JPH02121376A - 磁歪材料の製造方法 - 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、磁歪の大きいＴｂ−Ｄｙ−Ｆｅ合金の製造方
法に関する。

［従来の技術］ 磁歪とは、一般に、磁性体を磁化したときにその寸法が
変化する現象のことを言う。この磁歪の大きさは、−通
常、熱膨張係数とほぼ同じ程度であり、１０−６〜１０
−５の大きさである。磁歪の大きい材料としては、Ｎｉ
やＦｅ−１３ｖｔ％Ａｇ合金が知られており、これらの
磁歪はそれぞれ一３３ｘｌＯ−４０ｘｌＯ−６である。

ところが最近、この磁歪が上記の従来材よりも２桁も大
きい希土類合金が見い出され、新しい応用が注目される
ようになった。この合金は、Ａ、ＩＥ、ＣＩａｒｋらに
より見い出され、Ｔｂ、Ｄ）／、ａＦｅｂの組成式にお
いて、ａ＝０．１〜０．６、ｂ＝１．５〜２．　５　　
（ａ。

ｂ：原子比、以下同じ）で表わされる組成を有するもの
である。（例えばＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、Ｍａｇｎ、ｖ
ｏｌ。

ＨＡＧ　　−１３（１９７７）１５１．９．ＩＥＥＥ　
　Ｔｒａｎｓ、Ｍａｇｎ、ｖｏｌ、ＨＡＧ−１９（１１
３）１．９Ｂ４．）　ｔ、かしながら本合金の磁歪は結
晶方位依存性があるために、単結晶または一方向凝固材
を使用する必要がある。すなわち＜１１１＞方位の磁歪
が＜１００＞よりも５０倍以上も大きいために、材料の
結晶方位を制御しなければならない。

［発明が解決しようとする課題］ 一方、上記のＴｂ−Ｄｙ−Ｆｅ合金はＲＦ　ｅ２（Ｒ：
希土類元素）で表わされる金属間化合物であるために機
械的強度が小さく、外的衝撃に弱いという欠点を有して
いる。また、単結晶や一方向凝固材では材料の製造価格
が高価となり、材料の実用化及び普及の問題点となって
いる。

そこで、本発明の技術的課題は、Ｔｂ５ｐｙ。

Ｆｅより構成される磁歪材料の機械的強度を改善し、し
かも安価な製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、組成式Ｔ　ｂ　＊　Ｄ　ｙ　（−Ｆ　
ｅ　ｂ（但し、ａ＝０．１〜０．６．ｂ＝１．５〜２．
５で、ａ、ｂは原子比である）で表わされる磁歪材料を
製造する方法において、Ｔｂ、　ＤｙＦｅを含む合金鋳
塊を非酸化性雰囲気中で粉砕して成形し、次いで非酸化
性雰囲気中で８００℃以上の温度で焼結することを特徴
とする磁歪材料の製造方法が得られる。

本発明によれば、組成式ＴｂａＤｙ１　　Ｆｅｂ（但し
、ａ＝０．１〜０．　６．　　ｂ＝１．５〜２．５、ａ
、ｂは原子比である）で表わされる磁歪材料を製造する
方法において、Ｔｂ、　Ｄｙ。

Ｆｅを含む合金鋳塊を非酸化性雰囲気中で粉砕し、熱間
静水圧プレス法で、８００℃以上、８００気圧以上で処
理することを特徴とする磁歪材料の製造方法が得られる
。

ＴｂａＤｙ１−Ｆｅｂ　　（ａ＝０．１〜０．６、ｂ＝
１．５〜２．５）の組成を有する単結晶又は一方向凝固
材は、機械的強度特に衝撃強度が弱く、材料の取り扱い
を慎重に行なう必要がある。例えば材料を落下させたり
すると、粉々に壊れてしまう。これは結晶粒界がないか
又は極めて少ないためである。そこで機械的強度を大き
くさせる手段について検討した結果、結晶粒径を微細に
することにより単結晶材の数倍の強度が得られることを
見い出した。しかし、結晶粒径を微細にすることにより
＜１１１＞方位の大きな磁歪を有効に利用できなくなる
が、単結晶材の磁歪の約８０％程度以上の値が得られる
ことも見い出した。

結晶粒径が微細なＴｂ−Ｄｙ−Ｆｅ合金を得るためには
、粉末冶金法により製造するのが有効である。これは、
所定の合金組成を有する合金鋳塊を非酸化性雰囲気中で
粉砕し、次いで非酸化性雰囲気中で８００°Ｃ以上の温
度で焼結することにより達成される。ここで焼結する方
法としては、熱間静水圧プレス法により８００℃以上、
８００気圧以上で処理する方法が緻密度を向上させるの
に好ましい。しかも本方法によれば、単結晶や一方向凝
固材を製造する場合よりもはるかに安価に製造すること
が可能である。

また、熱間静水圧プレスは焼結密度を９９％以上とする
ためにおこなうもので、８００℃未満、８００気圧未満
では達成されない。密度が大きくなることにより、磁歪
も大きくなる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づき説明する。

〈実施例−１〉 ＴｂａＤｙ１Ｆｅの原料をカルシアルツボを用いた真空
高周波溶解法により重４１１３　ｋｇの鋳塊（インゴッ
ト）を得た。分析した結果、 Ｔ　ｂ　Ｏ，３Ｄ　Ｖ　ｏ、ｙ　Ｆ　ｅ　２．０の組成
であツタ。コノ一部より直径６止、長さ３５ｍ＋ｓの単
結晶をブリッジマン法により作製した。この時の軸方向
の結晶方位は［２１１］であった。これよりφ６市×ｔ
１ｍｍの試料を切り出し磁歪の測定に供した。

さらに残りの鋳塊を用いて、アルゴンガス中で粉砕し、
次いで真空中で１１００℃で焼結し焼結体を得た（焼結
法）。また、粉砕により得られた粉末を内径３０ｍｍ、
高さ４０龍のステンレス容器に真空封入し、熱間静水圧
プレスで１１００℃×１０００気圧の処理を施し焼結体
を得た（ＨＩＰ法）。これらの２種の方法により得られ
た焼結体よりφ６　ｍｒｍ　Ｘ　１　ｍｍの試料を切り
出し磁歪の測定に供した。

磁歪の測定は歪みゲージ法とし、印加磁界２　ｋｏｅ時
の印加方向と平行方向の試料の伸びを測定した（λ２）
。なお単結晶の場合は、印加磁界が　［１１１］　とな
るように設定した。

機械的強度を評伍するために、１　ｍｍ　Ｘ　５　ｍｍ
　ｘ３０ｍｍの試料も同時に作成し、抗折力強度を測定
した。

この測定結果を表−１に示す。

以下余白 表−１ 表−１より本発明により製造された焼結法とＨＩＰ法の
磁歪は単結晶材の８０〜９０％とやや小さくなっている
が、実用上問題のない値である。

一方抗折力強度は単結晶材の３〜４倍と大きく改善され
ている。

焼結法とＨＩＰ法で作製された試料中に残留する酸素は
いずれも２０００　ｐｐｍ以下であり、結晶粒径はいず
れも３ＩＩＩ＋１以下であった。なお、この結晶粒径は
さらに小さくすれば、抗折力強度はより大きくなると考
えられる。この結晶粒径を小さくする方法として、粉砕
時の粉末の平均粒径を小さくすればよい。

ＨＩＰ法により作製された試料の密度は理論密度比９つ
、９９％であった。

製造価格を試算すると単結晶材を１００とすると焼結材
は３０以下、ＨＩＰ法は４０以下となり、大幅な低価格
化が実現できる。

なお、一方向凝固材の機械的強度はここでは示さなかっ
たが、単結晶材とほぼ同等であった。

また、本組成系合金の磁歪は、圧縮予歪を加えることに
より２倍以上に大きくなることが知られているが、今回
は予歪−〇で全て測定した。

〈実施例２〉 表−２に示す種々の組成を有する鋳塊を〈実施例−１〉
と同様な方法で作製した。この後、〈実施例−１〉のＨ
ＩＰ法で試料を作製した。この時の磁歪の値を表−２に
示す。また抗折力強度は組成にはほとんど依存せず、Ｈ
ＩＰ法により作製された試料では約８〜９ｋｇ／關２が
得られた。磁歪は単結晶試料の約７０〜９０％を推定さ
れる。

表　　−２ なお、表−２で示した合金の組成範囲はＴｂ−Ｄｙ−Ｆ
ｅ合金で磁歪（λ２）が１００　Ｘ　１０−６以上を有
するものである。

［発明の効果コ 本発明によれば、従来の単結晶材または一方向性凝固材
に比べ、機械的強度特に抗折力強度が大きく、磁歪は７
０〜８０％の値が得られ、しかも安価に製造することが
できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．組成式Ｔｂ＿ａＤｙ＿１＿−＿ａＦｅ＿ｂ（但し、
   ａ＝０．１〜０．６，ｂ＝１．５〜２．５で、ａ，ｂは
   原子比である）で表わされる磁歪材料を製造する方法に
   おいて、 Ｔｂ，Ｄｙ，Ｆｅを含む合金鋳塊を非酸化性雰囲気中で
   粉砕して成形し、次いで非酸化性雰囲気中で８００℃以
   上の温度で焼結することを特徴とする磁歪材料の製造方
   法。
2. ２．組成式Ｔｂ＿ａＤｙ＿１＿−＿ａＦｅ＿ｂ（但し、
   ａ＝０．１〜０．６，ｂ＝１．５〜２．５で、ａ，ｂは
   原子比である）で表わされる磁歪材料を製造する方法に
   おいて、 Ｔｂ，Ｄｙ，Ｆｅを含む合金鋳塊を非酸化性雰囲気中で
   粉砕し、熱間静水圧プレス法で、８００℃以上、８００
   気圧以上で処理することを特徴とする磁歪材料の製造方
   法。