JP2010095415A - Sialon holding magnetism and method for producing the same - Google Patents

Sialon holding magnetism and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2010095415A
JP2010095415A JP2008268930A JP2008268930A JP2010095415A JP 2010095415 A JP2010095415 A JP 2010095415A JP 2008268930 A JP2008268930 A JP 2008268930A JP 2008268930 A JP2008268930 A JP 2008268930A JP 2010095415 A JP2010095415 A JP 2010095415A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sialon
iron
oxide
rare earth
magnetism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008268930A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hai-Doo Kim
キム,ハイ−ド
Young-Jo Park
パク,ヨン−ジョ
Jae-Woong Koh
コ,ヘ−ウン
Mudiyanselage Baththana
バッサナムディヤンセラゲ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Original Assignee
Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Institute of Machinery and Materials KIMM filed Critical Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Priority to JP2008268930A priority Critical patent/JP2010095415A/en
Publication of JP2010095415A publication Critical patent/JP2010095415A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide sialon further improved of mechanical and structural characteristics of an electromagnetic material holding magnetic characteristics by using sialon, which is excellent in characteristics as structural materials holding high strength and high toughness, also as the electromagnetic material; and a method for producing the same. <P>SOLUTION: There is provided a method for producing sialon holding magnetism which comprises a stage of mixing silicon nitride, aluminum nitride, alumina and a rare-earth element oxide; and a stage of firing the mixture under nitrogen atmosphere so that the sialon exhibits a saturated magnetization value in a range of 0.15-0.24 emu/g. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は磁性を保有するサイアロン及びその製造方法に係り、より詳しくは窒化珪素、窒化アルミニウム、アルミナ及び希土類酸化物を混合する段階;及び前記混合物を窒素雰囲気で焼結する段階;を含んでなり、0.15〜0.24emu/gの飽和磁化値の範囲を表すようにする、磁性を保有するサイアロンの製造方法に関するもので、前記混合物には鉄(Fe)をさらに混合して鉄珪化物を生成させることで、サイアロンの磁性特性を一層増進させることができる。   The present invention relates to a sialon possessing magnetism and a method for producing the same, and more particularly, comprising mixing silicon nitride, aluminum nitride, alumina and rare earth oxide; and sintering the mixture in a nitrogen atmosphere. , A method for producing sialon having magnetism, which expresses a saturation magnetization value range of 0.15 to 0.24 emu / g, wherein the mixture is further mixed with iron (Fe) and iron silicide The magnetic properties of sialon can be further enhanced by generating.

サイアロン(SiAlON)は窒化珪素の“セラミック合金”であり、α’相とβ’相の2種の結晶構造として存在し、α−窒化珪素とβ−窒化珪素に基づく窒化珪素四面体のネットワークにおいて、珪素原子の一部をアルミニウム原子に取り替え、窒素原子の一部を酸素原子に取り替えることで生成される。   Sialon (SiAlON) is a “ceramic alloy” of silicon nitride that exists as two crystal structures of α ′ phase and β ′ phase, in a network of silicon nitride tetrahedra based on α-silicon nitride and β-silicon nitride. This is generated by replacing a part of silicon atoms with aluminum atoms and a part of nitrogen atoms with oxygen atoms.

このようなサイアロンは、伝統的に硬度が高く、耐磨耗性が優秀であり、高温強度または耐酸化性に優れるから、関連分野で幅広く応用されており、主に鉄及び非鉄金属の押出しダイス、熔接ノズル、自動車エンジン部品などの高温構造部材に活用されている。   Such sialon is traditionally high in hardness, excellent in wear resistance, and excellent in high-temperature strength or oxidation resistance, so it is widely applied in related fields, mainly extrusion dies for ferrous and non-ferrous metals. It is used for high-temperature structural members such as welding nozzles and automobile engine parts.

このようなサイアロンが最近構造材料としてだけでなく、白色LEDとして応用するための蛍光材料にその使用範囲が拡張されている。これについては、特許文献1及び2などに開示されている。すなわち、既存にサイアロンの特性として糾明された優れた機械的物性にかたよって、関連分野への応用と技術開発に集中する傾向があったが、最近には予想しなかった新分野への関心が増加しているのが現実である。   Such a sialon has recently been expanded to a fluorescent material for application as a white LED as well as a structural material. This is disclosed in Patent Documents 1 and 2 and the like. In other words, due to the excellent mechanical properties that have already been established as the characteristics of sialon, there was a tendency to concentrate on application and technology development in related fields, but there was an interest in new fields that were not anticipated recently. The reality is that it is increasing.

よって、本出願人はサイアロンの伝統的な構造材料としての物性に加え、電磁気材料としての可能性を念頭に置き、その実用化のために技術開発を図り、特にサイアロンが磁気的特性(magnetic property)を持っているという事実に着眼してこれに対して研究を重ねた結果、本発明に至ることになった。   Therefore, the present applicant has not only considered the physical properties of sialon as a traditional structural material, but also has the potential as an electromagnetic material, and has developed technology for its practical use. In particular, sialon has a magnetic property (magnetic property). As a result of research on this fact, the present invention has been reached.

現在、このような機能性サイアロン、特にサイアロンに他の元素でドープして磁気的特性を具現することにより、磁気材料に応用する研究に関してはこれまで全く報告されていない実情である。
大韓民国特許出願第2007−7000982号明細書 大韓民国特許出願第2007−0026854号明細書
At present, no research has been reported on the application to magnetic materials by implementing magnetic properties by doping such functional sialons, especially sialon, with other elements.
Korean Patent Application No. 2007-7000098 Specification Korean Patent Application No. 2007-0026854 Specification

本発明は前述したようなサイアロンの新技術領域を開拓するためになされたもので、本発明は、高強度、高靭性を保有して構造材料としての特性に優れたものとして評価されているサイアロンを電磁気材料としても使用して、磁気的特性を保有する電磁気材料において、劣悪であったか、あるいは関心外にあった機械構造的特性を一層向上させることができる可能性を提示することをその目的とする。   The present invention was made in order to pioneer a new technical area of sialon as described above, and the present invention is a sialon that has been evaluated as having excellent strength as a structural material with high strength and high toughness. Is also used as an electromagnetic material, and the purpose is to present the possibility of further improving the mechanical structural properties that were inferior or outside of interest in electromagnetic materials possessing magnetic properties. To do.

また、本発明は、サイアロンに希土類元素のみならず、鉄、コバルトなどの金属またはその金属酸化物をさらに添加することで磁気的特性を向上させた結果、電磁気材料としてのサイアロンの応用領域をさらに拡張させることを他の目的とする。   In addition, the present invention further improves the magnetic properties by adding not only rare earth elements but also metals such as iron and cobalt or metal oxides thereof to sialon. As a result, the application area of sialon as an electromagnetic material is further increased. Another purpose is to expand.

