JP7347296B2 - フェライト焼結磁石および回転電気機械 - Google Patents
フェライト焼結磁石および回転電気機械 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7347296B2 JP7347296B2 JP2020060501A JP2020060501A JP7347296B2 JP 7347296 B2 JP7347296 B2 JP 7347296B2 JP 2020060501 A JP2020060501 A JP 2020060501A JP 2020060501 A JP2020060501 A JP 2020060501A JP 7347296 B2 JP7347296 B2 JP 7347296B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered
- ferrite
- magnet
- content
- ferrite magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 title claims description 98
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 38
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 25
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 23
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 16
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 14
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 14
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 10
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 9
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 6
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- -1 CaO Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007088 Archimedes method Methods 0.000 description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Inorganic materials [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M D-gluconate Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229940050410 gluconate Drugs 0.000 description 1
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 description 1
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
- H01F1/342—Oxides
- H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/10—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
- H01F1/11—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G51/00—Compounds of cobalt
- C01G51/40—Cobaltates
- C01G51/66—Cobaltates containing alkaline earth metals, e.g. SrCoO3
- C01G51/68—Cobaltates containing alkaline earth metals, e.g. SrCoO3 containing rare earth, e.g. La0.3Sr0.7CoO3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G51/00—Compounds of cobalt
- C01G51/40—Cobaltates
- C01G51/70—Cobaltates containing rare earth, e.g. LaCoO3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/26—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
- C04B35/2608—Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead
- C04B35/2633—Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead containing barium, strontium or calcium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/10—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/50—Solid solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/76—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by a space-group or by other symmetry indications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/42—Magnetic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3241—Chromium oxides, chromates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
- C04B2235/767—Hexagonal symmetry, e.g. beta-Si3N4, beta-Sialon, alpha-SiC or hexa-ferrites
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Magnetic Ceramics (AREA)
Description
本発明は、フェライト焼結磁石および回転電気機械に関する。
優れた磁気特性（高残留磁束密度Ｂｒ、高保磁力Ｈｃｊ）を有するフェライト焼結磁石を得るために、六方晶Ｍ型フェライトであって少なくともＳｒを含むＳｒフェライトを用いることが知られている。
特許文献１は、上記のＳｒフェライトに関して、希土類元素として少なくともＬａを含み、かつ、Ｆｅの一部がＣｏに置換されたＳｒフェライトを開示した文献である。ＬａおよびＣｏを必須元素として含むＳｒフェライトを用いることで、高Ｂｒかつ高Ｈｃｊを有するフェライト焼結磁石を得ることができる。
本発明は、Ｃｏ量が少ない組成において、高Ｂｒおよび高Ｈｃｊを有し、製造安定性が良好であるフェライト焼結磁石を得ることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るフェライト焼結磁石は、
Ａ，Ｒ，ＦｅおよびＣｏを含み、Ａ１－ｘＲｘ（Ｆｅ１２－ｙＣｏｙ）ｚＯ１９（原子数比）と表すことができる六方晶Ｍ型フェライトを有するフェライト焼結磁石フェライト焼結磁石であり、
ＡはＳｒ，ＢａおよびＰｂから選択される１種以上であり、
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含み、
０．１４≦ｘ≦０．２２
１１．６０≦（１２－ｙ）ｚ≦１１．９９
０．１３≦ｙｚ≦０．１７
を満たし、
前記フェライト焼結磁石に含まれるＣａを酸化物に換算したときに、ＣａＯの含有量をＭｃ（質量％）として、
０．３０≦Ｍｃ≦０．６３を満たす。
Ａ，Ｒ，ＦｅおよびＣｏを含み、Ａ１－ｘＲｘ（Ｆｅ１２－ｙＣｏｙ）ｚＯ１９（原子数比）と表すことができる六方晶Ｍ型フェライトを有するフェライト焼結磁石フェライト焼結磁石であり、
ＡはＳｒ，ＢａおよびＰｂから選択される１種以上であり、
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含み、
０．１４≦ｘ≦０．２２
１１．６０≦（１２－ｙ）ｚ≦１１．９９
０．１３≦ｙｚ≦０．１７
を満たし、
前記フェライト焼結磁石に含まれるＣａを酸化物に換算したときに、ＣａＯの含有量をＭｃ（質量％）として、
０．３０≦Ｍｃ≦０．６３を満たす。
前記フェライト焼結磁石に含まれるＳｉを酸化物に換算したときに、ＳｉＯ２の含有量をＭｓ（質量％）として、
０．３５≦Ｍｓ≦０．６０を満たしてもよい。
０．３５≦Ｍｓ≦０．６０を満たしてもよい。
前記フェライト焼結磁石に含まれるＢａを酸化物に換算したときに、ＢａＯの含有量をＭｂ（質量％）として、
０≦Ｍｂ≦０．１５を満たしてもよい。
０≦Ｍｂ≦０．１５を満たしてもよい。
前記フェライト焼結磁石に含まれるＡｌを酸化物に換算したときに、Ａｌ２Ｏ３の含有量をＭａ（質量％）として、
０≦Ｍａ≦０．９０を満たしてもよい。
０≦Ｍａ≦０．９０を満たしてもよい。
前記フェライト焼結磁石に含まれるＣｒを酸化物に換算したときに、Ｃｒ２Ｏ３の含有量をＭｒ（質量％）として、
０≦Ｍｒ≦０．１０を満たしてもよい。
０≦Ｍｒ≦０．１０を満たしてもよい。
本発明に係る回転電気機械は上記のフェライト焼結磁石を含有する。
以下、本発明を、実施形態に基づき説明する。
本実施形態に係るフェライト焼結磁石はＡ，Ｒ，ＦｅおよびＣｏを含み、Ａ１－ｘＲｘ（Ｆｅ１２－ｙＣｏｙ）ｚＯ１９（原子数比）と表すことができる六方晶Ｍ型フェライトを有するフェライト焼結磁石である。本明細書においては、本実施形態に係るフェライト焼結磁石を、フェライト焼結磁石ということがある。
Ａはストロンチウム（Ｓｒ），バリウム（Ｂａ）および鉛（Ｐｂ）から選択される１種以上である。
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともランタン（Ｌａ）を含み、ｘ、（１２－ｙ）ｚ及びｙｚは以下の式を満たす。
０．１４≦ｘ≦０．２２
１１．６０≦（１２－ｙ）ｚ≦１１．９９
０．１３≦ｙｚ≦０．１７
Ａはストロンチウム（Ｓｒ），バリウム（Ｂａ）および鉛（Ｐｂ）から選択される１種以上である。
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともランタン（Ｌａ）を含み、ｘ、（１２－ｙ）ｚ及びｙｚは以下の式を満たす。
０．１４≦ｘ≦０．２２
１１．６０≦（１２－ｙ）ｚ≦１１．９９
０．１３≦ｙｚ≦０．１７
前記フェライト焼結磁石に含まれるカルシウム（Ｃａ）を酸化物に換算したときに、ＣａＯの含有量をＭｃ（質量％）として、
０．３０≦Ｍｃ≦０．６３を満たす。
０．３０≦Ｍｃ≦０．６３を満たす。
フェライト焼結磁石はＡ１－ｘＲｘ（Ｆｅ１２－ｙＣｏｙ）ｚＯ１９（原子数比）と表すことができる六方晶Ｍ型フェライトを有する。
具体的には、フェライト焼結磁石がＡ１－ｘＲｘ（Ｆｅ１２－ｙＣｏｙ）ｚＯ１９（原子数比）と表すことができるフェライト粒子を含む。フェライト粒子は結晶粒子であって、六方晶マグネトプランバイト型の結晶構造を有する。フェライト粒子が六方晶マグネトプランバイト型の結晶構造を有することは、例えばＸ線構造回折により確認することができる。
さらに、フェライト焼結磁石に含まれるＣａを酸化物に換算したときに、ＣａＯの含有量をＭｃ（質量％）として、０．３０≦Ｍｃ≦０．６３を満たす。
フェライト焼結磁石はＣｏの含有量（ｙｚ）が少ない。フェライト焼結磁石は余剰なＣｏが少ないため、異相の生成が抑制され、均一な微細組織が形成される。これにより、フェライト焼結磁石が高Ｂｒかつ高Ｈｃｊとなる。フェライト焼結磁石のＣａの含有量を制御することで、焼成温度の変化に対する粒成長の変化が小さくなる。これにより、フェライト焼結磁石の製造安定性が向上する。さらに、フェライト焼結磁石はＣｏの含有量（ｙｚ）が少ないため、低コストで作製できる。
ＡはＳｒ，ＢａおよびＰｂから選択される１種以上である。Ａに占めるＳｒの含有割合が９０ａｔ％以上であってもよく、ＡがＳｒのみであってもよい。Ａに占めるＢａの含有割合が１ａｔ％以下であってもよい。
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含む。Ｒに占めるＬａの含有割合が９０ａｔ％以上であってもよく、ＲがＬａのみであってもよい。
ｘが小さすぎる場合にはＢｒおよび製造安定性が低下する。ｘが大きすぎる場合にはＨｃｊおよび製造安定性が低下する。また、０．１４≦ｘ≦０．１８を満たすことが好ましい。製造安定性とは、焼成温度が変化しても、磁気特性（特にＨｃｊ）の変化が小さいことをいう。
（１２－ｙ）ｚが小さすぎる場合にはＨｃｊおよび製造安定性が低下する。（１２－ｙ）ｚが大きすぎる場合には、Ｂｒおよび／またはＨｃｊが低下する。製造安定性も低下しやすい。また、１１．６６≦（１２－ｙ）ｚ≦１１．９９を満たすことが好ましい。
ｙｚが小さすぎる場合にはＨｃｊおよび製造安定性が低下する。ｙｚが大きすぎる場合にはＢｒが低下する上に高コストになる。また、０．１４≦ｙｚ≦０．１７を満たすことが好ましい。
ＣａＯの含有量が少なすぎる場合にはＢｒが低下する。ＣａＯの含有量が多すぎる場合には製造安定性が低下する。また、０．３０≦Ｍｃ≦０．６０を満たす場合には製造安定性がさらに向上しやすくなる。
フェライト焼結磁石は、ケイ素（Ｓｉ）を含んでもよい。フェライト焼結磁石に含まれるＳｉを酸化物に換算したときに、ＳｉＯ２の含有量をＭｓ（質量％）として、
０．３５≦Ｍｓ≦０．６０を満たしてもよく、０．４６≦Ｍｓ≦０．６０を満たしてもよい。
０．３５≦Ｍｓ≦０．６０を満たしてもよく、０．４６≦Ｍｓ≦０．６０を満たしてもよい。
ＳｉＯ２の含有量が上記の範囲内であることにより、ＢｒおよびＨｃｊが高くなりやすく、かつ、製造安定性が良好になりやすくなる。ＳｉＯ２の含有量が少ないほどＨｃｊが低下する傾向にある。ＳｉＯ２の含有量が多いほどＢｒが低下する傾向にある。また、０．４５≦Ｍｓ≦０．６０を満たす場合には磁気特性を好適に維持しながら製造安定性が向上しやすくなる。
フェライト焼結磁石は、Ｂａを含んでもよい。フェライト焼結磁石に含まれるＢａを酸化物に換算したときに、ＢａＯの含有量をＭｂ（質量％）として、
０≦Ｍｂ≦０．１５を満たしてもよく、０．０３≦Ｍｂ≦０．１５を満たしてもよく、０．０３≦Ｍｂ≦０．１２を満たしてもよい。
０≦Ｍｂ≦０．１５を満たしてもよく、０．０３≦Ｍｂ≦０．１５を満たしてもよく、０．０３≦Ｍｂ≦０．１２を満たしてもよい。
ＢａＯの含有量が多すぎるとＢｒが低下しやすくなる。また、０．０３≦Ｍｂ≦０．１２を満たす場合にはＨｃｊおよび製造安定性を良好に維持しながらＢｒが向上しやすくなる。
なお、Ｂａは、Ａ１－ｘＲｘ（Ｆｅ１２－ｙＣｏｙ）ｚＯ１９のＡとしてフェライト焼結磁石に含まれていてもよく、Ａ１－ｘＲｘ（Ｆｅ１２－ｙＣｏｙ）ｚＯ１９以外のＢａ化合物またはＢａ単体としてフェライト焼結磁石に含まれていてもよい。
フェライト焼結磁石は、アルミニウム（Ａｌ）を含んでもよい。フェライト焼結磁石に含まれるＡｌを酸化物に換算したときに、Ａｌ２Ｏ３の含有量をＭａ（質量％）として、
０≦Ｍａ≦０．９０を満たしてもよく、０．０５≦Ｍａ≦０．９０を満たしてもよく、０．１０≦Ｍａ≦０．７０を満たしてもよい。
０≦Ｍａ≦０．９０を満たしてもよく、０．０５≦Ｍａ≦０．９０を満たしてもよく、０．１０≦Ｍａ≦０．７０を満たしてもよい。
Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎるとＢｒが低下しやすくなる。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量が少ないほどＨｃｊが低下しやすくなる。０．１０≦Ｍａ≦０．７０を満たす場合にはＢｒ，Ｈｃｊおよび製造安定性を良好に維持しやすくなる。
フェライト焼結磁石は、クロム（Ｃｒ）を含んでもよい。フェライト焼結磁石に含まれるＣｒを酸化物に換算したときに、Ｃｒ２Ｏ３の含有量をＭｒ（質量％）として、
０≦Ｍｒ≦０．１０を満たしてもよく、０．０５≦Ｍｒ≦０．１０を満たしてもよい。
０≦Ｍｒ≦０．１０を満たしてもよく、０．０５≦Ｍｒ≦０．１０を満たしてもよい。
Ｃｒ２Ｏ３の含有量が多すぎるとＢｒが低下しやすくなる。また、Ｃｒ２Ｏ３の含有量が少ないほどＨｃｊが低下しやすくなる。０．０５≦Ｍｒ≦０．１０を満たす場合にはＢｒ，Ｈｃｊおよび製造安定性を良好に維持しやすくなる。
フェライト焼結磁石は、不純物としてマンガン（Ｍｎ），マグネシウム（Ｍｇ），銅（Ｃｕ），ニッケル（Ｎｉ）および／または亜鉛（Ｚｎ）を含んでもよい。これらの不純物の含有量には特に制限はないが、これらの不純物は、フェライト焼結磁石全体を１００質量％として、それぞれ０．５質量％以下、含んでもよい。また、これらの不純物は合計で０．７質量％以下、含んでもよい。
フェライト焼結磁石は、さらに、上記の元素以外の元素、具体的には、Ａ，Ｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｏ，Ｃａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｕ，ＮｉおよびＺｎ以外の元素を不可避的不純物として含んでもよい。不可避的不純物は、フェライト焼結磁石全体を１００質量％として、合計で３質量％以下、含んでもよい。
以下、Ｍｃの算出方法について説明する。なお、Ｍｓ，Ｍｂ，Ｍａ，Ｍｒの算出方法も同様である。
まず、フェライト焼結磁石に含まれるＣａの含有量を本技術分野における通常の方法で測定する。そして、Ｃａの含有量を酸化物（ＣａＯ）に換算する。フェライト焼結磁石に含まれるＯ以外の上記の元素、具体的には、Ａ，Ｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃａ，Ｓｉ，Ｂａ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎについても同様に含有量を測定し、酸化物に換算する。具体的には、ＡＯ，Ｒ２Ｏ３，Ｆｅ２Ｏ３，Ｃｏ３Ｏ４，ＣａＯ，ＳｉＯ２，ＢａＯ，Ａｌ２Ｏ３，Ｃｒ２Ｏ３，ＭｎＯ，ＭｇＯ，ＣｕＯ，ＮｉＯ，ＺｎＯに換算する。さらに、不可避的不純物についても同様に含有量を測定し、適宜、酸化物に換算する。
そして、ＣａＯの含有量を上記全ての酸化物の合計含有量で割ることにより、Ｍｃを算出することができる。
フェライト焼結磁石の密度に特に限定はない。例えば、アルキメデス法により測定される密度が４．９ｇ／ｃｍ３以上５．２ｇ／ｃｍ３以下であってもよい。密度が上記の範囲内、特に５．０ｇ／ｃｍ３以上であることにより、Ｂｒが良好になりやすい。
以下、本実施形態に係るフェライト焼結磁石の製造方法について説明する。
以下の実施形態では、フェライト焼結磁石の製造方法の一例を示す。本実施形態では、フェライト焼結磁石は、配合工程、仮焼工程、粉砕工程、成形工程および焼成工程を経て製造することができる。各工程について、以下に説明する。
＜配合工程＞
配合工程では、フェライト焼結磁石の原料を配合して、原料混合物を得る。フェライト焼結磁石の原料としては、これを構成する元素のうちの１種または２種以上を含む化合物（原料化合物）が挙げられる。原料化合物は、例えば粉末状のものが好適である。
配合工程では、フェライト焼結磁石の原料を配合して、原料混合物を得る。フェライト焼結磁石の原料としては、これを構成する元素のうちの１種または２種以上を含む化合物（原料化合物）が挙げられる。原料化合物は、例えば粉末状のものが好適である。
原料化合物としては、各元素の酸化物、または焼成により酸化物となる化合物（炭酸塩、水酸化物、硝酸塩等）が挙げられる。例えばＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＰｂＣＯ３，Ｌａ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＣａＣＯ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ等が例示できる。原料化合物の粉末の平均粒径は、０．１μｍ～２．０μｍ程度であってもよい。
配合は、例えば、各原料を、所望とするフェライト磁性材料の組成が得られるように秤量する。その後、湿式アトライタ、ボールミル等を用い、０．１時間～２０時間程度、混合、粉砕することができる。なお、この配合工程においては、全ての原料を混合する必要はなく、一部を後述する仮焼後に添加してもよい。
＜仮焼工程＞
仮焼工程では、配合工程で得られた原料混合物を仮焼する。仮焼は、例えば、空気中等の酸化性雰囲気中で行うことができる。仮焼の温度は、１１００°Ｃ～１３００°Ｃの温度範囲とすることが好ましい。仮焼の時間は、１秒～１０時間とすることができる。
仮焼工程では、配合工程で得られた原料混合物を仮焼する。仮焼は、例えば、空気中等の酸化性雰囲気中で行うことができる。仮焼の温度は、１１００°Ｃ～１３００°Ｃの温度範囲とすることが好ましい。仮焼の時間は、１秒～１０時間とすることができる。
仮焼により得られる仮焼体の一次粒子径は、１０μｍ以下であってよい。
＜粉砕工程＞
粉砕工程では、仮焼工程で顆粒状や塊状となった仮焼体を粉砕し、粉末状にする。これにより、後述する成形工程での成形が容易となる。粉砕工程では、前述したように、配合工程で配合しなかった原料を添加してもよい（原料の後添加）。粉砕工程は、例えば、仮焼体を粗い粉末となるように粉砕（粗粉砕）した後、これをさらに微細に粉砕（微粉砕）する２段階の工程で行ってもよい。
粉砕工程では、仮焼工程で顆粒状や塊状となった仮焼体を粉砕し、粉末状にする。これにより、後述する成形工程での成形が容易となる。粉砕工程では、前述したように、配合工程で配合しなかった原料を添加してもよい（原料の後添加）。粉砕工程は、例えば、仮焼体を粗い粉末となるように粉砕（粗粉砕）した後、これをさらに微細に粉砕（微粉砕）する２段階の工程で行ってもよい。
粗粉砕は、例えば、振動ミル等を用いて、平均粒径が０．５μｍ～１０．０μｍとなるまで行われる。微粉砕では、粗粉砕で得られた粗粉砕材を、さらに湿式アトライタ、ボールミル、ジェットミル等によって粉砕する。
微粉砕では、得られた微粉砕材の平均粒径が、好ましくは０．０８μｍ～１．００μｍ程度となるように、微粉砕を行う。微粉砕材の比表面積（例えばＢＥＴ法により求められる。）は、４ｍ２／ｇ～１２ｍ２／ｇ程度とすることができる。粉砕時間は、粉砕方法によって異なり、例えば湿式アトライタの場合、３０分間～２０時間程度とすることができ、ボールミルによる湿式粉砕では１時間～５０時間程度とすることができる。
微粉砕工程では、湿式法の場合、分散媒として水等の水系溶媒の他、トルエン、キシレン等の非水系溶媒を用いることができる。非水系溶媒を用いた方が、後述の湿式成形時において高配向性が得られる傾向がある。一方、水等の水系溶媒を用いる場合、生産性の観点で有利である。
また、微粉砕工程では、焼成後に得られる焼結体の配向度を高めるため、例えば公知の多価アルコールや分散剤を添加してもよい。
＜成形・焼成工程＞
成形・焼成工程では、粉砕工程後に得られた粉砕材（好ましくは微粉砕材）を成形して成形体を得た後、この成形体を焼成して焼結体を得る。成形は、乾式成形、湿式成形またはＣｅｒａｍｉｃ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ（ＣＩＭ）のいずれの方法でも行うことができる。
成形・焼成工程では、粉砕工程後に得られた粉砕材（好ましくは微粉砕材）を成形して成形体を得た後、この成形体を焼成して焼結体を得る。成形は、乾式成形、湿式成形またはＣｅｒａｍｉｃ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ（ＣＩＭ）のいずれの方法でも行うことができる。
乾式成形法では、例えば、乾燥した磁性粉末を加圧成形しつつ磁場を印加して成形体を形成し、その後に、成形体を焼成する。一般的に、乾式成形法では、乾燥した磁性粉末を金型内で加圧成形するので、成形工程に要する時間が短いという利点がある。
湿式成形法では、例えば、磁性粉末を含むスラリーを磁場印加中で加圧成形しながら液体成分を除去して成形体を形成し、その後に、成形体を焼成する。湿式成形法では、成形時の磁場により磁性粉末が配向し易く、焼結磁石の磁気特性が良好であるという利点がある。
また、ＣＩＭを用いた成形法は乾燥させた磁性粉末をバインダ樹脂と共に加熱混練して、形成したペレットを、磁場が印加された金型内で射出成形して予備成形体を得て、この予備成形体を脱バインダ処理した後、焼成する方法である。
以下、湿式成形について詳細に説明する。
（湿式成形・焼成）
湿式成形法によってフェライト焼結磁石を得る場合は、上述した微粉砕工程を湿式で行うことでスラリーを得る。このスラリーを所定の濃度に濃縮して湿式成形用スラリーを得る。これを用いて成形を行うことができる。
湿式成形法によってフェライト焼結磁石を得る場合は、上述した微粉砕工程を湿式で行うことでスラリーを得る。このスラリーを所定の濃度に濃縮して湿式成形用スラリーを得る。これを用いて成形を行うことができる。
スラリーの濃縮は、遠心分離やフィルタープレス等によって行うことができる。湿式成形用スラリーにおける微粉砕剤の含有量は、湿式成形用スラリーの全量中、３０質量％～８０質量％程度とすることができる。
スラリーにおいて、微粉砕材を分散する分散媒としては水を用いることができる。この場合、スラリーには、グルコン酸、グルコン酸塩、ソルビトール等の界面活性剤を添加してよい。また、分散媒としては非水系溶媒を使用してもよい。非水系溶媒としては、トルエンやキシレン等の有機溶媒を使用することができる。この場合には、オレイン酸等の界面活性剤を添加することができる。
なお、湿式成形用スラリーは、微粉砕後の乾燥状態の微粉砕材に、分散媒等を添加することによって調製してもよい。
湿式成形では、次いで、この湿式成形用スラリーに対し、磁場中成形を行う。その場合、成形圧力は、９．８ＭＰａ～９８ＭＰａ（０．１ｔｏｎ／ｃｍ２～１．０ｔｏｎ／ｃｍ２）程度とすることができる。印加磁場は４００ｋＡ／ｍ～１６００ｋＡ／ｍ程度とすることができる。また、成形時の加圧方向と磁場印加方向は、同一方向でも直交方向でもよい。
湿式成形により得られた成形体の焼成は、大気中等の酸化性雰囲気中で行うことができる。焼成温度は、１０５０°Ｃ～１２７０°Ｃとすることができる。また、焼成時間（焼成温度に保持する時間）は、０．５時間～３時間程度とすることができる。そして、焼成により、フェライト焼結磁石が得られる。
なお、湿式成形で成形体を得る場合、焼成温度まで到達させる前に、室温から１００°Ｃ程度まで、２．５°Ｃ／分程度の昇温速度で加熱することができる。成形体を充分に乾燥させることで、クラックの発生を抑制することができる。
さらに、界面活性剤（分散剤）等を添加した場合は、例えば、１００°Ｃ～５００°Ｃ程度の温度範囲において、２．０°Ｃ／分程度の昇温速度で加熱を行うことで、これらを充分に除去する（脱脂処理）ことができる。なお、これらの処理は、焼成工程の最初に行ってもよく、焼成工程よりも前に別途行ってもよい。
以上、フェライト焼結磁石の好適な製造方法について説明したが、製造方法は上記には限定されず、製造条件等は適宜変更することができる。
本発明のフェライト焼結磁石は、本発明のフェライトの組成を有するものである限り、形状は限定されない。例えば、フェライト焼結磁石は、異方性を有するアークセグメント形状、平板状、円柱状、筒状等、種々の形状を有することができる。本発明のフェライト焼結磁石によれば、磁石の形状によらず高いＨｃｊを維持しつつ、高いＢｒが得られる。さらに、本発明のフェライト焼結磁石は製造安定性も良好である。
本発明により得られるフェライト焼結磁石の用途には特に制限はないが、例えば回転電気機械に用いることができる。また、本発明により得られる回転電気機械は上記のフェライト焼結磁石を有する。なお、回転電気機械の種類には特に制限はない。例えば、モータ、および、発電機等が挙げられる。
以下、実施例により発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
＜配合工程＞
出発原料として、ＳｒＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＣａＣＯ３、ＳｉＯ２、ＢａＣＯ３、Ａｌ２Ｏ３およびＣｒ２Ｏ３を準備し、フェライト焼結磁石の最終的な組成が表１～表９に記載された各試料の組成になるように秤量した。
出発原料として、ＳｒＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＣａＣＯ３、ＳｉＯ２、ＢａＣＯ３、Ａｌ２Ｏ３およびＣｒ２Ｏ３を準備し、フェライト焼結磁石の最終的な組成が表１～表９に記載された各試料の組成になるように秤量した。
上記出発原料のうち、Ｌａ２Ｏ３およびＣｏ３Ｏ４以外の原料を湿式アトライタにて混合、粉砕し、スラリー状の原料混合物を得た。
＜仮焼工程＞
この原料混合物を乾燥後、大気中、１２００°Ｃで２時間保持する仮焼処理を行い、仮焼体を得た。
この原料混合物を乾燥後、大気中、１２００°Ｃで２時間保持する仮焼処理を行い、仮焼体を得た。
＜粉砕工程＞
得られた仮焼体をロッドミルにて粗粉砕し、粗粉砕材を得た。次に、Ｌａ２Ｏ３およびＣｏ３Ｏ４を添加して湿式ボールミルにて微粉砕を２８時間行い、スラリーを得た。得られたスラリーを固形分濃度が７０～７５質量％となるように調整して湿式成形用スラリーとした。
得られた仮焼体をロッドミルにて粗粉砕し、粗粉砕材を得た。次に、Ｌａ２Ｏ３およびＣｏ３Ｏ４を添加して湿式ボールミルにて微粉砕を２８時間行い、スラリーを得た。得られたスラリーを固形分濃度が７０～７５質量％となるように調整して湿式成形用スラリーとした。
＜成形・焼成工程＞
次に、湿式磁場成形機を使用して予備成形体を得た。成形圧力は、５０ＭＰａ、印加磁場は８００ｋＡ／ｍとした。また、成形時の加圧方向と磁場印加方向は、同一方向に設定した。湿式成形で得られた予備成形体は円板状であり、直径３０ｍｍ、高さ１５ｍｍであった。
次に、湿式磁場成形機を使用して予備成形体を得た。成形圧力は、５０ＭＰａ、印加磁場は８００ｋＡ／ｍとした。また、成形時の加圧方向と磁場印加方向は、同一方向に設定した。湿式成形で得られた予備成形体は円板状であり、直径３０ｍｍ、高さ１５ｍｍであった。
予備成形体を大気中、最適焼成温度で１時間保持する焼成を行い、焼結体であるフェライト焼結磁石を得た。
以下、本実施例における最適焼成温度の決定方法について説明する。
まず、各実験例の組成について、１１９０～１２３０℃まで、１０℃ごとに焼成温度を変化させて焼成して焼結体を作製した。すなわち、各実験例につき、合計５個の焼結体を作製した。そして、各焼結体の密度を測定し、最も密度が高い焼結体の焼結温度を最適焼結温度とした。なお、焼結体の密度は、アルキメデス法により測定した。
各フェライト焼結磁石について、蛍光Ｘ線定量分析を行い、各フェライト焼結磁石がそれぞれ表１～表９に示す組成となっていることが確認できた。
また、Ｘ線回折測定により、表１～表９の各フェライト焼結磁石が六方晶Ｍ型構造を有することを確認した。
＜磁気特性（Ｂｒ、Ｈｃｊ）の測定＞
各実験例において最適焼結温度で焼結して得られた各フェライト焼結磁石の上下面を加工した後、２５°Ｃの大気雰囲気中にて、最大印加磁場１９８９ｋＡ／ｍのＢ－Ｈトレーサを使用して磁気特性を測定した。結果を表１～表９に示す。本実施例では、Ｂｒが４３５．０ｍＴを上回り、Ｈｃｊが３４５．０ｋＡ／ｍを上回る場合に磁気特性が良好であるとした。
各実験例において最適焼結温度で焼結して得られた各フェライト焼結磁石の上下面を加工した後、２５°Ｃの大気雰囲気中にて、最大印加磁場１９８９ｋＡ／ｍのＢ－Ｈトレーサを使用して磁気特性を測定した。結果を表１～表９に示す。本実施例では、Ｂｒが４３５．０ｍＴを上回り、Ｈｃｊが３４５．０ｋＡ／ｍを上回る場合に磁気特性が良好であるとした。
＜焼結温度依存性（ΔＨｃｊ）の測定＞
最適焼成温度－１０℃、最適焼成温度、最適焼成温度＋１０℃でそれぞれ焼成した場合におけるＨｃｊを測定した。そして、Ｈｃｊの最大値と最小値との差をΔＨｃｊとした。ΔＨｃｊが小さいほど製造安定性が良好であり、ΔＨｃｊが１０．０ｋＡ／ｍ未満である場合に製造安定性が良好である。
最適焼成温度－１０℃、最適焼成温度、最適焼成温度＋１０℃でそれぞれ焼成した場合におけるＨｃｊを測定した。そして、Ｈｃｊの最大値と最小値との差をΔＨｃｊとした。ΔＨｃｊが小さいほど製造安定性が良好であり、ΔＨｃｊが１０．０ｋＡ／ｍ未満である場合に製造安定性が良好である。
＜コスト欄＞
本実験例のコスト欄では、高コストな原料であるＣｏの含有量（ｙｚ）について、ｙｚ≦０．１７である場合を可とし、ｙｚ＞０．１７である場合を不可とした。
本実験例のコスト欄では、高コストな原料であるＣｏの含有量（ｙｚ）について、ｙｚ≦０．１７である場合を可とし、ｙｚ＞０．１７である場合を不可とした。
表１～表９より、ｘ、（１２－ｙ）ｚ、ｙｚが全て特定の範囲内であり、かつ、Ｍｃが特定の範囲内である各実施例はＢｒおよびＨｃｊが良好であり、製造安定性も良好であり、コストも優れていた。これに対し、ｘ、（１２－ｙ）ｚ、ｙｚ、Ｍｃのいずれかが特定の範囲外である場合には、Ｂｒ、Ｈｃｊ、製造安定性および／またはコストが悪化した。
ＳｉＯ２、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３および／またはＣｒ２Ｏ３をそれぞれ好適な範囲で含む場合には、さらに磁気特性が向上しやすいことを示す結果となった。
Claims (5)
- Ａ，Ｒ，ＦｅおよびＣｏを含み、Ａ1-xＲx（Ｆｅ12-yＣｏy）zＯ19（原子数比）と表すことができる六方晶Ｍ型フェライトを有するフェライト焼結磁石であり、
ＡはＳｒ，ＢａおよびＰｂから選択される１種以上であり、
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含み、
０．１４≦ｘ≦０．２２
１１．６０≦（１２－ｙ）ｚ≦１１．９９
０．１３≦ｙｚ≦０．１７
を満たし、
前記フェライト焼結磁石が前記六方晶Ｍ型フェライトに加えてさらにＣａおよびＡｌを含み、
前記フェライト焼結磁石に含まれるＣａを酸化物に換算したときに、ＣａＯの含有量をＭｃ（質量％）とし、前記フェライト焼結磁石に含まれるＡｌを酸化物に換算したときに、Ａｌ 2 Ｏ 3 の含有量をＭａ（質量％）として、
０．３０≦Ｍｃ≦０．６３および０．０５≦Ｍａ≦０．９０を満たすフェライト焼結磁石。 - 前記フェライト焼結磁石が前記六方晶Ｍ型フェライト、ＣａおよびＡｌに加えてさらにＳｉを含み、
前記フェライト焼結磁石に含まれるＳｉを酸化物に換算したときに、ＳｉＯ2の含有量をＭｓ（質量％）として、
０．３５≦Ｍｓ≦０．６０を満たす請求項１に記載のフェライト焼結磁石。 - 前記フェライト焼結磁石が前記六方晶Ｍ型フェライト、ＣａおよびＡｌに加えてさらにＢａを含んでもよく、
前記フェライト焼結磁石に含まれるＢａを酸化物に換算したときに、ＢａＯの含有量をＭｂ（質量％）として、
０≦Ｍｂ≦０．１５を満たす請求項１または２に記載のフェライト焼結磁石。 - 前記フェライト焼結磁石が前記六方晶Ｍ型フェライト、ＣａおよびＡｌに加えてさらにＣｒを含んでもよく、
前記フェライト焼結磁石に含まれるＣｒを酸化物に換算したときに、Ｃｒ2Ｏ3の含有量をＭｒ（質量％）として、
０≦Ｍｒ≦０．１０を満たす請求項１～３のいずれかに記載のフェライト焼結磁石。 - 請求項１～４のいずれかに記載のフェライト焼結磁石を有する回転電気機械。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020060501A JP7347296B2 (ja) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | フェライト焼結磁石および回転電気機械 |
