JP2023090400A

JP2023090400A - フェライト焼結磁石

Info

Publication number: JP2023090400A
Application number: JP2021205338A
Authority: JP
Inventors: 史朗大槻; Shiro Otsuki; 圭祐神谷; Keisuke Kamiya
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2023-06-29
Also published as: US20230197322A1; CN116266494A

Abstract

【課題】残留磁束密度をあまり低下させずに保磁力を高くすることのできる新規なフェライト焼結磁石を提供する。【解決手段】マグネトプランバイト型フェライト結晶粒子４と、フェライト結晶粒子４間に介在する２粒子粒界６ａと、を備えるフェライト焼結磁石１００であって、２粒子粒界はＣａ及びＬａを含み、２粒子粒界におけるＣａ／Ｌａ原子比が０．３～３．０である、フェライト焼結磁石。【選択図】図１

Description

本開示は、フェライト焼結磁石に関する。

フェライト焼結磁石に用いられる磁性材料として、六方晶系の結晶構造を有するＢａフェライト、Ｓｒフェライト及びＣａフェライトが知られている（例えば特許文献１～３参照）。このようなフェライトの結晶構造としては、マグネトプランバイト型（Ｍ型）、及びＷ型等が知られている。これらの中でも、モータ用等の磁石材料として、主にマグネトプランバイト型（Ｍ型）のフェライトが採用されている。Ｍ型フェライトは、通常ＡＦｅ_１２Ｏ_１９の一般式で表される。

特開２００６－２０６３６０（特許第４５９１６８４号）公報特開２００５－４５１６７号公報ＷＯ２０１７／２０００９１（特許第６７６９４８２号）公報

Ｍ型フェライト焼結磁石では、残留磁束密度Ｂｒと保磁力ＨｃＪとはトレードオフの関係となりやすい。そこで、従来より、ＳｉやＣａの酸化物などを添加して、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力ＨｃＪを高くすることが試みられている。しかしながら、Ｍ型フェライト焼結磁石において、保磁力を高めようとすると大きく残留磁束密度が低下する傾向がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、残留磁束密度をあまり低下させずに保磁力を高くすることのできる新規なフェライト焼結磁石を提供することを目的とする。

一側面のフェライト焼結磁石は、マグネトプランバイト型フェライト結晶粒子と、前記フェライト結晶粒子間に介在する２粒子粒界と、を備える。前記２粒子粒界はＣａ及びＬａを含み、前記２粒子粒界におけるＣａ／Ｌａ原子比が０．３～３．０である。

前記２粒子粒界におけるＣａ／Ｌａ原子比が０．４以上であることができる。

前記２粒子粒界はさらにＳｉを含み、前記２粒子粒界におけるＳｉ／Ｌａ原子比が０．０２～２．０であることができる。

本発明によれば、残留磁束密度をあまり低下させずに保磁力を高くすることのできる新規なフェライト焼結磁石が提供される。

図１は、フェライト焼結磁石の断面模式図である。

本発明の実施形態を以下に詳細に説明する。
（フェライト焼結磁石）
本発明の実施形態に係るフェライト焼結磁石１００は、図１に示すように、マグネトプランバイト型（Ｍ型）の結晶構造を有するＭ型フェライト結晶粒子４と、Ｍ型フェライト結晶粒子４間に存在する粒界相６とを有する。

（Ｍ型フェライト結晶粒子）
マグネトプランバイト型の結晶構造は六方晶系に属する。Ｍ型フェライト結晶粒子４の組成は、マグネトプランバイト型の結晶構造を有する酸化物であれば特段の限定はない。

マグネトプランバイト型の結晶構造は、以下の式（ＩＩＩ）で表すことができる。
ＱＸ_１２Ｏ_１９（ＩＩＩ）
ここで、Ｑ(Ａサイト)には、金属元素Ａ^１、及び、一部の金属元素Ｒが入る。
Ｘ（Ｂサイト）には、Ｆｅ、金属元素Ｍ、及び、残部の金属元素Ｒが入る。
なお、上式（ＩＩＩ）におけるＱ（Ａサイト）及びＸ（Ｂサイト）のＯに対する原子比率は、実際には上記範囲から多少偏った値を示すことから、上記の数値から若干例えば１０％程度ずれていてもよい。

Ｍ型フェライト結晶粒子４は、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，及びＰｂからなる群から選択される少なくとも一種の金属元素Ａ^１、及び、Ｆｅを含むことができる。Ｍ型フェライト結晶粒子４は、さらに、Ｂｉ及び希土類元素からなる群から選択される少なくとも一種の金属元素Ｒ、及び／又は、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｕ（銅）、Ｍｎ（マンガン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、及びＣｒ（クロム）からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属元素Ｍを含むことができる。希土類元素とは、Ｓｃ，Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、および、Ｌｕである。

例えば、Ｍ型フェライト結晶粒子の組成は（１）式で表されるものであってよい。
Ａ^１Ｆｅ_１２Ｏ_１９（１）
Ｆｅの一部が金属元素Ｍで置換されていてもよい。Ｆｅの原子比は５０％以上であって良い。

フェライト結晶粒子は、Ａ^１の３４ａｔ％以上をＳｒが占めるＳｒフェライトであることができ、Ａ^１の３４ａｔ％以上をＢａが占めるＢａフェライトであることができ、Ａ^１の３４ａｔ％以上をＣａが占めるＣａフェライトであることができ、Ａ１の３４ａｔ％以上をＰｂが占めるＰｂフェライトであってよい。Ｓｒフェライト、Ｂａフェライト、Ｃａフェライト、Ｐｂフェライトは、Ａ^１の原子比率においてＳｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｐｂがそれぞれ最大成分であることができる。

フェライト結晶粒子は、Ｃａ，金属元素Ｒ，Ｆｅ及び金属元素Ｍを含んでもよい。Ｍ型フェライトの金属組成は、例えば以下の一般式（５）であってよい。
Ｃａ_ａＡ^２ _ｂＲ_ｃＦｅ_ｄＭ_ｅ（５）
上式（５）中、Ａ^２は、Ｓｒ、Ｂａ、及びＰｂからなる群から選択される少なくとも１つである。ａは、例えば０．１５以上０．７以下であり、ｂは、例えば０～０．５であり、ｃは、例えば、０．３以上０．８５以下であり、ｄは９．３５超１１．９０未満であってよく、ｅは０．１～０．５であってよい。ａ＋ｂ＋ｃ＝１である。

（５）式におけるａは、０．２０以上であってもよく、０．３０以上であってもよい。ａは、０．０．６５以下であってもよく、０．６０以下であってもよい。

（５）式におけるｂは、異相の比率が低減され、また、Ｂｒ、ＨｃＪ及び角型性が一層向上することから、０．０１以上であってよく、０．０２以上であってもよく、０．０３以上であってもよい。同様の観点から、０．４０以下であってもよく、０．４５以下であってもよい。

（５）式におけるｃは、Ｂｒが一層向上し、保磁力の低温減磁が抑制される傾向にあることから、０．３５以上であってもよく、０．４０以上であってもよい。同様の観点から、０．８０以下であってもよく、０．７５以下であってもよい。

（５）式におけるｄは、磁化を高め、異相を一層低減する観点から、９．５０以上であってもよく、９．７０以上であってもよく、Ｂｒ、ＨｃＪ及び角型性が一層向上することから、１１．８０以下であってもよく、１１．７８以下であってもよい。

（５）式におけるｅは、磁化及び保磁力を高め、異相を一層低減する観点から、０．１５以上であってもよく、０．２０以上であってもよく、０．２５以上であってもよい。（１）式におけるｍは、同様の観点から、０．４８以下であってもよく、０．４７以下であってもよい。

（５）式において、Ｒは、Ｌａを少なくとも含むことが好適であり、Ｒ中のＬａの割合が５０ａｔ％以上、７０ａｔ％以上、８０ａｔ％以上、９０ａｔ％以上、９５ａｔ％以上であることができる。

（５）式において、Ｍは、Ｃｏを少なくとも含むことが好適であり、Ｍ中のＣｏの割合が５０ａｔ％以上、７０ａｔ％以上、８０ａｔ％以上、９０ａｔ％以上、９５ａｔ％以上であることができる。

Ｍ型フェライト結晶粒子におけるＭ型フェライトの質量分率は、好ましくは９０％以上であり、より好ましくは９５％以上であり、さらに好ましくは９７％以上である。

フェライト焼結磁石における全結晶粒子に占めるＭ型フェライト結晶粒子（主相）の質量比率は、好ましくは９０％以上であり、より好ましくは９５％以上であり、さらに好ましくは９７％以上である。このように、Ｍ型フェライト相とは異なる結晶相（異相）の質量比率を低減することによって、磁気特性を一層高くすることができる。フェライト焼結磁石の全結晶粒子におけるＭ型フェライト相の質量比率（％）は、Ｘ線回折により、Ｍ型フェライト相の存在比率（モル％）を求めることで確認することができる。Ｍ型フェライト相の存在比率は、Ｍ型フェライト、オルソフェライト、ヘマタイト、スピネル、Ｗ型フェライト、それぞれの粉末試料を所定比率で混合し、それらのＸ線回折強度から比較算定することにより算出される。

フェライト焼結磁石におけるＭ型フェライト結晶粒子の平均粒径は、例えば５μｍ以下であってもよく、４．０μｍ以下であってもよく、０．５～３．０μｍであってもよい。このような平均粒径を有することで、保磁力を高くすることができる。フェライト結晶粒子の平均粒径は、ＴＥＭ又はＳＥＭによる断面の観察画像を用いて求めることができる。具体的には、数百個のフェライト結晶粒子を含むＳＥＭ又はＴＥＭの断面における各結晶粒子の断面積を画像解析により求めたうえで、該断面積を有する円の直径（円相当径）を、その断面における該結晶粒子の粒径と定義して粒径分布を測定する。測定した個数基準の粒径分布から、フェライト結晶粒子の粒径の個数基準の平均値を算出する。このようにして測定される平均値を、フェライト結晶粒子の平均粒径とする。

粒界相６はＭ型フェライト結晶粒子４の間に配置されている。粒界相６の主成分は酸化物であり、少なくともＬａ及びＣａを含む。粒界相は、他に、Ｂ（ホウ素）、Ｓｉ（ケイ素）などの半金属元素；Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｂａ（バリウム）、Ｐｂ（鉛）からなる群から選択される金属元素Ａ^２；Ｆｅ（鉄）；金属元素Ｒ；Ｍｎ（マンガン）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｒ（クロム）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、及びＡｌ（アルミニウム）等からなる群から選択される金属元素Ｍの内の少なくとも一種、または、任意の２種以上の組み合わせを含むことができる。酸化物は粒界相６の９０質量％以上を占めることができ、より好ましくは９５％以上であり、さらに好ましくは９７％以上である。

粒界相６に含まれる金属元素の種類は、Ｍ型フェライト結晶粒子４に含まれる金属元素の種類と同一であってもよいが、同一である必要は無い。

粒界相６は、図１に示すように、２つのＭ型フェライト結晶粒子４間に形成された２粒子粒界６ａ、及び、３つ以上のＭ型フェライト結晶粒子４に囲まれた多粒子粒界６ｂを有することができる。多粒子粒界６ｂの存在は任意である。

２粒子粒界６ａはＣａ及びＬａを含み、２粒子粒界６ａにおけるＣａ／Ｌａ原子比が０．３～３．０である。この２粒子粒界６ａにおけるＣａ／Ｌａ原子比は、０．４以上であることが好適である。

Ｌａは粒界相の結晶化に寄与し、Ｃａ（ＣａＯ）は粒界相の非晶質化に寄与すると考えられる。粒界相の非晶質の程度が高くなると粒界相の磁化が低下することから焼結磁石の保磁力が向上するが残留磁化が低下する傾向がある。一方、粒界相の結晶性の程度が高くなると粒界相の磁化が高くなり、焼結磁石の残留磁化が維持されるが保磁力を高めにくくなると考えられる。本実施形態では、粒界相におけるＣａとＬａの比が適切に設定されていることから、焼結磁石の残留磁化を維持しつつ保磁力を高めることができると考えられる。

２粒子粒界６ａにおける全金属原子中のＣａの割合は１．０～２０．０原子％であることができる。２粒子粒界６ａにおける全金属原子中のＬａの割合は３．０～２０．０原子％であることができる。

２粒子粒界６ａにおける全金属原子中のＣａ及びＬａの原子比は、フェライト結晶粒子４の全金属原子中のＣａ及びＬａの原子比率より多くても少なくても同一でもよい。２粒子粒界６ａは、Ｌａ及びＣａ以外に、Ｌａ以外の金属元素Ｒ、及び／又は、Ｃａ以外の金属元素Ａ^２を含有してもよい。さらに、２粒子粒界６ａは、金属元素Ｍを含有していてもよい。

２粒子粒界はさらにＳｉを含むことができ、２粒子粒界６ａにおけるＳｉ／Ｌａ原子比が０．０２～２．０であることが好適である。このようにＳｉをある程度含む粒界相において本実施形態の効果が高いが、Ｓｉの量がこれより少なくても実施は可能である。

フェライト焼結磁石の２粒子粒界６ａの平均厚みをｄとした場合に、ｄは１ｎｍ以下であることができる。平均厚みｄとは、例えば、両端が多粒子粒界とされる２粒子粒界の中央部における測定値を、異なる１０個の２粒子粒界について測定し、その平均値とすることができる。

フェライト焼結磁石の断面において、フェライト結晶粒子４及び粒界相６の合計に占める粒界相６の面積比率は０．０１～５％とすることができる。

フェライト焼結磁石の全体の組成に特に限定はない。フェライト焼結磁石の全体の金属組成は（５）式を満たしてもよい。

フェライト焼結磁石は、Ｓｉ（シリコン）を含むことができる。フェライト焼結磁石におけるＳｉの含有量は、ＳｉＯ_２換算で、好ましくは０．０１～１．３質量％であり、より好ましくは０．０１～０．５質量％、さらに好ましくは０．０１～０．３６質量％である。ＳｉＯ_２が多すぎるとＢｒが低下し、少なすぎるとＨｃＪが低下する傾向があるため、ＳｉＯ_２含有量を上記範囲内とすることで、最適な粒界相を形成して、高い磁気特性を得やすくなる。

フェライト焼結磁石はＢ（ホウ素）を含むことができる。フェライト焼結磁石におけるＢの含有量は、Ｂ_２Ｏ_３換算で、０．００１～０．９質量％である。フェライト焼結磁石の保磁力及び角型比（Hk/HcJ）をさらに高める観点から、Ｂの含有量は、Ｂ_２Ｏ_３換算で、好ましくは０．０１質量％以上である。また、フェライト焼結磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）をさらに高める観点から、Ｂの含有量は、Ｂ_２Ｏ_３換算で、好ましくは０．４質量％以下であり、より好ましくは０．２３質量％以下である。

フェライト焼結磁石には、これらの成分の他に、原料に含まれる不純物や製造設備に由来する不可避的な成分が含まれていてもよい。このような成分としては、例えばＭｇ（マグネシウム），Ｔｉ（チタン），Ｍｏ（モリブデン）及びＶ（バナジウム）等の各酸化物が挙げられる。これらの含有量は、合計で０．０６質量％以下であることが好適である。

フェライト結晶粒子及び粒界相における金属元素の含有比率はＳＴＥＭ－ＥＤＸで測定することができ、焼結磁石全体の金属元素の含有比率は蛍光Ｘ線分析、誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ発光分光分析）等で測定することができる。

フェライト焼結磁石の形状に特に限定は無く、たとえば、端面が円弧状となるように湾曲したアークセグメント（Ｃ型）形状、平板形状等、種々の形状をとることができる。

フェライト焼結磁石は、モータ及び発電機など回転電気機械、スピーカ・ヘッドホン用マグネット、マグネトロン管、ＭＲＩ用磁場発生装置、ＣＤ－ＲＯＭ用クランパ、ディストリビュータ用センサ、ＡＢＳ用センサ、燃料・オイルレベルセンサ、マグネトラッチ、又はアイソレータ等の磁場発生部材として用いることができる。また、磁気記録媒体の磁性層を蒸着法又はスパッタ法等で形成する際のターゲット（ペレット）として用いることもできる。

（フェライト焼結磁石の製造方法）
次に、フェライト焼結磁石の製造方法の一例を説明する。以下に説明する製造方法は、配合工程、仮焼工程、粉砕工程、追加粉体混合工程、成形工程及び焼成工程を含む。各工程の詳細を以下に説明する。

（配合工程）
配合工程は、仮焼用の原料粉体を調製する工程である。仮焼用の原料粉体は、フェライトの構成元素を含む。すなわち、金属元素Ａ１、及び、Ｆｅを含み、必要に応じて金属元素Ｍ及びＲを含む。配合工程では、各元素を含む粉末の混合物を、アトライタ、又はボールミル等で１～２０時間程度混合するとともに粉砕処理を行って原料粉体を得ることが好適である。

各元素を含む粉末の例は、各元素の単体、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ケイ酸塩、有機金属化合物である。一つの粉末が、２以上の金属元素を含んでいてもよいし、一つの粉末が実質的に一つの金属元素のみを含有してもよい。

Ｃａを含む粉末の例は、ＣａＣＯ_３である。Ｓｒを含む粉末の例は、ＳｒＣＯ_３である。Ｂａを含む粉末の例は、ＢａＣＯ_３である。Ｌａを含む粉末の例は、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｌａ（ＯＨ）_３である。Ｆｅを含む粉末の例は、Ｆｅ_２Ｏ_３である。Ｃｏを含む粉末の例は、Ｃｏ_３Ｏ_４である。

原料粉体における各金属元素の比率は、上記のフェライト結晶粒子の組成に準じて適宜設定できる。

原料粉末の平均粒径は特に限定されず、例えば０．１～２．０μｍである。

配合工程の後、必要に応じて、原料組成物を乾燥させ、篩により粗粒を除去することが好適である。

（仮焼工程）
仮焼工程では、配合工程で得られた原料粉体を仮焼して仮焼体を得る。仮焼は、例えば、空気等の酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。仮焼の温度は、例えば１１００～１４００℃であってもよく、１１００～１３５０℃であってもよい。仮焼の時間は、例えば１分間～１０時間であってもよく、１分間～３時間であってもよい。仮焼により得られる、フェライト結晶粒子を含む仮焼体におけるフェライト相（Ｍ相）の比率は、例えば７０質量％以上であってもよく、７５質量％以上であってもよい。このフェライト相の比率は、フェライト焼結磁石におけるフェライト相の比率と同様にして求めることができる。

（粉砕工程）
粉砕工程では、仮焼工程により顆粒状や塊状となった仮焼体を粉砕してフェライト粉体を得る。粉砕工程は、例えば、仮焼粉を粗い粉末となるように粉砕（粗粉砕工程）した後、これを更に微細に粉砕する（微粉砕工程）、２段階の工程に分けて行ってもよい。

粗粉砕は、例えば、振動ミル等を用いて、仮焼体の平均粒径が０．１～５．０μｍとなるまで行うことができる。

微粉砕では、粗粉砕で得られた粗粉を、さらに湿式アトライタ、ボールミル、ジェットミル等によって粉砕する。微粉砕では、得られる粒子の平均粒径が、例えば０．０８～２．０μｍ程度となるように粉砕を行うことができる。微粉の比表面積（例えばＢＥＴ法により求められる。）は、例えば７～１２ｍ^２／ｇ程度とする。好適な粉砕時間は、粉砕方法によって異なり、例えば湿式アトライタの場合、３０分間～１０時間であり、ボールミルによる湿式粉砕では１０～５０時間である。得られる粉体の比表面積は、市販のＢＥＴ比表面積測定装置（Ｍｏｕｎｔｅｃｈ製、商品名：ＨＭＭｏｄｅｌ－１２１０）を用いて測定することができる。

微粉砕工程では、焼成後に得られる焼結体の磁気的配向度を高めるため、例えば一般式Ｃ_ｎ（ＯＨ）_ｎＨ_ｎ＋２で示される多価アルコールを添加してもよい。一般式におけるｎは、例えば４～１００であってもよく、４～３０であってもよい。多価アルコールとしては、例えばソルビトールが挙げられる。また、２種類以上の多価アルコールを併用してもよい。さらに、多価アルコールに加えて、他の公知の分散剤を併用してもよい。

多価アルコールを添加する場合、その添加量は、添加対象物（例えば粗粉）に対して、例えば０．０５～５．０質量％であってもよく、０．１～３．０質量％であってもよい。なお、微粉砕工程で添加した多価アルコールは、後述する焼成工程で熱分解して除去される。

（追加粉体混合工程）
続いて、フェライト粉体と、追加粉体と、を混合して混合粉体を得る。
追加粉体は、粉砕工程で得られた粉砕後のフェライト粉体に混合してもよいが、粉砕工程中の粉体に追加粉体を添加して、仮焼体の粉砕と同時にフェライト粉体と追加粉体との混合を行うことが好適である。

追加粉体は、少なくともＣａ及びＬａを含む。追加粉体のＬａ及びＣａの原子比は、所望の粒界相の金属原子比に応じて適宜調節すればよい。追加粉体は、さらに、Ｃａ及びＬａ以外の金属元素（例えば金属元素Ａ^２，Ｌａ以外の金属元素Ｒ、金属元素Ｍ、Ｆｅ等）及び／又はＳｉ，Ｂ等の半金属元素を含んでよい。焼結後の粒界相の組成は、主として、追加粉体中の金属及び半金属成分に大きく依存するが、追加粉体中の金属が主相に拡散したり、主相の金属が粒界相に拡散したりすることもあるので、追加粉体の金属及び半金属組成と同一になるわけではない。

追加粉体の量は、フェライト粉体の質量に対して、０．１～７質量％とすることが好適である。

仮焼体の粉砕を２段階で行う場合、粗粉砕工程の前又は後のいずれにおいて追加粉体を添加しても良く、追加粉体を２つに分けて粗粉砕の前及び後にそれぞれ添加してもよい。

（成形工程）
成形工程では、追加粉体混合工程（例えば粉砕工程）で得られた混合粉体を、磁場中で成形して、成形体を得る。成形は、乾式成形及び湿式成形のいずれの方法でも行うことができる。磁気的配向度を高くする観点からは、湿式成形で行うことが好ましい。

湿式成形により成形する場合は、例えば上述した微粉砕工程を湿式で行うことでスラリーを得た後、このスラリーを所定の濃度に濃縮して、湿式成形用スラリーを得る。この湿式成形用スラリーを用いて成形を行うことができる。スラリーの濃縮は、遠心分離又はフィルタープレス等によって行うことができる。湿式成形用スラリーにおけるフェライト結晶粒子の含有量は、例えば３０～８０質量％である。スラリーにおいて、フェライト結晶粒子を分散する分散媒としては例えば水が挙げられる。スラリーには、グルコン酸、グルコン酸塩、ソルビトール等の界面活性剤を添加してもよい。分散媒としては非水系溶媒を使用してもよい。非水系溶媒としては、トルエンやキシレン等の有機溶媒を使用することができる。この場合には、オレイン酸等の界面活性剤を添加してもよい。なお、湿式成形用スラリーは、微粉砕後の乾燥状態のフェライト結晶粒子に、分散媒等を添加することによって調製してもよい。

湿式成形では、次いで、この湿式成形用スラリーに対し、磁場中成形を行う。その場合、成形圧力は、例えば９．８～１９６ＭＰａ（０．１～２．０ｔｏｎ／ｃｍ２）である。印加する磁場は、例えば３９８～１１９４ｋＡ／ｍ（５～１５ｋＯｅ）である。

（焼成工程）
焼成（本焼成）工程では、成形工程で得られた成形体を焼成してフェライト焼結磁石を得る。成形体の焼成は、大気中等の酸化性雰囲気中で行うことができる。焼成温度は、例えば１０５０～１３００℃であってもよく、１０８０～１２９０℃であってもよい。また、焼成時間（焼成温度に保持する時間）は、例えば０．５～３時間である。

焼成工程では、焼結温度まで到達させる前に、例えば室温から１００℃程度まで、０．５℃／分程度の昇温速度で加熱してもよい。これによって、焼結が進行する前に成形体を十分に乾燥することができる。また、成形工程で添加した界面活性剤を十分に除去することができる。なお、これらの処理は、焼成工程のはじめに行ってもよく、焼成工程よりも前に別途行っておいてもよい。

さらに、２粒子粒界におけるＣａ／Ｌａ比を高くする観点から、焼成温度から１０００℃まで低下させる際の降温速度を１～１０℃／ｍｉｎとすることが好適であり、２℃／ｍｉｎ未満とすることがより好適である。このように降温速度を遅くすることにより、Ｃａを粒界相に偏析させやすい傾向がある。

このようにして上記のフェライト焼結磁石を製造することができる。

本発明の内容を実施例及び比較例を参照してさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（比較例Ａ１～Ａ３及び実施例Ａ１～Ａ１１）
原材料として、炭酸バリウム（ＢａＣＯ_３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ_３）、水酸化ランタン（Ｌａ（ＯＨ）_３）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化コバルト（Ｃｏ_３Ｏ_４）の粉末を準備した。

これらの原材料粉末を、金属原子比が、表１のとおりの金属組成となるように配合した。湿式アトライタ及びボールミルを用いて混合及び粉砕を行ってスラリーを得た（配合工程）。このスラリーを乾燥し、粗粒を除去した後、大気中、１３１０℃で仮焼を行って仮焼粉を得た（仮焼工程）。

得られた仮焼粉を、小型ロッド振動ミルで粗粉砕して粗粉を得た。（粗粉砕工程）

表１の通りの金属組成となるように原料粉を配合して追加粉体を得た。上記の粗粉に対して、追加粉体を粗粉の質量に対して、１．０％となるように添加したのち、混合粉体を湿式ボールミルを用いて微粉砕し、フェライト結晶粒子を含むスラリーを得た（粉砕及び追加粉体混合工程）。

微粉砕後に得られたスラリーの水分量を調節して湿式成形用スラリーを得た。この湿式成形用スラリーを、湿式磁場成型機を使用して、７９６ｋＡ／ｍ（１０ｋＯｅ）の印加磁場中で成形し、直径３０ｍｍ×厚み１５ｍｍの円柱状を有する成形体を得た（成形工程）。

得られた成形体を、大気中、室温にて乾燥し、次いで大気中、１２８０℃で焼成を行った（焼成（本焼成）工程）。焼成温度から１０００℃まで低下させる際の降温速度を表１に示すように設定した。このようにして円柱状のフェライト焼結磁石を得た。

（実施例Ｂ１、実施例Ｂ１，Ｂ２）
各種条件を表２のように変更する以外は、実施例１と同様とした。

（実施例Ｃ１、実施例Ｃ１，Ｃ２）
各種条件を表３のように変更する以外は、実施例１と同様とした。

＜磁気特性の評価＞
フェライト焼結磁石の上下面を加工した後、最大印加磁場２９ｋＯｅのＢ－Ｈトレーサを用いて、２０℃におけるＢｒ及びＨｃＪをそれぞれ測定した。

＜組成分析＞
フェライト焼結磁石から集束イオンビーム装置を用いたＦＩＢ（ＦｏｃｕｓｅｄＩｏｎＢｅａｍ）法により加工して、厚さ１００ｎｍの薄片を得た。ＳＴＥＭ－ＥＤＳを用いて、当該薄片に対して、一方のフェライト結晶粒子から、粒界相を垂直に横切って、他方のフェライト結晶粒子まで、元素の線分析を行い、金属元素の線に沿った濃度変化を測定した。測定間隔は３ｎｍとし、２粒子粒界の金属元素濃度を得た。この測定を５つの粒界でおこない、平均することで、粒界相金属元素濃度を得て、原子比を求めた。

各実施例および比較例の焼結磁石における結果を表１～３に示す。

粒界におけるＣａ／Ｌａ原子比が特定の範囲の実施例では、Ｂｒをあまり低下させずにＨｃＪ力を高めることができ、ＢｒとＨｃＪのバランスに優れることが確認された。なお、比較例Ａ２では焼結磁石にクラックが生じたため磁性の測定ができなかった。比較例Ｃ１では、粒界にＣａもＬａもＳｉも確認できなかった。

４…フェライト結晶粒子、６…粒界相、６ａ…２粒子粒界、６ｂ…多粒子粒界。

Claims

マグネトプランバイト型フェライト結晶粒子と、前記フェライト結晶粒子間に介在する２粒子粒界と、を備えるフェライト焼結磁石であって、
前記２粒子粒界はＣａ及びＬａを含み、前記２粒子粒界におけるＣａ／Ｌａ原子比が０．３～３．０である、フェライト焼結磁石。
前記２粒子粒界におけるＣａ／Ｌａ原子比が０．４以上である、請求項１に記載のフェライト焼結磁石。
前記２粒子粒界はさらにＳｉを含み、前記２粒子粒界におけるＳｉ／Ｌａ原子比が０．０２～２．０である、請求項１又は２に記載のフェライト焼結磁石。