JP2003221609A - 希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方法及びそれにより得られる希土類鉄窒素系磁性粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】残留磁化が大きく、かつ特に保磁力、角形比に
優れ、更に優れた耐熱性を有する希土類鉄窒素系磁性粉
末の製造方法及びそれにより得られる希土類鉄窒素系磁
性粉末を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明の希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方
法は、少なくとも金属カルシウムと、希土類酸化物を含
有する混合粉末とを混合して原料混合物とし、次に前記
原料混合物を不活性ガス雰囲気中にて焼成し、引き続き
窒素ガスを含有した雰囲気中にて焼成して窒化物ブロッ
クとし、前記窒化物ブロックを水洗してカルシウムを主
成分とする副生成物を除去する工程を具備する希土類鉄
窒素系磁性粉末の製造方法において、前記原料混合物は
カルシウム化合物を含有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁性粉末に係り、特に保
磁力、角形比に優れ、かつ耐熱性に優れた希土類鉄窒素
系磁性粉末の製造方法及びそれにより得られる希土類鉄
窒素系磁性粉末に関する。

【０００２】

【従来の技術】異方性の希土類鉄窒素系磁性粉末は優れ
た磁気特性を有し、ＮｄＦｅＢ系の磁性粉末にかわる希
土類ボンド磁石用の磁性粉末として注目されており、多
くの技術報告が提案されている。希土類鉄窒素系磁性粉
末の製造方法として、原料に希土類酸化物を含有する原
料粉末を用い、これに還元剤として金属カルシウムを加
えて還元拡散し、引き続き窒化する方法が一般に利用さ
れている。

【０００３】この金属カルシウムを用いて還元拡散し、
次に窒化する方法は、還元拡散によって生成した合金粉
末を大気に曝すことなく、引き続き窒化することがで
き、これにより粒子表面の酸化が抑えられ、高純度の希
土類鉄窒素系磁性粉末が得られるなどの特徴がある。

【０００４】しかし還元拡散の際、金属カルシウムは溶
融しており、固液系で還元拡散反応が進行する。このた
め粒子が凝集しやすく、単分散の希土類鉄窒素系磁性粉
末を得ることが難しかった。希土類鉄窒素系磁性粉末
は、磁気特性が粒子形状や粉体特性によって左右され
る。凝集体を多く含有する場合、保磁力、残留磁化の低
下を伴う。

【０００５】保磁力を改善するために、Ｔｉ，Ｍｎ等を
微量添加し、磁壁の反転を抑制することを要件とした技
術が多数報告されている。この方法では組成制御が困難
であり、また製造コストが高くなるなどの問題があっ
た。

【０００６】また磁気特性を改善するために、希土類鉄
窒素系磁性粉末を粉砕する技術、酸などでエッチングす
る技術、被膜を設ける技術などが提案されている。従来
の技術では保磁力のみを向上させることは可能である。
しかし減磁曲線にて初期の磁化の減少度を改善すること
はできず、結果として保磁力、角形比を共に向上させる
ことは難しかった。更に粉砕する方法では結晶へダメー
ジを与えることとなり、耐熱性などの特性が低下する問
題があった。またエッチングする方法や被膜を設ける方
法では重量当たりの残留磁化の低下を伴う問題があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、上記した事情に鑑みなされたものである。すなわち
残留磁化が大きく、かつ特に保磁力、角形比に優れ、更
に優れた耐熱性を有する希土類鉄窒素系磁性粉末の製造
方法及びそれにより得られる希土類鉄窒素系磁性粉末を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記した問
題を解決するために、希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方
法について鋭意研究した結果、原料混合物にカルシウム
化合物を混合することによって、還元拡散及び窒化工程
での粒子の凝集が抑えられ、凝集体などの粗大粒子を含
有せず、かつ優れた保磁力、角形比、耐熱性を有する希
土類鉄窒素系磁性粉末が得られることを見い出し、本発
明を完成するに至った。

