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

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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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JP
Japan
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permanent magnet
crystal structure
magnet
rare earth
magnetic field
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JP3222795A
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English (en)
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Minoru Endo
実 遠藤
Akimasa Sakuma
昭正 佐久間
Masao Iwata
雅夫 岩田
Keisuke Nakamura
啓介 中村
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets 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
    • H01F1/04Magnets 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
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys 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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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】 RaTMbcADde(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

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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
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
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RaTMbc
ADde(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
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
12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
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。
【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。
【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。
───────────────────────────────────────────────────── 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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 RaTMbcADde(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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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