JP6376840B2 - 永久磁石材料及びその製造方法 - Google Patents
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Description
したがって、本発明は、Mn−Ga−Alの3元系合金をAl3Ti型結晶構造(D022構造)と異なるが正方晶の結晶構造を有することにより、磁気特性の高い永久磁石材料を安定的に提供することを目的とするものである。
Mnは、50at%以下の範囲で、他の3d遷移金属(Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu)の群から選ばれる少なくとも1つの元素で置換できる。
非金属元素(N、B、C)の群から選ばれる少なくとも1以上の元素を5〜10at%含める。
急冷凝固法により合金を作製した後、これを不活性ガス雰囲気又は真空雰囲気で熱処理する永久磁石材料の製造方法を採用した。
高純度のMn、Ga、Alの原料よりアルゴン雰囲気中アーク溶解により、Mn70at%、Ga10at%、Al20at%の組成のMn-Ga-Al合金インゴットを作製し、このMn-Ga-Al合金インゴットをアルゴン雰囲気中で高周波溶解した溶湯を高速回転(周速度50m/s)している銅ロール上に噴射して急冷凝固させる単ロール法を用いた急冷凝固法により試料1を得た。試料1のMn-Ga-Al合金急冷薄帯をアルゴン雰囲気中600℃で1時間熱処理を施して試料2を得た。
透過電子顕微鏡で観察した試料2の組織写真を図2に示す。試料2は、1〜2μmの微細な組織を持つ。
同じ組成のMn-Ga-Al合金インゴットの溶湯を低速回転(周速度10m/s)で銅ロール上に噴射して急冷凝固することにより試料3を得た。試料3をアルゴン雰囲気中600℃で1時間熱処理を施して試料4を得た。試料3,4の磁気特性を測定したところ、試料3は1.2kOeの小さい保磁力を示し、試料4は7.7kOeの大きな保磁力を示した。
Mn70at%、Ga20at%、Al10at%の組成のMn-Ga-Al合金インゴットの溶湯を高速回転(周速度50m/s)で銅ロール上に噴射して急冷凝固することにより試料5を得た。試料5をアルゴン雰囲気中600℃で1時間熱処理して試料6を得た。試料5は、1.0kOeの小さい保磁力を示し、試料6は、7.1kOe程度の大きな保磁力を示した。
Mn、Ga、Alの原料の添加量を種々変えて、アルゴン雰囲気中高周波溶解によりMn-Ga-Al合金インゴットを作製し、このMn-Ga-Al合金インゴットをアルゴン雰囲気中で高周波溶解した溶湯を高速回転(周速度50m/s)している銅ロール上に噴射して急冷凝固し、アルゴン雰囲気中600℃で1時間熱処理を施して組成の異なる試料8〜24を得た。これらの試料の保磁力を測定した結果を表1に示す。
Mn、Ga、Al、B又はCの原料を、アルゴン雰囲気中高周波溶解により、Mn-Ga-Al−B合金インゴット及びMn-Ga-Al−C合金インゴットを作製し、これらの合金インゴットをアルゴン雰囲気中で高周波溶解した溶湯を高速回転(周速度50m/s)している銅ロール上に噴射して急冷凝固し、アルゴン雰囲気中600℃で1時間熱処理を施して組成の異なる試料25〜28を得た。これらの試料の保磁力を上記試料12と併せて表2に示す。
なお、引用文献2にも記載があるように、Mn-Ga-Alの3元系合金の主成分であるMnの一部を他の3d遷移金属(Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu)で50%以下の範囲で置換してもよい。これらの元素は、Mnと同じ3d遷移金属であり、電子配置のうち3d軌道の電子の数が異なるだけでその他の電子配置はMnと同じあるためである。ただし、Mnに対する置換量が50at%を超えると磁化を低下させる恐れがある。
Mn、Ga、Alの原料を、アルゴン雰囲気中アーク溶解により、Mn70at%、Ga10at%、Al20at%の組成のMn-Ga-Al合金インゴットを作製し、このMn-Ga-Al合金インゴットをアルゴン雰囲気中で高周波溶解した溶湯を高速回転(周速度50m/s)している銅ロール上に噴射して急冷凝固させ、このMn-Ga-Al合金急冷薄帯を真空雰囲気中600℃で1時間熱処理を施して試料29を得た。真空雰囲気中で熱処理を施した試料29の磁気特性を測定したところ、アルゴン雰囲気中600℃で1時間熱処理した試料2とほぼ同じ7.6kOeの大きな保磁力を示すことがわかった。
Claims (4)
- 急冷凝固法により作製され、不活性ガス雰囲気又は真空雰囲気で熱処理され、一般式[MnxGayAlz](60≦x≦80at%、10≦y≦30at%、10≦z≦30at%)の合金の組成にて表され、主相がキュリー温度400℃の磁気特性を持つ正方晶構造であることを特徴とする永久磁石材料。
- 前記Mnは、50at%以下の範囲で、他の3d遷移金属(Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu)の群から選ばれる少なくとも1つの元素で置換されることを特徴とする請求項1に記載の永久磁石材料。
- 非金属元素(N、B、C)の群から選ばれる少なくとも1以上の元素を5〜10at%含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の永久磁石材料。
- 急冷凝固法により前記組成の合金を作製し、これを不活性ガス雰囲気又は真空雰囲気で熱処理することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の永久磁石材料の製造方法。
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JP2014107264A JP6376840B2 (ja) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | 永久磁石材料及びその製造方法 |
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