JP2002353021A

JP2002353021A - フェライト焼結磁石の製造方法

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Publication number: JP2002353021A
Application number: JP2001332784A
Authority: JP
Inventors: Kunihito Ono; 国士大野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2002-12-06
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: JP3927401B2

Abstract

(57)【要約】【課題】磁石特性の高いフェライト焼結磁石におい
て、機械的強度を向上させる。【解決手段】Ｆｅ、元素Ａ（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａおよび
Ｐｂから選択される少なくとも１種）、元素Ｒ（希土類
元素およびＢｉから選択される少なくとも１種であっ
て、Ｌａを必ず含む）および元素Ｍ（Ｃｏであるか、Ｃ
ｏおよびＺｎ）を含有し、六方晶マグネトプランバイト
型フェライトを主相として有するフェライト焼結磁石を
製造する方法であって、成形対象粉末を成形した後、焼
結する工程を有し、前記成形対象粉末が、Ｆｅ、元素
Ａ、元素Ｒおよび元素Ｍを含有するフェライト焼結磁石
を粉末化した磁石粉末から実質的に構成されるか、また
は、この磁石粉末と、Ｆｅ、元素Ａ、元素Ｒおよび元素
Ｍを含有する原料粉末とから実質的に構成されるフェラ
イト焼結磁石の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フェライト焼結磁
石を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＳｒ系のマグネトプランバイト型
（Ｍ型）フェライト焼結磁石は、安価でしかも高い磁気
特性を有するという特徴から、家電製品や自動車に搭載
されるモータなどに広く利用されている。

【０００３】特開平１１−１５４６０４号公報には、Ｍ
型のＳｒ系フェライトの成分の一部をＬａおよびＣｏで
置換することにより、高飽和磁化および高保磁力を実現
できることが記載されている。このＬａＣｏ置換フェラ
イトは高特性であるため、小型化、薄肉化が可能であ
る。

【０００４】しかし、フェライト焼結磁石は陶磁器の一
種であるため、小型化、薄肉化すると機械的強度が低く
なるという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、磁石特性の
高いフェライト焼結磁石において、機械的強度を向上さ
せることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（６）の本発明により達成される。（１）Ｆｅ、元素Ａ（Ａは、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａおよび
Ｐｂから選択される少なくとも１種）、元素Ｒ（Ｒは、
希土類元素およびＢｉから選択される少なくとも１種で
あって、Ｌａを必ず含む）および元素Ｍ（Ｍは、Ｃｏで
あるか、ＣｏおよびＺｎである）を含有し、六方晶マグ
ネトプランバイト型フェライトを主相として有するフェ
ライト焼結磁石を製造する方法であって、成形対象粉末
を成形した後、焼結する工程を有し、前記成形対象粉末
が、Ｆｅ、元素Ａ、元素Ｒおよび元素Ｍを含有するフェ
ライト焼結磁石を粉末化した磁石粉末から実質的に構成
されるか、または、この磁石粉末と、Ｆｅ、元素Ａ、元
素Ｒおよび元素Ｍを含有する原料粉末とから実質的に構
成されるフェライト焼結磁石の製造方法。（２）前記原料粉末が、Ｆｅ、元素Ａ、元素Ｒおよび
元素Ｍを含有する仮焼体粉末を含む上記（１）のフェラ
イト焼結磁石の製造方法。（３）前記原料粉末が、少なくともＦｅおよび元素Ａ
を含有する仮焼体粉末と、Ｆｅ、元素Ａ、元素Ｒおよび
元素Ｍの少なくとも１種を含有する後添加物とを含む上
記（１）のフェライト焼結磁石の製造方法。（４）前記成形対象粉末中における前記磁石粉末の含
有量が、質量比で１％以上である上記（１）〜（３）の
いずれかのフェライト焼結磁石の製造方法。（５）前記磁石粉末が、フェライト焼結磁石の形状加
工の際に生じた屑材であるか、不良なフェライト焼結磁
石を粉砕したものである上記（１）〜（４）のいずれか
のフェライト焼結磁石の製造方法。（６）前記磁石粉末の原料となるフェライト焼結磁石
の主成分および製造されるフェライト焼結磁石の主成分
が、式Ａ_1-xＲ_x（Ｆｅ_12-yＭ_y）_zＯ₁₉ （ｘ、ｙ、ｚはモル比を表し、０．０４≦ｘ≦０．９、０．０４≦ｙ≦１．０、０．４≦ｘ／ｙ≦５、０．７≦ｚ≦１．２である）で表される上記（１）〜（５）のいずれかのフ
ェライト焼結磁石の製造方法。

【０００７】

【作用および効果】フェライト焼結磁石は、一般に、出
発原料を混合して仮焼し、次いで、仮焼体を適度な粒度
となるまで粉砕して成形対象粉末とした後、必要な形状
に成形し、焼結することにより製造する。

【０００８】本発明の好ましい態様では、前記元素Ｒお
よび前記元素Ｍを含有するフェライト焼結磁石を製造す
るに際し、成形対象粉末として、元素Ｒおよび元素Ｍを
含有するフェライト焼結磁石を粉末化した磁石粉末を用
いるか、この磁石粉末と、Ｆｅ、元素Ａ、元素Ｒおよび
元素Ｍを含有する原料粉末とを用いる。これにより、機
械的強度が著しく向上し、また、熱衝撃に対する耐久性
が著しく向上したフェライト焼結磁石が得られる。この
効果は、成形対象粉末に含有される磁石粉末が、元素Ｒ
および元素Ｍを共に含有する場合にだけ実現する。

【０００９】また、本発明では、最終的に得られるフェ
ライト焼結磁石の磁気特性を高くすることができる。す
なわち、本発明により製造された磁石と従来の方法によ
り製造された磁石とを比較した場合、元素Ｒ含有量およ
び元素Ｍ含有量がそれぞれ同じであっても、本発明によ
り製造された磁石のほうが保磁力および残留磁束密度の
いずれもが高くなる。そのため、元素Ｒ含有量および元
素Ｍ含有量を従来より少なくしても、本発明により従来
と同等の磁気特性を得ることが可能である。したがって
本発明では、いずれも高価な元素Ｒおよび元素Ｍの使用
量を減らすことができるので、材料コストを低減するこ
とが可能である。

