JP2002141212A - Rotating machine - Google Patents

Rotating machine

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JP2002141212A
JP2002141212A JP2001253554A JP2001253554A JP2002141212A JP 2002141212 A JP2002141212 A JP 2002141212A JP 2001253554 A JP2001253554 A JP 2001253554A JP 2001253554 A JP2001253554 A JP 2001253554A JP 2002141212 A JP2002141212 A JP 2002141212A
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JP
Japan
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anisotropic
ferrite
sintered magnet
ferrite sintered
rotating machine
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001253554A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Kubota
裕 久保田
Hiroshi Iwasaki
洋 岩崎
Yasunobu Ogata
安伸 緒方
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
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Publication of JP2002141212A publication Critical patent/JP2002141212A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-performance rotating machine, which utilizes an anisotropic Sr ferrite sintered magnet that has a higher residual magnetic flux density and a higher coercive force than the conventional ferrite magnets. SOLUTION: A rotating machine uses an anisotropic Sr ferrite sintered magnet, having a magnet plumbite crystalline structure, where the anisotropic Sr ferrite sintered magnet has basic composition composed of a composition represented by SrO.nFe2O3 (where n is 5.7 to 6.0 (molar ratio)), at least a rare- earth element selected from La, Nd, and Pr, and Co, the amount x of substitution (atomic ratio) of rare-earth element at an Sr site in the anisotropic Sr ferrite sintered magnet is 0.05 to 0.5, the amount y of substitution (atomic ratio) of Co at an Fe site is set so as to satisfy the formula, [x/(2.2n)]<=y<=[x/(1.8n)], and the anisotropic Sr ferrite sintered magnet has a residual magnetic flux density Br of 4,200 G or larger.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、従来に比べて高い
残留磁束密度及び保磁力を有し、マグネトプランバイト
型結晶構造を有する高性能異方性Srフェライト焼結磁石
を用いた回転機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating machine using a high-performance anisotropic Sr ferrite sintered magnet having a high residual magnetic flux density and a coercive force as compared with the prior art and having a magnetoplumbite type crystal structure. .

【0002】[0002]

【従来の技術】フェライト磁石はモーター、発電機等の
回転機を含む種々の用途に使用されている。最近は特に
自動車用回転機分野では小型・軽量化を目的とし、電気
機器用回転機分野では高効率化を目的として、より高い
磁気特性を有するフェライト磁石が求められている。
2. Description of the Related Art Ferrite magnets are used in various applications including rotating machines such as motors and generators. Recently, ferrite magnets having higher magnetic properties have been demanded especially in the field of rotating machines for automobiles for the purpose of reduction in size and weight, and in the field of rotating machines for electric equipment for the purpose of improving efficiency.

【0003】従来からSrフェライト又はBaフェライトの
高性能異方性焼結磁石は以下のようにして製造されてい
る。まず酸化鉄とSr又はBaの炭酸塩を混合後、仮焼によ
りフェライト化反応を行う。仮焼したクリンカーを粗粉
砕し、それに焼結挙動を制御する添加物( SiO2 、SrCO
3 、CaCO3 等)、及び保磁力iHc を制御する添加物(Al
2 O 3 又はCr2 O 3 等)を添加し、平均粒径が0.7 〜1.
0 μmになるまで湿式で微粉砕する。得られた微粉スラ
リーを用いて磁場中で配向させながら湿式成形し、成形
体とする。最後に成形体を焼成した後、製品形状に加工
する。
Conventionally, high-performance anisotropic sintered magnets of Sr ferrite or Ba ferrite have been manufactured as follows. First, after mixing iron oxide and a carbonate of Sr or Ba, a ferrite-forming reaction is performed by calcination. The calcined clinker is coarsely pulverized, and additives (SiO 2 , SrCO
3 , CaCO 3 etc.) and additives (Al
2 O 3 or Cr 2 O 3 ), and the average particle size is 0.7 to 1.
Finely pulverize with a wet method until it reaches 0 μm. The obtained fine powder slurry is wet-formed while being oriented in a magnetic field to obtain a formed body. Finally, after firing the molded body, it is processed into a product shape.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような製造方法を
前提として、異方性フェライト焼結磁石の高性能化の方
法は以下の5つに大きく分類されると考えられる。
On the premise of such a manufacturing method, the methods for improving the performance of the sintered anisotropic ferrite magnet are considered to be roughly classified into the following five methods.

【0005】第1の方法は微粒化法である。焼成体にお
ける結晶粒の大きさがM(マグネトプランバイト)型Sr
フェライト磁石の臨界単磁区粒子径(約0.9 μm )に近
いほど保磁力iHc が大きくなるため、焼成時の結晶粒成
長を見込んで、微粉砕平均粒径を例えば0.7 μm以下に
微粒化する。しかしながらこの方法では、微粒化するほ
ど湿式成形時の脱水特性が悪くなり、生産効率が落ちる
という問題がある。
[0005] The first method is an atomization method. M (Magnetoplumbite) type Sr
Since the coercive force iHc increases as the particle diameter becomes closer to the critical single domain particle diameter (about 0.9 μm) of the ferrite magnet, the pulverized average particle diameter is reduced to, for example, 0.7 μm or less in anticipation of crystal grain growth during firing. However, this method has a problem in that the finer the particles, the worse the dewatering characteristics during wet molding, and the lower the production efficiency.

