JP2708568B2 - 磁性材料 - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は希土類−鉄−窒素−水素−酸素系組成を有す
る磁性材料に関する。
る磁性材料に関する。
［従来の技術］ 磁性材料は永久磁石、磁気記録媒体などに極めて広い
応用分野を有している。永久磁石は焼結及びボンド磁石
に大別され、家庭電化製品、自動車部品、医療機器など
に広く用いられ、磁気記録媒体としては磁気テープ、磁
気ディスクなどに用いられるとともに、光磁気記録媒体
としての応用も注目されている。
応用分野を有している。永久磁石は焼結及びボンド磁石
に大別され、家庭電化製品、自動車部品、医療機器など
に広く用いられ、磁気記録媒体としては磁気テープ、磁
気ディスクなどに用いられるとともに、光磁気記録媒体
としての応用も注目されている。
永久磁石材料としてSm-Co、Nd-Fe-B系の希土類磁石が
開発され、特に焼結磁石では30〜40MGOeの大きなエネル
ギー積を有する磁石が開発されている。又、これらの材
料を磁性粉体として用い開発されたボンド磁石では、17
〜20MGOeに達する高性能異方性プラマグも上市されつつ
ある。
開発され、特に焼結磁石では30〜40MGOeの大きなエネル
ギー積を有する磁石が開発されている。又、これらの材
料を磁性粉体として用い開発されたボンド磁石では、17
〜20MGOeに達する高性能異方性プラマグも上市されつつ
ある。
しかし、これら希土類磁性材料は高磁気特性と磁石の
微構造に強い相関があり、その粒径がNd-Fe-B系では100
μｍ前後以上、Sm-Co系でも数μｍ以上の領域で高磁気
特性を示すことが一般的である。従って、微粉砕を行い
１〜２μｍ以下の平均粒径に粒径を調製すると、磁気特
性は低下し、耐食性の悪いNd-Fe-B系では特に劣化が大
きく実用的ではない。
微構造に強い相関があり、その粒径がNd-Fe-B系では100
μｍ前後以上、Sm-Co系でも数μｍ以上の領域で高磁気
特性を示すことが一般的である。従って、微粉砕を行い
１〜２μｍ以下の平均粒径に粒径を調製すると、磁気特
性は低下し、耐食性の悪いNd-Fe-B系では特に劣化が大
きく実用的ではない。
従って、これらの希土類磁石を微粉化しても安定で高
磁気特性のまま保持し得ることができれば工業的には有
益である。
磁気特性のまま保持し得ることができれば工業的には有
益である。
一方、磁気記録媒体に用いられる磁性粉体では、γ‐
Fe2O3、Co-γ−Fe2O3、バリウム及びストロンチウムフ
ェライト、更にFE-Ni-Co系微粉体などが開発されてき
た。これらの磁性粉体はγ‐Fe2O3の300 OeからFe-Ni-C
o系微粉体の1000〜1200 Oeまで徐々に保磁力（抗磁力）
Hcが向上し、それによって記録再生時のS/N比は再生装
置の発達とあいまって向上してきた。従って、今後もよ
り安定で高特性の磁性粉体の開発が望まれている。
Fe2O3、Co-γ−Fe2O3、バリウム及びストロンチウムフ
ェライト、更にFE-Ni-Co系微粉体などが開発されてき
た。これらの磁性粉体はγ‐Fe2O3の300 OeからFe-Ni-C
o系微粉体の1000〜1200 Oeまで徐々に保磁力（抗磁力）
Hcが向上し、それによって記録再生時のS/N比は再生装
置の発達とあいまって向上してきた。従って、今後もよ
り安定で高特性の磁性粉体の開発が望まれている。
本発明者らは、特開平2-57663号において、希土類−
鉄−窒素−水素系磁性材料が、優れた永久磁石材料とな
ることを開示しているが、さらに該材料の特性を高める
目的で検討を進めた結果、本発明の完成に到った。
鉄−窒素−水素系磁性材料が、優れた永久磁石材料とな
ることを開示しているが、さらに該材料の特性を高める
目的で検討を進めた結果、本発明の完成に到った。
本発明の磁性材料は第一に高い磁性特性、即ち高い飽
和磁化（４πIs、Bs）、残留磁化（Br）、保磁力（H
c）、良好な角型比を有しており、第二に耐食性が良好
であり、第三に１〜２μｍ以下の微粒子化しても磁気特
性及び耐食性ともに低下が小さいことを特徴とする。そ
のため工業上の利用範囲が極めて広いことが予想され
る。
和磁化（４πIs、Bs）、残留磁化（Br）、保磁力（H
c）、良好な角型比を有しており、第二に耐食性が良好
であり、第三に１〜２μｍ以下の微粒子化しても磁気特
性及び耐食性ともに低下が小さいことを特徴とする。そ
のため工業上の利用範囲が極めて広いことが予想され
る。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は希土類−鉄−窒素−水素−酸素系組成を有す
る新規な磁性材料の発明と、その磁性材料の特質である
優れた耐食性と、粉体化した場合でもよく磁気特性を保
持することを利用して、微粉体としての該材料の応用方
法を提供しようとするものである。
る新規な磁性材料の発明と、その磁性材料の特質である
優れた耐食性と、粉体化した場合でもよく磁気特性を保
