JPH0562815A - 永久磁石およびその製造方法 - Google Patents
永久磁石およびその製造方法Info
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- JPH0562815A JPH0562815A JP3222795A JP22279591A JPH0562815A JP H0562815 A JPH0562815 A JP H0562815A JP 3222795 A JP3222795 A JP 3222795A JP 22279591 A JP22279591 A JP 22279591A JP H0562815 A JPH0562815 A JP H0562815A
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- magnet
- rare earth
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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
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い磁気特性を有する新規な磁石材料を得る
こと。 【構成】 RaTMbMcADdCe(ここで、RはYをふ
くむ希土類元素のうち少なくとも1種、TMはFe,C
o,Niのうち少なくとも一種、MはSi,Ti,V,
Cr,Mo,Wのうち少なくとも一種、ADはAl,Z
n,Cu,Ga,Ge,Zr,Nb,Sn,Sb,H
f,Taのうち少なくとも1種で、5≦a≦18at%,6
5≦b≦85 at%,3≦c≦20 at%,0≦d≦8 at
%、2≦e≦15)の組成から成る永久磁石である。
こと。 【構成】 RaTMbMcADdCe(ここで、RはYをふ
くむ希土類元素のうち少なくとも1種、TMはFe,C
o,Niのうち少なくとも一種、MはSi,Ti,V,
Cr,Mo,Wのうち少なくとも一種、ADはAl,Z
n,Cu,Ga,Ge,Zr,Nb,Sn,Sb,H
f,Taのうち少なくとも1種で、5≦a≦18at%,6
5≦b≦85 at%,3≦c≦20 at%,0≦d≦8 at
%、2≦e≦15)の組成から成る永久磁石である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、VCM(ボイスコイル
モータ),回転機器等に使用される高性能希土類永久磁
石に関するものである。
モータ),回転機器等に使用される高性能希土類永久磁
石に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ThMn12型結晶構造を有するR−(F
e,Co)−(Si,Ti,V,Cr,Mo,W)系は
すでに永久磁石材料として報告されている。例えば、特
開昭62−241302号公報では、主成分が正方晶系
結晶構造を有するSm−Fe−Ti系合金の永久磁石材
料を報告している。このSmFe11Ti化合物は飽和磁
化12kG,異方性磁界87kOe,キュリー温度31
0℃の高い磁気特性を有している。また、特開平2−1
7583号公報では同様な正方晶ThMn12型結晶構造
を有するSm−Fe−V系材料を報告している。R−F
e−Ti系材料はほとんどの希土類元素の組合わせでT
hMn12型結晶構造を生成するが、一軸異方性を示すの
はR=Smの場合だけである。
e,Co)−(Si,Ti,V,Cr,Mo,W)系は
すでに永久磁石材料として報告されている。例えば、特
開昭62−241302号公報では、主成分が正方晶系
結晶構造を有するSm−Fe−Ti系合金の永久磁石材
料を報告している。このSmFe11Ti化合物は飽和磁
化12kG,異方性磁界87kOe,キュリー温度31
0℃の高い磁気特性を有している。また、特開平2−1
7583号公報では同様な正方晶ThMn12型結晶構造
を有するSm−Fe−V系材料を報告している。R−F
e−Ti系材料はほとんどの希土類元素の組合わせでT
hMn12型結晶構造を生成するが、一軸異方性を示すの
はR=Smの場合だけである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記ThMn12型結晶
構造を有するSmFe11Ti系材料は永久磁石として好
ましい特性を有しているものの、飽和磁化がNd2Fe
14B系より低く、SmがNdより高価であり、焼結法に
より高特性が得られないといった欠点を有している。こ
のため、安価なR=Ce,Pr,Ndで、Nd2Fe14
Bと同等もしくはそれ以上の飽和磁化・異方性磁界・キ
ュリー温度を有する材料が必要とされる。
構造を有するSmFe11Ti系材料は永久磁石として好
ましい特性を有しているものの、飽和磁化がNd2Fe
14B系より低く、SmがNdより高価であり、焼結法に
より高特性が得られないといった欠点を有している。こ
のため、安価なR=Ce,Pr,Ndで、Nd2Fe14
Bと同等もしくはそれ以上の飽和磁化・異方性磁界・キ
