JPH05198410A - 永久磁石材料 - Google Patents
永久磁石材料Info
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- JPH05198410A JPH05198410A JP4256766A JP25676692A JPH05198410A JP H05198410 A JPH05198410 A JP H05198410A JP 4256766 A JP4256766 A JP 4256766A JP 25676692 A JP25676692 A JP 25676692A JP H05198410 A JPH05198410 A JP H05198410A
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- magnet
- magnet material
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Nd-Fe-B系磁石の温度特性や耐環境性に劣る
という点を改善し、かつSmCo系磁石等に比べて安価に得
られると共に高性能化を図った、新規な永久磁石材料を
提供する。 【構成】 一般式：（Fe1-x Cox ）100-a-b-c Ra Nb
Hc （式中、 Rは Y、Ce、PrおよびNdから選ばれる少な
くとも 1種の元素、5at%≦ a≦25at% 、1at%≦ b≦25at
% 、 0≦ c≦5at%、0.05≦ x≦0.70。以下同じ）や、一
般式：（Fe1-x Cox ）100-a-b-c-d-e Ra Nb Hc Md
Ze （Fe1-x Cox ）100-a-b-c-d-e (R1-y Smy ）a Nb Hc
Md Ze （式中、 MはTi、Zr、Hf、 V、Nb、Ta、Cr、Mo、 W、M
n、Cu、Al、Ga、In、Ge、SnおよびPbから選ばれる少な
くとも 1種の元素、 Zは B、 C、 PおよびSiから選ばれ
る少なくとも 1種の元素、 0≦ d≦15at% 、 0≦ e≦10
at% 、0.001 ≦ y≦0.5)で、組成が実質的に表される永
久磁石材料である。
という点を改善し、かつSmCo系磁石等に比べて安価に得
られると共に高性能化を図った、新規な永久磁石材料を
提供する。 【構成】 一般式：（Fe1-x Cox ）100-a-b-c Ra Nb
Hc （式中、 Rは Y、Ce、PrおよびNdから選ばれる少な
くとも 1種の元素、5at%≦ a≦25at% 、1at%≦ b≦25at
% 、 0≦ c≦5at%、0.05≦ x≦0.70。以下同じ）や、一
般式：（Fe1-x Cox ）100-a-b-c-d-e Ra Nb Hc Md
Ze （Fe1-x Cox ）100-a-b-c-d-e (R1-y Smy ）a Nb Hc
Md Ze （式中、 MはTi、Zr、Hf、 V、Nb、Ta、Cr、Mo、 W、M
n、Cu、Al、Ga、In、Ge、SnおよびPbから選ばれる少な
くとも 1種の元素、 Zは B、 C、 PおよびSiから選ばれ
る少なくとも 1種の元素、 0≦ d≦15at% 、 0≦ e≦10
at% 、0.001 ≦ y≦0.5)で、組成が実質的に表される永
久磁石材料である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高性能で安価な永久磁
石材料に関する。
石材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石材料には、残留磁束密度および
保磁力が大きく、かつ磁気的安定性が高いことが要求さ
れる。このような条件を満足する材料としては、従来か
ら、RCo5 型金属間化合物(RはSm等の希土類元素）、 R
2 (Co,Cu,Fe,M)17型金属間化合物(MはTi、Zr、Hf等）、
Nd-Fe-B系合金等の希土類元素を含んだ永久磁石材料
が、電子機器や回転機器等の小型軽量化、高性能化を実
現できるため、広く用いられてきた。
保磁力が大きく、かつ磁気的安定性が高いことが要求さ
れる。このような条件を満足する材料としては、従来か
ら、RCo5 型金属間化合物(RはSm等の希土類元素）、 R
2 (Co,Cu,Fe,M)17型金属間化合物(MはTi、Zr、Hf等）、
Nd-Fe-B系合金等の希土類元素を含んだ永久磁石材料
が、電子機器や回転機器等の小型軽量化、高性能化を実
現できるため、広く用いられてきた。
【０００３】しかし、上述したような希土類磁石材料の
うち、 RCo5 型や R2 (Co,Cu,Fe,M)17型の希土類コバル
ト磁石においては、必須元素であるCoが高価であるこ
と、磁石としての特性を向上させるには高価なSmを用い
る必要があること、さらには永久磁石としての目安にな
る最大エネルギー積(BH)max が30MGOe程度が限界である
等の難点を有していた。また、 Nd-Fe-B系磁石では、最
大エネルギー積(BH)maxが35MGOe程度の磁石が得られて
いるものの、耐食性や温度特性に難点があり、使用環境
が制限されているのが実情であった。
うち、 RCo5 型や R2 (Co,Cu,Fe,M)17型の希土類コバル
ト磁石においては、必須元素であるCoが高価であるこ
と、磁石としての特性を向上させるには高価なSmを用い
る必要があること、さらには永久磁石としての目安にな
る最大エネルギー積(BH)max が30MGOe程度が限界である
等の難点を有していた。また、 Nd-Fe-B系磁石では、最
大エネルギー積(BH)maxが35MGOe程度の磁石が得られて
いるものの、耐食性や温度特性に難点があり、使用環境
が制限されているのが実情であった。
【０００４】一方、最近、 R2 Fe17合金(RはSmや Y等の
希土類元素）をアンモニウムガスにより窒化した R2 Fe
17 Nx （x=3-δ）系磁石材料が開発されている。しか
し、この系の永久磁石材料において、一軸異方性が明確
に得られているのは、希土類元素としてSmを用いた場合
のみであり、上記した希土類コバルト磁石と同様に、材
料コストが高くなるという難点を有していた。また、磁
気特性的にもさらに改善を要するものであった。
希土類元素）をアンモニウムガスにより窒化した R2 Fe
17 Nx （x=3-δ）系磁石材料が開発されている。しか
し、この系の永久磁石材料において、一軸異方性が明確
に得られているのは、希土類元素としてSmを用いた場合
のみであり、上記した希土類コバルト磁石と同様に、材
料コストが高くなるという難点を有していた。また、磁
気特性的にもさらに改善を要するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、最近
では高性能磁石として、希土類系磁石のなかのSmCo系磁
石が Nd-Fe-B系磁石に置き換えられつつあるが、 Nd-Fe
-B系磁石では磁気特性の温度特性や耐環境性に課題が残
されていた。温度特性については、Dy添加やCoGa添加等
の組成検討で改善されてはいるものの、まだ十分とはい
えない。また、耐環境性についても、各種のコーティン
グ材を用いて対応しているが、これも十分ではなく、ま
た逆にコスト上昇を招いている。
では高性能磁石として、希土類系磁石のなかのSmCo系磁
石が Nd-Fe-B系磁石に置き換えられつつあるが、 Nd-Fe
-B系磁石では磁気特性の温度特性や耐環境性に課題が残
されていた。温度特性については、Dy添加やCoGa添加等
の組成検討で改善されてはいるものの、まだ十分とはい
えない。また、耐環境性についても、各種のコーティン
グ材を用いて対応しているが、これも十分ではなく、ま
た逆にコスト上昇を招いている。
【０００６】一方、 R2 Fe17 Nx 系磁石材料では、希土
類元素としてSmを用いたのでは材料コストが高くなり、
またさらに磁気特性の改善も必要であった。また、希土
類元素とFeとの比が2:17の金属間化合物の場合、窒化し
て得られる化合物で磁石となり得るものは、希土類元素
がSmの場合のみであり、コスト面のみならず合金組成面
で自由度が少ないという難点を有しており、このような
点の改善も必要とされていた。
類元素としてSmを用いたのでは材料コストが高くなり、
またさらに磁気特性の改善も必要であった。また、希土
類元素とFeとの比が2:17の金属間化合物の場合、窒化し
て得られる化合物で磁石となり得るものは、希土類元素
がSmの場合のみであり、コスト面のみならず合金組成面
で自由度が少ないという難点を有しており、このような
点の改善も必要とされていた。
【０００７】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、 Nd-Fe-B系磁石の温度特性や耐環境
性に劣るという点を改善し、かつSmCo系磁石等に比べて
安価に得られると共に高性能化を図った、新規な永久磁
石材料を提供することを目的とするものである。
になされたもので、 Nd-Fe-B系磁石の温度特性や耐環境
性に劣るという点を改善し、かつSmCo系磁石等に比べて
安価に得られると共に高性能化を図った、新規な永久磁
石材料を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明における第１の永
久磁石材料は、 一般式：（Fe1-x Cox ）100-a-b-c Ra Nb Hc ……(1) （式中、 Rは Y、Ce、PrおよびNdから選ばれる少なくと
も 1種の元素を示し、 a、 b、 cおよび xは、5at%≦ a
≦25at% 、1at%≦ b≦25at% 、 0≦ c≦5at%、0.05≦ x
≦0.70をそれぞれ満足する数を示す。以下同じ）で実質
的に表されることを特徴としている。
久磁石材料は、 一般式：（Fe1-x Cox ）100-a-b-c Ra Nb Hc ……(1) （式中、 Rは Y、Ce、PrおよびNdから選ばれる少なくと
も 1種の元素を示し、 a、 b、 cおよび xは、5at%≦ a
≦25at% 、1at%≦ b≦25at% 、 0≦ c≦5at%、0.05≦ x
≦0.70をそれぞれ満足する数を示す。以下同じ）で実質
的に表されることを特徴としている。
【０００９】また、第２の永久磁石材料は、 一般式：（Fe1-x Cox ）100-a-b-c-d-e Ra Nb Hc Md Ze ……(2) （式中、 MはTi、Zr、Hf、 V、Nb、Ta、Cr、Mo、 W、M
n、Cu、Al、Ga、In、Ge、SnおよびPbから選ばれる少な
くとも 1種の元素を、 Zは B、 C、 PおよびSiから選ば
れる少なくとも 1種の元素を示し、 dおよび eは、 0≦
d≦15at% 、 0≦ e≦10at% をそれぞれ満足する数を示
す。以下同じ）で実質的に表されることを特徴としてい
る。
n、Cu、Al、Ga、In、Ge、SnおよびPbから選ばれる少な
くとも 1種の元素を、 Zは B、 C、 PおよびSiから選ば
れる少なくとも 1種の元素を示し、 dおよび eは、 0≦
d≦15at% 、 0≦ e≦10at% をそれぞれ満足する数を示
す。以下同じ）で実質的に表されることを特徴としてい
る。
【００１０】さらに、第３の永久磁石材料は、一般式： （Fe1-x Cox ）100-a-b-c-d-e (R1-y Smy ）a Nb Hc Md Ze ……(3) （式中、 yは 0.001≦ y≦0.5 を満足する数を示す）で
実質的に表されることを特徴としている。
実質的に表されることを特徴としている。
【００１１】ここで、上記 (1)式〜 (3)式における R元
素は、永久磁石に必須の磁気異方性を発現する元素であ
るが、Feの一部をCoで置換することによって、その磁気
異方性をｃ軸方向に向けることが可能となる。このよう
な R元素の含有量は、5at%〜25at%の範囲とする。 R元
素の含有量が5at%未満では上述した効果が十分に得られ
ず、一方 25at%を超えると飽和磁化が低下しすぎて、磁
石としての高性能化が実現できない。 R元素のより好ま
しい含有量は7at%〜 20at%の範囲であり、特に好ましく
は8at%〜 18at%の範囲である。
素は、永久磁石に必須の磁気異方性を発現する元素であ
るが、Feの一部をCoで置換することによって、その磁気
異方性をｃ軸方向に向けることが可能となる。このよう
な R元素の含有量は、5at%〜25at%の範囲とする。 R元
素の含有量が5at%未満では上述した効果が十分に得られ
ず、一方 25at%を超えると飽和磁化が低下しすぎて、磁
石としての高性能化が実現できない。 R元素のより好ま
しい含有量は7at%〜 20at%の範囲であり、特に好ましく
は8at%〜 18at%の範囲である。
【００１２】また、 R元素としては、 Y、Ce、Prおよび
Ndから選ばれる少なくとも 1種の元素を用いれば本発明
の効果が得られるものの、 R元素としてCeを用いること
によって、特に安価に高性能磁石を得ることができる。
また、高性能でSmCo系磁石よりも安価な磁石を必要とす
る場合には、PrやNdを用いることが好ましい。特に、Pr
は残留磁束密度の向上に、またNdは保磁力の向上に有効
である。さらには、これらの希土類元素のうち、原子比
で 50%までをSmで置換し、高性能化を図ることもでき
る。
Ndから選ばれる少なくとも 1種の元素を用いれば本発明
の効果が得られるものの、 R元素としてCeを用いること
によって、特に安価に高性能磁石を得ることができる。
また、高性能でSmCo系磁石よりも安価な磁石を必要とす
る場合には、PrやNdを用いることが好ましい。特に、Pr
は残留磁束密度の向上に、またNdは保磁力の向上に有効
である。さらには、これらの希土類元素のうち、原子比
で 50%までをSmで置換し、高性能化を図ることもでき
る。
【００１３】窒素は、磁気異方性の改善とキュリー温度
の上昇、および飽和磁化の増大に有効であり、1at%未満
ではその効果は少なく、 25at%を超えるとその効果が逆
に小さくなる。よって、窒素量は1at%〜 25at%の範囲と
する。より好ましい窒素量は5at%〜 20at%の範囲であ
り、さらに好ましくは7at%〜 18at%の範囲である。
の上昇、および飽和磁化の増大に有効であり、1at%未満
ではその効果は少なく、 25at%を超えるとその効果が逆
に小さくなる。よって、窒素量は1at%〜 25at%の範囲と
する。より好ましい窒素量は5at%〜 20at%の範囲であ
り、さらに好ましくは7at%〜 18at%の範囲である。
【００１４】水素は、希土類を含む合金に窒素を吸収さ
せる場合に、アンモニアガスあるいはアンモニアガスと
不活性ガスとの混合ガスを用いる場合に加わり易く、こ
の場合は窒素を所定量含ませるのに短時間で行うことが
可能となる。ただし、その量が 5at% を超えると、保磁
力が劣化するため、水素量は5at%以下とする。
せる場合に、アンモニアガスあるいはアンモニアガスと
不活性ガスとの混合ガスを用いる場合に加わり易く、こ
の場合は窒素を所定量含ませるのに短時間で行うことが
可能となる。ただし、その量が 5at% を超えると、保磁
力が劣化するため、水素量は5at%以下とする。
【００１５】CoはFeの一部を置換することによって、磁
気異方性をｃ軸方向に向けると共に、キュリー温度を高
める効果を有している。ただし、その置換量が xの値と
して、0.05未満の場合にはｃ面内に磁気異方性が存在し
て、永久磁石になり難い。また、 xの値が0.70を超える
と、飽和磁化および磁石特性の目安となる磁気異方性が
低下し、高性能磁石が得にくくなる。CoによるFeのより
好ましい置換量は0.08〜0.65の範囲であり、さらに好ま
しくは0.10〜0.60の範囲である。
気異方性をｃ軸方向に向けると共に、キュリー温度を高
める効果を有している。ただし、その置換量が xの値と
して、0.05未満の場合にはｃ面内に磁気異方性が存在し
て、永久磁石になり難い。また、 xの値が0.70を超える
と、飽和磁化および磁石特性の目安となる磁気異方性が
低下し、高性能磁石が得にくくなる。CoによるFeのより
好ましい置換量は0.08〜0.65の範囲であり、さらに好ま
しくは0.10〜0.60の範囲である。
【００１６】M元素は、保磁力の改善に有効な元素であ
るが、 15at%を超えて添加すると、飽和磁化が低下しす
ぎる。より好ましくは 10at%以下であり、さらに好まし
くは8at% 以下である。 M元素はTi、Zr、Hf、 V、Nb、T
a、Cr、Mo、 W、Mn、Cu、Al、Ga、In、Ge、SnおよびPb
から選ばれる少なくとも 1種の元素であるが、特にTi、
Zr、Hf、Cuが好ましい。
るが、 15at%を超えて添加すると、飽和磁化が低下しす
ぎる。より好ましくは 10at%以下であり、さらに好まし
くは8at% 以下である。 M元素はTi、Zr、Hf、 V、Nb、T
a、Cr、Mo、 W、Mn、Cu、Al、Ga、In、Ge、SnおよびPb
から選ばれる少なくとも 1種の元素であるが、特にTi、
Zr、Hf、Cuが好ましい。
【００１７】また、 Z元素は耐環境性の改善に有効な元
素であるが、その量は 10at%以下の範囲で効果があり、
それを超えると飽和磁化が低下しすぎる。より好ましく
は8at%以下であり、さらに好ましくは5at%以下である。
Z元素は B、 C、 PおよびSiから選ばれる少なくとも 1
種の元素であるが、特に C、 Pが好ましい。
素であるが、その量は 10at%以下の範囲で効果があり、
それを超えると飽和磁化が低下しすぎる。より好ましく
は8at%以下であり、さらに好ましくは5at%以下である。
Z元素は B、 C、 PおよびSiから選ばれる少なくとも 1
種の元素であるが、特に C、 Pが好ましい。
【００１８】なお、本発明の永久磁石材料においては、
その製造過程において導入される、重量比で10000ppm程
度までの不可避的な酸素が含まれていても、特に本発明
を制限するものではない。
その製造過程において導入される、重量比で10000ppm程
度までの不可避的な酸素が含まれていても、特に本発明
を制限するものではない。
【００１９】上記 (1)式、 (2)式または (3)式で表され
る本発明の永久磁石材料は、例えば以下のようにして製
造される。すなわち、まず希土類元素とFe、Coとを、さ
らには M元素としてTi、Zr、Hf等とを、上記 (1)式〜
(3)式のいずれかを満足させるように、所定量秤量した
後、高周波誘導加熱炉あるいはアーク溶解炉等で溶融し
合金化する。これを 700℃〜1400℃程度の温度で、 1時
間〜 1週間程度の溶体化処理を行った後、粗粉砕、場合
によってさらに微粉砕する。
る本発明の永久磁石材料は、例えば以下のようにして製
造される。すなわち、まず希土類元素とFe、Coとを、さ
らには M元素としてTi、Zr、Hf等とを、上記 (1)式〜
(3)式のいずれかを満足させるように、所定量秤量した
後、高周波誘導加熱炉あるいはアーク溶解炉等で溶融し
合金化する。これを 700℃〜1400℃程度の温度で、 1時
間〜 1週間程度の溶体化処理を行った後、粗粉砕、場合
によってさらに微粉砕する。
【００２０】次に窒化処理を行う。この際、窒化は固体
−気体反応により行うが、これには窒素ガス、アンモニ
アガス、さらにはこれらにAr、He等の不活性気体を加え
た混合ガス等が用いられ、特に窒化雰囲気に制限はな
い。この後、さらに微粉砕を行うことによって、永久磁
石材料として利用される。また、本発明の永久磁石材料
の粒径は、 0.1μm 〜 500μm の範囲に少なくとも 80%
以上が入っていることが、磁気特性の観点からして好ま
しい。より好ましい粒径は 0.5μm 〜 300μm の範囲で
あり、その量としては 90%以上とすることがより好まし
い。
−気体反応により行うが、これには窒素ガス、アンモニ
アガス、さらにはこれらにAr、He等の不活性気体を加え
た混合ガス等が用いられ、特に窒化雰囲気に制限はな
い。この後、さらに微粉砕を行うことによって、永久磁
石材料として利用される。また、本発明の永久磁石材料
の粒径は、 0.1μm 〜 500μm の範囲に少なくとも 80%
以上が入っていることが、磁気特性の観点からして好ま
しい。より好ましい粒径は 0.5μm 〜 300μm の範囲で
あり、その量としては 90%以上とすることがより好まし
い。
【００２１】また、所定の原子比率となるように調整し
た合金を液体急冷法により超急冷した後、窒化すること
によって作製することもできる。さらには、各元素の粉
末を所定の割合で混合し、メカニカルアロイングを行っ
て合金粉末を作製した後、もしくは所定の原子比率とな
るように調整した合金に対してメカニカルグラインディ
ングを施した後、窒化処理してもよい。このように、本
発明においては、種々の製造方法を適用することができ
る。
た合金を液体急冷法により超急冷した後、窒化すること
によって作製することもできる。さらには、各元素の粉
末を所定の割合で混合し、メカニカルアロイングを行っ
て合金粉末を作製した後、もしくは所定の原子比率とな
るように調整した合金に対してメカニカルグラインディ
ングを施した後、窒化処理してもよい。このように、本
発明においては、種々の製造方法を適用することができ
る。
【００２２】このようにして得られる本発明の永久磁石
材料は、バルク磁石やボンド磁石として使用される。ま
た、ボンド磁石として使用する際のボンド材としては、
各種の樹脂や、Zn、In、Sn、Alおよびその合金等の非磁
性低融点（低軟化点）金属材料等が例示される。
材料は、バルク磁石やボンド磁石として使用される。ま
た、ボンド磁石として使用する際のボンド材としては、
各種の樹脂や、Zn、In、Sn、Alおよびその合金等の非磁
性低融点（低軟化点）金属材料等が例示される。
【００２３】
【作用】本発明の永久磁石材料においては、R-Fe-N系材
料のFeの一部を適正な量のCoで置換している。このよう
に、Feの一部をCoで置換することによって、希土類元素
として Y、Ce、Pr、Nd等を使用した際においても、磁気
異方性を容易にｃ軸方向に向けることが可能となる。よ
って、安価な希土類元素を用いて、永久磁石材料を再現
性よく得ることが可能となる。また、Coによる置換は、
キュリー温度の向上にも寄与するため、温度特性の改善
を図ることも可能となる。さらに、 M元素や Z元素を添
加することによって、より一層磁気特性や耐環境性の向
上を図ることが可能となる。
料のFeの一部を適正な量のCoで置換している。このよう
に、Feの一部をCoで置換することによって、希土類元素
として Y、Ce、Pr、Nd等を使用した際においても、磁気
異方性を容易にｃ軸方向に向けることが可能となる。よ
って、安価な希土類元素を用いて、永久磁石材料を再現
性よく得ることが可能となる。また、Coによる置換は、
キュリー温度の向上にも寄与するため、温度特性の改善
を図ることも可能となる。さらに、 M元素や Z元素を添
加することによって、より一層磁気特性や耐環境性の向
上を図ることが可能となる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を実施例によって詳細に説明す
る。
る。
【００２５】実施例１ まず、 Ce10.5at%、 Fe71.6at%、 Co17.9at%となるよう
に所定量秤量し、アーク溶解によって母合金を作製し
た。次いで、得られた母合金を1000℃で 3日間溶体化処
理した後、ジェットミルによって平均粒径が50μm 程度
（粒径範囲は 1μm 〜 120μm ）となるように粉砕し
た。得られた粉体は、Ｘ線回折法により、Th2 Zn17型の
回折パターンが得られていることを確認した。この後、
管状炉中で窒素ガスをフローしながら、 550℃× 3時間
の条件で窒化処理を行った。得られた粉末のキュリー温
度と飽和磁化を試料振動型磁力計で評価したところ、キ
ュリー温度は 470℃、飽和磁化は15.0kGであった。この
粉末に、Zn粉末をボンド材として10重量% 加えた後、磁
場成型することによってボンド磁石を得た。
に所定量秤量し、アーク溶解によって母合金を作製し
た。次いで、得られた母合金を1000℃で 3日間溶体化処
理した後、ジェットミルによって平均粒径が50μm 程度
（粒径範囲は 1μm 〜 120μm ）となるように粉砕し
た。得られた粉体は、Ｘ線回折法により、Th2 Zn17型の
回折パターンが得られていることを確認した。この後、
管状炉中で窒素ガスをフローしながら、 550℃× 3時間
の条件で窒化処理を行った。得られた粉末のキュリー温
度と飽和磁化を試料振動型磁力計で評価したところ、キ
ュリー温度は 470℃、飽和磁化は15.0kGであった。この
粉末に、Zn粉末をボンド材として10重量% 加えた後、磁
場成型することによってボンド磁石を得た。
【００２６】このようにして得たボンド磁石の磁気特性
を評価したところ、保磁力は 10.1kOe、残留磁束密度は
10.3kGであった。また、化学分析によって組成確認を行
ったところ、Ce9.3 （Fe0.8 Co0.2 ）79.1 N11.6の組成
を有していることを確認した。なお、窒化前と同様にＸ
線回折を行ったところ、Th2 Zn17型の回折パターンが得
られ、また窒化による格子の膨張分だけ回折角の低角側
に回折ピークがシフトしていた。
を評価したところ、保磁力は 10.1kOe、残留磁束密度は
10.3kGであった。また、化学分析によって組成確認を行
ったところ、Ce9.3 （Fe0.8 Co0.2 ）79.1 N11.6の組成
を有していることを確認した。なお、窒化前と同様にＸ
線回折を行ったところ、Th2 Zn17型の回折パターンが得
られ、また窒化による格子の膨張分だけ回折角の低角側
に回折ピークがシフトしていた。
【００２７】実施例２ 実施例１で作製した母合金に液体急冷法を適用して、フ
レーク状試料を作製した。急冷は、周速 15m/secで回転
させたCuロール上に、材料融点＋50℃の温度に加熱した
融液を射出することによって行った。
レーク状試料を作製した。急冷は、周速 15m/secで回転
させたCuロール上に、材料融点＋50℃の温度に加熱した
融液を射出することによって行った。
【００２８】また、同一組成の合金をメカニカルアロイ
ングにて作製した。メカニカルアロイングは、ステンレ
ス製容器（容量:2.0リットル）を用いて、直径10mmのス
テンレス鋼球と試料重量との比を 200:1とし、Ar雰囲気
中にて回転速度100rpmで50時間処理することによって行
った。
ングにて作製した。メカニカルアロイングは、ステンレ
ス製容器（容量:2.0リットル）を用いて、直径10mmのス
テンレス鋼球と試料重量との比を 200:1とし、Ar雰囲気
中にて回転速度100rpmで50時間処理することによって行
った。
【００２９】これら各試料をジェットミルで実施例１と
同様に粉砕した後、それぞれ管状炉中で窒素ガスをフロ
ーしながら、 550℃× 3時間の条件で窒化処理した。得
られた各粉末に実施例１と同様にZn粉末を10重量% 加え
た後、それぞれ磁場成型を行うことによって、ボンド磁
石を各々作製した。
同様に粉砕した後、それぞれ管状炉中で窒素ガスをフロ
ーしながら、 550℃× 3時間の条件で窒化処理した。得
られた各粉末に実施例１と同様にZn粉末を10重量% 加え
た後、それぞれ磁場成型を行うことによって、ボンド磁
石を各々作製した。
【００３０】このようにして得た各ボンド磁石の磁気特
性を評価したところ、前者の試料を用いたボンド磁石で
は保磁力 10.8kOe、残留磁束密度10.5kG、後者の試料を
用いたボンド磁石では保磁力 10.6kOe、残留磁束密度1
0.5kGと、いずれも高い磁気特性を有していることを確
認した。
性を評価したところ、前者の試料を用いたボンド磁石で
は保磁力 10.8kOe、残留磁束密度10.5kG、後者の試料を
用いたボンド磁石では保磁力 10.6kOe、残留磁束密度1
0.5kGと、いずれも高い磁気特性を有していることを確
認した。
【００３１】実施例３ 表１、表２および表３に示す各組成の永久磁石材料粉末
を、それぞれ実施例１と同様の方法で作製した。なお、
窒化処理はそれらの母合金試料を管状炉中に収容し、窒
素ガスをフローしながら、 500℃〜 600℃の温度で 1時
間〜 5時間熱処理することによって行った。また、各母
合金試料（窒化前）は、いずれもＸ線回折からTh2 Zn17
型の回折パターンが得られていることを確認した。
を、それぞれ実施例１と同様の方法で作製した。なお、
窒化処理はそれらの母合金試料を管状炉中に収容し、窒
素ガスをフローしながら、 500℃〜 600℃の温度で 1時
間〜 5時間熱処理することによって行った。また、各母
合金試料（窒化前）は、いずれもＸ線回折からTh2 Zn17
型の回折パターンが得られていることを確認した。
【００３２】この後、実施例１と同様にしてボンド磁石
を磁場成型により作製し、磁気特性を評価した。また、
化学分析によって組成の確認も行った。また、窒化前と
同様にＸ線回折を行ったところ、Th2 Zn17型の回折パタ
ーンが得られ、また実施例１と同様に窒化による格子の
膨張分だけ、回折角の低角側に回折ピークがシフトして
いた。磁気特性の評価結果および確認した組成を併せて
示す。
を磁場成型により作製し、磁気特性を評価した。また、
化学分析によって組成の確認も行った。また、窒化前と
同様にＸ線回折を行ったところ、Th2 Zn17型の回折パタ
ーンが得られ、また実施例１と同様に窒化による格子の
膨張分だけ、回折角の低角側に回折ピークがシフトして
いた。磁気特性の評価結果および確認した組成を併せて
示す。
【００３３】
【表１】
【表２】
【表３】 表１、表２および表３から明らかなように、本発明によ
る材料は、いずれも高保磁力、高キュリー温度、高残留
磁束密度を有しており、永久磁石材料として優れている
ことが分かる。
る材料は、いずれも高保磁力、高キュリー温度、高残留
磁束密度を有しており、永久磁石材料として優れている
ことが分かる。
【００３４】実施例４ 実施例３における試料 No3、 No5および No6の組成を有
する材料からなるボンド磁石と、比較例として通常の粉
末冶金法で作製したNd15Fe77 B8 磁石およびNd13Dy2 Fe
77 B8 磁石を用い、 150℃、湿度 70%の恒温、恒湿度の
条件下で、上記各磁石の残留磁束密度Brのエージング特
性を調べた。その結果を図１に示す。同図から明らかな
ように、本発明による永久磁石の磁気特性は、比較例の
それに比べて安定であることが分かる。このことから、
耐環境性に関して本発明の永久磁石材料は、磁気特性の
安定性がよいと言える。
する材料からなるボンド磁石と、比較例として通常の粉
末冶金法で作製したNd15Fe77 B8 磁石およびNd13Dy2 Fe
77 B8 磁石を用い、 150℃、湿度 70%の恒温、恒湿度の
条件下で、上記各磁石の残留磁束密度Brのエージング特
性を調べた。その結果を図１に示す。同図から明らかな
ように、本発明による永久磁石の磁気特性は、比較例の
それに比べて安定であることが分かる。このことから、
耐環境性に関して本発明の永久磁石材料は、磁気特性の
安定性がよいと言える。
【００３５】実施例５ 表４に示す各組成の永久磁石材料粉末を、それぞれ実施
例１と同様の方法で作製した。なお、窒化処理はそれら
の母合金試料を管状炉中に収容し、水素ガスとアンモニ
アガスを 1:1としてフローしながら、 500℃〜 600℃の
温度で 1時間〜5時間熱処理することによって行った。
また、各母合金試料（窒化前）は、いずれもＸ線回折か
らTh2 Zn17型の回折パターンが得られていることを確認
した。
例１と同様の方法で作製した。なお、窒化処理はそれら
の母合金試料を管状炉中に収容し、水素ガスとアンモニ
アガスを 1:1としてフローしながら、 500℃〜 600℃の
温度で 1時間〜5時間熱処理することによって行った。
また、各母合金試料（窒化前）は、いずれもＸ線回折か
らTh2 Zn17型の回折パターンが得られていることを確認
した。
【００３６】この後、実施例１と同様にしてボンド磁石
を磁場成型により作製し、磁気特性を評価した。また、
化学分析によって組成の確認も行った。さらに、窒化前
と同様にＸ線回折を行ったところ、Th2 Zn17型の回折パ
ターンが得られ、また実施例１と同様に窒化による格子
の膨張分だけ、低角側に回折ピークがシフトしていた。
磁気特性の評価結果および確認した組成を併せて表４に
示す。
を磁場成型により作製し、磁気特性を評価した。また、
化学分析によって組成の確認も行った。さらに、窒化前
と同様にＸ線回折を行ったところ、Th2 Zn17型の回折パ
ターンが得られ、また実施例１と同様に窒化による格子
の膨張分だけ、低角側に回折ピークがシフトしていた。
磁気特性の評価結果および確認した組成を併せて表４に
示す。
【００３７】
【表４】
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安価でしかも温度特性や耐環境性に優れた、高性能な永
久磁石材料を再現性よく提供することが可能となる。そ
して、本発明はバルク磁石のみならず、ボンド磁石にも
有効であり、各種モータ、アクチュエータ、自動車部
品、医用機器用の磁石として有効である。
安価でしかも温度特性や耐環境性に優れた、高性能な永
久磁石材料を再現性よく提供することが可能となる。そ
して、本発明はバルク磁石のみならず、ボンド磁石にも
有効であり、各種モータ、アクチュエータ、自動車部
品、医用機器用の磁石として有効である。
【図１】本発明の実施例による永久磁石の耐環境性を従
来の永久磁石と比較して示すグラフである。
来の永久磁石と比較して示すグラフである。
フロントページの続き (72)発明者 蘓理 尚行 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 猪俣 浩一郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 一般式：（Fe1-x Cox ）100-a-b-c Ra
Nb Hc （式中、 Rは Y、Ce、PrおよびNdから選ばれる少なくと
も 1種の元素を示し、 a、 b、 cおよび xは、5at%≦ a
≦25at% 、1at%≦ b≦25at% 、 0≦ c≦5at%、0.05≦ x
≦0.70をそれぞれ満足する数を示す）で実質的に表され
ることを特徴とする永久磁石材料。 - 【請求項２】 一般式： （Fe1-x Cox ）100-a-b-c-d-e Ra Nb Hc Md Ze （式中、 Rは Y、Ce、PrおよびNdから選ばれる少なくと
も 1種の元素を、 MはTi、Zr、Hf、 V、Nb、Ta、Cr、M
o、 W、Mn、Cu、Al、Ga、In、Ge、SnおよびPbから選ば
れる少なくとも 1種の元素を、 Zは B、 C、 PおよびSi
から選ばれる少なくとも 1種の元素を示し、 a、 b、
c、 d、 eおよび xは、5at%≦ a≦25at% 、1at%≦ b≦2
5at% 、 0≦ c≦5at%、 0≦ d≦15at% 、 0≦ e≦10at%
、0.05≦ x≦0.70をそれぞれ満足する数を示す）で実
質的に表されることを特徴とする永久磁石材料。 - 【請求項３】 一般式： （Fe1-x Cox ）100-a-b-c-d-e (R1-y Smy ）a Nb Hc
Md Ze （式中、 Rは Y、Ce、PrおよびNdから選ばれる少なくと
も 1種の元素を、 MはTi、Zr、Hf、 V、Nb、Ta、Cr、M
o、 W、Mn、Cu、Al、Ga、In、Ge、SnおよびPbから選ば
れる少なくとも 1種の元素を、 Zは B、 C、 PおよびSi
から選ばれる少なくとも 1種の元素を示し、 a、 b、
c、 d、 e、 xおよび yは、5at%≦ a≦25at%、1at%≦ b
≦25at% 、 0≦ c≦5at%、 0≦ d≦15at% 、 0≦ e≦10
at% 、0.05≦x≦0.70、0.001 ≦ y≦0.5 をそれぞれ満
足する数を示す）で実質的に表されることを特徴とする
永久磁石材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4256766A JPH05198410A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-25 | 永久磁石材料 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-252506 | 1991-09-30 | ||
| JP25250691 | 1991-09-30 | ||
| JP4256766A JPH05198410A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-25 | 永久磁石材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198410A true JPH05198410A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=26540743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4256766A Withdrawn JPH05198410A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-25 | 永久磁石材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05198410A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5658396A (en) * | 1993-03-10 | 1997-08-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic material |
| KR100367437B1 (ko) * | 2000-01-14 | 2003-01-10 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 자석 분말 및 등방성 결합된 자석 |
| CN103258609A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-08-21 | 深圳大学 | 各向异性纳米复相稀土永磁材料及其制备方法 |
| JP2015529004A (ja) * | 2012-07-02 | 2015-10-01 | グリレム アドヴァンスド マテリアルズ カンパニー リミテッドＧｒｉｒｅｍ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 希土類永久磁石粉末、ボンド磁石及び当該ボンド磁石を応用するデバイス |
-
1992
- 1992-09-25 JP JP4256766A patent/JPH05198410A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5658396A (en) * | 1993-03-10 | 1997-08-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic material |
| KR100367437B1 (ko) * | 2000-01-14 | 2003-01-10 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 자석 분말 및 등방성 결합된 자석 |
| JP2015529004A (ja) * | 2012-07-02 | 2015-10-01 | グリレム アドヴァンスド マテリアルズ カンパニー リミテッドＧｒｉｒｅｍ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 希土類永久磁石粉末、ボンド磁石及び当該ボンド磁石を応用するデバイス |
| CN103258609A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-08-21 | 深圳大学 | 各向异性纳米复相稀土永磁材料及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |