JPH01180757A - 繊維状硬質磁性材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超小型永久磁石材料として有用な繊維状硬質磁
性材料に関するものである。

［従来の技術］ 永久磁石は、モーターや発電機などの電気機器；リレー
、スイッチなどの電気機器部品；電流計などの各種計測
機器；マイクロホン、スピーカー、ヘッドホン、ピック
アップなどの音響機器ニブラウン管、コンピューターデ
イスプレィ。

電子顕微鏡１通信機器（マイクロ波管等）などに使用さ
れる電子収束用装置；磁気ネックレスなどの磁気治療器
−など様々な用途に使用されてしする。この様な永久磁
石になる材料、即ち硬質磁性材料の１つとして例えばＦ
ｅ−Ｎｄ−Ｂ系合金があり、上記用途への利用が拡大し
つつある。

一方電子機器の発達に伴ない、小型で強力な永久磁石の
必要性が益々大きくなっている。例えばピックアップ用
磁石としては現在直径が１〜５ｍｍすで長さが０．５〜
２ｍ＋＋＋程度のものが使用されているが、ピックアッ
プ用磁石も含めていずれの用途においてもより小型で磁
気特性の優れた永久磁石の開発が要望されている。

永久磁石を小型化する方法の一つとして、硬質磁性材料
を細線化することが有効であろうことはこれまでにも考
えられていた。しかるにＦａ−Ｎｄ−Ｂ系合金をはじめ
とする硬質磁性材料の殆んどは、硬く且つ脆弱である為
に加工性が劣悪であり、伸線加工によって細線化するこ
とは非常に困難であった。この為小型の永久磁石部品を
製造するに当たっては、鋳造材を粉末化し、所定の形状
に圧縮成形した後に焼結し、得られた成形品を着磁する
という手法を採用することが多いが、細線形状、殊に直
径が５００μｍ以下の極細線形状製品を製造することは
非常に困難であった。この結果既存の硬質磁性材料では
種々の分野における部品小型化並びに高性能化の要請に
対して十分に答えることができなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、市場の要請である直径５００μｍ以下の繊維状硬質磁
性材料を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決する為の手段］ しかして上記目的を達成した本発明の繊維状硬質磁性材
料の要旨は、直径が５００μｍ以下の繊維状に紡出固化
された硬質磁性材料である点に存在し、該繊維状材料を
得るに当たっては、例えば回転する円筒状ドラム内に遠
心力によって形成された冷却液体相中に、内径５００μ
ｍ以下の紡出ノズルを用いて溶融した硬質磁性材料を噴
射し、冷却固化後、該ドラム内に巻取るといういわゆる
回転液中紡糸法を採用することができる。

［作用］ 金属材料を細線化する一つの方法として回転液中紡糸法
を開発があり、先に出願されている（特開昭５５−６４
９４８号）、この方法は、回転する円筒状ドラム内周面
に冷却用液体を注入し、これを遠心力によって内周面に
押圧し冷却用液体相を形成しておく、と共に、該液体相
内へ溶融金属をジェット流として細線状に噴射して急冷
凝固させる方法であり、前記目的を達成するに際し、本
出願人等は脆弱な硬質磁性材料の細線化に上記方法を適
用しようと考えた。

モしてＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系合金のような硬質磁性材料に対
して上述の回転液中紡糸法を実際に適用してみたところ
、硬質磁性材料の場合にも紡糸細線化できることを確認
し、これによって目的とする直径５００μｍ以下の繊維
状硬質磁性材料を提供するに至った。即ち上記方法にお
いては溶融硬質磁性材料を細線状に噴射する際に使用さ
れる噴射ノズルの内径を任意に制御することができるの
で、目的とする繊維径に合せて噴射ノズル内径を変化さ
せれば、所望の繊維径からなる硬質磁性材料を得ること
ができ、得られた繊維状硬質磁性材料をそのままあるい
は必要に応じて適当な長さに切断した後着磁して各分野
における永久磁石部品として使用することができる。尚
本発明に係る繊維状硬質磁性材料は、要は直径５００μ
ｍ以下のものであればよく断面形状を含め特別の制限を
設けるものではないが、殊に直径が５００μｍ以下で円
形断面を有し、且つアスペクト比（繊維長さ／ｌｉｔ維
直径）が５以上である繊維状硬質磁性材料は磁気特性等
の面から見て非常に好ましいものとなる。そして本発明
に係る繊維状硬質磁性材料は、−本のままでも使用可能
であることは勿論であるが、複数本の繊維状硬質磁性材
料を束ねて適当な結合剤により複合化した後着磁する方
法を採用するならば、本発明材料を素材とした任意の形
状及び大きさの永久磁石を得ることができる。

本発明における硬質磁性材料の組成については、好まし
いものとしてはＮｄ：１〜４９原子％、Ａ１：１〜４９
原子％（但しＮｄとＡＩの合計量が２〜５０原子％）、
残部がＦｅ及び不可避不純物（あるいはＦｅ、第４成分
元素及び不可避不純物）からなる合金が例示される。そ
して上記第４成分元素としてはＣｅ、Ｐｒ、Ｔｂ、Ｄｙ
等の希土類元素、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ等の金
属元素及びＡＩ、Ｓｉ、Ｇａ等の半金属・半導体元素等
が例示され、これら第４成分元素の１種又は２種以上を
添加したものは一層優れた磁気特性を持つ硬質磁性材料
として推奨することができる。そして該硬質磁性材料に
おいて、上記合金組成範囲を外れた場合には上記組成範
囲を満足する材料に比べて磁゛気特性殊に永久磁石とし
ての性能の点で評価の低いものとならざるを得ない。

次に本発明を実施する上で重要な回転液中紡糸法につい
てより詳細に説明する。

この方法の基本的構成は前記特開昭５５−６４９４８号
として開示されている回転液中紡糸法に従う。たとえば
第１．２図はその方法を例示する概略正面図及び一部破
断側面図であり、回転ドラム６を高速回転させることに
よってその内周面側に回転液膜相８を形成する。そして
該液膜相８の液面９に向けてるつぼ１下面の噴出ノズル
２から溶融合金をジェット状に噴出させ、合金を細線４
状にして急冷凝固させながら回転ドラム６の内周壁に巻
回していく０図中３は金属を溶融させるためのヒーター
、５は溶融合金噴出用の不活性ガス、７はモーター、１
０はベルトを夫々示す。

そして回転水膜相の周速度を、噴出ノズル２からの溶融
合金噴出速度と実質的に同一かまたはそれよりやや早く
しておけば、断面均一性の良好な繊維状硬質磁性材料が
得られ易い。またここで使用される冷却液は純粋な液体
、溶液、エマルジョン等のいずれであってもよいが、コ
スト及び冷却効率を総合すると最も好ましいのは水であ
る。回転ドラムは横向きでも縦向きでもよいが、該ドラ
ム中の液膜相表面速度は４００〜９００　ｍ／ｍｉｎ程
度、溶融合金の液膜相への進入角度は５０〜８０°、噴
出ノズル２と冷却液面９との距離は０．５〜１０ｍｍ程
度が夫々好適である。

本発明において、この回転液中紡糸法を採用する場合に
は噴出ノズルの口径を５００μｍ以下とすればよく、５
００μｍ以下の領域で任意にノズルの口径を増減させる
ことにより所望とする細径の繊維状硬質磁性材料を得る
ことができる。

尚本発明に係る繊維状硬質磁性材料の直径を５００μｍ
以下としたのは、５００μｍを超える場合、噴出された
溶融合金を急冷することが困難となり、細線状（繊維状
）の硬質磁性材料を得ることが難しくなるからである。

又直径５００μｍ以下の細線状とすることによって、市
場の小型化要求に対応することができ、且つ直径の縮少
は相対的にアスペクト比を高めることになって磁気特性
の向上にも結びつく。即ち従来こうした５００μｍ以下
レベルまでの細径化が困難であった点が当該分野におけ
る装置あるいは部品の小型化の障害となっており、本発
明はこれを解消する為に、例えば回転液中紡糸法で代表
される方法によって繊維状に紡出して固化された直径５
００μｍ以下の繊維状材料を提供し、これによって電気
機器部品などの小型化並びに高性能化を可能にしたので
ある。

［実施例］ 実施例１ 第１．２図に示した様な回転液中紡糸法を採用し、Ｆｅ
　（７７）−Ｎｄ　（１５）−Ｂ　（８）原子％組成の
溶融合金を口径の異なる種々の紡出ノズルから夫々噴出
させて繊維状硬質磁性材料を作製した。冷却液には水（
１０℃）を使用した。尚紡出ノズルの口径が変わると紡
糸条件も変化するが、基本的には回転ドラム中の水膜相
表面速度が溶融合金のジェット流速と同等もしくは若干
大きくなる様に、ドラム回転速度と溶融合金の噴出速度
をコントロールすることにより、夫々直径４８０μｍ、
２４０μｍ、１４０μｍ、１１０μｍの４種の繊維状硬
質磁性材料を得た。そして直径１１０μｍの繊維状硬質
磁性材料を１５キロエルステツドの磁場に置いた時の磁
化の強さを測定すると、その値は１２キロガウス、又固
有保磁力は５キロエルステツドであった。

実施例２ 同じく冷却液として水を用いた回転液中紡糸法を採用し
て、Ｆｅ　（８２）　−Ｎｄ　（１２）−Ｂ（６）原子
％組成およびＦｅ　（７０）−Ｎｄ（２０）−Ｂ　（１
０）原子％組成の各溶融合金を実施例１と同様に紡出し
て直径２００μｍ。

１００μｍの２種の繊維状硬質磁性材料を夫々製造した
。そして直径１００μｍの繊維状硬質磁性材料について
夫々印加磁場１５キロエルステツドでの磁化の強さと固
有保磁力を調べたところ、Ｆｅ　（８２）−Ｎｄ　（１
２）−Ｂ　（６）原子％組　　。

成のものは１０キロガウス及び３キロエルステツド、Ｆ
ｅ　　（７０）−Ｎｄ　　（２０）−Ｂ　　（１０）原
子％組成のものは９キロガウス及び６キロエルステツド
であった。

実施例３ Ｆｅ　（６５）−Ｎｄ　（５）−Ｂ　（３０）、Ｆｅ（
６５）　−Ｎｄ　　（５）　−Ｂ　（２５）　−３１（
５）、Ｆｅ　（８５）−Ｎｄ　（５）−Ｂ　（２５）−
Ｇａ　（５）、Ｆｅ　（５８）−Ｎｄ　（３４）−Ｂ（
８）、Ｆｅ　（５８）−Ｎｄ　（３０）−Ｂ　（８）−
Ｐｒ　　（４）、　　Ｆｅ　　（５８）−Ｎｄ　　（２
４）−Ｂ（８）　　−Ｄｙ　　（１０）、　　Ｆｅ　　
（９２）−Ｎｄ（３）−Ｂ　　（５）、　　Ｆｅ　　（
８２）−Ｃｏ　　（ｔ　ｏ）−Ｎｄ　　（３）−Ｂ　　
（５）、　　Ｆｅ　　（８２）−Ｚｒ（１０）−Ｎｄ　
（３）−Ｂ　（５）の各原子％組成の溶融合金を実施例
１と同様に紡出して直径８μｍの繊維状硬質磁性材料を
作製した。得られた細線を着磁すると、いずれも永久磁
石特性の優れたものであった。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、硬質磁性材料本来
の優れた磁気特性を保持若しくは向上させつつ、十分に
細径の繊維状硬質磁性材料を提供することに成功した。

かくして超小型の永久磁石として電気通信機器、音響機
器等の分野における装置の小型化並びに高性能化に大き
く寄与することができることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は回転液中紡糸法を説明するための図であり
、第１図は概略正面図、第２図は一部破断側面図である
。 １・・・るつぼ　　　　　２・・・噴出ノズル３・・・
ヒーター　　　　４・・・フィラメント５・・・不活性
ガス　　　６・・・回転ドラム７・・・モーター　　　
　８・・・冷却液体９・・・冷却液面　　　　１０・・
・ベルト・　−１ 隼−・ 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維状に紡出して固化された、直径が５００μｍ以下で
   あることを特徴とする繊維状硬質磁性材料。