ュリー温度を有する材料が必要とされる。
【0004】
【課題を解決するための手段】NdFe10-11(Si,
Ti,V,Cr,Mo,W)1-2化合物はThMn12型
結晶構造を有するが、磁気異方性は面内で、永久磁石に
は適さない。しかし、本発明はこのNd系ThMn12型
化合物に炭素(C)を侵入させることにより、高い飽和
磁化・異方性磁界・キュリー温度を有する化合物を発見
できた。即ち、本発明に関わる永久磁石はRaTMbMc
ADdCe(ここで、RはYをふくむ希土類元素のうち少
なくとも1種、TMはFe,Co,Niのうち少なくと
も一種、MはSi,Ti,V,Cr,Mo,Wのうち少
なくとも一種、ADはAl,Zn,Cu,Ga,Ge,
Zr,Nb,Sn,Sb,Hf,Taのうち少なくとも
1種で、5≦a≦18at%,65≦b≦85 at%,3≦c
≦20 at%,0≦d≦8 at%、2≦e≦15)の組成か
ら成る永久磁石。本発明において希土類元素Rは5at
%以上、18at%以下で、好ましくは8at%以上、
16at%以下である。RはY,Ce,Pr,Nd,G
d,Tb,Dy,Hoの場合に大きな異方性磁界が得ら
れ、Ce,Pr,Ndの場合に高い飽和磁化が得られ
る。TMはFe,Co,Niのうち少なくとも一種で、
65at%以上、85at%以下である。ThMn12型
の結晶構造はFeとCoの全組成域で形成されるが、F
eが多い方が飽和磁化・異方性磁界が高い。MはThM
n12型結晶構造を安定化させるのに必要な元素で、3a
t%以下ではその効果はなく、20at%以上添加する
と飽和磁化が減少し、好ましくない。ADは保磁力を増
加するのに必要な元素で、8at%以下が好ましい。こ
れ以上の添加は飽和磁化の低下を来す。Cは飽和磁化・
異方性磁界を増加するのに必要な元素で、2at%以下
ではその効果は小さく、15at%以上では飽和磁化を
低下させ、好ましくない。本発明に関わる磁石は、焼結
法および溶湯急冷法により作成される。まず、Fe,C
o,Niなどと一緒にC、V,Cr,Mo,Wなどの高
融点元素を溶解し、次にR,Ti,Al,Si,Cu,
Gaなどの元素と一緒に溶解する。得られたインゴット
をディスクミル・ジョークラッシャーなどで粗粉砕し、
ジェットミル・ボールミル等で微粉砕した後、磁場中成
形し、焼結する。得られた焼結体を500ー900℃で
熱処理することにより、保磁力の高い磁石が得られる。
溶湯急冷法により磁石を作成する場合は、焼結法と同様
に溶解合金を作成し、溶湯急冷する。得られたフレーク
状試料は必要に応じて、熱処理等を行うことにより磁石
特性が得られる。
Ti,V,Cr,Mo,W)1-2化合物はThMn12型
結晶構造を有するが、磁気異方性は面内で、永久磁石に
は適さない。しかし、本発明はこのNd系ThMn12型
化合物に炭素(C)を侵入させることにより、高い飽和
磁化・異方性磁界・キュリー温度を有する化合物を発見
できた。即ち、本発明に関わる永久磁石はRaTMbMc
ADdCe(ここで、RはYをふくむ希土類元素のうち少
なくとも1種、TMはFe,Co,Niのうち少なくと
も一種、MはSi,Ti,V,Cr,Mo,Wのうち少
なくとも一種、ADはAl,Zn,Cu,Ga,Ge,
Zr,Nb,Sn,Sb,Hf,Taのうち少なくとも
1種で、5≦a≦18at%,65≦b≦85 at%,3≦c
≦20 at%,0≦d≦8 at%、2≦e≦15)の組成か
ら成る永久磁石。本発明において希土類元素Rは5at
%以上、18at%以下で、好ましくは8at%以上、
16at%以下である。RはY,Ce,Pr,Nd,G
d,Tb,Dy,Hoの場合に大きな異方性磁界が得ら
れ、Ce,Pr,Ndの場合に高い飽和磁化が得られ
る。TMはFe,Co,Niのうち少なくとも一種で、
65at%以上、85at%以下である。ThMn12型
の結晶構造はFeとCoの全組成域で形成されるが、F
eが多い方が飽和磁化・異方性磁界が高い。MはThM
n12型結晶構造を安定化させるのに必要な元素で、3a
t%以下ではその効果はなく、20at%以上添加する
と飽和磁化が減少し、好ましくない。ADは保磁力を増
加するのに必要な元素で、8at%以下が好ましい。こ
れ以上の添加は飽和磁化の低下を来す。Cは飽和磁化・
異方性磁界を増加するのに必要な元素で、2at%以下
ではその効果は小さく、15at%以上では飽和磁化を
低下させ、好ましくない。本発明に関わる磁石は、焼結
法および溶湯急冷法により作成される。まず、Fe,C
o,Niなどと一緒にC、V,Cr,Mo,Wなどの高
融点元素を溶解し、次にR,Ti,Al,Si,Cu,
Gaなどの元素と一緒に溶解する。得られたインゴット
をディスクミル・ジョークラッシャーなどで粗粉砕し、
ジェットミル・ボールミル等で微粉砕した後、磁場中成
形し、焼結する。得られた焼結体を500ー900℃で
熱処理することにより、保磁力の高い磁石が得られる。
溶湯急冷法により磁石を作成する場合は、焼結法と同様
に溶解合金を作成し、溶湯急冷する。得られたフレーク
状試料は必要に応じて、熱処理等を行うことにより磁石
