JP3207892B2 - 磁歪材料およびその製造方法 - Google Patents
磁歪材料およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁歪材料、すなわち、
外部磁界を作用させたときに長さが変化する磁性材料
と、その製造方法とに関する。
外部磁界を作用させたときに長さが変化する磁性材料
と、その製造方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁性体に外部磁界を作用させると、磁性
体は伸びあるいは縮みを発生する。これを磁歪と称す
る。磁歪は、例えば、変位制御用あるいは駆動用アクチ
ュエータ、超音波発生用磁歪振動子、超音波遅延線、超
音波濾波器、可変周波数共振器、各種センサ等に応用さ
れている。
体は伸びあるいは縮みを発生する。これを磁歪と称す
る。磁歪は、例えば、変位制御用あるいは駆動用アクチ
ュエータ、超音波発生用磁歪振動子、超音波遅延線、超
音波濾波器、可変周波数共振器、各種センサ等に応用さ
れている。
【０００３】磁歪材料には、低磁界強度での高い磁歪
量、あるいは高い材質強度等が目的・用途に応じて求め
られ、耐食性に優れている必要もある。従来知られてい
る磁歪材料で常温での飽和磁歪量が３００×１０-6以上
であるものとしては、
量、あるいは高い材質強度等が目的・用途に応じて求め
られ、耐食性に優れている必要もある。従来知られてい
る磁歪材料で常温での飽和磁歪量が３００×１０-6以上
であるものとしては、
【０００４】(i) 鉄と希土類元素（Ｔｂ、Ｓｍ、Ｄｙ、
Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ）との合金（米国特許第４，３７５，
３７２号明細書、同第４、１５２、１７８号明細書、同
第３，９４９，３５１号明細書、同第４，３０８，４７
４号明細書等）、
Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ）との合金（米国特許第４，３７５，
３７２号明細書、同第４、１５２、１７８号明細書、同
第３，９４９，３５１号明細書、同第４，３０８，４７
４号明細書等）、
【０００５】(ii)鉄族元素およびＭｎと、Ｔｂ、Ｓｍと
の合金（米国特許第４，３７８，２５８号明細書）、 (iii) Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍ
ｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｂ、Ｉｎ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｍの１種以上と、Ｆｅ
とＡｌとＣｏとからなる磁歪材料、およびＴｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｂ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｍの１
種以上と、ＴｂとＤｙとＨｏとＦｅとからなる磁歪材料
（特開昭５３−６４７９８号公報）等が挙げられる。こ
れらの磁歪材料は、ＲＦｅ2 ラーベス型金属間化合物と
呼ばれるＦｅと希土類元素Ｒとの金属間化合物、あるい
はこれらに遷移金属等の他の元素が添加されたものであ
り、ニッケルやフェライトなどの従来用いられている磁
歪材料よりも１桁から２桁も大きい飽和磁歪値λs を有
し、超磁歪材料と呼ばれている。
の合金（米国特許第４，３７８，２５８号明細書）、 (iii) Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍ
ｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｂ、Ｉｎ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｍの１種以上と、Ｆｅ