持することを利用して、微粉体としての該材料の応用方
法を提供しようとするものである。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明における磁性材料は （１） 成分が希土類（Ｒ）−鉄（Fe）−窒素（Ｎ）−
水素（Ｈ）−酸素（Ｏ）から成り、下記一般式で表わさ
れる磁性材料。
水素（Ｈ）−酸素（Ｏ）から成り、下記一般式で表わさ
れる磁性材料。
一般式 ＲαFe（100−α−β−γ−δ）ＮβＨγＯδ ただし、上記一般式における Ｒはサマリウム（Sm）を主としたイットリウム（Ｙ）
を含む希土類元素、α，β，γ，δは原子百分率で表わ
して、 ５≦α≦20 10≦β≦25 0.01≦γ≦５ １≦δ≦10 であり、又、 （２） 一般式の組成中の水素含有量が 0.5≦γ≦５ の範囲にあることを特徴とする上記（１）項記載の磁性
材料。
を含む希土類元素、α，β，γ，δは原子百分率で表わ
して、 ５≦α≦20 10≦β≦25 0.01≦γ≦５ １≦δ≦10 であり、又、 （２） 一般式の組成中の水素含有量が 0.5≦γ≦５ の範囲にあることを特徴とする上記（１）項記載の磁性
材料。
（３） 鉄の0.01〜49原子％をコバルト（Co）で置換し
た組成を有する上記（１）項または（２）項記載の磁性
材料である。
た組成を有する上記（１）項または（２）項記載の磁性
材料である。
本発明の磁性材料は、上記（１）項乃至（３）項の何
れか組成を有し、高い磁気特性を示す。この磁性材料は
微粉の状態でも良好な耐食性を有するとともに、数μｍ
程度以下の粒度においても磁気特性の低下は小さく、従
来の磁性材料にない特徴を有している。
れか組成を有し、高い磁気特性を示す。この磁性材料は
微粉の状態でも良好な耐食性を有するとともに、数μｍ
程度以下の粒度においても磁気特性の低下は小さく、従
来の磁性材料にない特徴を有している。
更に、本発明の磁性材料における希土類元素はサマリ
ウムが好ましい。しかし、サマリウム以外の希土類元素
が少量混在していてもよい。
ウムが好ましい。しかし、サマリウム以外の希土類元素
が少量混在していてもよい。
製造方法 本発明における磁性材料は以下の工程により製造でき
る。製造工程を第１図に示す。
る。製造工程を第１図に示す。
（１） 母合金の合成ではサマリウムを主とする希土類
−鉄系合金を合成する （２） 粗粉末 （３） 窒化、水素化 （４） 微粉砕は主に保磁力の最適化処理である。
−鉄系合金を合成する （２） 粗粉末 （３） 窒化、水素化 （４） 微粉砕は主に保磁力の最適化処理である。
この（４）微粉砕時に酸素量および水素量を制御する
ことができ、それにより磁性粉体の特性を変化させ得
る。又（１）母合金の合成後に組成を均一化するため
に、更に（３）窒化、水素化後に組成の均一化と粒子に
発生した機械的応力を取り除くためにアニールを行うこ
とは磁気特性の向上にとって効果がある。
ことができ、それにより磁性粉体の特性を変化させ得
る。又（１）母合金の合成後に組成を均一化するため
に、更に（３）窒化、水素化後に組成の均一化と粒子に
発生した機械的応力を取り除くためにアニールを行うこ
とは磁気特性の向上にとって効果がある。
以下、これらの工程について説明する。
（１） 母合金の合成 原料合金は高周波炉、アーク溶解炉によっても、又液
体超急冷法によっても作製できる。そのR-Fe母合金にお
ける組成はＲが５〜25原子％、Feが75〜95原子％の範囲
にあることが好ましい。R-Fe母合金におけるＲの組成量
が５原子％未満では合金中にα−Fe相が多く存在し、高
保磁力が得られない。また、R-Fe合金におけるＲの組成
量が25原子％を越えると高い飽和磁化が得られない。さ
らに、R-Fe-N-H-O磁性材料中のＲの組成範囲としては５
〜20原子％である必要がある。Ｒが５原子％未満の場合
は高保磁力が得られず、また20原子％を越えると高い飽
和磁化が得られない。
体超急冷法によっても作製できる。そのR-Fe母合金にお
ける組成はＲが５〜25原子％、Feが75〜95原子％の範囲
にあることが好ましい。R-Fe母合金におけるＲの組成量
が５原子％未満では合金中にα−Fe相が多く存在し、高
保磁力が得られない。また、R-Fe合金におけるＲの組成
量が25原子％を越えると高い飽和磁化が得られない。さ
らに、R-Fe-N-H-O磁性材料中のＲの組成範囲としては５
〜20原子％である必要がある。Ｒが５原子％未満の場合
は高保磁力が得られず、また20原子％を越えると高い飽
和磁化が得られない。
高周波炉及びアーク溶解炉を用いた場合、溶融状態か
ら合金が凝固する際にFeが折出し易く、このことは磁気
特性、とくに保磁力の低下をひきおこす。そこでFe単体
での相を消失させ、合金の組成の均一化および結晶性の
向上を目的として焼鈍を行うことが有効である。この焼
鈍は800℃〜1280℃で行う場合に効果が顕著である。こ
の方法で作製した合金は液体超急冷法などと比較して結
晶性が良好であり、高い飽和磁化を有している。
ら合金が凝固する際にFeが折出し易く、このことは磁気
特性、とくに保磁力の低下をひきおこす。そこでFe単体
での相を消失させ、合金の組成の均一化および結晶性の
向上を目的として焼鈍を行うことが有効である。この焼
鈍は800℃〜1280℃で行う場合に効果が顕著である。こ
の方法で作製した合金は液体超急冷法などと比較して結
晶性が良好であり、高い飽和磁化を有している。
液体超急冷法、ロール回転法などの合金作製法でも、
目的組成の合金を作製できる。しかも、これらの方法に
より作製した合金の結晶粒は微細であり、条件によって
はサブミクロンの粒子も調製できる。ただし、冷却速度
が大きい場合には合金の非晶質化が起こり、窒化、水素
化後にも飽和磁化、保磁力の他の方法ほど上昇しない。
この場合にも焼鈍等の後処理が必要である。
目的組成の合金を作製できる。しかも、これらの方法に
より作製した合金の結晶粒は微細であり、条件によって
はサブミクロンの粒子も調製できる。ただし、冷却速度
が大きい場合には合金の非晶質化が起こり、窒化、水素
化後にも飽和磁化、保磁力の他の方法ほど上昇しない。
この場合にも焼鈍等の後処理が必要である。
鉄の0.01〜49原子％をコバルトで置換することは、磁
気特性の温度特性を高める効果がある。鉄のコバルトに
より置換量が0.01原子％未満の場合は、磁気特性の温度
特性を高める効果が見られず、また49原子％を越える場
合は飽和磁化が低下して好ましくない。コバルト置換の
場合、通常はこの母合金作製時にコバルトを添加する。
気特性の温度特性を高める効果がある。鉄のコバルトに
より置換量が0.01原子％未満の場合は、磁気特性の温度
特性を高める効果が見られず、また49原子％を越える場
合は飽和磁化が低下して好ましくない。コバルト置換の
場合、通常はこの母合金作製時にコバルトを添加する。
母合金はいずれの方法で合金化した場合でも300〜500
ppm程度の酸素を含有している。この段階におけるこの
程度の酸素含有量は工程中で行う通常の操作で導入され
るものである。
ppm程度の酸素を含有している。この段階におけるこの
程度の酸素含有量は工程中で行う通常の操作で導入され
るものである。
（２） 粗粉体 この段階の粉砕はジョークラッシャー、スタンプミル
のような粗粉のみを調製するような方法でもよいし、ボ
ールミルジェットミルによっても条件次第で可能であ
る。しかし、この粉砕は次の段階における窒化、水素化
を均一に行わしめるためのものであり、その条件とあわ
せて十分な反応性を有し、かつ酸素は進行しない粉体状
態に調製することが重要である。
のような粗粉のみを調製するような方法でもよいし、ボ
ールミルジェットミルによっても条件次第で可能であ
る。しかし、この粉砕は次の段階における窒化、水素化
を均一に行わしめるためのものであり、その条件とあわ
せて十分な反応性を有し、かつ酸素は進行しない粉体状
態に調製することが重要である。
この粗粉砕後の材料が含有する酸素量も母合金と大差
なく1000ppm以下である。
なく1000ppm以下である。
（３） 窒化、水素化 粉砕された原料母合金中に窒素及び水素を化合もしく
は含浸させる方法としては原料合金粉末をアンモニウム
ガス或いはアンモニアガスを含む還元性の混合ガス中で
加圧あるいは加熱処理する方法が有効である。合金中に
含まれる窒素及び水素量はアンモニアガス含有混合ガス
の混合成分比、及び加熱温度、加圧力、処理時間によっ
て制御し得る。
は含浸させる方法としては原料合金粉末をアンモニウム
ガス或いはアンモニアガスを含む還元性の混合ガス中で
加圧あるいは加熱処理する方法が有効である。合金中に
含まれる窒素及び水素量はアンモニアガス含有混合ガス
の混合成分比、及び加熱温度、加圧力、処理時間によっ
て制御し得る。
混合ガスとしては水素、ヘリウム、ネオン、窒素及び
アルゴンのいずれか、もしくは２種以上とアンモニアガ
スを混合したガスが有効である。混合比は処理条件との
関連で変化させ得るが、アンモニアガス分圧としては、
とくに0.02〜0.75atmが有効であり、処理温度は200〜65
0℃の範囲が好ましい。低温では侵入速度が小さく、650
℃以上の高温では鉄の窒化物が生成し、磁気特性は低下
する。加圧処理では10atm程度の加圧でも窒素、水素の
含有量を変化させ得る。
アルゴンのいずれか、もしくは２種以上とアンモニアガ
スを混合したガスが有効である。混合比は処理条件との
関連で変化させ得るが、アンモニアガス分圧としては、
とくに0.02〜0.75atmが有効であり、処理温度は200〜65
0℃の範囲が好ましい。低温では侵入速度が小さく、650
℃以上の高温では鉄の窒化物が生成し、磁気特性は低下
する。加圧処理では10atm程度の加圧でも窒素、水素の
含有量を変化させ得る。
アンモニアガス以外のガスを窒化、水素化雰囲気の主
成分とすると、反応効率は著しく低下する。しかし、た
とえば水素ガスと窒素ガスの混合ガスを用い長時間反応
を行うと窒素及び水素の導入は可能である。
成分とすると、反応効率は著しく低下する。しかし、た
