JP5158485B2 - 磁性合金及びその製造方法 - Google Patents
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Description
を図13のように求めた。磁性体内でキュリー温度の分布(揺らぎ)が存在すると、この傾きは小さくなる。また強磁性のFe−Si相が多量に存在するとこの傾きが小さくなり好ましくない。
高周波溶解でFe、SiおよびLaを溶解し、溶湯を1650Kから急冷し、La17.3mass%(7.2原子%)、Si6.7mass%(13.8原子%)、残部が実質的にFeからなるインゴット10kgを得た。このインゴットは、Fe−SiおよびLaリッチな2相からなる強磁性体で、組成式で、La(Fe0.85Si0.15)12.9である。この合金を、1323K×250時間アルゴン雰囲気中で溶体化処理し、NaZn13単相とした後、デイスクミルで500μm以下に粉砕し、1kgの粉末を、623Kで水素分圧60%/アンモニア分圧40%の1気圧の混合反応ガス中で1時間熱処理した。図1に、反応後の粉末のX線回折図を示す。623Kで熱処理後の粉末は、ほぼ立方晶のNaZn13型結晶構造の単相組織である。主回折線である(531)面の、半価幅は0.25度で、キュリー温度は297K、液体窒素温度での飽和磁化は63Am2/kgであった。また、図2に示す、この粉末の磁化−温度曲線の相変態近傍での最大傾きは、−2.6Am2kg−1K−1であった。表1に、これら磁性粉末の熱処理後の水素、窒素吸蔵量およびキュリー温度を示す。また表2に、X線回折より求めた半価幅と磁化−温度曲線の最大傾きを示す。
デイスクミル粉砕後の同一の粉末を水素ガス25%/アルゴンガス75%の混合反応ガス中で、533Kで1時間熱処理した試料の粉末X線回折図を図14,図15に、533Kで0.5時間および1時間熱処理した試料の磁化−温度変化図を図16に示す。(531)面に対応する回折線の半価幅は、それぞれ0.46度と0.38度であり回折線のピークがスプリットし回折線がブロードになっており、格子定数の異なる相が共存していることがわかる。また磁化−温度線図の最大傾きは、それぞれ−0.31Am2kg−1K−1、−0.66Am2kg−1K−1であった。表1に、これら磁性粉末の熱処理後の水素、窒素吸蔵量およびキュリー温度を示す。また表2に、X線回折より求めた半価幅と磁化−温度曲線の最大傾きを示す。
高周波溶解で、実施例1と同様の組成の合金インゴット10kgを溶製した。このインゴットを実施例1と同様に、アルゴン雰囲気中で1373K×200時間溶体化処理後、サンプルミルで500μm以下の粉末とした。この粉末各1kgを、623Kで1時間、1気圧の水素/アンモニア混合反応ガス中でアンモニア濃度を100〜20%と変えて熱処理した。得られた粉末の、磁化測定、X線回折を行った。結果を表3および表4に示す。いずれの条件でも、均一な合金粉末が得られることがわかる。図3に、アンモニア濃度、100%、60%、30%で熱処理した試料の磁化−温度曲線を示す。傾きの最大値は、それぞれ−2.38Am2kg−1K−1、−2.03Am2kg−1K−1、−2.05Am2kg−1K−1であった。また、熱処理温度と水素量、窒素量の関係を調べたところ、図4に示す結果が得られた。また、熱処理後の粉末の水素量と窒素量の関係を調べたところ、図5に示す結果が得られた。水素と窒素の総和(原子%)に対し、キュリー温度が260〜310Kで直線的に変化することがわかる。
高周波溶解で実施例1と同様の組成の合金インゴット10kgを溶製した。このインゴットを実施例1と同様に、アルゴン雰囲気中で1373K×200時間溶体化処理後、サンプルミルで500μm以下の粉末とした。この粉末各1kgを、水素60%/アンモニア40%の混合反応ガス中で、熱処理温度573〜723Kで反応時間を変えて熱処理し、熱処理後粉末のX線回折(図6,7)、磁化測定を行った。結果を表5および表6に示す。
高周波溶解でFe、SiおよびLaを溶解し、溶湯を1650Kから急冷し、La17.1mass%(7.2原子%)、Si5.3mass%(11.1原子%)、残部は実質的にFeからなるインゴット10kgを得た。このインゴットは、Fe−Si相およびLaリッチな相の、2相からなる強磁性体で、組成式でLa(Fe0.88Si0.12)12.8であった。この合金を、1323K×250時間アルゴン雰囲気中で溶体化処理し、NaZn13単相とした後、デイスクミルで500μm以下に粉砕し、1kgの粉末を623Kで、水素とアンモニアの比率を変えた1気圧の混合反応ガス中で1時間熱処理した。熱処理後の粉末の水素量と窒素量の関係を調べたところ、図9に示す結果が得られた。水素と窒素の総和(原子%)に対し、キュリー温度が260〜310Kで直線的に変化することがわかる。またX線回折により測定した、(531)面の回折線の半価幅は、図8に示すように、いずれも0.30度以下であり、格子定数が一定の均質な合金が得られていることがわかる。図10および図11に熱処理時のアンモニア濃度の異なる合金の磁化−温度線図を示す。磁化曲線のキュリー温度近傍における磁化変化の最大傾きは、何れも−2Am2/Kより大きく磁気的にも極めて均質な合金が合成されていることがわかる。表7,8に結果を整理し示す。
Claims (6)
- NaZn13型結晶構造を有する磁性合金であって、組成式が(La1−xRx)a(A1−yTMy)bHcNd(ただし、RはYを含む希土類元素の少なくとも1種以上であり、AはSiまたはSiとAl、Ga、Ge、Snからなる群から選択される元素の少なくとも1種以上であり、TMはFeまたはFeとSc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Znからなる群から選択される元素の少なくとも1種以上であり、原子%で、0≦x≦0.2、0.75≦y≦0.92、5.5≦a≦7.5、73≦b≦85、2.08≦c≦14、0.08≦d≦3.0であり、不可避不純物を含む)で表記され、
キュリー温度が245〜330Kであり、印加磁界1kOeで測定した磁化−温度曲線の磁気変態に伴う最大勾配が−1Am 2 kg −1 K −1 以下である、磁性合金。 - 前記磁性合金は、NaZn13相のCuをターゲットとしたX線回折の(531)面に相当する回折線の半価幅が0.3度以下である請求項1に記載の磁性合金。
- 前記磁性合金は粒径が500μm以下の粉末状である請求項1または請求項2に記載の磁性合金。
- (La・R)−(A・TM)13系合金を、窒素と水素を含む反応ガス中、550〜700Kで熱処理し、前記合金に水素および窒素を含有させて、
NaZn13型結晶構造を有する磁性合金であって、組成式が(La1−xRx)a(A1−yTMy)bHcNd(ただし、RはYを含む希土類元素の少なくとも1種以上であり、AはSiまたはSiとAl、Ga、Ge、Snからなる群から選択される元素の少なくとも1種以上であり、TMはFeまたはFeとSc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Znからなる群から選択される元素の少なくとも1種以上であり、原子%で、0≦x≦0.2、0.75≦y≦0.92、5.5≦a≦7.5、73≦b≦85、1.7≦c≦14、0.08≦d≦3.0であり、不可避不純物を含む)で表記される磁性合金を得ることを特徴とする磁性合金の製造方法。 - 熱処理時間が0.5〜5時間である請求項4に記載の磁性合金の製造方法。
- 前記反応ガスが、水素と窒素の混合ガス、水素とアンモニアの混合ガスあるいはアンモニアガスである請求項4または請求項5に記載の磁性合金の製造方法。
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