とＡｌとＣｏとからなる磁歪材料、およびＴｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｂ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｍの１
種以上と、ＴｂとＤｙとＨｏとＦｅとからなる磁歪材料
（特開昭５３−６４７９８号公報）等が挙げられる。こ
れらの磁歪材料は、ＲＦｅ2 ラーベス型金属間化合物と
呼ばれるＦｅと希土類元素Ｒとの金属間化合物、あるい
はこれらに遷移金属等の他の元素が添加されたものであ
り、ニッケルやフェライトなどの従来用いられている磁
歪材料よりも１桁から２桁も大きい飽和磁歪値λs を有
し、超磁歪材料と呼ばれている。
【０００６】ＲＦｅ2 ラーベス型金属間化合物のうちＴ
ｂＦｅ2 は、外部磁界強度が高いとき、例えば外部磁界
強度２０〜２５kOe 程度での磁歪量は大きいが、磁界強
度が低いときの磁歪量は十分ではない。このため、Ｔｂ
の一部をＤｙで置換した（Ｔｂ，Ｄｙ）Ｆｅ2 が、低磁
界強度での磁歪量を向上させた磁歪材料として汎用され
ている。また、ＳｍＦｅ2 は負磁歪材料として利用され
る。
ｂＦｅ2 は、外部磁界強度が高いとき、例えば外部磁界
強度２０〜２５kOe 程度での磁歪量は大きいが、磁界強
度が低いときの磁歪量は十分ではない。このため、Ｔｂ
の一部をＤｙで置換した（Ｔｂ，Ｄｙ）Ｆｅ2 が、低磁
界強度での磁歪量を向上させた磁歪材料として汎用され
ている。また、ＳｍＦｅ2 は負磁歪材料として利用され
る。
【０００７】このような磁歪材料を利用した機器を屋外
にて用いる場合、使用温度範囲をかなり広く想定する必
要がある。例えば、磁歪を利用した機器は自動車用の種
々のバルブなどに適用されるが、この場合、１５０℃程
度の高温から零下５０℃程度の低温までほぼリニアな動
作を保証する必要がある。しかし、（Ｔｂ，Ｄｙ）Ｆｅ
2 は温度特性が悪く、常温で最適なＴｂとＤｙの組成比
では、特に０℃以下の低温になると磁気異方性の変化が
生じるため、磁歪量が大幅に減少してしまう。従って、
使用環境の厳しい機器に用いるために、磁歪材料の温度
特性の向上が求められている。また、冷凍設備等に使用
される場合、例えば−４０℃以下において大きな磁歪量
が必要とされる。
にて用いる場合、使用温度範囲をかなり広く想定する必
要がある。例えば、磁歪を利用した機器は自動車用の種
々のバルブなどに適用されるが、この場合、１５０℃程
度の高温から零下５０℃程度の低温までほぼリニアな動
作を保証する必要がある。しかし、（Ｔｂ，Ｄｙ）Ｆｅ
2 は温度特性が悪く、常温で最適なＴｂとＤｙの組成比
では、特に０℃以下の低温になると磁気異方性の変化が
生じるため、磁歪量が大幅に減少してしまう。従って、
使用環境の厳しい機器に用いるために、磁歪材料の温度
特性の向上が求められている。また、冷凍設備等に使用
される場合、例えば−４０℃以下において大きな磁歪量
が必要とされる。
【０００８】ところで、ＲＦｅ2 ラーベス型金属間化合
物のうちでλs の理論値が極めて大きいものは、ＣｅＦ
ｅ2 およびＰｒＦｅ2 であり（センサ技術１９９０年２
月号第３６ページ）、従来実用化されている超磁歪材料
を凌ぐ性能が期待されている。また、ＰｒやＣｅは、Ｔ
ｂに比べ資源が豊富で安価である。
物のうちでλs の理論値が極めて大きいものは、ＣｅＦ
ｅ2 およびＰｒＦｅ2 であり（センサ技術１９９０年２
月号第３６ページ）、従来実用化されている超磁歪材料
を凌ぐ性能が期待されている。また、ＰｒやＣｅは、Ｔ
ｂに比べ資源が豊富で安価である。
【０００９】しかし、ＰｒＦｅ2 の合成には３２０００
〜３５０００気圧程度の超高圧および１０００℃程度の
高温熱処理が必要である。ＣｅＦｅ2 は低温での磁歪量
の大きい材料として有望であるが、合成に長時間を要
し、また、キュリー温度が室温以下なので、用途が限定
されてしまう。
〜３５０００気圧程度の超高圧および１０００℃程度の
高温熱処理が必要である。ＣｅＦｅ2 は低温での磁歪量
の大きい材料として有望であるが、合成に長時間を要
し、また、キュリー温度が室温以下なので、用途が限定
されてしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、低温において従来の超磁歪
材料よりもさらに大きな磁歪を示し、しかも製造の容易
な磁歪材料を提供することを目的とする。
情からなされたものであり、低温において従来の超磁歪
材料よりもさらに大きな磁歪を示し、しかも製造の容易
な磁歪材料を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（３）の本発明により達成される。 （１） 下記式で表わされる原子比組成を有することを
特徴とする磁歪材料。 式 （ＲＭx Ｃｅ1-x ）Ｔy （ただし上記式において、ＲＭはＰｒまたはＮｄであ
り、ＴはＦｅ、ＣｏおよびＮｉの１種以上であり、 ０．１≦ｘ≦０．９、 １．０≦ｙ≦２．０ である。） （２） 上記（１）の磁歪材料を製造する方法であっ
て、冷却用基体に溶湯状原料合金を接触させて急冷し、
得られた急冷合金に熱間加工を施す工程を有することを
特徴とする磁歪材料の製造方法。 （３） 前記急冷合金を粉砕した後に熱間加工を施す上
記（２）の磁歪材料の製造方法。
（１）〜（３）の本発明により達成される。 （１） 下記式で表わされる原子比組成を有することを
特徴とする磁歪材料。 式 （ＲＭx Ｃｅ1-x ）Ｔy （ただし上記式において、ＲＭはＰｒまたはＮｄであ
り、ＴはＦｅ、ＣｏおよびＮｉの１種以上であり、 ０．１≦ｘ≦０．９、 １．０≦ｙ≦２．０ である。） （２） 上記（１）の磁歪材料を製造する方法であっ
て、冷却用基体に溶湯状原料合金を接触させて急冷し、
得られた急冷合金に熱間加工を施す工程を有することを
特徴とする磁歪材料の製造方法。 （３） 前記急冷合金を粉砕した後に熱間加工を施す上
記（２）の磁歪材料の製造方法。
【００１２】
【作用】上記式で表わされる組成を有する本発明の磁歪
材料は、（Ｔｂ，Ｄｙ）Ｆｅ2等の従来の超磁歪材料を
凌ぐ磁歪を示す。特に、−１０℃以下の低温域において
も３００ppm 以上の大きな磁歪量（Δｌ／ｌ）を実現す
ることが可能である。
材料は、（Ｔｂ，Ｄｙ）Ｆｅ2等の従来の超磁歪材料を
凌ぐ磁歪を示す。特に、−１０℃以下の低温域において
も３００ppm 以上の大きな磁歪量（Δｌ／ｌ）を実現す
ることが可能である。
【００１３】そして、本発明の磁歪材料は製造の際に超
高圧および高温熱処理が不要であり、製造が容易であ
る。
高圧および高温熱処理が不要であり、製造が容易であ
る。
【００１４】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
に説明する。
【００１５】本発明の磁歪材料は、下記式で表わされる
原子比組成を有する。 式 （ＲＭx Ｃｅ1-x ）Ｔy 上記式において、ＲＭはＰｒまたはＮｄであり、ＴはＦ
ｅ、ＣｏおよびＮｉの１種以上であり、 ０．１≦ｘ≦０．９、好ましくは０．３≦ｘ≦０．７、 １．０≦ｙ≦２．０、好ましくは１．５≦ｙ≦２．０ である。
原子比組成を有する。 式 （ＲＭx Ｃｅ1-x ）Ｔy 上記式において、ＲＭはＰｒまたはＮｄであり、ＴはＦ
ｅ、ＣｏおよびＮｉの１種以上であり、 ０．１≦ｘ≦０．９、好ましくは０．３≦ｘ≦０．７、 １．０≦ｙ≦２．０、好ましくは１．５≦ｙ≦２．０ である。
【００１６】ｘが小さすぎるとキュリー温度が非常に低
くなって常温で磁性をもたなくなり、また、非常に酸化
し易くなって発火が生じることがあり、取り扱いが困難
となる。さらに、ｘ＝０のときは合成に長時間を要する
ようになる。ｘが大きすぎると、後述する熱間加工時の
圧力を極めて高くしなければ（ＲＭ，Ｃｅ）Ｆｅ2 以外
の異相の割合が高くなってしまい、磁歪量が減少する。
これはｘ＝１のときに最も顕著である。そして、０．３
≦ｘ≦０．７であれば、熱間加工時の圧力を低くした場
合でも常温および低温において大きな磁歪量が得られ、
特に、ＲＭとしてＰｒを用い、０．４≦ｘ≦０．６とし
た場合、低温において極めて大きな磁歪量が実現する。
くなって常温で磁性をもたなくなり、また、非常に酸化
し易くなって発火が生じることがあり、取り扱いが困難
となる。さらに、ｘ＝０のときは合成に長時間を要する
ようになる。ｘが大きすぎると、後述する熱間加工時の
圧力を極めて高くしなければ（ＲＭ，Ｃｅ）Ｆｅ2 以外
の異相の割合が高くなってしまい、磁歪量が減少する。
これはｘ＝１のときに最も顕著である。そして、０．３
≦ｘ≦０．７であれば、熱間加工時の圧力を低くした場
合でも常温および低温において大きな磁歪量が得られ、
特に、ＲＭとしてＰｒを用い、０．４≦ｘ≦０．６とし
た場合、低温において極めて大きな磁歪量が実現する。
【００１７】ｙ＜１．０であると希土類元素リッチ相が
増加し、磁歪量が減少する。ｙ＞２．０であるとＦｅリ
ッチ相が析出し、磁歪量が減少する。
増加し、磁歪量が減少する。ｙ＞２．０であるとＦｅリ
ッチ相が析出し、磁歪量が減少する。
【００１８】前記式において、ｙが前記範囲未満となる
と希土類元素リッチ相が多くなり、前記範囲を超えると
（ＲＭ，Ｃｅ）Ｆｅ7 相等の異相が生じ、いずれも磁歪
量が減少する。
と希土類元素リッチ相が多くなり、前記範囲を超えると
（ＲＭ，Ｃｅ）Ｆｅ7 相等の異相が生じ、いずれも磁歪
量が減少する。
【００１９】Ｔとしては、キュリー点が常温以上である
ことから、Ｆｅ単独、Ｆｅの一部をＣｏで置換したもの
を用いることが好ましい。また、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏなど
の置換によって希土類元素とこれらの合金を作ることで
強度が向上することも考えられるので、これらの元素が
含有されていてもよい。
ことから、Ｆｅ単独、Ｆｅの一部をＣｏで置換したもの
を用いることが好ましい。また、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏなど
の置換によって希土類元素とこれらの合金を作ることで
強度が向上することも考えられるので、これらの元素が
含有されていてもよい。
【００２０】本発明の磁歪材料の製造方法に特に制限は
ないが、高速急冷後、熱間加工する方法を用いることが
好ましい。
ないが、高速急冷後、熱間加工する方法を用いることが
好ましい。
【００２１】この方法では、まず、冷却ロール等の冷却
用基体に溶湯状原料合金を接触させて急冷し、薄帯状や
フレーク（薄片）状、粒状などの急冷合金を作製する。
急冷条件は特に限定されず、合金組成などに応じて適宜
決定すればよい。急冷合金の組織構造は冷却速度によっ
て異なるが、通常、アモルファス状態か、あるいは希土
類元素単体、（ＲＭ，Ｃｅ）Ｆｅ7 相等の微細結晶が混
在する状態である。
用基体に溶湯状原料合金を接触させて急冷し、薄帯状や
フレーク（薄片）状、粒状などの急冷合金を作製する。
急冷条件は特に限定されず、合金組成などに応じて適宜
決定すればよい。急冷合金の組織構造は冷却速度によっ
て異なるが、通常、アモルファス状態か、あるいは希土
類元素単体、（ＲＭ，Ｃｅ）Ｆｅ7 相等の微細結晶が混
在する状態である。
【００２２】次いで、必要に応じて粉砕した後、熱間加
工を施す。熱間加工の条件は特に限定されないが、印加
する圧力は１００kgf/cm2 以上、特に１０００kgf/cm2
以上とすることが好ましい。なお、本発明では、熱間加
工時の印加圧力を２００００kgf/cm2 以下、特に１００
００kgf/cm2 以下とした場合でも、大きな磁歪量が得ら
れる。また、保持温度は好ましくは４００〜７００℃、
より好ましくは５００〜６００℃である。なお、この場
合、被加工物の温度は好ましくは５００〜８５０℃、よ