とえば水素ガスと窒素ガスの混合ガスを用い長時間反応
を行うと窒素及び水素の導入は可能である。
窒素は原子百分比で10〜25％であることが必要であ
る。10％未満では保磁力が極めて小さくなってしまう。
一方、25％を越えると保磁力とともに飽和磁化が大きく
低下する。
る。10％未満では保磁力が極めて小さくなってしまう。
一方、25％を越えると保磁力とともに飽和磁化が大きく
低下する。
窒化・水素化工程は低酸素分圧中で行われるが、工程
終了時の酸素量は多少増大し1000ppm前後となる。
終了時の酸素量は多少増大し1000ppm前後となる。
（４） 微粉砕 窒化・水素化後の粗粉はそのままでも飽和磁化13kG、
保持力500〜700Oeを有してるが、これを振動ボールミ
ル、遊星ボールミル、更に回転型の通常のポット型ボー
ルミルで粉砕することにより、保持力を8000Oe程度まで
向上させることが可能である。通常磁化は多少低下する
が、必要な磁化、保磁力を有する粉体をこの微粉砕条件
の設定で得ることができる。
保持力500〜700Oeを有してるが、これを振動ボールミ
ル、遊星ボールミル、更に回転型の通常のポット型ボー
ルミルで粉砕することにより、保持力を8000Oe程度まで
向上させることが可能である。通常磁化は多少低下する
が、必要な磁化、保磁力を有する粉体をこの微粉砕条件
の設定で得ることができる。
この微粉砕工程においてグローブボックス中における
操作等の雰囲気中の酸素分圧あるいは水分濃度を制御す
ることで物質が含む酸素量および水素量は変化する。
又、粉砕に用いる溶媒例えばエタノールや他の有機溶媒
中の水分及び酸素量によって、物質の含有する酸素量、
水素量及びその存在状態は変化する。この段階では酸素
量を例えば3500ppmすなわち１原子％以上のレベルで制
御できる。
操作等の雰囲気中の酸素分圧あるいは水分濃度を制御す
ることで物質が含む酸素量および水素量は変化する。
又、粉砕に用いる溶媒例えばエタノールや他の有機溶媒
中の水分及び酸素量によって、物質の含有する酸素量、
水素量及びその存在状態は変化する。この段階では酸素
量を例えば3500ppmすなわち１原子％以上のレベルで制
御できる。
磁気特性および耐食性の良好な本発明の磁性材料は、
この微粉砕工程において、酸素量および水素量を適正に
制御することにより作製できる。高特性を達成するため
には、酸素量は１〜10原子％の範囲にあることが必要で
ある。１原子％未満では保磁力および（BH）maxが低
く、かつ耐食性が悪い。又、10原子％を越えると飽和磁
化の低下が著しく実用的ではない。
この微粉砕工程において、酸素量および水素量を適正に
制御することにより作製できる。高特性を達成するため
には、酸素量は１〜10原子％の範囲にあることが必要で
ある。１原子％未満では保磁力および（BH）maxが低
く、かつ耐食性が悪い。又、10原子％を越えると飽和磁
化の低下が著しく実用的ではない。
一方、水素量は 0.01≦γ≦５ の範囲にあることが必要であり、 0.5≦γ≦５ の範囲にあることが好ましい。0.01未満では、保磁力お
よび耐食性が低く、５を越えると、飽和磁化が低く実用
的ではない。0.01〜0.5の間では、耐食性に劣る傾向が
あり、用途が限られる。
よび耐食性が低く、５を越えると、飽和磁化が低く実用
的ではない。0.01〜0.5の間では、耐食性に劣る傾向が
あり、用途が限られる。
酸素および水素量を適正に制御するための雰囲気は、
例えば、有機溶媒中で磁性粉末の微粉砕を行う場合、有
機溶媒中の溶存酸素量は、0.1〜1000ppm、又、水分量は
0.1ppm〜80％に調整するのがよい。
例えば、有機溶媒中で磁性粉末の微粉砕を行う場合、有
機溶媒中の溶存酸素量は、0.1〜1000ppm、又、水分量は
0.1ppm〜80％に調整するのがよい。
以上のようにして作製した磁性粉体を焼結、ボンドの
永久磁石、磁気記録用の塗付膜などに形成できる。以下
にその作製法の例を示す。
永久磁石、磁気記録用の塗付膜などに形成できる。以下
にその作製法の例を示す。
（５） 焼結 該磁性粉体の焼結は通常の常圧焼結、ホットプレス、
H1Pなどのいずれを用いることもできるが、ここでは磁
気特性を向上させ、かつ、HIP法など大型の装置を必要
としないホットプレス法、とくに雰囲気ホットプレスに
ついて述べる。
H1Pなどのいずれを用いることもできるが、ここでは磁
気特性を向上させ、かつ、HIP法など大型の装置を必要
としないホットプレス法、とくに雰囲気ホットプレスに
ついて述べる。
本磁性材料は窒素、水素、酸素を含有しており、その
含有量及び存在形態で磁気特性が変化する。従ってその
含有量を制御することが重要である。
含有量及び存在形態で磁気特性が変化する。従ってその
含有量を制御することが重要である。
例えばNH3−H2混合ガス中で焼結するような場合は650
℃以上の温度でも大気圧下で焼成すると、Ｎ、Ｈ量が変
化すると同時に分解も進行し、α‐Feなどが析出する。
従って、例えば低融点金属などを加えて400℃付近の低
温で焼成する方法がある。その場合の圧力は約10ton/cm
2で十分である。
℃以上の温度でも大気圧下で焼成すると、Ｎ、Ｈ量が変
化すると同時に分解も進行し、α‐Feなどが析出する。
従って、例えば低融点金属などを加えて400℃付近の低
温で焼成する方法がある。その場合の圧力は約10ton/cm
2で十分である。
（６） ボンド磁石作製 ここではRFeNHO系磁性粉体を用いて作製するボンド磁
石の典型的な作製法を３例示す。ただし、磁場配向の工
程など、工程の細部はこれらに限定するものではない。
石の典型的な作製法を３例示す。ただし、磁場配向の工
程など、工程の細部はこれらに限定するものではない。
（Ａ） 圧縮成形 RFeNHO系磁性粉体の磁気特性を調整後、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、合成ゴムなどのバインダーと混合
し、金型中へ必要量を移し、磁場中で圧縮成形する。こ
れを加熱硬化した後、金型から取り出し、着磁もしくは
消磁して最終的な成形磁石とする。
脂、フェノール樹脂、合成ゴムなどのバインダーと混合
し、金型中へ必要量を移し、磁場中で圧縮成形する。こ
れを加熱硬化した後、金型から取り出し、着磁もしくは
消磁して最終的な成形磁石とする。
（Ｂ） 射出成形 RFeNHO系磁性粉体の磁気特性を調整後、ポリアミド、
ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファ
イド、液晶ポリマーなどと混合後、混練し、造粒した
後、金型を用いて射出成形する。この成形体に着磁もし
くは消磁を施し、成形磁石とする。
ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファ
イド、液晶ポリマーなどと混合後、混練し、造粒した
後、金型を用いて射出成形する。この成形体に着磁もし
くは消磁を施し、成形磁石とする。
（Ｃ）圧粉成形 RFeNHO系磁性粉体の磁気特性を調整後、磁場中で金型
を用い加圧成形する。この成形体を取り出し、ポリマ
ー、もしくはポリマーとその硬化剤を混合したものを、
トルエン、エタノール、シクロヘキサンなどの可溶解性
溶媒に溶解し、成形体中へ含浸もしくは圧入して、その
後溶媒を揮発させて乾燥する。これに着磁を施して、異
方性ボンド磁石とする。
を用い加圧成形する。この成形体を取り出し、ポリマ
ー、もしくはポリマーとその硬化剤を混合したものを、
トルエン、エタノール、シクロヘキサンなどの可溶解性
溶媒に溶解し、成形体中へ含浸もしくは圧入して、その
後溶媒を揮発させて乾燥する。これに着磁を施して、異
方性ボンド磁石とする。
（７） 磁性膜 特に塗付膜を形成する場合の例を示す。
混合、分散 磁性粉体とバインダー及び微量の添加物を溶媒を用い
て混合し、磁性粉の分散を行わせる。
て混合し、磁性粉の分散を行わせる。
バインダーとしては通常、塩化ビニル系、酢酸ビニル
系、セルロース系、ウレタン系あるいはエステル系など
の樹脂が用いられる。
系、セルロース系、ウレタン系あるいはエステル系など
の樹脂が用いられる。
微量の添加物とは帯電防止剤、研磨剤、潤滑剤、分散
剤などをさす。帯電防止剤としては界面滑性剤、グラフ
ァイト、カーボンブラックなどがあげられる。研磨剤と
してはAl2O3、TiO2、Cr2O3などの粉末が用いられる。潤
滑剤には高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、シリコンオ
イルなどがある。分散剤としてはレシチン、界面滑性剤
があげられる。
剤などをさす。帯電防止剤としては界面滑性剤、グラフ
ァイト、カーボンブラックなどがあげられる。研磨剤と
してはAl2O3、TiO2、Cr2O3などの粉末が用いられる。潤
滑剤には高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、シリコンオ
イルなどがある。分散剤としてはレシチン、界面滑性剤
があげられる。
これらの添加物とバインダー及び磁性粉体をメチルエチ
ルケトン、トルエン、シクロヘキサンなどの溶剤中で混
合し、磁性粉体を分散させる。分散方法は一般にボール
ミルが用いられる。従って、前述（４）の微粉砕工程と
混合、分散工程は同時又は連続で行うことができる。他
の分散機としてホモミキサー、サンドミルなどを用いる
ことも可能である。
ルケトン、トルエン、シクロヘキサンなどの溶剤中で混
合し、磁性粉体を分散させる。分散方法は一般にボール
ミルが用いられる。従って、前述（４）の微粉砕工程と
混合、分散工程は同時又は連続で行うことができる。他
の分散機としてホモミキサー、サンドミルなどを用いる
ことも可能である。
混合工程を終えた混合液をベースフィルムあるい金属
基板に塗付する。ベースフィルムとしては例えばポリエ
チレンテレフタレートフィルムを用いる。これを乾燥し
て磁性フィルムを作製するが、その場合はフィルムの均
一性及び表面平滑性が重要である。
基板に塗付する。ベースフィルムとしては例えばポリエ
チレンテレフタレートフィルムを用いる。これを乾燥し
て磁性フィルムを作製するが、その場合はフィルムの均
一性及び表面平滑性が重要である。
［実施例］ 以下に本発明を製造例、実施例および比較例によって
具体的に説明する。
具体的に説明する。
製造例１ 純度99.9％のSm及び純度99.9％のFeをSm15Fe85となる
ようにセラミックスルツボ中へ仕込み、アルゴン雰囲気
中で高周波炉により溶解し、次いで鋳型中へ流し込んで
冷却し、合金インゴットを作製する。このインゴットを
酸素分圧約10-5atmのアルゴン中で、1250℃、４時間焼
鈍する。得られた合金を酸素雰囲気中でジョークラッシ
ャーで粗粉砕した後、更にコーヒーミルによって平均粒
径約100μｍにまで粉砕した。
ようにセラミックスルツボ中へ仕込み、アルゴン雰囲気
中で高周波炉により溶解し、次いで鋳型中へ流し込んで
冷却し、合金インゴットを作製する。このインゴットを
酸素分圧約10-5atmのアルゴン中で、1250℃、４時間焼
鈍する。得られた合金を酸素雰囲気中でジョークラッシ
ャーで粗粉砕した後、更にコーヒーミルによって平均粒
径約100μｍにまで粉砕した。
得られた粉体を管状炉中、アンモニアガス分圧0.35at
m、水素ガス分圧0.65atmの混合ガス流中、465℃で２時
間加熱し、その後酸素分圧約10-4atmのアルゴンガス中
で、更に2.5時間加熱する。
m、水素ガス分圧0.65atmの混合ガス流中、465℃で２時
間加熱し、その後酸素分圧約10-4atmのアルゴンガス中
で、更に2.5時間加熱する。
以上のようにして得られた粉体をCu粉をバインダーと
して用いて成形し、約60kOeで着磁した後磁気特性を測
定した。
して用いて成形し、約60kOeで着磁した後磁気特性を測
定した。
製造例２ 純度99.9％Sm、Co、Feを用いて、原子百分比がSm10.5
％、Co9.0％、及びFe80.5％となるように各元素をセラ
ミックス製ルツボに入れ、実施例１と同様に溶解し、ア
ルゴン雰囲気下900℃で24時間焼鈍した。
％、Co9.0％、及びFe80.5％となるように各元素をセラ
ミックス製ルツボに入れ、実施例１と同様に溶解し、ア
ルゴン雰囲気下900℃で24時間焼鈍した。
これをコーヒーミルで平均粒径100μｍにまで粉砕し
た後、水素ガス分圧0.33atm、アンモニアガス圧0.67atm
の混合ガス中で470℃で60分間加熱する。その後酸素分
圧約10-4atmのAtガス中460℃で約2.5時間加熱し冷却す
る。
た後、水素ガス分圧0.33atm、アンモニアガス圧0.67atm
の混合ガス中で470℃で60分間加熱する。その後酸素分
圧約10-4atmのAtガス中460℃で約2.5時間加熱し冷却す
る。
以上のようにして得られた粉体をCu粉をバインダーと
して成形し、約60kOeの磁場で着磁した後磁気特性を測
定した。
して成形し、約60kOeの磁場で着磁した後磁気特性を測
定した。
製造例３ 製造例１で作製したSm系磁性材料を微粉砕し、サブミ
クロンと５μｍ以下の微粒子の集合体とした後、重量比
で10％のZn金属をバインダーとして添加混合する。その
粉体をダイス中へ移し、ホットプレス装置を用い480℃
で約２時間焼結する。その際雰囲気としたNH3ガス0.65a
tm、H2ガス0.35atmの混合ガスを用いるが、焼結後99.9
％程度の純度のN2ガスを導入し、焼結体の酸素含有量と
（BH）max値の相関を求めると、以下のようになる。
クロンと５μｍ以下の微粒子の集合体とした後、重量比
で10％のZn金属をバインダーとして添加混合する。その
粉体をダイス中へ移し、ホットプレス装置を用い480℃
で約２時間焼結する。その際雰囲気としたNH3ガス0.65a
tm、H2ガス0.35atmの混合ガスを用いるが、焼結後99.9
％程度の純度のN2ガスを導入し、焼結体の酸素含有量と
（BH）max値の相関を求めると、以下のようになる。
製造例４ 製造例１で作製したSm系磁性材料を微粉砕した。同粉
体は５μｍ以下の微粒子しか含まない。これを以下の組
成物として混練して磁性塗料を得た。
体は５μｍ以下の微粒子しか含まない。これを以下の組
成物として混練して磁性塗料を得た。
Sm8.6Fe72.2N16.8H2.0O0.4粉体 100重量部 塩化ビニル−酢酸ビニル重合体 10重量部 ポリウレタン 10重量部 レシチン ３重量部 メチルエチルケトン 100重量部 トルエン 100重量部 この磁性塗料を厚さ約10μｍのポリエチレンテレフタ
レートフィルム上に乾燥厚が５μｍになるように塗付し
た。これを乾燥し、磁気テープを得た。このテープの磁
性特性は残留磁化（Br）4000G、保持力（Hc）4800Oeで
あった。
レートフィルム上に乾燥厚が５μｍになるように塗付し
た。これを乾燥し、磁気テープを得た。このテープの磁
性特性は残留磁化（Br）4000G、保持力（Hc）4800Oeで
あった。
実施例１ 実施例１で得られるSm系磁性粉体を約１％のN2ガスを
満たしたグローブボックス中でシクロヘキサンとステン
レス製ボールを入れたステンレス製ポット中に移し、振
動ボールミルを用いて粉砕する。粉砕時間をA:10分間、
B:13.5分間、C:20分間とした場合の各粉体はサブミクロ
ンと５μｍ以下の微粉の集合である。これを超硬合金の
ダイス中へ移し、約14ton/cm2で成形し、その成形体の
磁気物質を測定した。
満たしたグローブボックス中でシクロヘキサンとステン
レス製ボールを入れたステンレス製ポット中に移し、振
動ボールミルを用いて粉砕する。粉砕時間をA:10分間、
B:13.5分間、C:20分間とした場合の各粉体はサブミクロ
ンと５μｍ以下の微粉の集合である。これを超硬合金の
ダイス中へ移し、約14ton/cm2で成形し、その成形体の
磁気物質を測定した。
実施例２ 製造例１で得られた磁性粉体を実施例１と同様の手順
により微粉砕、成形し、成形体を得た。このとき、微粉
砕に使用するシクロヘキサン中の溶存酸素量、水分およ
び微粉砕時間を種々変化させた。得られた成形体の組成
を下に示す。
により微粉砕、成形し、成形体を得た。このとき、微粉
砕に使用するシクロヘキサン中の溶存酸素量、水分およ
び微粉砕時間を種々変化させた。得られた成形体の組成
を下に示す。
（Ａ） Sm8.6Fe73.3N17.1H0.3O0.7 （Ｂ） Sm8.6Fe72.9N17.0H0.5O1.0 （Ｃ） Sm8.4Fe71.8N16.8H0.8O2.2 （Ｄ） Sm8.3Fe70.6N16.5H1.1O3.5 （Ｅ） Sm8.1Fe68.9N16.0H2.2O4.8 次に耐食性試験を行うために、これらの成形体を恒温
恒湿槽に入れ、温度60℃、湿度90％で150時間保持し
た。目視により錆の発生を調べた結果、以下の通りであ
った。
恒湿槽に入れ、温度60℃、湿度90％で150時間保持し
た。目視により錆の発生を調べた結果、以下の通りであ
った。
（Ａ） 錆発生 （Ｂ） わずかに錆が観察される （Ｃ） 錆なし （Ｄ） 錆なし （Ｅ） 錆なし 比較例１ 実施例１で得られた粉体に150℃、大気中で熱処理を
施し、Sm7.6Fe64.1N14.9H2.6O10.8なる組成の粉体とし
た。この粉体を実施例１と同様に成形し、磁気特性を測
定した結果、飽和磁化＝6.3kG、保磁力＝2200Oe、（B
H）max＝3.2MGOeと本発明の磁性材料に比べ、低かっ
た。
施し、Sm7.6Fe64.1N14.9H2.6O10.8なる組成の粉体とし
た。この粉体を実施例１と同様に成形し、磁気特性を測
定した結果、飽和磁化＝6.3kG、保磁力＝2200Oe、（B
H）max＝3.2MGOeと本発明の磁性材料に比べ、低かっ
た。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の磁性材料は酸素を含有
する新規な磁性材料であり、しかも耐食性が優れてお
り、且つ、粉体化した場合でも磁気特性を良く保持して
おり、優れた特性を有する永久磁石材料あるいは磁気記
録媒体を製造するのに適している。
する新規な磁性材料であり、しかも耐食性が優れてお
り、且つ、粉体化した場合でも磁気特性を良く保持して
おり、優れた特性を有する永久磁石材料あるいは磁気記
録媒体を製造するのに適している。
第１図は本発明の磁性材料及びそれを用いた製品の製造
法を示す工程図である。
法を示す工程図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 昭信 静岡県富士市鮫島２番地の１ 旭化成工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−204862（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】成分が希土類（Ｒ）−鉄（Fe）−窒素
（Ｎ）−水素（Ｈ）−酸素（Ｏから成り、下記一般式で
表わされることを特徴とする磁性材料。 一般式 ＲαFe（100 −α−β−γ−δ）ＮβＨγＯδ ただし、上記一般式における Ｒはサマリウム（Sm）を主成分とした、イットリウム
（Ｙ）を含む希土類元素、α，β，γ，δは原子百分率
で表わして、 ５≦α≦20 10≦β≦25 0.01≦γ≦５ １≦δ≦10である。 - 【請求項２】一般式の組成中の水素含有量が 0.5≦γ≦５ の範囲にあることを特徴とする請求項（１）記載の磁性
材料。 - 【請求項３】鉄の0.01〜49原子％をコバルト（Co）で置
換した組成を有することを特徴とする請求項（１）また
は（２）記載の磁性材料。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1235822A JP2708568B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 磁性材料 |
| US07/580,556 US5164104A (en) | 1989-09-13 | 1990-09-11 | Magnetic material containing rare earth element, iron, nitrogen, hydrogen and oxygen and bonded magnet containing the same |
| DE69007720T DE69007720T2 (de) | 1989-09-13 | 1990-09-11 | Magnetmaterial, welches seltenes Erdelement, Eisen, Stickstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthält. |
| EP90117488A EP0417733B1 (en) | 1989-09-13 | 1990-09-11 | Magnetic material containing rare earth element, iron, nitrogen, hydrogen and oxygen |
| AU62481/90A AU624995C (en) | 1989-09-13 | 1990-09-12 | Magnetic material containing rare earth element, iron, nitrogen, hydrogen and oxygen |
| CN 90107665 CN1028813C (zh) | 1989-09-13 | 1990-09-13 | 含有稀土元素、铁、氮、氢和氧的磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1235822A JP2708568B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 磁性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03101102A JPH03101102A (ja) | 1991-04-25 |
| JP2708568B2 true JP2708568B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=16991773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1235822A Expired - Lifetime JP2708568B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2708568B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2708578B2 (ja) * | 1989-11-20 | 1998-02-04 | 旭化成工業株式会社 | ボンド磁石 |
| AU2003211248A1 (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-29 | Hitachi Maxell, Ltd. | Magnetic recording medium and magnetic recording cartridge |
| US6964811B2 (en) | 2002-09-20 | 2005-11-15 | Hitachi Maxell, Ltd. | Magnetic powder, method for producing the same and magnetic recording medium comprising the same |
| JP4970693B2 (ja) * | 2002-10-23 | 2012-07-11 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 磁石用固形材料 |
| GB2422949B (en) | 2003-02-19 | 2007-05-30 | Hitachi Maxell | Magnetic recording medium |
| KR101585483B1 (ko) | 2015-04-29 | 2016-01-15 | 엘지전자 주식회사 | 열적 안정성이 향상된 MnBi계 소결자석 및 이들의 제조 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60204862A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-16 | Toshiba Corp | 希土類鉄系永久磁石合金 |
-
1989
- 1989-09-13 JP JP1235822A patent/JP2708568B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03101102A (ja) | 1991-04-25 |
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