JP2021057587A - Ferrite calcined body, ferrite sintered magnet, and manufacturing method thereof - Google Patents

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泰明 谷奥
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Abstract

To provide a ferrite sintered magnet that has a high Br and a small decrease in HcJ, and uses less La than a conventional Ca-La-Co-based ferrite sintered magnet by reducing the amount of Co used by 25% or more compared to a general Sr-La-Co-based ferrite sintered magnet.SOLUTION: In a general formula indicating the atomic ratio of metal elements of Ca, R, A, Fe, Co, and Zn: Ca1-x-x'RxAx'Fe2n-y-zCoyZnz, in a ferrite calcined body, x, x', y, and z, and n (2n is a molar ratio, and 2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R+A)) satisfies 0.1≤x≤0.4, 0<x'≤0.3, 0<y<0.15, 0<z<0.15, 1-x-x'>x, and 4.5≤n≤5.5.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、フェライト仮焼体、フェライト焼結磁石及びその製造方法に関する。 The present disclosure relates to a ferrite calcined body, a ferrite sintered magnet, and a method for producing the same.

フェライト焼結磁石は最大エネルギー積が希土類系焼結磁石(例えばNdFeB系焼結磁石)の1/10にすぎないが、主原料が安価な酸化鉄であることからコストパフォーマンスに優れており、化学的に極めて安定であるという特長を有している。そのため、各種モータやスピーカなど様々な用途に用いられており、世界的な生産重量は現在でも磁石材料の中で最大である。 Ferrite sintered magnets have a maximum energy product of only 1/10 of rare earth-based sintered magnets (for example, NdFeB-based sintered magnets), but because the main raw material is inexpensive iron oxide, they are excellent in cost performance and chemical. It has the feature of being extremely stable. Therefore, it is used for various purposes such as various motors and speakers, and the world production weight is still the largest among magnet materials.

代表的なフェライト焼結磁石は、マグネトプランバイト構造を有するSrフェライトであり、基本組成はSrFe1219で表される。1990年代後半にSrFe1219のSr2+の一部をLa3+で置換し、Fe3+の一部をCo2+で置換したSr−La−Co系フェライト焼結磁石が実用化されたことによりフェライト磁石の磁石特性は大きく向上した。また、2007年には、磁石特性をさらに向上させたCa−La−Co系フェライト焼結磁石が実用化された。 A typical ferrite sintered magnet is Sr ferrite having a magnetoplumbite structure, and its basic composition is represented by SrFe 12 O 19. Ferrite was put into practical use in the latter half of the 1990s when an Sr-La-Co-based ferrite sintered magnet in which a part of Sr 2+ of SrFe 12 O 19 was replaced with La 3+ and a part of Fe 3+ was replaced with Co 2+ was put into practical use. The magnet properties of the magnet have been greatly improved. Further, in 2007, a Ca-La-Co-based ferrite sintered magnet having further improved magnet characteristics was put into practical use.

前記のSr−La−Co系フェライト焼結磁石及びCa−La−Co系フェライト焼結磁石ともに、高い磁石特性を得るためにはCoが不可欠である。一般的なSr−La−Co系フェライト焼結磁石では原子比で0.2程度(Co/Fe=0.017、すなわちFe含有量の1.7%程度)のCoが、従来のCa−La−Co系フェライト焼結磁石では原子比で0.3程度のCo(Co/Fe=0.03、すなわちFe含有量の3%程度)が含有されている。また、一般的なSr−La−Co系フェライト焼結磁石では原子比で0.2程度(La/Fe=0.017、すなわちFe含有量の1.7%程度)のLaが、従来のCa−La−Co系フェライト焼結磁石では原子比でCaと同等程度のLaが含有されている。Co(酸化Co)の価格はフェライト焼結磁石の主原料である酸化鉄の十倍から数十倍に相当し、La(酸化Laや水酸化La)も酸化鉄に比べ高価である。従って、従来のCa−La−Co系フェライト焼結磁石では、一般的なSr−La−Co系フェライト焼結磁石に比べ原料コストの増大が避けられない。フェライト焼結磁石の最大の特長は安価であるという点にあるため、たとえ高い磁石特性を有していても、価格が高いと市場では受け入れられ難い。従って、世界的には、未だSr−La−Co系フェライト焼結磁石の需要が高い。 In both the Sr-La-Co-based ferrite sintered magnet and the Ca-La-Co-based ferrite sintered magnet, Co is indispensable for obtaining high magnet characteristics. In a general Sr-La-Co-based ferrite sintered magnet, Co in an atomic ratio of about 0.2 (Co / Fe = 0.017, that is, about 1.7% of the Fe content) is the conventional Ca-La. The −Co-based ferrite sintered magnet contains Co (Co / Fe = 0.03, that is, about 3% of the Fe content) in an atomic ratio of about 0.3. Further, in a general Sr-La-Co-based ferrite sintered magnet, La having an atomic ratio of about 0.2 (La / Fe = 0.017, that is, about 1.7% of the Fe content) is a conventional Ca. The −La—Co-based ferrite sintered magnet contains La at an atomic ratio equivalent to that of Ca. The price of Co (Co oxide) is ten to several tens of times that of iron oxide, which is the main raw material of ferrite sintered magnets, and La (La oxide and La hydroxide) is also more expensive than iron oxide. Therefore, in the conventional Ca-La-Co-based ferrite sintered magnet, an increase in raw material cost is unavoidable as compared with a general Sr-La-Co-based ferrite sintered magnet. The biggest feature of ferrite sintered magnets is that they are inexpensive, so even if they have high magnet characteristics, they are difficult to accept in the market if they are expensive. Therefore, the demand for Sr-La-Co-based ferrite sintered magnets is still high worldwide.

近年、電気自動車の供給量増加によるLiイオン電池の需要増大に伴い、Coの価格が急騰している。その余波を受け、コストパフォーマンスに優れるSr−La−Co系フェライト焼結磁石においても、製品価格を維持することが困難な状況にある。このような背景から、磁石特性を維持しながら、いかにしてCoの使用量を削減するかが喫緊の課題となっている。 In recent years, the price of Co has skyrocketed due to the increase in demand for Li-ion batteries due to the increase in the supply of electric vehicles. In the aftermath, it is difficult to maintain the product price even for Sr-La-Co-based ferrite sintered magnets, which are excellent in cost performance. Against this background, how to reduce the amount of Co used while maintaining the magnet characteristics has become an urgent issue.

Co量低減を目的とするものではないが、例えば、Sr−La−Co系フェライト焼結磁石において、Coの一部をZnで置換することにより、残留磁束密度(以下「B」という)が向上することが知られている(特許文献1など)。 Although the purpose is not to reduce the amount of Co, for example, in an Sr-La-Co-based ferrite sintered magnet, by substituting a part of Co with Zn, the residual magnetic flux density (hereinafter referred to as " Br ") can be increased. It is known to improve (Patent Document 1 and the like).

特開平11−154604号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-154604

しかし、Sr−La−Co系フェライト焼結磁石においてCoの一部をZnで置換した場合、Bの向上幅はそれほど大きくなく、一方で保磁力(以下「HcJ」という)が著しく低下するという問題があり、実用化には至っていない。 However, when a part of Co in the Sr-La-Co ferrite sintered magnet was replaced with Zn, increased width of B r is not so large, while the coercive force (hereinafter referred to as "H cJ") is remarkably lowered There is a problem that it has not been put into practical use.

本開示の実施形態は、高いBを有し、HcJの低下が少なく(Sr−La−Co系フェライト焼結磁石においてCoの一部をZnで置換した場合よりもHcJが高く)、かつ一般的なSr−La−Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.2程度のCoを含有)よりもCoの使用量を25%以上削減し、さらに従来のCa−La−Co系フェライト焼結磁石よりもLaの使用量を削減したフェライト焼結磁石の提供を可能にする。 Embodiments of the present disclosure has a high B r, (higher H cJ than when substituting a part of Co in the Zn in Sr-La-Co ferrite sintered magnet) less decrease in H cJ is, In addition, the amount of Co used is reduced by 25% or more compared to general Sr-La-Co-based ferrite sintered magnets (containing about 0.2 in atomic ratio), and conventional Ca-La-Co-based ferrites are used. It enables the provision of ferrite sintered magnets in which the amount of La used is less than that of sintered magnets.

