気特性に優れた好
適な磁石が確実に得られるものである。
に侵入して存在する窒素からなるサマリウム−鉄−窒素
系の異方性粒子を合成ゴム又は熱可塑性合成樹脂に混入
しこれを射出成形して着磁したことで、成形性に優れた
射出成形磁石において従来の磁石素材にはない最大エネ
ルギー積（ＢＨｍａｘ）が得られ、磁気特性に優れた好
適な磁石が確実に得られるものである。
【００２０】また、合成ゴム又は熱可塑性合成樹脂を熱
可塑性ポリオレフィン系合成樹脂とすることにより、無
機質である磁性粉と合成樹脂との良好な混合状態が得ら
れ、これにより好適な射出成形磁石体が得られる。
可塑性ポリオレフィン系合成樹脂とすることにより、無
機質である磁性粉と合成樹脂との良好な混合状態が得ら
れ、これにより好適な射出成形磁石体が得られる。
【００２１】また、フェライト粒子を異方性とするとと
もに射出成形時に磁場成形機を用いてアキシャル異方
性、ラジアル異方性又は極異方性の磁場配向すること
で、成形性に優れた射出成形磁石において従来の磁石素
材にはない最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が得られ、
磁気特性に優れた好適な磁石が比較的廉価に得られる。
もに射出成形時に磁場成形機を用いてアキシャル異方
性、ラジアル異方性又は極異方性の磁場配向すること
で、成形性に優れた射出成形磁石において従来の磁石素
材にはない最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が得られ、
磁気特性に優れた好適な磁石が比較的廉価に得られる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１１月２６日（１９９９．１１．
２６）
２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 サマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子
を用いた射出成形磁石体
を用いた射出成形磁石体
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、残留磁束（Ｂ
ｒ）、保磁力（Ｈｃ）、最大エネルギー積（ＢＨｍａ
ｘ）などの磁気特性に優れた新規なサマリウム−鉄−窒
素系の永久磁石用素材を用いた磁石体に係り、特にこの
新規な永久磁石用素材を用いて成形性に優れたボンド磁
石としたサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた
射出成形磁石体に関する。
ｒ）、保磁力（Ｈｃ）、最大エネルギー積（ＢＨｍａ
ｘ）などの磁気特性に優れた新規なサマリウム−鉄−窒
素系の永久磁石用素材を用いた磁石体に係り、特にこの
新規な永久磁石用素材を用いて成形性に優れたボンド磁
石としたサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた
射出成形磁石体に関する。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石用素材としては、前述した残留
磁束（Ｂｒ）、保磁力（Ｈｃ）、最大エネルギー積（Ｂ
Ｈｍａｘ）が大きい特性の安定したものが好適であり、
それにはバリウム−フェライト（ＢａＯ・６Ｆｅ2Ｏ3）
やストロンチウム−フェライト（ＳｒＯ・６Ｆｅ2Ｏ3）
などのフェライト磁石、サマリウム−コバルト（Ｓｍ2
Ｃｏ 17）やネオジウム−鉄−ボロン（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ）
などの希土類系磁石が多く用いられている。
磁束（Ｂｒ）、保磁力（Ｈｃ）、最大エネルギー積（Ｂ
Ｈｍａｘ）が大きい特性の安定したものが好適であり、
それにはバリウム−フェライト（ＢａＯ・６Ｆｅ2Ｏ3）
やストロンチウム−フェライト（ＳｒＯ・６Ｆｅ2Ｏ3）
などのフェライト磁石、サマリウム−コバルト（Ｓｍ2
Ｃｏ 17）やネオジウム−鉄−ボロン（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ）
などの希土類系磁石が多く用いられている。
【０００３】フェライト磁石は、安価で製造しやすいこ
とから、焼結磁石、ボンド磁石を問わず広く用いられ、
特に高磁場を必要としない装置に幅広く使用されてい
る。ネオジウム−鉄−ボロンは、フェライト磁石をはる
かに上回る磁気特性を有し、サマリウム−コバルト磁石
の特性をも上回るものの、サマリウム−コバルト磁石よ
りも酸化しやすいことから酸化を防ぐための注意が必要
である。そしてサマリウム−コバルト磁石は、それまで
のフェライト磁石を大幅に上回る磁気特性を有すること
から、長い間使用され特性向上の研究開発も行われて一
層磁気特性が向上している。
とから、焼結磁石、ボンド磁石を問わず広く用いられ、
特に高磁場を必要としない装置に幅広く使用されてい
る。ネオジウム−鉄−ボロンは、フェライト磁石をはる
かに上回る磁気特性を有し、サマリウム−コバルト磁石
の特性をも上回るものの、サマリウム−コバルト磁石よ
りも酸化しやすいことから酸化を防ぐための注意が必要
である。そしてサマリウム−コバルト磁石は、それまで
のフェライト磁石を大幅に上回る磁気特性を有すること