特性が得られる。
【0005】
【作用】本発明の作用で重要なポイントは炭素(C)を
添加することにある。R2Fe17にC,Nを侵入させる
と、面内異方性であったR2Fe17化合物を一軸異方性
に変化させ、高い飽和磁化とキュリー温度が得られる。
これはC,NがFeのサブレイヤーに入り、Fe−Fe
原子間距離を広げ、R=Smの場合に高い異方性磁界が
得られる。R=Smの場合、異方性磁界はNの方がCを
侵入させるより高い飽和磁化と異方性磁界が得られる。
これと同様に、ThMn12型結晶構造を有するR−Fe
−(Si,Ti,V,Cr,Mo,W)系化合物にNを
侵入させることにより、高い飽和磁化と異方性磁界が得
られることが報告された。本発明者等は、ThMn12型
結晶構造においてN,C等の効果を検討した結果、Nよ
りもCを侵入させる方が飽和磁化・異方性磁界・キュリ
ー温度が高くなることを発見した。このことはR2Fe
17化合物とは逆の傾向を示している。R−(Fe,C
o)−(Si,Ti,V,Cr,Mo,W)系におい
て、R=Pr,Ndの場合、ThMn12型化合物は安定
には生成しにくく、R=Ceおよび重希土類元素の場合
に安定に生成される。しかし、高い飽和磁化はR=P
r,Ndの場合に得られる。そこで、ThMn12型結晶
構造を安定化し、高い飽和磁化を得るために、R=Nd
をベースとしてCeもしくは重希土類元素を1at%以
上含有させることにより、ThMn12型結晶構造を安定
化させ、高い飽和磁化が得られることがわかった。
添加することにある。R2Fe17にC,Nを侵入させる
と、面内異方性であったR2Fe17化合物を一軸異方性
に変化させ、高い飽和磁化とキュリー温度が得られる。
これはC,NがFeのサブレイヤーに入り、Fe−Fe
原子間距離を広げ、R=Smの場合に高い異方性磁界が
得られる。R=Smの場合、異方性磁界はNの方がCを
侵入させるより高い飽和磁化と異方性磁界が得られる。
これと同様に、ThMn12型結晶構造を有するR−Fe
−(Si,Ti,V,Cr,Mo,W)系化合物にNを
侵入させることにより、高い飽和磁化と異方性磁界が得
られることが報告された。本発明者等は、ThMn12型
結晶構造においてN,C等の効果を検討した結果、Nよ
りもCを侵入させる方が飽和磁化・異方性磁界・キュリ
ー温度が高くなることを発見した。このことはR2Fe
17化合物とは逆の傾向を示している。R−(Fe,C
o)−(Si,Ti,V,Cr,Mo,W)系におい
て、R=Pr,Ndの場合、ThMn12型化合物は安定
には生成しにくく、R=Ceおよび重希土類元素の場合
に安定に生成される。しかし、高い飽和磁化はR=P
r,Ndの場合に得られる。そこで、ThMn12型結晶
構造を安定化し、高い飽和磁化を得るために、R=Nd
をベースとしてCeもしくは重希土類元素を1at%以
上含有させることにより、ThMn12型結晶構造を安定
化させ、高い飽和磁化が得られることがわかった。
【0006】
【実施例】実施例 1 表1に示す希土類元素、遷移金属、(Si,Ti,V,
Cr,Mo,W)およびAD元素からなる組成の合金を
ア−ク溶解により作製した。得られたインゴットを、溶
湯急冷法により超急冷した。得られたフレーク状試料を
エポキシ樹脂に浸たし、磁場中成形後に固化した。得ら
れた磁気特性を表1に示す。
Cr,Mo,W)およびAD元素からなる組成の合金を
ア−ク溶解により作製した。得られたインゴットを、溶
湯急冷法により超急冷した。得られたフレーク状試料を
エポキシ樹脂に浸たし、磁場中成形後に固化した。得ら
れた磁気特性を表1に示す。
【表1】 実施例 2 表2に示す希土類元素、遷移金属、(Si,Ti,V,
Cr,Mo,W)およびAD元素からなる組成の合金を
ア−ク溶解により作製した。得られたインゴットをディ
スクミルで粗粉砕した後、ジェットミルで微粉砕した。
得られた微粉を磁場中成形し、焼結した。試料は650
℃×1時間熱処理した。得られた磁気特性を表2に示
す。
Cr,Mo,W)およびAD元素からなる組成の合金を
ア−ク溶解により作製した。得られたインゴットをディ
スクミルで粗粉砕した後、ジェットミルで微粉砕した。
得られた微粉を磁場中成形し、焼結した。試料は650
℃×1時間熱処理した。得られた磁気特性を表2に示
す。
【表2】 @
【0007】
【発明の効果】以上のように、ThMn12型結晶構造を
有するR−(Fe,Co,Ni)−(Si,Ti,V,
Cr,Mo,W)系にCを侵入させることにより高い磁
気特性を有する磁石材料が得られた。
有するR−(Fe,Co,Ni)−(Si,Ti,V,
Cr,Mo,W)系にCを侵入させることにより高い磁
気特性を有する磁石材料が得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 啓介 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式 会社磁性材料研究所内
Claims (6)
- 【請求項1】 RaTMbMcADdCe(ここで、RはY
をふくむ希土類元素のうち少なくとも1種、TMはF
e,Co,Niのうち少なくとも一種、MはSi,T
i,V,Cr,Mo,Wのうち少なくとも一種、ADは
Al,Zn,Cu,Ga,Ge,Zr,Nb,Sn,S
b,Hf,Taのうち少なくとも1種で、5≦a≦18a
t%,65≦b≦85 at%,3≦c≦20 at%,0≦d≦
8 at%、2≦e≦15)の組成から成る永久磁石。 - 【請求項2】 請求項1記載の磁石は正方晶ThMn12
型結晶構造を有することを特徴とする永久磁石。 - 【請求項3】 請求項1記載の磁石において、CはTh
Mn12型結晶構造に侵入型として入ることを特徴とする
永久磁石。 - 【請求項4】 請求項1記載の磁石において、希土類元
素R中のCeおよび重希土類元素の含有量が1at%以
上であることを特徴とする永久磁石。 - 【請求項5】 請求項1記載の組成となるようR−TM
−M−AD−C系溶解合金を作成し、粉砕・成形・焼結
による永久磁石の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1記載の組成となるようR−TM
−M−AD−C系溶解合金を作成し、溶湯急冷し、適切
な熱処理を施し、樹脂をバインダーとして成形する永久
磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3222795A JPH0562815A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 永久磁石およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3222795A JPH0562815A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 永久磁石およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0562815A true JPH0562815A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16788016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3222795A Pending JPH0562815A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 永久磁石およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0562815A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004260150A (ja) * | 2003-02-03 | 2004-09-16 | Tdk Corp | 硬質磁性組成物 |
JP2005183630A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Tdk Corp | 永久磁石粉末、永久磁石粉末の製造方法及びボンド磁石 |
US7465363B2 (en) | 2003-01-28 | 2008-12-16 | Tdk Corporation | Hard magnetic composition, permanent magnet powder, method for permanent magnet powder, and bonded magnet |
KR200477287Y1 (ko) * | 2015-02-10 | 2015-05-28 | 주식회사 경진그린텍 | 발광형 타켓 |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP3222795A patent/JPH0562815A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7465363B2 (en) | 2003-01-28 | 2008-12-16 | Tdk Corporation | Hard magnetic composition, permanent magnet powder, method for permanent magnet powder, and bonded magnet |
JP2004260150A (ja) * | 2003-02-03 | 2004-09-16 | Tdk Corp | 硬質磁性組成物 |
JP2005183630A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Tdk Corp | 永久磁石粉末、永久磁石粉末の製造方法及びボンド磁石 |
KR200477287Y1 (ko) * | 2015-02-10 | 2015-05-28 | 주식회사 경진그린텍 | 발광형 타켓 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |