JPH0461041B2

JPH0461041B2 -

Info

Publication number: JPH0461041B2
Application number: JP58104714A
Authority: JP
Inventors: Michio Yamashita; Masato Sagawa
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1983-06-10
Publication date: 1992-09-29
Also published as: JPS59229461A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野この発明は、すぐれた磁気特性、特に高保磁力
を有し、磁気記録媒体などの用途に最適な高保磁
力磁性合金粉末に係り、正方晶化合物を主相とす
る希土類金属−鉄−ボロン三元系高保磁力磁性合
金粉末に関する。従来の技術磁気記録媒体用磁性粉末として、針上晶γ−
Fe₂O₃、針状CrO₂、Co被着型針状酸化鉄等の酸
化物微粉末が、一般に多用されている。また、今日、磁気記録媒体には高出力並びに高
密度化が強く要求されており、高保磁力、高飽和
磁化の特性を有する磁性粉末が必要となつてき
た。かかる磁性粉末として、針状酸化鉄を還元処
理して針状微粒子としたもの、金属を蒸発させて
数百Åの超微粉としたFeあるいはFe−Coを主成
分とする合金微粉末等が提案され、改良開発が進
められている。しかしながら、上記の針状鉄微粒子は、その保
磁力発生機構として、形状異方性を利用している
ため、針状比５以上の細長い微粒子が必要である
が、還元処理工程のシンタリング等のため針状性
が損われやすい問題があり、また、還元処理、シ
ンタリングや酸化防止対策のためにコストが嵩み
高価になり、その保磁力も1500Oe程度が限界で
ある等種々の問題がある。さらに、後者のFeあるいはFe−Coを主成分と
する超微粉末の場合、針状性は必要ないが、数百
Åの超微粉とする蒸発工程において多大のコスト
を要するため、特殊な用途に限定され、その保磁
力も2500Oe程度が限界である等種々の問題があ
つた。また、飽和磁化についても、結晶磁気異方性を
利用した磁性材料としてBaO・6Fe₂O₃やSrO・
6Fe₂O₃で表わされるハードフエライトが知られ
ているが、その飽和磁化は60〜70emu／ｇと低
く、希土類金属とCoを主成分とするRCo₅や
R₂Co₁₇で表わされる金属間化合物も高い結晶磁
気異方性のため、高保磁力を有することが知られ
ているが、SmやCoが主成分であるために原料コ
ストが嵩み、飽和磁化も80〜95emu／ｇと低いも
のであつた。この発明は、高保磁力でかつ高飽和磁化である
新規な磁気記録媒体用磁性合金粉末を目的とし、
このすぐれた磁気特性が製造容易で安価に得られ
る高保磁力磁性合金粉末の提供を目的としてい
る。発明の概要この発明は、Ｒ（ＲはＹを包含する希土類元素のうち少なく
とも１種）５原子％〜20原子％、 B5原子％〜20原子％、 Fe60原子％〜90原子％を主成分とするＲ−Fe
−Ｂ系磁性合金粉末からなり、Ｒ、Ｂ、Feを含む正方晶化合物を主相とし、
粒度が10μｍ以下であることを特徴とし、磁気記
録媒体などの用途に最適な高保磁力磁性合金粉末
である。Ｒ、Ｂ、Feを主成分とする磁性合金は、本発
明者らが先に焼結永久磁石（特願昭57−145072号
（特開昭59−046008号）、特願昭57−166663号（特
開昭59−064733号）、特願昭58−5813号（特開昭
59−132104号））としてすぐれた磁気特性を有す
ることを見い出したもので、かかる合金の微粉末
としての性質を種々検討した結果、磁気記録用磁
性合金粉末としてもすぐれた特性を有することを
知見したものである。発明の構成この発明による高保磁力磁性合金粉末は、保磁
力発現の機構として、結晶磁気異方性を利用する
ため、前記従来の針状性や超微粉化の必要がなく
製造が容易であり、かつすぐれた飽和磁化（os）、
保磁力（iHc）が得られ、この保磁力も数100Oe
から約10000Oeまで自由に調整可能であり、さら
には、磁化曲線での角形比（飽和磁化と残留磁化
の比or／os）もすぐれており、磁気記録媒体の用
途としては、長手方向記録用のみならず、垂直方
向記録用としてもすぐれた特性を有する。磁性合金粉末の組成限定理由次に、成分並びに成分組成を限定した理由を説
明する。希土類元素Ｒは、イツトリウム（Ｙ）を包含し
軽希土類及び重希土類を包含する希土類元素であ
り、これらのうち少なくとも１種、好ましくは
Nd、Pr等の軽希土類を主体として、あるいは
Nd、Pr等との混合物を用いる。すなわち、Ｒとしては、ネオジム（Nd）、プラ
セオジム（Pr）、ランタン（La）、セリウム
（Ce）、テルビウム（Tb）、ジスプロシウム
（Dy）、ホルミウム（Ho）、エルビウム（Er）、ユ
ウロビウム（Eu）、サマリウム（Sm）、カドリニ
ウム（Gd）、プロメチウム（Pm）、ツリウム
（Tm）、イツテルビウム（Yb）、ルテチウム
（Lu）、及びイツトリウム（Ｙ）が包含される。Ｒとしては、軽希土類をもつて足り、特にNd、
Prが好ましい。又通例Ｒのうち１種をもつて足
りるが、実用上は２種以上の混合物（ミツシユメ
タル、ジジム等）を入手上の便宜等の理由により
用いることができ、Sm、Ｙ、La、Ce、Gd、等
は他のＲ、特にNd、Pr等との混合物として用い
ることができる。なお、Ｒは純希土類元素でなくてもよく、工業
上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物を含有
するものでも差支えない。Ｒが５原子％未満であると、ａ鉄と同一構造の
立方晶組織が存在することになり、良好な保磁
力、飽和磁化が得られなくなり、また、Ｒが20原
子％を越え、Feが60原子％未満になると、Ｒリ
ツチな非磁性相が多くなりすぎて、飽和磁化が小
さくなり、磁気記録媒体用などの高保磁力磁性合
金粉末として実用的でなくなるため、Ｒは５原子
％〜20原子％とする。Ｂは、５原子％未満になると、菱面体組織とな
り、良好な保磁力、飽和磁化が得られなくなり、
20原子％を越えると飽和磁化が低下してしまうた
め、５原子％〜20原子％とする。 Feは、Feが60原子％未満になると、Ｒリツチ
な非磁性相が多くなりすぎて、飽和磁化が小さく
なり、高保磁力磁性合金粉末として実用的でなく
なり、90原子％を越えると、保磁力が低下し、高
保磁力磁性合金粉末として不適である。60原子％
〜90原子％とする。上記の組成を有する磁性合金粉末が、高い結晶
磁気異方性と高い飽和磁化を示すためには、その
組織構造として、Ｒ、Ｂ、Feを含む正方晶化合
物を主相とし、残部は実質的にＲリツチな非磁性
相を有する組織であることが必要であり、また、
この組織内に、酸化物相及びＢリツチ相が少量存
在しても良好な特性を示す。この発明において、主成分であるFeの一部を
Coで置換すると、Ｒ−Ｂ−Fe系磁性合金粉末の
磁気特性を損うことなく、温度特性を改善向上さ
せるのに有効であるが、Co置換量がFeの50％を
越えると、磁性合金粉末の磁気特性を逆に劣化さ
せるので好ましくない。また、この発明において、Co置換、さらに下
記元素の添加および原料や製造工程での混入する
不純物元素を含む磁性合金粉末であつても、Ｒ、
Ｂ、Feを含む正方晶化合物を主相とする高保磁
力磁性合金粉末であり、磁気記録媒体用としても
すぐれた特性を示す。 Ti 4.5％以下、Ni 4.5％以下、 Bi ５％以下、Ｖ 9.5％以下、 Nb 12.5％以下、Ta 10.5％以下、 Cr 8.5％以下、Mo 9.5％以下、Ｗ 9.5％以下、Mn 3.5％以下、 Al 9.5％以下、Sb 2.5％以下、 Ce ７％以下、Sn 3.5％以下、 Zr 5.5％以下、Hf 5.5％以下、 Cu 3.5％以下、Ｓ 20％以下、Ｃ４％以下、Ca ８％以下、 Mg ８％以下、Si ８％以下、Ｐ 3.5％以下、また、１％以下の、Ｈ、Li、Na、Ｋ、Be、
Sr、Ba、Ag、Zn、Ｎ、Ｆ、Se、Te、Pb。この発明による高保磁力磁性合金粉末の粒度を
10μｍ以下に限定した理由は、10μｍを越える粒
子径になると、高保磁力が得難く、また、磁気テ
ープ等に塗布した場合、磁気ヘツドの損傷やノイ
ズの原因となり、磁気記録用磁性合金粉末として
不適となるためであり、特に高保磁力を発揮させ
ためには、２〜3μｍ以下の粒度が望ましい。また、磁性合金粉末の酸素含有量は少ないほう
が望ましいが、２％以下であれば、保磁力を著し
く低下させることがない。製造方法次に、この発明による高保磁力磁性合金粉末の
製造方法を説明すると、一般的には、真空溶解に
よりインゴツトを作製し、インゴツトを機械的に
粉砕して、数μｍ以下の微粉末が得られるが、水
素を含有させて粉砕すればより容易に粉砕するこ
とができる。また、溶湯を噴霧するアトマイズ法
や酸化物を還元することにより粉末化したり、ア
ーク放電や高温加熱によつて蒸発させたり、飛散
させることにより粉末化することも可能であり、
さらに、化学的に電解や還元によつて粉末化して
もよい。上記の各種製法により粉末の粒度を調整した
り、水素含有量を変えることにより、種々特性レ
ベルの粉末を得ることができる。また、この発明による磁性合金粉末を磁気記録
用として記録媒体に適用する際に重要なことは、
合金粉末表面の安定化であり、例えば、粉末粒子
の表面に酸化被膜を被着させたり、無機物や有機
物で表面を被着したり、あるいは表面処理層を作
製する方法等が適用でき、特に、水素を含有させ
て粉砕した場合、200℃〜300℃に加熱処理したの
ち、上記の表面処理することが有効である。実施例以下に、この発明による実施例を示しその効果
を明らかにする。実施例１純鉄、金属Nd、Fe−Ｂ合金（B20％）を原料
として、Nd10原子％−B13原子％−Fe77原子％
の組成となるように配合し、真空およびアルゴン
雰囲気で鋳込んだインゴツトをジヨークラツシヤ
ー、デイスクミルで粗粉砕し、さらにボールミル
で５〜200時間と粉砕時間を種々変えて微粉砕し
た。得られた合金粉末の平均粒度並びに磁気特性を
測定したところ、第１表の結果を得た。また、粉
砕時間５時間で平均粒度3μｍの粉末の水素含有
量は300ppm以下であつた。

【表】実施例２純鉄、金属Nd、Fe−Ｂ合金（B20％）を原料
として、Nd13原子％−B8原子％−Fe79原子％の
組成となるように配合し、真空およびアルゴン雰
囲気で鋳込んだインゴツトを、15気圧の水素中で
５時間保持し、さらに真空中で20時間水素を除去
し、その後ジヨークラツシヤー、デイスクミルで
粗粉砕し、さらにボールミルで種々の平均粒度と
なるように粉砕時間を変えて微粉砕した。得られた合金粉末の平均粒度並びに磁気特性を
測定したところ、第２表の結果を得た。また、粉
砕時間５時間で平均粒度3μｍの粉末の水素含有
量は1500ppm以下であつた。

【表】実施例３純鉄、金属Nd、Fe−Ｂ合金（B20％）を原料
として、さらに、種々の添加物を加え、第３表の
組成となるように配合し、真空およびアルゴン雰
囲気で鋳込んだインゴツトをジヨークラツシヤ
ー、デイスクミルで粗粉砕し、さらにボールミル
で５時間微粉砕した。得られた合金粉末の平均粒
度並びに磁気特性を測定したところ、第３表の結
果を得た。

【表】

【表】実施例４純鉄、金属Nd、Fe−Ｂ合金（B20％）を原料
として、Nd18原子％−B6原子％−Fe76原子％の
組成となるように配合し、真空およびアルゴン雰
囲気中で溶解し、３mmΦのノズルより溶湯を落下
させ、100気圧のアルゴンガスによりアトマイズ
し、得られた合金粉末を更にボールミルで150時
間微粉砕した。また、この微粉末を、１×10^-3mmHgの真空中
で600℃×30分の熱処理し、露点20℃のwetN₂中
で600℃×30分の熱処理し、表面処理合金粉末を
得た。得られた２種の粉末の磁気特性を測定した
ところ第４表の結果を得た。結果から明らかな如く、表面処理しない合金粉
末も従来粉末より高い保持力を示し、さらに表面
処理したものは保持力（iHc）が11000と著しく
向上している。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１Ｒ（ＲはＹを包含する希土類元素のうち少な
くとも１種）５原子％〜20原子％、 B5原子％〜20原子％、 Fe60原子％〜90原子％を主成分とするＲ−Fe
−Ｂ系磁性合金粉末からなり、Ｒ、Ｂ、Feを含む正方晶化合物を主相とし、
粒度が10μｍ以下であることを特徴とする高保磁
力磁性合金粉末。