JP3215700B2 - 硬質磁性材料及びその材料を有する磁石 - Google Patents
硬質磁性材料及びその材料を有する磁石Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、主として結晶性RE2Fe17で構成される磁
性相（magnetic phase）を備える磁性材料に関する。ま
た、この発明は、この磁性材料から製造された磁石に関
する。尚、本明細書中、REは希土類金属を意味する。
性相（magnetic phase）を備える磁性材料に関する。ま
た、この発明は、この磁性材料から製造された磁石に関
する。尚、本明細書中、REは希土類金属を意味する。
（従来の技術） 上記型の磁性材料は、特にフェロマグネチック マテ
リアルズ（Ferromagnetic Materials）、版イー・ピー
・ウォールファース（E.P.Wohlfarth）及びケイ・エッ
チ・ジェイ・ブスホウ（K.H.J.Buschow）、エルセビア
・サイエンス・パブリッシャーズ・ビー・ブイ（Elsevi
er Science Publishers B.V.）、第４巻、131〜209頁、
1988年により知られている。更に、特に前記文献の150
頁、参照11において、RE2Fe17化合物が示され（第11
図、ｘ＝１）、式中のREは希土類金属Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,D
y,Er,Tm,Yb,Th及びＹを示す。これらの化合物は、Th2Ni
17型六方晶結晶構造又は大いに関係のあるTh2Zn17型菱
面体結晶構造を有する。比較的高いFe含量によって、こ
れらの化合物は、永久磁石の硬質磁性材料として利用す
ることに対して原則として興味がある。しかし、前記図
は、これらのRE2Fe17化合物が一軸磁気異方性を有しな
いことを示す。したがって、これらは、永久磁性材料と
して使用するのに適しない。
リアルズ（Ferromagnetic Materials）、版イー・ピー
・ウォールファース（E.P.Wohlfarth）及びケイ・エッ
チ・ジェイ・ブスホウ（K.H.J.Buschow）、エルセビア
・サイエンス・パブリッシャーズ・ビー・ブイ（Elsevi
er Science Publishers B.V.）、第４巻、131〜209頁、
1988年により知られている。更に、特に前記文献の150
頁、参照11において、RE2Fe17化合物が示され（第11
図、ｘ＝１）、式中のREは希土類金属Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,D
y,Er,Tm,Yb,Th及びＹを示す。これらの化合物は、Th2Ni
17型六方晶結晶構造又は大いに関係のあるTh2Zn17型菱
面体結晶構造を有する。比較的高いFe含量によって、こ
れらの化合物は、永久磁石の硬質磁性材料として利用す
ることに対して原則として興味がある。しかし、前記図
は、これらのRE2Fe17化合物が一軸磁気異方性を有しな
いことを示す。したがって、これらは、永久磁性材料と
して使用するのに適しない。
（発明が解決しようとする課題） この発明の目的の一つは、室温で比較的高い一軸異方
性を有する、RE2Fe17化合物に基づく磁性材料を提供す
ることである。この発明の別の目的は、この材料から製
造された永久磁石を提供することである。
性を有する、RE2Fe17化合物に基づく磁性材料を提供す
ることである。この発明の別の目的は、この材料から製
造された永久磁石を提供することである。
（課題を解決するための手段） この目的は、冒頭に述べた型の磁性材料において、こ
の発明に従って、該磁性材料に室温での一軸磁気異方性
を付与するのに十分な大きさの量で格子間Ｃを前記磁性
相に溶解したこと、及びREの少なくとも70原子％が希土
類金属Smにより構成されたことを特徴とする磁性材料に
より達成される。
の発明に従って、該磁性材料に室温での一軸磁気異方性
を付与するのに十分な大きさの量で格子間Ｃを前記磁性
相に溶解したこと、及びREの少なくとも70原子％が希土
類金属Smにより構成されたことを特徴とする磁性材料に
より達成される。
RE2Fe17材料の結晶構造は、格子間Ｃをその中に溶解
した場合、ほとんど変化しないことを確かめた。RE2Fe
17Cx化合物も、Th2Ni17型又はTh2Zn17型の六方晶構造を
有する。更に、RE2Fe17Cの単位格子の容積は、RE2Fe17
の単位格子の容積より約２％だけ大きいのに過ぎない。
これからの重要な結果は、明らかな磁気稀釈（magnetic
dilution）が起こらないということである。磁気稀釈
は、飽和磁化の低下を来すので、不利である。磁気稀釈
は、特に、RE2Fe17格子においてＣが１個以上のFe原子
を置換した場合、起こる。発明者らは、溶解されたＣが
むしろ飽和磁化の増加をもたらすという徴候を知ってい
る。
した場合、ほとんど変化しないことを確かめた。RE2Fe
17Cx化合物も、Th2Ni17型又はTh2Zn17型の六方晶構造を
有する。更に、RE2Fe17Cの単位格子の容積は、RE2Fe17
の単位格子の容積より約２％だけ大きいのに過ぎない。
これからの重要な結果は、明らかな磁気稀釈（magnetic
dilution）が起こらないということである。磁気稀釈
は、飽和磁化の低下を来すので、不利である。磁気稀釈
は、特に、RE2Fe17格子においてＣが１個以上のFe原子
を置換した場合、起こる。発明者らは、溶解されたＣが
むしろ飽和磁化の増加をもたらすという徴候を知ってい
る。
更に、室温において、かなりの量のSmを含有しないＣ
含有RE2Fe17化合物の一軸磁気異方性は無視しうる程小
さいことを確かめた。例えば、Gd2Fe17C又はY2Fe17Cの
ような前記型の化合物は、一般にいわゆる平面内異方性
を示す、すなわち、室温で該材料の異方性方向は一軸で
なくて結晶学的Ｃ軸に垂直に延びる。このため、これら
の材料は、永久磁石用硬質磁性材料として使用するのに
不適当である。
含有RE2Fe17化合物の一軸磁気異方性は無視しうる程小
さいことを確かめた。例えば、Gd2Fe17C又はY2Fe17Cの
ような前記型の化合物は、一般にいわゆる平面内異方性
を示す、すなわち、室温で該材料の異方性方向は一軸で
なくて結晶学的Ｃ軸に垂直に延びる。このため、これら
の材料は、永久磁石用硬質磁性材料として使用するのに
不適当である。
J.Less−Common Met.142,349〜357（1988）において
多数のNd2Fe17CX化合物について述べられていることが
注目される。前記化合物は、Nd2Fe17を越えさえする平
面内異方性を有する。
多数のNd2Fe17CX化合物について述べられていることが
注目される。前記化合物は、Nd2Fe17を越えさえする平
面内異方性を有する。
この発明に従う磁性材料は、硬質磁性相の組成が式RE
2Fe17Cx（式中0.5＜ｘ＜3.0）に対応する。極めて少
量、すなわちｘ＜0.5のＣを溶解した場合、一軸異方性
は、比較的小さい。ｘ＞0.5を有する型Sm2Fe17CXの種々
の化合物に対して磁気配向粉末のＸ線回折によって磁化
容易方向がＣ軸に平行に延びることが証明された。RE2F
e17の単位当たり３個以上のＣ原子を溶解した場合、多
相材料が得られることを確かめた。このような材料にお
いては、Th2Zn17構造を有する所望の結晶相が存在する
だけでなく、望ましくない結晶相もかなりの量で存在す
る。これにより一軸異方性の減少が起こる。RE2Fe17の
単位当たり２個より少ないＣ原子を溶解した場合、純粋
に単相の材料が得られる。
2Fe17Cx（式中0.5＜ｘ＜3.0）に対応する。極めて少
量、すなわちｘ＜0.5のＣを溶解した場合、一軸異方性
は、比較的小さい。ｘ＞0.5を有する型Sm2Fe17CXの種々
の化合物に対して磁気配向粉末のＸ線回折によって磁化
容易方向がＣ軸に平行に延びることが証明された。RE2F
e17の単位当たり３個以上のＣ原子を溶解した場合、多
相材料が得られることを確かめた。このような材料にお
いては、Th2Zn17構造を有する所望の結晶相が存在する
だけでなく、望ましくない結晶相もかなりの量で存在す
る。これにより一軸異方性の減少が起こる。RE2Fe17の
単位当たり２個より少ないＣ原子を溶解した場合、純粋
に単相の材料が得られる。
更に、Sm2Fe17Cx化合物の場合、Sm及びFeの副格子磁
化が平行に配向し（強磁性結合）、したがって全磁化が
副格子磁化の和に等しいことを確かめた。このため、式
中のREがほとんど、すなわち70原子％以上Smからなり、
この発明に従うRE2Fe17Cx化合物は、比較的高い値の飽
和磁化を示す。最高の値は、Sm2Fe17Cx化合物を用いる
ことにより達成される。1.0＜Ｘ＜1.5であるSm2Fe17Cx
化合物が最大の一軸異方性をを有することを確かめた。
また、重要な現象は、RE2Fe17化合物中へのＣの溶解が
キュリー温度（Tc）の値にかなりの影響を有することで
ある。RE2Fe17の単位当たり１個のＣ原子の添加によりT
cを200Kだけ増加させうる。この発明に従う磁性材料のT
c（キュリー温度）が考える用途に対してまだ低過ぎる
場合、少量（多くとも20原子％）のFeをCoにより置換す