| US17/201,809 US11664142B2 (en) | 2020-03-30 | 2021-03-15 | Ferrite sintered magnet and rotating electric machine |
| CN202110300677.7A CN113470912B (zh) | 2020-03-30 | 2021-03-22 | 铁氧体烧结磁铁及旋转电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020060501A JP7347296B2 (ja) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | フェライト焼結磁石および回転電気機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021155318A JP2021155318A (ja) | 2021-10-07 |
| JP7347296B2 true JP7347296B2 (ja) | 2023-09-20 |
Family
ID=77856508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020060501A Active JP7347296B2 (ja) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | フェライト焼結磁石および回転電気機械 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11664142B2 (ja) |
| JP (1) | JP7347296B2 (ja) |
| CN (1) | CN113470912B (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021155317A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | Tdk株式会社 | フェライト焼結磁石および回転電気機械 |
| KR102655155B1 (ko) * | 2022-08-18 | 2024-04-05 | 국립한국교통대학교산학협력단 | 페라이트 자성재료 및 이로부터 제조된 영구자석 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001135512A (ja) | 1999-11-08 | 2001-05-18 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | フェライト磁石粉末および該磁石粉末を用いた磁石およびそれらの製造方法 |
| JP2002353021A (ja) | 2001-03-19 | 2002-12-06 | Tdk Corp | フェライト焼結磁石の製造方法 |
| WO2005027153A1 (ja) | 2003-09-12 | 2005-03-24 | Neomax Co., Ltd. | フェライト焼結磁石 |
| WO2011111756A1 (ja) | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 日立金属株式会社 | フェライト焼結磁石及びその製造方法 |
| WO2018216594A1 (ja) | 2017-05-24 | 2018-11-29 | 日立金属株式会社 | フェライト焼結磁石 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3337990B2 (ja) | 1997-02-25 | 2002-10-28 | ティーディーケイ株式会社 | 酸化物磁性材料、フェライト粒子、焼結磁石、ボンディッド磁石、磁気記録媒体およびモータ |
| WO1998038654A1 (fr) | 1997-02-25 | 1998-09-03 | Tdk Corporation | Materiau magnetique a base d'oxyde, particule de ferrite, aimant obtenu par frittage, aimant issu d'une liaison, support d'enregistrement magnetique et moteur |
| JP3163279B2 (ja) * | 1997-02-25 | 2001-05-08 | ティーディーケイ株式会社 | 焼結磁石およびモータ |
| JP3488416B2 (ja) * | 1999-07-07 | 2004-01-19 | Ｔｄｋ株式会社 | フェライト磁石の製造方法 |
| JP3960730B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2007-08-15 | Ｔｄｋ株式会社 | 焼結磁石の製造方法 |
| JP4301539B2 (ja) * | 2001-01-26 | 2009-07-22 | Ｔｄｋ株式会社 | 乾式成形焼結磁石の製造方法 |
| KR100910048B1 (ko) * | 2004-09-10 | 2009-07-30 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 산화물자성재료 및 소결자석 |
| JP4215261B2 (ja) | 2004-10-29 | 2009-01-28 | Ｔｄｋ株式会社 | フェライト磁性材料及びその製造方法 |
| HUE033767T2 (en) | 2012-07-31 | 2018-01-29 | Hitachi Metals Ltd | For producing sintered ferrite magnet and process |
| CN104230323B (zh) | 2013-06-24 | 2016-12-28 | 广东江粉磁材股份有限公司 | M型钙镧钴永磁铁氧体及其制备方法 |
| CN104692785A (zh) | 2015-03-18 | 2015-06-10 | 马鞍山市鑫洋永磁有限责任公司 | 一种高性能锶钙永磁铁氧体磁铁及其制备方法 |
| JP6583631B2 (ja) * | 2016-01-15 | 2019-10-02 | Tdk株式会社 | フェライト焼結磁石 |
| JP7047530B2 (ja) * | 2018-03-28 | 2022-04-05 | Tdk株式会社 | フェライト焼結磁石及びフェライト焼結磁石の製造方法 |
-
2020
- 2020-03-30 JP JP2020060501A patent/JP7347296B2/ja active Active
-
2021
- 2021-03-15 US US17/201,809 patent/US11664142B2/en active Active
- 2021-03-22 CN CN202110300677.7A patent/CN113470912B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001135512A (ja) | 1999-11-08 | 2001-05-18 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | フェライト磁石粉末および該磁石粉末を用いた磁石およびそれらの製造方法 |
| JP2002353021A (ja) | 2001-03-19 | 2002-12-06 | Tdk Corp | フェライト焼結磁石の製造方法 |
| WO2005027153A1 (ja) | 2003-09-12 | 2005-03-24 | Neomax Co., Ltd. | フェライト焼結磁石 |
| WO2011111756A1 (ja) | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 日立金属株式会社 | フェライト焼結磁石及びその製造方法 |
| WO2018216594A1 (ja) | 2017-05-24 | 2018-11-29 | 日立金属株式会社 | フェライト焼結磁石 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113470912B (zh) | 2024-07-26 |
| US11664142B2 (en) | 2023-05-30 |
| CN113470912A (zh) | 2021-10-01 |
| JP2021155318A (ja) | 2021-10-07 |
| US20210304935A1 (en) | 2021-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6160619B2 (ja) | フェライト磁性材料、フェライト焼結磁石及びモータ | |
| JP7047530B2 (ja) | フェライト焼結磁石及びフェライト焼結磁石の製造方法 | |
| KR101377409B1 (ko) | 페라이트 자성 재료 | |
| CN110323025B (zh) | 铁氧体烧结磁铁 | |
| KR102434929B1 (ko) | 페라이트 소결 자석 및 그 제조 방법 | |
| JP7347296B2 (ja) | フェライト焼結磁石および回転電気機械 | |
| JP6070454B2 (ja) | フェライト化合物 | |
| CN112562950B (zh) | 铁氧体烧结磁体 | |
| JP7111150B2 (ja) | フェライト仮焼体、フェライト焼結磁石及びその製造方法 | |
| JP7367581B2 (ja) | フェライト焼結磁石 | |
| JP7367582B2 (ja) | フェライト焼結磁石 | |
| JP6927404B1 (ja) | フェライト仮焼体、フェライト焼結磁石及びその製造方法 | |
| CN113470913B (zh) | 铁氧体烧结磁铁及旋转电机 | |
| WO2022203005A1 (ja) | フェライト焼結磁石およびその製造方法 | |
| JP7238917B2 (ja) | フェライト仮焼体粉末及びフェライト焼結磁石の製造方法 | |
| JP7508967B2 (ja) | フェライト仮焼体、フェライト焼結磁石及びその製造方法 | |
| JP7468045B2 (ja) | フェライト仮焼体粉末、フェライト焼結磁石及びその製造方法 | |
| JP2024122839A (ja) | フェライト仮焼体、フェライト焼結磁石及びフェライト焼結磁石の製造方法 | |
| CN114249591A (zh) | 铁氧体预烧体及其制造方法 | |
| CN117831877A (zh) | 煅烧铁氧体和烧结铁氧体磁体及其制备方法 | |
| JP2024126609A (ja) | フェライト仮焼体、フェライト焼結磁石及びフェライト焼結磁石の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220704 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230323 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230405 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230602 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230808 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230821 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7347296 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |