JP2001274010A

JP2001274010A - 極異方性円筒状フェライト磁石及び磁場顆粒材

Info

Publication number: JP2001274010A
Application number: JP2000082296A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Shimakawa; 和也嶋川
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】保磁力だけでなく残留磁束密度を向上させる
極異方性円筒状フェライト磁石を提供し、また、このよ
うな極異方性円筒状フェライト磁石のための磁場顆粒材
を提供する。【解決手段】六方晶マグネトプランバイト型Ｓｒ系フ
ェライト磁石であって、組成式Ｓｒ１−ｘＬａｘ（Ｆｅ
１２−ｙＣｏｙ）ｚＯ１９で表され、原子比率ｘ、ｙ、
ｚと原子比率比ｘ／ｙとが、０．０４≦ｘ≦０．４５、
０．０４≦ｙ≦０．３０、０．９≦ｘ／ｙ≦１．５、
０．９０≦ｚ≦１．０５である極異方性円筒状フェライ
ト磁石とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にOA機器、自動
車用アクチュエータや家電等に使われるスッテピングモ
ータ等に使用される極異方性円筒状フェライト磁石及び
この極異方性磁石に用いられる磁場顆粒材に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般にマグネトプランバイト型（Ｍ型）
Ｓｒ系フェライト磁石（以下、単に「フェライト磁石」
と記す。）は安価で高い磁石特性を有するという特徴か
ら、家電製品や自動車に搭載される電装用モータなど幅
広く利用されている。特に、円筒状の極異方性フェライ
ト磁石は、円筒の周方向に残留磁束密度の高い複数の磁
極を有することで、多様な用途に対応している。一般
に、フェライト磁石は、原料粉末を混合、仮焼成し、適
度な粒度に粉砕された後、必要な形状に成型され、焼結
して製造される。しかし、このようにして製造されるフ
ェライト磁石は、円筒状などの成型空間への充填量が多
く必要な場合には、微粒子に粉砕された磁石粒子では成
型空間への充填量を高めることが困難である欠点があ
る。一方、粗粒に粉砕された乾式の磁石粒子では磁場中
加圧成型すると配向性が著しく劣化するので、高磁気特
性が得られないという欠点がある。

【０００３】フェライト磁石の磁気特性、特に、飽和磁
束密度・残留磁束密度と保磁力は大きい方がモータ等に
利用する場合は有利であり、高磁気特性のフェライト磁
石が求められている。フェライト磁石材料の磁気特性を
向上させる一つの方法として、組成を変えることが挙げ
られる。フェライト磁石の高磁気特性化のために、ラン
タン（以下、「Ｌａ」と記す。）及びコバルト（以下、
「Ｃｏ」と記す。）等が添加されたM型Ｓｒ系フェライ
ト磁石が提案されている（例えば、特開平１１−１５４
６０４号公報等がある）。

【０００４】また、フェライト磁石材料の磁気特性を向
上させる他の方法として、粉砕時間を長くして比表面積
を大きくした粒子を、予備的に磁場中加圧成型した成型
体（以下、「予備成型体」と呼ぶ）を、解砕して顆粒状
にしたもの（以下、「磁場顆粒材」と呼ぶ）が用いられ
る。磁場顆粒材は、内部の粒子が磁場配向しており、さ
らに、金型への充填性を高めるために磁場顆粒材の粒径
を１００μｍから２５０μｍ程度とすることで、最終的
な配向性の劣化を抑えることができる。これにより、総
磁束量の大きいフェライト磁石を得る方法が提案されて
いる（たとえば、特公平８−１５３７５号公報等があ
る）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記に提案さ
れている方法では、これまで、ＬａとＣｏを添加するフ
ェライト磁石材料を磁場顆粒材として用いる極異方性円
筒状フェライト磁石がなかった。また、比表面積を大き
くした粒子による磁場顆粒材を用いるフェライト磁石
は、粒子の比表面積が６．０（ｍ２／ｇ）以上では、焼
結体密度が向上し、さらに、保磁力が若干向上するが、
予備成型体の配向度が低くなることで、残留磁束密度が
低下してしまい、残留磁束密度と保磁力との向上が両立
しないという問題点がある。