ることにより更に上昇させることができる。また、Feを
Ga,Ni,Si及び／又はAlで置換することによってもTcを増
加させることができる。しかし、最後に述べた元素のTc
に及ぼす影響は、Coの影響より小さい。
化が平行に配向し（強磁性結合）、したがって全磁化が
副格子磁化の和に等しいことを確かめた。このため、式
中のREがほとんど、すなわち70原子％以上Smからなり、
この発明に従うRE2Fe17Cx化合物は、比較的高い値の飽
和磁化を示す。最高の値は、Sm2Fe17Cx化合物を用いる
ことにより達成される。1.0＜Ｘ＜1.5であるSm2Fe17Cx
化合物が最大の一軸異方性をを有することを確かめた。
また、重要な現象は、RE2Fe17化合物中へのＣの溶解が
キュリー温度（Tc）の値にかなりの影響を有することで
ある。RE2Fe17の単位当たり１個のＣ原子の添加によりT
cを200Kだけ増加させうる。この発明に従う磁性材料のT
c（キュリー温度）が考える用途に対してまだ低過ぎる
場合、少量（多くとも20原子％）のFeをCoにより置換す
ることにより更に上昇させることができる。また、Feを
Ga,Ni,Si及び／又はAlで置換することによってもTcを増
加させることができる。しかし、最後に述べた元素のTc
に及ぼす影響は、Coの影響より小さい。
Feを少量のNi,Cu,Mn,Al,Ga及び／又はSiにより置換す
ることは、RE2Fe17Cx化合物の耐食性を増加するのに望
ましい。少量の希土類金属Pr及び／又はNdの存在は、RE
2Fe17Cx化合物の飽和磁化を増加させる。
ることは、RE2Fe17Cx化合物の耐食性を増加するのに望
ましい。少量の希土類金属Pr及び／又はNdの存在は、RE
2Fe17Cx化合物の飽和磁化を増加させる。
この発明に従う磁性材料は、構成元素RE,Fe,恐らくC
o,及びＣを所望の割合で融解（例えばアーク融解）して
キャスティングを得ることにより既知の仕方で製４造す
ることができる。RE元素としてSmが主として又は独占的
に使用されるので、比較的低い蒸発温度のため過剰の
（Smに関して10〜15％）前記希土類金属を使用する必要
がある。次いで、キャスティングを保護雰囲気（不活性
ガス又は真空）中少なくとも５日間、900〜1100℃で焼
なまし処理にかける。次いで、このようになました材料
を迅速に室温に冷却する。このようにして、なました化
合物は、Th2Zn17型の所望の六方晶結晶構造と意図した
一軸異方性を得る。
o,及びＣを所望の割合で融解（例えばアーク融解）して
キャスティングを得ることにより既知の仕方で製４造す
ることができる。RE元素としてSmが主として又は独占的
に使用されるので、比較的低い蒸発温度のため過剰の
（Smに関して10〜15％）前記希土類金属を使用する必要
がある。次いで、キャスティングを保護雰囲気（不活性
ガス又は真空）中少なくとも５日間、900〜1100℃で焼
なまし処理にかける。次いで、このようになました材料
を迅速に室温に冷却する。このようにして、なました化
合物は、Th2Zn17型の所望の六方晶結晶構造と意図した
一軸異方性を得る。
磁石は、焼結した材料から既知の仕方で製造される。
この目的に対して、焼結した材料を、次いで粉末に粉砕
し、磁場中で配向させプレスして磁性体をつくる。別に
磁性粉末を液状合成樹脂中に分散させ粉末粒子を磁場に
よって配向させ、次いで前記粉末粒子を合成樹脂中に固
定することも可能である。
この目的に対して、焼結した材料を、次いで粉末に粉砕
し、磁場中で配向させプレスして磁性体をつくる。別に
磁性粉末を液状合成樹脂中に分散させ粉末粒子を磁場に
よって配向させ、次いで前記粉末粒子を合成樹脂中に固
定することも可能である。
（実施例） この発明を次の実施例により添付図面を参照していっ
そう詳細に説明する。
そう詳細に説明する。
実施例１ 多数のSm2Fe17Cx化合物をアーク融解によって調製し
た。ｘの値は、0.0〜2.0の範囲内であった。構成元素
（99.9％純度）を構造式に応じた量でThO2るつぼ中で合
わせ、このるつぼを減圧アルゴンガス中容器内に入れ
た。迅速な蒸発を考えて、少量（10重量％）のSmを追加
した。混合物をアルゴンアークによって融解した。この
ようにして融解した材料を真空下1050℃で14日間なまし
た。次いで、なました材料を粉砕して粉末にした。磁場
内で配向させた粉末粒子のＸ線写真は、得られた結晶性
材料が単相であること及びこれらが一軸異方性を有し、
磁化が六方晶結晶構造のＣ軸に平行に配向されているこ
とを示した。
た。ｘの値は、0.0〜2.0の範囲内であった。構成元素
（99.9％純度）を構造式に応じた量でThO2るつぼ中で合
わせ、このるつぼを減圧アルゴンガス中容器内に入れ
た。迅速な蒸発を考えて、少量（10重量％）のSmを追加
した。混合物をアルゴンアークによって融解した。この
ようにして融解した材料を真空下1050℃で14日間なまし
た。次いで、なました材料を粉砕して粉末にした。磁場
内で配向させた粉末粒子のＸ線写真は、得られた結晶性
材料が単相であること及びこれらが一軸異方性を有し、
磁化が六方晶結晶構造のＣ軸に平行に配向されているこ
とを示した。
種々の組成の粉末粒子を、引き続いてポリエステルに
基づく合成樹脂中に分散させ、磁気的に配向させ固定し
た。これらの磁石について垂直（σ⊥）及び平行
（σ11）磁化を加えられた場Ｈの関数として測定した。
第１図はSm2Fe17Cで行った測定結果を示す。磁性粒子の
配列が完全でないこと及びある程度の誤った配向があり
うることを考慮すれば、外挿法からSm2Fe17Cの異方性場
は約3200kA/m（40kOe）であると結論することができ
る。他の型の測定は、この化合物の異方性場が室温で53
kOeであることを示した。
基づく合成樹脂中に分散させ、磁気的に配向させ固定し
た。これらの磁石について垂直（σ⊥）及び平行
（σ11）磁化を加えられた場Ｈの関数として測定した。
第１図はSm2Fe17Cで行った測定結果を示す。磁性粒子の
配列が完全でないこと及びある程度の誤った配向があり
うることを考慮すれば、外挿法からSm2Fe17Cの異方性場
は約3200kA/m（40kOe）であると結論することができ
る。他の型の測定は、この化合物の異方性場が室温で53
kOeであることを示した。
更に、この化合物について磁化容易方向が4.2Kない
し、Tcの室温範囲にわたって保存することが確かめられ
た。
し、Tcの室温範囲にわたって保存することが確かめられ
た。
比較例 多数のRE2Fe17Cx化合物（式中のREはHo,Dy,Er,Tm,Gd,
Y,Yb及びNdを表し、０Ｘ2.0である。）を前記実施
例記載の仕方で製造した。これらの場合には、過剰のRE
は添加しなかった。Ｘ線回折によって製造した化合物が
六方晶結晶構造を有することを確認した。これらの化合
物は、室温で一軸異方性を有しないかわずかしか有しな
い。
Y,Yb及びNdを表し、０Ｘ2.0である。）を前記実施
例記載の仕方で製造した。これらの場合には、過剰のRE
は添加しなかった。Ｘ線回折によって製造した化合物が
六方晶結晶構造を有することを確認した。これらの化合
物は、室温で一軸異方性を有しないかわずかしか有しな
い。
第１図は、室温においてSm2Fe17Cの加えられた磁場Ｈの
関数として磁化σ⊥及びσ11を示すグラフ、 第２図は、硬質磁性化合物Sm2Fe17Cxのｘの関数として
キュリー温度（TC）を示すグラフである。
関数として磁化σ⊥及びσ11を示すグラフ、 第２図は、硬質磁性化合物Sm2Fe17Cxのｘの関数として
キュリー温度（TC）を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テオドラ ヘンドリカ ヤコブス オランダ国5621 ベーアー アインドー フェン フルーネバウツウェッハ１ (56)参考文献 特開 昭62−177150（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−73051（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 1/032 - 1/08
Claims (3)
- 【請求項１】Re（但し、REは希土類金属である。）とFe
を含有する磁性相中に、室温にて一軸磁気異方性をもた
せるため、格子間原子であるＣを溶解させて、前記磁性
相が一般式RE2Fe17Cx（但し、0.5＜ｘ＜3.0とする。）
で表される組成を有し、かつREの少なくとも70原子％が
希土類金属のSmからなることを特徴とする硬質磁性材
料。 - 【請求項２】前記磁性相を構成するFeのうち、最大で20
原子％のFeはCoと置換する請求項１記載の硬質磁性材
料。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の硬質磁性材料を有す
る永久磁石。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8901168 | 1989-05-10 | ||