本開示の限定的ではない例示的なフェライト仮焼体は、
Ca、R、A、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも一種であってLaを必須に含む元素、AはSrおよび/またはBa)の原子比を示す一般式:Ca1−x−x’x’Fe2n−y−zCoZnにおいて、
前記x、x’、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R+A)で表される)が、
0.1≦x≦0.4、
0<x’≦0.3、
0<y<0.15、
0<z<0.15、
1−x−x’>x、及び
4.5≦n≦5.5、
を満足する。
An exemplary ferrite calcined body, which is not limited in the present disclosure,
General formula indicating the atomic ratio of metal elements of Ca, R, A, Fe, Co and Zn (where R is at least one of rare earth elements and essentially contains La, and A is Sr and / or Ba): in Ca 1-x-x 'R x A x' Fe 2n-y-z Co y Zn z,
The x, x', y and z, and n (where 2n is a molar ratio and is represented by 2n = (Fe + Co + Zn) / (Ca + R + A)) are
0.1 ≤ x ≤ 0.4,
0 <x'≤ 0.3,
0 <y <0.15,
0 <z <0.15,
1-x-x'> x, and 4.5 ≦ n ≦ 5.5,
To be satisfied.

ある実施形態において、0.2≦x≦0.3である。
ある実施形態において、0.1≦x’≦0.3である。
In one embodiment, 0.2 ≦ x ≦ 0.3.
In one embodiment, 0.1 ≦ x'≦ 0.3.

本開示の限定的ではない例示的なフェライト焼結磁石は、
Ca、R、A、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも一種であってLaを必須に含む元素、AはSrおよび/またはBa)の原子比を示す一般式:Ca1−x−x’x’Fe2n−y−zCoZnにおいて、
前記x、x’、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R+A)で表される)が、
0<x≦0.4、
0<x’≦0.3、
0<y<0.15、
0<z<0.15、
1−x−x’>x、及び
3.5≦n≦5.5、
を満足する。
The non-limiting exemplary ferrite sintered magnets of the present disclosure are:
General formula indicating the atomic ratio of metal elements of Ca, R, A, Fe, Co and Zn (where R is at least one of rare earth elements and essentially contains La, and A is Sr and / or Ba): in Ca 1-x-x 'R x A x' Fe 2n-y-z Co y Zn z,
The x, x', y and z, and n (where 2n is a molar ratio and is represented by 2n = (Fe + Co + Zn) / (Ca + R + A)) are
0 <x ≦ 0.4,
0 <x'≤ 0.3,
0 <y <0.15,
0 <z <0.15,
1-x-x'> x, and 3.5 ≦ n ≦ 5.5,
To be satisfied.

ある実施形態において、SiO換算で1.5mass%以下(0mass%は含まず)のSiをさらに含有する。 In a certain embodiment, Si of 1.5 mass% or less (excluding 0 mass%) in terms of SiO 2 is further contained.

本開示の限定的ではない例示的なフェライト焼結磁石の製造方法は、
Ca、R、A、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも一種であってLaを必須に含む元素、AはSrおよび/またはBa)の原子比を示す一般式:Ca1−x−x’x’Fe2n−y−zCoZnにおいて、
前記x、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R+A)で表される)が、
0.1≦x≦0.4、
0<x’≦0.3、
0<y<0.15、
0<z<0.15、
1−x−x’>x、及び
4.5≦n≦5.5、
を満足する原料粉末を混合し、混合原料粉末を得る原料粉末混合工程、
前記混合原料粉末を仮焼し、仮焼体を得る仮焼工程、
前記仮焼体を粉砕し、仮焼体の粉末を得る粉砕工程、
前記仮焼体の粉末を成形し、成形体を得る成形工程、
前記成形体を焼成し、焼結体を得る焼成工程、
を含む。
An exemplary method for producing a ferrite sintered magnet, which is not limited to the present disclosure,
General formula indicating the atomic ratio of metal elements of Ca, R, A, Fe, Co and Zn (where R is at least one of rare earth elements and essentially contains La, and A is Sr and / or Ba): in Ca 1-x-x 'R x A x' Fe 2n-y-z Co y Zn z,
The x, y and z, and n (where 2n is a molar ratio and is represented by 2n = (Fe + Co + Zn) / (Ca + R + A)) are
0.1 ≤ x ≤ 0.4,
0 <x'≤ 0.3,
0 <y <0.15,
0 <z <0.15,
1-x-x'> x, and 4.5 ≦ n ≦ 5.5,
Raw material powder mixing process to obtain a mixed raw material powder by mixing the raw material powders that satisfy the above.
A calcining step of calcining the mixed raw material powder to obtain a calcined body,
A crushing step of crushing the calcined body to obtain powder of the calcined body,
A molding process of molding the powder of the calcined product to obtain a molded product,
A firing step of calcining the molded body to obtain a sintered body,
including.

ある実施形態において、前記仮焼工程後、前記成形工程前に、添加する対象となる仮焼体又は仮焼体の粉末100mass%に対して1.5mass%以下のSiOを添加する工程をさらに含む。 In a certain embodiment, after the calcining step and before the molding step, a step of adding SiO 2 of 1.5 mass% or less with respect to 100 mass% of the calcined body or the powder of the calcined body to be added is further added. Including.

ある実施形態において、前記仮焼工程後、前記成形工程前に、添加する対象となる仮焼体又は仮焼体の粉末100mass%に対してCaO換算で1.5mass%以下のCaCOを添加する工程をさらに含む。 In a certain embodiment, after the calcining step and before the molding step, CaCO 3 of 1.5 mass% or less in terms of CaO is added to 100 mass% of the calcined body or the powder of the calcined body to be added. Further includes steps.

本開示の実施形態によれば、高いBを有し、HcJの低下が少なく(Sr−La−Co系フェライト焼結磁石においてCoの一部をZnで置換した場合よりもHcJが高く)、かつ一般的なSr−La−Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.2程度のCoを含有)よりもCoの使用量を25%以上削減し、さらに従来のCa−La−Co系フェライト焼結磁石よりもLaの使用量を削減したフェライト焼結磁石の提供が可能となる。 According to embodiments of the present disclosure, high B has r, higher H cJ than when a part of Co in less decrease in H cJ is (Sr-La-Co ferrite sintered magnet was replaced with Zn ), And the amount of Co used is reduced by 25% or more compared to general Sr-La-Co-based ferrite sintered magnets (containing about 0.2 in atomic ratio), and further, conventional Ca-La-Co It is possible to provide a ferrite sintered magnet in which the amount of La used is reduced as compared with the system ferrite sintered magnet.

1.フェライト仮焼体
本開示の実施形態のフェライト仮焼体は、
Ca、R、A、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも一種であってLaを必須に含む元素、AはSrおよび/またはBa)の原子比を示す一般式:Ca1−x−x’x’Fe2n−y−zCoZnにおいて、
前記x、x’、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R+A)で表される)が、
0.1≦x≦0.4、
0<x’≦0.3、
0<y<0.15、
0<z<0.15、
1−x−x’>x、及び
4.5≦n≦5.5、
を満足する。
1. 1. Ferrite calcined body The ferrite calcined body of the embodiment of the present disclosure is
General formula indicating the atomic ratio of metal elements of Ca, R, A, Fe, Co and Zn (where R is at least one of rare earth elements and essentially contains La, and A is Sr and / or Ba): in Ca 1-x-x 'R x A x' Fe 2n-y-z Co y Zn z,
The x, x', y and z, and n (where 2n is a molar ratio and is represented by 2n = (Fe + Co + Zn) / (Ca + R + A)) are
0.1 ≤ x ≤ 0.4,
0 <x'≤ 0.3,
0 <y <0.15,
0 <z <0.15,
1-x-x'> x, and 4.5 ≦ n ≦ 5.5,
To be satisfied.

原子比x(Rの含有量)は、0.1≦x≦0.4である。前記の通り、従来のCa−La−Co系フェライト焼結磁石ではR(La)が原子比で0.4〜0.6程度含有されていたが、本実施形態のフェライト仮焼体ではA元素(Srおよび/またはBa)の含有によりRの含有量を0.4以下に削減することができる。xが0.1未満では高いBを得ることができない。xが0.4を超えるとR含有量の削減効果を得ることができない。Rは希土類元素の少なくとも一種であってLaを必須に含む。Laはモル比で50%以上含まれることが好ましく、R=Laのみであることがさらに好ましい。xは0.2≦x≦0.3であることがより好ましい。 The atomic ratio x (content of R) is 0.1 ≦ x ≦ 0.4. As described above, in the conventional Ca-La-Co-based ferrite sintered magnet, R (La) was contained in an atomic ratio of about 0.4 to 0.6, but in the ferrite calcined body of the present embodiment, the A element is contained. The content of (Sr and / or Ba) can reduce the content of R to 0.4 or less. If x is less than 0.1, a high Br cannot be obtained. If x exceeds 0.4, the effect of reducing the R content cannot be obtained. R is at least one of rare earth elements and essentially contains La. La is preferably contained in a molar ratio of 50% or more, and more preferably only R = La. More preferably, x is 0.2 ≦ x ≦ 0.3.

原子比x’(A元素の含有量)は0<x’≦0.3である。AはSrおよび/またはBaである。x’が0(含有されない)ではR含有量の削減効果を得ることができない。x’が0.3を超えると高いBを得ることができない。x’は0.1≦x’≦0.3であることが好ましい。 The atomic ratio x'(content of element A) is 0 <x'≤0.3. A is Sr and / or Ba. If x'is 0 (not contained), the effect of reducing the R content cannot be obtained. If x'exceeds 0.3, a high Br cannot be obtained. It is preferable that x'is 0.1 ≦ x'≦ 0.3.

原子比1−x−x’(Caの含有量)とx(Rの含有量)とは、1−x−x’>xの関係を満足する。つまり、Rの含有量よりもCaの含有量を多くする。 The atomic ratio 1-x-x'(Ca content) and x (R content) satisfy the relationship of 1-x-x'> x. That is, the content of Ca is increased more than the content of R.

原子比y(Coの含有量)は、0<y<0.15である。yが0.15以上ではCo使用量の削減効果を得ることができない。yが0(含有されない)ではHcJの低下が大きくなるため好ましくない。yは0<y≦0.13であることが好ましく、0.10≦y≦0.13であることがより好ましい。 The atomic ratio y (Co content) is 0 <y <0.15. If y is 0.15 or more, the effect of reducing the amount of Co used cannot be obtained. When y is 0 (not contained), the decrease in H cJ becomes large, which is not preferable. y is preferably 0 <y ≦ 0.13, more preferably 0.10 ≦ y ≦ 0.13.

原子比z(Znの含有量)は、0<z<0.15である。zが0(含有されない)では高いBを得ることができず、また、Co使用量の削減効果を得ることができない。zが0.15以上であると高いHcJを得ることができない。zは0.02≦z≦0.05であることがより好ましい。 The atomic ratio z (Zn content) is 0 <z <0.15. When z is 0 (not contained), a high Br cannot be obtained, and the effect of reducing the amount of Co used cannot be obtained. If z is 0.15 or more, high H cJ cannot be obtained. More preferably, z is 0.02 ≦ z ≦ 0.05.

原子比yとzは、0<(y+z)≦0.2の関係を満足することが好ましい。(y+z)が0(含有されない)又は0.2を超えるとBまたはHcJが低下する恐れがある。 The atomic ratios y and z preferably satisfy the relationship of 0 <(y + z) ≦ 0.2. (Y + z) when the 0 (not contained) or more than 0.2 B r or H cJ may be lowered.

前記一般式において、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R+A)で表される。nは4.5≦n≦5.5である。nが4.5未満又は5.5を超えると高いBを得ることができない。 In the above general formula, 2n is a molar ratio and is represented by 2n = (Fe + Co + Zn) / (Ca + R + A). n is 4.5 ≦ n ≦ 5.5. If n is less than 4.5 or more than 5.5, a high Br cannot be obtained.

前記一般式は、金属元素の原子比で示したが、酸素(O)を含む組成は、一般式:Ca1−x−x’x’Fe2n−y−zCoZnαで表される。酸素のモル数αは基本的にはα=19であるが、Fe及びCoの価数、x、y及びzやnの値などによって異なってくる。また、還元性雰囲気で焼成した場合の酸素の空孔(ベイカンシー)、フェライト相におけるFeの価数の変化、Coの価数の変化等により金属元素に対する酸素の比率が変化する。従って、実際の酸素のモル数αは19からずれる場合がある。そのため、本開示の実施形態においては、最も組成が特定し易い金属元素の原子比で組成を表記している。 The general formula is shown in atomic ratio of metal elements, the composition containing oxygen (O) has the general formula: Ca 1-x-x ' R x A x' Fe 2n-y-z Co y Zn z O It is represented by α. The number of moles α of oxygen is basically α = 19, but it differs depending on the valences of Fe and Co, the values of x, y and z and n, and the like. Further, the ratio of oxygen to the metal element changes due to the pores (vacancy) of oxygen when firing in a reducing atmosphere, the change in the valence of Fe in the ferrite phase, the change in the valence of Co, and the like. Therefore, the actual number of moles of oxygen α may deviate from 19. Therefore, in the embodiment of the present disclosure, the composition is expressed by the atomic ratio of the metal element whose composition is most easily specified.

本開示の実施形態のフェライト仮焼体を構成する主相は、六方晶のマグネトプランバイト(M型)構造を有する化合物相(フェライト相)である。一般に、磁性材料、特に焼結磁石は、複数の化合物から構成されており、その磁性材料の特性(物性、磁石特性など)を決定づけている化合物が「主相」と定義される。 The main phase constituting the ferrite calcined body of the embodiment of the present disclosure is a compound phase (ferrite phase) having a hexagonal magnetoplumbite (M type) structure. Generally, a magnetic material, particularly a sintered magnet, is composed of a plurality of compounds, and the compound that determines the characteristics (physical properties, magnet characteristics, etc.) of the magnetic material is defined as the "main phase".

「六方晶のマグネトプランバイト(M型)構造を有する」とは、フェライト仮焼体のX線回折を一般的な条件で測定した場合に、六方晶のマグネトプランバイト(M型)構造のX線回折パターンが主として観察されることを言う。 "Having a hexagonal magnetoplumbite (M-type) structure" means that when the X-ray diffraction of the ferrite calcined body is measured under general conditions, the X-ray of the hexagonal magnetoplumbite (M-type) structure It means that the line diffraction pattern is mainly observed.

上述した本開示の実施形態のフェライト仮焼体の製造方法を含む、本開示の実施形態のフェライト焼結磁石の製造方法の一例を以下に説明する。 An example of the method for producing a ferrite sintered magnet according to the present disclosure, which includes the method for producing a ferrite calcined body according to the embodiment of the present disclosure described above, will be described below.

2.フェライト焼結磁石の製造方法
原料粉末としては、価数にかかわらず、それぞれの金属の酸化物、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩、塩化物等の化合物を使用することができる。原料粉末を溶解した溶液であってもよい。Caの化合物としては、Caの炭酸塩、酸化物、塩化物等が挙げられる。Rの化合物としては、Laを例にすると、La等の酸化物、La(OH)等の水酸化物、La(CO・8HO等の炭酸塩等が挙げられる。A元素の化合物としては、Srおよび/またはBaの炭酸塩、酸化物、塩化物等が挙げられる。Feの化合物としては、酸化鉄、水酸化鉄、塩化鉄、ミルスケール等が挙げられる。Coの化合物としては、CoO、Co等の酸化物、CoOOH、Co(OH)等の水酸化物、CoCO等の炭酸塩、及びmCoCO・mCo(OH)・mO等の塩基性炭酸塩(m、m、mは正の数である)が挙げられる。Znの化合物としてはZnOが挙げられる
2. Method for Producing Ferrite Sintered Magnets As the raw material powder, compounds such as oxides, carbonates, hydroxides, nitrates and chlorides of the respective metals can be used regardless of the valence. It may be a solution in which the raw material powder is dissolved. Examples of the compound of Ca include carbonates, oxides and chlorides of Ca. Examples of the compound of R, when the La example, include oxides such as La 2 O 3, La (OH ) 3 , etc. hydroxides, La 2 (CO 3) 3 · 8H 2 carbonates O, etc. and the like Be done. Examples of the compound of element A include carbonates, oxides and chlorides of Sr and / or Ba. Examples of the Fe compound include iron oxide, iron hydroxide, iron chloride, and mill scale. Examples of Co compounds include oxides such as CoO and Co 3 O 4 , hydroxides such as CoOOH and Co (OH) 2 , carbonates such as CoCO 3 , and m 2 CoCO 3 · m 3 Co (OH) 2. -Basic carbonates such as m 4 H 2 O (m 2 , m 3 and m 4 are positive numbers) can be mentioned. Examples of the Zn compound include ZnO.

仮焼時の反応促進のため、必要に応じてB、HBO等のB(硼素)を含む化合物を1mass%程度まで添加してもよい。特にHBOの添加は、磁石特性の向上に有効である。HBOの添加量は0.3mass%以下であるのが好ましく、0.1mass%程度が最も好ましい。HBOは、焼成時に結晶粒の形状やサイズを制御する効果も有するため、仮焼後(微粉砕前や焼成前)に添加してもよく、仮焼前及び仮焼後の両方で添加してもよい。 In order to promote the reaction at the time of calcination , a compound containing B (boron) such as B 2 O 3 and H 3 BO 3 may be added up to about 1 mass% as needed. In particular, the addition of H 3 BO 3 is effective in improving the magnet characteristics. The amount of H 3 BO 3 added is preferably 0.3 mass% or less, most preferably about 0.1 mass%. Since H 3 BO 3 also has the effect of controlling the shape and size of crystal grains during firing, it may be added after calcining (before pulverization or before firing), and both before calcining and after calcining. It may be added.

上述した本開示の実施形態のフェライト仮焼体の成分、組成を満足する原料粉末を混合し、混合原料粉末とする。原料粉末の配合、混合は、湿式及び乾式のいずれで行ってもよい。スチールボール等の媒体とともに撹拌すると原料粉末をより均一に混合することができる。湿式の場合は、分散媒に水を用いるのが好ましい。原料粉末の分散性を高める目的でポリカルボン酸アンモニウム、グルコン酸カルシウム等の公知の分散剤を用いてもよい。混合した原料スラリーはそのまま仮焼してもよいし、原料スラリーを脱水した後、仮焼してもよい。 Raw material powders satisfying the components and compositions of the above-described ferrite calcined product of the present disclosure are mixed to obtain a mixed raw material powder. The raw material powder may be blended or mixed by either a wet type or a dry type. The raw material powder can be mixed more uniformly by stirring with a medium such as a steel ball. In the wet case, it is preferable to use water as the dispersion medium. A known dispersant such as ammonium polycarboxylic acid or calcium gluconate may be used for the purpose of enhancing the dispersibility of the raw material powder. The mixed raw material slurry may be calcined as it is, or the raw material slurry may be dehydrated and then calcined.

乾式混合又は湿式混合することによって得られた混合原料粉末は、電気炉、ガス炉等を用いて加熱することで、固相反応により、六方晶のマグネトプランバイト(M型)構造のフェライト化合物を形成する。このプロセスを「仮焼」と呼び、得られた化合物を「仮焼体」と呼ぶ。従って、本開示の実施形態のフェライト仮焼体はフェライト化合物と言い換えることができる。 The mixed raw material powder obtained by dry mixing or wet mixing is heated using an electric furnace, a gas furnace, or the like to obtain a hexagonal magnetoplumbite (M-type) -structured ferrite compound by a solid-phase reaction. Form. This process is called "temporary firing" and the resulting compound is called "temporary firing". Therefore, the ferrite calcined body of the embodiment of the present disclosure can be paraphrased as a ferrite compound.

仮焼工程では、温度の上昇とともにフェライト相が形成される固相反応が進行する。仮焼温度が1100℃未満では、未反応のヘマタイト(酸化鉄)が残存するため磁石特性が低くなる。一方、仮焼温度が1450℃を超えると結晶粒が成長し過ぎるため、粉砕工程において粉砕に多大な時間を要することがある。従って、仮焼温度は1100℃〜1450℃であるのが好ましい。仮焼時間は0.5時間〜5時間であるのが好ましい。仮焼後の仮焼体はハンマーミルなどによって粗粉砕することが好ましい。 In the calcining step, a solid-phase reaction in which a ferrite phase is formed proceeds as the temperature rises. If the calcining temperature is less than 1100 ° C., unreacted hematite (iron oxide) remains, so that the magnet characteristics are lowered. On the other hand, if the calcining temperature exceeds 1450 ° C., the crystal grains grow too much, so that it may take a long time to pulverize in the pulverization step. Therefore, the calcining temperature is preferably 1100 ° C to 1450 ° C. The calcination time is preferably 0.5 hour to 5 hours. It is preferable that the calcined body after calcining is roughly pulverized by a hammer mill or the like.

以上のような工程を経ることによって、本開示の実施形態のフェライト仮焼体を得ることができる。引き続き、本開示の実施形態のフェライト焼結磁石の製造方法を説明する。 By going through the above steps, the ferrite calcined body of the embodiment of the present disclosure can be obtained. Subsequently, a method for manufacturing the ferrite sintered magnet according to the embodiment of the present disclosure will be described.

仮焼体を、振動ミル、ジェットミル、ボールミル、アトライター等によって粉砕(微粉砕)し、仮焼体の粉末(微粉砕粉末)とする。仮焼体の粉末の平均粒径は0.4μm〜0.8μm程度にするのが好ましい。なお、本開示の実施形態においては、粉体比表面積測定装置(例えば島津製作所製SS−100)などを用いて空気透過法によって測定した値を粉末の平均粒径(平均粒度)という。粉砕工程は、乾式粉砕及び湿式粉砕のいずれでもよく、双方を組み合わせてもよい。湿式粉砕の場合は、分散媒として水及び/又は非水系溶剤(アセトン、エタノール、キシレン等の有機溶剤)を用いて行う。典型的には、水(分散媒)と仮焼体とを含むスラリーを生成する。スラリーには公知の分散剤及び/又は界面活性剤を固形分比率で0.2mass%〜2mass%を添加してもよい。湿式粉砕後は、スラリーを濃縮してもよい。 The calcined body is pulverized (finely pulverized) by a vibration mill, a jet mill, a ball mill, an attritor or the like to obtain a powder of the calcined body (finely pulverized powder). The average particle size of the powder of the calcined product is preferably about 0.4 μm to 0.8 μm. In the embodiment of the present disclosure, a value measured by an air permeation method using a powder specific surface area measuring device (for example, SS-100 manufactured by Shimadzu Corporation) is referred to as an average particle size (average particle size) of the powder. The pulverization step may be either dry pulverization or wet pulverization, or both may be combined. In the case of wet pulverization, water and / or a non-aqueous solvent (organic solvent such as acetone, ethanol, xylene) is used as a dispersion medium. Typically, a slurry containing water (dispersion medium) and a calcined product is produced. A known dispersant and / or surfactant may be added to the slurry in terms of solid content ratio of 0.2 mass% to 2 mass%. After the wet grinding, the slurry may be concentrated.

成形工程は、粉砕工程後のスラリーを、分散媒を除去しながら磁界中又は無磁界中でプレス成形する。磁界中でプレス成形することにより、粉末粒子の結晶方位を整列(配向)させることができ、磁石特性を飛躍的に向上させることができる。さらに、配向を向上させるために、成形前のスラリーに分散剤及び潤滑剤をそれぞれ0.1mass%〜1mass%添加してもよい。また成形前にスラリーを必要に応じて濃縮してもよい。濃縮は遠心分離、フィルタープレス等により行うのが好ましい。 In the molding step, the slurry after the pulverization step is press-molded in a magnetic field or no magnetic field while removing the dispersion medium. By press molding in a magnetic field, the crystal orientation of the powder particles can be aligned (orientated), and the magnet characteristics can be dramatically improved. Further, in order to improve the orientation, a dispersant and a lubricant may be added to the slurry before molding in an amount of 0.1 mass% to 1 mass%, respectively. Further, the slurry may be concentrated if necessary before molding. Concentration is preferably carried out by centrifugation, filter press or the like.

前記仮焼工程後、成形工程前に、仮焼体又は仮焼体の粉末(粗粉砕粉末又は微粉砕粉末)に焼結助剤を添加してもよい。焼結助剤としてはSiO及びCaCOが好ましい。本開示の実施形態のフェライト焼結磁石は、その組成から明らかなようにCa−La−Co系フェライト焼結磁石に属する。Ca−La−Co系フェライト焼結磁石においては、主相成分としてCaが含まれているため、一般的なSr−La−Co系フェライト焼結磁石などのようにSiOやCaCOなどの焼結助剤を添加しなくても、液相が生成し、焼結することができる。すなわち、フェライト焼結磁石において主として粒界相を形成するSiOやCaCOを添加しなくても本開示の実施形態のフェライト焼結磁石を製造することができる。但し、HcJの低下を抑制するために、以下に示す量のSiO及びCaCOを添加してもよい。 After the calcining step and before the molding step, a sintering aid may be added to the calcined product or the powder of the calcined product (coarse pulverized powder or finely pulverized powder). As the sintering aid, SiO 2 and CaCO 3 are preferable. The ferrite sintered magnet of the embodiment of the present disclosure belongs to the Ca-La-Co based ferrite sintered magnet as is clear from its composition. Since Ca is contained as a main phase component in Ca-La-Co-based ferrite sintered magnets, firing of SiO 2 and CaCO 3 like general Sr-La-Co-based ferrite sintered magnets is performed. A liquid phase is formed and can be sintered without the addition of an aid. That is, the ferrite sintered magnet of the embodiment of the present disclosure can be manufactured without adding SiO 2 or CaCO 3 which mainly forms a grain boundary phase in the ferrite sintered magnet. However, in order to suppress the decrease in H cJ , the following amounts of SiO 2 and CaCO 3 may be added.

SiOの添加量は、添加する対象となる仮焼体又は仮焼体の粉末100mass%に対して1.5mass%以下が好ましい。また、CaCOの添加量は、添加する対象となる仮焼体又は仮焼体の粉末100mass%に対してCaO換算で1.5mass%以下が好ましい。焼結助剤の添加は、例えば、仮焼工程によって得られた仮焼体に添加した後、粉砕工程を実施する、粉砕工程の途中で添加する、又は粉砕工程後の仮焼体の粉末(微粉砕粉末)に添加、混合した後成形工程を実施する、などの方法を採用することができる。焼結助剤として、SiO及びCaCOの他に、Cr、Al等を添加してもよい。これらの添加量は、それぞれ1mass%以下であってよい。 The amount of SiO 2 added is preferably 1.5 mass% or less with respect to 100 mass% of the calcined body or the powder of the calcined body to be added. The amount of CaCO 3 added is preferably 1.5 mass% or less in terms of CaO with respect to 100 mass% of the calcined body or the powder of the calcined body to be added. The sintering aid is added, for example, to the calcined product obtained by the calcining step, and then the crushing step is carried out, added in the middle of the crushing step, or the powder of the calcined body after the crushing step ( A method such as adding to (finely pulverized powder), mixing, and then carrying out a molding step can be adopted. In addition to SiO 2 and CaCO 3 , Cr 2 O 3 , Al 2 O 3, and the like may be added as the sintering aid. The amount of each of these additions may be 1 mass% or less.

なお、本開示の実施形態においては、CaCOの添加量は全てCaO換算で表記する。CaO換算での添加量からCaCOの添加量は、
式:(CaCOの分子量×CaO換算での添加量)/CaOの分子量
によって求めることができる。例えば、CaO換算で0.5mass%のCaCOを添加する場合、
{(40.08[Caの原子量]+12.01[Cの原子量]+48.00[Oの原子量×3]=100.09[CaCOの分子量])×0.5mass%[CaO換算での添加量]}/(40.08[Caの原子量]+16.00[Oの原子量]=56.08[CaOの分子量])=0.892mass%[CaCOの添加量]、となる。
In the embodiment of the present disclosure, all the amounts of CaCO 3 added are expressed in terms of CaO. From the amount of CaO added, the amount of CaCO 3 added is
Formula: ( Molecular weight of CaCO 3 x amount added in terms of CaO) / Can be calculated by the molecular weight of CaO. For example, when adding 0.5 mass% CaCO 3 in terms of CaO,
{(40.08 [Atomic weight of Ca] + 12.01 [Atomic weight of C] + 48.00 [Atomic weight of O x 3] = 100.09 [ Molecular weight of CaCO 3 ]) x 0.5 mass% [Addition in terms of CaO] Amount]} / (40.08 [atomic weight of Ca] + 16.00 [atomic weight of O] = 56.08 [molecular weight of CaO]) = 0.892 mass% [addition amount of CaCO 3].

プレス成形により得られた成形体を、必要に応じて脱脂した後、焼成(焼結)する。 焼成は電気炉、ガス炉等を用いて行う。焼成は酸素濃度が10体積%以上の雰囲気中で行うことが好ましい。より好ましくは20体積%以上であり、最も好ましくは100体積%である。焼成温度は1150℃〜1250℃が好ましい。焼成時間は0時間(焼成温度での保持無し)〜2時間が好ましい。 The molded product obtained by press molding is degreased as necessary and then fired (sintered). Firing is performed using an electric furnace, a gas furnace, or the like. The firing is preferably performed in an atmosphere having an oxygen concentration of 10% by volume or more. It is more preferably 20% by volume or more, and most preferably 100% by volume. The firing temperature is preferably 1150 ° C to 1250 ° C. The firing time is preferably 0 hours (without holding at the firing temperature) to 2 hours.

焼成工程の後は、加工工程、洗浄工程、検査工程等の公知の製造プロセスを経て、最終的にフェライト焼結磁石を製造する。 After the firing step, a ferrite sintered magnet is finally manufactured through known manufacturing processes such as a processing step, a cleaning step, and an inspection step.

3.フェライト焼結磁石
前記の通り、本開示の実施形態のフェライト仮焼体は、SiOやCaCOなどの焼結助剤を添加しなくても、液相が生成し、焼結することができ、本開示の実施形態のフェライト焼結磁石を得ることができる。この時、フェライト仮焼体の成分、組成と、フェライト焼結磁石の成分、組成は、基本的に同じとなる(製造工程における不純物の混入などは考慮しない)。
3. 3. Ferrite Sintered Magnet As described above, the ferrite calcined product of the embodiment of the present disclosure can generate a liquid phase and can be sintered without adding a sintering aid such as SiO 2 or CaCO 3. , The ferrite sintered magnet of the embodiment of the present disclosure can be obtained. At this time, the composition and composition of the ferrite calcined body and the composition and composition of the ferrite sintered magnet are basically the same (the mixing of impurities in the manufacturing process is not considered).

一方、焼結助剤を添加した場合、特にフェライト仮焼体の主成分でもあるCa成分(例えばCaCO)を焼結助剤として添加した場合は、フェライト焼結磁石全体としてはCa成分が増加するため、相対的に他の元素が減少することとなる。例えば、本開示の実施形態のフェライト仮焼体を用いて、焼結助剤としてCaO換算でCaCOを1.5mass%添加すると、最も変動する場合で、0.1≦x<0.4(仮焼体)が0<x<0.4(焼結磁石)に、4.5≦n≦5.5(仮焼体)が3.5≦n≦5.5(焼結磁石)となる。 On the other hand, when the sintering aid is added, especially when the Ca component (for example, CaCO 3 ), which is also the main component of the ferrite calcined product, is added as the sintering aid, the Ca component increases as a whole ferrite sintered magnet. Therefore, other elements are relatively reduced. For example, when 1.5 mass% of CaCO 3 is added as a sintering aid in terms of CaO using the ferrite calcined product of the embodiment of the present disclosure, in the most fluctuating case, 0.1 ≦ x <0.4 ( The calcined body) is 0 <x <0.4 (sintered magnet), and 4.5 ≦ n ≦ 5.5 (temporary calcined body) is 3.5 ≦ n ≦ 5.5 (sintered magnet). ..

従って、本開示の実施形態のフェライト焼結磁石は、
Ca、R、A、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも一種であってLaを必須に含む元素、AはSrおよび/またはBa)の原子比を示す一般式:Ca1−x−x’x’Fe2n−y−zCoZnにおいて、
前記x、x’、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R+A)で表される)が、
0<x≦0.4、
0<x’≦0.3、
0<y<0.15、
0<z<0.15、
1−x−x’>x、及び
3.5≦n≦5.5、
を満足するものとなる。
Therefore, the ferrite sintered magnet of the embodiment of the present disclosure is
General formula indicating the atomic ratio of metal elements of Ca, R, A, Fe, Co and Zn (where R is at least one of rare earth elements and essentially contains La, and A is Sr and / or Ba): in Ca 1-x-x 'R x A x' Fe 2n-y-z Co y Zn z,
The x, x', y and z, and n (where 2n is a molar ratio and is represented by 2n = (Fe + Co + Zn) / (Ca + R + A)) are
0 <x ≦ 0.4,
0 <x'≤ 0.3,
0 <y <0.15,
0 <z <0.15,
1-x-x'> x, and 3.5 ≦ n ≦ 5.5,
Will be satisfied.

なお、本開示の実施形態のフェライト焼結磁石の、酸素(O)を含む場合の組成、フェライト焼結磁石を構成する主相、六方晶のマグネトプランバイト(M型)構造の定義などは、本開示の実施形態のフェライト仮焼体と同様である。また、前記の通り、フェライト仮焼体から範囲が変動しているものの、原子比x、x’、y、zの限定理由、nの限定理由も前記フェライト仮焼体と同様であるため説明を省略する。 The composition of the ferrite sintered magnet according to the present disclosure when oxygen (O) is contained, the main phase constituting the ferrite sintered magnet, the definition of the hexagonal magnetoplumbite (M type) structure, and the like are described. It is the same as the ferrite calcined body of the embodiment of the present disclosure. Further, as described above, although the range varies from the ferrite calcined body, the reasons for limiting the atomic ratios x, x', y, and z and the reasons for limiting n are the same as those of the ferrite calcined body. Omit.

前記の通り、本開示の実施形態のフェライト焼結磁石の製造方法において、焼結助剤としてSiOを、仮焼体又は仮焼体の粉末100mass%に対して1.5mass%以下添加する場合がある。焼結助剤として添加されたSiOは焼成(焼結)時に液相成分となり、フェライト焼結磁石において粒界相の一成分として存在することとなる。従って、焼結助剤として前記添加量のSiOを添加した場合は、得られるフェライト焼結磁石はSiO換算で1.5mass%以下(0mass%は含まず)のSiを含有する。この時、Siの含有により、前記一般式:Ca1−x−x’x’Fe2n−y−zCoZnで示される各元素の含有量が相対的に減少することとなるが、前記一般式におけるx、x’、y、z、nなどの範囲は基本的に変化しない。なお、Siの含有量は、フェライト焼結磁石の成分分析結果(例えば、ICP発光分光分析装置による結果)におけるCa、La、Sr、Ba、Fe、Co、Zn及びSiの各組成(mass%)から、CaCO、La(OH)、SrCO、BaCO、Fe、Co、ZnO及びSiOの質量に換算し、それらの合計100質量に対する含有比率(mass%)である。 As described above, in the method for producing a ferrite sintered magnet according to the present disclosure, when SiO 2 is added as a sintering aid in an amount of 1.5 mass% or less based on 100 mass% of the calcined body or the powder of the calcined body. There is. SiO 2 added as a sintering aid becomes a liquid phase component at the time of firing (sintering), and is present as a component of the grain boundary phase in the ferrite sintered magnet. Therefore, when the above-mentioned amount of SiO 2 is added as the sintering aid, the obtained ferrite sintered magnet contains Si of 1.5 mass% or less (excluding 0 mass%) in terms of SiO 2. At this time, the content of Si, the general formula: and the content of each element represented by Ca 1-x-x 'R x A x' Fe 2n-y-z Co y Zn z relatively decreases However, the range of x, x', y, z, n, etc. in the general formula basically does not change. The Si content is the composition (mass%) of Ca, La, Sr, Ba, Fe, Co, Zn and Si in the component analysis result of the ferrite sintered magnet (for example, the result by the ICP emission spectroscopic analyzer). From, converted to the mass of CaCO 3 , La (OH) 3 , SrCO 3 , BaCO 3 , Fe 2 O 3 , Co 3 O 4 , ZnO and SiO 2 , and the content ratio (mass%) to the total 100 mass of them. is there.

本開示の実施形態を実施例によりさらに詳細に説明するが、本開示の実施形態はそれらに限定されるものではない。 The embodiments of the present disclosure will be described in more detail by way of examples, but the embodiments of the present disclosure are not limited thereto.

実験例1
本開示の実施形態に基づく実験例として、一般式Ca1−x−x’Lax’Fe2n−y−zCoZnにおいて、AをSr(試料No.1〜3、6〜13)またはBa(試料No.14)とし、原子比が表1の試料No.1〜14に示す1−x−x’、x、x’、y、z及び2nになるようにCaCO粉末、La(OH)粉末、SrCO粉末、BaCO粉末、Fe粉末、Co粉末及びZnO粉末を所定の組成で秤量し、秤量後の粉末の合計100mass%に対してHBO粉末を0.1mass%添加後、それぞれ湿式ボールミルで4時間混合した後、乾燥、整粒して14種類の混合原料粉末を得た。
Experimental Example 1
As an experimental example based on the embodiment of the present disclosure, the general formula Ca 1-x-x 'La x A x' Fe 2n-y-z Co y Zn z, the A Sr (sample No.1~3,6~ 13) or Ba (Sample No. 14), and the atomic ratio of Sample No. 1 in Table 1 is set. CaCO 3 powder, La (OH) 3 powder, SrCO 3 powder, BaCO 3 powder, Fe 2 O 3 powder so as to be 1-x-x', x, x', y, z and 2n shown in 1 to 14. , Co 3 O 4 powder and Zn O powder are weighed in a predetermined composition, 0.1 mass% of H 3 BO 3 powder is added to a total of 100 mass% of the weighed powder, and each is mixed for 4 hours with a wet ball mill. , Dried and sized to obtain 14 kinds of mixed raw material powders.

また、比較例として、一般式Srx’LaFe2n−y−zCoZnにおいて、x’、x、y、zの原子比及び2nが表1の試料No.15、16に示すようになるようにSrCO粉末、La(OH)粉末、Fe粉末、Co粉末及びZnO粉末を所定の組成で秤量し、秤量後の粉末の合計100mass%に対してHBO粉末を0.1mass%添加後、それぞれ湿式ボールミルで4時間混合した後、乾燥、整粒して2種類の混合原料粉末を得た。 As a comparative example, 'in La x Fe 2n-y-z Co y Zn z, x' the general formula Sr x, x, y, sample atomic ratio and 2n are in Table 1 z No. As shown in 15 and 16, SrCO 3 powder, La (OH) 3 powder, Fe 2 O 3 powder, Co 3 O 4 powder and ZnO powder are weighed in a predetermined composition, and the total of the weighed powder is 100 mass. After adding 0.1 mass% of H 3 BO 3 powder to%, each was mixed with a wet ball mill for 4 hours, and then dried and sized to obtain two kinds of mixed raw material powders.

得られた全16種類の混合原料粉末をそれぞれ大気中において表1に示す仮焼温度で3時間仮焼し、16種類の仮焼体を得た。 All 16 kinds of the obtained mixed raw material powders were calcined in the air at the calcining temperature shown in Table 1 for 3 hours to obtain 16 kinds of calcined bodies.

