JP6033768B2 - 磁性材料の製造方法 - Google Patents
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Description
ナノコンポジット磁石粉末の体積平均粒子径は、例えば、5〜500μm、好ましくは、10〜300μmである。
(式中、Rは、希土類元素を示す。また、0<x<83であり、また、0<y≦17である。)
上記式(1)において、Rは、上記した希土類元素を示す(以下同様。)。
(式中、ρは磁性材料の密度(成形体密度)を、mは磁性材料の質量を、Vは磁性材料の体積を、それぞれ示す。)
そして、このようにして得られる磁性材料では、磁石粉末が焼成されることにより生じる材料劣化、より具体的には、結晶の粗大化などが抑制されるとともに、磁石粉末の隙間(空隙)に、磁気特性に優れるアモルファス金属から生成した硬磁性相が充填されている。
Nd(ネオジム)、Fe(鉄)、Co(コバルト)、B(ホウ素)、Cu(銅)の単体粉末または塊状物を、表1に示す配合割合で処方し、アーク溶解炉により、−4kPa(−30Torr)、Ar(アルゴン)雰囲気下で溶解させ、表1に示す組成比の合金(インゴット)を作製した。
ガスアトマイズ法(噴射ガス:Ar)によりNd60Fe30Al10を製造した後、ボールミル(伊藤製作所製 LP−1)により微粉砕した。これにより、体積平均粒子径1μmの、Nd60Fe30Al10の粉末を得た。
[評価]
DSC(示差走査熱量測定:SII社製、DSC6300)を用いて、各製造例において得られたアモルファス金属の結晶化温度(Tx)、および、アモルファス金属が金属ガラスである場合には、そのガラス遷移温度(Tg)を測定した。
製造例1において得られたアモルファス金属の粉末と、MFP−19(商品名、HDDR法により得られたNd−Fe−B系磁気異方性磁石粉末、愛知製鋼社製)とを、表2に示す割合で、乳鉢中において混合することにより、アモルファス金属の粉末と磁石粉末との混合粉末を得た。
(式中、ρは磁性材料の密度(成形体密度)を、mは磁性材料の質量を、Vは磁性材料の体積を、それぞれ示す。)
その結果を、表2に示す。
製造例2で得られたアモルファス金属の粉末と、MFP−15(商品名、HDDR法により得られたNd−Fe−B系磁気異方性磁石粉末、愛知製鋼社製)とを、表3に示す割合で混合し、乳鉢中において混合することにより、アモルファス金属の粉末と磁石粉末との混合粉末を得た。
製造例3〜6で得られたアモルファス金属の粉末と、MFP−15またはMFP−19とを、表4に示す割合で混合し、乳鉢中において混合することにより、アモルファス金属の粉末と磁石粉末との混合粉末を得た。
製造例7において得られたNd60Fe30Al10の粉末と、Z16(磁石粉末、Sm−Fe−N系磁石(Sm2Fe17N3)、分解温度600℃、体積平均粒子径3μm、日亜化学工業社製)とを、それらの総量に対してNd60Fe30Al10が10質量%となるように配合し、窒素雰囲気下において、ボールミル(伊藤製作所製 LP−1 容量0.3L)によって、250rpmで30分間混合した。
製造例2で得られたアモルファス金属の粉末と、MFP−15(商品名、HDDR法により得られたNd−Fe−B系磁気異方性磁石粉末、愛知製鋼社製)とを、表5に示す割合で混合し、乳鉢中において混合することにより、アモルファス金属の粉末と磁石粉末との混合粉末を得た。
各実施例および各比較例(実施例30および比較例6を除く)により得られた各磁性材料について、VSM(玉川製作所製)にて減磁曲線を測定し、それらの磁気特性を評価した。その結果を表6〜8に示す。
(考察)
[磁性材料]
ネオジム−鉄−ホウ素系磁石粉末である磁石粉末と、希土類元素、鉄およびホウ素を含有し、希土類元素の原子割合が、22〜44原子%の範囲であり、ホウ素の原子割合が、6〜28原子%の範囲であるアモルファス金属とを混合するとともに、アモルファス金属の結晶化温度(Tx)より30℃低い温度以上、または、アモルファス金属が金属ガラスである場合には、そのガラス遷移温度(Tg)以上の温度に加熱することにより得られる各実施例の磁性材料は、その他の磁石粉末およびアモルファス金属が用いられる比較例5の磁性材料に比べ、最大磁化、残留磁束密度、保磁力(B保磁力、I保磁力)および最大エネルギー積に優れていた。
[アモルファス金属]
アモルファス金属を含有していない比較例1の磁性材料は、アモルファス金属を含有する以外は同じ条件で製造した実施例1〜4の磁性材料に比べ、保磁力(B保磁力、I保磁力)および最大エネルギー積に劣っていた。
[熱処理温度]
アモルファス金属のガラス遷移温度(Tg)よりも低い温度で熱処理した比較例2の磁性材料は、アモルファス金属のガラス遷移温度(Tg)以上で熱処理する以外は同じ条件で製造した実施例3および6の磁性材料に比べ、最大磁化、残留磁束密度、保磁力(B保磁力、I保磁力)および最大エネルギー積に劣っていた。
[磁場プレス処理]
磁気異方性磁石粉末とアモルファス金属との混合物が磁場プレス処理された実施例30の磁性材料は、磁場プレス処理されなかった以外は同条件で製造された実施例16の磁性材料や、アモルファス粉末を用いなかった以外は同条件で製造された比較例6の磁性材料に比べ、室温において、優れた磁気特性を備えていた。
Claims (2)
- 磁石粉末とアモルファス金属とを原料とする磁性材料の製造方法であって、
前記磁石粉末が、ネオジム−鉄−ホウ素系磁石粉末であり、
前記アモルファス金属が、希土類元素、鉄およびホウ素を含有し、
前記アモルファス金属において、前記希土類元素の原子割合が、22〜44原子%の範囲であり、前記ホウ素の原子割合が、6〜28原子%の範囲であり、
前記磁石粉末と前記アモルファス金属とを混合するとともに、
400〜600℃、かつ、前記アモルファス金属が金属ガラスである場合には、そのガラス遷移温度(Tg)以上の温度に加熱することを特徴とする、磁性材料の製造方法。 - 前記磁石粉末として、磁気異方性磁石粉末が用いられ、前記アモルファス金属との混合物を磁場プレス処理することを特徴とする、請求項1に記載の磁性材料の製造方法。
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