【０００６】そこで、本発明は、残留磁束密度と保磁力
との両方を向上させることができる極異方性円筒状フェ
ライト磁石を提供し、さらに、残留磁束密度と保磁力と
の双方を向上させる極異方性円筒状フェライト磁石に用
いる磁場顆粒材を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、請求項１に記載の発明は、六方晶マグ
ネトプランバイト型Ｓｒ系フェライト磁石であって、
組成式Ｓｒ１−ｘＬａｘ（Ｆｅ１２−ｙＣｏｙ）ｚＯ１
９で表され、原子比率ｘ、ｙ、ｚと原子比率比ｘ／ｙ
とが、０．０４≦ｘ≦０．４５、０．０４≦ｙ≦
０．３０、０．９≦ｘ／ｙ≦１．５、０．９０≦ｚ
≦１．０５である極異方性円筒状フェライト磁石であ
る。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の極異
方性円筒状フェライト磁石であって、密度が５．０１
（ｇ／ｃｍ３）以上である極異方性円筒状フェライト磁
石である。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の極異方性円筒状フェライト磁石であって、理
論密度比が９６．４％以上である極異方性円筒状フェラ
イト磁石である。請求項４に記載の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載の極異方性円筒状フェライト
磁石であって、比表面積が６．０（ｍ２／ｇ）以上１
２．０（ｍ２／ｇ）以下の範囲にある粒子により作製さ
れる磁場顆粒材を主原料とする極異方性円筒状フェライ
ト磁石である。請求項５に記載の発明は、請求項４に
記載の極異方性円筒状フェライト磁石であって、主原
料の磁場顆粒材の平均粒径が、１００〜２５０μｍの範
囲にある極異方性円筒状フェライト磁石とする。請求項
６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の磁場顆粒
材であって、磁場中加圧成型が、分散媒を用いる湿式で
ある磁場顆粒材とする。請求項７に記載の発明は、請
求項４又は５に記載の磁場顆粒材であって、磁場中加圧
成型が、乾式である磁場顆粒材とする。請求項８に記載
の発明は、請求項６又は７に記載の磁場顆粒材であっ
て、磁場中加圧成型が、連続磁場及び／又はパルス磁場
を印加する磁場顆粒材とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明は、六方晶マグネトプランバ
イト型（Ｍ型）Ｓｒ系フェライト磁石であって、組成式
Ｓｒ１−ｘＬａｘ（Ｆｅ１２−ｙＣｏｙ）ｚＯ１９で表
され、原子比率ｘ、ｙ、ｚと原子比率比ｘ／ｙとが、
０．０４≦ｘ≦０．４５、０．０４≦ｙ≦０．３０、
０．９≦ｘ／ｙ≦１．５、０．９０≦ｚ≦１．０５で
ある極異方性円筒状フェライト磁石である。フェライト
磁石は組成式ＭＦｅ１２Ｏ１９で表され、Ｍとしては、
Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂ等のいずれの金属元素であっても、結
晶磁気異方性の高い六方晶になる。とくに、Ｃ軸の一軸
結晶磁気異方性により、高い保磁力を発現する。さら
に、フェライト磁石は、比重が小さく、化学的に安定で
あり、電気抵抗が大きい等の優れた特徴を有しているこ
とから広く使用されている。その中でも、高飽和磁束密
度・高残留磁束密度のためには、ＭをＳｒとするフェラ
イト磁石が最も広く用いられている。しかし、フェライ
ト磁石の磁気特性は、高い方が使用する際に有利であ
り、さらに高飽和磁束密度を有するフェライト磁石が求
められている。

【０００９】そこで、組成式Ｓｒ１−ｘＬａｘ（Ｆｅ１
２−ｙＣｏｙ）ｚＯ１９と表したとき、０．０４≦ｘ≦
０．４５、０．０４≦ｙ≦０．３０、０．９≦ｘ／ｙ≦
１．５、０．９０≦ｚ≦１．０５の範囲にするM型Ｓｒ
系フェライト磁石（以下、「ＬａＣｏ置換フェライト磁
石」と記す。）とする。これにより磁束密度と保磁力の
高いフェライト磁石を提供することができる。これは、
単位胞を形成するイオンのバランスを崩さずに、磁気モ
ーメントの差を大きくして飽和磁束密度・残留磁束密度
を高くするために、２価の金属イオンの部分を占めるＳ
ｒ２＋をＬａ３＋に一部置換し、かつ、３価の鉄イオン
Ｆｅ３＋に部分をＣｏ２＋に一部置換する。とくに、組
成式Ｓｒ１−ｘＬａｘ（Ｆｅ１２−ｙＣｏｙ）ｚＯ１９
と表したとき、ここで、原子比率ｘ、ｙ、ｚは、０．０
４≦ｘ≦０．４５、０．０４≦ｙ≦０．３０、０．９≦
ｘ／ｙ≦１．５、０．９０≦ｚ≦１．０５の範囲では、
異相の析出を抑えて安定したＬａＣｏ置換フェライト磁
石を得ることができる。ここで、原子比率ｘが、０．０
４未満、すなわちＬａの量が少なすぎると、六方晶フェ
ライト中に対するＣｏの固溶量を多くできなくなり、飽
和磁束密度、保磁力を高める効果が不十分となる。原子
比率ｘが、０．４５を超えると、六方晶フェライト中に
Ｌａが置換固溶できなくなり、例えばＬａを含むオルソ
フェライトが生成して飽和磁束密度が小さくなる。ま
た、原子比率ｙが、０．０４未満では飽和磁束密度、保
磁力を高める効果が不十分となる。原子比率ｙが、０．
３を超えると六方晶フェライト中にＣｏが置換固溶でき
なくなってくる。また、たとえ、Ｃｏが置換固溶できる
範囲であっても、異相が析出し、保磁力が低下する。ま
た、このとき、原子比率比ｘ／ｙが、０．９未満では、
六方晶フェライトの電価のバランスが崩れて、異相が析
出する。原子比率比ｘ／ｙが、１．５を越える場合も、
同様に、電価のバランスが崩れて、異相が析出する。原
子比率比ｘ／ｙが、１．０〜１．３の範囲がより好まし
い。六方晶フェライトのイオンのバランスを崩さないた
めである。また、原子比率ｚが、０．９０未満では、ま
た、原子比率ｚが、１．０５を越えると、異相が析出す
る。原子比率ｚが、０．９５〜１．０２５の範囲がより
好ましい。ここに示したＬａＣｏ置換フェライト磁石中
には、これらの元素の他、不可避的不純物あるいは微量
添加物が含有されていてもよい。