【００１０】本発明によって機械的強度の向上および熱
衝撃に対する耐性の向上が実現し、かつ磁気特性の向上
も実現する理由は明らかではない。ただし、元素Ｒおよ
び元素Ｍのいずれも含有しない通常のフェライト焼結磁
石では上記効果が実現しないこと、また、成形対象粉末
中に含有される磁石粉末が最終的に２度焼結されるこ
と、を考慮すると、通常の焼結磁石では、元素Ｒおよび
元素Ｍが結晶粒界付近に相対的に高濃度で存在し、一
方、本発明によって２度焼結された場合には、元素Ｒお
よび元素Ｍが結晶粒内に拡散することにより、機械的強
度の向上、熱衝撃に対する耐性の向上および磁気特性の
向上が実現すると考えられる。

【００１１】本発明では、成形対象粉末に含有させる磁
石粉末の原料として、フェライト焼結磁石を研削や研磨
することによって形状加工する際に生じた屑材またはこ
れを粉砕したものを用いることができる。また、不良な
焼結磁石、例えば、割れやクラックなどの不良が生じた
焼結磁石や、寸法不良となった焼結磁石、焼結条件が不
適正で磁石特性が不良となった焼結磁石など、を粉砕し
て、前記磁石粉末として用いることもできる。すなわ
ち、本発明ではフェライト焼結磁石のリサイクルが可能
である。したがって本発明は、材料コスト低減および環
境負荷の低減の面においても著しい効果を示す。

【００１２】

【発明の実施の形態】製造方法本発明では、Ｆｅ、元素Ａ（Ａは、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａお
よびＰｂから選択される少なくとも１種）、元素Ｒ（Ｒ
は、希土類元素およびＢｉから選択される少なくとも１
種であって、Ｌａを必ず含む）および元素Ｍ（Ｍは、Ｃ
ｏであるか、ＣｏおよびＺｎである）を含有し、六方晶
マグネトプランバイト型フェライトを主相として有する
フェライト焼結磁石を製造する。

【００１３】フェライト焼結磁石は、成形対象粉末を成
形して焼結することにより製造される。従来のフェライ
ト焼結磁石の製造工程では、仮焼体の粉砕粉や、水熱合
成法や共沈法により製造された粉末に焼結助剤等の添加
物を混合したものを、成形対象粉末として用いる。これ
に対し本発明における成形対象粉末は、フェライト焼結
磁石を粉末化した磁石粉末から実質的に構成されるか、
または、この磁石粉末と、Ｆｅ、元素Ａ、元素Ｒおよび
元素Ｍを含有する原料粉末とから実質的に構成される。
なお、成形対象粉末が磁石粉末（および原料粉末）から
実質的に構成されるとは、焼結助剤等の微量添加物を除
いた全量が、磁石粉末（および原料粉末）から構成され
ることを意味する。ただし、焼結助剤等の微量添加物を
添加することは必須ではなく、例えば成形対象粉末が磁
石粉末だけから構成されていてもよい。

【００１４】成形対象粉末中における磁石粉末の含有量
は、好ましくは１〜１００質量％、より好ましくは５〜
１００質量％、さらに好ましくは１０〜１００質量％で
ある。磁石粉末の含有量が少なすぎると、最終的に得ら
れるフェライト焼結磁石において、機械的強度の著しい
向上、熱衝撃に対する耐久性の著しい向上および磁気特
性の向上を実現することが困難となる。

【００１５】成形対象粉末全体の平均粒径は、好ましく
は０．１〜１０μm、より好ましくは０．５〜５μmであ
る。この平均粒径が小さすぎると、成形性が悪くなりや
すい。一方、この平均粒径が大きすぎると、良好な磁石
特性が得られにくい。

【００１６】本発明の効果は、成形対象粉末に含有され
る磁石粉末および上記原料粉末の両者が、共にＦｅ、元
素Ａ、元素Ｒおよび元素Ｍを含有する場合に実現する。
本発明では、成形対象粉末中の磁石粉末における各元素
の含有量と、上記原料粉末における各元素の含有量と
を、それぞれほぼ同じとしてもよく、異なるものとして
もよい。これらを異なるものとすることにより、最終的
に得られるフェライト焼結磁石の組成を制御することが
可能である。ただし、上述したようにフェライト焼結磁
石のリサイクルを目的の一つとする場合には、成形対象
粉末中の磁石粉末と原料粉末とで各元素の含有量をそれ
ぞれほぼ同じとすることが好ましい。なお、磁石粉末お
よび原料粉末において、元素Ａは同一種（例えばＳｒ）
であることが好ましいが、異なるものであってもよい。

【００１７】本発明の製造方法において、成形対象粉末
を上記構成とする以外に特に限定される条件はない。た
だし、通常は、以下に示す手順でフェライト焼結磁石を
製造することが好ましい。なお、以降では、主として上
記原料粉末を用いる場合について説明する。

【００１８】本発明において原料粉末として用いられる
のは、六方晶マグネトプランバイト型フェライト相を有
し、かつ、成形されて焼結されたことのない粉末である
か、または、この粉末と、後に詳細に説明する後添加物
とである。六方晶マグネトプランバイト型フェライト相
を有する原料粉末の製造方法は特に限定されず、例え
ば、いわゆる仮焼によって固相反応により製造してもよ
く、共沈法や水熱合成法などにより製造してもよい。た
だし、原料粉末として仮焼体粉末を用いた場合に本発明
は特に有効である。以降では、主として仮焼工程を設け
る場合について説明する。

【００１９】まず、出発原料を混合した後、仮焼し、仮
焼体を得る。次に、この仮焼体の粉末および磁石粉末を
含有する混合物を調製して成形対象粉末とし、これを成
形した後、焼結する。

【００２０】出発原料としては、Ｆｅ、元素Ａ、元素Ｒ
および元素Ｍのそれぞれ１種を含有する化合物、または
これらの２種以上を含有する化合物を用いればよい。元
素Ａを含む出発原料には、ストック時の安定性が良好で
あることから、水酸化物または炭酸塩を用いることが好
ましい。このほか、焼結助剤として、Ｓｉ化合物および
／またはＣａ化合物が用いられる。Ｓｉ化合物としては
ＳｉＯ₂が好ましく、Ｃａ化合物としてはＣａＣＯ₃が好
ましい。Ｓｉ化合物のＳｉＯ₂換算での添加量は、成形
対象粉末の０．１〜２質量％程度とすればよく、Ｃａ化
合物のＣａＣＯ ₃換算での添加量は、成形対象粉末の
０．２〜４質量％程度とすればよい。