得られた各仮焼体を小型ミルで粗粉砕して16種類の仮焼体の粗粉砕粉末を得た。得られた各仮焼体の粗粉砕粉末100mass%に対して、表1に示すCaCO(添加量はCaO換算)及びSiOを添加し、水を分散媒とした湿式ボールミルで、表1に示す平均粒度(粉体比表面積測定装置(島津製作所製SS−100)を用いて空気透過法により測定)になるまで微粉砕し、16種類の微粉砕スラリーを得た。 Each of the obtained calcined bodies was roughly pulverized with a small mill to obtain 16 types of coarsely pulverized powders of the calcined bodies. CaCO 3 (addition amount is converted to CaO) and SiO 2 shown in Table 1 are added to 100 mass% of the obtained coarsely pulverized powder of each calcined product, and a wet ball mill using water as a dispersion medium is shown in Table 1. It was finely pulverized to the indicated average particle size (measured by the air permeation method using a powder specific surface area measuring device (SS-100 manufactured by Shimadzu Corporation)) to obtain 16 kinds of finely pulverized slurries.

粉砕工程により得られた各微粉砕スラリーを、分散媒を除去しながら、加圧方向と磁界方向とが平行である平行磁界成形機(縦磁界成形機)を用い、約1Tの磁界を印加しながら約2.4MPaの圧力で成形し、16種類の成形体を得た。 A magnetic field of about 1 T is applied to each finely pulverized slurry obtained in the pulverization step using a parallel magnetic field forming machine (longitudinal magnetic field forming machine) in which the pressurizing direction and the magnetic field direction are parallel while removing the dispersion medium. However, molding was performed at a pressure of about 2.4 MPa to obtain 16 types of molded products.

得られた各成形体を焼結炉内に挿入し、大気中で、表1に示す焼成温度で1時間焼成することにより16種類のフェライト焼結磁石を得た。得られたフェライト焼結磁石のB、HcJ及びH/HcJの測定結果を表1に示す。表1において試料No.の横に*印を付していない試料No.1〜3、6〜12、14が本開示の実施形態に基づく実験例であり、*印を付した試料No.4、5、13は本開示の実施形態を満足しない実験例(比較例)であり、*印を付した試料No.15、16が一般的なSr−La−Co系焼結磁石においてCoの一部をZnで置換した実験例(比較例)である。なお、表1におけるHは、J(磁化の大きさ)−H(磁界の強さ)曲線の第2象限において、Jが0.95×J(Jは残留磁化、J=B)の値になる位置のHの値である。 Each of the obtained compacts was inserted into a sintering furnace and fired in the air at the firing temperatures shown in Table 1 for 1 hour to obtain 16 types of ferrite sintered magnets. B r of resultant sintered ferrite magnet, the measurement result of H cJ and H k / H cJ shown in Table 1. In Table 1, sample No. Sample No. not marked with * next to. 1 to 3, 6 to 12, and 14 are experimental examples based on the embodiments of the present disclosure, and the sample Nos. marked with *. Examples 4, 5 and 13 are experimental examples (comparative examples) that do not satisfy the embodiments of the present disclosure, and sample numbers marked with *. Examples 15 and 16 are experimental examples (comparative examples) in which a part of Co is replaced with Zn in a general Sr-La-Co-based sintered magnet. In Table 1, H k is 0.95 × J r (J r is residual magnetization, J r = B) in the second quadrant of the J (magnitude of magnetization) −H (strength of magnetic field) curve. It is the value of H at the position where the value of r) is obtained.

なお、表1における原子比は原料粉末の配合時の原子比(配合組成)を示す。焼成後の焼結体(フェライト焼結磁石)における原子比(焼結磁石の組成)は、配合時の原子比を元に、仮焼工程前に添加される添加物(HBOなど)の添加量や、仮焼工程後成形工程前に添加される焼結助剤(CaCO及びSiO)の添加量を考慮し、計算によって求めることができ、その計算値は、フェライト焼結磁石をICP発光分光分析装置(例えば、島津製作所製ICPV−1017など)で分析した結果と基本的に同様となる。 The atomic ratio in Table 1 indicates the atomic ratio (blending composition) of the raw material powder at the time of blending. The atomic ratio (composition of the sintered magnet) in the sintered body (ferrite sintered magnet) after firing is based on the atomic ratio at the time of compounding, and additives (H 3 BO 3, etc.) added before the calcining process. Can be obtained by calculation in consideration of the amount of the sintering aid (CaCO 3 and SiO 2 ) added after the calcining process and before the molding process, and the calculated value is the ferrite sintered magnet. Is basically the same as the result of analysis with an ICP emission spectroscopic analyzer (for example, ICPV-1017 manufactured by Shimadzu Corporation).

Figure 2021057587
Figure 2021057587

表1に示すように、一般的なSr−La−Co系焼結磁石においてCoの一部をZnで置換した実験例(比較例)である試料No.15及び16に比べ、同量のCoを含有する本開示の実施形態に基づく実験例である試料No.6〜12は、ほぼ同等のBでありながらHcJに優れ、かつ、一般的なSr−La−Co系焼結磁石(原子比で0.2程度のCoを含有)に比べCoの使用量を25%以上削減することができる。すなわち、一般的なSr−La−Co系焼結磁石(原子比で0.2程度のCoを含有)に対してCoの使用量を25%以上削減した組成領域において、本開示の実施形態に基づくフェライト焼結磁石(Ca−La−Co系焼結磁石)は、一般的なSr−La−Co系焼結磁石に比べ、高いB及び高いHcJを有している。 As shown in Table 1, Sample No. is an experimental example (comparative example) in which a part of Co is replaced with Zn in a general Sr-La-Co-based sintered magnet. Sample No. 15 and 16 which are experimental examples based on the embodiment of the present disclosure containing the same amount of Co as compared with 15 and 16. 6-12 are excellent in H cJ yet approximately equal B r, and the use of Co compared with the general Sr-La-Co-based sintered magnet (containing 0.2 about Co atomic ratio) The amount can be reduced by 25% or more. That is, in the embodiment of the present disclosure, in the composition region in which the amount of Co used is reduced by 25% or more with respect to a general Sr-La-Co-based sintered magnet (containing Co in an atomic ratio of about 0.2). ferrite sintered magnets (Ca-La-Co based sintered magnet) based, compared to the general Sr-La-Co based sintered magnet has a high B r and a high H cJ.

また、Ca−La−Co系焼結磁石においてSrを含有しない実験例(比較例)である試料No.4及び5と、本開示の実施形態に基づく実験例でありSrを含有する試料No.1〜3との比較から明らかなように、同量のCoを含有し、B及びHcJもほぼ同等レベルであるにもかかわらず、本開示の実施形態に基づく実験例によればLa含有量を大幅に低減することが可能となる。 Further, the sample No. which is an experimental example (comparative example) containing no Sr in the Ca-La-Co-based sintered magnet. Sample Nos. 4 and 5, which are experimental examples based on the embodiments of the present disclosure and contain Sr. As is apparent from comparison between 1-3, containing the same amount of Co, even though B r and H cJ is almost the same level, La contained according to the experimental example based on the embodiment of the present disclosure It is possible to significantly reduce the amount.

また、Srの代わりにBaを用いた本開示の実施形態に基づく実験例である試料No.14は、Srを用いた他の実験例とほぼ同等の磁石特性が得られていることが分かる。 In addition, Sample No. which is an experimental example based on the embodiment of the present disclosure using Ba instead of Sr. It can be seen that No. 14 has substantially the same magnet characteristics as other experimental examples using Sr.

さらに、Ca−La−Co系焼結磁石においてZnを含有しない実験例(比較例)である試料No.13と、本開示の実施形態に基づく実験例でありZnを含有する試料No.9、10との比較から明らかなように、Znの添加によりHcJの低下を抑制しつつBを向上させることができる。 Further, the sample No. which is an experimental example (comparative example) containing no Zn in the Ca-La-Co-based sintered magnet. No. 13 and a sample No. 13 containing Zn, which is an experimental example based on the embodiment of the present disclosure. As is apparent from comparison with 9,10, thereby improving the B r while suppressing a decrease in H cJ with the addition of Zn.