り好ましくは６００〜７５０℃程度となる。
工を施す。熱間加工の条件は特に限定されないが、印加
する圧力は１００kgf/cm2 以上、特に１０００kgf/cm2
以上とすることが好ましい。なお、本発明では、熱間加
工時の印加圧力を２００００kgf/cm2 以下、特に１００
００kgf/cm2 以下とした場合でも、大きな磁歪量が得ら
れる。また、保持温度は好ましくは４００〜７００℃、
より好ましくは５００〜６００℃である。なお、この場
合、被加工物の温度は好ましくは５００〜８５０℃、よ
り好ましくは６００〜７５０℃程度となる。
【００２３】熱間加工後、常温まで冷却する。
【００２４】熱間加工には通常のホットプレスを利用し
てもよいが、短時間で緻密化が可能であり高速昇温が可
能であるプラズマ活性化焼結（ＰＡＳ）を利用すれば、
酸化が防止でき、また、コスト的にも有利である。プラ
ズマ活性化焼結では、急冷合金粒子をプラズマ中におい
て活性化した後、焼結する。この場合、プラズマ発生方
式、用いるプラズマ活性化焼結装置等に特に制限はない
が、好適例として、図１に示されるプラズマ活性化焼結
装置１を用いて説明する。
てもよいが、短時間で緻密化が可能であり高速昇温が可
能であるプラズマ活性化焼結（ＰＡＳ）を利用すれば、
酸化が防止でき、また、コスト的にも有利である。プラ
ズマ活性化焼結では、急冷合金粒子をプラズマ中におい
て活性化した後、焼結する。この場合、プラズマ発生方
式、用いるプラズマ活性化焼結装置等に特に制限はない
が、好適例として、図１に示されるプラズマ活性化焼結
装置１を用いて説明する。
【００２５】まず、装置１の型枠４内のパンチ３、３間
に、急冷合金粒子５を入れる。次いでパンチ３、３にて
プレスし、真空中にて電極２、２間に電流を流してプラ
ズマを発生させた後、通電電流を流して焼結する。な
お、プラズマ発生電流には、通常、パルス幅２０×１０
-3〜９００×１０-3秒程度のパルス電流を使用する。
に、急冷合金粒子５を入れる。次いでパンチ３、３にて
プレスし、真空中にて電極２、２間に電流を流してプラ
ズマを発生させた後、通電電流を流して焼結する。な
お、プラズマ発生電流には、通常、パルス幅２０×１０
-3〜９００×１０-3秒程度のパルス電流を使用する。
【００２６】より詳細なメカニズムは下記のとおりであ
る。
る。
【００２７】電極２、２間に印加したパルス電圧が所定
の値に達すると電極と急冷合金粒子との接触面および急
冷合金粒子相互の接触面は絶縁破壊を起こし放電が発生
する。このとき急冷合金粒子の表面は、陰極から飛び出
した電子と、陽極で発生したイオン衝撃とによって十分
に浄化される。また、スパークによる放電衝撃圧力が粒
子に加わる。そして、この放電衝撃圧力は粒子に歪を与
え、原子の拡散速度を向上させる。
の値に達すると電極と急冷合金粒子との接触面および急
冷合金粒子相互の接触面は絶縁破壊を起こし放電が発生
する。このとき急冷合金粒子の表面は、陰極から飛び出
した電子と、陽極で発生したイオン衝撃とによって十分
に浄化される。また、スパークによる放電衝撃圧力が粒
子に加わる。そして、この放電衝撃圧力は粒子に歪を与
え、原子の拡散速度を向上させる。
【００２８】後続する通電電流によるジュール熱は、接
触点を中心に広がり、急冷合金粒子を塑性変形しやすく
する。特に、接触部の原子は活性化され移動しやすい状
態にあるため、急冷合金粒子に圧力を加えただけで粒子
間隙は接近し、原子は拡散を始める。また、電界が存在
するため、金属イオンは電気的にも容易に移動する。
触点を中心に広がり、急冷合金粒子を塑性変形しやすく
する。特に、接触部の原子は活性化され移動しやすい状
態にあるため、急冷合金粒子に圧力を加えただけで粒子
間隙は接近し、原子は拡散を始める。また、電界が存在
するため、金属イオンは電気的にも容易に移動する。
【００２９】これらの結果、焼結時間が短縮化し、粒子
の酸化を防止できる。
の酸化を防止できる。
【００３０】このようなプラズマ活性化焼結における諸
条件は、通常、以下のようにすることが好ましい。 プレス圧力：１０００kgf/cm2 程度以上 プラズマ発生時間：１〜３分程度 プラズマ雰囲気：１０-3〜１０-5Torr 焼結時の最高温度：５００〜６００℃程度（焼結体の温
度は６００〜７５０℃程度） 最高温度での保持時間：０〜１０分程度 通電電流：１５００〜３０００Ａ程度
条件は、通常、以下のようにすることが好ましい。 プレス圧力：１０００kgf/cm2 程度以上 プラズマ発生時間：１〜３分程度 プラズマ雰囲気：１０-3〜１０-5Torr 焼結時の最高温度：５００〜６００℃程度（焼結体の温
度は６００〜７５０℃程度） 最高温度での保持時間：０〜１０分程度 通電電流：１５００〜３０００Ａ程度
【００３１】なお、以上の説明は一例であり、このほ
か、雰囲気としてはＡｒ等の不活性ガス、酸素分圧をコ
ントロールしたＮ2 ガス等でもよく、その他の諸条件も
使用する装置、プラズマ発生方式等により適宜選択され
る。
か、雰囲気としてはＡｒ等の不活性ガス、酸素分圧をコ
ントロールしたＮ2 ガス等でもよく、その他の諸条件も
使用する装置、プラズマ発生方式等により適宜選択され
る。
【００３２】上記したような熱間加工により、通常、
（ＲＭ，Ｃｅ）Ｆｅ2 相の結晶粒と希土類元素リッチな
結晶粒界とから構成される多結晶磁歪材料が得られる
が、本発明の磁歪材料は単結晶であってもよい。
（ＲＭ，Ｃｅ）Ｆｅ2 相の結晶粒と希土類元素リッチな
結晶粒界とから構成される多結晶磁歪材料が得られる
が、本発明の磁歪材料は単結晶であってもよい。
【００３３】なお、この他の一般的な合金製造法、例え
ば、アークメルト法、ブリッジマン法、一方向性凝固
法、ゾーンメルト法、高周波溶解法、粉末冶金法、遠心
鋳造法等から適当な方法を選択して本発明の磁歪材料を
製造してもよい。これらの製造方法は、例えば米国特許
第４，３０８，４７４号明細書、同第３，９４９，３５
１号明細書、同第４，３７８，２５８号明細書、同第
４，３７５，３７２号明細書、同第４，１５８，３６８
号明細書、同第４，１５２，１７８号明細書、同第４，
６０９，４０２号明細書、同第４，３７４，６６５号明
細書、特公昭６１−３３８９２号公報、特開昭５８−３
２９４号公報等に記載されている。これらの方法により
製造された磁歪材料には、必要に応じてアニール処理が
施されることが好ましい。
ば、アークメルト法、ブリッジマン法、一方向性凝固
法、ゾーンメルト法、高周波溶解法、粉末冶金法、遠心
鋳造法等から適当な方法を選択して本発明の磁歪材料を
製造してもよい。これらの製造方法は、例えば米国特許
第４，３０８，４７４号明細書、同第３，９４９，３５
１号明細書、同第４，３７８，２５８号明細書、同第
４，３７５，３７２号明細書、同第４，１５８，３６８
号明細書、同第４，１５２，１７８号明細書、同第４，
６０９，４０２号明細書、同第４，３７４，６６５号明
細書、特公昭６１−３３８９２号公報、特開昭５８−３
２９４号公報等に記載されている。これらの方法により
製造された磁歪材料には、必要に応じてアニール処理が
施されることが好ましい。
【００３４】なお、本発明の磁歪材料は、必要に応じ異
方性化されてもよい。
方性化されてもよい。
【００３５】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
をさらに詳細に説明する。
【００３６】溶湯状の原料合金を片ロール法により高速
急冷して、フレーク状の急冷合金を得た。次いで、図１
に示される構成のプラズマ活性化焼結装置を用いて急冷
合金を焼結し、下記表１に示される磁歪材料サンプルを
作製した。プラズマ発生方式および焼結条件は下記のと
おりとした。 プラズマ発生方式：パルス幅３０×１０-3秒のパルス電
流 プレス圧力：２０００kgf/cm2 プラズマ発生時間：１分 プラズマ雰囲気：５×１０-5Torr 焼結時の最高温度：金型温度５５０℃（焼結体温度は６