【００２１】出発原料には、酸化物粉末、または焼成に
より酸化物となる化合物、例えば炭酸塩、水酸化物、硝
酸塩等の粉末を用いる。出発原料の平均粒径は特に限定
されないが、通常、０．１〜２μm程度とすることが好
ましい。特に酸化鉄は微細粉末を用いることが好まし
く、具体的には一次粒子の平均粒径が好ましくは１μm
以下、より好ましくは０．５μm以下のものを用いる。

【００２２】仮焼は、通常、空気中等の酸化性雰囲気中
で行えばよい。仮焼条件は特に限定されないが、通常、
安定温度は１０００〜１３５０℃、安定時間は１秒間〜
１０時間、より好ましくは１秒間〜３時間とすればよ
い。仮焼体は、実質的にマグネトプランバイト型のフェ
ライト構造をもち、その一次粒子の平均粒径は、好まし
くは２μm以下、より好ましくは１μm以下、さらに好ま
しくは０．１〜１μmである。平均粒径は走査型電子顕
微鏡により測定することができる。

【００２３】出発原料化合物は、仮焼前にすべてを混合
する必要はなく、各化合物の一部または全部を仮焼後に
添加する構成としてもよい。特に、焼結助剤として用い
るＳｉ化合物およびＣａ化合物は、一部、好ましくは全
部を、仮焼後に添加することが好ましい。

【００２４】焼結助剤以外の化合物、すなわち、Ｆｅ、
元素Ａ、元素Ｒまたは元素Ｍを含有する化合物の少なく
とも一部を仮焼後に添加する方法を、本明細書では後添
加法と呼ぶ。後添加法については、特開平１１−１９５
５１６号公報に詳細に記載されている。この後添加法で
は、まず、少なくともＦｅおよび元素Ａを含有し、かつ
六方晶フェライトを主相とする仮焼体を製造する。次い
で、この仮焼体を粉砕した後、または粉砕時に、後添加
する化合物（後添加物）を仮焼体に添加し、その後、成
形し、焼結する。元素Ｒおよび元素Ｍから選択される少
なくとも１種の元素、好ましくは元素Ｒおよび元素Ｍの
両方が後添加物に含有されるように、後添加する化合物
を選択すれば、磁石特性をより高くすることができる。

【００２５】本発明において後添加法を用いない場合の
成形対象粉末は、元素Ｒおよび元素Ｍを含有する仮焼体
粉末と磁石粉末とを主成分とする。一方、本発明におい
て後添加法を用いる場合の成形対象粉末は、仮焼体粉末
と後添加物とを主成分とする。後添加物に元素Ｒおよび
元素Ｍが含有される場合、仮焼体粉末が元素Ｒおよび元
素Ｍを含有する必要はない。

【００２６】後添加法で用いられる、元素Ｒおよび元素
Ｍを含有しない仮焼体粉末は、式ＡＯ・ｎＦｅ₂Ｏ₃ で表される組成（モル比）をもつことが好ましい。上記
式におけるモル比ｎは、好ましくは５〜７．５、より好
ましくは６〜７である。モル比ｎが小さいと、後添加物
の一部としてＦｅ₂Ｏ₃を加える必要が生じ、モル比ｎが
小さいほどＦｅ₂Ｏ₃添加量を増やす必要ある。しかし、
後添加物としてＦｅ₂Ｏ₃を多量に添加すると、成形性が
悪化する。また、Ｆｅ₂Ｏ₃は質量が大きいため、取り扱
いが面倒である。一方、モル比ｎが大きいと、後添加物
の一部としてＳｒＯ等の元素Ａ酸化物を加える必要が生
じ、モル比ｎが大きいほど元素Ａ酸化物を増やす必要が
ある。しかし、後添加物として元素Ａ酸化物を多量に添
加すると、最終的に得られる焼結磁石の特性が不十分と
なりやすい。

【００２７】本発明による磁気特性向上効果は、後添加
法を用いる場合に特に顕著となる。すなわち、従来法に
おいて後添加法を用いた場合と、本発明法において後添
加法を用いた場合とを比較した場合、本発明により磁気
特性が顕著に向上する。

【００２８】後添加物の量は、成形対象粉末全体に対
し、好ましくは２〜２０質量％である。元素Ｒを含有す
る化合物としてはＲ酸化物を用いることができるが、Ｒ
酸化物は水に対する溶解度が比較的大きいため、湿式成
形の際に流出してしまうなどの問題がある。また、吸湿
性もあるため、秤量誤差の原因になりやすい。そのた
め、Ｒ化合物としては炭酸塩または水酸化物が好まし
い。そのほかの元素の後添加物は、酸化物、または焼成
により酸化物となる化合物、例えば炭酸塩や水酸化物と
して添加すればよい。

【００２９】後添加物の添加時期は、仮焼後かつ焼結前
であればよいが、好ましくは、次に説明する粉砕時に添
加する。ただし、仮焼体ではなく、共沈法や水熱合成法
などにより製造され、少なくとも前記元素Ａを含有する
六方晶フェライトを主相とする粒子に対し、後添加物を
添加してもよい。

【００３０】元素Ｒまたは元素Ｍについては、磁石中に
含まれる全量の好ましくは３０％以上、より好ましくは
５０％以上が、後添加物として添加されることが望まし
い。そのほかの元素については、後添加物として添加さ
れる量は特に限定されない。なお、後添加物の平均粒径
は、０．１〜２μm程度であることが好ましい。

【００３１】次に、成形およびその前工程である粉砕に
ついて説明する。

【００３２】成形対象粉末の成形には、湿式成形法また
は乾式成形法を利用する。本発明の効果は成形方法に依
存せず実現する。以下では、湿式成形法を用いる場合に
ついて説明する。

【００３３】湿式成形では、成形対象粉末と、分散媒と
しての水と、分散剤とを含む成形用スラリーを用いるこ
とが好ましい。なお、分散剤の効果をより高くするため
には、湿式成形工程の前に湿式微粉砕工程を設けること
が好ましい。また、原料粉末として仮焼体粉末を用いる
場合、仮焼体は一般に顆粒から構成されるので、仮焼体
の粗粉砕ないし解砕のために、湿式微粉砕工程の前に乾
式粗粉砕工程を設けることが好ましい。共沈法や水熱合
成法などにより原料粉末を製造した場合には、通常、乾
式粗粉砕工程は設けず、湿式微粉砕工程も必須ではない
が、配向度をより高くするためには湿式微粉砕工程を設
けることが好ましい。以下では、仮焼体粒子を原料粉末
として用い、乾式粗粉砕工程および湿式微粉砕工程を設
ける場合について説明する。

【００３４】なお、成形対象粉末の一部として用いるフ
ェライト焼結磁石は、乾式粗粉砕工程において混合して
もよく、湿式微粉砕工程において混合してもよいが、通
常、湿式微粉砕工程において混合する。添加するフェラ
イト焼結磁石は粉末またはスラリー状態であることが好
ましい。フェライト焼結磁石の形状加工の際に生じた屑
材は、通常、粒径５μm程度以下の粉末であるため、通
常、屑材は乾式粗粉砕を行うことなく湿式微粉砕工程に
供することができる。また、不良品となった焼結磁石を
混合する場合、焼結磁石を粗砕きした後、振動ミル等に
よって平均粒径０．１〜１０μm、好ましくは０．５〜
５μm程度まで粗粉砕し、これを湿式微粉砕工程に供す
ればよい。添加する磁石粉末の平均粒径が小さすぎる
と、粉砕後の平均粒径、すなわち成形対象粉末中におけ
る平均粒径が小さくなりすぎる。一方、添加する磁石粉
末の平均粒径が大きすぎると、粉砕後の平均粒径が十分
に小さくならない。

【００３５】しかし、仮焼体と混合される焼結磁石はい
ったん焼結されているため、仮焼体に比べ硬度が高く粉
砕されにくい。そのため、湿式微粉砕後の成形対象粉末
の平均粒径は、粉砕時間が同じであれば、成形対象粉末
中の磁石粉末含有量が多いほど大きくなる。その結果、
成形対象粉末中の磁石粉末含有量を多くしても磁気特性
が顕著には向上しなかったり、磁気特性がかえって低下
することもある。このような問題を解決するためには、
成形対象粉末中の磁石粉末含有量が多いほど、成形対象
粉末の粉砕時間を長くすればよい。

【００３６】ただし、混合時に仮焼体粉末と焼結磁石の
粉末とがほぼ同じ平均粒径であったとしても、その後の
湿式微粉砕において仮焼体の粉砕がより進みやすい。し
たがって、磁石粉末が所定の粒径となるまで混合物を微
粉砕したとき、混合物中の仮焼体は粉砕が進みすぎて超
微粉が発生しやすくなる。あるいは、仮焼体粉末が所定
の粒径となるまで混合物を粉砕したとき、混合物中の磁
石粉末は粉砕が不十分となる。その結果、成形性が悪化
したり、最終的に得られる磁石の磁気特性が十分に高く
ならないことがある。このような問題の発生を防ぐため
には、焼結磁石の屑材または粗粉砕粉をそのまま仮焼体
の粗粉砕粉と混合せず、焼結磁石の屑材または粗粉砕粉
を湿式微粉砕した後、仮焼体の粗粉砕粉と混合し、得ら
れた混合物を所定の粒径となるまでさらに湿式微粉砕す
ることが好ましい。

【００３７】仮焼体の乾式粗粉砕工程では、平均粒径が
好ましくは１〜１０μm程度、ＢＥＴ比表面積が好まし
くは０．５〜７m²/g程度となるまで粉砕する。粉砕手段
は特に限定されず、例えば乾式振動ミル、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ことが好ましい。粉砕
時間は、粉砕手段に応じて適宜決定すればよい。なお、
仮焼後に一部の出発原料を添加する場合には、この乾式
粗粉砕工程において添加することが好ましい。例えば、
ＳｉＯ₂と、焼成によりＣａＯとなるＣａＣＯ₃とは、そ
れぞれの少なくとも一部をこの乾式粗粉砕工程において
添加することが好ましい。

【００３８】乾式粗粉砕には、仮焼体粒子に結晶歪を導
入して保磁力ＨcBを小さくする効果もある。保磁力の低
下により粒子の凝集が抑制され、分散性が向上する。ま
た、軟磁性化することにより、配向度も向上する。軟磁
性化された粒子は、後の焼結工程において本来の硬磁性
に戻る。

【００３９】乾式粗粉砕の後、粗粉砕粉と水等の分散媒
とを含む粉砕用スラリーを調製し、これを用いて湿式微
粉砕を行う。粉砕用スラリー中の固形分の含有量は、１
０〜７０質量％程度であることが好ましい。湿式微粉砕
に用いる粉砕手段は特に限定されないが、通常、ボール
ミル、アトライター、振動ミル等を用いることが好まし
い。粉砕時間は、粉砕手段に応じて適宜決定すればよ
い。

【００４０】湿式微粉砕後、粉砕用スラリーを濃縮して
成形用スラリーを調製する。濃縮は、遠心分離などによ
って行えばよい。成形用スラリー中の固形分の含有量
は、６０〜９０質量％程度であることが好ましい。

【００４１】なお、成形対象粉末を実質的に磁石粉末だ
けから構成する場合、磁石の粗粉砕粉または削り屑を湿
式微粉砕した後、粉砕用スラリーを濃縮して成形用スラ
リーを調製すればよい。この場合、焼結助剤等の微量添
加物は、必要に応じて添加すればよい。

【００４２】湿式成形工程では、成形用スラリーを用い
て磁場中成形を行う。成形圧力は１０〜５０MPa程度、
印加磁場強度は０．５〜１．５T程度とすればよい。

【００４３】成形用スラリーに非水系の分散媒を用いる
と高配向度が得られるが、環境への負荷を軽減するため
には水系分散媒を用いることが好ましい。そして、水系
分散媒を用いることによる配向度の低下を補うために、
成形用スラリー中に分散剤を存在させることが好まし
い。この場合に用いる分散剤は、水酸基およびカルボキ
シル基を有する有機化合物であるか、その中和塩である
か、そのラクトンであるか、ヒロドキシメチルカルボニ
ル基を有する有機化合物であるか、酸として解離し得る
エノール型水酸基を有する有機化合物であるか、その中
和塩であることが好ましい。このような分散剤は、例え
ば特開平１１−２１４２０８号公報に記載されている。

【００４４】なお、非水系の分散媒を用いる場合には、
例えば特開平６−５３０６４号公報に記載されているよ
うに、トルエンやキシレンのような有機溶媒に、例えば
オレイン酸のような界面活性剤を添加して、分散媒とす
る。このような分散媒を用いることにより、分散しにく
いサブミクロンサイズのフェライト粒子を用いた場合で
も最高で９８％程度の高い磁気的配向度を得ることが可
能である。

【００４５】湿式成形後、成形体を乾燥させ、次いで、
空気中または窒素中において好ましくは１００〜５００
℃の温度に加熱する脱脂処理を施すことにより、添加し
た分散剤を十分に分解除去する。脱脂処理後、焼結する
ことによりフェライト焼結磁石を得る。

【００４６】焼結温度は、好ましくは１１５０〜１２５
０℃、より好ましくは１１６０〜１２２０℃であり、前
記温度範囲に保持する時間または安定温度に保持する時
間は、好ましくは０．５〜３時間である。

【００４７】なお、前記成形体をクラッシャー等を用い
て解砕し、ふるい等により平均粒径が１００〜７００μ
m程度となるように分級して磁場配向顆粒を得、これを
乾式磁場成形した後、焼結することにより磁石を得ても
よい。

【００４８】焼結磁石本発明により製造されるフェライト磁石は、六方晶マグ
ネトプランバイト型（Ｍ型）フェライトを主相として有
し、Ｆｅ、元素Ａ（Ａは、Ｓｒ、Ｂａ、ＣａおよびＰｂ
から選択される少なくとも１種）、元素Ｒ（Ｒは、希土
類元素およびＢｉから選択される少なくとも１種であっ
て、Ｌａを必ず含む）および元素Ｍ（Ｍは、Ｃｏである
か、ＣｏおよびＺｎである）を主成分構成元素として含
有する。

【００４９】本発明により製造される磁石の主成分は、
モル比で式ＩＡ_1-xＲ_x（Ｆｅ_12-yＭ_y）_zＯ₁₉ で表すことができる。上記式Ｉにおいて、ｘ、ｙおよび
ｚは、好ましくは０．０４≦ｘ≦０．９、０．０４≦ｙ≦１．０、０．４≦ｘ／ｙ≦５、０．７≦ｚ≦１．２であり、より好ましくは０．０４≦ｘ≦０．５、０．０４≦ｙ≦０．５、であり、さらに好ましくは０．１≦ｘ≦０．４、０．１≦ｙ≦０．４、である。また、本発明で製造工程において添加する磁石
粉末の組成も、上記式Ｉで表されるものであることが好
ましい。

【００５０】上記式Ｉにおいて、ｘが小さすぎると、す
なわち元素Ｒの量が少なすぎると、六方晶フェライトに
対する元素Ｍの固溶量を多くできなくなってきて、飽和
磁化向上効果および／または異方性磁場向上効果が不十
分となってくる。ｘが大きすぎると六方晶フェライト中
に元素Ｒが置換固溶できなくなってきて、例えば元素Ｒ
を含むオルソフェライトが生成して飽和磁化が低くなっ
てくる。ｙが小さすぎると飽和磁化向上効果および／ま
たは異方性磁場向上効果が不十分となってくる。ｙが大
きすぎると六方晶フェライト中に元素Ｍが置換固溶でき
なくなってくる。また、元素Ｍが置換固溶できる範囲で
あっても、異方性定数（Ｋ₁）や異方性磁場（Ｈ_A）の劣
化が大きくなってくる。ｚが小さすぎるとＳｒおよび元
素Ｒを含む非磁性相が増えるため、飽和磁化が低くなっ
てくる。ｚが大きすぎるとα−Ｆｅ₂Ｏ₃相または元素Ｍ
を含む非磁性スピネルフェライト相が増えるため、飽和
磁化が低くなってくる。

【００５１】上記式Ｉにおいて、ｘ／ｙが小さすぎても
大きすぎても元素Ｒと元素Ｍとの価数の平衡がとれなく
なり、Ｗ型フェライト等の異相が生成しやすくなる。元
素Ｍが２価イオンであって、かつ元素Ｒが３価イオンで
ある場合、価数平衡の点でｘ／ｙ＝１とすることが一般
的であるが、前述したようにＲを過剰にすることが好ま
しい。なお、ｘ／ｙが１超の領域で許容範囲が大きい理
由は、ｙが小さくてもＦｅ³⁺→Ｆｅ²⁺の還元によって価
数の平衡がとれるためである。

【００５２】組成を表わす上記式Ｉにおいて、酸素
（Ｏ）の原子数は１９となっているが、これは、Ｍがす
べて２価、Ｒがすべて３価であって、かつｘ＝ｙ、ｚ＝
１のときの酸素の化学量論組成比を示したものである。
ＭおよびＲの種類やｘ、ｙ、ｚの値によって、酸素の原
子数は異なってくる。また、例えば焼成雰囲気が還元性
雰囲気の場合は、酸素の欠損（ベイカンシー）ができる
可能性がある。さらに、ＦｅはＭ型フェライト中におい
ては通常３価で存在するが、これが２価などに変化する
可能性もある。また、Ｃｏ等の元素Ｍも価数が変化する
可能性があり、これらにより金属元素に対する酸素の比
率は変化する。本明細書では、Ｒの種類やｘ、ｙ、ｚの
値によらず酸素の原子数を１９と表示してあるが、実際
の酸素の原子数は、これから多少偏倚した値であってよ
い。

【００５３】磁石組成は、蛍光Ｘ線定量分析などにより
測定することができる。また、上記主相の存在は、Ｘ線
回折や電子線回折などにより確認できる。

【００５４】磁石の飽和磁化および保磁力を高くするた
めには、元素ＡとしてＳｒおよびＣａの少なくとも１種
を用いることが好ましく、特にＳｒを用いることが好ま
しい。Ａ中においてＳｒ＋Ｃａの占める割合、特にＳｒ
の占める割合は、好ましくは５１原子％以上、より好ま
しくは７０原子％以上、さらに好ましくは１００原子％
である。元素Ａ中のＳｒの比率が低すぎると、飽和磁化
と保磁力とを共に高くすることが難しくなる。

【００５５】元素Ｒとして用いる希土類元素は、Ｙ、Ｓ
ｃおよびランタノイドである。元素Ｒとしては、Ｌａを
必ず用い、そのほかの元素を用いる場合には、好ましく
はランタノイドの少なくとも１種、より好ましくは軽希
土類の少なくとも１種、さらに好ましくはＮｄおよびＰ
ｒの少なくとも１種を用いる。Ｒ中においてＬａの占め
る割合は、好ましくは４０原子％以上、より好ましくは
７０原子％以上であり、飽和磁化向上のためにはＲとし
てＬａだけを用いることが最も好ましい。これは、六方
晶Ｍ型フェライトに対する固溶限界量を比較すると、Ｌ
ａが最も多いためである。したがって、Ｒ中のＬａの割
合が低すぎるとＲの固溶量を多くすることができず、そ
の結果、元素Ｍの固溶量も多くすることができなくな
り、磁気特性向上効果が小さくなってしまう。なお、Ｂ
ｉを併用すれば、仮焼温度および焼結温度を低くするこ
とができるので、生産上有利である。

【００５６】元素Ｍ中においてＣｏの占める割合は、好
ましくは１０原子％以上、より好ましくは２０原子％以
上である。Ｍ中におけるＣｏの割合が低すぎると、保磁
力向上が不十分となる。

【００５７】焼結磁石には、Ａｌ₂Ｏ₃および／またはＣ
ｒ₂Ｏ₃が含有されていてもよい。Ａｌ₂Ｏ₃およびＣｒ₂
Ｏ₃は、保磁力を向上させるが残留磁束密度を低下させ
る。Ａｌ₂Ｏ₃とＣｒ₂Ｏ₃との合計含有量は、残留磁束密
度の低下を抑えるために好ましくは３質量％以下とす
る。なお、Ａｌ₂Ｏ₃および／またはＣｒ₂Ｏ₃添加の効果
を十分に発揮させるためには、Ａｌ₂Ｏ₃とＣｒ₂Ｏ₃との
合計含有量を０．１質量％以上とすることが好ましい。

【００５８】焼結磁石には、Ｂ₂Ｏ₃が含まれていてもよ
い。Ｂ₂Ｏ₃を含むことにより仮焼温度および焼結温度を
低くすることができるので、生産上有利である。Ｂ₂Ｏ₃
の含有量は、磁石粉末全体の０．５質量％以下であるこ
とが好ましい。Ｂ₂Ｏ₃含有量が多すぎると、飽和磁化が
低くなってしまう。

【００５９】焼結磁石中には、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ等のアル
カリ金属元素は含まれないことが好ましいが、不純物と
して含有されていてもよい。これらをＮａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、
Ｒｂ ₂Ｏ等の酸化物に換算して含有量を求めたとき、こ
れらの含有量の合計は、焼結磁石全体の３質量％以下で
あることが好ましい。これらの含有量が多すぎると、飽
和磁化が低くなってしまう。

【００６０】また、これらのほか、例えばＧａ、Ｉｎ、
Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｗ、Ｍｏ等が酸化物として含有
されていてもよい。これらの含有量は、化学量論組成の
酸化物に換算して、それぞれ酸化ガリウム５質量％以
下、酸化インジウム３質量％以下、酸化リチウム１質量
％以下、酸化マグネシウム３質量％以下、酸化銅３質量
％以下、酸化チタン３質量％以下、酸化ジルコニウム３
質量％以下、酸化ゲルマニウム３質量％以下、酸化スズ
３質量％以下、酸化バナジウム３質量％以下、酸化ニオ
ブ３質量％以下、酸化タンタル３質量％以下、酸化アン
チモン３質量％以下、酸化砒素３質量％以下、酸化タン
グステン３質量％以下、酸化モリブデン３質量％以下で
あることが好ましい。

【００６１】磁石の平均結晶粒径は、好ましくは２μm
以下、より好ましくは１μm以下、さらに好ましくは
０．５〜１．０μmである。結晶粒径は走査型電子顕微
鏡によって測定することができる。

【００６２】本発明により製造された磁石は所定の形状
に加工される。この形状加工は、通常、焼結磁石を研削
ないし研磨することにより行われる。この研削ないし研
磨により発生する屑材は、そのまま、あるいは必要に応
じて粉砕した後、成形対象粉末の一部として用いること
ができる。

【００６３】本発明により製造されるフェライト磁石で
は、高保磁力かつ高飽和磁化が実現する。そのため、元
素Ｒおよび元素Ｍを含有しない従来のフェライト磁石と
同一形状であれば、発生する磁束密度を増やすことがで
きるため、モータに適用した場合には高トルク化等を実
現でき、スピーカやヘッドホンに適用した場合には磁気
回路の強化によりリニアリティーのよい音質が得られる
など、応用製品の高性能化に寄与できる。また、従来の
フェライト磁石と同じ機能でよいとすれば、磁石の大き
さ（厚さ）を小さく（薄く）できるので、小型軽量化
（薄型化）に寄与できる。また、従来は界磁用の磁石を
巻線式の電磁石としていたようなモータにおいても、こ
れをフェライト磁石で置き換えることが可能となり、軽
量化、生産工程の短縮、低価格化に寄与できる。さら
に、保磁力（ＨcJ）の温度特性に優れているため、従来
はフェライト磁石の低温減磁（永久減磁）の危険のあっ
た低温環境でも使用可能となり、特に寒冷地、上空域な
どで使用される製品の信頼性を著しく高めることができ
る。

【００６４】例えば、フュエルポンプ用、パワーウイン
ド用、ＡＢＳ用、ファン用、ワイパ用、パワーステアリ
ング用、アクティブサスペンション用、スタータ用、ド
アロック用、電動ミラー用等の自動車用モータ；ＦＤＤ
スピンドル用、ＶＴＲキャプスタン用、ＶＴＲ回転ヘッ
ド用、ＶＴＲリール用、ＶＴＲローディング用、ＶＴＲ
カメラキャプスタン用、ＶＴＲカメラ回転ヘッド用、Ｖ
ＴＲカメラズーム用、ＶＴＲカメラフォーカス用、ラジ
カセ等キャプスタン用、ＣＤ、ＬＤ、ＭＤスピンドル
用、ＣＤ、ＬＤ、ＭＤローディング用、ＣＤ、ＬＤ光ピ
ックアップ用等のＯＡ、ＡＶ機器用モータ；エアコンコ
ンプレッサー用、冷蔵庫コンプレッサー用、電動工具駆
動用、扇風機用、電子レンジファン用、電子レンジプレ
ート回転用、ミキサ駆動用、ドライヤーファン用、シェ
ーバー駆動用、電動歯ブラシ用等の家電機器用モータ；
ロボット軸、関節駆動用、ロボット主駆動用、工作機器
テーブル駆動用、工作機器ベルト駆動用等のＦＡ機器用
モータ；その他、オートバイ用発電器、スピーカ・ヘッ
ドホン用マグネット、マグネトロン管、ＭＲＩ用磁場発
生装置、ＣＤ−ＲＯＭ用クランパ、ディストリビュータ
用センサ、ＡＢＳ用センサ、燃料・オイルレベルセン
サ、マグネットラッチ等に使用できる。

【００６５】

【実施例】実験１（Ｒ−Ｍ添加）添加用磁石粉末モル比でＦｅ₂Ｏ₃／ＳｒＣＯ₃＝６．０となるようにＳｒＣＯ₃とＦｅ₂Ｏ₃とを秤量し、水を分
散媒として湿式混合した。得られた混合物を空気中にお
いて１２５０℃で１時間仮焼した。得られた仮焼体を振
動ミルで乾式粗粉砕し、平均粒径３μmの粗粉砕粉を得
た。

【００６６】この粗粉砕粉に、焼結助剤としてＳｉＯ₂
およびＣａＣＯ₃を添加すると共に、後添加物としてＬ
ａ₂Ｏ₃およびＣｏ₃Ｏ₄を添加した。後添加物の添加量
は、最終組成（磁石組成）がモル比でＳｒ_0.8Ｌａ_0.2（Ｆｅ_11.8Ｃｏ_0.2）Ｏ₁₉ となるように設定した。ＳｉＯ₂およびＣａＣＯ₃は、成
形対象粉末中における合計含有量が全体の１．７質量％
となり、かつ、Ｃａ／Ｓｉ＝２．０となるように添加し
た。さらに、グルコン酸カルシウムを添加し、水を分散
媒として湿式アトライタで粉砕して混合することによ
り、平均粒径１μmの成形対象粉末を含有するスラリー
とした。なお、グルコン酸カルシウムの添加量は成形対
象粉末全体に対し１質量％とした。次いで、固形分濃度
が７５％となるように上記スラリーを濃縮して、成形用
スラリーを得た。

【００６７】次いで、成形用スラリーを脱水しながら圧
縮成形し、成形体を得た。なお、圧縮成形の際には、加
圧方向に平行な約１．２Tの磁場を印加した。成形圧力
は４４．１MPaとした。

【００６８】次いで成形体を空気中において１２３０℃
に１時間保持することにより焼結し、フェライト焼結磁
石を得た。このフェライト焼結磁石を振動ミルにより平
均粒径３μm程度となるまで乾式粗粉砕し、添加用の磁
石粉末を得た。

【００６９】焼結磁石以下の手順で、フェライト焼結磁石サンプルを作製し
た。

【００７０】まず、添加用磁石粉末の製造のときと同様
にして、仮焼体の粗粉砕粉を製造した。この粗粉砕粉
に、焼結助剤としてＳｉＯ₂およびＣａＣＯ₃を添加する
と共に、後添加物としてＬａ₂Ｏ₃およびＣｏ₃Ｏ₄を添加
し、さらに、上記添加用磁石粉末も添加して、成形対象
粉末を得た。後添加物の添加量は、最終組成（磁石組
成）がモル比でＳｒ_0.8Ｌａ_0.2（Ｆｅ_11.8Ｃｏ_0.2）Ｏ₁₉ となるように設定した。ＳｉＯ₂およびＣａＣＯ₃の添加
量は、添加用磁石粉末製造のときと同じとした。各サン
プルについて、成形対象粉末中の磁石粉末の含有量を表
１に示す。

【００７１】これ以降は、添加用磁石粉末の製造のとき
と同様にして、湿式微粉砕、湿式成形および焼結を行
い、フェライト焼結磁石サンプルを得た。なお、湿式微
粉砕の時間は、全てのサンプルで同一とした。各サンプ
ルは、図１に示すように弧状磁石とし、その中心角は１
８０°、弧状断面の高さＨは１５．５mm、周面の奥行き
Ｄは５８mmとした。

【００７２】次いで、図２に示すように、サンプル（磁
石１）を加圧部材２で図中の矢印方向に加圧し、サンプ
ルが破壊したときの加圧力を測定した。この加圧力を抗
折強度として表１に示す。また、熱衝撃に対する対する
耐性を調べるために、各サンプル５０個ずつを８０℃の
環境に１時間保持した後、０℃の水中に５秒間浸漬し、
そのときのクラック発生率を調べた。結果を表１に示
す。また、各サンプルの残留磁束密度（Ｂｒ）および保
磁力（ＨcJ）を室温で測定した。結果を表１に示す。

【００７３】

【表１】

【００７４】表１から本発明の効果が明らかである。す
なわち、成形対象粉末に磁石粉末を添加することによ
り、抗折強度が著しく向上し、また、磁石粉末の添加量
を制御することにより、クラック発生率が激減すること
がわかる。

【００７５】実験２（Ｒ−Ｍ無添加）仮焼体の組成がＳｒＦｅ₁₂Ｏ₁₉となるように出発原料を
選択し、かつ、成形対象粉末に添加する磁石粉末の組成
もＳｒＦｅ₁₂Ｏ₁₉としたほかは実験１とほぼ同様にし
て、フェライト焼結磁石サンプルを作製した。

【００７６】これらのサンプルについて、実験１と同様
に抗折強度およびクラック発生率を調べた。結果を表２
に示す。

【００７７】

【表２】

【００７８】表２に示されるように、元素Ｒおよび元素
Ｍを添加しない組成系では、成形対象粉末に磁石粉末を
含有させても抗折強度向上効果が実質的に得られないこ
とがわかる。また、クラック発生率に関しても、顕著な
改善は認められない。

【００７９】実験３（Ｒ−Ｍ添加）添加用磁石粉末実施例１で製造した添加用磁石粉末を用いた。

【００８０】焼結磁石以下の手順で、フェライト焼結磁石サンプルを作製し
た。

【００８１】添加用磁石粉末の製造のときと同様にし
て、仮焼体の粗粉砕粉を製造した。この粗粉砕粉に、焼
結助剤としてＳｉＯ₂およびＣａＣＯ₃を添加すると共
に、後添加物としてＬａ₂Ｏ₃およびＣｏ₃Ｏ₄を添加し、
さらに、上記添加用磁石粉末も添加して、成形対象粉末
を得た。後添加物の添加量は、最終組成（磁石組成）が
モル比でＳｒ_1-xＬａ_x（Ｆｅ_12-yＣｏ_y）_zＯ₁₉ となるように設定した。焼結助剤であるＳｉＯ₂および
ＣａＣＯ₃の添加量は、添加用磁石粉末製造のときと同
じとした。

【００８２】なお、仮焼体、後添加物および焼結助剤を
加えずに、添加用磁石粉末だけからなる成形対象粉末も
調製した。

【００８３】これ以降は、添加用磁石粉末の製造のとき
と同様にして、湿式微粉砕、湿式成形および焼結を行
い、フェライト焼結磁石サンプルを得た。

【００８４】各サンプルについて、組成（モル比）を表
すｘ、ｙ、ｚと、成形対象粉末中の磁石粉末の含有量と
を、それぞれ表３に示す。なお、磁石粉末は仮焼体粉末
に比べ粉砕しにくいため、成形対象粉末中の磁石粉末の
含有量が多いほど湿式微粉砕の時間を長くして、すべて
のサンプルにおいて成形対象粉末の比表面積が同じとな
るようにした。各サンプルの残留磁束密度（Ｂｒ）およ
び保磁力（ＨcJ）を室温で測定した。結果を表３に示
す。

【００８５】

【表３】

【００８６】表３に示されるように、成形対象粉末中の
磁石粉末の含有量の増大にほぼ依存して、焼結磁石サン
プルの磁気特性が高くなっている。実験１と異なり実験
３において磁気特性が向上したのは、成形対象粉末中の
磁石粉末の含有量が多いほど湿式微粉砕の時間を長くし
て、すべてのサンプルにおいて成形対象粉末の比表面積
が同じとなるようにしたためと考えられる。

【００８７】磁石粉末を添加して製造されたサンプルN
o.３０８、No.３０９は、従来の方法によって製造され
たサンプルNo.３０１に比べＬａおよびＣｏの含有量が
少ないにもかかわらず、サンプルNo.３０１と同等の磁
気特性が得られている。また、サンプルNo.３１１、No.
３１２では、ＬａおよびＣｏの含有量がサンプルNo.３
０１の半分であるにもかかわらず、サンプルNo.３０１
と同等以上の磁気特性が得られている。

【００８８】表３に示されるサンプルについて、実施例
１と同様にして抗折強度およびクラック発生率を調べた
ところ、磁石粉末を添加して製造された本発明サンプル
では、成形対象粉末中における磁石粉末の含有量に応
じ、実施例１と同等の結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例において作製した弧状磁石の斜視図であ
る。

【図２】実施例において弧状磁石に対する加圧方向を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１磁石２加圧部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｆｅ、元素Ａ（Ａは、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ
およびＰｂから選択される少なくとも１種）、元素Ｒ
（Ｒは、希土類元素およびＢｉから選択される少なくと
も１種であって、Ｌａを必ず含む）および元素Ｍ（Ｍ
は、Ｃｏであるか、ＣｏおよびＺｎである）を含有し、
六方晶マグネトプランバイト型フェライトを主相として
有するフェライト焼結磁石を製造する方法であって、成形対象粉末を成形した後、焼結する工程を有し、前記成形対象粉末が、Ｆｅ、元素Ａ、元素Ｒおよび元素
Ｍを含有するフェライト焼結磁石を粉末化した磁石粉末
から実質的に構成されるか、または、この磁石粉末と、
Ｆｅ、元素Ａ、元素Ｒおよび元素Ｍを含有する原料粉末
とから実質的に構成されるフェライト焼結磁石の製造方
法。
【請求項２】前記原料粉末が、Ｆｅ、元素Ａ、元素Ｒ
および元素Ｍを含有する仮焼体粉末を含む請求項１のフ
ェライト焼結磁石の製造方法。
【請求項３】前記原料粉末が、少なくともＦｅおよび
元素Ａを含有する仮焼体粉末と、Ｆｅ、元素Ａ、元素Ｒ
および元素Ｍの少なくとも１種を含有する後添加物とを
含む請求項１のフェライト焼結磁石の製造方法。
【請求項４】前記成形対象粉末中における前記磁石粉
末の含有量が、質量比で１％以上である請求項１〜３の
いずれかのフェライト焼結磁石の製造方法。
【請求項５】前記磁石粉末が、フェライト焼結磁石の
形状加工の際に生じた屑材であるか、不良なフェライト
焼結磁石を粉砕したものである請求項１〜４のいずれか
のフェライト焼結磁石の製造方法。
【請求項６】前記磁石粉末の原料となるフェライト焼
結磁石の主成分および製造されるフェライト焼結磁石の
主成分が、式Ａ_1-xＲ_x（Ｆｅ_12-yＭ_y）_zＯ₁₉ （ｘ、ｙ、ｚはモル比を表し、０．０４≦ｘ≦０．９、０．０４≦ｙ≦１．０、０．４≦ｘ／ｙ≦５、０．７≦ｚ≦１．２である）で表される請求項１〜５のいずれかのフェライ
ト焼結磁石の製造方法。