【0006】第2の方法は焼成体の結晶粒の大きさをで
きるだけ均一にすることである。理想的には均一にして
その値を上記臨界単磁区粒子径(約0.9 μm)とすれば
よい。この値より大きな結晶粒も小さな結晶粒も保磁力
iHc の低下につながるからである。この方式による具体
的な高性能化の手段は微粉砕粉の粒径分布を改善するこ
とであるが、工業的生産の場合にはボールミル又はアト
ライター等の既存の粉砕機を用いざるを得ず、その改善
程度には自ずから限界がある。また近年、化学的沈殿法
により均一な粒子径を有するフェライト微粒子を作製す
る試みが公表されているが、工業的大量生産に適合する
方式とはいえない。
The second method is to make the size of the crystal grains of the fired body as uniform as possible. Ideally, the particle diameter should be uniform and the value should be the critical single magnetic domain particle diameter (about 0.9 μm). Coercive force for both larger and smaller grains
This is because it leads to a decrease in iHc. The specific means of improving the performance by this method is to improve the particle size distribution of the finely pulverized powder, but in the case of industrial production, an existing pulverizer such as a ball mill or an attritor must be used. However, the degree of improvement is naturally limited. In recent years, an attempt to produce ferrite fine particles having a uniform particle size by a chemical precipitation method has been disclosed, but this method cannot be said to be suitable for industrial mass production.

【0007】第3の方法は磁気異方性を左右する結晶配
向度を向上させることである。本方法における具体的手
段としては、界面活性剤を微粉砕スラリーに添加してス
ラリー中のフェライト粒子の分散性を向上したり、配向
時の磁場強度を強くすること等が挙げられる。
[0007] A third method is to improve the degree of crystal orientation which affects magnetic anisotropy. Specific means in this method include adding a surfactant to the finely pulverized slurry to improve the dispersibility of the ferrite particles in the slurry, and increasing the magnetic field strength during orientation.

【0008】第4の方法は焼成体の密度を向上させるこ
とである。Srフェライト焼成体の理論密度は5.15 g/cc
である。現在市販されているSrフェライト焼結磁石の密
度は概ね4.9 〜5.0 g/ccの範囲にあり、この値は対理論
密度比で95〜97%に相当する。高密度化すれば残留磁束
密度Brの向上が期待されるが、現状値以上に密度を向上
するにはHIP 等の特殊な高密度化手段が必要である。し
かしながらこのような特殊なプロセスの導入は製造原価
の増加に結びつき、廉価磁石としてのフェライト磁石の
特長を失わしめる可能性がある。
A fourth method is to improve the density of the fired body. The theoretical density of sintered Sr ferrite is 5.15 g / cc
It is. The density of currently marketed Sr ferrite sintered magnets is generally in the range of 4.9-5.0 g / cc, which corresponds to a theoretical density ratio of 95-97%. If the density is increased, the residual magnetic flux density Br is expected to be improved. However, to increase the density beyond the current value, a special high-density means such as HIP is required. However, the introduction of such a special process leads to an increase in manufacturing cost, and may lose the characteristics of the ferrite magnet as a low-cost magnet.

【0009】第5の方法はフェライト磁石を構成する主
組成物であるフェライト化合物自体の飽和磁化σs を向
上させることである。これは、飽和磁化σs の向上は直
接的に残留磁束密度Brの向上へ結びつく可能性を有する
からである。なお従来のM(マグネトプランバイト)型
フェライト磁石より大きな飽和磁化を有するW型フェラ
イトの検討も行われているが、雰囲気制御の困難さのた
め量産化は実現していない。
A fifth method is to improve the saturation magnetization s of the ferrite compound itself, which is the main composition constituting the ferrite magnet. This is because the improvement in the saturation magnetization s has a possibility of directly leading to an increase in the residual magnetic flux density Br. Although a W-type ferrite having a larger saturation magnetization than a conventional M (magnet plumbite) -type ferrite magnet has been studied, mass production has not been realized due to difficulty in controlling the atmosphere.