実験例2
実験例1と同様にして18種類のフェライト焼結磁石を得た。各試料の原料粉末混合工程時の秤量組成(Aは全てSr)、仮焼温度、CaCO(CaO換算)及びSiOの添加量、ボールミル後の平均粒度、焼成温度、並びに得られたフェライト焼結磁石のB、HcJ及びH/HcJの測定結果を表2に示す。表2において試料No.の横に*印を付していない試料No.17〜25、27〜34が本開示の実施形態に基づく実験例であり、*印を付した試料No.26は本開示の実施形態を満足しない実験例(比較例)である。
Experimental Example 2
Eighteen types of ferrite sintered magnets were obtained in the same manner as in Experimental Example 1. Weighing composition (A is all Sr), calcining temperature, CaCO 3 (CaO equivalent) and SiO 2 addition amount at the time of raw material powder mixing step of each sample, average particle size after ball mill, firing temperature, and obtained ferrite firing. B r of sintered magnets, the measurement result of H cJ and H k / H cJ shown in Table 2. In Table 2, sample No. Sample No. not marked with * next to. 17 to 25 and 27 to 34 are experimental examples based on the embodiments of the present disclosure, and the sample Nos. marked with *. Reference numeral 26 denotes an experimental example (comparative example) that does not satisfy the embodiment of the present disclosure.

Figure 2021057587
Figure 2021057587

表2に示すように、実験例2においても実験例1とほぼ同様の結果が得られた。本開示の実施形態を満足しない(Srの含有量が多すぎる)実験例(比較例)である試料No.26では、BとHcJとがともに低下していることが分かる。 As shown in Table 2, almost the same results as in Experimental Example 1 were obtained in Experimental Example 2. Sample No. which is an experimental example (comparative example) that does not satisfy the embodiment of the present disclosure (the content of Sr is too large). In 26, it is seen that the B r and H cJ is reduced together.

本開示の実施形態によれば、高いBを有しかつHcJの低下が少なく、一般的なSr−La−Co系フェライト焼結磁石よりもCo使用量を25%以上削減し、さらに従来のCa−La−Co系フェライト焼結磁石よりもLaの使用量を削減したフェライト焼結磁石は、各種モータなどに好適に利用することができる。 According to embodiments of the present disclosure, high B has r and less decrease in H cJ is, the Co amount than typical Sr-La-Co ferrite sintered magnet was reduced by 25% or more, further conventional The ferrite sintered magnet in which the amount of La used is reduced as compared with the Ca-La-Co-based ferrite sintered magnet of the above can be suitably used for various motors and the like.

Claims (8)

Ca、R、A、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも一種であってLaを必須に含む元素、AはSrおよび/またはBa)の原子比を示す一般式:Ca1−x−x’x’Fe2n−y−zCoZnにおいて、
前記x、x’、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R+A)で表される)が、
0.1≦x≦0.4、
0<x’≦0.3、
0<y<0.15、
0<z<0.15、
1−x−x’>x、及び
4.5≦n≦5.5、
を満足するフェライト仮焼体。
General formula indicating the atomic ratio of metal elements of Ca, R, A, Fe, Co and Zn (where R is at least one of rare earth elements and essentially contains La, and A is Sr and / or Ba): in Ca 1-x-x 'R x A x' Fe 2n-y-z Co y Zn z,
The x, x', y and z, and n (where 2n is a molar ratio and is represented by 2n = (Fe + Co + Zn) / (Ca + R + A)) are
0.1 ≤ x ≤ 0.4,
0 <x'≤ 0.3,
0 <y <0.15,
0 <z <0.15,
1-x-x'> x, and 4.5 ≦ n ≦ 5.5,
Ferrite calcined body that satisfies.
0.2≦x≦0.3である請求項1に記載のフェライト仮焼体。 The ferrite calcined body according to claim 1, wherein 0.2 ≦ x ≦ 0.3. 0.1≦x’≦0.3である請求項1又は2に記載のフェライト仮焼体。 The ferrite calcined body according to claim 1 or 2, wherein 0.1 ≦ x ′ ≦ 0.3. Ca、R、A、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも一種であってLaを必須に含む元素、AはSrおよび/またはBa)の原子比を示す一般式:Ca1−x−x’x’Fe2n−y−zCoZnにおいて、
前記x、x’、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R+A)で表される)が、
0<x≦0.4、
0<x’≦0.3、
0<y<0.15、
0<z<0.15、
1−x−x’>x、及び
3.5≦n≦5.5、
を満足するフェライト焼結磁石。
General formula indicating the atomic ratio of metal elements of Ca, R, A, Fe, Co and Zn (where R is at least one of rare earth elements and essentially contains La, and A is Sr and / or Ba): in Ca 1-x-x 'R x A x' Fe 2n-y-z Co y Zn z,
The x, x', y and z, and n (where 2n is a molar ratio and is represented by 2n = (Fe + Co + Zn) / (Ca + R + A)) are
0 <x ≦ 0.4,
0 <x'≤ 0.3,
0 <y <0.15,
0 <z <0.15,
1-x-x'> x, and 3.5 ≦ n ≦ 5.5,
Ferrite sintered magnet that satisfies.
SiO換算で1.5mass%以下(0mass%は含まず)のSiをさらに含有する請求項4に記載のフェライト焼結磁石。 The ferrite sintered magnet according to claim 4, further containing Si of 1.5 mass% or less (excluding 0 mass%) in terms of SiO 2. Ca、R、A、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも一種であってLaを必須に含む元素、AはSrおよび/またはBa)の原子比を示す一般式:Ca1−x−x’x’Fe2n−y−zCoZnにおいて、
前記x、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R+A)で表される)が、
0.1≦x≦0.4、
0<x’≦0.3、
0<y<0.15、
0<z<0.15、
1−x−x’>x、及び
4.5≦n≦5.5、
を満足する原料粉末を混合し、混合原料粉末を得る原料粉末混合工程、
前記混合原料粉末を仮焼し、仮焼体を得る仮焼工程、
前記仮焼体を粉砕し、仮焼体の粉末を得る粉砕工程、
前記仮焼体の粉末を成形し、成形体を得る成形工程、及び
前記成形体を焼成し、焼結体を得る焼成工程、
を含むフェライト焼結磁石の製造方法。
General formula indicating the atomic ratio of metal elements of Ca, R, A, Fe, Co and Zn (where R is at least one of rare earth elements and essentially contains La, and A is Sr and / or Ba): in Ca 1-x-x 'R x A x' Fe 2n-y-z Co y Zn z,
The x, y and z, and n (where 2n is a molar ratio and is represented by 2n = (Fe + Co + Zn) / (Ca + R + A)) are
0.1 ≤ x ≤ 0.4,
0 <x'≤ 0.3,
0 <y <0.15,
0 <z <0.15,
1-x-x'> x, and 4.5 ≦ n ≦ 5.5,
Raw material powder mixing process to obtain a mixed raw material powder by mixing the raw material powders that satisfy the above.
A calcining step of calcining the mixed raw material powder to obtain a calcined body,
A crushing step of crushing the calcined body to obtain powder of the calcined body,
A molding step of molding the powder of the calcined body to obtain a molded body, and a firing step of firing the molded body to obtain a sintered body.
A method for manufacturing a ferrite sintered magnet including.
前記仮焼工程後、前記成形工程前に、添加する対象となる仮焼体又は仮焼体の粉末100mass%に対して1.5mass%以下のSiOを添加する工程をさらに含む請求項6に記載のフェライト焼結磁石の製造方法。 The sixth aspect of claim 6 further includes a step of adding a SiO 2 of 1.5 mass% or less with respect to 100 mass% of the calcined product or the powder of the calcined product to be added after the calcining step and before the molding step. The method for manufacturing a ferrite sintered magnet according to the description. 前記仮焼工程後、前記成形工程前に、添加する対象となる仮焼体又は仮焼体の粉末100mass%に対してCaO換算で1.5mass%以下のCaCOを添加する工程をさらに含む請求項6又は7に記載のフェライト焼結磁石の製造方法。 A claim further comprising a step of adding CaCO 3 of 1.5 mass% or less in terms of CaO to 100 mass% of the calcined product or the powder of the calcined product to be added after the calcining step and before the molding step. Item 6. The method for producing a ferrite sintered magnet according to Item 6.
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