から、長い間使用され特性向上の研究開発も行われて一
層磁気特性が向上している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サマリ
ウム−コバルト磁石にあっては、コバルトが高価な金属
であることから、安価な磁石を得るためにコバルトを不
要とし、かつ磁気特性に優れた永久磁石用素材が求めら
れていた。そこで近年、約５００℃などの高温の窒素ガ
ス中にサマリウムと鉄との合金を置き、鉄の結晶格子に
窒素を侵入させることにより、ネオジウム−鉄−ボロン
磁石に匹敵する優れた磁気特性を有するサマリウム−鉄
−窒素系素材が得られている。しかし、このサマリウム
−鉄−窒素系素材であっては、高温にすると窒素が鉄の
結晶格子から飛び出してしまうことから、焼結磁石とし
て用いることができなかった。
ウム−コバルト磁石にあっては、コバルトが高価な金属
であることから、安価な磁石を得るためにコバルトを不
要とし、かつ磁気特性に優れた永久磁石用素材が求めら
れていた。そこで近年、約５００℃などの高温の窒素ガ
ス中にサマリウムと鉄との合金を置き、鉄の結晶格子に
窒素を侵入させることにより、ネオジウム−鉄−ボロン
磁石に匹敵する優れた磁気特性を有するサマリウム−鉄
−窒素系素材が得られている。しかし、このサマリウム
−鉄−窒素系素材であっては、高温にすると窒素が鉄の
結晶格子から飛び出してしまうことから、焼結磁石とし
て用いることができなかった。
【０００５】そこで、本発明にあっては、新規で優れた
磁気特性を発揮し得るサマリウム−鉄−窒素系素材を用
いて、磁気特性に優れたボンド磁石を得ることを目的と
する。
磁気特性を発揮し得るサマリウム−鉄−窒素系素材を用
いて、磁気特性に優れたボンド磁石を得ることを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用
いた射出成形磁石体は、サマリウムと鉄と該鉄の結晶格
子に侵入して存在する窒素からなるサマリウム−鉄−窒
素系の異方性粒子と異方性フェライト粒子を熱可塑性ポ
リオレフィン系合成樹脂に混入しこれを磁場成形機を用
いてアキシャル異方性、ラジアル異方性又は極異方性の
磁場配向させて射出成形して着磁してなることを特徴と
するものである。
め、本発明のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用
いた射出成形磁石体は、サマリウムと鉄と該鉄の結晶格
子に侵入して存在する窒素からなるサマリウム−鉄−窒
素系の異方性粒子と異方性フェライト粒子を熱可塑性ポ
リオレフィン系合成樹脂に混入しこれを磁場成形機を用
いてアキシャル異方性、ラジアル異方性又は極異方性の
磁場配向させて射出成形して着磁してなることを特徴と
するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施例にあって
は、約５００℃の窒素ガス中にサマリウムと鉄との合金
を置いて鉄の結晶格子に窒素を侵入させることで、鉄の
原子間の距離を大きくして飽和磁化を高めたサマリウム
−鉄−窒素系の永久磁石用素材であって、粉末状でかつ
異方性粒子になっている磁性粉と、バリウム−フェライ
ト（ＢａＯ・６Ｆｅ2Ｏ3）やストロンチウム−フェライ
ト（ＳｒＯ・６Ｆｅ2Ｏ3）などの鉄を主体とする酸化物
からなるフェライト粒子の磁性粉を用いる。そして、こ
のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子とフェライト粒
子に、合成ゴム若しくは熱可塑性合成樹脂を混入する。
は、約５００℃の窒素ガス中にサマリウムと鉄との合金
を置いて鉄の結晶格子に窒素を侵入させることで、鉄の
原子間の距離を大きくして飽和磁化を高めたサマリウム
−鉄−窒素系の永久磁石用素材であって、粉末状でかつ
異方性粒子になっている磁性粉と、バリウム−フェライ
ト（ＢａＯ・６Ｆｅ2Ｏ3）やストロンチウム−フェライ
ト（ＳｒＯ・６Ｆｅ2Ｏ3）などの鉄を主体とする酸化物
からなるフェライト粒子の磁性粉を用いる。そして、こ
のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子とフェライト粒
子に、合成ゴム若しくは熱可塑性合成樹脂を混入する。
【０００８】この異方性粒子に混入する合成ゴム若しく
は熱可塑性合成樹脂のうち、まず合成ゴムとしては、Ｓ
ＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（ニトリル
ゴム）、ブタジエンゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、
ウレタンゴム、フッ素ゴムなどがあり、また熱可塑性合
成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブデン、塩素化ポリエチレン、ポリスチレンなどのポリ
オレフィン系樹脂、塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルなどの
ビニル樹脂、スチレン系樹脂、その他にポリエステル、
ナイロン、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体
（ＥＶＡ），ＥＶＡ−塩化ビニルグラフト共重合体など
がある。この中でも特に、磁性粉等の無機質を含有し易
い熱可塑性樹脂としては、塩素化ポリエチレン、ＥＶ
Ａ、ＮＢＲ、ポリオレフィン系樹脂、合成ゴムなどがあ
り、これらを適宜に混ぜて使用することも可能である。
本実施例にあっては一例としてポリオレフィン系樹脂を
用いる。このポリオレフィン系樹脂と前述したサマリウ
ム−鉄−窒素系の異方性粒子とフェライト粒子を混入・
混練し、加熱溶融させて混練した材料を射出成形機に投
入する。
は熱可塑性合成樹脂のうち、まず合成ゴムとしては、Ｓ
ＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（ニトリル
ゴム）、ブタジエンゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、
ウレタンゴム、フッ素ゴムなどがあり、また熱可塑性合
成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブデン、塩素化ポリエチレン、ポリスチレンなどのポリ
オレフィン系樹脂、塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルなどの
ビニル樹脂、スチレン系樹脂、その他にポリエステル、
ナイロン、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体
（ＥＶＡ），ＥＶＡ−塩化ビニルグラフト共重合体など
がある。この中でも特に、磁性粉等の無機質を含有し易
い熱可塑性樹脂としては、塩素化ポリエチレン、ＥＶ
Ａ、ＮＢＲ、ポリオレフィン系樹脂、合成ゴムなどがあ
り、これらを適宜に混ぜて使用することも可能である。
本実施例にあっては一例としてポリオレフィン系樹脂を
用いる。このポリオレフィン系樹脂と前述したサマリウ
ム−鉄−窒素系の異方性粒子とフェライト粒子を混入・
混練し、加熱溶融させて混練した材料を射出成形機に投
入する。
【０００９】そしてこの混練した材料に対し、アキシャ
ル異方性、ラジアル異方性又は極異方性（多極異方性）
の処理を施すべく磁場成形機により磁場配向すること
で、粒子の配列が整然と揃った成形磁石が形成される。
この成形磁石に対して、粒子の配向に合わせて着磁装置
により適宜に着磁を行うことにより、磁石として完成す
る。
ル異方性、ラジアル異方性又は極異方性（多極異方性）
の処理を施すべく磁場成形機により磁場配向すること
で、粒子の配列が整然と揃った成形磁石が形成される。
この成形磁石に対して、粒子の配向に合わせて着磁装置
により適宜に着磁を行うことにより、磁石として完成す
る。
【００１０】サマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子とフ
ェライト粒子からなる磁性粉と、熱可塑性ポリオレフィ
ン系合成樹脂との混合比にあっては、磁性粉が多いと磁
気特性は向上するものの結合材としての合成樹脂が減っ
て成形が困難になり、また合成樹脂が多いと成形し易い
ものの磁性粉の割合が減って磁石体としての磁気特性が
劣ることから、磁性粉は重量比で約９０％若しくはそれ
以上混入する。
ェライト粒子からなる磁性粉と、熱可塑性ポリオレフィ
ン系合成樹脂との混合比にあっては、磁性粉が多いと磁
気特性は向上するものの結合材としての合成樹脂が減っ
て成形が困難になり、また合成樹脂が多いと成形し易い
ものの磁性粉の割合が減って磁石体としての磁気特性が
劣ることから、磁性粉は重量比で約９０％若しくはそれ
以上混入する。
【００１１】また、上述したサマリウム−鉄−窒素系の
異方性粒子に対するフェライト粒子の混合比率を適宜に
設定し、かつ異方性のフェライト粒子を適宜選択するこ
とにより、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が２〜７
（若しくは１０）（ＭＧ・Ｏｅ）の間で所望する値、例
えばサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を８０％とフ
ェライト粒子を２０％混合して最大エネルギー積（ＢＨ
ｍａｘ）が約５（ＭＧ・Ｏｅ）の永久磁石を得るといっ
た各種の設定が容易に行えるものである。
異方性粒子に対するフェライト粒子の混合比率を適宜に
設定し、かつ異方性のフェライト粒子を適宜選択するこ
とにより、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が２〜７
（若しくは１０）（ＭＧ・Ｏｅ）の間で所望する値、例
えばサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を８０％とフ
ェライト粒子を２０％混合して最大エネルギー積（ＢＨ
ｍａｘ）が約５（ＭＧ・Ｏｅ）の永久磁石を得るといっ
た各種の設定が容易に行えるものである。
【００１２】このようにして得られた本発明のサマリウ
ム−鉄−窒素系の異方性粒子と異方性フェライト粒子を
用いた射出成形磁石体にあっては、最大エネルギー積
（ＢＨｍａｘ）が約７〜１０（ＭＧ・Ｏｅ）と極めて高
い値が得られた。これは、従来の射出成形によるフェラ
イト磁石の値が１．６〜２．３、射出成形によるネオジ
ウム−鉄−ボロン磁石の値が５〜７であることと比較す
ると、極めて優れた射出成形磁石といえる。
ム−鉄−窒素系の異方性粒子と異方性フェライト粒子を
用いた射出成形磁石体にあっては、最大エネルギー積
（ＢＨｍａｘ）が約７〜１０（ＭＧ・Ｏｅ）と極めて高
い値が得られた。これは、従来の射出成形によるフェラ
イト磁石の値が１．６〜２．３、射出成形によるネオジ
ウム−鉄−ボロン磁石の値が５〜７であることと比較す
ると、極めて優れた射出成形磁石といえる。
【００１３】本発明の第２の実施例にあっては、フェラ
イト磁性粉を混入せずに、前述したサマリウム−鉄−窒
素系の永久磁石用素材で、かつ異方性粒子の磁性粉のみ
を用い、これに熱可塑性ポリオレフィン系合成樹脂（他
の合成ゴム、熱可塑性樹脂でもよい）を混入・混練し、
加熱溶融させて混練コンパンドとして射出成形機に投入
する。この混練した材料に対し、アキシャル異方性、ラ
ジアル異方性又は極異方性（多極異方性）の処理を施す
べく磁場成形機により磁場配向することで、粒子の配列
が整然と揃った成形磁石が形成され、この成形磁石に対
し粒子の配向に合わせて着磁装置により適宜に着磁を行
うことにより、磁石として完成する。このようにして得
られた本実施例のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子
を用いた射出成形磁石体にあっては、最大エネルギー積
（ＢＨｍａｘ）が約７〜１１（ＭＧ・Ｏｅ）と極めて高
い値が得られた。
イト磁性粉を混入せずに、前述したサマリウム−鉄−窒
素系の永久磁石用素材で、かつ異方性粒子の磁性粉のみ
を用い、これに熱可塑性ポリオレフィン系合成樹脂（他
の合成ゴム、熱可塑性樹脂でもよい）を混入・混練し、
加熱溶融させて混練コンパンドとして射出成形機に投入
する。この混練した材料に対し、アキシャル異方性、ラ
ジアル異方性又は極異方性（多極異方性）の処理を施す
べく磁場成形機により磁場配向することで、粒子の配列
が整然と揃った成形磁石が形成され、この成形磁石に対
し粒子の配向に合わせて着磁装置により適宜に着磁を行
うことにより、磁石として完成する。このようにして得
られた本実施例のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子
を用いた射出成形磁石体にあっては、最大エネルギー積
（ＢＨｍａｘ）が約７〜１１（ＭＧ・Ｏｅ）と極めて高
い値が得られた。
【００１４】
【発明の効果】以上詳述の如く、本発明のサマリウム−
鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体によれ
ば、サマリウムと鉄と該鉄の結晶格子に侵入して存在す
る窒素からなるサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子と
異方性フェライト粒子を熱可塑性ポリオレフィン系合成
樹脂に混入しこれを磁場成形機を用いてアキシャル異方
性、ラジアル異方性又は極異方性の磁場配向させて射出
成形して着磁したことで、成形性に優れた射出成形磁石
において従来の磁石素材とは異なる幅広い任意の最大エ
ネルギー積（ＢＨｍａｘ）が得られ、磁気特性に優れた
好適な磁石が比較的廉価に得られる。また、異方性粒子
に混入するフェライト粒子の混合比率を適宜に設定する
ことで、所望する好適な最大エネルギー積の磁石が得ら
れるものである。
鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体によれ
ば、サマリウムと鉄と該鉄の結晶格子に侵入して存在す
る窒素からなるサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子と
異方性フェライト粒子を熱可塑性ポリオレフィン系合成
樹脂に混入しこれを磁場成形機を用いてアキシャル異方
性、ラジアル異方性又は極異方性の磁場配向させて射出
成形して着磁したことで、成形性に優れた射出成形磁石
において従来の磁石素材とは異なる幅広い任意の最大エ
ネルギー積（ＢＨｍａｘ）が得られ、磁気特性に優れた
好適な磁石が比較的廉価に得られる。また、異方性粒子
に混入するフェライト粒子の混合比率を適宜に設定する
ことで、所望する好適な最大エネルギー積の磁石が得ら
れるものである。
【００１５】また、合成ゴム又は熱可塑性合成樹脂を熱
可塑性ポリオレフィン系合成樹脂とすることにより、無
機質である磁性粉と合成樹脂との良好な混合状態が得ら
れ、これにより好適な射出成形磁石体が得られ、さらに
フェライト粒子を異方性とするとともに射出成形時に磁
場成形機を用いてアキシャル異方性、ラジアル異方性又
は極異方性の磁場配向することで、成形性に優れた射出
成形磁石において従来の磁石素材とは異なる任意の最大
エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が得られ、磁気特性に優れ
た好適な磁石が比較的廉価に得られる。
可塑性ポリオレフィン系合成樹脂とすることにより、無
機質である磁性粉と合成樹脂との良好な混合状態が得ら
れ、これにより好適な射出成形磁石体が得られ、さらに
フェライト粒子を異方性とするとともに射出成形時に磁
場成形機を用いてアキシャル異方性、ラジアル異方性又
は極異方性の磁場配向することで、成形性に優れた射出
成形磁石において従来の磁石素材とは異なる任意の最大
エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が得られ、磁気特性に優れ
た好適な磁石が比較的廉価に得られる。
Claims (4)
- 【請求項１】 サマリウムと鉄と該鉄の結晶格子に侵入
して存在する窒素からなるサマリウム−鉄−窒素系の異
方性粒子とフェライト粒子を合成ゴム又は熱可塑性合成
樹脂に混入しこれを射出成形して着磁してなることを特
徴とするサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた
射出成形磁石体。 - 【請求項２】 サマリウムと鉄と該鉄の結晶格子に侵入
して存在する窒素からなるサマリウム−鉄−窒素系の異
方性粒子を合成ゴム又は熱可塑性合成樹脂に混入しこれ
を射出成形して着磁してなることを特徴とするサマリウ
ム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体。 - 【請求項３】 合成ゴム又は熱可塑性合成樹脂を熱可塑
性ポリオレフィン系合成樹脂とすることを特徴とする請
求項１又は２記載のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒
子を用いた射出成形磁石体。 - 【請求項４】 フェライト粒子を異方性とするとともに
射出成形時に磁場成形機を用いてアキシャル異方性、ラ
ジアル異方性又は極異方性の磁場配向することを特徴と
する請求項１記載のサマリウム−鉄−窒素系の異方性粒
子を用いた射出成形磁石体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29499198A JP3220793B2 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | サマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29499198A JP3220793B2 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | サマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000124018A true JP2000124018A (ja) | 2000-04-28 |
| JP3220793B2 JP3220793B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=17814942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29499198A Expired - Lifetime JP3220793B2 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | サマリウム−鉄−窒素系の異方性粒子を用いた射出成形磁石体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3220793B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT511545A1 (de) * | 2011-06-03 | 2012-12-15 | Minebea Co Ltd | Verfahren zur herstellung eines kunststoffgebundenen magneten |
| CN109500398A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-22 | 上海三环磁性材料有限公司 | 一种粘结稀土永磁体取向成型模具 |
| CN113077983A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-06 | 杭州千石科技有限公司 | 一种用于无线充电的注塑c型磁环的制备方法 |
-
1998
- 1998-10-16 JP JP29499198A patent/JP3220793B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT511545A1 (de) * | 2011-06-03 | 2012-12-15 | Minebea Co Ltd | Verfahren zur herstellung eines kunststoffgebundenen magneten |
| CN109500398A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-22 | 上海三环磁性材料有限公司 | 一种粘结稀土永磁体取向成型模具 |
| CN113077983A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-06 | 杭州千石科技有限公司 | 一种用于无线充电的注塑c型磁环的制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3220793B2 (ja) | 2001-10-22 |
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