【0010】このような状況の中で、上記第1〜第4の
方法によりフェライト磁石の高性能化が図られ、現在で
は代表的特性(Br=4100 G、iHc =4000 Oe )を有する
高性能フェライト磁石の製品化まで進んでいる。しかし
ながら、SrO ・nFe 2 O 3 (ただしn はモル比であ
る。)により表される化合物を主組成物として、上記第
1〜第4の方法によりさらに高性能化を図ることは、
(イ) これらの方法が量産に不適であり、かつ (ロ)磁気特
性のうち特に残留磁束密度Brは既に理論値に近いレベル
に達しているので、 困難であることが分かった。
Under these circumstances, the performance of ferrite magnets has been improved by the above-described first to fourth methods. At present, high-performance ferrite magnets having typical characteristics (Br = 4100 G, iHc = 4000 Oe) have been developed. Production of ferrite magnets is in progress. However, when a compound represented by SrO.nFe 2 O 3 (where n is a molar ratio) is used as a main composition, further improvement in performance by the above-described first to fourth methods can be achieved.
(A) These methods are unsuitable for mass production, and (B) Among the magnetic properties, in particular, the residual magnetic flux density Br has already reached a level close to the theoretical value.

【0011】従って本発明の目的は、上記第5の方法を
採用して、格段に優れた磁気特性、特に従来のフェライ
ト磁石に比べて高い残留磁束密度及び保磁力を有する異
方性Srフェライト焼結磁石を用いた高性能回転機を提供
することである。
Accordingly, an object of the present invention is to adopt the above-described fifth method to provide an anisotropic Sr ferrite sintered body having remarkably excellent magnetic properties, particularly a high residual magnetic flux density and a high coercive force as compared with conventional ferrite magnets. An object is to provide a high-performance rotating machine using a magnet.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に鋭意研究の結果、本発明者らはSrO ・nFe 2 O 3 (た
だしn は5.7 〜6.0 (モル比)である。)により表され
る組成物のSr及びFe元素の一部を異種元素で置換するこ
とにより、いっそう優れた磁気特性を有する異方性Srフ
ェライト焼結磁石が得られ、かかる異方性Srフェライト
焼結磁石を用いれば、優れた特性を有する回転機が得ら
れることを発見した。
Means for Solving the Problems As a result of intense research in order to achieve the above object, the present inventors have SrO · nFe 2 O 3 (where n is from 5.7 to 6.0 (mole ratio).) Represented by By substituting some of the Sr and Fe elements of the composition with different elements, an anisotropic Sr ferrite sintered magnet having more excellent magnetic properties can be obtained. For example, it has been found that a rotating machine having excellent characteristics can be obtained.

【0013】マグネトプランバイト型Srフェライトの磁
気特性はFeイオンの磁気モーメントが担っており、Srフ
ェライトはこの磁気モーメントがFeイオンサイトにより
部分的に反平行方向に配列したフェリ磁性体の磁気構造
を有している。この磁気構造において飽和磁化を向上さ
せるには2つの方法がある。第1の方法は反平行方向に
向いた磁気モーメントに対応するサイトのFeイオンを、
Feイオンより小さな磁気モーメントを有するか非磁性の
別種の元素で置換することである。第2の方法は平行方
向に向いた磁気モーメントに対応するサイトのFeイオン
を、Feイオンより大きな磁気モーメントを有する別種の
元素で置換することである。
The magnetic properties of magnetoplumbite-type Sr ferrite depend on the magnetic moment of Fe ions. Sr ferrite has the magnetic structure of a ferrimagnetic material in which this magnetic moment is partially arranged in an antiparallel direction by Fe ion sites. Have. There are two ways to improve saturation magnetization in this magnetic structure. The first method is to add Fe ions at sites corresponding to magnetic moments oriented in the antiparallel direction,
The substitution of another element that has a smaller magnetic moment than the Fe ion or is non-magnetic. A second method is to replace the Fe ion at the site corresponding to the magnetic moment oriented in the parallel direction with another element having a larger magnetic moment than the Fe ion.

【0014】本発明者らは以上の知見を念頭におき、Fe
イオンを種々の元素で置換する検討を行った結果、Coが
Srフェライトの磁気特性を向上させる元素であることを
発見した。しかしながら単に前記元素を添加しただけで
は十分な磁気特性の向上効果が得られないことが分かっ
た。なぜならば、Feイオンを別種の元素で置換すると、
イオン価数のバランスがくずれ、Srフェライト内に磁気
特性に有害な異相が発生してしまうためである。この現
象を回避するには、電荷補償を目的にSrサイトを別種の
元素で置換する必要があり、そのためにはLa、Nd又はPr
が有効であることを発見した。以上の発見に基づき本発
明を完成した。
With the above knowledge in mind, the present inventors have made Fe
As a result of studying the replacement of ions with various elements, Co
It has been discovered that Sr ferrite is an element that improves the magnetic properties. However, it has been found that a mere addition of the above elements does not provide a sufficient effect of improving magnetic properties. The reason is that if you replace the Fe ion with another element,
This is because the balance of the ionic valence is lost, and a different phase harmful to the magnetic properties is generated in the Sr ferrite. To avoid this phenomenon, it is necessary to replace the Sr site with another element for the purpose of charge compensation, for which La, Nd or Pr
Was found to be effective. The present invention has been completed based on the above findings.

