JP7508730B2 - How jewelry is made - Google Patents
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Description
本開示は、宝飾品及びその製造方法に関する。 This disclosure relates to jewelry and methods for manufacturing the same.
永久磁石の磁力によって患部を治療する、永久磁石を含む家庭用永久磁石磁気治療器（ＪＩＳ Ｔ ２００７：２０１１）が知られている。
家庭用永久磁石磁気治療器においては、貴金属を永久磁石と組み合わせることによって外観を向上させる試みがなされており、例えば、「一次粒子径が０．５～５μｍの銀微粉末と一次粒子径が１～４０μｍの希土類磁石の微粉末に、樹脂を混練してプレス成形し、該プレス成形体を着磁してなり、少なくとも５０重量％の銀を含有し、３５ｍＴ以上の磁束密度を得たことを特徴とする銀を主体とする貴金属磁石」が開示されている（例えば、特許文献１）。
2. Description of the Related Art A home permanent magnet magnetic therapy device (JIS T 2007:2011) that includes a permanent magnet and treats an affected area using the magnetic force of the permanent magnet is known.
In home permanent magnet magnetic therapy devices, attempts have been made to improve the appearance by combining precious metals with permanent magnets. For example, a "silver-based precious metal magnet is produced by kneading fine silver powder having a primary particle size of 0.5 to 5 μm and fine rare earth magnet powder having a primary particle size of 1 to 40 μm with resin, press-molding the mixture, and magnetizing the press-molded body, the magnet containing at least 50% by weight of silver and having a magnetic flux density of 35 mT or more" has been disclosed (for example, Patent Document 1).
特許文献１記載の貴金属磁石は、樹脂を混練してプレス成型されたものであることから、樹脂が硬化した後には圧延や曲げなどの金属加工をすることができない。また、特許文献１記載の貴金属磁石は、樹脂を含み、かつ、磁石の分散性が低いことから、銀が有する色彩や光沢などの金属特性が十分に発揮されない。また、特許文献１記載の貴金属磁石は樹脂を含むことから、貴金属磁石自体の外観は良好でなく、外観を向上させるために最終的にめっき仕上げをする必要がある。 The precious metal magnet described in Patent Document 1 is made by kneading resin and then press-molding it, so it cannot be subjected to metal processing such as rolling or bending after the resin has hardened. In addition, the precious metal magnet described in Patent Document 1 contains resin and has low dispersibility, so the metallic properties of silver, such as color and luster, are not fully exhibited. In addition, because the precious metal magnet described in Patent Document 1 contains resin, the appearance of the precious metal magnet itself is not good, and a final plating finish is required to improve the appearance.
上記に鑑み、本開示は、貴金属が有する金属加工性、並びに色彩及び光沢等の金属特性を保持し、かつ、高い最大磁束密度を有する宝飾品及びその製造方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。 In view of the above, the present disclosure aims to provide jewelry that retains the metal workability and metallic properties such as color and luster of precious metals, and has a high maximum magnetic flux density, and a manufacturing method thereof, and has an objective of achieving this objective.
前記課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞ ８０質量％～９３．５質量％の貴金属と、６．５質量％～２０質量％の永久磁石と、を含む、宝飾品。
＜２＞ 前記貴金属が、金、銀、銅、白金、若しくはパラジウム、又は、「金、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選択される少なくとも１種を含む合金」である、＜１＞に記載の宝飾品。
＜３＞ 前記永久磁石が、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石、アルニコ磁石、及びフェライト磁石からなる群から選択される少なくとも１種の磁石である、＜１＞又は＜２＞に記載の宝飾品。
＜４＞ 前記サマリウムコバルト磁石が、ＳｍＣｏ５磁石である、＜３＞に記載の宝飾品。
＜５＞ １０ｍＴ（ミリテスラ）以上の最大磁束密度を有する、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の宝飾品
＜６＞ 磁気健康器具である、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の宝飾品。
＜７＞ ６．５質量％～２０質量％の永久磁石の粉末を８０質量％～９３．５質量％の貴金属の粉末に分散させて分散体を作製する工程、及び前記分散体を加圧圧縮焼結して焼結体を作製する工程、を含む、宝飾品の製造方法。
＜８＞ 前記分散が、前記永久磁石の粉末及び前記貴金属の粉末に溶媒を添加して行われる、＜７＞に記載の宝飾品の製造方法。
＜９＞ 前記溶媒が、有機溶媒である、＜８＞に記載の宝飾品の製造方法。
＜１０＞ 前記有機溶媒が、アルコールである、＜９＞に記載の宝飾品の製造方法。
＜１１＞ 前記溶媒が、前記永久磁石の粉末及び前記貴金属の粉末の全質量１００に対し、１～８０の質量比で添加される、＜８＞～＜１０＞のいずれか１つに記載の宝飾品の製造方法。
＜１２＞ 前記永久磁石の粉末の体積平均粒径が、７５μｍ以下である、＜７＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の宝飾品の製造方法。
＜１３＞ 前記貴金属の粉末の体積平均粒径が、１００μｍ以下である、＜７＞～＜１２＞のいずれか１つに記載の宝飾品の製造方法。
＜１４＞ 前記加圧圧縮焼結が、放電プラズマ焼結である、＜７＞～＜１３＞のいずれか１つに記載の宝飾品の製造方法。
＜１５＞ 前記放電プラズマ焼結が、２００℃～６００℃の焼結温度で行われる、＜１４＞に記載の宝飾品の製造方法。
＜１６＞ 前記焼結温度の保持時間が、１５分～６０分である、＜１５＞に記載の宝飾品の製造方法。
＜１７＞ 前記焼結温度への昇温速度が、２０℃／分～６０℃／分である、＜１５＞又は＜１６＞に記載の宝飾品の製造方法。
＜１８＞ 前記放電プラズマ焼結が、５ＭＰａ～８０ＭＰａの圧力下で行われる、＜１４＞～＜１７＞のいずれか１つに記載の宝飾品の製造方法。
＜１９＞ 前記貴金属が、金、銀、銅、白金、若しくはパラジウム、又は、「金、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選択される少なくとも１種を含む合金」である、＜７＞～＜１８＞のいずれか１つに記載の宝飾品の製造方法。
＜２０＞ 前記永久磁石が、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石、アルニコ磁石、及びフェライト磁石からなる群から選択される少なくとも１種の磁石である、＜７＞～＜１９＞のいずれか１つに記載の宝飾品の製造方法。
＜２１＞ 前記サマリウムコバルト磁石が、ＳｍＣｏ５磁石である、＜２０＞に記載の宝飾品の製造方法。
＜２２＞ 前記宝飾品が、１０ｍＴ以上の最大磁束密度を有する、＜７＞～＜２１＞のいずれか１つに記載の宝飾品の製造方法。
＜２３＞ 前記宝飾品が、磁気健康器具である、＜７＞～＜２２＞のいずれか１つに記載の宝飾品の製造方法。
Specific means for solving the above problems include the following aspects.
<1> A jewelry item comprising 80% to 93.5% by mass of a precious metal and 6.5% to 20% by mass of a permanent magnet.
<2> The jewelry according to <1>, wherein the precious metal is gold, silver, copper, platinum, or palladium, or an alloy containing at least one selected from the group consisting of gold, silver, copper, platinum, and palladium.
<3> The jewelry according to <1> or <2>, wherein the permanent magnet is at least one type of magnet selected from the group consisting of samarium-cobalt magnets, neodymium magnets, alnico magnets, and ferrite magnets.
<4> The jewelry according to <3>, wherein the samarium cobalt magnet is a SmCo5 magnet.
<5> The jewelry according to any one of <1> to <4>, which has a maximum magnetic flux density of 10 mT (millitesla) or more. <6> The jewelry according to any one of <1> to <5>, which is a magnetic health device.
<7> A method for manufacturing a jewelry item, comprising the steps of: dispersing 6.5% by mass to 20% by mass of permanent magnet powder in 80% by mass to 93.5% by mass of precious metal powder to prepare a dispersion; and compressing and sintering the dispersion to prepare a sintered body.
<8> The method for manufacturing a jewelry item according to <7>, wherein the dispersion is carried out by adding a solvent to the permanent magnet powder and the precious metal powder.
<9> The method for manufacturing a jewelry item according to <8>, wherein the solvent is an organic solvent.
<10> The method for manufacturing a jewelry item according to <9>, wherein the organic solvent is an alcohol.
<11> The method for manufacturing a jewelry item according to any one of <8> to <10>, wherein the solvent is added in a mass ratio of 1 to 80 with respect to a total mass of 100 of the permanent magnet powder and the precious metal powder.
<12> The method for manufacturing a jewelry item according to any one of <7> to <11>, wherein the volume average particle size of the powder of the permanent magnet is 75 μm or less.
<13> The method for manufacturing a jewelry item according to any one of <7> to <12>, wherein the volume average particle size of the powder of the precious metal is 100 μm or less.
<14> The method for manufacturing a jewelry item according to any one of <7> to <13>, wherein the pressure compression sintering is discharge plasma sintering.
<15> The method for manufacturing a jewelry item according to <14>, wherein the spark plasma sintering is carried out at a sintering temperature of 200°C to 600°C.
<16> The method for manufacturing a jewelry item according to <15>, wherein the sintering temperature is maintained for 15 to 60 minutes.
<17> The method for manufacturing a jewelry item according to <15> or <16>, wherein the rate of temperature rise to the sintering temperature is 20° C./min to 60° C./min.
<18> The method for manufacturing a jewelry item according to any one of <14> to <17>, wherein the spark plasma sintering is carried out under a pressure of 5 MPa to 80 MPa.
<19> The method for manufacturing a jewelry item according to any one of <7> to <18>, wherein the precious metal is gold, silver, copper, platinum, or palladium, or an alloy containing at least one selected from the group consisting of gold, silver, copper, platinum, and palladium.
<20> The method for manufacturing a jewelry item according to any one of <7> to <19>, wherein the permanent magnet is at least one type of magnet selected from the group consisting of a samarium-cobalt magnet, a neodymium magnet, an alnico magnet, and a ferrite magnet.
<21> The method for manufacturing a jewelry item according to <20>, wherein the samarium cobalt magnet is a SmCo5 magnet.
<22> The method for manufacturing a jewelry item according to any one of <7> to <21>, wherein the jewelry item has a maximum magnetic flux density of 10 mT or more.
<23> The method for manufacturing a jewelry item according to any one of <7> to <22>, wherein the jewelry item is a magnetic health device.
本開示によれば、貴金属が有する金属加工性、並びに色彩及び光沢等の金属特性を保持し、かつ、高い最大磁束密度を有する宝飾品及びその製造方法が提供される。 The present disclosure provides a jewelry product and a manufacturing method thereof that retains the metal workability and metallic properties, such as color and luster, of precious metals and has a high maximum magnetic flux density.
本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を意味する。本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。 In this specification, a numerical range indicated using "~" means a range that includes the numerical values before and after "~" as the minimum and maximum values, respectively. In the numerical ranges described in this disclosure in stages, the upper or lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with the upper or lower limit value of another numerical range described in stages. In addition, in the numerical ranges described in this disclosure, the upper or lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with a value shown in the examples.
本明細書において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。 In this specification, the term "process" refers not only to an independent process, but also to a process that cannot be clearly distinguished from other processes, as long as the intended purpose of the process is achieved.
＜宝飾品＞
本開示の宝飾品は、８０質量％～９３．５質量％の貴金属と、６．５質量％～２０質量％の永久磁石と、を含む。
従来の貴金属及び永久磁石を含む家庭用永久磁石磁気治療器では、所望の最大磁束密度を確保するために永久磁石の含有率が高く、かつ、その分散性が低かったことから、色彩及び光沢等の金属特性が十分に発揮されず、外観の向上は十分に達成できていなかった。
これに対し、本開示の宝飾品は、貴金属が有する金属加工性や色彩及び光沢等の金属特性を保持しながら、高い最大磁束密度を有する。
その理由は、以下のように推察される。すなわち、本開示の宝飾品では、貴金属の含有率が高く、かつ、永久磁石が均一性をもって分散されていることから、貴金属の色彩及び光沢等の金属特性が保持されていると考えられる。また、焼結する際に、永久磁石相が貴金属相中に均一性をもって分散されていることにより、焼結体において最大磁束密度が高く保持されると考えられる。更に、本開示の宝飾品は、焼結体であることから、金属加工性が保持されていると考えられる。
<Jewelry>
The jewelry article of the present disclosure comprises, by weight, 80% to 93.5% precious metal and 6.5% to 20% permanent magnet.
In conventional home permanent magnet magnetic therapy devices that contain precious metals and permanent magnets, the permanent magnet content was high in order to ensure the desired maximum magnetic flux density, and the permanent magnets had low dispersibility, so the metallic properties such as color and luster were not fully exhibited and the appearance was not fully improved.
In contrast, the jewelry of the present disclosure has a high maximum magnetic flux density while retaining the metallic properties of precious metals, such as metal workability, color, and luster.
The reason for this is presumed to be as follows. That is, since the jewelry of the present disclosure has a high content of precious metal and the permanent magnets are uniformly dispersed, it is believed that the metallic properties of the precious metal, such as color and luster, are maintained. Furthermore, since the permanent magnet phase is uniformly dispersed in the precious metal phase during sintering, it is believed that the maximum magnetic flux density is maintained at a high level in the sintered body. Furthermore, since the jewelry of the present disclosure is a sintered body, it is believed that the metal workability is maintained.
本開示において、「宝飾品」とは、貴金属を含む装飾品をいい、身に着けるための身飾品も含む。また、「装飾品」とは、装飾を目的とする物品及び装飾が施された物品の全てをいう。
本開示において、「金属加工性」とは、金属を除去することなく加工できる性質をいい、例えば圧延、曲げなどを意味する。また、「金属加工性」には、焼結体を成形した後に、再度成形することも含まれる。
本開示において、「金属特性」とは、金属の外観に関する特性をいい、例えば色彩、光沢などを意味する。
In this disclosure, "jewelry" refers to decorative items containing precious metals, including personal accessories for wearing. Additionally, "ornaments" refers to all articles that are intended for decoration and articles that are decorated.
In this disclosure, "metal workability" refers to the property of being able to be processed without removing metal, such as by rolling, bending, etc. "Metal workability" also includes re-molding after molding the sintered body.
In the present disclosure, "metallic properties" refers to properties related to the appearance of a metal, such as color, luster, and the like.
本開示の宝飾品が有する最大磁束密度は、宝飾品の大きさ、当該宝飾品に含まれる永久磁石の量、着磁された方向に垂直な宝飾品の面の面積、及び宝飾品の厚さを変更することにより、適宜調整することができる。なお、「宝飾品の厚さ」とは、宝飾品における着磁された方向に垂直な面の厚さをいう。例えば、宝飾品が有する最大磁束密度は、当該宝飾品に含まれる永久磁石の量を増加させること、着磁された方向に垂直な宝飾品の面の面積を大きくすること、宝飾品の厚さを厚くすること、により、大きくすることができる。
また、最大磁束密度を呈する方向（例えば、面直方向又は面内方向）は、宝飾品の形状により異なり得る。例えば、宝飾品が、円柱状の場合には面直方向が最大磁束密度を呈し得、円盤の周方向に４分の１切断した形状の場合には面内方向が最大磁束密度を呈し得る。
最大磁束密度とは、宝飾品について測定された表面磁束密度のうちの最大値をいう。
表面磁束密度は、テスラメーター(ＭＧ－８０１、株式会社マグナ製)を用いて測定される。
The maximum magnetic flux density of the jewelry of the present disclosure can be appropriately adjusted by changing the size of the jewelry, the amount of permanent magnets contained in the jewelry, the area of the face of the jewelry perpendicular to the magnetized direction, and the thickness of the jewelry. Note that the "thickness of the jewelry" refers to the thickness of the face of the jewelry perpendicular to the magnetized direction. For example, the maximum magnetic flux density of the jewelry can be increased by increasing the amount of permanent magnets contained in the jewelry, increasing the area of the face of the jewelry perpendicular to the magnetized direction, and increasing the thickness of the jewelry.
In addition, the direction in which the magnetic flux density is maximum (e.g., perpendicular or in-plane) may vary depending on the shape of the jewelry. For example, if the jewelry is cylindrical, the magnetic flux density may be maximum in the perpendicular direction, whereas if the jewelry is in the shape of a disk cut in quarter in the circumferential direction, the magnetic flux density may be maximum in the in-plane direction.
Maximum magnetic flux density refers to the maximum surface magnetic flux density measured on the jewelry item.
The surface magnetic flux density is measured using a Tesla meter (MG-801, manufactured by Magna Corporation).
本開示の宝飾品は、好ましくは１０ｍＴ以上の最大磁束密度を有し、より好ましくは３０ｍＴ以上２００ｍＴ以下の最大磁束密度を有する。本開示の宝飾品は、１０ｍＴ以上の最大磁束密度を有することにより、身体の不具合（例えば、肩こり、腰痛など）を予防し、緩和させ、及び／又は治癒させる効果が高くなる。 The jewelry of the present disclosure preferably has a maximum magnetic flux density of 10 mT or more, and more preferably has a maximum magnetic flux density of 30 mT or more and 200 mT or less. By having a maximum magnetic flux density of 10 mT or more, the jewelry of the present disclosure is more effective in preventing, alleviating, and/or curing physical disorders (e.g., stiff shoulders, lower back pain, etc.).
本開示の宝飾品は、磁気健康器具であってよい。ここで、磁気健康器具とは、永久磁石を用いて身体の不具合（例えば、肩こり、腰痛など）を予防し、緩和させ、及び／又は治癒させることを目的とする物品の全てをいい、ＪＩＳ Ｔ ２００７：２０１１に規定されている家庭用永久磁石磁気治療器も含む。 The jewelry of the present disclosure may be a magnetic health device. Here, a magnetic health device refers to any item that uses a permanent magnet to prevent, relieve, and/or cure physical ailments (e.g., stiff shoulders, back pain, etc.), and also includes home permanent magnet magnetic therapy devices as specified in JIS T 2007:2011.
（貴金属）
本開示の宝飾品は、８０質量％～９３．５質量％の貴金属を含み、好ましくは８５質量％～９３．５質量％、より好ましくは９０質量％～９３．５質量％の貴金属を含む。本開示の宝飾品は、８０質量％～９３．５質量％の貴金属を含むことにより、貴金属の色彩及び光沢等の金属特性が発揮され、外観の向上が達成される。
(Precious metals)
The jewelry of the present disclosure contains 80% to 93.5% by mass of precious metal, preferably 85% to 93.5% by mass, and more preferably 90% to 93.5% by mass of precious metal. By containing 80% to 93.5% by mass of precious metal, the metallic properties of the precious metal, such as color and luster, are exhibited, and an improvement in appearance is achieved.
貴金属は、好ましくは、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、若しくはパラジウム（Ｐｄ）、又は、「金、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選択される少なくとも１種を含む合金」であり、より好ましくは、金、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選択される。
ここで、「金、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選択される少なくとも１種を含む合金」とは、「金、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選択される金属を２種以上含む合金」、並びに、「金、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属と、金、銀、銅、白金、及びパラジウム以外の金属（１種又は２種以上）との合金」、の両方を意味する。
The precious metal is preferably gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), or palladium (Pd), or "an alloy containing at least one selected from the group consisting of gold, silver, copper, platinum, and palladium", and more preferably selected from the group consisting of gold, silver, copper, platinum, and palladium.
Here, "an alloy containing at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, copper, platinum, and palladium" means both "an alloy containing two or more metals selected from the group consisting of gold, silver, copper, platinum, and palladium" and "an alloy of at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, copper, platinum, and palladium with a metal (one or more) other than gold, silver, copper, platinum, and palladium."
（永久磁石）
本開示の宝飾品は、６．５質量％～２０質量％の永久磁石を含み、好ましくは６．５質量％～１５質量％、より好ましくは６．５質量％～１０質量％の永久磁石を含む。本開示の宝飾品は、６．５質量％～２０質量％の永久磁石を含むことにより、身体の不具合（例えば、肩こり、腰痛など）を予防し、緩和させ、及び／又は治癒させることに好適に使用することができる程度の最大磁束密度（例えば、１０ｍＴ以上、好ましくは３０ｍＴ以上２００ｍＴ以下）を有することができる。
(permanent magnet)
The jewelry of the present disclosure contains 6.5% to 20% by mass of permanent magnets, preferably 6.5% to 15% by mass, and more preferably 6.5% to 10% by mass of permanent magnets. By containing 6.5% to 20% by mass of permanent magnets, the jewelry of the present disclosure can have a maximum magnetic flux density (for example, 10 mT or more, preferably 30 mT or more and 200 mT or less) that can be suitably used for preventing, alleviating, and/or curing physical disorders (for example, stiff shoulders, lower back pain, etc.).
永久磁石は、磁束密度の観点から、好ましくは、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石、アルニコ磁石、及びフェライト磁石からなる群から選択され、より好ましくは、サマリウムコバルト磁石、及びネオジム磁石からなる群から選択され、特に好ましくはネオジム磁石である。 From the viewpoint of magnetic flux density, the permanent magnet is preferably selected from the group consisting of samarium-cobalt magnets, neodymium magnets, alnico magnets, and ferrite magnets, more preferably selected from the group consisting of samarium-cobalt magnets and neodymium magnets, and particularly preferably a neodymium magnet.
サマリウムコバルト磁石は、サマリウム（Ｓｍ）及びコバルト（Ｃｏ）を主成分とする磁石である。サマリウムコバルト磁石は、ＳｍＣｏ５磁石又はＳｍ２Ｃｏ１７磁石であってよく、好ましくはＳｍＣｏ５磁石である。ここで、サマリウム及びコバルトが「主成分」であるとは、サマリウムコバルト磁石の全質量に対し、サマリウム及びコバルトが、９０質量％以上含まれていることを意味する。
ネオジム磁石は、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）及び硼素（Ｂ）を主成分とする磁石である。ここで、ネオジム、鉄及び硼素が「主成分」であるとは、ネオジム磁石の全質量に対し、ネオジム、鉄及び硼素が、９０質量％以上含まれていることを意味する。ネオジム磁石は、磁束密度の向上の観点から、ネオジム磁石に含まれるＮｄ、Ｆｅ及びＢの合計量に対して、Ｎｄを２．０原子％～１４．０原子％含み、Ｆｅを７２．０原子％～８５．０原子％含むことが好ましく、Ｎｄを３．０原子％～１３．０原子％含み、Ｆｅを７５．０原子％～８４．０原子％含むことがより好ましい。これらの中でも、ネオジム磁石は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ磁石であることが好ましい。
アルニコ磁石は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）を主成分とする磁石である。ここで、アルミニウム、ニッケル及びコバルトが「主成分」であるとは、アルニコ磁石の全質量に対し、アルミニウム、ニッケル及びコバルトが、９０質量％以上含まれていることを意味する。
フェライト磁石は、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を主成分とする磁石である。ここで、酸化鉄が「主成分」であるとは、フェライト磁石の全質量に対し、酸化鉄が、９０質量％以上含まれていることを意味する。
Samarium-cobalt magnets are magnets whose main components are samarium (Sm) and cobalt (Co). Samarium-cobalt magnets may be SmCo5 magnets or Sm2Co17 magnets, and are preferably SmCo5 magnets. Here, samarium and cobalt being the "main components" means that samarium and cobalt are contained in an amount of 90% by mass or more based on the total mass of the samarium-cobalt magnet.
Neodymium magnets are magnets whose main components are neodymium (Nd), iron (Fe) and boron (B). Here, neodymium, iron and boron being "main components" means that neodymium, iron and boron are contained in an amount of 90 mass% or more with respect to the total mass of the neodymium magnet. From the viewpoint of improving magnetic flux density, the neodymium magnet preferably contains 2.0 atomic % to 14.0 atomic % of Nd and 72.0 atomic % to 85.0 atomic % of Fe with respect to the total amount of Nd, Fe and B contained in the neodymium magnet, and more preferably contains 3.0 atomic % to 13.0 atomic % of Nd and 75.0 atomic % to 84.0 atomic % of Fe. Among these, the neodymium magnet is preferably a Nd 2 Fe 14 B magnet.
An alnico magnet is a magnet whose main components are aluminum (Al), nickel (Ni) and cobalt (Co). Here, aluminum, nickel and cobalt being the "main components" means that the alnico magnet contains 90 mass% or more of aluminum, nickel and cobalt relative to the total mass of the alnico magnet.
A ferrite magnet is a magnet whose main component is iron oxide (Fe 2 O 3 ). Here, iron oxide being the "main component" means that the ferrite magnet contains iron oxide at 90 mass % or more of the total mass.
永久磁石は、宝飾品とした場合に、１０ｍＴ以上の最大磁束密度を有する量で宝飾品に含まれることが好ましく、３０ｍＴ以上２００ｍＴ以下の最大磁束密度を有することがより好ましい。１０ｍＴ以上の最大磁束密度を有する量で永久磁石が宝飾品に含まれることにより、本開示の宝飾品は、身体の不具合（例えば、肩こり、腰痛など）を予防し、緩和させ、及び／又は治癒させることに好適に使用することができる。 When the permanent magnet is made into jewelry, it is preferable that the amount of the permanent magnet contained in the jewelry is such that the maximum magnetic flux density is 10 mT or more, and more preferably, the maximum magnetic flux density is 30 mT or more and 200 mT or less. By containing a permanent magnet in the jewelry in an amount that has a maximum magnetic flux density of 10 mT or more, the jewelry of the present disclosure can be suitably used to prevent, relieve, and/or cure physical disorders (e.g., stiff shoulders, lower back pain, etc.).
＜宝飾品の製造方法＞
本開示の宝飾品の製造方法は、６．５質量％～２０質量％の永久磁石の粉末を８０質量％～９３．５質量％の貴金属の粉末に分散させて分散体を作製する工程、及び前記分散体を加圧圧縮焼結して焼結体を作製する工程、を含む。
<Jewelry manufacturing method>
The method of manufacturing a jewelry item of the present disclosure includes the steps of dispersing 6.5% to 20% by weight of permanent magnet powder in 80% to 93.5% by weight of precious metal powder to produce a dispersion, and compressing and sintering the dispersion to produce a sintered body.
本開示の宝飾品の製造方法における「宝飾品」、「永久磁石」及び「貴金属」は、先の＜宝飾品＞の項に記載した通りである。 The "jewelry," "permanent magnets," and "precious metals" in the jewelry manufacturing method of this disclosure are as described in the <Jewelry> section above.
（分散）
本開示の宝飾品の製造方法は、６．５質量％～２０質量％の永久磁石の粉末を８０質量％～９３．５質量％の貴金属の粉末に分散させて分散体を作製する工程を含む。分散工程により、永久磁石の粉末が貴金属の粉末中に均一性をもって分散されることで、宝飾品においては、貴金属の色彩及び光沢等の金属特性が保持されるとともに、高い最大磁束密度が達成される。
(Dispersion)
The manufacturing method of the jewelry of the present disclosure includes a step of dispersing 6.5% to 20% by mass of permanent magnet powder in 80% to 93.5% by mass of precious metal powder to produce a dispersion. The dispersion step disperses the permanent magnet powder uniformly in the precious metal powder, so that the metallic properties of the precious metal, such as color and luster, are maintained in the jewelry, and a high maximum magnetic flux density is achieved.
本開示において、「分散」は、永久磁石の粉末が貴金属の粉末中に均一性をもって存在するよう混合、撹拌等すること、又は、永久磁石の粉末が貴金属の粉末中に均一性をもって存在する状態、の両方をいうことができる。
本開示において、「均一性をもって」分散するとは、必ずしも一分子レベルでの分散を意味せず、例えば反射電子像において永久磁石相が貴金属相中に目立った偏りがなく全体的に散在していることが観測できれば、均一性をもって分散しているということができる。
In the present disclosure, "dispersion" can refer to both mixing, stirring, etc. so that the permanent magnet powder is uniformly present in the precious metal powder, or the state in which the permanent magnet powder is uniformly present in the precious metal powder.
In the present disclosure, being "uniformly" dispersed does not necessarily mean being dispersed at the level of a single molecule. For example, if it is observed in a backscattered electron image that the permanent magnet phase is dispersed throughout the precious metal phase without any noticeable bias, it can be said that the permanent magnet phase is uniformly dispersed.
分散は、永久磁石の粉末を貴金属の粉末中に均一性をもって分散できる任意の手段又は装置を用いて行うことができる。例えば、分散は、永久磁石の粉末と貴金属の粉末とを乳鉢に入れ、永久磁石の粉末が貴金属の粉末中に均一性をもって分散するまで混合することにより行うことができる。
好ましくは、分散は、永久磁石の粉末及び貴金属の粉末に溶媒を添加して行われる。永久磁石の粉末及び貴金属の粉末に溶媒を添加して分散を行うことにより、溶媒の非存在下で分散させた場合よりも、貴金属の粉末における永久磁石の粉末の分散の均一性が高められるので好ましい。
Dispersion can be performed using any means or device capable of uniformly dispersing the permanent magnet powder in the precious metal powder, for example, by placing the permanent magnet powder and the precious metal powder in a mortar and mixing until the permanent magnet powder is uniformly dispersed in the precious metal powder.
Preferably, the dispersion is carried out by adding a solvent to the permanent magnet powder and the precious metal powder, which is preferable because the uniformity of the dispersion of the permanent magnet powder in the precious metal powder is increased by adding a solvent to the permanent magnet powder and the precious metal powder compared to dispersion in the absence of a solvent.
溶媒は、好ましくは有機溶媒であり、より好ましくはアルコールである。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等が好ましく、エタノールがより好ましい。有機溶媒を添加して永久磁石の粉末を貴金属の粉末に分散させることにより、有機溶媒の非存在下で分散させた場合よりも、貴金属の粉末における永久磁石の粉末の分散の均一性が高められるので好ましい。 The solvent is preferably an organic solvent, more preferably an alcohol. Examples of alcohols that are preferred include methanol, ethanol, and propanol, and ethanol is more preferred. By adding an organic solvent to disperse the permanent magnet powder in the precious metal powder, the uniformity of the dispersion of the permanent magnet powder in the precious metal powder is increased compared to the case where the permanent magnet powder is dispersed in the absence of an organic solvent, which is preferable.
溶媒は、永久磁石の粉末及び貴金属の粉末の全質量１００に対し、好ましくは１～８０、より好ましくは１０～３０、更に好ましくは１５～２５の質量比で添加される。上記質量比で溶媒が添加されることにより、貴金属の粉末における永久磁石の粉末の分散の均一性が高められるので好ましい。 The solvent is preferably added in a mass ratio of 1 to 80, more preferably 10 to 30, and even more preferably 15 to 25, relative to the total mass of the permanent magnet powder and precious metal powder, which is 100. Adding the solvent in the above mass ratio is preferable because it increases the uniformity of dispersion of the permanent magnet powder in the precious metal powder.
溶媒を含む分散体は、溶媒の全量を含んだまま加圧圧縮焼結に使用してよく、又は揮発等により溶媒の一部若しくは全部を除去して加圧圧縮焼結に使用してもよい。
好ましくは、溶媒を含む分散体は、粘土状の形態である。溶媒を含む分散体が粘土状の形態であると、貴金属中における永久磁石の分散の均一性を高く維持したまま分散体の加圧圧縮焼結に供することができるため、貴金属の色彩及び光沢等の金属特性が保持されるとともに、高い最大磁束密度を有する宝飾品を得ることができる。
The dispersion containing a solvent may be used for pressure compression sintering while still containing the entire amount of the solvent, or may be used for pressure compression sintering after removing a part or all of the solvent by volatilization or the like.
Preferably, the solvent-containing dispersion is in a clay-like form. When the solvent-containing dispersion is in a clay-like form, the dispersion can be subjected to pressure compression sintering while maintaining high uniformity of dispersion of the permanent magnet in the precious metal, so that the metallic properties such as color and luster of the precious metal can be maintained and a jewelry having a high maximum magnetic flux density can be obtained.
永久磁石の粉末の体積平均粒径は、好ましくは７５μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ～７５μｍであり、更に好ましくは１０μｍ超７５μｍ以下であり、特に好ましくは２５μｍ超７５μｍ以下である。 The volume average particle size of the permanent magnet powder is preferably 75 μm or less, more preferably 1 μm to 75 μm, even more preferably more than 10 μm and less than 75 μm, and particularly preferably more than 25 μm and less than 75 μm.
貴金属の粉末の体積平均粒径は、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ～１００μｍであり、更に好ましくは１０μｍ超１００μｍ以下であり、特に好ましくは２５μｍ超１００μｍ以下である。 The volume average particle size of the precious metal powder is preferably 100 μm or less, more preferably 1 μm to 100 μm, even more preferably more than 10 μm and less than 100 μm, and particularly preferably more than 25 μm and less than 100 μm.
本開示において、粉末の「体積平均粒径」は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、又は光学顕微鏡を用いて測定することができる。具体的には、粉末の「体積平均粒径」は、ＳＥＭ又は光学顕微鏡を用いて得られた画像をＩｍａｇｅＪなどの画像解析ソフトウェアで解析することにより決定できる。 In this disclosure, the "volume average particle size" of a powder can be measured using a scanning electron microscope (SEM) or an optical microscope. Specifically, the "volume average particle size" of a powder can be determined by analyzing images obtained using a SEM or an optical microscope with image analysis software such as ImageJ.
本開示において、粉末の粒径は、ふるいの目開きの大きさにより規定することができる。すなわち、特定の大きさの目開きを通る粉末は、当該目開きの大きさ以下の粒径を有する。
ふるいには、目的に応じて適切な大きさの目開きを有するふるいを使用することができる。ふるいは、例えば、ＪＩＳ ８８０１で規定されているふるいを使用することができる。
In the present disclosure, the particle size of a powder can be defined by the size of the sieve openings, i.e., a powder that passes through a particular size opening has a particle size equal to or smaller than that size opening.
The sieve used may have an appropriate size of opening depending on the purpose, for example, a sieve specified in JIS 8801.
本開示において使用されるふるいは、好ましくは、１０μｍ、２５μｍ、７５μｍ、及び１００μｍの目開きを有するふるいである。ふるいは、１種のみを使用してよく、又は目開きの異なる２種以上のふるいを組み合わせて使用してもよい。 The sieves used in this disclosure are preferably sieves having openings of 10 μm, 25 μm, 75 μm, and 100 μm. Only one type of sieve may be used, or two or more types of sieves having different openings may be used in combination.
ふるいを１種のみ使用する場合、例えば、目開きが１００μｍのふるいを使用して、当該ふるいを通った粉末を調製することにより、１００μｍ以下の粒径の粉末を調製できる。
２種以上のふるいを使用する場合、例えば、目開きが１０μｍ及び１００μｍの２種類のふるいを使用して、１００μｍのふるいを通り、かつ、１０μｍのふるいを通らない粉末を選別することにより、１０μｍ超１００μｍ以下の粒径の粉末を調製できる。
When only one type of sieve is used, for example, a sieve with an opening of 100 μm is used and powder that has passed through the sieve can be prepared to have a particle size of 100 μm or less.
When two or more types of sieves are used, for example, two types of sieves with openings of 10 μm and 100 μm are used to select powder that passes through the 100 μm sieve but does not pass through the 10 μm sieve, thereby preparing a powder with a particle size of more than 10 μm and not more than 100 μm.
（加圧圧縮焼結）
本開示の宝飾品の製造方法は、分散体を加圧圧縮焼結して焼結体を作製する工程を含む。加圧圧縮焼結により、分散体に含まれる貴金属の粉末と永久磁石の粉末とが焼き固められ、緻密化された焼結体が形成される。
本開示の焼結体には、樹脂が含まれていないことから、本開示の宝飾品は、金属加工性を保持することができる。
(Pressure compression sintering)
The method of manufacturing a jewelry product of the present disclosure includes a step of compressing and sintering a dispersion to produce a sintered body, which sinters the precious metal powder and the permanent magnet powder contained in the dispersion to form a densified sintered body.
Since the sintered body of the present disclosure does not contain resin, the jewelry of the present disclosure can retain metal workability.
分散体は、溶媒を含むことが好ましい。分散体は、溶媒を含むことにより、貴金属中における永久磁石の分散の均一性が高く維持されたまま加圧圧縮焼結に供することができるため、貴金属の色彩及び光沢等の金属特性が保持され、かつ、高い最大磁束密度を有する宝飾品を得ることができる。 The dispersion preferably contains a solvent. By containing a solvent, the dispersion can be subjected to pressure compression sintering while maintaining a high degree of uniformity in the dispersion of the permanent magnets in the precious metal, so that the metallic properties of the precious metal, such as color and luster, can be maintained and jewelry with a high maximum magnetic flux density can be obtained.
加圧圧縮焼結は、ホットプレス焼結（ＨＰ）、熱間等方圧焼結（ＨＩＰ）、又は放電プラズマ焼結（ＳＰＳ）などの焼結であってよく、好ましくは放電プラズマ焼結である。 The pressure compression sintering may be sintering such as hot press sintering (HP), hot isostatic pressure sintering (HIP), or spark plasma sintering (SPS), preferably spark plasma sintering.
加圧圧縮焼結は、好ましくは２００℃～６００℃、より好ましくは２００℃～５００℃、更に好ましくは２００℃～４００℃の焼結温度で行うことができる。２００℃以上であることにより、空孔の増加に伴う焼結体の脆弱化を抑えることができる。また、６００℃以下であることにより、永久磁石の保磁力の低下を抑え、磁束密度を高く保つことができる。 Pressure compression sintering can be carried out at a sintering temperature of preferably 200°C to 600°C, more preferably 200°C to 500°C, and even more preferably 200°C to 400°C. By keeping the sintering temperature at 200°C or higher, it is possible to prevent the sintered body from becoming brittle due to an increase in voids. Furthermore, by keeping the temperature at 600°C or lower, it is possible to prevent a decrease in the coercive force of the permanent magnet and maintain a high magnetic flux density.
加圧圧縮焼結において、焼結温度の保持時間は、好ましくは１５分～６０分、より好ましくは２０分～５０分、更に好ましくは３０分～４０分である。焼結温度の保持時間が１５分～６０分であることにより、永久磁石の保磁力の低下を抑え、磁束密度を高く保ちながら、焼結体を作製することができる。 In the pressure compression sintering, the holding time at the sintering temperature is preferably 15 to 60 minutes, more preferably 20 to 50 minutes, and even more preferably 30 to 40 minutes. By holding the sintering temperature for 15 to 60 minutes, it is possible to produce a sintered body while suppressing the decrease in the coercive force of the permanent magnet and maintaining a high magnetic flux density.
加圧圧縮焼結において、焼結温度への昇温速度は、好ましくは２０℃／分～６０℃／分であり、より好ましくは３０℃／分～４５℃／分である。焼結温度への昇温速度が２０℃／分～６０℃／分であることにより、永久磁石の保磁力の低下を抑え、磁束密度を高く保ちながら、焼結体を作製することができる。 In the pressure compression sintering, the rate of temperature rise to the sintering temperature is preferably 20°C/min to 60°C/min, and more preferably 30°C/min to 45°C/min. By raising the temperature to the sintering temperature at a rate of 20°C/min to 60°C/min, it is possible to produce a sintered body while suppressing the decrease in the coercive force of the permanent magnet and maintaining a high magnetic flux density.
熱間等方圧焼結を除く加圧圧縮焼結は、好ましくは５ＭＰａ～８０ＭＰａ、より好ましくは１０ＭＰａ～６０ＭＰａ、更に好ましくは２０ＭＰａ～４５ＭＰａの圧力下で行われる。５ＭＰａ以上の圧力をかけることにより焼結体の緻密化を促進し、良好な焼結体を得ることができる。また、８０ＭＰａ以下であることにより過度な圧力の付加による焼結体の損傷を抑えることができる。 Pressure compression sintering, excluding hot isostatic sintering, is preferably carried out under a pressure of 5 MPa to 80 MPa, more preferably 10 MPa to 60 MPa, and even more preferably 20 MPa to 45 MPa. Applying a pressure of 5 MPa or more promotes densification of the sintered body, and a good sintered body can be obtained. In addition, by keeping the pressure at 80 MPa or less, damage to the sintered body due to the application of excessive pressure can be suppressed.
－放電プラズマ焼結－
放電プラズマ焼結は、型に充填した材料を機械的圧力とパルス通電加熱により焼結する加圧圧縮焼結の一種であり、一般的な加圧圧縮焼結に用いられる熱的及び機械的エネルギーに加え、パルス通電による電磁的エネルギー、自己発熱、及び粒子間に発生する放電プラズマエネルギーなどが複合的に作用することにより短時間で焼結体を作製することができる。
「放電プラズマ焼結」の用語は、ＳＰＳ（Ｓｐａｒｋ Ｐｌａｓｍａ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）、及びパルス通電加圧焼結などの同義的に使用される用語も含む。
- Spark plasma sintering -
Spark plasma sintering is a type of pressure compression sintering in which material filled in a mold is sintered using mechanical pressure and pulse current heating. In addition to the thermal and mechanical energy used in general pressure compression sintering, it is possible to produce a sintered body in a short period of time through the combined action of electromagnetic energy due to pulse current, self-heating, and discharge plasma energy generated between particles.
The term "spark plasma sintering" also includes terms that are used synonymously, such as SPS (Spark Plasma Sintering) and pulse current pressure sintering.
放電プラズマ焼結は、好ましくは２００℃～６００℃、より好ましくは２００℃～５００℃、更に好ましくは２００℃～４００℃の焼結温度で行うことができる。２００℃以上であることにより、空孔の増加に伴う焼結体の脆弱化を抑えることができる。また、６００℃以下であることにより、永久磁石の保磁力の低下を抑え、磁束密度を高く保つことができる。 Spark plasma sintering can be carried out at a sintering temperature of preferably 200°C to 600°C, more preferably 200°C to 500°C, and even more preferably 200°C to 400°C. By setting the sintering temperature at 200°C or higher, it is possible to prevent the weakening of the sintered body due to an increase in voids. Furthermore, by setting the sintering temperature at 600°C or lower, it is possible to prevent a decrease in the coercive force of the permanent magnet and maintain a high magnetic flux density.
放電プラズマ焼結において、焼結温度の保持時間は、好ましくは１５分～６０分、より好ましくは２０分～５０分、更に好ましくは３０分～４０分である。焼結温度の保持時間が１５分～６０分であることにより、永久磁石の保磁力の低下を抑え、磁束密度を高く保ちながら、焼結体を作製することができる。 In spark plasma sintering, the sintering temperature is preferably held for 15 to 60 minutes, more preferably 20 to 50 minutes, and even more preferably 30 to 40 minutes. By holding the sintering temperature for 15 to 60 minutes, it is possible to produce a sintered body while suppressing the decrease in the coercive force of the permanent magnet and maintaining a high magnetic flux density.
放電プラズマ焼結において、焼結温度への昇温速度は、好ましくは２０℃／分～６０℃／分であり、より好ましくは３０℃／分～４５℃／分である。焼結温度への昇温速度が２０℃／分～６０℃／分であることにより、永久磁石の保磁力の低下を抑え、磁束密度を高く保ちながら、焼結体を作製することができる。 In spark plasma sintering, the rate of temperature rise to the sintering temperature is preferably 20°C/min to 60°C/min, and more preferably 30°C/min to 45°C/min. By raising the temperature to the sintering temperature at a rate of 20°C/min to 60°C/min, it is possible to produce a sintered body while suppressing the decrease in the coercive force of the permanent magnet and maintaining a high magnetic flux density.
放電プラズマ焼結は、好ましくは５ＭＰａ～８０ＭＰａ、より好ましくは１０ＭＰａ～６０ＭＰａ、更に好ましくは２０ＭＰａ～４５ＭＰａの圧力下で行われる。５ＭＰａ以上の圧力をかけることにより焼結体の緻密化を促進し、良好な焼結体を得ることができる。また、８０ＭＰａ以下であることにより過度な圧力の付加による焼結体の損傷を抑えることができる。 Spark plasma sintering is preferably carried out under a pressure of 5 MPa to 80 MPa, more preferably 10 MPa to 60 MPa, and even more preferably 20 MPa to 45 MPa. Applying a pressure of 5 MPa or more promotes densification of the sintered body, and a good sintered body can be obtained. In addition, by keeping the pressure at 80 MPa or less, damage to the sintered body due to the application of excessive pressure can be suppressed.
本開示の宝飾品の製造方法は、焼結体を研磨する工程を更に含んでよい。これにより、焼結体の色彩及び光沢等の金属特性を高め、宝飾品とした場合の価値を一層高めることができる。
焼結体の研磨は、例えばマルトー社製のドクターラップＭＬ－１８０などの回転研磨機を用いて行うことができる。
The manufacturing method of the jewelry of the present disclosure may further include a step of polishing the sintered body, which can improve the metallic properties such as color and luster of the sintered body and further increase the value of the sintered body when used as jewelry.
The sintered body can be polished using a rotary polisher such as Doctor Lap ML-180 manufactured by Maruto Co., Ltd.
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as it does not deviate from the gist of the invention.
＜実施例１＞
［サマリウムコバルト（ＳｍＣｏ５）粉末の作製］
－原料の秤量－
サマリウム(Ｓｍ；純度９９．９％、日本イットリウム株式会社製)及びコバルト(Ｃｏ；純度９９．９％、株式会社平野清左衛門商店製)の酸化膜を取り除いた後、合金化の際にサマリウムが多少蒸発することを考慮し、ＳｍＣｏ５相の化学量論組成よりＳｍがやや多めとなるＳｍが１８原子％、Ｃｏが８２原子％となるように合計で３．０ｇを秤量した。
Example 1
[Preparation of Samarium Cobalt ( SmCo5 ) Powder]
-Weighing of ingredients-
After removing the oxide films from samarium (Sm; purity 99.9%, manufactured by Nippon Yttrium Co., Ltd.) and cobalt (Co; purity 99.9%, manufactured by Hirano Seizaemon Shoten Co., Ltd.), 3.0 g in total was weighed out so that the amount of Sm was 18 atomic % and the amount of Co was 82 atomic %, which is slightly more than the stoichiometric composition of the SmCo 5 phase, taking into consideration that some samarium will evaporate during alloying.
－ＳｍＣｏ５合金の作製－
合金作製には非晶質金属作製装置(ＮＥＶ－Ａ１、日新技研株式会社製)を用いた。１．９×１０－２Ｐａ（１．４×１０－４Ｔｏｒｒ）までチャンバー内を真空引きした後、０．０５ＭＰａまでアルゴン（Ａｒ）を入れた。次いで、高周波溶解によりＳｍとＣｏを溶解させた状態を１０秒程度保った後室温まで徐冷し、合金を作製した。
- Preparation of SmCo5 alloy -
An amorphous metal preparation device (NEV-A1, manufactured by Nisshin Giken Co., Ltd.) was used to prepare the alloy. After evacuating the chamber to 1.9×10 −2 Pa (1.4×10 −4 Torr), argon (Ar) was introduced to 0.05 MPa. Next, Sm and Co were melted by high-frequency melting, and the melted state was maintained for about 10 seconds, after which the alloy was slowly cooled to room temperature to prepare the alloy.
－ＳｍＣｏ５合金の液体急冷－
液体急冷についてもＳｍＣｏ５合金の作製に用いた非晶質合金作製装置を使用した。
先に作製したＳｍＣｏ５合金を単ロール法によりノズル径１．０ｍｍ、ノズルギャップ０．０７ｍｍ、噴射圧０．０３ＭＰａ、ロール表面速度４０ｍ／ｓの条件で液体急冷を行った。なお、当該ロール表面速度は、保磁力を高めるのに好適な条件を選択した。
- Liquid quenching of SmCo 5 alloy -
The liquid quenching was also carried out using the amorphous alloy production apparatus used for producing the SmCo5 alloy.
The previously prepared SmCo5 alloy was subjected to liquid quenching by a single roll method under the conditions of a nozzle diameter of 1.0 mm, a nozzle gap of 0.07 mm, a jet pressure of 0.03 MPa, and a roll surface speed of 40 m/s. The roll surface speed was selected to be suitable for increasing the coercive force.
－ＳｍＣｏ５合金の粉砕及び熱処理－
液体急冷を行ったＳｍＣｏ５合金をアルミナ乳鉢を用いて肉眼で金属光沢が無くなったことが確認できる程度（体積平均粒径４５μｍ）まで粉砕した。
粉砕したＳｍＣｏ５合金をモリブデン箔(株式会社ニラコ製)で包み、石英管へと入れた。次いで石英管を２．１×１０－３Ｐａ（１．６×１０－５Ｔｏｒｒ）まで真空引きした後、０．０５ＭＰａまでＡｒを入れた。この状態で石英管の端を焼き切って試料を石英管中に封入した。
その後、石英管ごと卓上型マッフル炉(Ｙ－１２１８－Ｐ、山田電機株式会社製)に入れ、室温から１０００℃まで１時間かけて昇温した後、２４時間１０００℃で保持した。その後、氷水に焼き入れを行った。次いで、石英管を割ってＳｍＣｏ５粉末をモリブデン箔から取り出した。
- Crushing and heat treatment of SmCo 5 alloy -
The SmCo5 alloy that had been quenched from the liquid state was pulverized in an alumina mortar until the metallic luster was lost to the naked eye (volume average particle size: 45 μm).
The crushed SmCo5 alloy was wrapped in molybdenum foil (manufactured by Nilaco Corporation) and placed in a quartz tube. The quartz tube was then evacuated to 2.1×10 −3 Pa (1.6×10 −5 Torr), and Ar was then introduced to 0.05 MPa. In this state, the end of the quartz tube was burned off and the sample was sealed in the quartz tube.
The quartz tube was then placed in a tabletop muffle furnace (Y-1218-P, manufactured by Yamada Denki Co., Ltd.) and heated from room temperature to 1000°C over 1 hour, and then held at 1000°C for 24 hours. It was then quenched in ice water. The quartz tube was then broken, and the SmCo5 powder was removed from the molybdenum foil.
［表面研磨した焼結体の作製］
－分散－
銀粉末(Ａｇ；体積平均粒径７０μｍ、純度９９．９％、株式会社高純度化学研究所製)が８０質量％、及び上記により作製したＳｍＣｏ５粉末が２０質量％となるように合計で１．０ｇを秤量した。秤量した粉末にアルミナ乳鉢中で０．２ｇのエタノール(一級、純度９９．５％、昭和化学株式会社)を加え、粘土状になるまで混合して、ＳｍＣｏ５粉末をＡｇ粉末に分散させた。
[Preparation of surface-polished sintered body]
- Dispersion -
A total of 1.0 g was weighed out so that the silver powder (Ag; volume average particle size 70 μm, purity 99.9%, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) was 80 mass% and the SmCo5 powder prepared above was 20 mass%. 0.2 g of ethanol (first-class, purity 99.5%, Showa Chemical Co., Ltd.) was added to the weighed powder in an alumina mortar and mixed until it became clayey, and the SmCo5 powder was dispersed in the Ag powder.
－放電プラズマ焼結－
φ１０ｍｍのグラファイトダイに、パンチ、カーボンペーパー３枚、試料、カーボンペーパー３枚、パンチの順番になるように、試料として上記で作製した粘土状の分散体を詰めた。その後、放電プラズマ焼結装置(ＳＰＳ５１５Ｓ、ＳＰＳシンテックス株式会社製)のチャンバー内を２０Ｐａまで真空引きを行った後、Ａｒを０．０５ＭＰａまで入れ、放電プラズマ焼結を行った。このときの焼結条件は、昇温速度が４０℃／分、保持温度が２００℃、３００℃、４００℃、５００℃、又は６００℃、加圧力が３５ＭＰａ、保持時間が３０分とした。放電プラズマ焼結後はＡｒ雰囲気中で室温に下がるまで放置した。
- Spark plasma sintering -
The clay-like dispersion prepared above was packed as a sample in a graphite die of φ10 mm in the following order: punch, three sheets of carbon paper, sample, three sheets of carbon paper, punch. After that, the chamber of a spark plasma sintering apparatus (SPS515S, manufactured by SPS Syntex Co., Ltd.) was evacuated to 20 Pa, and Ar was introduced to 0.05 MPa to perform spark plasma sintering. The sintering conditions at this time were a temperature rise rate of 40°C/min, a holding temperature of 200°C, 300°C, 400°C, 500°C, or 600°C, a pressure of 35 MPa, and a holding time of 30 minutes. After the spark plasma sintering, the sample was left in an Ar atmosphere until it cooled down to room temperature.
－研磨－
放電プラズマ焼結後、ダイから焼結体を取り出し、焼結体表面を回転研磨機(ドクターラップＭＬ－１８０、マルトー社製)を用いて、耐水研磨紙を♯１０００、♯２０００と順次変更して研磨した。
研磨後、精密切断機(アイソメット５０００、ＢＵＥＨＬＥＲ社製)に固定し、ＢＵＥＨＬＥＲ社製の刃(１１－４２４５)を用いて回転数３８００ｒｐｍ、刃の進行速度を１．２ｍｍ／分の条件で４等分に切断した。
-Polishing-
After the spark plasma sintering, the sintered body was removed from the die, and the surface of the sintered body was polished using a rotary polisher (Doctor Lap ML-180, manufactured by Maruto Co., Ltd.) with waterproof abrasive paper successively changed to #1000 and #2000.
After polishing, the piece was fixed to a precision cutting machine (Isomet 5000, manufactured by BUEHLER) and cut into four equal parts using a BUEHLER blade (11-4245) at a rotation speed of 3800 rpm and a blade advancement speed of 1.2 mm/min.
切断した焼結体について、中間仕上げと最終仕上げの研磨を以下の条件で行った。
装置：回転研磨機(ドクターラップＭＬ－１８０、マルトー社製)
・中間仕上げ
バフ：トライデント ４０－７５１８(８インチ（２０．３２ｃｍ）)、ＢＵＥＨＬＥＲ社
研磨剤：メタダイ単結晶ダイヤモンドサスペンション (４０－６５３１、ＢＵＥＨＬＥＲ社)
・最終仕上げ
バフ：マスターテックス ４０－７７３８(８インチ（２０．３２ｃｍ）)、ＢＵＥＨＬＥＲ社
研磨剤：マスタープレップ ４０－６３７７－０６４、ＢＵＥＨＬＥＲ社
The cut sintered bodies were subjected to intermediate and final polishing under the following conditions.
Equipment: Rotary polishing machine (Doctor Lap ML-180, manufactured by Maruto)
Intermediate finishing buff: Trident 40-7518 (8 inches (20.32 cm)), BUEHLER Abrasive: Metadye single crystal diamond suspension (40-6531, BUEHLER)
Final finishing buff: Mastertex 40-7738 (8 inches (20.32 cm)), BUEHLER Abrasive: MasterPrep 40-6377-064, BUEHLER
上記研磨処理を行うことにより、宝飾品として表面研磨した焼結体を得た。 By carrying out the above polishing process, a sintered body with a polished surface suitable for jewelry was obtained.
－磁気特性の評価－
ニッパーで表面研磨した焼結体から３０ｍｇ程度の切片を切り取った。この切片をＶＳＭ粉末ホルダー(Ｐ－１２５Ｅ、Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｅｓｉｇｎ社製)に入れ、Ｍ－Ｈ測定を印加磁場－９０ｋＯｅ～９０ｋＯｅ（－７．２ｋＡ／ｍ～７．２ｋＡ／ｍ）の範囲で行った。磁気特性の評価には物理特性測定装置(ＰＰＭＳ、Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｅｓｉｇｎ社製)を用いた。
この結果、図１に示すように、２００℃で焼結した場合が最も保磁力が高く、温度が高くなるにつれて保磁力が低くなることが示された。
- Evaluation of magnetic properties -
A piece of about 30 mg was cut from the sintered body whose surface had been polished with nippers. This piece was placed in a VSM powder holder (P-125E, manufactured by Quantum Design) and M-H measurements were performed in the range of applied magnetic field of -90 kOe to 90 kOe (-7.2 kA/m to 7.2 kA/m). A physical property measuring device (PPMS, manufactured by Quantum Design) was used to evaluate the magnetic properties.
As a result, as shown in FIG. 1, it was shown that the coercive force was highest when sintered at 200° C., and the coercive force decreased as the temperature increased.
－最大磁束密度の測定－
表面研磨した焼結体について、ＶＳＭ(振動試料型磁力計；ＢＨＶ－５５、理研電子株式会社製)を用いて印加磁場－２０ｋＯｅ～２０ｋＯｅ（－１．６ｋＡ／ｍ～１．６ｋＡ／ｍ）の範囲で磁場を加えて着磁させた。着磁には、直径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの円形の焼結体を径方向に４等分した１片を使用し、面直方向及び面内方向に着磁させた。なお、「面直方向」及び「面内方向」は、図２Ａ及び図２Ｂに模式的に示す方向である。
その後、テスラメーター(ＭＧ－８０１、株式会社マグナ製)により表面磁束密度の測定を行った。測定結果を下記表１に示す。
- Measurement of maximum magnetic flux density -
The surface-polished sintered body was magnetized by applying a magnetic field in the range of -20 kOe to 20 kOe (-1.6 kA/m to 1.6 kA/m) using a VSM (Vibrating Sample Magnetometer; BHV-55, manufactured by Riken Electronics Co., Ltd.). For magnetization, a circular sintered body with a diameter of 10 mm and a thickness of 1 mm was divided into four equal pieces in the radial direction, and one piece was magnetized in the perpendicular direction and in-plane direction. The "perpendicular direction" and "in-plane direction" are the directions shown typically in Figures 2A and 2B.
Thereafter, the surface magnetic flux density was measured using a Tesla meter (MG-801, manufactured by Magna Co., Ltd.) The measurement results are shown in Table 1 below.
この結果、面直方向及び面内方向ともに、焼結温度が２００℃～６００℃の場合に、表面磁束密度が高いことが示され、特に、焼結温度が４００℃の場合に、表面磁束密度が最も高いことが示された。すなわち、焼結温度が２００℃～６００℃の場合における最大磁束密度は１９．１ｍＴであった。そこで、以下の実施例では、焼結温度を４００℃とした。 The results showed that the surface magnetic flux density was high in both the perpendicular and in-plane directions when the sintering temperature was between 200°C and 600°C, and that the surface magnetic flux density was highest when the sintering temperature was 400°C. In other words, the maximum magnetic flux density was 19.1 mT when the sintering temperature was between 200°C and 600°C. Therefore, in the following examples, the sintering temperature was set to 400°C.
－組織の評価－
表面研磨した焼結体の組織の評価には走査電子顕微鏡(ＪＳＭ－ＩＴ１００、日本電子株式会社製)を用いた。表面研磨した焼結体の試料は、真鍮製の試料台にカーボンテープで固定し、走査電子顕微鏡による観察を行った。
その結果を図３に示す。図中、白色部分はＡｇ相であり、灰色部分はＳｍＣｏ５相である。８０質量％の銀粉末と、２０質量％のＳｍＣｏ５粉末とを含む表面研磨した焼結体において、ＳｍＣｏ５相は、Ａｇ相中に均一性をもって分散されていることが示された。
- Organization Evaluation -
The structure of the surface-polished sintered body was evaluated using a scanning electron microscope (JSM-IT100, manufactured by JEOL Ltd.) The surface-polished sintered body sample was fixed to a brass sample stage with carbon tape and observed with the scanning electron microscope.
The results are shown in Figure 3. In the figure, the white parts are Ag phases and the gray parts are SmCo5 phases. In the surface-polished sintered body containing 80 mass% silver powder and 20 mass% SmCo5 powder, it was shown that the SmCo5 phase was uniformly dispersed in the Ag phase.
＜実施例２＞
銀粉末が８０質量％、ＳｍＣｏ５粉末が２０質量％となるように合計５．０ｇを秤量し、研磨における耐水研磨紙を＃１２０、＃６００、＃１０００と順次変更して研磨を行った以外は、実施例１と同様にして、表面研磨した焼結体（φ６ｍｍ×ｔ５ｍｍ）を作製した。なお、焼結温度は、実施例１において最良の最大磁束密度を示した４００℃とした。 上記鏡面研磨した焼結体について、最大磁束密度の測定、及び外観の評価を行った。
Example 2
A total of 5.0 g was weighed out so that the silver powder was 80 mass% and the SmCo5 powder was 20 mass%, and the surface was polished in the same manner as in Example 1, except that the waterproof abrasive paper used in polishing was changed to #120, #600, and #1000 in sequence. A sintered body (φ6 mm × t5 mm) with a polished surface was produced. The sintering temperature was set to 400 ° C, which showed the best maximum magnetic flux density in Example 1. The maximum magnetic flux density and the appearance of the mirror-polished sintered body were measured.
－最大磁束密度の測定－
最大磁束密度の測定は、実施例１と同様に行った。この結果、実施例２の鏡面研磨した焼結体の最大磁束密度となる面直方向の表面磁束密度は、３４．４ｍＴであることが示された。
- Measurement of maximum magnetic flux density -
The maximum magnetic flux density was measured in the same manner as in Example 1. As a result, it was shown that the surface magnetic flux density in the perpendicular direction, which is the maximum magnetic flux density of the mirror-polished sintered body of Example 2, was 34.4 mT.
―外観の評価―
実施例２の鏡面研磨した焼結体の外観は、１００質量％の銀粉末を用いて実施例１と同様の条件で焼結を行って作製した試料と、実施例２の鏡面研磨した焼結体とを、肉眼で比較観察することにより評価した。この結果、実施例２の鏡面研磨した焼結体は、表面が平滑で綺麗な面だったため、外観が良好であると評価した。
--Appearance evaluation--
The appearance of the mirror-polished sintered body of Example 2 was evaluated by visually comparing a sample prepared by sintering 100% by mass of silver powder under the same conditions as in Example 1 with the mirror-polished sintered body of Example 2. As a result, the mirror-polished sintered body of Example 2 was evaluated to have a good appearance because the surface was smooth and clean.
＜比較例１＞
銀粉末が７６質量％、ＳｍＣｏ５粉末が２４質量％となるように合計５．０ｇ秤量した以外は実施例２と同様にして、鏡面研磨した焼結体を得た。この鏡面研磨した焼結体について、実施例２と同様にして、最大磁束密度の測定、及び外観の評価を行った。
この結果、比較例１の鏡面研磨した焼結体の最大磁束密度となる面直方向の表面磁束密度は、３９．０ｍＴであることが示された。
また、比較例１の鏡面研磨した焼結体では、表面は平滑であったものの、ところどころに黒い斑点が見られたため、外観はやや不良と評価した。
<Comparative Example 1>
A mirror-polished sintered body was obtained in the same manner as in Example 2, except that a total of 5.0 g was weighed out so that the silver powder was 76 mass% and the SmCo5 powder was 24 mass%. The maximum magnetic flux density of this mirror-polished sintered body was measured and its appearance was evaluated in the same manner as in Example 2.
As a result, it was shown that the surface magnetic flux density in the perpendicular direction, which was the maximum magnetic flux density of the mirror-polished sintered body of Comparative Example 1, was 39.0 mT.
In addition, in the case of the mirror-polished sintered body of Comparative Example 1, although the surface was smooth, black spots were observed here and there, and therefore the appearance was evaluated as being somewhat poor.
＜実施例３＞
銀粉末が９３．５質量％、ＳｍＣｏ５粉末が６．５質量％となるように合計５．０ｇ秤量した以外は実施例２と同様にして、鏡面研磨した焼結体を得た。この鏡面研磨した焼結体について、最大磁束密度の測定、及び外観の評価を行った。
この結果、実施例３の鏡面研磨した焼結体の面直方向の最大磁束密度は、１２．２ｍＴであることが示された。
また、実施例３の鏡面研磨した焼結体では、表面が平滑で綺麗な面だったため、外観は良好と評価した。
Example 3
A mirror-polished sintered body was obtained in the same manner as in Example 2, except that a total of 5.0 g was weighed out so that the silver powder was 93.5 mass% and the SmCo5 powder was 6.5 mass%. The maximum magnetic flux density of this mirror-polished sintered body was measured, and the appearance was evaluated.
As a result, it was shown that the maximum magnetic flux density in the direction perpendicular to the surface of the mirror-polished sintered body of Example 3 was 12.2 mT.
Moreover, the mirror-polished sintered body of Example 3 had a smooth and beautiful surface, and was therefore evaluated as having a good appearance.
＜比較例２＞
銀粉末が８０質量％、ＳｍＣｏ５粉末が２０質量％となるように合計５．０ｇ秤量し、かつ、分散の工程を含まないこと以外は実施例２と同様にして、鏡面研磨した焼結体を得た。この鏡面研磨した焼結体について、最大磁束密度の測定、及び外観の評価を行った。
この結果、比較例２の鏡面研磨した焼結体の最大磁束密度となる面直方向の表面磁束密度は、２９．９ｍＴであることが示された。
比較例２の鏡面研磨した焼結体では、ところどころに黒いまだら模様が見られたため、外観は不良と評価した。
<Comparative Example 2>
A total of 5.0 g was weighed out so that the silver powder was 80 mass% and the SmCo5 powder was 20 mass%, and a mirror-polished sintered body was obtained in the same manner as in Example 2, except that the dispersion step was not included. The maximum magnetic flux density of this mirror-polished sintered body was measured, and the appearance was evaluated.
As a result, it was shown that the surface magnetic flux density in the perpendicular direction, which was the maximum magnetic flux density of the mirror-polished sintered body of Comparative Example 2, was 29.9 mT.
In the mirror-polished sintered body of Comparative Example 2, black mottled patterns were observed in places, and therefore the appearance was evaluated as poor.
＜実施例４＞
銀粉末が８５質量％、ＳｍＣｏ５粉末が１５質量％となるように合計５．０ｇ秤量した以外は実施例２と同様にして、鏡面研磨した焼結体を得た。この鏡面研磨した焼結体について、最大磁束密度の測定、及び外観の評価を行った。
この結果、実施例４の鏡面研磨した焼結体の最大磁束密度となる面直方向の表面磁束密度は、２３．６ｍＴであることが示された。
また、実施例４の鏡面研磨した焼結体では、表面が平滑で綺麗な面だったため、外観は良好と評価した。
Example 4
A mirror-polished sintered body was obtained in the same manner as in Example 2, except that a total of 5.0 g was weighed out so that the silver powder was 85 mass% and the SmCo5 powder was 15 mass%. The maximum magnetic flux density of this mirror-polished sintered body was measured, and the appearance was evaluated.
As a result, it was shown that the surface magnetic flux density in the perpendicular direction, which is the maximum magnetic flux density of the mirror-polished sintered body of Example 4, was 23.6 mT.
Moreover, the mirror-polished sintered body of Example 4 had a smooth and beautiful surface, and was therefore evaluated as having a good appearance.
実施例２～４並びに比較例１及び２の鏡面研磨した焼結体についての最大磁束密度及び金属特性（外観）を下記表に示す。 The maximum magnetic flux density and metal properties (appearance) of the mirror-polished sintered bodies of Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in the table below.
＜実施例５＞
［ＮｄＦｅＢ粉末の作製］
－原料の秤量－
酸化膜を取り除いたネオジム（Ｎｄ；純度９９．９％、日本イットリウム株式会社製）、酸化膜を取り除いた鉄（Ｆｅ；純度９９．９％、株式会社高純度化学研究所製)、及び硼素(Ｂ；純度９９．５％、株式会社高純度化学研究所製)を用意し、Ｎｄが４．５原子％、Ｆｅが７７．０原子％、Ｂが１８．５原子％となるように合計で計１．２ｇを秤量した。
Example 5
[Preparation of NdFeB powder]
-Weighing of ingredients-
Neodymium (Nd; purity 99.9%, manufactured by Nippon Yttrium Co., Ltd.) from which the oxide film had been removed, iron (Fe; purity 99.9%, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) from which the oxide film had been removed, and boron (B; purity 99.5%, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) were prepared, and a total of 1.2 g was weighed out so that Nd was 4.5 atomic %, Fe was 77.0 atomic %, and B was 18.5 atomic %.
－ＮｄＦｅＢ合金の作製－
合金作製には真空アーク溶解装置(ＮＥＶ－ＡＤ０３型、日新技研株式会社製)を用いた。チャンバー内に上記原料を投入し、３．０×１０－３Ｐａまでチャンバー内を真空引きした後、０．０３ＭＰａまでアルゴン（Ａｒ）を入れた。その後、アーク溶解（電流値：５０アンペア～２００アンペア）によってＮｄ、Ｆｅ、及びＢを溶解し、合金を作製した。
- Preparation of NdFeB alloy -
A vacuum arc melting apparatus (NEV-AD03 type, manufactured by Nisshin Giken Co., Ltd.) was used to prepare the alloy. The above raw materials were placed in a chamber, and the chamber was evacuated to 3.0×10 −3 Pa, after which argon (Ar) was introduced to 0.03 MPa. Nd, Fe, and B were then melted by arc melting (current value: 50 amperes to 200 amperes) to prepare the alloy.
－ＮｄＦｅＢ合金の液体急冷－
液体急冷には非晶質合金作製装置（ＮＥＶ－Ａ１、日新技研株式会社製）を用いた。
先に作製したＮｄＦｅＢ合金を単ロール法によりノズル径１．０ｍｍ、ノズルギャップ０．０７ｍｍ、噴射圧０．０３ＭＰａ、ロール表面速度５０ｍ／ｓの条件で液体急冷を行った。なお、チャンバー内の真空引きは、４．０×１０－２Ｐａまで行った。
- Liquid quenching of NdFeB alloy -
An amorphous alloy preparation device (NEV-A1, manufactured by Nisshin Giken Co., Ltd.) was used for liquid quenching.
The previously prepared NdFeB alloy was subjected to liquid quenching by a single roll method under the conditions of a nozzle diameter of 1.0 mm, a nozzle gap of 0.07 mm, a spray pressure of 0.03 MPa, and a roll surface speed of 50 m/s. The chamber was evacuated to 4.0×10 −2 Pa.