【００１０】さらに、本発明の、密度が５．０１（ｇ／
ｃｍ３）以上である極異方性円筒状のＬａＣｏ置換フェ
ライト磁石である。ここで、極異方性磁石は、円筒状の
外周面に多極の異方性を付与し、この異方性に対応する
ように多極に着磁した磁石である。極異方性磁石では、
磁気異方性をもった磁石粒子が、外周面の隣接する磁極
を円弧状に結ぶように配列されているため着磁性におい
て有利である。さらに、この磁極における飽和磁束密度
等の磁気特性が高い方が、例えば、ステッピングモータ
等に使用する場合は有利であり、フェライト磁石では、
配向度を高くして、磁極線に沿って粒子を配列させる必
要がある。本発明のＬａＣｏ置換フェライト磁石は、円
筒状又はリング状の形状（ここでは、「円筒状」と記
す。）を有している。円筒状磁石は、円筒状の成型空間
内にフェライト磁石の原料を充填して、磁場中で乾式成
型することにより円筒状磁石を形成する。しかし、円筒
状磁石とするためには、特に、薄肉の円筒状の場合で
は、長軸方向に圧力を加えるが、金型内の圧力が均一で
なければ、最終製品の密度が不均一になり、同時に磁気
特性も不均一になる。これを防止するために、金型に充
填性が良くなければならない。従って、磁極線に沿って
粒子を配列させ、かつ金型への充填性も良く、さらに、
Ｓｒ、ＦｅをＬａ、Ｃｏで置換して残留磁束密度を高く
する極異方性円筒状フェライト磁石である。

【００１１】ここで、本発明の極異方性円筒状ＬａＣｏ
置換フェライト磁石では、焼結後の密度が５．０１ｇ／
ｃｍ３以上あることが好ましい。多くの磁石の場合、飽
和磁束密度は、磁石組成物の密度が大きくなるにつれて
大きくなる。従って、本発明の極異方性円筒状ＬａＣｏ
置換フェライト磁石でも、密度が大きい方が好ましい。
とくに、５．０１ｇ／ｃｍ３以上にすることで、強度が
高くなり、ステッピングモータ等の組立時において、Ｌ
ａＣｏ置換フェライト磁石の割れの発生が少なくなる。
また、磁気特性に関しても、残留磁束密度が４００ｍＴ
を超え、かつ、保磁力が３００ｋＡ／ｍ以上にすること
ができる。

【００１２】また、本発明の極異方性円筒状ＬａＣｏ置
換フェライト磁石では、焼結後の密度が理論密度比の９
６．４％以上であることが好ましい。理論密度とは、組
成及びその結晶構造のデータから、空孔等の欠陥が全く
ない場合に導かれる密度をいい、理論密度比とは、焼結
した磁石の密度と理論密度の比をいう。上述したと同様
に、磁石組成物の密度が大きくなると、飽和磁束密度が
高くなる。本発明の磁場顆粒材を用いることで、密度を
高くして理論密度に近づけ、かつ、磁場配向度を高くし
たＬａＣｏ置換フェライト磁石を得ることができる。

【００１３】また、本発明の極異方性円筒状ＬａＣｏ置
換フェライト磁石では、比表面積が６．０（ｍ２／ｇ）
以上１２．０（ｍ２／ｇ）以下の範囲にある粒子により
作製される磁場顆粒材を主原料とする極異方性円筒状フ
ェライト磁石であることが好ましい。本発明の磁場顆粒
材は、上述した組成に加えて、比表面積が６．０（ｍ２
／ｇ）以上１２．０（ｍ２／ｇ）以下の範囲に粉砕され
る粒子により、磁場中加圧成型された予備成型体を解砕
して得られるものである。従来であれば、酸化鉄とＳｒ
の炭酸塩を配合して、仮焼成し、フェライトを形成させ
る。その後、仮焼成されたものを粗粉砕し、微粉砕す
る。この微粉砕された粒子を金型で成型して成型体と
し、次に、焼成して磁石の製品としている。しかしなが
ら、粒子のままでは、上述したように製品の成型空間へ
の充填率を高めることができない。そこで、本発明で
は、粒子を用いて製品の形態に成型する前に、粒子を予
備的な処理として、磁場中で圧縮成型して予備成型体を
作製し、次に、解砕し、整粒して磁場顆粒材とし、この
磁場顆粒材を用いて製品の形態に成型し、次に、焼成し
て磁石の製品とする。