【0015】即ち本発明の回転機は、マグネトプランバ
イト型結晶構造を有する異方性Srフェライト焼結磁石を
用いたもので、前記異方性Srフェライト焼結磁石はSrO
・nFe 2 O 3 (ただしn は5.7 〜6.0 (モル比)であ
る。)により表される組成物にLa、Nd及びPrの少なくと
も1種の希土類元素と、Coを配合してなる基本組成を有
し、前記異方性Srフェライト焼結磁石中のSrサイトにお
ける前記希土類元素の置換量(原子比率)x は0.05〜0.
5 であり、FeサイトにおけるCoの置換量(原子比率)y
は[x/(2.2n)]≦y ≦[x/(1.8n)]であり、もって残留磁束
密度Brが4200 G以上であることを特徴とする。
That is, the rotating machine of the present invention uses an anisotropic Sr ferrite sintered magnet having a magnetoplumbite type crystal structure, and the anisotropic Sr ferrite sintered magnet is SrO
A basic composition obtained by blending Co with at least one rare earth element of La, Nd and Pr in a composition represented by nFe 2 O 3 (where n is 5.7 to 6.0 (molar ratio)); The substitution amount (atomic ratio) x of the rare earth element at the Sr site in the sintered anisotropic Sr ferrite magnet is 0.05 to 0.
5 and the substitution amount (atomic ratio) of Co at the Fe site y
Satisfies [x / (2.2n)] ≦ y ≦ [x / (1.8n)], and is characterized in that the residual magnetic flux density Br is 4200 G or more.

【0016】[0016]

【発明の実施の態様】本発明の回転機に用いる異方性Sr
フェライト焼結磁石は、下記一般式: (Sr 1-x R x )O・n[(Fe 1-y Coy ) 2 O 3 ] (原子比
率) (ただし、RはLa、Nd及びPrの少なくとも1種であり、
n =5.7 〜6.0 (モル比)である。)により表される基
本組成を有する。x はSrサイトにおけるR元素の置換量
(原子比率)であり、y はFeサイトにおけるCoの置換量
(原子比率)である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Anisotropic Sr used in the rotating machine of the present invention
The ferrite sintered magnet has the following general formula: (Sr 1-x R x ) O · n [(Fe 1-y Co y ) 2 O 3 ] (atomic ratio) (where R is at least La, Nd and Pr) One kind,
n = 5.7 to 6.0 (molar ratio). ). x is the substitution amount (atomic ratio) of the R element at the Sr site, and y is the substitution amount (atomic ratio) of Co at the Fe site.

【0017】SrサイトにおけるR元素の置換量(原子比
率)x は0.05〜0.5 である。x が0.05未満では磁気特性
を向上させることが困難であり、また0.5 を超えると逆
に磁気特性が低下する。また電荷補償を実現し、磁気特
性を向上するために、FeサイトにおけるCoの置換量(原
子比率)y は[x/(2.2n)]≦y ≦[x/(1.8n)]である。
The substitution amount (atomic ratio) x of the R element at the Sr site is 0.05 to 0.5. If x is less than 0.05, it is difficult to improve the magnetic properties, and if it exceeds 0.5, the magnetic properties deteriorate. Further, in order to realize charge compensation and improve magnetic properties, the substitution amount (atomic ratio) of Co at the Fe site is [x / (2.2n)] ≦ y ≦ [x / (1.8n)].

【0018】本発明に用いる異方性Srフェライト焼結磁
石は標準的な製造工程(混合→仮焼→粉砕→磁場中成形
→焼結)を経て製造することができる。この場合、仮焼
段階で実質的に異方性Srフェライト焼結磁石の基本組成
とし、基本組成のSrフェライト仮焼粉を粉砕に供するの
が望ましい。このためにはR元素及びCoを混合段階で添
加する。これにより、基本組成のSrフェライトは仮焼及
び焼結の2回の高温過程を経ることになり、R元素及び
Coの固体内拡散が進行して、より均一な組成物が得られ
る。
The sintered anisotropic Sr ferrite magnet used in the present invention can be manufactured through standard manufacturing steps (mixing → calcination → crushing → molding in a magnetic field → sintering). In this case, it is desirable to make the base composition of the anisotropic Sr ferrite sintered magnet substantially at the calcination stage, and to subject the Sr ferrite calcined powder of the base composition to pulverization. For this purpose, the R element and Co are added in the mixing stage. As a result, the Sr ferrite having the basic composition undergoes two high-temperature steps of calcination and sintering, and the R element and
The diffusion of Co into the solid proceeds, and a more uniform composition is obtained.