| NL8901168A NL8901168A (nl) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | Hardmagnetisch materiaal en magneet vervaardigd uit dit hardmagnetische materiaal. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320445A JPH0320445A (ja) | 1991-01-29 |
| JP3215700B2 true JP3215700B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=19854622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11883190A Expired - Fee Related JP3215700B2 (ja) | 1989-05-10 | 1990-05-10 | 硬質磁性材料及びその材料を有する磁石 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5062907A (ja) |
| EP (1) | EP0397264B1 (ja) |
| JP (1) | JP3215700B2 (ja) |
| KR (1) | KR900019069A (ja) |
| CN (1) | CN1023040C (ja) |
| AT (1) | ATE109299T1 (ja) |
| AU (1) | AU5484690A (ja) |
| DE (1) | DE69010974T2 (ja) |
| NL (1) | NL8901168A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2691967C1 (ru) * | 2019-02-18 | 2019-06-19 | Дмитрий Юрьевич Тураев | Способ изготовления электрода из армированного диоксида свинца |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5478411A (en) * | 1990-12-21 | 1995-12-26 | Provost, Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin | Magnetic materials and processes for their production |
| PT99903A (pt) * | 1990-12-21 | 1992-12-31 | Provost F S C H And Und Trin Q | Processo de modificacao das propriedades magneticas de um composto intermetatico |
| DE4242839A1 (de) * | 1992-12-17 | 1994-06-23 | Siemens Ag | Verfahren zum Herstellen eines magnetisch anisotropen Pulvers aus einem SE-ÜM-N-Magnetwerkstoff |
| DE4243048A1 (de) * | 1992-12-18 | 1994-06-23 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines hartmagnetischen Materials auf Basis des Stoffsystems Sm-Fe-C |
| US5717816A (en) * | 1993-01-13 | 1998-02-10 | Hitachi America Ltd. | Method and apparatus for the selection of data for use in VTR trick playback operation in a system using intra-coded video frames |
| JPH0722224A (ja) * | 1993-07-01 | 1995-01-24 | Dowa Mining Co Ltd | 強磁性金属粉末 |
| US5591535A (en) * | 1993-07-01 | 1997-01-07 | Dowa Mining Co., Ltd. | Ferromagnetic metal powder |
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