７０℃） 最高温度での保持時間：１分 電流：２３００Ａ 焼結雰囲気：５×１０-5Torr
急冷して、フレーク状の急冷合金を得た。次いで、図１
に示される構成のプラズマ活性化焼結装置を用いて急冷
合金を焼結し、下記表１に示される磁歪材料サンプルを
作製した。プラズマ発生方式および焼結条件は下記のと
おりとした。 プラズマ発生方式：パルス幅３０×１０-3秒のパルス電
流 プレス圧力：２０００kgf/cm2 プラズマ発生時間：１分 プラズマ雰囲気：５×１０-5Torr 焼結時の最高温度：金型温度５５０℃（焼結体温度は６
７０℃） 最高温度での保持時間：１分 電流：２３００Ａ 焼結雰囲気：５×１０-5Torr
【００３７】各サンプルの原子比組成を表１に示す。こ
れらのサンプルについて、測定時の環境温度を変化させ
て磁歪量を測定した。なお、磁歪量の測定はストレーン
ゲージで行なった。測定時の印加磁界強度は１kOe とし
た。結果を表１に示す。
れらのサンプルについて、測定時の環境温度を変化させ
て磁歪量を測定した。なお、磁歪量の測定はストレーン
ゲージで行なった。測定時の印加磁界強度は１kOe とし
た。結果を表１に示す。
【００３８】また、サンプルNo. ３のＸ線回折チャート
を図２（ａ）に、サンプルNo. ６のＸ線回折チャートを
図２（ｂ）に示す。これらのチャートには、ＲＦｅ2 の
ピークが観察される。
を図２（ａ）に、サンプルNo. ６のＸ線回折チャートを
図２（ｂ）に示す。これらのチャートには、ＲＦｅ2 の
ピークが観察される。
【００３９】なお、比較のために、上記と同様にして
（Ｔｂ，Ｄｙ）Ｆｅ2 系のサンプルNo. １を作製した。
この比較サンプルについても上記と同様な測定を行なっ
た。結果を表１に示す。
（Ｔｂ，Ｄｙ）Ｆｅ2 系のサンプルNo. １を作製した。
この比較サンプルについても上記と同様な測定を行なっ
た。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】上記実施例の結果から、本発明の効果が明
らかである。すなわち、本発明のサンプルNo. ２〜４お
よび６では、−５０℃まで磁歪量の減少がみられず、極
めて広い温度範囲において使用可能であることがわか
る。これに対し、比較サンプルNo. １では、低温におけ
る磁歪量の減少が著しく、安定した磁歪量が得られてい
ない。なお、サンプルNo. ５は、Ｘ線回折の結果、ＲＦ
ｅ2 相が形成されていないことがわかった。
らかである。すなわち、本発明のサンプルNo. ２〜４お
よび６では、−５０℃まで磁歪量の減少がみられず、極
めて広い温度範囲において使用可能であることがわか
る。これに対し、比較サンプルNo. １では、低温におけ
る磁歪量の減少が著しく、安定した磁歪量が得られてい
ない。なお、サンプルNo. ５は、Ｘ線回折の結果、ＲＦ
ｅ2 相が形成されていないことがわかった。
【００４２】
【発明の効果】本発明の磁歪材料は、ＲＦｅ2 ラーベス
型金属間化合物において、ＲとしてＰｒとＣｅまたはＮ
ｄとＣｅとを組み合わせる。これにより、（Ｔｂ，Ｄ
ｙ）Ｆｅ2 等の従来の超磁歪材料を凌ぐ磁歪量が低温に
おいて得られ、広い温度範囲で使用可能となる。しか
も、本発明の磁歪材料は製造の際に超高圧および高温熱
処理が不要であり、製造が容易である。
型金属間化合物において、ＲとしてＰｒとＣｅまたはＮ
ｄとＣｅとを組み合わせる。これにより、（Ｔｂ，Ｄ
ｙ）Ｆｅ2 等の従来の超磁歪材料を凌ぐ磁歪量が低温に
おいて得られ、広い温度範囲で使用可能となる。しか
も、本発明の磁歪材料は製造の際に超高圧および高温熱
処理が不要であり、製造が容易である。
【図１】本発明の磁歪材料の製造に用いるプラズマ活性
化焼結装置の一例が示される断面図である。
化焼結装置の一例が示される断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の磁歪材料のＸ
線回折チャートである。
線回折チャートである。
【符号の説明】 １ プラズマ活性化焼結装置 ２ 電極 ３ パンチ ４ 型枠 ５ 急冷合金粒子
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−246342（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−183738（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−290733（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−362159（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 303 C22C 19/00 H01L 41/20
Claims (3)
- 【請求項１】 下記式で表わされる原子比組成を有する
ことを特徴とする磁歪材料。 式 （ＲＭx Ｃｅ1-x ）Ｔy （ただし上記式において、ＲＭはＰｒまたはＮｄであ
り、ＴはＦｅ、ＣｏおよびＮｉの１種以上であり、 ０．１≦ｘ≦０．９、 １．０≦ｙ≦２．０ である。） - 【請求項２】 請求項１の磁歪材料を製造する方法であ
って、冷却用基体に溶湯状原料合金を接触させて急冷
し、得られた急冷合金に熱間加工を施す工程を有するこ
とを特徴とする磁歪材料の製造方法。 - 【請求項３】 前記急冷合金を粉砕した後に熱間加工を
施す請求項２の磁歪材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29254491A JP3207892B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 磁歪材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29254491A JP3207892B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 磁歪材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05105992A JPH05105992A (ja) | 1993-04-27 |
| JP3207892B2 true JP3207892B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=17783154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29254491A Expired - Fee Related JP3207892B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 磁歪材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3207892B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2559121A1 (en) | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Japan Science And Technology Agency | Bulk solidified quenched material and process for producing the same |
-
1991
- 1991-10-11 JP JP29254491A patent/JP3207892B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05105992A (ja) | 1993-04-27 |
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