【0019】本発明に用いる高性能の異方性Srフェライ
ト焼成体を得るために、焼結現象を制御する添加物とし
てSiO 2 及びCaO (又はCaCO3 )を粉砕段階で添加する
のが望ましい。SiO 2 は焼結時の結晶粒成長を抑制する
添加物であり、その含有量は0.4 〜0.5 重量%とするの
が好ましい。0.4 重量%未満では焼結時における結晶粒
成長を抑制する効果が不十分であり、保磁力が低下す
る。また0.5 重量%を超えると結晶粒成長が過度に抑制
され、結晶粒成長とともに進行する配向度の改善が不十
分になり、残留磁束密度が低下する。一方CaO は結晶粒
成長を促進する添加物であり、含有量は0.35〜0.55重量
%とするのが好ましい。0.55重量%を超えると焼結時に
おける結晶粒成長が過度に進行し、保磁力が低下する。
また0.35重量%未満では結晶粒成長が抑制され、結晶粒
成長とともに進行する配向度の改善が不十分であり、残
留磁束密度が低下する。
In order to obtain a high-performance sintered anisotropic Sr ferrite used in the present invention, it is desirable to add SiO 2 and CaO (or CaCO 3 ) as additives for controlling the sintering phenomenon in the pulverization stage. SiO 2 is an additive that suppresses the growth of crystal grains during sintering, and its content is preferably 0.4 to 0.5% by weight. If it is less than 0.4% by weight, the effect of suppressing the growth of crystal grains during sintering is insufficient, and the coercive force decreases. On the other hand, when the content exceeds 0.5% by weight, the growth of crystal grains is excessively suppressed, the degree of orientation progressing along with the growth of crystal grains becomes insufficient, and the residual magnetic flux density decreases. On the other hand, CaO is an additive that promotes crystal grain growth, and its content is preferably 0.35 to 0.55% by weight. If it exceeds 0.55% by weight, crystal grain growth during sintering proceeds excessively, and the coercive force decreases.
If the content is less than 0.35% by weight, the growth of crystal grains is suppressed, the degree of orientation progressing along with the growth of crystal grains is insufficiently improved, and the residual magnetic flux density decreases.

【0020】上記組成物から高性能の異方性Srフェライ
ト焼成体を得るには、上記標準製造工程の粉砕以降を以
下のように行うのが望ましい。すなわち、粉砕工程とし
て平均粒径が0.4 〜0.6 μmの範囲になるまで組成物を
湿式法により微粉砕し、濃縮又は乾燥後解砕し、混練す
る。続いて磁場中湿式成形し、焼結するのが好ましい。
平均粒径で0.4 μm未満まで微粉砕すると焼結時に異常
結晶粒成長が生じて高い磁気特性が得られないのみなら
ず、磁場中湿式成形時の脱水特性が悪化する。一方平均
粒径が0.6 μmを超えると焼結体組織において粗大な結
晶粒の存在比率が増加する。
In order to obtain a high-performance anisotropic Sr ferrite sintered body from the above composition, it is desirable to carry out the following steps after the pulverization in the standard manufacturing process. That is, as a pulverizing step, the composition is finely pulverized by a wet method until the average particle size is in the range of 0.4 to 0.6 μm, concentrated or dried, then crushed and kneaded. Subsequently, it is preferable to perform wet molding in a magnetic field and sinter.
Pulverization to an average particle size of less than 0.4 μm causes abnormal crystal grain growth during sintering, so that not only high magnetic properties cannot be obtained, but also dehydration properties during wet forming in a magnetic field deteriorate. On the other hand, if the average particle size exceeds 0.6 μm, the proportion of coarse crystal grains in the structure of the sintered body increases.

【0021】本発明に用いる異方性Srフェライト焼結磁
石の磁気特性を高めるには最適な組成及び平均粒径に調
整した粉砕粉末を準備する他に、粉砕粉末がスラリー中
で凝集しないことが重要である。そこで本発明者らは粉
砕粉末がスラリー中で独立して存在し得る状態を作り出
すべく種々検討した。その結果、粉砕粉末を含むスラリ
ーを乾燥又は濃縮後、高濃度のスラリー状態にし、続い
て分散剤を添加して混練することにより剪断力が加えら
れ、凝集が解かれ、配向性が向上し、磁気特性が向上す
ることを発見した。分散剤の添加により、分散剤が粉砕
粉末に吸着し、表面改質がなされて良好な分散状態とな
り、磁気特性が向上すると考えられる。
In order to enhance the magnetic properties of the sintered anisotropic Sr ferrite magnet used in the present invention, in addition to preparing a pulverized powder adjusted to an optimum composition and an average particle size, it is necessary that the pulverized powder does not agglomerate in the slurry. is important. Therefore, the present inventors have made various studies to create a state in which the pulverized powder can exist independently in the slurry. As a result, after drying or concentrating the slurry containing the pulverized powder, a high-concentration slurry is formed, and then a dispersing agent is added and kneaded, whereby a shearing force is applied, aggregation is released, and orientation is improved. It has been found that the magnetic properties are improved. It is considered that by adding the dispersant, the dispersant is adsorbed on the pulverized powder, the surface is modified, a good dispersion state is obtained, and the magnetic properties are improved.

【0022】分散剤としては、界面活性剤、高級脂肪
酸、高級脂肪酸石鹸又は高級脂肪酸エステル等が知られ
ているが、アニオン系界面活性剤の一種であるポリカル
ボン酸系分散剤を使用することにより粉砕粉末の分散性
を顕著に向上できることが分かった。ポリカルボン酸系
分散剤にも種々あるが、ポリカルボン酸アンモニウム塩
が分散性向上に特に有効である。分散剤の添加量は固形
分比率で0.2 %以上であれば有効であるが、2.0 %を超
えると逆に残留磁束密度が低下する。
As the dispersant, a surfactant, a higher fatty acid, a higher fatty acid soap, a higher fatty acid ester and the like are known, but by using a polycarboxylic acid dispersant which is a kind of anionic surfactant. It was found that the dispersibility of the pulverized powder could be significantly improved. Although there are various polycarboxylic acid-based dispersants, ammonium polycarboxylate is particularly effective for improving dispersibility. It is effective if the amount of the dispersant added is 0.2% or more in terms of solid content, but if it exceeds 2.0%, the residual magnetic flux density decreases.

【0023】[0023]

【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto.

【0024】参考例1〜12、比較例1 R元素(Srサイト置換元素)として、Srイオンと近似の
イオン半径を有することを基準としてLa、Pr、Nd、Sm、
Eu及びGdを選択し、またM元素(Feサイト置換元素)と
して、Feイオンと近似のイオン半径を有することを基準
としてTi、V、Mn、Co、Ni、Cu及びZnを選択した。SrCO
3 、Fe2 O 3 、R元素の酸化物及びM元素の酸化物をそ
れぞれ用い、下記の化学式: (Sr1-x R x )O・n[(Fe 1-y M y ) 2 O 3 ] において、原子比率でn =5.85、x =2ny 、及びx =0.
117 になるように配合し、湿式混合した。得られた混合
物を1200℃で2時間大気中で仮焼した。また比較例1と
して、上記化学式においてn =5.85、x =y =0となる
組成に配合し、混合した以外は前記と同様にして仮焼し
た。
REFERENCE EXAMPLES 1-12, COMPARATIVE EXAMPLE 1 La, Pr, Nd, Sm, and R are used as R elements (Sr site substitution elements) on the basis of having an ion radius similar to that of Sr ions.
Eu and Gd were selected, and Ti, V, Mn, Co, Ni, Cu and Zn were selected as M elements (Fe site substitution elements) on the basis that they had an ionic radius similar to that of Fe ions. SrCO
3 , Fe 2 O 3 , an oxide of the R element and an oxide of the M element, respectively, using the following chemical formula: (Sr 1-x R x ) On · n [(Fe 1-y M y ) 2 O 3 ] In the above, n = 5.85, x = 2ny, and x = 0 in atomic ratio.
117 and wet-mixed. The obtained mixture was calcined at 1200 ° C. for 2 hours in the air. Further, as Comparative Example 1, calcination was performed in the same manner as described above, except that the composition was such that n = 5.85 and x = y = 0 in the above chemical formula, and they were mixed.

【0025】得られた各仮焼粉をローラーミルで乾式粉
砕した。得られた粗粉砕粉の磁気特性は試料振動型磁力
計により測定した。この測定は最大磁場強度12 kOeで行
い、1/H 2 プロット(H は印加磁場強度)から飽和磁
化σs 及び保磁力Hcを求めた。またX線回折により生成
相の同定を行った。結果を表1に示す。表1において、
M相とはマグネトプランバイト型の結晶構造を有する相
である。
Each of the calcined powders was dry-pulverized by a roller mill. The magnetic properties of the obtained coarsely pulverized powder were measured with a sample vibration magnetometer. The measurement was performed at a maximum magnetic field strength 12 kOe, were determined saturation magnetization σs and the coercive force Hc of 1 / H 2 plot (H is the applied magnetic field strength). The product phase was identified by X-ray diffraction. Table 1 shows the results. In Table 1,
The M phase is a phase having a magnetoplumbite type crystal structure.

【0026】表1から明らかなように、R元素+M元素
の組み合わせがLa+Mnの場合(参考例3)、La+Coの場
合(参考例4)、及びLa+Niの場合(参考例5)に、比
較例1に比べて飽和磁化σs 及び保磁力Hcが高い。特に
La+Coの場合(参考例4)、飽和磁化σs 及び保磁力Hc
のいずれも優れていた。
As is clear from Table 1, when the combination of the R element and the M element is La + Mn (Reference Example 3), when the combination is La + Co (Reference Example 4), and when the combination is La + Ni (Reference Example 5), Comparative Example 1 is used. The saturation magnetization σs and the coercive force Hc are higher than those of. In particular
In the case of La + Co (Reference Example 4), the saturation magnetization s and the coercive force Hc
Both were excellent.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】参考例13 R元素としてLa、及びM元素としてZnをそれぞれ選択
し、SrCO3 、Fe2 O 3 、La2 O 3 及びZnO を用い、下記
に示す化学式: (Sr1-x R x )O・n[(Fe 1-y M y ) 2 O 3 ] において、原子比率でn =5.85、x =2ny 、及びx =0
〜0.6 になるように配合し、湿式混合した。その後1200
℃で2時間、大気中で仮焼した。得られた仮焼粉を参考
例3と同様にして粗粉砕した。
Reference Example 13 La was selected as the R element and Zn was selected as the M element, and SrCO 3 , Fe 2 O 3 , La 2 O 3 and ZnO were used, and the following chemical formula was used: (Sr 1-x R x ) O.n [(Fe 1-y M y ) 2 O 3 ], where n = 5.85, x = 2ny, and x = 0 in atomic ratio
0.60.6 and wet-mixed. Then 1200
Calcination was performed in air at ℃ for 2 hours. The obtained calcined powder was roughly pulverized in the same manner as in Reference Example 3.

【0029】得られた粗粉砕粉の磁気特性を測定した。
結果を図1に示す。図1から明らかなように、La2 O 3
及びZnO を同時に添加することにより、飽和磁化σs が
向上した。またLaの含有量x が0.05以上でσs の向上効
果が認められ、0.5 を超えると逆にσs が減少すること
が分かる。従ってx は0.05〜0.5 が望ましく、0.07〜0.
4 がより望ましい。
The magnetic properties of the obtained coarsely pulverized powder were measured.
The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 1, La 2 O 3
And ZnO were added at the same time, the saturation magnetization σs was improved. Also, it can be seen that the improvement effect of σs is recognized when the La content x is 0.05 or more, and that the σs decreases when it exceeds 0.5. Therefore, x is preferably 0.05 to 0.5, and 0.07 to 0.
4 is more desirable.

【0030】参考例14 R元素としてPr又はNdを選択し、M元素としてMn、Co及
びNiのいずれかを選択した以外は参考例13と同様にして
粗粉砕粉を作製し、磁気特性を評価した。その結果図1
とほぼ同様の結果が得られた。またn が5.7 〜6.0 の範
囲では有意に差異は認められず、同様な効果が得られる
ことを確認した。
REFERENCE EXAMPLE 14 Coarsely pulverized powder was prepared in the same manner as in Reference Example 13 except that Pr or Nd was selected as the R element and any of Mn, Co and Ni was selected as the M element, and the magnetic properties were evaluated. did. As a result, FIG.
Almost the same result was obtained. No significant difference was observed when n was in the range of 5.7 to 6.0, confirming that the same effect was obtained.

【0031】実施例1、参考例15〜17 R元素としてLaを選択するとともに、M元素としてMn
(参考例15)、Co(実施例1)、Ni(参考例16)、及び
Zn(参考例17)を選択した。SrCO3 、Fe2 O 3 、La2 O
3 及び各M元素の酸化物を用いて、下記に示す化学式: (Sr1-x R x )O・n[(Fe 1-y M y ) 2 O 3 ] において、原子比率でn =5.85、x =2ny 、及びx =0.
117 になるように配合し、湿式混合した。その後1200℃
で2時間大気中で仮焼した。得られた仮焼粉をローラー
ミルで乾式粉砕し、粗粉砕粉とした。
Example 1, Reference Examples 15 to 17 La was selected as the R element, and Mn was selected as the M element.
(Reference Example 15), Co (Example 1), Ni (Reference Example 16), and
Zn (Reference Example 17) was selected. SrCO 3 , Fe 2 O 3 , La 2 O
Using the oxides of 3 and each M element, the following chemical formula: (Sr 1-x R x ) O · n [(Fe 1-y M y ) 2 O 3 ], n = 5.85 in atomic ratio, x = 2ny and x = 0.
117 and wet-mixed. Then 1200 ° C
For 2 hours in the air. The resulting calcined powder was dry-pulverized with a roller mill to obtain a coarsely pulverized powder.

【0032】その後アトライターにより湿式粉砕を行
い、平均粒径が0.7 μmの微粉砕粉を含むスラリーを得
た。微粉砕の初期に、焼結助剤としてSiO 2 及びCaCO3
を粗粉砕粉に対する重量比でそれぞれ0.45%、0.80%
(CaO 換算で0.45%)添加した。このスラリーを用いて
10 kOeの磁場中で湿式成形を行い、成形体とした。次い
で成形体を1180〜1230℃の温度範囲で2時間焼結し、焼
成体とした。またx =y =0なる焼成体組成とした以外
は前記と同様にして従来材を作製した。これら焼成体を
それぞれ約10 mm ×10 mm ×20mmの形状に加工後、B-H
トレーサーにより磁気特性を測定した。結果を図2に示
す。
Thereafter, wet pulverization was performed with an attritor to obtain a slurry containing finely pulverized powder having an average particle diameter of 0.7 μm. At the beginning of the milling, SiO 2 and CaCO 3 were used as sintering aids.
Are 0.45% and 0.80%, respectively, by weight to the coarsely ground powder
(0.45% in terms of CaO). Using this slurry
Wet molding was performed in a magnetic field of 10 kOe to obtain a molded body. Next, the molded body was sintered at a temperature range of 1180 to 1230 ° C. for 2 hours to obtain a fired body. A conventional material was prepared in the same manner as described above except that the composition of the fired body was such that x = y = 0. After processing each of these fired bodies into a shape of about 10 mm × 10 mm × 20 mm, BH
The magnetic properties were measured with a tracer. The results are shown in FIG.