【０００９】すなわち本発明の目的は、下記（１）〜
（９）の構成によって達成することができる。 （１）少なくとも金属カルシウムと、希土類酸化物を含
有する原料粉末とを混合して原料混合物とし、次に前記
原料混合物を不活性ガス雰囲気中にて焼成し、引き続き
真空引きした後に窒素ガスを含有した雰囲気中にて焼成
して窒化物ブロックとし、前記窒化物ブロックを水洗し
てカルシウムを主成分とする副生成物を除去する工程を
具備する希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方法において、
前記原料混合物はカルシウム化合物を含有することを特
徴とする希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方法。

【００１０】（２）前記カルシウム化合物の平均粒子径
は５μｍ以下であることを特徴とする前記（１）に記載
の希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方法。

【００１１】（３）前記カルシウム化合物は、融点が１
２００℃以上であるカルシウム化合物及び／又は９００
℃以上で５０重量％以上が酸化カルシウムとなるカルシ
ウム化合物であることを特徴とする前記（１）又は
（２）に記載の希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方法。

【００１２】（４）前記カルシウム化合物は、酸化カル
シウム，窒化カルシウム，硫酸カルシウム，リン酸カル
シウム，フッ化カルシウム，酢酸カルシウム，炭酸カル
シウム，炭化カルシウム，水酸化カルシウムから選ばれ
た少なくとも１種であることを特徴とする前記（３）に
記載の希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方法。

【００１３】（５）前記カルシウム化合物は、前記窒化
物ブロックを水洗する工程にて得られるカルシウムを主
成分とする副生成物を含有することを特徴とする前記
（１）又は（２）に記載の希土類鉄窒素系磁性粉末の製
造方法。

【００１４】（６）前記カルシウム化合物は、不純物の
含有量が１０重量％以下であることを特徴とする前記
（１）及至（５）のいずれかに記載の希土類鉄窒素系磁
性粉末の製造方法。

【００１５】（７）保磁力は１５ｋＯｅ以上であり、か
つ角形比は０．４以上であることを特徴とする希土類鉄
窒素系磁性粉末。

【００１６】（８）平均粒子径は１〜１０μｍであるこ
とを特徴とする前記（７）に記載の希土類鉄窒素系磁性
粉末。

【００１７】（９）耐熱性αは７０％以上であることを
特徴とする前記（７）又は（８）に記載の希土類鉄窒素
系磁性粉末。（ただし前記αは、磁性粉末を大気中３０
０℃で４時間加熱し、室温まで放冷したときの保磁力の
維持率を示す。）

【００１８】前記（１）に記載した本発明の製造方法は
以下の工程を具備してなる。 （原料混合物の調製）希土類酸化物を含有する原料粉末
を用いる。還元剤として金属カルシウムを添加して原料
混合物とする。特に本発明では前記原料混合物にカルシ
ウム化合物を添加し使用する。

【００１９】（還元拡散）前記原料混合物を不活性ガス
雰囲気中にて焼成して還元拡散し、原料混合物中の希土
類酸化物などを還元する。

【００２０】（窒化）引き続き炉内を真空引きした後に
窒素ガスを含有した雰囲気中にて焼成することで窒化処
理を行い、窒化物ブロックとする。

【００２１】（水洗）前記窒化物ブロックを水洗し、カ
ルシウムを主成分とする副生成物を除去する。

【００２２】本発明では前記原料混合物にカルシウム化
合物を添加し使用することによって、前記（７）〜
（９）に記載したように保磁力、角形比に優れ、更に粒
度が揃い、耐熱性に優れた希土類鉄窒素系磁性粉末を製
造できる。

【００２３】特に本発明では前記（２）に記載したよう
に、平均粒子径を規格化したカルシウム化合物を使用す
ることが好ましく、これにより更に優れた保磁力、角形
比を有し、また粒子がほぼ球状で、粒度の揃った希土類
鉄窒素系磁性粉末を製造できる。

【００２４】また前記カルシウム化合物には前記（３）
又は（４）に記載した化合物を使用することが好まし
い。これより保磁力、角形比の更なる向上と粉体特性の
改善が実現できる。更に前記カルシウム化合物には前記
（５）に記載したように、水洗工程で得られたカルシウ
ムを主成分とする副生成物を使用することが好ましく、
これにより従来廃棄していた副生成物をリサイクルで
き、環境負荷を低減できる。

【００２５】また前記（６）に記載したようにカルシウ
ム化合物中の不純物の含有量を規格化することが好まし
い。これより保磁力、角形比の更なる向上と粉体特性の
改善が実現できる。

【００２６】本発明の希土類鉄窒素系磁性粉末は、前記
（７）に記載したように優れた保磁力、角形比を有す
る。本発明では前記（８）に記載したように凝集による
粗大粒子を含有しないことが好ましく、これにより更な
る保磁力、角形比の向上が実現できる。また前記（９）
に示したように耐熱性αを規格化することが好ましく、
これにより更に優れた耐熱性が実現できる。

【００２７】なお前記（２）では、カルシウム化合物の
平均粒子径はフィッシャーサブシーブサイザーを用いた
空気透過法により測定する。前記（７）では、配向磁場
で磁化容易軸を揃え、着磁後、ＶＳＭ（振動試料型磁力
計）を用いて希土類鉄窒素系磁性粉末のヒステリシス曲
線を測定し、保磁力、角形比、残留磁化を算出する。角
形比は、ヒステリシス曲線の第２象限（減磁曲線）にて
磁化が残留磁化の９／１０となるときの外部磁界の強さ
と保磁力との比として算出する。また前記（８）では、
希土類鉄窒素系磁性粉末の平均粒子径はフィッシャーサ
ブシーブサイザーを用いた空気透過法により測定する。

【００２８】更に前記（９）では、まず希土類鉄窒素系
磁性粉末の保磁力を測定する。次に所定量の希土類鉄窒
素系磁性粉末を容器に入れ、大気中にて３００℃で４時
間加熱し、そして室温にて放冷後、保磁力を測定する。
下記の式（Ｉ）より加熱前後の保磁力の比（％）を算出
し、耐熱性αとする。

【００２９】

【数１】

【００３０】

【発明の実施の形態】次に本発明について詳細に説明す
る。本発明の希土類鉄窒素系磁性粉末は、一般式Ｒ_ｘＦ
ｅ_{１００−ｘ−ｙ}Ｎ_ｙ（Ｒは一種以上の希土類金属を示
す）で表される。希土類金属としてはＳｍを必ず含有す
ることが好ましく、Ｓｍを含有することで磁気異方性、
飽和磁化が大きくなり、永久磁石材料として優れた磁気
特性が得られる。また鉄の一部を他の遷移金属で置換し
た組成としても構わない。

【００３１】希土類金属の含有量ｘは３〜３０原子％が
好ましい。３原子％未満ではα−Ｆｅ相が生成し、特に
保磁力が低下する。３０原子％よりも多い場合、希土類
金属が析出し、残留磁化が低下してしまう。またＮの含
有量ｙは５〜１５原子％が好ましい。５原子％未満では
ほとんど保磁力が発現せず、また１５原子％よりも多い
と希土類金属、鉄自体の窒化物からなる不純相が生成
し、磁気特性が顕著に低下してしまう。希土類鉄窒素系
磁性粉末のうち、Ｓｍ_９．１Ｆｅ_７７．３Ｎ_{１３ ．６}で
表されるＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末が最も好ましく、優
れた磁気特性が得られる。

【００３２】（原料混合物の調製）希土類鉄窒素系磁性
粉末を構成する各元素が上記した所定の組成比となるよ
うに原料混合物を調製する。原料には、鉄粉末及び／又
は酸化鉄粉末と、希土類酸化物粉末との原料粉末を用い
る。また鉄、希土類金属などの構成元素を酸に溶解し、
沈殿反応により水酸化物などの不溶性の塩からなる沈殿
物とし、この沈殿物を焼成し、原料粉末としてもよい。
次に原料粉末を水素ガスなどの還元性ガス雰囲気中にて
焼成し、原料粉末中の希土類酸化物以外を還元する。原
料に鉄粉末を用いた場合は、この工程を省略してもよ
い。以上の方法によって希土類酸化物を含む原料粉末が
得られる。

【００３３】ここで本発明では希土類酸化物を含む原料
粉末は、平均粒子径が３μｍ以下が好ましく、更に２μ
ｍ以下が好ましい。このとき平均粒子径が３μｍ以下の
希土類鉄窒素系磁性粉末が製造でき、優れた磁気特性が
実現できる。希土類鉄窒素系磁性粉末は、保磁力の発現
機構がニュークリエーションであり、粒子径を３μｍ以
下の単磁区粒子径とすることによって、優れた磁気特性
とすることができる。

【００３４】本発明では、原料混合物はカルシウム化合
物を含有する。カルシウム化合物を添加する作業は特に
限定されない。カルシウム化合物を添加する段階は、前
述した原料粉末を還元性ガス雰囲気中にて焼成し希土類
酸化物以外を還元する工程の前後どちらでも構わない。
沈殿物を焼成し原料粉末とする場合は、不溶性の塩から
なる沈殿物の状態にカルシウム化合物を添加してもよ
く、また沈殿物を焼成した後にカルシウム化合物を添加
しても構わない。特に本発明では前述した原料粉末を水
素ガスなどの還元性ガス雰囲気中にて焼成する工程の前
に、原料粉末にカルシウム化合物を添加することが好ま
しい。これにより還元性ガス雰囲気中にて焼成する際、
カルシウム化合物中の水分を蒸発、除去でき、水分によ
る還元拡散、窒化反応の阻害を無くすることができ、優
れた磁気特性を実現できる。

【００３５】カルシウム化合物を添加する方法として
は、水素ガスなどの還元性ガス雰囲気中にて焼成する工
程の前に添加する場合、一般的な湿式又は乾式の混合法
が適用できる。水素ガスなどの還元性ガス雰囲気中にて
焼成する工程の後に添加する場合、水分による酸化を抑
えるために乾式の混合法で行う。混合方法は特に限定さ
れず、例えばダブルコーン，ボールミル，振動ミル，ア
トライタ，ジェットミル等が使用できる。

【００３６】次に希土類酸化物を含む原料粉末、カルシ
ウム化合物、還元剤として金属カルシウムとを混合し、
原料混合物とする。

【００３７】本発明は原料混合物にカルシウム化合物を
添加することによって、球状で、粒度が揃い、凝集がな
くほぼ単分散の希土類鉄窒素系磁性粉末が製造できる。
図１に示したように粒度分布の標準偏差σが０．４以下
であり、かつ実施例に示したように平均粒子径は１〜１
０μｍであり、粒度が揃い、凝集による粗大粒子を含有
しない磁性粉末が製造できることが分かる。また走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することによって、ほぼ球
状の磁性粉末であることが分かった。

【００３８】カルシウム化合物は、（還元拡散）及び
（窒化）の工程では原料混合物中の鉄、希土類金属など
の構成元素を含有する化合物とほとんど反応しない。こ
のため（還元拡散）及び（窒化）の工程にて、原料混合
物に添加したカルシウム化合物は、原料混合物の粒子界
面に点在し、焼結による原料混合物粒子の凝集を抑える
ことができる。

【００３９】本発明では還元拡散後に引き続き窒化処理
を行うため、還元拡散後に粉砕、ふるい等によって粒度
調整することができない。このため（還元拡散）及び
（窒化）の双方の工程で粒子の凝集を抑えることで粒度
の揃った磁性粉末が製造できる。

【００４０】特に本発明では前記カルシウム化合物は、
平均粒子径を規格化することが好ましい。平均粒子径は
５μｍ以下が好ましく、２μｍ以下が更に好ましい。前
記した平均粒子径が５μｍ以下の細かい粒子のカルシウ
ム化合物を使用することによって、原料混合物の粒子表
面に均一に、かつ全面に分布でき、焼結による凝集を抑
える効果が顕著に現れる。このため図１に示したように
カルシウム化合物の平均粒子径が５μｍ以下のとき、標
準偏差が特に小さく、粗大粒子を含まず粒度が揃い、ほ
ぼ球状の希土類鉄窒素系磁性粉末を製造できる。

【００４１】還元拡散後、還元剤として使用した金属カ
ルシウムの大部分は、酸化カルシウムとなる。しかし金
属カルシウムは粒径数ｍｍの粒状で使用するため、還元
拡散後、金属カルシウムから生成した酸化カルシウム
は、粒状に凝集した状態であり、（窒化）工程での焼結
による凝集を抑えることはできない。これに対して本発
明にて平均粒子径が５μｍ以下の細かい粒子のカルシウ
ム化合物を使用することによって、原料混合物の粒子表
面全面に分布でき、（還元拡散）工程だけでなく特に
（窒化）の工程にて焼結による凝集を抑えることができ
ると考えられる。

【００４２】前述したように希土類鉄窒素系磁性粉末
は、保磁力の発現機構がニュークリエーションであり、
粒子の表面性状、粒子径が磁気特性を左右する。本発明
の希土類鉄窒素系磁性粉末は、球状で、粒度が揃い、ほ
ぼ単分散の状態で得られるため、図２〜４に示したよう
に優れた保磁力、角形比、残留磁化が実現できる。

【００４３】更にカルシウム化合物を添加することによ
って、図５に示したように希土類鉄窒素系磁性粉末の耐
熱性も向上する。理由は定かではないが、カルシウム化
合物が原料混合物の粒子表面に均一に分散することによ
って、（窒化）の工程での窒化反応が均一に行われ、結
晶性に優れた窒化物となるために耐熱性が向上すると考
えられる。

【００４４】原料混合物中の希土類金属元素と鉄元素の
和１００重量部に対して、カルシウム化合物は５〜２０
０重量部添加することが好ましく、更に５０〜２００重
量部添加することが好ましい。このとき図６に示したよ
うに優れた保磁力を有する希土類鉄窒素系磁性粉末が製
造できる。

【００４５】前記カルシウム化合物はカルシウムを含有
する化合物であれば、特に限定されず使用できる。特に
（還元拡散）及び（窒化）の工程にて還元拡散反応や窒
化反応を阻害せず、また（水洗）の工程にて分離除去で
きる化合物が好ましい。このため本発明では融点が１２
００℃以上であるカルシウム化合物及び／又は９００℃
以上で５０重量％以上が酸化カルシウムとなるカルシウ
ム化合物であることが好ましい。

【００４６】（還元拡散）及び（窒化）の工程は１２０
０℃以下で焼成する。融点が１２００℃以上であるカル
シウム化合物は（還元拡散）及び（窒化）の工程にて安
定に原料混合物の粒子界面に点在するため、還元拡散反
応や窒化反応を阻害しない。また融解し固溶しないため
（水洗）の工程にて分離除去でき、本発明にて好ましく
使用できる。

【００４７】（還元拡散）工程は不活性ガス雰囲気中に
て８６０〜１２００℃で行われる。９００℃以上で５０
重量％以上が酸化カルシウムとなるカルシウム化合物
は、還元拡散にて安定な酸化カルシウムとなり、原料混
合物の粒子界面に点在する。酸化カルシウムは融点が１
２００℃以上あり、前述したように還元拡散反応や窒化
反応を阻害せず、また融解し固溶しないため（水洗）の
工程にて分離除去できる。このため９００℃以上で５０
重量％以上が酸化カルシウムとなるカルシウム化合物に
ついても本発明にて好ましく使用できる。

【００４８】本発明では融点が１２００℃以上であるカ
ルシウム化合物、又は９００℃以上で５０重量％以上が
酸化カルシウムとなるカルシウム化合物として、例えば
酸化カルシウム，窒化カルシウム，硫酸カルシウム，リ
ン酸カルシウム，フッ化カルシウム，酢酸カルシウム，
炭酸カルシウム，炭化カルシウム，水酸化カルシウム等
が使用できる。

【００４９】また本発明では原料混合物に添加するカル
シウム化合物として、（水洗）工程で得られたカルシウ
ムを主成分とする副生成物を使用できる。副生成物は主
に水酸化カルシウムからなる。特にこの水洗工程にて得
られる副生成物は、平均粒子径が５μｍ以下で得られ、
本発明に好ましく使用できる。副生成物は懸濁液、スラ
リー状、又は乾燥粉末の状態で使用できる。懸濁液又は
スラリー状で使用する場合、含水分量３０％以下とする
ことが好ましい。また乾燥粉末として使用する場合、含
水量３％以下とすることが好ましい。

【００５０】更に原料混合物に添加するカルシウム化合
物は、（水洗）工程にて分離除去できれば、不純物を含
有していても使用できるが、特に本発明では不純物の含
有量が１０重量％以下であることが好ましい。これによ
り不純物が希土類鉄窒素系磁性粉末の結晶中に混晶した
り、（水洗）工程にて分離されず残留することを防ぐこ
とができ、優れた磁気特性が実現できる。

【００５１】（還元拡散）前述した原料混合物をまず不
活性ガス雰囲気中にて焼成し、還元拡散する。これによ
り原料混合物中の希土類酸化物と酸化鉄を還元する。焼
成温度は８６０〜１２００℃が好ましく、このとき原料
混合物全体を還元拡散できる。

【００５２】（窒化）前記した還元拡散によって還元し
た後、引き続き炉内を真空引きし、次に窒素ガス、又は
窒素ガスにアンモニアや水素ガスを混合した混合ガスを
炉内に導入し、この窒素ガスを含有する雰囲気中で焼成
することで窒化処理を行う。特に本発明では還元拡散後
の原料混合物を大気と接触させずに窒化処理する。これ
により酸化物などの不純相の形成を最小限に抑えること
ができ、高純度の窒化物が製造できる。窒化処理は３０
０〜５００℃で行うことが好ましく、これにより未反応
物の残留や不純物相の形成がなく、原料混合物全体を窒
化できる。

【００５３】（水洗）（窒化）工程の後、窒化物ブロッ
クが得られる。この窒化物ブロックを水へ浸漬し、崩壊
させる。窒化物ブロック中には還元拡散によって生成し
た酸化カルシウムや、窒化カルシウム、あるいは未反応
の金属カルシウムなどが含まれる。水へ浸漬すること
で、これら余剰のカルシウム分は水酸化物となる。その
後、デカンテーションを数回行うことで、この水酸化カ
ルシウムなどのカルシウムを主成分とする副生成物を分
離、除去する。そして真空乾燥することで、希土類鉄窒
素系磁性粉末が得られる。

【００５４】前述したように本発明では、（水洗）工程
で得られるカルシウムを主成分とする副生成物をカルシ
ウム化合物として原料混合物に添加し使用できる。前記
（水洗）工程でのデカンテーションの際、上澄み水溶液
を自然沈降するか、又は遠心分離器、フィルタープレス
などを用いることによって、副生成物を得ることができ
る。副生成物を乾燥物として使用する場合は、乾燥機に
て所定の温度で乾燥させる。

【００５５】本発明の製造法によって得られる希土類鉄
窒素系磁性粉末は、球状で、粒度が揃い、凝集体などの
粗大粒子を含有せずほぼ単分散の状態で得られる。この
ため粉砕の必要がなく、実施例に示したように保磁力が
１５ｋＯｅ以上、かつ角形比が０．４以上の優れた磁気
特性が実現でき、更に耐熱性にも優れることが分かる。

【００５６】

〔実施例１〕

（原料混合物の調製）Ｆｅ_２Ｏ_３粉末（平均粒子径０．
８μｍ）とＳｍ_２Ｏ_３粉末（平均粒子径１．２μｍ）と
をモル比がＳｍ：Ｆｅ＝２．３：１７となるように混合
した。所定の平均粒子径のＣａＯ粉末を所定量加え、ボ
ールミルにより混合した。なおＣａＯ粉末には、平均粒
子径５０μｍのＣａＯ粉末を粉砕して分級し、種々の平
均粒子径としたものを使用した。またＣａＯ粉末中の不
純物は３％であった。

【００５７】得られた原料粉末を炉内に水素ガスを通気
しながら６００℃で２０時間焼成し、Ｆｅ_２Ｏ_３の一部
を還元した。この還元後の原料粉末中のＣａＯ粉末以外
の酸化物の酸素量の２倍当量に相当する粒状金属カルシ
ウムを加え、混合し、軟鋼製のるつぼに充填した。

【００５８】（還元拡散）及び（窒化）Ａｒガス雰囲気
中にて１１００℃で１時間焼成し、次に炉内を１００℃
まで徐冷後に真空引きし、炉内に窒素ガスを導入し、窒
素雰囲気中にて４５０℃で１０時間焼成した。

【００５９】（水洗）得られた窒化物ブロックを純水に
投入し、３０分撹拌し静止後、上澄みを排水した。以上
のデカンテーションを８回繰り返した。次に濃度３％の
酢酸水溶液を投入し、１０分撹拌し静止後、上澄みを排
水した。スラリーを固液分離し、８０℃で真空乾燥し
て、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末を得た。なお１回目のデ
カンテーションにて得られた上澄みはフィルタープレス
に送り、カルシウムを主成分とする副生成物を分離し、
回収した。

【００６０】〔実施例２〕ＣａＯ粉末の代わりにＣａＣ
Ｏ_３粉末，ＣａＳＯ_４粉末，Ｃａ（ＯＨ）_２粉末のうち
いずれかを使用する以外は実施例１と同様にしてＳｍ−
Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末を得た。またＣａＣＯ_３粉末，Ｃａ
ＳＯ_４粉末，Ｃａ（ＯＨ）_２粉末中の不純物は３．３％
であった。

【００６１】〔実施例３〕実施例１にて（水洗）工程で
得られたカルシウムを主成分とする副生成物を乾燥して
粉末とし、ＣａＯ粉末の代わりに使用する以外は実施例
１と同様にしてＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末を得た。なお
カルシウムを主成分とする副生成物中の不純物は０．５
％であった。

【００６２】〔比較例１〕ＣａＯ粉末を使用しない以外
は実施例１と同様にしてＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末を得
た。

【００６３】以下の方法にて平均粒子径、粒度分布、磁
気特性の測定を行った。 （平均粒子径と粒度分布の測定）平均粒子径はフィッシ
ャーサブシーブサイザーを用いた空気透過法により測定
した。この空気透過法により粉体の比表面積を求め、こ
の比表面積から一次粒子の粒子径の平均値を算出し、平
均粒子径とした。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末の個数基準
の粒度分布は乾式分散方式のレーザー回折散乱法により
測定した。粒子径の対数でプロットした頻度分布にて、
標準偏差σを算出した。

【００６４】（粒子形状の評価）走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）によって、得られたＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末の
粒子形状の観察を行った。本発明のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁
性粉末は、全てほぼ球状で、大きさの揃った粒子である
ことが分かった。

【００６５】（磁気特性の測定）Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性
粉末をパラフィンワックスと共に試料容器に詰め、ドラ
イヤーでパラフィンワックスを溶融させてから２０ｋＯ
ｅの配向磁場でその磁化容易軸を揃えた。この磁場配向
した試料を４０ｋＯｅの着磁磁場でパルス着磁し、最大
磁場２０ｋＯｅのＶＳＭ（振動試料型磁力計）を用いて
保磁力、角形比、残留磁化の磁気特性を測定した。

【００６６】（耐熱性の測定）まず（磁気特性の測定）
と同様にしてＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末の保磁力を測定
した。次に所定量のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末を容器に
入れ、大気中にて３００℃で４時間加熱した。室温にて
放冷後、前記した（磁気特性の測定）と同様にして、Ｓ
ｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末の保磁力を測定した。加熱前後
の保磁力の比（％）を算出し、耐熱性αとした。この耐
熱性αが大きいほど耐熱性に優れることを意味する。

【００６７】得られた本発明のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉
末は全て平均粒子径が１〜１０μｍであり、凝集体など
の粗大粒子は含有していなかった。粉体特性、磁気特
性、耐熱温度を図１〜６に示した。

【００６８】

【発明の効果】このように本発明は、平均粒子径を規格
化したカルシウム化合物を原料混合物に添加し使用する
ことによって、ほぼ球状で粗大粒子を含有せず粒度が揃
い、保磁力、角形比、耐熱性に優れた希土類鉄窒素系磁
性粉末を容易に製造できる。特にカルシウム化合物とし
て水洗時に得られるカルシウムを主成分とする副生成物
を使用することができ、これにより従来廃棄していた副
生成物をリサイクルでき、環境負荷を低減できる。本発
明の希土類鉄窒素系磁性粉末は、種々の分野への応用が
可能であり、例えばボンド磁石に利用した場合、成形時
の加熱による磁気特性の劣化が少なく、かつ保磁力、角
形比に優れるため高いエネルギー磁束密度のボンド磁石
とすることができる。また保磁力、角形比に優れるため
薄型形状のようにパーミアンス係数が小さい形状であっ
ても減磁を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】希土類鉄窒素系磁性粉末の粒度分布の標準偏差
σと添加したカルシウム化合物の平均粒子径との関係を
示す特性図。

【図２】希土類鉄窒素系磁性粉末の保磁力と添加したカ
ルシウム化合物の平均粒子径との関係を示す特性図。

【図３】希土類鉄窒素系磁性粉末の角形比と添加したカ
ルシウム化合物の平均粒子径との関係を示す特性図。

【図４】希土類鉄窒素系磁性粉末の残留磁化と添加した
カルシウム化合物の平均粒子径との関係を示す特性図。

【図５】希土類鉄窒素系磁性粉末の耐熱性αと添加した
カルシウム化合物の平均粒子径との関係を示す特性図。

【図６】希土類鉄窒素系磁性粉末の保磁力とカルシウム
化合物の添加量との関係を示す特性図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K017 AA04 BA06 BA08 BB13 DA04 EH01 EH18 FA03 FB10 4K018 AA27 AB03 AC10 BA18 BC01 BD01 KA45 5E040 AA03 AA19 HB03 HB15 HB17 NN12 5E062 CC05 CD04 CG02 CG03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも金属カルシウムと、希土類酸化
   物を含有する原料粉末とを混合して原料混合物とし、次
   に前記原料混合物を不活性ガス雰囲気中にて焼成し、引
   き続き真空引きした後に窒素ガスを含有した雰囲気中に
   て焼成して窒化物ブロックとし、前記窒化物ブロックを
   水洗してカルシウムを主成分とする副生成物を除去する
   工程を具備する希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方法にお
   いて、前記原料混合物はカルシウム化合物を含有するこ
   とを特徴とする希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方法。
2. 【請求項２】前記カルシウム化合物の平均粒子径は５μ
   ｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の希土類
   鉄窒素系磁性粉末の製造方法。
3. 【請求項３】前記カルシウム化合物は、融点が１２００
   ℃以上であるカルシウム化合物及び／又は９００℃以上
   で５０重量％以上が酸化カルシウムとなるカルシウム化
   合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の希
   土類鉄窒素系磁性粉末の製造方法。
4. 【請求項４】前記カルシウム化合物は、酸化カルシウ
   ム，窒化カルシウム，硫酸カルシウム，リン酸カルシウ
   ム，フッ化カルシウム，酢酸カルシウム，炭酸カルシウ
   ム，炭化カルシウム，水酸化カルシウムから選ばれた少
   なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載の
   希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方法。
5. 【請求項５】前記カルシウム化合物は、前記窒化物ブロ
   ックを水洗する工程にて得られるカルシウムを主成分と
   する副生成物を含有することを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方法。
6. 【請求項６】前記カルシウム化合物は、不純物の含有量
   が１０重量％以下であることを特徴とする請求項１及至
   ５のいずれかに記載の希土類鉄窒素系磁性粉末の製造方
   法。
7. 【請求項７】保磁力は１５ｋＯｅ以上であり、かつ角形
   比は０．４以上であることを特徴とする希土類鉄窒素系
   磁性粉末。
8. 【請求項８】平均粒子径は１〜１０μｍであることを特
   徴とする請求項７に記載の希土類鉄窒素系磁性粉末。
9. 【請求項９】耐熱性αは７０％以上であることを特徴と
   する請求項７又は８に記載の希土類鉄窒素系磁性粉末。
   （ただし前記αは、磁性粉末を大気中３００℃で４時間
   加熱し、室温まで放冷したときの保磁力の維持率を示
   す。）