【００１４】ここで、磁場顆粒材に用いる粒子の比表面
積は、６．０（ｍ２／ｇ）以上１２．０（ｍ２／ｇ）以
下の範囲にある。比表面積は、粒子の単位重量あたりの
表面積をいい、Ｎ２ガスを用いてＢＥＴの式を用いて表
面に付着した重量を測定して定義した。比表面積が大き
いと、粒子の粒子径は小さくなるが、粉体粒子の表面エ
ネルギーが大きくなることで焼結等の反応に対する駆動
力が大きく、緻密な焼結体をえることが可能な磁場顆粒
材を製造することができる。従って、焼結体の密度を高
くして残留磁束密度を大きくし、さらに、配向度を高く
するためには、粒子の比表面積は６．０（ｍ２／ｇ）以
上１２．０（ｍ２／ｇ）以下の範囲にあることが好まし
い。粒子の比表面積が１２．０（ｍ２／ｇ）以上になる
と、粒子の平均粒径が非常に小さくなり、磁場顆粒材の
焼結後の密度は高くなるが、磁場顆粒材内の粒子の配向
度が低下して残留磁束密度が大きくならない。また、予
備成型体の成型性も悪化してしまう。粒子の比表面積が
６．０（ｍ２／ｇ）以下になると、磁場顆粒材内の粒子
の配向度は高くなるが、磁場顆粒材の焼結後の密度が小
さいために、残留磁束密度が大きくならない。

【００１５】さらに、本発明の磁場顆粒材は、平均粒径
が、１００〜２５０μｍの範囲にあることが好ましい。
磁場顆粒材の平均粒径が、１００μｍ未満では、薄肉状
の成型金型に投入するときに磁場顆粒材がブリッジ状に
なる場合があり、充填性が悪い、また、２５０μｍを越
えると焼結後の焼結体の配向度が低下する。好ましく
は、１５０〜２００μｍの範囲がよい。これにより、内
部にある粒子の配向度の高く、極異方性円筒状ＬａＣｏ
置換フェライト磁石の原料として最適な磁場顆粒材を得
ることができる。

【００１６】さらに、本発明の磁場顆粒材を作製するた
めの予備成型体を成型する場合は、湿式成型と乾式成型
のいずれでも良い。分散媒を用いる湿式成型は、粒子を
微粉砕するための湿式粉砕に引き続き、行うことができ
る。このために、湿式粉砕と湿式成型では、同じ分散媒
を用いることが好ましい。分散媒としては、有機溶剤を
用いる非水系溶媒を用いることができるが、水又は水を
含む溶媒を用いる水系溶媒を用いることが好ましい。設
備が簡単にすむからである。この水系溶媒には、界面活
性剤を加えることができる。界面活性剤としては、カチ
オン性、アニオン性、ノニオン性、両性のいずれの界面
活性剤を用いることができる。とくに、脂肪酸、油脂、
糖類を含む脂肪族系、エステル系、アルコール系を用い
ることができる。さらに、脂肪族系でも、金属塩がよ
く、ステアリン酸塩、グルコン酸塩であって、金属とし
てＣａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇ等のものが好ましい。このほ
かに、アミン塩、アンモニウム塩等であってもよい。湿
式成型では、界面活性剤を加えた水系溶媒に、粒子を６
０〜９０wt％になるように粒子を加えてスラリーにし、
金型に投入して、２９〜４９ＭＰａの圧力を加えて成型
する。成型圧力は、圧粉開始から終了まで一定であって
もよく、漸増または漸減してもよく、不規則変化しても
よい。成型圧力に特に制限はないが、成型圧力が低すぎ
ると成型体の強度が不足して取り扱いに問題が生じる。

【００１７】また、乾式成型により予備成型体を成型し
ても良い。仮焼の粉砕を粗粉砕・微粉砕とも乾式で行う
工程を有する場合はそのまま粒子を乾式成型するもので
あっても良い。または乾式で粗粉砕を行い、次に湿式で
微粉砕を行う工程を有する場合は、その後脱水処理を行
って乾燥させ、成型するものであっても良い。ここで
は、湿式による微粉砕時に、界面活性剤を添加しても良
い。界面活性剤としては、上述した湿式成型時と同様
に、カチオン性、アニオン性、ノニオン性、両性のいず
れの界面活性剤を用いることができる。とくに、脂肪
酸、油脂、糖類を含む脂肪族系、エステル系、アルコー
ル系を用いることができる。さらに、脂肪族系でも、金
属塩がよく、ステアリン酸塩、グルコン酸塩であって、
金属としてＣａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇ等のものが好まし
い。このほかに、アミン塩、アンモニウム塩等であって
もよい。なお、乾式成型で用いる界面活性剤は、湿式成
型と同じ界面活性剤であってもいいし、異なるものであ
っても良い。さらに、添加時期として、湿式の微粉砕時
であっても、微粉砕後のスラリーの形成時であっても良
い。いずれの添加時期であっても乾式成型時に粒子表面
に存在していていればよい。

【００１８】また、本発明の磁場顆粒材は、湿式成型又
は乾式成型に際して、連続磁場を印加して予備成型体を
成型するものである。この連続磁場は、４００ｋＡ／ｍ
以上がよい。予備成型体の配向度を高くするためであ
る。連続磁場は、４００ｋＡ／ｍ以上、より好ましくは
６００ｋＡ／ｍ以上がよい。連続磁場の強度が、４００
ｋＡ／ｍ未満では、粒子の配向が不十分となる。ここ
で、連続磁場にパルス磁場を重畳しても良い。パルス磁
場の条件として、磁場の強度が、１２００〜１６００ｋ
Ａ／ｍで、周波数が、５００Ｈｚ程度である。また、印
加時間が１０μｓ〜０．５ｓｅｃである。なお、連続磁
場を印加せず、パルス磁場単独であっても良い。パルス
磁場は、連続磁場ではコイルの発熱のために発生させる
ことができない大きな磁場を、短時間であるが発生させ
ることができる。この大きな磁場により、予備成型体の
配向度を向上させることができる。

【００１９】湿式で成型した予備成型体は、ロール解砕
機で解砕後乾燥し、次に、２０〜８０メッシュの金網を
用いて解砕して、コーンミキサーで造粒する。この造粒
時に、界面活性剤を添加してもよい。また、乾式で成型
した予備成型体は、２０〜８０メッシュの金網で解砕
し、微粉の発生を抑制しながらロールグラニュレータで
解砕し、コーンミキサー又は振動篩で造粒する。乾式成
型の場合は、この造粒時に界面活性剤を添加することが
好ましい。乾式及び湿式のいずれでも、造粒時には、界
面活性剤を添加することができるが、添加する界面活性
剤としては、特に、脂肪酸金属塩が好ましく、とくに、
ステアリン酸金属塩が好ましい。金属塩としては、Ｃ
ａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇ等の金属がよい。いずれの工程で
あっても、最終的には、磁場顆粒材の平均粒径を１００
〜２５０μｍの範囲に整粒する。

【００２０】以下、ＬａＣｏ置換フェライト磁石の製造
方法について詳細に説明する。本発明で用いるＭ型Ｓｒ
系フェライトの仮焼体粉末を得るためには、原料粉末と
して酸化鉄粉末とＳｒを含む粉末とを所定の量混合しこ
れを仮焼する。Ｓｒを含む粉末としては、酸化物または
後の焼成により酸化物となるもの、例えば炭酸塩、水酸
化物、硝酸塩等を用いることができる。酸化鉄は微細粉
末が好ましく、１μm以下、特に０．５μm 以下の一次
粒子であることが好ましい。さらに、ここでは、ＳｒＯ
とＦｅ２Ｏ３の比が、約７になるようにＳｒの炭酸塩と
酸化鉄の量を調整する。これは、ＬａとＣｏ化合物を製
造工程の途中で添加して、最終的に組成が、（Ｆｅ＋Ｃ
ｏ）の量と（Ｓｒ＋Ｌａ）の量の比が６になるようにす
るためである。原料粉末を混合した後、仮焼する。仮焼
は大気中で、例えば１０００〜１４００℃で１秒〜１０
時間、特に１秒〜３時間程度行えばよい。このようにし
て得られた仮焼体粉末は、実質的にＭ型フェライト構造
を有している。次いで、この仮焼体粉末を乾式で粗粉砕
する。仮焼体の粗粉砕機としては、乾式振動ミル、乾式
アトライター（媒体攪拌型ミル）、乾式ボールミル等が
使用できるが、特に乾式振動ミルを用いる。

【００２１】次いで、乾式粗粉砕粉を湿式粉砕する。湿
式粉砕により、平均粒径を１．０μm 程度になるまで微
粉砕する。本発明では、Ｌａ、ＣｏをＳｒ、Ｆｅと置換
するが、添加時期としては、この微粉砕時に添加する。
置換用のＬａとしては、水酸塩、炭酸塩等のいずれでも
良いが、特に、水酸塩（Ｌａ（ＯＨ）３）が好ましい。
また、置換用のＣｏとしては、酸化コバルト（Ｃｏ３Ｏ
４）が好ましい。さらに、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃａ
ＣＯ３、界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤とし
ては、上述した湿式成型時と同様に、カチオン性、アニ
オン性、ノニオン性、両性のいずれの界面活性剤を用い
ることができる。とくに、脂肪酸、油脂、糖類を含む脂
肪族系、エステル系、アルコール系を用いることができ
る。さらに、脂肪酸系でも、金属塩がよく、ステアリン
酸塩、グルコン酸塩であって、金属としてＣａ、Ｚｎ、
Ａｌ、Ｍｇ等のものが好ましい。このほかに、アミン
塩、アンモニウム塩等であってもよい。なお、乾式粉砕
を省略して湿式粉砕のみすることができる。また乾式粉
砕のみを用いてもよい。この湿式粉砕において用いる溶
媒は、有機溶媒等の非水系溶媒を用いてもよいが、本発
明では、この湿式粉砕時のスラリーの溶媒として用いた
水系溶媒と同じにすることが好ましい。この湿式粉砕に
は、湿式ボールミル、湿式アトライター等を用いる。

【００２２】次に、湿式成型又は乾式成型により予備成
型体を成型する。湿式粉砕に続いて成型する場合には、
スラリー中に界面活性剤が存在するので成型体の配向度
向上効果が実現する。そして湿式の予備成型体又は乾式
の予備成型体を、上述したように解砕・造粒し、ふるい
等により平均粒径が１００〜２５０μm程度に整粒して
磁場顆粒材をえる。ここで、造粒時に、界面活性剤とし
て、特に、金属石鹸を添加する。この金属石鹸の中で
も、脂肪酸金属塩が好ましく、とくに、ステアリン酸金
属塩が好ましい。金属塩としては、Ｃａ、Ｚｎ、Ａｌ、
Ｍｇ等の金属がよい。次に、磁場顆粒材を成型金型に充
填して磁場を印加しながら乾式圧縮成型する。乾式圧縮
成型では、湿式で微粉砕した後に、脱水処理して乾燥さ
せ成型するが、乾燥した粒子に界面活性剤を表面に存在
させるために、湿式粉砕時又は湿式粉砕後のスラリー中
に、界面活性剤としては、カチオン性、アニオン性、ノ
ニオン性、両性のいずれの界面活性剤を添加しても良
い。とくに、脂肪酸、油脂、糖類を含む脂肪族系、エス
テル系、アルコール系を用いることができる。さらに、
脂肪酸系でも、金属塩がよく、ステアリン酸塩、グルコ
ン酸塩であって、金属としてＣａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇ等
のものが好ましい。このほかに、アミン塩、アンモニウ
ム塩等であってもよい。印加する磁場は、例えば、２極
異方性円筒状ＬａＣｏ置換フェライト磁石では、６００
ｋＡ／ｍ以上の連続磁場を印加する。また、極数の多
い、例えば、４極以上の極異方性円筒状ＬａＣｏ置換フ
ェライト磁石では、１５００ｋＡ／ｍ以上のパルス磁場
を、コイルの発熱を抑えるために短時間で、１ないし数
回印加する。

【００２３】成型体を焼結して最終製品となる極異方性
円筒状六方晶ＬａＣｏ置換フェライト焼結磁石を得る。
焼結は、空気中で行い、熱処理条件は、１１５０〜１３
００℃で、０．５〜３時間程度がよい。処理装置として
は、電気、ガス、石油等を熱源としてマッフル炉、トン
ネル炉等で行う。これにより、磁場顆粒材を用いる極異
方性円筒状ＬａＣｏ置換フェライト磁石を得ることがで
きる。この結果、極異方性円筒状ＬａＣｏ置換フェライ
ト磁石としては、焼結後の密度が５．０１ｇ／ｃｍ３以
上にすることができる。さらに、計算上の理論密度比
は、９６．４％以上にすることができる。従って、密度
を高くして理論密度に近づけ、かつ、磁場配向度を高く
して、高残留磁束密度・高保磁力のＬａＣｏ置換フェラ
イト磁石を得ることができた。

【００２４】

【実施例】（実施例１）原料粉末としてＦｅ２Ｏ３及び
ＳｒＣＯ３を用意し、これらをＳｒＯ・ｎＦｅ２Ｏ３に
おいてｎ＝７．０となるように秤量し、水を分散媒とし
て湿式混合した。次いで、空気中で１３００℃にて仮焼
成して仮焼材を得た。得られた仮焼材を振動ミルにて粗
粉砕し、平均粒径が３μｍの粒子とした。この粒子に、
さらに、ＳｒとＦｅとを置換するためのＬａとＣｏとし
て、Ｌａ（ＯＨ）３及びＣｏ３Ｏ４を添加した。これら
の添加量は焼結後の主成分組成が、式Ｓｒ１−ｘＬａｘ
（Ｆｅ１２−ｙＣｏｙ）ｚＯ１９において、ｘ=０．１
９、ｙ=０．１８、ｚ=１．０となるようにした。また、
同時に副成分の出発原料としてＳｉＯ２粉末を０．４４
wt％、ＣａＣＯ３粉末を１．２１wt％添加した。次い
で、全体の比表面積が表１に示される値になるまで湿式
アトライタで粉砕した。なお、この粉砕における分散媒
には水を用いた。湿式粉砕後、スラリーを脱水しスラリ
ー濃度が７３wt％になるように調整し、これを用いて磁
場中成型を行った。磁場の条件は、連続した連続磁場
で、６００ｋＡ／ｍである。得られた予備成型体を乾燥
したあと、２０メッシュの金網（目開き９２０μｍ）に
より解砕し、さらに８０メッシュの金網（目開き１９６
μｍ）により解砕し、グルコン酸カルシウムを添加し
て、コーンミキサーで造粒して、平均粒径１７５μｍの
磁場顆粒材を得た。次いで、この磁場顆粒材を乾式プレ
スの成型空間内に充填し、磁場中で外径３０mm×高さ１
５mmの円柱形状にて加圧成型し成型体を得た。得られた
成型体を１２３０℃にて空気中焼成し、焼結体の面研磨
を施し材料評価用形状のＬａＣｏ置換フェライト磁石を
得た。

【００２５】この焼結体のＬａＣｏ置換フェライト磁石
の磁気特性をＢＨトレーサーで測定した。又、焼結体密
度の測定を行った。理論密度比は、原子比率ｘ＝ｙであ
って、ｘ＝０．１８とｘ＝２．００の中間の値である理
論密度５．１９６２５ｇ／ｃｍ３を用いて計算した。＜表１：実施例１によるの磁場顆粒材の比表面積と磁束
密度、保磁力、焼結体密度、理論密度比＞

【表１】

【００２６】（比較例１）原料粉末として、Ｆｅ２Ｏ３
及びＳｒＣＯ３を用意し、これらをＳｒＯ・ｎＦｅ２Ｏ
３においてn＝６．０となるように秤量し、水を分散媒
として湿式混合した。次いで、空気中で１３００℃にて
仮焼成して仮焼材を得た。得られた仮焼材を振動ミルに
て粗粉砕し、平均粒径が３μｍの粗粉砕材とした。副成
分の出発原料としてＳｉＯ２粉末を０．４７wt％、Ｃａ
ＣＯ３粉末を１．００wt％添加し、その後湿式粉砕以降
は実施例１と同様の操作を行い、磁場顆粒材を作製し評
価を行った。比較例１の結果を表２に示す。なお、ここ
での理論密度比は、ｘ＝ｙ＝０の値である理論密度５．
１４１７ｇ／ｃｍ３を用いて計算した。＜表２：比較例１による磁場顆粒材の比表面積と磁束密
度、保磁力、焼結体密度、理論密度比＞

【表２】

【００２７】図１のグラフに、本発明の磁場顆粒材を用
いるＬａＣｏ置換フェライト磁石と従来のフェライト磁
石における磁場顆粒材の比表面積と（ａ）残留磁束密
度、（ｂ）保磁力の関係を示す。表１、表２及び図１か
ら明らかなように、比表面積が６．０（ｍ２／ｇ）以下
の範囲内では実施例１のＬａＣｏ置換フェライト磁石の
飽和磁束密度、保磁力は、飽和磁化と異方性の向上から
予想される磁気特性の向上のみであるが、比表面積が
６．０（ｍ２／ｇ）以上１２．０（ｍ２／ｇ）以下の範
囲では、従来のＳｒ系フェライト磁石材料を用いて作製
した磁場顆粒材では得られなかった磁気特性が得られて
いる。特に、比較例１に示す従来のＳｒ系フェライト磁
石の場合は、比表面積が６．０（ｍ２／ｇ）以上になる
と、残留磁束密度が小さくなっているが、実施例１の磁
場顆粒材を用いるＬａＣｏ置換フェライト磁石の場合
は、比表面積が６．０（ｍ２／ｇ）以上になっても、残
留磁束密度が小さくなることがなく、逆に、さらに大き
くなっている。さらに、詳細にみると、実施例１に示す
ＬａＣｏ置換フェライト磁石では、粒子の比表面積が
５．０（ｍ２／ｇ）以上で、焼結体密度が５．００５
（ｇ／ｃｍ３）以上になり、理論密度比は９６．０％以
上になっているが、保磁力３００ｋＡ／ｍに達しておら
ず、また、残留磁束密度も４００ｍＴに達していない。
ところが、粒子の比表面積が６．０（ｍ２／ｇ）以上で
は、焼結体密度が５．０１０（ｇ／ｃｍ３）以上、理論
密度比が９６．４０％以上になり、さらに、保磁力が３
００ｋＡ／ｍ以上で、残留磁束密度もほぼ４００ｍＴに
達している。したがって、このことから、粒子の組成・
比表面積を限定して得られる磁場顆粒材を用いる本発明
のＬａＣｏ置換フェライト磁石では、従来のＳｒ系フェ
ライト磁石と異なり、密度及び理論密度比を大きくし、
さらに、残留磁束密度・保磁力ともに大きくすることが
できる。

【００２８】（実施例２）実施例１で作製した磁場顆粒
材（比表面積９．０ｍ２／ｇ）を用いて、６００ｋＡ／
ｍの連続磁場中で、乾式成型を行い、１２３０℃にて空
気中焼成し,焼結体に研磨を施し、外径１９mm、内径
５．５mm、高さ３０mmの２極異方性円筒状フェライト磁
石を得た。この２極異方性円筒状フェライト磁石の総磁
束量の測定を行った。（比較例２）比較例１で作製した磁場顆粒材（比表面積
６．０ｍ２／ｇ）を用いた以外は実施例２と同様の操作
を行い評価した。実施例２及び比較例２の結果を表２に
示す。＜表３：磁場顆粒材の異なる２極異方性円筒状フェライ
ト磁石と総磁束量＞

【表３】表３より、磁気特性の高い２極異方性円筒状フェライト
磁石を製造できることがわかる。

【００２９】（実施例３）実施例で作製した磁場顆粒材
（比表面積９．０ｍ２／ｇ）を用いて、１５００ｋＡ／
ｍ、１ｍｓｅｃ．のパルス磁場を６回印加する磁場中
で、乾式成型を行い、１２３０℃にて空気中焼成し、焼
結体に研磨を施し、外径１８mm、内径１２mm、高さ１
１．４mmの２４極異方性円筒状フェライト磁石を得た。
この２４極異方性円筒状フェライト磁石の総磁束量及び
圧環強度の測定を行った。（比較例３）比較例１で作製した磁場顆粒材（比表面積
６．０ｍ２／ｇ）を用いた以外は、実施例３と同様の操
作を行い、評価した。実施例３及び比較例３の結果を表
２に示す。＜表４：磁場顆粒材の異なる２４極異方性円筒状フェラ
イト磁石と総磁束量、圧環強度＞

【表４】表４より、磁気特性が高く、高強度の２４極異方性円筒
状フェライト磁石を製造できることがわかる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＬａＣｏ
置換フェライト磁石はこれまでの磁場顆粒材の弱点を克
服し、高い残留磁束密度と保磁力との両立を可能にする
磁場顆粒材を用いることで高磁気特性の極異方性円筒状
フェライト磁石を提供することができる。また、従来よ
りも比表面積の大きい材料で作製できることから、焼結
体密度が大きくなるため、高強度の極異方性円筒状フェ
ライト磁石を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁場顆粒材を用いるＬａＣｏ置換フェ
ライト磁石と従来のＳｒ系フェライト磁石における磁場
顆粒材の比表面積と（ａ）残留磁束密度、（ｂ）保磁力
の関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】六方晶マグネトプランバイト型Ｓｒ系フ
ェライト磁石であって、組成式Ｓｒ１−ｘＬａｘ（Ｆｅ１２−ｙＣｏｙ）ｚＯ１
９で表され、原子比率ｘ、ｙ、ｚと原子比率比ｘ／ｙとが、０．０４≦ｘ≦０．４５０．０４≦ｙ≦０．３００．９≦ｘ／ｙ≦１．５０．９０≦ｚ≦１．０５であることを特徴とする極異
方性円筒状フェライト磁石。
【請求項２】請求項１に記載の極異方性円筒状フェラ
イト磁石であって、密度が５．０１（ｇ／ｃｍ３）以上
であることを特徴とする極異方性円筒状フェライト磁
石。
【請求項３】請求項１又は２に記載の極異方性円筒状
フェライト磁石であって、理論密度比が９６．４％以上であることを特徴とする極
異方性円筒状フェライト磁石。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の極
異方性円筒状フェライト磁石であって、比表面積が６．０（ｍ２／ｇ）以上１２．０（ｍ２／
ｇ）以下の範囲にある粒子により作製される磁場顆粒材
を主原料とすることを特徴とする極異方性円筒状フェラ
イト磁石。
【請求項５】請求項４に記載の極異方性円筒状フェラ
イト磁石であって、主原料の磁場顆粒材の平均粒径が、１００〜２５０μｍ
の範囲にあることを特徴とする極異方性円筒状フェライ
ト磁石。
【請求項６】請求項４又は５に記載の磁場顆粒材であ
って、磁場中加圧成型が、分散媒を用いる湿式であることを特
徴とする磁場顆粒材。
【請求項７】請求項４又は５に記載の磁場顆粒材であ
って、磁場中加圧成型が、乾式であることを特徴とする磁場顆
粒材。
【請求項８】請求項６又は７に記載の磁場顆粒材であ
って、磁場中加圧成型が、連続磁場及び／又はパルス磁場を印
加することを特徴とする磁場顆粒材。