JP4314244B2 - 磁性材料粉末の製造方法およびボンド磁石の製造方法 - Google Patents
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下記一般式(I)におけるR1、R2、Co、FeとM元素からなる合金溶湯の急冷、粉砕により合金粉末を得る工程、
前記合金粉末を0.001〜10気圧の窒素ガス雰囲気中または窒素化合物ガス雰囲気中300〜800℃で0.1〜100時間の熱処理により窒素を含有させる工程により得られ、主相がTbCu7型結晶構造を有し、かつ主相の単位胞の体積が0.276nm3以上であることを特徴とするものである。
ここで、R1はYを含む希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素で、その元素中にSm、Nd、Prが総量で50%以上含む、R2はZr、HfおよびScの群から選ばれる少なくとも1種の元素、AはN単独、x、y、zおよびuは原子%でそれぞれ2≦x、0<y、4≦x+y≦20、0.01≦z≦20、0≦uを示す。また、前記M元素はSi,Ti,Al,Ge,V,Ta,Mo,Nb,Cr,W,Mn,Cu,AgおよびNiの群から選ばれる少なくとも1種以上の元素で、CoおよびFeの20原子%以下を置換する。
下記一般式(II)におけるR1、R2、Co、FeとM元素からなる合金溶湯の急冷、粉砕により合金粉末を得る工程、
前記合金粉末を0.001〜10気圧の窒素ガス雰囲気中または窒素化合物ガス雰囲気中300〜800℃で0.1〜100時間の熱処理により窒素を含有させる工程により得られ、主相がTbCu7型結晶構造を有し、TbCu7型結晶構造の格子定数比c/aが0.862以上で、かつ主相の単位胞の体積が0.270〜0.276nm3であることを特徴とするものである。
ここで、R1はYを含む希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素で、その元素中にSm、Nd、Prが総量で50%以上含む、R2はZr、HfおよびScの群から選ばれる少なくとも1種の元素、AはN単独、x、y、zおよびuは原子%でそれぞれ2≦x、0<y、4≦x+y≦20、0.01≦z≦20、0≦uを示す。また、前記M元素はSi,Ti,Al,Ge,V,Ta,Mo,Nb,Cr,W,Mn,Cu,AgおよびNiの群から選ばれる少なくとも1種以上の元素で、CoおよびFeの20原子%以下を置換する。
下記一般式(I)におけるR1、R2、Co、FeとM元素からなる合金溶湯の急冷、粉砕により合金粉末を得る工程、
前記合金粉末を0.001〜10気圧の窒素ガス雰囲気中または窒素化合物ガス雰囲気中300〜800℃で0.1〜100時間の熱処理により窒素を含有させる工程により得られ、主相がTbCu7型結晶構造を有し、かつ主相の単位胞の体積が0.276nm3以上である。
ここで、R1はYを含む希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素で、その元素中にSm、Nd、Prが総量で50%以上含む、R2はZr、HfおよびScの群から選ばれる少なくとも1種の元素、AはN単独、x、y、zおよびuは原子%でそれぞれ2≦x、0<y、4≦x+y≦20、0.01≦z≦20、0≦uを示す。また、前記M元素はSi,Ti,Al,Ge,V,Ta,Mo,Nb,Cr,W,Mn,Cu,AgおよびNiの群から選ばれる少なくとも1種以上の元素で、CoおよびFeの20原子%以下を前記M元素で置換する。
R1元素である希土類元素としては、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Yが挙げられ、これらは1種または2種以上の混合物で使用される。このようなR1元素は、前記磁性材料に大きな磁気異方性をもたらし、高い保磁力を付与する。
R2元素としては、Zr、HfおよびScの群から選ばれる少なくとも1種の元素を用いることができる。このようなR2元素は、主として前記R1の希土類サイトに占有して前記希土類サイトの平均原子半径を小さくする等の作用により前記主相中のFeおよびCoの濃度を高めることが可能になる。
A元素は、主としてTbCu7 型結晶構造のインタースティシャル位置に存在し、A元素を含まない場合と比較して結晶格子を拡大させたり、電子帯構造変化をさせることによりキュリー温度、飽和磁束密度、磁気異方性を向上させる働きを有する。前記A元素の配合量を0.01原子%未満にするとその配合効果を十分に達成できず、一方前記A元素が20原子%を越えるとTbCu7 相の生成が困難となる。より好ましい前記A成分の配合量は0.01〜10原子%の範囲である。
Coは、主相中のFeおよびCoの濃度を増大させる効果があり、これによってCoを含まない場合に比較して飽和磁束密度をより向上させることが可能になる。また、Coは主相の熱安定性を向上させる働きを有する。Coを多く配合すると磁束密度がかえって低下することがあるため、その配合上限は70原子%にすることが好ましい。Coの配合量は、4〜60原子%、さらに好ましくは10〜40原子%の範囲にすることが望ましい。
Feは、前記磁性材料の飽和磁束密度を増大させる働きを有する。特に、Feを50原子%以上配合することにより前記効果がより顕著に現れる。
下記一般式(II)におけるR1、R2、Co、FeとM元素からなる合金溶湯の急冷、粉砕により合金粉末を得る工程、