－ＮｄＦｅＢ合金の粉砕－
アルミナ乳鉢に、液体急冷を行ったＮｄＦｅＢ合金、及び酸化防止のためのアセトンを加えて、ＮｄＦｅＢ合金を粉砕し、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ相を含むＮｄＦｅＢ合金の粉末（体積平均粒径２５μｍ～７５μｍ）を得た。
- Crushing of NdFeB alloy -
The NdFeB alloy that had been subjected to liquid quenching and acetone for preventing oxidation were added to an alumina mortar, and the NdFeB alloy was pulverized to obtain a powder of NdFeB alloy containing an Nd 2 Fe 14 B phase (volume average particle size: 25 μm to 75 μm).
［焼結体の作製］
－分散－
銀粉末(Ａｇ；体積平均粒径７５μｍ未満、純度９９．９％、株式会社高純度化学研究所製)が８０質量％、及び上記により作製したＮｄＦｅＢ粉末が２０質量％となるように合計で１．０ｇを秤量した。秤量した粉末にアルミナ乳鉢中で０．２ｇのエタノール（一級、純度９９．５％、昭和化学株式会社）を加え、粘土状になるまで混合して、ＮｄＦｅＢ粉末をＡｇ粉末に分散させた。
[Preparation of sintered body]
- Dispersion -
A total of 1.0 g of silver powder (Ag; volume average particle size less than 75 μm, purity 99.9%, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) was weighed out so that the content was 80 mass % and the NdFeB powder prepared above was 20 mass %. 0.2 g of ethanol (first-class, purity 99.5%, Showa Chemical Co., Ltd.) was added to the weighed powder in an alumina mortar and mixed until it became clay-like, thereby dispersing the NdFeB powder in the Ag powder.
－放電プラズマ焼結－
φ１０ｍｍのグラファイトダイに、パンチ、カーボンペーパー３枚、試料、カーボンペーパー３枚、パンチの順番になるように、試料として上記で作製した分散体を詰めた。その後、放電プラズマ焼結装置（ＳＰＳ５１５Ｓ、ＳＰＳシンテックス株式会社製）のチャンバー内を２０Ｐａまで真空引きを行った後、Ａｒを０．０５ＭＰａまで入れ、放電プラズマ焼結を行った。このときの焼結条件は、昇温速度が３５℃／分、保持温度が４００℃、５００℃、６００℃、７００℃、又は８００℃、加圧力が３５ＭＰａ、保持時間が１５分とした。放電プラズマ焼結後はＡｒ雰囲気中で室温に下がるまで放置した。
- Spark plasma sintering -
The dispersion prepared above was packed as a sample in a graphite die of φ10 mm in the following order: punch, 3 sheets of carbon paper, sample, 3 sheets of carbon paper, punch. After that, the chamber of a discharge plasma sintering apparatus (SPS515S, manufactured by SPS Syntex Co., Ltd.) was evacuated to 20 Pa, and Ar was introduced to 0.05 MPa to perform discharge plasma sintering. The sintering conditions at this time were a temperature rise rate of 35°C/min, a holding temperature of 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, or 800°C, a pressure of 35 MPa, and a holding time of 15 minutes. After discharge plasma sintering, the sample was left in an Ar atmosphere until it cooled down to room temperature.
－研磨－
放電プラズマ焼結後、ダイから焼結体を取り出し、焼結体表面を回転研磨機(ドクターラップＭＬ－１８０、マルトー社製)を用いて、耐水研磨紙を♯８００、♯１０００と順次変更して研磨し、直径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍのサイズに加工した。
研磨後、精密切断機(アイソメット５０００、ＢＵＥＨＬＥＲ社製)に固定し、ＢＵＥＨＬＥＲ社製の刃(１１－４２４５)を用いて回転数４０００ｒｐｍ、刃の進行速度を１．２ｍｍ／分の条件で４等分に切断した。
-Polishing-
After the spark plasma sintering, the sintered body was removed from the die, and the surface of the sintered body was polished using a rotary polisher (Dr. Lap ML-180, manufactured by Maruto Co., Ltd.) with waterproof abrasive paper of #800 and #1000 in that order, and processed to a size of 10 mm in diameter and 1 mm in thickness.
After polishing, the piece was fixed to a precision cutting machine (Isomet 5000, manufactured by BUEHLER) and cut into four equal parts using a BUEHLER blade (11-4245) at a rotation speed of 4000 rpm and a blade advancement speed of 1.2 mm/min.
切断した焼結体について、中間仕上げと最終仕上げの研磨を以下の条件で行った。
装置：回転研磨機(ドクターラップＭＬ－１８０、マルトー社製)
・中間仕上げ
バフ：トライデント ４０－７５１８(８インチ（２０．３２ｃｍ）)、ＢＵＥＨＬＥＲ社
研磨剤：メタダイ単結晶ダイヤモンドサスペンション (４０－６５３１、ＢＵＥＨＬＥＲ社)
・最終仕上げ
バフ：マスターテックス ４０－７７３８(８インチ（２０．３２ｃｍ）)、ＢＵＥＨＬＥＲ社
研磨剤：マスタープレップ ４０－６３７７－０６４、ＢＵＥＨＬＥＲ社
The cut sintered bodies were subjected to intermediate and final polishing under the following conditions.
Equipment: Rotary polishing machine (Doctor Lap ML-180, manufactured by Maruto)
Intermediate finishing buff: Trident 40-7518 (8 inches (20.32 cm)), BUEHLER Abrasive: Metadye single crystal diamond suspension (40-6531, BUEHLER)
Final finishing buff: Mastertex 40-7738 (8 inches (20.32 cm)), BUEHLER Abrasive: MasterPrep 40-6377-064, BUEHLER
上記研磨処理を行うことにより、宝飾品として表面研磨した焼結体を得た。 By carrying out the above polishing process, a sintered body with a polished surface suitable for jewelry was obtained.
－磁気特性の評価及び最大磁束密度の測定－
以下の手順によって、Ｍ－Ｈ測定及び最大磁束密度の測定を行った。
表面研磨した焼結体の面直方向及び面内方向のそれぞれについて、ＶＳＭ（振動試料型磁力計；ＢＨＶ－５５、理研電子株式会社製）を用いて印加磁場－２０ｋＯｅ～２０ｋＯｅ（－１．６ｋＡ／ｍ～１．６ｋＡ／ｍ）の範囲で磁場を加えて着磁させた。なお、「面直方向」及び「面内方向」は、図２Ａ及び図２Ｂに模式的に示す方向である。
その後、テスラメーター(ＭＧ－８０１、株式会社マグナ製)により表面磁束密度の測定を行った。測定結果を下記表３に示す。
- Evaluation of magnetic properties and measurement of maximum magnetic flux density -
The MH measurement and the maximum magnetic flux density measurement were carried out according to the following procedure.
The surface-polished sintered body was magnetized in both the perpendicular and in-plane directions by applying a magnetic field in the range of -20 kOe to 20 kOe (-1.6 kA/m to 1.6 kA/m) using a VSM (Vibrating Sample Magnetometer; BHV-55, manufactured by Riken Electronics Co., Ltd.). The "perpendicular direction" and "in-plane direction" are the directions shown diagrammatically in Figures 2A and 2B.
Thereafter, the surface magnetic flux density was measured using a Tesla meter (MG-801, manufactured by Magna Co., Ltd.) The measurement results are shown in Table 3 below.
この結果、特に、焼結温度が６００℃の場合に、表面磁束密度が最も高いことが示された。すなわち、焼結温度が４００℃～８００℃の場合における最大磁束密度は２９．５ｍＴであった。 The results showed that the surface magnetic flux density was highest when the sintering temperature was 600°C. In other words, the maximum magnetic flux density was 29.5 mT when the sintering temperature was between 400°C and 800°C.
また、Ｍ－Ｈ測定の結果を図４及び図５に示す。図４より、６００℃で焼結した場合が最も保磁力が高くなることが示された。 The results of the M-H measurements are shown in Figures 4 and 5. Figure 4 shows that the highest coercivity was achieved when sintered at 600°C.
－組織の評価－
表面研磨した焼結体の組織の評価には走査電子顕微鏡(ＪＳＭ－ＩＴ１００、日本電子株式会社製)を用いた。表面研磨した焼結体の試料は、真鍮製の試料台にカーボンテープで固定し、走査電子顕微鏡による観察を行った。観察結果において、ＮｄＦｅＢ相は、Ａｇ相中に均一性をもって分散されていることが示された。
- Organization Evaluation -
A scanning electron microscope (JSM-IT100, manufactured by JEOL Ltd.) was used to evaluate the structure of the surface-polished sintered body. The surface-polished sintered body sample was fixed to a brass sample stage with carbon tape and observed with the scanning electron microscope. The observation results showed that the NdFeB phase was uniformly dispersed in the Ag phase.
本開示の宝飾品は、例えば、磁気治療効果を有するネックレスやブレスレットなどの身飾品として好適に利用できる。 The jewelry disclosed herein can be suitably used, for example, as personal accessories such as necklaces and bracelets that have magnetic therapeutic effects.
Claims (12)
６．５質量％～２０質量％の永久磁石の粉末を８０質量％～９３．５質量％の貴金属の粉末に分散させて分散体を作製する工程、及び前記分散体を加圧圧縮焼結して焼結体を作製する工程、を含み、
前記分散が、前記永久磁石の粉末及び前記貴金属の粉末に有機溶媒を添加して行われ、
前記加圧圧縮焼結が、５ＭＰａ～８０ＭＰａの圧力下での放電プラズマ焼結であり、
前記宝飾品が、１０ｍＴ以上の最大磁束密度を有する、宝飾品の製造方法。 A method for manufacturing a jewelry item, comprising the steps of:
The method includes the steps of dispersing 6.5% to 20% by mass of permanent magnet powder in 80% to 93.5% by mass of precious metal powder to prepare a dispersion, and compressing and sintering the dispersion to prepare a sintered body,
The dispersion is carried out by adding an organic solvent to the permanent magnet powder and the precious metal powder;
The pressure compression sintering is discharge plasma sintering under a pressure of 5 MPa to 80 MPa,
A method for manufacturing a jewelry article , wherein the jewelry article has a maximum magnetic flux density of 10 mT or more .
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