本発明は、前述したような目的を達成するために、窒化珪素、窒化アルミニウム、アルミナ及び希土類酸化物を混合して混合物を得ること;及び前記混合物を窒素雰囲気で焼結すること;を含み、サイアロンが0.15〜0.24emu/gの飽和磁化値の範囲を表すようにする、磁性を保有するサイアロンの製造方法を提供する。   In order to achieve the object as described above, the present invention includes mixing silicon nitride, aluminum nitride, alumina and rare earth oxide to obtain a mixture; and sintering the mixture in a nitrogen atmosphere. Provided is a method for producing a magnetized sialon that allows the sialon to exhibit a saturation magnetization range of 0.15 to 0.24 emu / g.

前記製造方法において、前記焼結を、温度を1700〜1900℃の範囲として、ガス圧焼結により行うことが好ましい。   In the manufacturing method, the sintering is preferably performed by gas pressure sintering at a temperature of 1700 to 1900 ° C.

前記製造方法は、前記混合物に鉄(Fe)酸化物をさらに混合し、前記鉄の投入量に比例してサイアロンの飽和磁化値が増加することが好ましい。   In the manufacturing method, it is preferable that iron (Fe) oxide is further mixed with the mixture, and the saturation magnetization value of sialon is increased in proportion to the amount of iron input.

鉄を含む前記混合物の焼結を、温度を1500〜1700℃の範囲として、ガス圧焼結により行うことが好ましい。   The mixture containing iron is preferably sintered by gas pressure sintering at a temperature in the range of 1500 to 1700 ° C.

前記鉄(Fe)酸化物が混合された混合物を焼結して鉄珪化物を生成し、前記鉄珪化物が磁性特性を表すことが好ましい。   It is preferable that the mixture in which the iron (Fe) oxide is mixed is sintered to produce an iron silicide, and the iron silicide exhibits magnetic properties.

前記鉄(Fe)酸化物が混合された混合物を焼結して生成される鉄珪化物はFeSiまたはFeSiであることが好ましい。 It is preferable that the iron silicide produced by sintering the mixture in which the iron (Fe) oxide is mixed is FeSi or Fe 5 Si 3 .

前記希土類酸化物は、イットリウム(Y)、イッテルビウム(Yb)、サマリウム(Sm)、ガドリニウム(Gd)及びエルビウム(Er)酸化物のなかで選択される少なくとも1種であり、混合物全体重量に対して10〜20重量%で混合することが好ましい。   The rare earth oxide is at least one selected from yttrium (Y), ytterbium (Yb), samarium (Sm), gadolinium (Gd), and erbium (Er) oxide, and is based on the total weight of the mixture. It is preferable to mix in 10 to 20 weight%.

また、本発明は、前記目的を達成するために、サイアロンに希土類酸化物または希土類元素が添加されて、0.15〜0.24emu/gの飽和磁化値の範囲を表す、磁性を保有するサイアロンを提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a magnetized sialon having a saturation magnetization value range of 0.15 to 0.24 emu / g by adding a rare earth oxide or a rare earth element to sialon. I will provide a.

また、本発明は、前記目的を達成するために、サイアロンに希土類酸化物または希土類元素と、鉄(Fe)または鉄(Fe)酸化物を添加することにより、鉄または鉄酸化物の添加量によって飽和磁化値が増加する、磁性を保有するサイアロンを提供する。   Further, in order to achieve the above object, the present invention adds the rare earth oxide or rare earth element and iron (Fe) or iron (Fe) oxide to the sialon, thereby increasing the amount of iron or iron oxide added. Provided is a magnetized sialon having an increased saturation magnetization value.

本発明によって、サイアロンを伝統的な構造材料としてだけでなく、電磁気材料として使用することができるように、モチーブを提供することができる効果がある。   According to the present invention, a motivation can be provided so that sialon can be used not only as a traditional structural material but also as an electromagnetic material.

また、本発明は、サイアロンに希土類元素のみならず鉄、コバルトなどの金属またはその金属酸化物をさらに添加することで磁気的特性を向上させた結果、電磁気材料としてのサイアロンの応用領域を一層拡張することができる効果がある。   In addition, the present invention further expands the application area of sialon as an electromagnetic material as a result of improving magnetic characteristics by adding not only rare earth elements but also metals such as iron and cobalt or metal oxides thereof to sialon. There is an effect that can be done.

以下、添付図面及び実施例に基づいて、本発明について具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings and examples. In addition, this invention is not limited to a following example, A various change is possible.

以下の実施例は、色々の組成の希土類元素でドープされたサイアロン(rare earth doped sialon)の磁気的挙動に関するものである。特に、実施例は、イットリウム(Y)、イッテルビウム(Yb)、サマリウム(Sm)、ガドリニウム(Gd)、エルビウム(Er)、鉄(Fe)及びコバルト(Co)でドープされて、ガス圧焼結されたサイアロンに関する。ここで、ガス圧焼結は焼結方法の一例に過ぎず、ガス圧焼結以外の焼結方法を使用してもよいことは、明らかである。   The following examples relate to the magnetic behavior of rare earth doped sialon with various compositions. In particular, the examples are doped with yttrium (Y), ytterbium (Yb), samarium (Sm), gadolinium (Gd), erbium (Er), iron (Fe) and cobalt (Co) and gas pressure sintered. About sialon. Here, gas pressure sintering is merely an example of a sintering method, and it is obvious that a sintering method other than gas pressure sintering may be used.

このように製造された最終産物としてのサイアロンにおいて、α相(α−サイアロン)並びにβ相(β−サイアロン)の組成及び比率は、X−線回折(XRD)と走査電子顕微鏡(SEM)などの各種の分析器機によって明確に確認することができた。   In the sialon as the final product thus produced, the composition and ratio of the α-phase (α-sialon) and β-phase (β-sialon) are the same as those of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). It could be clearly confirmed by various analyzers.

実施例によるサイアロンサンプルの磁気ヒステリシス曲線(magnetic hysteresis loop)データは、常温で振動型試料磁力計(vibrating sample magnetometer)を利用して測定することによって得ることができた。その結果、ドープされたサイアロン、特にα−サイアロンの磁気ヒステリシスは予想した程度よりも明らかな程度で現れることが分かった。一般のフェライト(ferrite)の場合に比べ、ドープされたサイアロンの磁気ヒステリシス曲線に相応する媒介変数が大きくはなかったが、サイアロンが優れた構造的物性を持っているので、これに加えて磁気的特性まで保有したサイアロンは電磁気的材料として新しい応用領域への拡張可能性が高いと言える。   The magnetic hysteresis loop data of the sialon sample according to the example could be obtained by measuring using a vibrating sample magnetometer at room temperature. As a result, it has been found that the magnetic hysteresis of doped sialon, particularly α-sialon, appears to a more obvious degree than expected. Compared to the general ferrite, the parameters corresponding to the magnetic hysteresis curve of doped sialon were not large, but in addition to this, sialon has excellent structural properties. It can be said that sialon possessing even the characteristics has high possibility of expansion to a new application field as an electromagnetic material.

また、ドープされたβ−サイアロンの場合においても、α−サイアロンに似ている磁気ヒステリシス挙動を表した。同時に、本発明によるサイアロンの磁気的特性を改善するために、鉄(Fe)、コバルト(Co)をサイアロンに導入した。鉄を含有するサイアロンの場合、磁気的特性が明らかに増進することが分かった。   Also in the case of doped β-sialon, a magnetic hysteresis behavior similar to α-sialon was expressed. At the same time, iron (Fe) and cobalt (Co) were introduced into the sialon in order to improve the magnetic properties of the sialon according to the present invention. In the case of sialon containing iron, it has been found that the magnetic properties are clearly enhanced.

サイアロンは、高温での優れた機械的特性、化学的安全性及び高耐磨耗性が必要な工学的分野で善導的な材料として評価を受けている。β−窒化珪素の固溶体として珪素原子(Si)の一部と窒素原子(N)の一部がアルミニウム原子(Al)及び酸素原子(O)にそれぞれ取り替えられた物質をβ−サイアロン(β’)といい、化学式はSi6−zAl8−zで表現することができる。ここで、zはアルミニウム(Al)を切り替えることができる量的概念のために導入したもので、その値は0<z<4.2の範囲を有する。α−窒化珪素はβ−窒化珪素より制限された固溶体を生成し、これをα−サイアロン(a’)という。α−サイアロンはβ−サイアロンに似ている置換形態を成すが、α‐サイアロンの安定性をより高めるために、金属陽イオン(M=カルシウムなど)がα‐サイアロンに添加される。これらの陽イオンは、α−窒化珪素単位セルの2つの巨大侵入型格子空間(gigantic interstitial lattice spaces)に部分的に位置する。このような金属陽イオンは、空隙容量(interstitial volume)を占めることができるほどの大きさを持たなければならなく、およそ1Å以下の半径を有さなければならない。 Sialon is recognized as a good material in engineering fields where excellent mechanical properties at high temperatures, chemical safety and high wear resistance are required. β-sialon (β ′) is a solid solution of β-silicon nitride in which a part of silicon atoms (Si) and a part of nitrogen atoms (N) are respectively replaced by aluminum atoms (Al) and oxygen atoms (O). The chemical formula can be expressed by Si 6-z Al z O z N 8-z . Here, z is introduced for a quantitative concept capable of switching aluminum (Al), and its value has a range of 0 <z <4.2. α-silicon nitride forms a solid solution limited by β-silicon nitride, which is called α-sialon (a ′). α-Sialon has a substitutional form similar to β-sialon, but a metal cation (such as M = calcium) is added to α-sialon to further enhance the stability of α-sialon. These cations are partially located in the two gigantic interstitial lattice spaces of the α-silicon nitride unit cell. Such metal cations must be large enough to occupy an interstitial volume and have a radius of about 1 cm or less.

α−サイアロンは、一般的にMv+ m/vSi12−(m+n)Alm+n16−nのような化学式で表現される。ここで、vは金属陽イオンMの原子価である。 α-sialon is generally expressed by a chemical formula such as M v + m / v Si 12- (m + n) Al m + n On N 16-n . Here, v is the valence of the metal cation M.

本発明によるα−サイアロン及びβ−サイアロンは転移液状焼結過程によって緻密化し、オキシニトリド(oxynitride)液状の形成のための基礎物質であって、金属酸化物を添加剤として使用する。サイアルロンは構造材料としての優れた特性を持っているので、磁気的特性を保有するサイアロンは材料工学的応用において大きな意味がある。   The α-sialon and β-sialon according to the present invention are densified by a transition liquid sintering process and are a basic material for forming an oxynitride liquid, and a metal oxide is used as an additive. Since sialon has excellent properties as a structural material, sialon possessing magnetic properties has great significance in material engineering applications.

サイアロンの磁気的挙動を観察するために、各種の希土類元素でドープされたサイアロンサンプルを永久磁石に反応させた結果、一定程度の磁気特性を観察することができた。よって、本実施例では、多様なドーパント(dopant)、つまりイットリウム(Y)、イッテルビウム(Yb)、サマリウム(Sm)、ガドリニウム(Gd)、エルビウム(Er)、鉄(Fe)及びコバルト(Co)でドープされた一連のサイアロンの製造可能性と、このためのドープされたサイアロンの磁気挙動を考察する。このように、サイアロンの磁気的挙動に関する研究を進めることで、基地物質でのドーパントの役目に関連する有用な情報を得ることができ、それによる磁気的相互作用の特性を把握することができる。   In order to observe the magnetic behavior of sialon, sialon samples doped with various rare earth elements were reacted with permanent magnets. As a result, a certain degree of magnetic properties could be observed. Therefore, in this embodiment, various dopants, that is, yttrium (Y), ytterbium (Yb), samarium (Sm), gadolinium (Gd), erbium (Er), iron (Fe), and cobalt (Co) are used. Consider the manufacturability of a series of doped sialons and the magnetic behavior of doped sialons for this purpose. Thus, by conducting research on the magnetic behavior of sialon, useful information related to the role of the dopant in the base material can be obtained, and the characteristics of the magnetic interaction can be grasped.

<実験例>
本発明によるサイアロンを製造するための出発物質はα−窒化珪素(UBE grade SN E10)、窒化アルミニウム(AlN、Starck HC、Grade B)、アルミナ(Sumitomo、AKP−30)、希土類酸化物(99.9%純度、Sigma−Aldrich Korea)及び鉄(III)、コバルト(II、III)酸化物(99.9%純度、Sigma−Aldrich Korea)とした。ここで、希土類酸化物と鉄及びコバルトの酸化物はそれぞれ、酸化物ではない単体の状態でも使用可能である。
<Experimental example>
Starting materials for producing sialon according to the present invention are α-silicon nitride (UBE grade SN E10), aluminum nitride (AlN, Starck HC, Grade B), alumina (Sumitomo, AKP-30), rare earth oxide (99. 9% purity, Sigma-Aldrich Korea) and iron (III), cobalt (II, III) oxide (99.9% purity, Sigma-Aldrich Korea). Here, the rare earth oxide and the oxides of iron and cobalt can be used in a single state that is not an oxide.

多様な組成(前述したα−サイアロンの化学式において、m=1.5、n=1.5 & m=2、n=2)で用意された出発物質の適正量を、エチルアルコールを媒質とし、窒化珪素ボールを利用して回転ジャーで混合した。前記のような組成は出発混合粉末の全体重量対希土類酸化物の原子量によるドーパント(dopant)の重量比である10〜20重量%に相応するものである。サイアロンにおいて、多量の希土類陽イオンを投入するために、適正なm値とこれに相応するn値を選択した。   An appropriate amount of a starting material prepared in various compositions (m = 1.5, n = 1.5 & m = 2, n = 2 in the above-described chemical formula of α-sialon), ethyl alcohol as a medium, Mixing was performed with a rotating jar using silicon nitride balls. The composition as described above corresponds to a weight ratio of 10 to 20% by weight of the dopant based on the total weight of the starting mixed powder and the atomic weight of the rare earth oxide. In sialon, in order to introduce a large amount of rare earth cations, an appropriate m value and an n value corresponding thereto were selected.

出発物質の重量は30gとし、約60時間混合して、湿式粉末を得た。混合した後、湿式粉末は38μm大きさの篩によって篩い分けし、乾燥させて乾燥粉末を得た。   The starting material weighed 30 g and mixed for about 60 hours to obtain a wet powder. After mixing, the wet powder was sieved through a 38 μm size sieve and dried to obtain a dry powder.

次に、乾燥粉末を200MPaで静水圧成形して、16mmの直径及び3.5mmの厚さを有するディスク型のペレットと、6mmの直径と5mmの高さを有するシリンダー型のペレットと、を製造した。ディスク型ペレットは分析用として、シリンダー型ペレットは磁気的特性を把握するためにそれぞれ製造したものである。   Next, the dry powder is hydrostatically molded at 200 MPa to produce a disk-type pellet having a diameter of 16 mm and a thickness of 3.5 mm, and a cylinder-type pellet having a diameter of 6 mm and a height of 5 mm. did. Disk-type pellets are manufactured for analysis, and cylinder-type pellets are manufactured for grasping magnetic characteristics.

その後、希土類陽イオンを含むこれらのペレットを0.9MPaの窒素ガス圧で1800℃、3時間加圧焼結して、ディスクサンプルを得た。ここで、焼結温度は1700〜1900℃の範囲内で調節可能である。また、鉄(III)とコバルト(II&III)酸化物を1600℃で前記と同様な条件で焼結した。焼結温度を低く設定したのは、鉄とコバルトの多様な酸化物/珪化物の融点が1600℃程度であるからである。ここで、前記焼結温度は1500℃〜1700℃の範囲内で調節可能である。昇温速度はすべての場合において10℃/分にした。   Thereafter, these pellets containing rare earth cations were pressure sintered at 1800 ° C. for 3 hours at a nitrogen gas pressure of 0.9 MPa to obtain disk samples. Here, the sintering temperature can be adjusted within a range of 1700 to 1900 ° C. Further, iron (III) and cobalt (II & III) oxides were sintered at 1600 ° C. under the same conditions as described above. The reason for setting the sintering temperature low is that the melting points of various oxides / silicides of iron and cobalt are about 1600 ° C. Here, the sintering temperature can be adjusted within a range of 1500 ° C to 1700 ° C. The heating rate was 10 ° C./min in all cases.

このように焼結されたそれぞれのディスクサンプルを、Cu−K αをターゲットとしてX線(Rigaku D/Max 2200、日本)分析した。   Each disk sample thus sintered was analyzed by X-ray (Rigaku D / Max 2200, Japan) using Cu-Kα as a target.

一方、走査電子顕微鏡(SEM)を利用して、焼結されたディスクサンプルの微細構造を観察するために、前記サンプルをダイヤモンドペーストで研磨した。その後、研磨されたサンプルを金(Au)でコートし、EDS(Energy Dispersive X−ray:エネルギー分散型X線分光)分析機の装着された走査電子顕微鏡を利用してその微細構造を観察した。   Meanwhile, in order to observe the microstructure of the sintered disk sample using a scanning electron microscope (SEM), the sample was polished with diamond paste. Thereafter, the polished sample was coated with gold (Au), and the microstructure was observed using a scanning electron microscope equipped with an EDS (Energy Dispersive X-ray) analyzer.

また、サンプルの密度はアルキメデス原理を利用して決定した。   The density of the sample was determined using the Archimedes principle.

また、ドープされたサイアロンサンプルの磁気ヒステリシス曲線データを常温で振動型試料磁力計(vibrating sample magnetometer、7400 series、LakeShore)で収集した。本発明において、磁気的特性は、磁場、温度及びサンプルの振動数に関する関数として測定することができる。サンプルを検出コイルに位置させ、機械的振動を加えることにより発生する磁束の変化は検出コイルに電圧を誘導し、これはサンプルの磁気モーメントに比例する。   In addition, magnetic hysteresis curve data of the doped sialon sample was collected at room temperature with a vibrating sample magnetometer (7400 series, Lake Shore). In the present invention, magnetic properties can be measured as a function of magnetic field, temperature and sample frequency. The change in magnetic flux generated by placing the sample in the detection coil and applying mechanical vibrations induces a voltage in the detection coil, which is proportional to the magnetic moment of the sample.

焼結されたサイアロンサンプルは非常に高い密度を表した。密度値はドーパントの種類によって約3200kg/mの値を表した。稀土類元素でドープされたサイアロンのX線回折による分析結果を図1に現した。ここで、主結晶相はα’であることが確認され、走査電子顕微鏡による微細構造観察においても、前記のような分析結果を確認することができた。 Sintered sialon samples exhibited very high density. The density value represented a value of about 3200 kg / m 3 depending on the type of dopant. The analysis result by X-ray diffraction of sialon doped with rare earth elements is shown in FIG. Here, it was confirmed that the main crystal phase was α ′, and the analysis result as described above could be confirmed also in the fine structure observation with a scanning electron microscope.

各種の希土類元素(イットリウム(Y)、イッテルビウム(Yb)、サマリウム(Sm)、ガドリニウム(Gd)またはエルビウム(Er)などから選択される少なくとも1種の元素)でドープしたサイアロンサンプルに対して、振動型試料磁力計(VSM)を利用して実験した結果、磁気ヒステリシス曲線が現れることが分かった。一方、ドープされたサイアロンの粉末サンプルに対し、その磁気ヒステリシス挙動を観察した結果、大きな変化を表すことはなかった。図2は、希土類元素でドープされたサイアロンの代表的な磁気ヒステリシス曲線を表したものである。このような磁気ヒステリシス曲線の代表的傾向は、互いに異なる組成を有する希土類陽イオンを含む他の種類のセラミックの場合に観察されている。ヒステリシス曲線に係わる材料の挙動は、材料が印加された磁場に露出したとき、軌道電子の反応に寄る。材料内の希土類原子またはイオンは、原子軌道を部分的に満たしている不対原子(unpaired electron)によって純粋な磁気モーメントを保有することができる。   Vibration of sialon samples doped with various rare earth elements (at least one element selected from yttrium (Y), ytterbium (Yb), samarium (Sm), gadolinium (Gd), erbium (Er), etc.) As a result of an experiment using a type sample magnetometer (VSM), it was found that a magnetic hysteresis curve appeared. On the other hand, as a result of observing the magnetic hysteresis behavior of the doped sialon powder sample, no significant change was observed. FIG. 2 shows a typical magnetic hysteresis curve of sialon doped with rare earth elements. Such a typical tendency of the magnetic hysteresis curve has been observed for other types of ceramics containing rare earth cations having different compositions. The behavior of the material with respect to the hysteresis curve is dependent on the reaction of orbital electrons when the material is exposed to an applied magnetic field. Rare earth atoms or ions in the material can possess pure magnetic moments due to unpaired atoms that partially fill the atomic orbitals.

図2から、各種の希土類元素を含有するサイアロンの磁場に対する磁気モーメントの曲線の勾配変化が分かる。図示のように、各種の希土類元素を含有するサイアロンは互いに異なる磁化率(magnetic susceptibility)を有する。曲線の勾配から算定される磁化率の大きさは、希土類元素の磁化率の大きさと比較することができる。しかし、サイアロン構造内において、希土類原子は隣り合う原子と結合している事実を認知することは非常に重要である。イットリウムα−サイアロンは、互いに異なる離隔距離を維持しながら七つの(N、O)原子で取り囲まれたイットリウム3価陽イオン(Y3+)で構成され、これからイットリウムα−サイアロンの構造が定義できる。 As can be seen from FIG. 2, the gradient change of the magnetic moment curve with respect to the magnetic field of the sialon containing various rare earth elements can be seen. As shown, sialons containing various rare earth elements have different magnetic susceptibilities. The magnitude of the magnetic susceptibility calculated from the slope of the curve can be compared with the magnitude of the magnetic susceptibility of the rare earth element. However, it is very important to recognize the fact that rare earth atoms are bonded to neighboring atoms in the sialon structure. Yttrium α-sialon is composed of yttrium trivalent cations (Y 3+ ) surrounded by seven (N, O) atoms while maintaining different separation distances, from which the structure of yttrium α-sialon can be defined.

図2(a)にヒステリシス曲線を、(b)にヒステリシス曲線の中央部を、それぞれ示す。図示のように、飽和磁化値は0.16emu/gから0.24emu/gまで変化し、保磁力(coercive field)の大きさは400Gから900Gまで変化し、残留(remanence)磁化値は0.01〜0.02emu/gの範囲内にあった。希土類元素を含むβ−サイアロンもα−サイアロンの場合に似ている磁気ヒステリシス挙動を表す。   FIG. 2A shows a hysteresis curve, and FIG. 2B shows a central portion of the hysteresis curve. As shown, the saturation magnetization value changes from 0.16 emu / g to 0.24 emu / g, the coercive field magnitude changes from 400 G to 900 G, and the remanence magnetization value is 0. It was within the range of 01 to 0.02 emu / g. Β-sialon containing rare earth elements also exhibits magnetic hysteresis behavior similar to that of α-sialon.

ドープされたサイアロンサンプルのヒステリシス挙動は粉末状の希土類元素純粋酸化物サンプルと比較することもでき、このような純粋酸化物サンプルのヒステリシス挙動を図3に示した。図3に示すように、サイアロンサンプルとこれに相応する粉末状の希土類元素純粋酸化物サンプルとは、外部磁場に対して類似した反応を表し、小領域のヒステリシス曲線を示すことから、軟磁性物質(soft magnetic material)に当たると思われる。しかし、特定の希土類元素でドープされたサイアロンとこれに相応する純粋酸化物サンプルとで曲線の傾きが互いに異なることは、磁化率の値が互いに異なるからである(図2及び図3参照)。これは、前述したように、希土類原子が酸化物内では酸素と結合し、サイアロン構造内ではサイアロン構造内の原子と結合するからである。   The hysteresis behavior of the doped sialon sample can also be compared with the powdered rare earth element pure oxide sample, and the hysteresis behavior of such a pure oxide sample is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the sialon sample and the corresponding powdery rare earth element pure oxide sample show a similar reaction to an external magnetic field and show a small area hysteresis curve. (Soft magnetic material). However, the sialon doped with a specific rare earth element and the corresponding pure oxide sample have different curve slopes because the values of magnetic susceptibility are different from each other (see FIGS. 2 and 3). This is because, as described above, the rare earth atoms are bonded to oxygen in the oxide, and are bonded to atoms in the sialon structure in the sialon structure.

希土類元素でドープされたサイアロンの磁気ヒステリシスに係わる値は、通常のフェライト(ferrite)の値より低い値を有する。これを確認するために、希土類元素でドープされたサイアロンを、ストロンチウム(Sr)を含むフェライトと比較して図4に示す。希土類元素でドープされたサイアロンのヒステリシス挙動が材料科学的意味として有意な現象を表してはいるが、実際に応用されるためには、より明らかな現象を現さなければならなく、よって、より大きな値が必要である。   The value related to the magnetic hysteresis of sialon doped with rare earth elements is lower than the value of normal ferrite. In order to confirm this, sialon doped with rare earth elements is shown in FIG. 4 in comparison with ferrite containing strontium (Sr). Although the hysteresis behavior of sialon doped with rare earth elements represents a significant phenomenon in terms of material science, in order to be practically applied, it must show a more obvious phenomenon, and therefore a larger A value is required.

よって、本実施例においては、希土類元素でドープされたサイアロンの磁気的特性を向上させるために、希土類元素とともに鉄またはコバルトを、サイアロン構造に個別的な陽イオンとして、さらに添加した。希土類元素を含むサイアロン(例えばα−サイアロン)に鉄またはコバルトをさらに付け加える場合、2重ドーピングシステムが適用されたα−サイアロンを得ることができる。ここで、鉄3価陽イオン(Fe3+)とコバルト3価陽イオン(Co3+)のイオンの半径は、α−サイアロンの安定化剤の役目をする希土類イオンのイオン半径と対比することができる。しかし、鉄またはコバルトなどの金属陽イオンはα−サイアロン構造の効果的な安定化剤として作用しないので、多量を添加することはできない。したがって、本実施例においては、鉄(III)酸化物またはコバルト(II&III)酸化物を10重量%以内の範囲で多様に調整して単一希土類元素に付け加えることによって、サイアロンを合成した。この際、サイアロンの組成は、m=2、n=2の値に固定した。鉄を含有するドープされたサイアロンサンプルは磁場に強く反応することが分かった。 Therefore, in this example, in order to improve the magnetic properties of the sialon doped with the rare earth element, iron or cobalt was further added to the sialon structure as individual cations together with the rare earth element. When iron or cobalt is further added to a sialon containing a rare earth element (for example, α-sialon), α-sialon to which a double doping system is applied can be obtained. Here, the radii of ions of iron trivalent cation (Fe 3+ ) and cobalt trivalent cation (Co 3+ ) can be compared with ionic radii of rare earth ions that act as stabilizers for α-sialon. . However, a metal cation such as iron or cobalt does not act as an effective stabilizer for the α-sialon structure, so a large amount cannot be added. Therefore, in this example, sialon was synthesized by adding various amounts of iron (III) oxide or cobalt (II & III) oxide within a range of 10% by weight to a single rare earth element. At this time, the composition of sialon was fixed to values of m = 2 and n = 2. It was found that doped sialon samples containing iron react strongly to magnetic fields.

図5は、鉄でドープされたサイアロンサンプルを永久磁石によって反応させた写真である。図示のように、前記サンプルは永久磁石に強く反応した。しかし、このような挙動はコバルトでドープされたサンプルでは現れなかった。   FIG. 5 is a photograph of a sialon sample doped with iron reacted with a permanent magnet. As shown, the sample reacted strongly to the permanent magnet. However, this behavior did not appear in the cobalt doped sample.

希土類陽イオンとサイアロンの全体重量に対する10重量%の鉄とでドープされたサイアロンのヒステリシス挙動を、図6に示す。鉄コバルトのドーピング効果を比較するために、サイアロン全体重量に対する10重量%のコバルトでドープされたサイアロンサンプルのヒステリシス挙動も共に示した。しかし、図示のように、サイアロンの磁気的特性の増進のためのコバルトのドーピング効果は微々たるものであることが分かった。これは、コバルトの珪化物(CoSi)が、反磁性の半金属(diamagnetic semimetal)であるからと思われる。また、飽和磁化値(Ms)は、投入される鉄酸化物の量が増加するほど増加することが分かった。この飽和磁化値は、投入される鉄酸化物の量に比例して増加し得る。   The hysteresis behavior of sialon doped with rare earth cations and 10 wt% iron relative to the total weight of sialon is shown in FIG. To compare the iron cobalt doping effect, the hysteresis behavior of a sialon sample doped with 10 wt% cobalt relative to the total sialon weight was also shown. However, as shown in the figure, it has been found that the cobalt doping effect for enhancing the magnetic properties of sialon is insignificant. This is probably because cobalt silicide (CoSi) is a diamagnetic semimetal. It was also found that the saturation magnetization value (Ms) increases as the amount of iron oxide added increases. This saturation magnetization value can be increased in proportion to the amount of iron oxide introduced.

図7は鉄の含量変化による2重ドープされたサイアロンのヒステリシス挙動変化を表したものである。サイアロンサンプルにおける飽和磁化値の上昇変化は、磁性成分の量的増加に起因する。すなわち、飽和磁化、Ms値は、鉄酸化物の最大添加量(10重量%)を添加したときに、最大値に到逹した。10重量%の鉄でドープしたサイアロンの飽和磁化値は、およそ10emu/gとして表れた。また、これに相応する保磁力(coercive field)は約8000Gであった。   FIG. 7 shows the change in hysteresis behavior of doubly doped sialon due to the change in iron content. The increase in the saturation magnetization value in the sialon sample is due to a quantitative increase in the magnetic component. That is, the saturation magnetization and the Ms value reached the maximum values when the maximum addition amount (10% by weight) of iron oxide was added. The saturation magnetization value of sialon doped with 10 wt% iron appeared as approximately 10 emu / g. The coercive field corresponding to this was about 8000G.

図8に、EDS分析を用いたSEMによって観察した、鉄でドープされたサイアロンの微細構造写真及びX線回折の結果を示す。ここで、珪化物の形態として存在する鉄元素は数μmの平均粒径を有する球状粒子であることが分かる。   FIG. 8 shows the microstructure photograph and X-ray diffraction result of sialon doped with iron, observed by SEM using EDS analysis. Here, it turns out that the iron element which exists as a form of a silicide is a spherical particle which has an average particle diameter of several micrometers.

図9に、後方散乱電子方式(back scattered electron mode、BSE)を用いたSEMによって観察された、イオンドープされたサイアロンの微細構造を示す。図示のように、β−サイアロンは針状粒を成しており、希土類が固溶されずに相対的に黒い色を帯びていることが観察され、希土類の固溶によって安定化したα−サイアロン基地は、β−サイアロンに比べ、相対的に明るい色を表しており、鉄珪化物は白色に近い色を表しているので、互いに異なる相の区分が明確であった。これは、BSEイメージが原子番号の差に起因するコントラストを反映するからである。   FIG. 9 shows the microstructure of an ion-doped sialon observed by SEM using a back scattered electron mode (BSE). As shown in the figure, β-sialon has needle-like grains, and it is observed that the rare earth has a relatively black color without being dissolved, and α-sialon stabilized by the rare earth solid solution. The base showed a relatively bright color compared to β-sialon, and the iron silicide showed a color close to white, so the distinct phases were distinct. This is because the BSE image reflects the contrast due to the difference in atomic numbers.

粒子のEDS分析の結果、前記鉄珪化物粒子はFeSiであることが確認された。一部の珪化物粒子はFeSi成分を含有することもあった。鉄(Fe)はα’粒子では観察されなかったし、希土類元素が含有されていることは正確に分かった。このように製造されたサイアロンのX線分析結果を、図10に示す。ここで、FeSi及びFeSiだけでなくα’相とβ’相も明確に観察された。サイアロンにおける鉄珪化物粒子は、飽和磁化値の向上に主導的に寄与し、このような観点で見るとき、希土類陽イオンの寄与度は相対的に低いと言える。鉄−珪素システムにおいては五つの鉄珪化物相が存在し、これはFeSi、FeSi、FeSi、FeSi及びFeSiと知られており、FeSiとFeSiは磁性を帯びるものと知られている。鉄/珪素(Fe/Si)の原子数比のような因子と不純物は鉄珪化物の磁気的挙動に影響を及ぼす。 As a result of EDS analysis of the particles, it was confirmed that the iron silicide particles were FeSi. Some silicide particles sometimes contained an Fe 5 Si 3 component. Iron (Fe) was not observed in the α ′ particles, and it was found accurately that rare earth elements were contained. The X-ray analysis results of the sialon thus produced are shown in FIG. Here, not only FeSi and Fe 5 Si 3 but also α ′ and β ′ phases were clearly observed. The iron silicide particles in sialon contribute to the improvement of the saturation magnetization value. From this point of view, the contribution of rare earth cations can be said to be relatively low. Iron - present iron silicide phase five in silicon system, which FeSi 2, FeSi, Fe 5 Si 3, is known as Fe 2 Si and Fe 3 Si, Fe 5 Si 3 and FeSi is a magnetic Known to be tinged. Factors and impurities such as the iron / silicon (Fe / Si) atomic number ratio affect the magnetic behavior of iron silicides.

図6から分かるように、鉄でドープされたサンプルの場合、飽和磁化値が高い一方、保磁力と残留(remanence)磁化値だけでなくヒステリシス曲線領域が相対的に狭く現れると言える。これは軟磁性物質に相応する物性を表すからであり、よってヒステリシス損失量は相対的に少ないと言える。   As can be seen from FIG. 6, in the case of the sample doped with iron, the saturation magnetization value is high, but it can be said that not only the coercive force and the remanence magnetization value but also the hysteresis curve region appears relatively narrow. This is because the physical properties corresponding to the soft magnetic material are expressed, and it can be said that the amount of hysteresis loss is relatively small.

このような特性を有するサイアロンは、高速電波トランスコア(high speed transmission transformer core)、電磁気コア(electromagnet core)などに応用可能であると言える。また、鉄珪化物を含むサンプルは、高密度、高強度で特徴付けられ、これはサイアロン−鉄珪化物(sialon−iron silicide)複合体が高い機械的強度を有するという報告から確認できる。その結果、鉄でドープされたサイアロンは、磁気的特性と優れた耐久性を同時に有する優れた材料として評価されるものである。また、陽の電場が印加され、以後にこれを解除しても残留する磁化量は非常に微量になる。これは、磁気のモーメントが印加された磁場によって非常に近接して行くからである。よって、印加磁場がサイン曲線に従って変化したら、入力パターンと類似した出力パターンが歪みなしに生成される。これは信号変換の際に非常に有用に使用可能にする特性である。   It can be said that the sialon having such characteristics can be applied to a high speed radio wave transformer core, an electromagnetic core, and the like. Samples containing iron silicide are also characterized by high density and high strength, which can be confirmed from reports that sialon-iron silicide composites have high mechanical strength. As a result, sialon doped with iron is evaluated as an excellent material having both magnetic properties and excellent durability. Further, even if a positive electric field is applied and then released, the amount of magnetization that remains is very small. This is because the magnetic moment is very close by the applied magnetic field. Therefore, if the applied magnetic field changes according to the sine curve, an output pattern similar to the input pattern is generated without distortion. This is a characteristic that makes it very useful when converting signals.

磁気的性質は、材料の微細構造によって大きく影響を受ける。よって、保磁力と残留磁気値も微細構造に影響を受けると言える。磁壁動き(domain wall motion)に影響を与えることができる、微細構造的に可能な媒介変数は、鉄珪化物粒子の形態及び分布(morphology & distribution)、粒界(grain boundary)の存在、鉄粒子とサイアロン結晶間の熱膨張係数(thermal expansion coefficient)の差によって発生する残留応力などがある。前記媒介変数が磁壁動きを遮断すれば、高保磁力が発生する。これは、磁性を有するサイアロンの応用分野が拡張可能であることを見せる現象と言える。   Magnetic properties are greatly affected by the microstructure of the material. Therefore, it can be said that the coercive force and the residual magnetic value are also affected by the fine structure. Microstructurally possible parameters that can influence domain wall motion are the morphology and distribution of iron silicide particles, the presence of grain boundaries, iron particles There is a residual stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the sialon crystal and the sialon crystal. If the parameter interrupts the domain wall motion, a high coercive force is generated. This can be said to be a phenomenon showing that the application field of magnetic sialon can be expanded.

本発明は、高強度、高靭性を有するサイアロンを電磁気材料として使用して、機械構造的特性を一層向上させ、サイアロンに、希土類元素の外に、鉄、コバルトなどの金属またはその金属酸化物を添加して磁気的特性を向上させた結果、電磁気材料としてのサイアロンの応用領域をさらに拡張させて、高速電波トランスコア、電磁気コアなどの電磁気材料分野に応用可能である。   The present invention uses sialon having high strength and high toughness as an electromagnetic material to further improve mechanical structural characteristics, and in addition to rare earth elements, sialon includes a metal such as iron or cobalt or a metal oxide thereof. As a result of improving the magnetic characteristics by addition, the application area of sialon as an electromagnetic material can be further expanded and applied to the field of electromagnetic materials such as a high-speed radio wave transformer core and an electromagnetic core.

本発明の一実施例によるイッテルビウム(Yb)/α−サイアロンのX線分析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the X-ray-analysis result of ytterbium (Yb) / alpha-sialon by one Example of this invention. (a)は、本発明の一実施例によって、希土類元素でドープされたサイアロンの磁気ヒステリシス曲線グラフであり、(b)は(a)のヒステリシス曲線の中央部を示すグラフである。(A) is a magnetic hysteresis curve graph of a sialon doped with a rare earth element according to an embodiment of the present invention, and (b) is a graph showing a central portion of the hysteresis curve of (a). 希土類サンプルの純粋酸化物粉末に対する磁気ヒステリシス曲線グラフである。It is a magnetic hysteresis curve graph with respect to the pure oxide powder of a rare earth sample. 本発明の一実施例による、希土類元素でドープされたサイアロンの磁気ヒステリシス挙動を、ストロンチウム(Sr)を含有するフェライト(Sr11)の磁気ヒステリシス挙動と比較した図である。FIG. 6 is a diagram comparing the magnetic hysteresis behavior of sialon doped with rare earth elements with the magnetic hysteresis behavior of ferrite (Sr11) containing strontium (Sr), according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による、鉄(Fe)を含有するサイアロンサンプルを永久磁石に反応させる写真である。4 is a photograph of reacting a sialon sample containing iron (Fe) to a permanent magnet according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例によって、各種の稀土類元素を含むサイアロンに10重量%の鉄(Fe)を添加したときの、ヒステリシス挙動を示すグラフである。6 is a graph showing hysteresis behavior when 10 wt% iron (Fe) is added to sialon containing various rare earth elements according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例によって、鉄(Fe)の含量を変化させて2重ドープしたときの、サイアロンの磁気の臨界値の変化を示すグラフである。6 is a graph showing a change in the critical value of the magnetism of sialon when the double doping is performed by changing the iron (Fe) content according to an embodiment of the present invention. (a)は本発明の一実施例によって製造されたサイアロンにおける、鉄珪化物の粒子の微細構造を示す写真であり、(b)及び(c)はX線回折結果である。(A) is a photograph showing the fine structure of iron silicide particles in a sialon produced according to an embodiment of the present invention, and (b) and (c) are X-ray diffraction results. 本発明の一実施例による、イッテルビウム(Yb)でドープされたサイアロンに10重量%の鉄(Fe)を添加したときの、その微細構造を示す写真である。6 is a photograph showing a microstructure of sialon doped with ytterbium (Yb) according to an embodiment of the present invention when 10 wt% iron (Fe) is added. 本発明の一実施例によるイッテルビウム(Yb)でドープされたサイアロンに10重量%の鉄(Fe)を添加したときの、X線回折による分析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result by X-ray diffraction when 10 weight% iron (Fe) is added to the sialon doped with ytterbium (Yb) by one Example of this invention.

Claims (9)

窒化珪素、窒化アルミニウム、アルミナ及び希土類酸化物を混合して混合物を得ること;及び
前記混合物を窒素雰囲気で焼結すること;を含み、
サイアロンが0.15〜0.24emu/gの範囲の飽和磁化値を表すようにすることを特徴とする、
磁性を保有するサイアロンの製造方法。
Mixing silicon nitride, aluminum nitride, alumina and rare earth oxide; and sintering the mixture in a nitrogen atmosphere;
The sialon represents a saturation magnetization value in the range of 0.15 to 0.24 emu / g,
A manufacturing method of sialon possessing magnetism.
前記焼結を、温度を1700〜1900℃の範囲として、ガス圧焼結により行うことを特徴とする、
請求項1に記載の磁性を保有するサイアロンの製造方法。
The sintering is performed by gas pressure sintering at a temperature of 1700 to 1900 ° C.,
The method for producing sialon having magnetism according to claim 1.
前記混合物に鉄(Fe)酸化物を添加し、
前記鉄の投入量に比例してサイアロンの飽和磁化値が増加することを特徴とする、
請求項1に記載の磁性を保有するサイアロンの製造方法。
Adding iron (Fe) oxide to the mixture;
The saturation magnetization value of sialon increases in proportion to the input amount of iron,
The method for producing sialon having magnetism according to claim 1.
鉄を含む前記混合物の焼結を、温度を1500〜1700℃の範囲として、ガス圧焼結により行うことを特徴とする、
請求項3に記載の磁性を保有するサイアロンの製造方法。
The sintering of the mixture containing iron is performed by gas pressure sintering at a temperature in the range of 1500 to 1700 ° C.
The manufacturing method of the sialon which possesses the magnetism of Claim 3.
前記鉄(Fe)酸化物が混合された混合物を焼結して鉄珪化物を生成し、前記鉄珪化物が磁性特性を表すことを特徴とする、
請求項3に記載の磁性を保有するサイアロンの製造方法。
Sintering the mixture in which the iron (Fe) oxide is mixed to produce iron silicide, wherein the iron silicide exhibits magnetic properties,
The manufacturing method of the sialon which possesses the magnetism of Claim 3.
前記鉄(Fe)酸化物が混合された混合物を焼結して生成される鉄珪化物は、FeSiまたはFeSiであることを特徴とする、
請求項5に記載の磁性を保有するサイアロンの製造方法。
The iron silicide produced by sintering the mixture in which the iron (Fe) oxide is mixed is FeSi or Fe 5 Si 3 ,
A method for producing sialon having magnetism according to claim 5.
前記希土類酸化物は、イットリウム(Y)酸化物、イッテルビウム(Yb)酸化物、サマリウム(Sm)酸化物、ガドリニウム(Gd)酸化物、及びエルビウム(Er)酸化物からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記希土類酸化物を、前記混合物全体重量に対して10〜20重量%で混合することを特徴とする、
請求項1または3に記載の磁性を保有するサイアロンの製造方法。
The rare earth oxide is at least one selected from the group consisting of yttrium (Y) oxide, ytterbium (Yb) oxide, samarium (Sm) oxide, gadolinium (Gd) oxide, and erbium (Er) oxide. Seeds,
The rare earth oxide is mixed at 10 to 20% by weight with respect to the total weight of the mixture,
A method for producing sialon having magnetism according to claim 1 or 3.
希土類酸化物または希土類元素が添加され、
飽和磁化値が0.15〜0.24emu/gの範囲であることを特徴とする、
磁性を保有するサイアロン。
Rare earth oxides or rare earth elements are added,
The saturation magnetization value is in the range of 0.15 to 0.24 emu / g,
Sialon possessing magnetism.
希土類酸化物または希土類元素、および鉄(Fe)または鉄(Fe)酸化物が添加され、
鉄または鉄酸化物の添加量の増加に応じて飽和磁化値が増加することを特徴とする、
磁性を保有するサイアロン。
Rare earth oxide or rare earth element and iron (Fe) or iron (Fe) oxide are added,
The saturation magnetization value increases as the addition amount of iron or iron oxide increases,
Sialon possessing magnetism.
JP2008268930A 2008-10-17 2008-10-17 Sialon holding magnetism and method for producing the same Pending JP2010095415A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008268930A JP2010095415A (en) 2008-10-17 2008-10-17 Sialon holding magnetism and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008268930A JP2010095415A (en) 2008-10-17 2008-10-17 Sialon holding magnetism and method for producing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010095415A true JP2010095415A (en) 2010-04-30

Family

ID=42257377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008268930A Pending JP2010095415A (en) 2008-10-17 2008-10-17 Sialon holding magnetism and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010095415A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04359501A (en) * 1991-06-06 1992-12-11 Tdk Corp Multilayer ferromagnetic substance
JPH06227864A (en) * 1993-02-03 1994-08-16 Isuzu Motors Ltd Magnetic ceramic and their production
JPH07115014A (en) * 1993-10-14 1995-05-02 Alps Electric Co Ltd Ferromagnetic ferrite and manufacture thereof
WO2006057232A1 (en) * 2004-11-26 2006-06-01 Kyocera Corporation Silicon nitride based sintered compact and method for production thereof, and member for molten metal, member for hot working and member for excavation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04359501A (en) * 1991-06-06 1992-12-11 Tdk Corp Multilayer ferromagnetic substance
JPH06227864A (en) * 1993-02-03 1994-08-16 Isuzu Motors Ltd Magnetic ceramic and their production
JPH07115014A (en) * 1993-10-14 1995-05-02 Alps Electric Co Ltd Ferromagnetic ferrite and manufacture thereof
WO2006057232A1 (en) * 2004-11-26 2006-06-01 Kyocera Corporation Silicon nitride based sintered compact and method for production thereof, and member for molten metal, member for hot working and member for excavation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2660830B1 (en) Ferrite sintered magnet and method for producing same
EP1684315A2 (en) Ferrite magnet and method for producing same
KR20080072069A (en) Oxide based magnetic material, process for producing the same, sintered ferrite magnet and process for producing the same
US11521769B2 (en) Ferrite sintered magnet and rotary electrical machine comprising the same
Moon et al. Structural and magnetic properties of Ca-Mn-Zn-substituted M-type Sr-hexaferrites
US11626222B2 (en) Ferrite sintered magnet and rotary electrical machine comprising the same
US11532413B2 (en) Ferrite sintered magnet and rotary electrical machine comprising the same
US20090314982A1 (en) Sialon having magnetic properties and method for manufacturing the same
KR100987499B1 (en) SiAlON having magnetic properties and the manufacturing method thereof
CN111466000A (en) Ferrite pre-sintered body, ferrite sintered magnet and method for producing same
JP2010095415A (en) Sialon holding magnetism and method for producing the same
EP2177492A1 (en) Sialon having magnetic properties and method of manufacturing the same
JP7108258B2 (en) Iron nitride magnetic material
JP5218716B2 (en) Ferrite magnetic material
Esha et al. Synthesis and analysis of the influence of Eu3+ on the structural, ferromagnetic, dielectric and conductive characteristics of Ni0. 4Zn0. 45Cu0. 15Fe (2− x) EuxO4 composites using conventional double sintering ceramic method
US6093337A (en) Material for magnetostrictive sensors and other applications based on ferrite materials
JP2002141212A (en) Rotating machine
JP3345941B2 (en) Magnetic ceramics and manufacturing method thereof
Shihai et al. Magnetic properties of Gd and Tb doped Co2Z type hexagonal soft magnetic ferrites
JP2005057083A (en) Ferrite magnet and its manufacturing method
CN111153691B (en) Barium permanent magnetic ferrite and preparation method thereof
JP2004296514A (en) Ferrite magnet and its producing process
Karunaratne et al. Synthesis of SiAlON Ceramics with Novel Magnetic Properties
Suzuki et al. In Situ Formation of Hexaferrite Magnets within a 3Y‐TZP Matrix: La2O3–ZnO–Fe2O3 and BaO–Fe2O3 Systems
JP2007031204A (en) W-type ferrite magnet

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110427

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110524

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111025