前記合金粉末を0.001〜10気圧の窒素ガス雰囲気中または窒素化合物ガス雰囲気中300〜800℃で0.1〜100時間の熱処理により窒素を含有させる工程により得られ、主相がTbCu7型結晶構造を有し、TbCu7型結晶構造の格子定数比c/aが0.862以上で、かつ主相の単位胞の体積が0.270〜0.276nm3であることを特徴とするものである。
ここで、R1はYを含む希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素で、その元素中にSm、Nd、Prが総量で50%以上含む、R2はZr、HfおよびScの群から選ばれる少なくとも1種の元素、AはN単独、x、y、zおよびuは原子%でそれぞれ2≦x、0<y、4≦x+y≦20、0.01≦z≦20、0≦uを示す。また、前記M元素はSi,Ti,Al,Ge,V,Ta,Mo,Nb,Cr,W,Mn,Cu,AgおよびNiの群から選ばれる少なくとも1種以上の元素で、CoおよびFeの20原子%以下を置換する。
まず、高純度のLa、Nd、Sm、Zr、Mo、Nb、Fe、Coの粉末を所定量調合し、Ar雰囲気中でアーク溶解して各インゴットを調製した。つづいて、各インゴットをArガス雰囲気中で溶融し、これら溶融物を40m/sの周速で回転する直径300mmの銅ロールにそれぞれ噴射する単ロール法により合金薄帯を作製した。ひきつづき、前記各合金薄帯を400℃、1時間、真空中で熱処理を施した後、乳鉢を用いて平均粒径10〜30μmに粉砕した。次いで、これら粉末を成形金型に充填し、1気圧のArガス雰囲気中、250℃の温度下で2時間活性化した後、1気圧の窒素ガス雰囲気中、下記表1に示す温度で2時間熱処理を施した。前記熱処理後の各試料の組成を下記表1に示す。
まず、高純度のNd、Sm、Ti、Fe、Coの粉末を所定の割合で調合し、Ar雰囲気中でアーク溶解して各インゴットを調製した。つづいて、各インゴットを実施例1〜5と同様に粉砕した後、窒素ガス雰囲気中、下記表1に示す温度で2時間熱処理を行った。得られた各インゴットの組成を下記表1に示す。
まず、高純度のLa、Sm、Zr、Mo、Fe、Coの粉末を所定量調合し、Ar雰囲気中でアーク溶解した後、鋳型に注入して各インゴットを調製した。つづいて、これらインゴットから実施例1と同様な方法により合金薄帯を作製し、粉砕して粉末を得た。次いで、これら粉末を成形金型に充填し、1気圧のArガス雰囲気中、250℃の温度下で2時間活性化した後、1気圧の窒素ガス雰囲気中、下記表3に示す温度で2時間熱処理を施した。前記熱処理後の各試料の組成を下記表3に示す。
Claims (3)
- 下記一般式(I)にて表される磁性材料粉末の製造方法において、
下記一般式(I)におけるR1、R2、Co、FeとM元素からなる合金溶湯の急冷、粉砕により合金粉末を得る工程、
前記合金粉末を0.001〜10気圧の窒素ガス雰囲気中または窒素化合物ガス雰囲気中300〜800℃で0.1〜100時間の熱処理により窒素を含有させる工程により得られ、主相がTbCu7型結晶構造を有し、かつ主相の単位胞の体積が0.276nm3以上であることを特徴とする磁性材料粉末の製造方法。
R1xR2yAzCouFe100-u-y-z (I)
ここで、R1はYを含む希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素で、その元素中にSm、Nd、Prが総量で50%以上含む、R2はZr、HfおよびScの群から選ばれる少なくとも1種の元素、AはN単独、x、y、zおよびuは原子%でそれぞれ2≦x、0<y、4≦x+y≦20、0.01≦z≦20、0≦uを示す。また、前記M元素はSi,Ti,Al,Ge,V,Ta,Mo,Nb,Cr,W,Mn,Cu,AgおよびNiの群から選ばれる少なくとも1種以上の元素で、CoおよびFeの20原子%以下を置換する。 - 下記一般式(II)にて表される磁性材料粉末の製造方法において、
下記一般式(II)におけるR1、R2、Co、FeとM元素からなる合金溶湯の急冷、粉砕により合金粉末を得る工程、
前記合金粉末を0.001〜10気圧の窒素ガス雰囲気中または窒素化合物ガス雰囲気中300〜800℃で0.1〜100時間の熱処理により窒素を含有させる工程により得られ、主相がTbCu7型結晶構造を有し、TbCu7型結晶構造の格子定数比c/aが0.862以上で、かつ主相の単位胞の体積が0.270〜0.276nm3であることを特徴とする磁性材料粉末の製造方法。
R1xR2yAzCouFe100-u-y-z (II)
ここで、R1はYを含む希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素で、その元素中にSm、Nd、Prが総量で50%以上含む、R2はZr、HfおよびScの群から選ばれる少なくとも1種の元素、AはN単独、x、y、zおよびuは原子%でそれぞれ2≦x、0<y、4≦x+y≦20、0.01≦z≦20、0≦uを示す。また、前記M元素はSi,Ti,Al,Ge,V,Ta,Mo,Nb,Cr,W,Mn,Cu,AgおよびNiの群から選ばれる少なくとも1種以上の元素で、CoおよびFeの20原子%以下を置換する。 - 請求項1または2記載の磁性材料粉末とバインダとを混合し、この混合物を所望形状に成形してなることを特徴とするボンド磁石の製造方法。
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