【0033】図2より、La+Mn(参考例15)、La+Ni
(参考例16)及びLa+Zn(参考例17)の置換材はいずれ
も従来材に比較して低iHc 領域における残留磁束密度Br
の伸びが良好である。La+Co(実施例1)の置換材は、
高いBrとともに高いiHc を兼ね備えており、この異方性
Srフェライト焼結磁石を用いた回転機は従来材を用いた
場合に比較して高性能になる。
FIG. 2 shows that La + Mn (Reference Example 15), La + Ni
The replacement materials of (Reference Example 16) and La + Zn (Reference Example 17) were both residual magnetic flux density Br in the low iHc region as compared with the conventional material.
Has good elongation. The replacement material for La + Co (Example 1)
It has both high Br and high iHc.
Rotating machines using Sr ferrite sintered magnets have higher performance than those using conventional materials.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明の回転
機に用いる異方性Srフェライト焼結磁石は従来材より高
いBr及び高いiHc を兼ね備えており、従来にない高性能
な回転機を提供することができる。
As is clear from the above, the sintered anisotropic Sr ferrite magnet used for the rotating machine of the present invention has both higher Br and higher iHc than the conventional material, so that a high-performance rotating machine that has never existed before can be used. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 Srフェライト磁石において、R元素の置換量
(原子比率)x と飽和磁化σs との相関例を示すグラフ
である。
FIG. 1 is a graph showing a correlation example between the substitution amount (atomic ratio) x of an R element and a saturation magnetization σs in an Sr ferrite magnet.

【図2】 本発明に用いる異方性Srフェライト焼結磁石
の磁気特性の一例を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing an example of magnetic properties of the sintered anisotropic Sr ferrite magnet used in the present invention.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01F 7/20 C04B 35/26 F (72)発明者 緒方 安伸 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地日立金属株式 会社磁性材料研究所内 Fターム(参考) 4G002 AA08 AA09 AA10 AE02 4G018 AA08 AA09 AA11 AA13 AA15 AA17 AA21 AA22 AA23 AA24 AA25 AA31 AB04 AC03 AC07 AC11 AC16 5E040 AB04 BD01 CA01 NN00 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01F 7/20 C04B 35/26 F (72) Inventor Yasunobu Ogata 5200 Sankajiri, Kumagaya-shi, Saitama Hitachi Metals, Ltd. In-house F term (reference) 4G002 AA08 AA09 AA10 AE02 4G018 AA08 AA09 AA11 AA13 AA15 AA17 AA21 AA22 AA23 AA24 AA25 AA31 AB04 AC03 AC07 AC11 AC16 5E040 AB04 BD01 CA01 NN00

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マグネトプランバイト型結晶構造を有す
る異方性Srフェライト焼結磁石を用いた回転機におい
て、前記異方性Srフェライト焼結磁石はSrO ・nFe 2 O
3 (ただしn は5.7 〜6.0 (モル比)である。)により
表される組成物にLa、Nd及びPrの少なくとも1種の希土
類元素と、Coを配合してなる基本組成を有し、前記異方
性Srフェライト焼結磁石中のSrサイトにおける前記希土
類元素の置換量(原子比率)x は0.05〜0.5 であり、Fe
サイトにおけるCoの置換量(原子比率)y は[x/(2.2n)]
≦y ≦[x/(1.8n)]であり、もって残留磁束密度Brが4200
G以上であることを特徴とする回転機。
1. A rotating machine using an anisotropic Sr ferrite sintered magnet having a magnetoplumbite type crystal structure, wherein the anisotropic Sr ferrite sintered magnet is SrO.nFe 2 O
3 (where n is 5.7 to 6.0 (molar ratio)) having a basic composition obtained by blending Co with at least one rare earth element of La, Nd and Pr, and Co. The substitution amount (atomic ratio) x of the rare earth element at the Sr site in the anisotropic Sr ferrite sintered magnet is 0.05 to 0.5, and Fe
The substitution amount (atomic ratio) of Co at the site y is [x / (2.2n)]
≦ y ≦ [x / (1.8n)], so that the residual magnetic flux density Br is 4200
A rotating machine characterized by being at least G.
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