JPH0450722B2 - - Google Patents
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- JPH0450722B2 JPH0450722B2 JP61084723A JP8472386A JPH0450722B2 JP H0450722 B2 JPH0450722 B2 JP H0450722B2 JP 61084723 A JP61084723 A JP 61084723A JP 8472386 A JP8472386 A JP 8472386A JP H0450722 B2 JPH0450722 B2 JP H0450722B2
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Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は、各種電気・電子機器材料として有用
な磁気特性にすぐれた希土類永久磁石にかかわ
る。 (従来技術と問題点) 従来良く知られ、量産化されている希土類磁石
には、サマリウムコバルト磁石SmCo5がある。
この磁気特性は最大エネルギー積(BH)maxが
実験値で20MGOeを超え、量産レベルでも16〜
18MGOeに達し、高特性磁石としてスピーカー、
モーター、計測器等に広く使用されている。しか
し、このSm系の磁石は高価なCoメタルを60重量
%以上も使用しているため、CoをFeのような安
価な元素に置換えることが望ましく、その試みが
なされているが、SmCo5化合物にはFeの固溶限
がないために成功していない。他方、R−Feの
2元系化合物としてRFe2,RFe3、およびR2Fe17
化合物が良く知られているが、キユリー点Tc、
飽和磁化4πMs、結晶磁気異方性定数Kuのいずれ
かが低いために磁石化されていない。R−Co系
化合物ではCaCu5型結晶構造を持つRCo5化合物
が存在し、前述のSmCo5磁石として実用化され
ているが、R−Fe系化合物ではRFe5化合物は従
来バルク状では存在しないといわれていた。1984
年にCadieu等(J.Appl.Phys.Vol.552611;1984)
はスパツター法によりSmFe5および (SmTi)xFe100-x(ただし、Ti:Feは1:9お
よび1:19)の薄膜が作成できることを示した。
これらの薄膜はCaCu5型の六方晶構造を有してい
ると報告されている。しかし、これはスパツター
法による準安定相であり、バルクには存在しない
ものと考えられていた。このためR−Feの2元
系化合物ではCroatらの急冷薄帯法(IEEE
Transactions on Magnetics,Vol.
MAG.181442;Nov.1982)による準安定相以外
磁石化された例はない。Croatらの方法による薄
帯磁石は等方性であり、また準安定相をベースと
しているため磁石の安定性に疑問がもたれ実用化
されていない。三元化合物のR2F14B相を主体と
するNdFeB磁石は資源的に豊富なNd,Feを主た
る原料としており、しかも室温での磁気特性が
Sm−Co系磁石より高いため注目されている。 しかし、Nd磁石は大変錆易く、何等らかのコ
ーテイングが必要になるが、未だに量産に適した
方法が見つかつておらず、この点がネツクとなつ
て広く用いられるまでに至つていない。 (問題点を解決するための手段) 本発明は、高価なCoメタルを全く使用しない
で、Sm−Co系磁石と同等か、それ以上の磁気特
性を有する希土類永久磁石を提供することを目的
とし、重量百分比で12〜45%のR(RはYを含む
希土類元素の少なくとも1種以上)と、0.1〜10
%のTiと、残部がFeと不可避の不純物とからな
る希土類永久磁石としたことを要旨とするもので
ある。 これを説明すると、上述したように従来RFe5
相の存在については、Sm分とFe分とをSmFe5の
割合になるように調製・溶解しても、その振動試
料型磁力計による磁化の温度変化およびX線回折
との測定結果(第1,2図参照)から明らかなよ
うに、2:17相、1:2相、および1:3相の3
相の存在は認められているが、1:5相の存在は
確認されていない。そこで本発明者はR−Fe系
成分に加える第3成分について種々検討の結果、
それにはTiの添加が適していること、さらにR
とTiの置換量を最適化すればバルク状態でSm−
Ti−Feよりなる、これまで知られていない3元
系化合物が存在し得ることを見出した。すなわ
ち、SmTiFe10の組成式を満足するようにSmの
代わりにTiを導入し、上記と同様に磁化の温度
変化の測定とX線回折を行なつたところ第1,2
図に示す結果が得られた。図から明らかなように
X線回折のピークはSmFe5秤量の合金のそれと
大きく異なり正方晶構造で指数付けが可能であ
り、磁化の温度変化もほぼ単一相に近いことを示
し、Tiの導入によりSm−Ti−Feの3元系化合物
が安定化されることが判つた。そして、さらに研
究を進めた結果、上記の現象はSm以外のYを含
む希土類元素に適用し得ることを見出し、本発明
に到達したものである。 本発明にかかわる希土類永久磁石は重量百分比
で12〜45%のYを含む希土類元素の少なくとも1
種以上と、0.1〜10%のTiと、残部がFeと不可避
の不純物とから成る組成物を、溶解、鋳造、粉
砕、成形、焼結することによつて得ることができ
る。上記の配合に際し、Yを含む希土類元素が前
記範囲外のときは3元系化合物が安定せず、それ
ゆえ12%以下では保磁力iHcが、また45%以上で
は飽和磁化4πMsがそれぞれ急激に低下する。ま
たTiが0.1%以下では3元系化合物が安定せず、
10%以上では3元系化合物相が少なくなるため、
上記割合にすることが必要である。 前述のRで定義される成分は、La,Ce,Pr,
Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,
Yb,およびLuからなる希土類元素に、Yを含め
たものであつて、これらは単独または2種以上の
組合せとして使用される。 本発明によつて得られた希土類永久磁石は前述
のようにTiの導入により3元系化合物相が安定
化するため、例えばRがSmの場合のキユリー点
が約310℃で、Sm2Fe17相の120℃と比べ大巾に上
昇するほか、飽和磁化も同様に大巾に向上するた
め高い磁気特性を持つ磁石が得られる。 また、この希土類永久磁石は粉末焼結法によつ
て異方性焼結磁石とすることができるので、その
磁気特性をSm−Co系磁石と同等か、それ以上に
することができるほか、Feが主体の磁石のため
Sm−Co系磁石以上のパフオーマンスを持つてい
る。本発明の正方晶を主相とする永久磁石はFe
を主体とする磁石でありながら、Nd磁石と異な
り高い耐食性を有しており、コーテイングなしで
使用可能である。もちろん、種々の表面コーテイ
ング(樹脂塗装、電解または無電解メツキ、蒸
着、スパツター、イオンプレーテイングなど)に
よりさらに耐食性を向上させることができる。 さらに急冷薄帯法によつても高い保磁力を有す
る薄帯が得られるので、これを粉砕し等方性のプ
ラスチツクマグネツトにしたり、異方性焼結体を
粉砕し、異方性プラスチツク磁石とするなど多く
の用途がある。 (発明の効果) 以上のように、本発明によればR−Fe系磁性
材料に所定量のTi元素を加えることにより、こ
れまで知られていなかつたR−Ti−Fe3元系化合
物相の安定化を達成したため、高価なCoを使用
しなくても、磁気特性にすぐれ、広汎な用途を期
待できる永久磁石が得られる。 実施例 1 それぞれ純度99.9%のSm,Ti,Feメタルを第
1表に示す割合で秤量後、高周波溶解炉で溶解
し、銅水冷鋳型に溶湯を傾注してインゴツトを作
成した。このインゴツトをN2ガス中でジエツト
ミルにより平均粒径2〜10μmの大きさに微粉砕
した。得られた微粉を15kOeの静磁場中で配向
後、1.5t/cm2の圧力でプレス成形した。この成形
体をArガス中で、1000〜1200℃で1時間焼結熱
処理を行なつた後、500〜900℃で更に4時間熱処
理した後急冷した。 熱処理後の異方性焼結体の残留磁束密度Br、
保磁力iHc、最大エネルギー積(BH)naxを測定
したところ、第1表に示す結果が得られた。比較
のためSmFe5組成の焼結体の特性を示したが、
保磁力および最大エネルギー積はほぼ0であつ
た。
な磁気特性にすぐれた希土類永久磁石にかかわ
る。 (従来技術と問題点) 従来良く知られ、量産化されている希土類磁石
には、サマリウムコバルト磁石SmCo5がある。
この磁気特性は最大エネルギー積(BH)maxが
実験値で20MGOeを超え、量産レベルでも16〜
18MGOeに達し、高特性磁石としてスピーカー、
モーター、計測器等に広く使用されている。しか
し、このSm系の磁石は高価なCoメタルを60重量
%以上も使用しているため、CoをFeのような安
価な元素に置換えることが望ましく、その試みが
なされているが、SmCo5化合物にはFeの固溶限
がないために成功していない。他方、R−Feの
2元系化合物としてRFe2,RFe3、およびR2Fe17
化合物が良く知られているが、キユリー点Tc、
飽和磁化4πMs、結晶磁気異方性定数Kuのいずれ
かが低いために磁石化されていない。R−Co系
化合物ではCaCu5型結晶構造を持つRCo5化合物
が存在し、前述のSmCo5磁石として実用化され
ているが、R−Fe系化合物ではRFe5化合物は従
来バルク状では存在しないといわれていた。1984
年にCadieu等(J.Appl.Phys.Vol.552611;1984)
はスパツター法によりSmFe5および (SmTi)xFe100-x(ただし、Ti:Feは1:9お
よび1:19)の薄膜が作成できることを示した。
これらの薄膜はCaCu5型の六方晶構造を有してい
ると報告されている。しかし、これはスパツター
法による準安定相であり、バルクには存在しない
ものと考えられていた。このためR−Feの2元
系化合物ではCroatらの急冷薄帯法(IEEE
Transactions on Magnetics,Vol.
MAG.181442;Nov.1982)による準安定相以外
磁石化された例はない。Croatらの方法による薄
帯磁石は等方性であり、また準安定相をベースと
しているため磁石の安定性に疑問がもたれ実用化
されていない。三元化合物のR2F14B相を主体と
するNdFeB磁石は資源的に豊富なNd,Feを主た
る原料としており、しかも室温での磁気特性が
Sm−Co系磁石より高いため注目されている。 しかし、Nd磁石は大変錆易く、何等らかのコ
ーテイングが必要になるが、未だに量産に適した
方法が見つかつておらず、この点がネツクとなつ
て広く用いられるまでに至つていない。 (問題点を解決するための手段) 本発明は、高価なCoメタルを全く使用しない
で、Sm−Co系磁石と同等か、それ以上の磁気特
性を有する希土類永久磁石を提供することを目的
とし、重量百分比で12〜45%のR(RはYを含む
希土類元素の少なくとも1種以上)と、0.1〜10
%のTiと、残部がFeと不可避の不純物とからな
る希土類永久磁石としたことを要旨とするもので
ある。 これを説明すると、上述したように従来RFe5
相の存在については、Sm分とFe分とをSmFe5の
割合になるように調製・溶解しても、その振動試
料型磁力計による磁化の温度変化およびX線回折
との測定結果(第1,2図参照)から明らかなよ
うに、2:17相、1:2相、および1:3相の3
相の存在は認められているが、1:5相の存在は
確認されていない。そこで本発明者はR−Fe系
成分に加える第3成分について種々検討の結果、
それにはTiの添加が適していること、さらにR
とTiの置換量を最適化すればバルク状態でSm−
Ti−Feよりなる、これまで知られていない3元
系化合物が存在し得ることを見出した。すなわ
ち、SmTiFe10の組成式を満足するようにSmの
代わりにTiを導入し、上記と同様に磁化の温度
変化の測定とX線回折を行なつたところ第1,2
図に示す結果が得られた。図から明らかなように
X線回折のピークはSmFe5秤量の合金のそれと
大きく異なり正方晶構造で指数付けが可能であ
り、磁化の温度変化もほぼ単一相に近いことを示
し、Tiの導入によりSm−Ti−Feの3元系化合物
が安定化されることが判つた。そして、さらに研
究を進めた結果、上記の現象はSm以外のYを含
む希土類元素に適用し得ることを見出し、本発明
に到達したものである。 本発明にかかわる希土類永久磁石は重量百分比
で12〜45%のYを含む希土類元素の少なくとも1
種以上と、0.1〜10%のTiと、残部がFeと不可避
の不純物とから成る組成物を、溶解、鋳造、粉
砕、成形、焼結することによつて得ることができ
る。上記の配合に際し、Yを含む希土類元素が前
記範囲外のときは3元系化合物が安定せず、それ
ゆえ12%以下では保磁力iHcが、また45%以上で
は飽和磁化4πMsがそれぞれ急激に低下する。ま
たTiが0.1%以下では3元系化合物が安定せず、
10%以上では3元系化合物相が少なくなるため、
上記割合にすることが必要である。 前述のRで定義される成分は、La,Ce,Pr,
Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,
Yb,およびLuからなる希土類元素に、Yを含め
たものであつて、これらは単独または2種以上の
組合せとして使用される。 本発明によつて得られた希土類永久磁石は前述
のようにTiの導入により3元系化合物相が安定
化するため、例えばRがSmの場合のキユリー点
が約310℃で、Sm2Fe17相の120℃と比べ大巾に上
昇するほか、飽和磁化も同様に大巾に向上するた
め高い磁気特性を持つ磁石が得られる。 また、この希土類永久磁石は粉末焼結法によつ
て異方性焼結磁石とすることができるので、その
磁気特性をSm−Co系磁石と同等か、それ以上に
することができるほか、Feが主体の磁石のため
Sm−Co系磁石以上のパフオーマンスを持つてい
る。本発明の正方晶を主相とする永久磁石はFe
を主体とする磁石でありながら、Nd磁石と異な
り高い耐食性を有しており、コーテイングなしで
使用可能である。もちろん、種々の表面コーテイ
ング(樹脂塗装、電解または無電解メツキ、蒸
着、スパツター、イオンプレーテイングなど)に
よりさらに耐食性を向上させることができる。 さらに急冷薄帯法によつても高い保磁力を有す
る薄帯が得られるので、これを粉砕し等方性のプ
ラスチツクマグネツトにしたり、異方性焼結体を
粉砕し、異方性プラスチツク磁石とするなど多く
の用途がある。 (発明の効果) 以上のように、本発明によればR−Fe系磁性
材料に所定量のTi元素を加えることにより、こ
れまで知られていなかつたR−Ti−Fe3元系化合
物相の安定化を達成したため、高価なCoを使用
しなくても、磁気特性にすぐれ、広汎な用途を期
待できる永久磁石が得られる。 実施例 1 それぞれ純度99.9%のSm,Ti,Feメタルを第
1表に示す割合で秤量後、高周波溶解炉で溶解
し、銅水冷鋳型に溶湯を傾注してインゴツトを作
成した。このインゴツトをN2ガス中でジエツト
ミルにより平均粒径2〜10μmの大きさに微粉砕
した。得られた微粉を15kOeの静磁場中で配向
後、1.5t/cm2の圧力でプレス成形した。この成形
体をArガス中で、1000〜1200℃で1時間焼結熱
処理を行なつた後、500〜900℃で更に4時間熱処
理した後急冷した。 熱処理後の異方性焼結体の残留磁束密度Br、
保磁力iHc、最大エネルギー積(BH)naxを測定
したところ、第1表に示す結果が得られた。比較
のためSmFe5組成の焼結体の特性を示したが、
保磁力および最大エネルギー積はほぼ0であつ
た。
【表】
実施例 2
Pr,Sm,Ce,Ti,Fe、の各メタルを第2表
に示す割合で秤量し、実施例1と同じ条件で熱処
理して異方性焼結体を作成した。各々の異方性焼
結体の保磁力iHcを測定したところ第2表に示す
結果が得られた。RはSm以外の元素でも充分な
保磁力を構成しうることがわかる。
に示す割合で秤量し、実施例1と同じ条件で熱処
理して異方性焼結体を作成した。各々の異方性焼
結体の保磁力iHcを測定したところ第2表に示す
結果が得られた。RはSm以外の元素でも充分な
保磁力を構成しうることがわかる。
第1図および第2図は、本発明および従来のも
のについての、磁化の温度変化およびCu,Kα線
によるX線回折のそれぞれの測定結果を示す図で
ある。
のについての、磁化の温度変化およびCu,Kα線
によるX線回折のそれぞれの測定結果を示す図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 重量百分比で12〜45%のR(RはYを含む希
土類元素の少なくとも1種以上)と、0.1〜10%
のTiと、残部がFeと不可避の不純物とからなる
希土類永久磁石。 2 前記永久磁石が異方性焼結体である特許請求
の範囲第1項に記載の希土類永久磁石。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61084723A JPS62241302A (ja) | 1986-04-12 | 1986-04-12 | 希土類永久磁石 |
DE8787400808T DE3765980D1 (de) | 1986-04-12 | 1987-04-09 | Legierung auf basis seltener erden fuer permanentmagnet. |
EP87400808A EP0242283B1 (en) | 1986-04-12 | 1987-04-09 | A rare earth-based alloy for permanent magnet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61084723A JPS62241302A (ja) | 1986-04-12 | 1986-04-12 | 希土類永久磁石 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62241302A JPS62241302A (ja) | 1987-10-22 |
JPH0450722B2 true JPH0450722B2 (ja) | 1992-08-17 |
Family
ID=13838602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61084723A Granted JPS62241302A (ja) | 1986-04-12 | 1986-04-12 | 希土類永久磁石 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62241302A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2970809B2 (ja) * | 1987-12-28 | 1999-11-02 | 信越化学工業株式会社 | 希土類永久磁石 |
DE69200130T2 (de) * | 1991-03-27 | 1994-09-22 | Toshiba Kawasaki Kk | Magnetisches Material. |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60144909A (ja) * | 1984-01-06 | 1985-07-31 | Daido Steel Co Ltd | 永久磁石材料の製造方法 |
JPS60244003A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-03 | Toshiba Corp | 永久磁石 |
JPS6110209A (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-17 | Toshiba Corp | 永久磁石 |
-
1986
- 1986-04-12 JP JP61084723A patent/JPS62241302A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60144909A (ja) * | 1984-01-06 | 1985-07-31 | Daido Steel Co Ltd | 永久磁石材料の製造方法 |
JPS60244003A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-03 | Toshiba Corp | 永久磁石 |
JPS6110209A (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-17 | Toshiba Corp | 永久磁石 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62241302A (ja) | 1987-10-22 |
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Legal Events
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EXPY | Cancellation because of completion of term |