JPH06151133A - 磁石粉末の製造方法 - Google Patents

磁石粉末の製造方法

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JPH06151133A
JPH06151133A JP4327223A JP32722392A JPH06151133A JP H06151133 A JPH06151133 A JP H06151133A JP 4327223 A JP4327223 A JP 4327223A JP 32722392 A JP32722392 A JP 32722392A JP H06151133 A JPH06151133 A JP H06151133A
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JP
Japan
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type
magnet powder
producing
metal salt
powder
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Pending
Application number
JP4327223A
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English (en)
Inventor
Takuji Nomura
卓司 野村
Kouji Sezaki
好司 瀬▲ざき▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 純金属より安価な金属塩を原料とし、融解、
粉砕などの工程を経ずに直接磁石粉末を作製し得る製造
方法に関する。 【構成】 Fe、Co、Ni、Mnのうち1種以上を含
有する金属塩、非金属塩、錯化剤からなる塩溶液と、還
元剤からなる還元剤溶液を混合、反応せしめた後、必要
な熱処理を施す磁石粉末の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は焼結磁石やボンド磁石の
材料として好適な磁石粉末の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来金属磁石は、アルニコ磁石をはじめ
MnAlC、MnBi、MnAl、CoPt、FeCo
Vなど多種多様な合金が開発、使用されている。また近
年になって従来磁石の磁気特性を大きく上回る優れた希
土類系永久磁石材料が開発され、エレクトロニクス機器
の軽薄短小化の傾向に呼応して大幅な伸長を果たしてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の金
属磁石はいずれも、(1)構成元素の各純金属を原料と
しているため高価になる、(2)原料を一旦融解、混合
する必要があるため製造コストが高くなる、(3)冷却
後得た鋳造塊、薄帯を粉砕する必要があり製造コストが
高くなる、(4)粉砕による粉砕歪などの影響によって
磁気特性、特に保磁力が低化し、材料本来の特性を発揮
できない、などの問題のいくつかを有している。
【0004】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、比較的安価な金属塩類を原料とし、直接粉末を得る
ことにより、製造コストが低く、粉砕による特性劣化の
少ない磁石粉末の製造方法を提供することを目的として
いる。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の構成要件は、 Fe、Co、Ni、Mnの少なくとも1種または2種
以上を主たる構成成分としてなる金属塩、または上記金
属塩と錯化剤を溶媒に溶解または分散させた溶液と;還
元剤を溶媒に溶解または分散した溶液と;を混合し、反
応せしめることによって得た析出粉末を溶媒と分離回収
してなる磁石粉末の製造方法。 Fe、Co、Ni、Mnの少なくとも1種または2種
以上を主たる構成成分としてなる金属塩と非金属塩、ま
たは金属塩と非金属塩及び錯化剤を溶媒に溶解または分
散させた溶液と;還元剤を溶媒に溶解または分散した溶
液と;を混合し、反応せしめることによって得た析出粉
末を溶媒と分離回収してなる磁石粉末の製造方法。 析出粉末の全部または一部が非結晶質である場合には
結晶化熱処理を施してなる上記またはの磁石粉末の
製造方法。 析出粉末にN、Cを添加する場合にはそれぞれ窒化処
理、浸炭処理を施してなる上記、またはの磁石粉
末の製造方法。 上記磁石粉末がB、C、N、P、Si、Ga、Ge、
Mo、Pt、Pd、Sn、As、Ta、Cr、U、Bi
のうち少なくとも1種以上の元素を含有する上記、
、またはの磁石粉末の製造方法。 上記磁石粉末の結晶系が六方晶、正方晶、斜方晶であ
る上記、、、またはの磁石粉末の製造方法。 上記磁石粉末の結晶構造が、AuCuI型、AuCu
3 I型、NiAs型、W2 C型、CuPt型、Ni2
r型、Cr2 Al型、CuAuII型、WC型、Fe2
型、ZnS型、PbO型、TiO2 型、FeS2 型、β
−U型、Ag3Mg型、Ni3 V型、Ni2 In型のい
ずれかである上記、、、、またはの磁石粉
末の製造方法。 上記磁石粉末の平均粒子径が0.001〜10μmの
範囲である上記、、、、、またはの磁石
粉末の製造方法。 をそれぞれ内容とするものである。
【0006】
【作用】この構成によって低コストかつ粉砕歪の少ない
磁石粉末の製造方法を提供することができる。
【0007】
【実施例】以下の本発明の詳細を実施例に基づき説明す
る。本発明の必須構成要件であるFe、Co、Ni、M
nは、強磁性体を得るためには不可欠な元素であり、磁
石粉末中に少なくとも1種以上が含有していなければな
らない。
【0008】本発明に用いられる金属塩には、硝酸塩、
炭酸塩、硫酸塩、塩化物など例示でき、選択した溶媒と
の溶解度等を考慮して選定することができる。また、同
一金属種の異種金属塩を同時に複数種使用することも本
発明の範ちゅうである。また、錯塩も本発明の金属塩の
範ちゅうである。また、金属鉱石から金属を抽出する際
に生成する金属塩類を用いることは価格の点で好ましい
態様であり、本発明の効果を発揮しうるものである。
【0009】本発明に用いられる非金属塩類は、磁石粉
末中に含有せしめる非金属元素を含有する化合物であ
り、ほう酸、りん酸などが例示できる。
【0010】本発明に用いられる還元剤とは還元作用を
呈する物質であり、次亜りん酸Naなどの次亜りん酸
塩、亜りん酸塩、亜りん酸水素塩、水素化ほう素Na、
水素化ほう素K、水素化ほう素ヒドラジン、水素化ほう
素ピリジンなどの水素化ほう素化合物、ジメチルアミン
ボラン、ジエチルアミンボラン、トリメチルアミンボラ
ン、第3ブチルアミンボラン、ピリジンボラン、ホルム
アルデヒド、ヒドラジン、塩酸ヒドラジン、硫酸ヒドラ
ジン、グリオキシル酸、ヒドロキシメチルスルフィン酸
Na、ビピリジン、アスコルビン酸Naなどのアスコル
ビン酸塩、ヒドロキシルアミン塩酸塩、ぎ酸、酢酸、ベ
ンジルアルコール、メチルアルコールなどアルコール類
などが例示できる。尚、Li、K、Ba、Ca、Na、
Mg、Al、Ti、V、Mnなどの卑金属も本発明の還
元剤の範ちゅうである。還元剤は価格、反応性、溶解
度、分散性などを考慮し適宜選択しなければならない。
【0011】本発明に用いられる上記還元剤は、同時に
複数種用いることも本発明の範ちゅうである。例えば、
金属塩溶液が比較的貴な金属イオンと卑な金属イオンを
含む場合、1種の還元剤で還元するためには卑な金属イ
オンを還元できる還元力の大きい還元剤を使用しなけれ
ばならないが、還元力の大きい還元剤は高価であること
が多く製造コスト上問題である。これに対し、貴な金属
イオンのみを還元できる比較的還元力の小さい、安価な
還元剤と卑な金属イオンを還元できる還元力の大きい還
元剤を併用すれば高価な還元剤の使用量を少なくするこ
とができ好適である。
【0012】さらには、2種以上の還元剤を使用する場
合には、複数種を同時に投入することもできるし、時間
をおいて順次投入することもできる。このように投入法
を選択することによって、複数金属種の層構造からなる
粒子を作製したり、均一相からなる粒子を作製したりす
ることができ、複数種の還元剤を使用することの特長を
発揮することができる。但し、層構造は磁気特性上好適
な場合もあるが、好適でない場合もあり、その場合には
加熱等によって複数金属種間の相互拡散処理を行う必要
がある。
【0013】尚、還元剤はその酸化還元電位が還元しよ
うとする金属イオンの酸化還元電位よりも低い場合にの
み金属イオンを還元でき、その結果、析出物を得ること
ができるものであり、還元剤と金属塩の組合せによって
は必ずしも還元できるとは限らない。そこで、金属イオ
ンの酸化還元電位を低化させる目的で錯化剤を使用する
ことは有効である。
【0014】本発明に用いられる錯化剤には−OH、−
COOH、>C=O、−O−、−COOR、−CONH
2 、−NO、−NO2 、−SO3 H、−PHO(O
H)、−PO(OH)2 、−NH2 、>NH、>N−、
−N=N−、>C=N−、−CONH2 、>C=N−O
H、>C=NH、−SH、−S−、>C=S、−COS
H、>P−、などの配位基を有する化合物であり、使用
する金属塩種によって適宜選択することができ、1種ま
たは2種以上を使用することができる。また、これら錯
化剤を金属イオンの溶媒中に於ける安定化の目的で使用
することもできる。
【0015】また、本発明に於てPHを特定値に設定す
ることは重要な要素のひとつであり、必要に応じて塩
酸、硫酸などの酸または水酸化Na、アンモニア水など
のアルカリをPH調整剤として及び/またはほう酸など
をPH緩衝剤として適宜用いることができる。さらに
は、溶液の安定性、反応性などを確保するための各種添
加剤を用いることもできる。
【0016】本発明に用いられる溶媒には多くの場合水
が使用されるが、非水系の溶媒も使用することができ
る。非水系溶媒を用いると水に比し製造コストが上昇す
る問題があるものの、析出する金属粒子に水酸化物など
が混入しにくい長所もあり、溶媒は適宜選択しなければ
ならない。非水系溶媒には、エタノールなどのアルコー
ル類並びにケトン類や他の有機溶媒が特に有効である。
【0017】本発明で得られる析出粉末は、その全部ま
たは一部が非晶質である場合がある。これは析出粉末中
に多くの非金属元素を含有する場合に多い傾向がある。
しかし、非晶質構造は磁気特性上、特に保磁力に悪影響
を及ぼすためこれらを結晶化させる必要がある。
【0018】本発明に用いられる結晶化熱処理とは、不
活性雰囲気あるいは還元性雰囲気などの非酸化性雰囲気
中で加熱することであり、その雰囲気の選択、加熱条件
の設定は析出粉末の物性などを考慮し行う必要がある。
【0019】本発明に用いられる窒化処理とは、窒素、
アンモニアなどの窒素含有物質雰囲気中で熱処理を行う
ことであり、適宜使用する物質、熱処理条件などを選択
することが好ましく、さらには水素などの促進作用を持
つ物質も併用することができる。また、本発明に用いら
れる浸炭処理とは、炭素、二酸化炭素などの炭素含有雰
囲気中で熱処理を行うことであり、適宜使用する物質、
熱処理条件などを選択する。
【0020】また、結晶化熱処理、窒化処理、浸炭処理
の内いくつかを同時に行うこともでき、工程の短縮の点
で好適である。また、本発明で作製された析出粉末に含
まれる水酸化物等不純物を還元処理によって除去するこ
ともできる。
【0021】本発明で作製される磁石粉末は0.5kO
e以上の保磁力を有することが必要である。高い保磁力
を得るためにはその結晶磁気異方性定数が高いことが好
ましく、そのためには結晶構造の対称性が低いことが重
要である。この観点からは、結晶系が六方晶、正方晶、
斜方晶であることが好ましく、さらには結晶構造が、A
uCuI型、AuCu3 I型、NiAs型、W2 C型、
CuPt型、Ni2 Cr型、Cr2 Al型、CuAuII
型、WC型、Fe2 P型、ZnS型、PbO型、TiO
2 型、FeS2 型、β−U型、Ag3 Mg型、Ni3
型、Ni2 In型のいずれかであることが好ましい。ま
た、組成の点ではB、C、N、P、Si、Ga、Ge、
Mo、Pt、Pd、Sn、As、Ta、Cr、U、Bi
のうち少なくとも1種以上の元素を含有する場合に上記
好適な結晶構造をとりやすく好ましい態様である。尚、
希土類元素、Al、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Yを
含む化合物も結晶磁気異方性が高い場合が多く好ましい
態様であり、さらにはNd2 Fe141 、Sm1
5 、Sm2 Co17、Sm2 Fe17Nx(x=1〜1
0)は特に好ましい態様である。
【0022】一方、磁石粉末の平均粒子径も保磁力を発
現させる点で重要な要素であり、平均粒子径が磁石粉末
組成物の単磁区粒子径程度であることが好ましい。単磁
区粒子径は組成によって異なるが、0.001〜10μ
mが好適である。また粒子径分布はシャープなほど好ま
しく、この点においても本発明は従来法に比し優れてい
ることを付記しておく。
【0023】上述の方法によって作製した磁石粉末は、
焼結磁石用原料としても、ボンド磁石用原料としても使
用でき、各々常法によって作製することができる。
【0024】次に実施例に示した製造方法を用いた磁石
粉末を作製した例を示す。イオン交換水100mlに硫
酸鉄7水和物を19.46g、塩化コバルト6水和物を
3.90g加え攪はん溶解し、塩溶液を得た。また、イ
オン交換水100mlに水素化ほう素カリウムを53.
34gを加え攪はん混合し、還元剤溶液を得た。これら
塩溶液と還元剤溶液を混合攪はんし、反応せしめて析出
粉末を得、ろ過、洗浄を行った後、アルゴンガス雰囲気
中で150℃、2時間の結晶化熱処理を行った。作製し
た磁石粉末の磁気特性をVSM(試料振動式磁力計、外
部磁場20kOe)を用いて測定したところ、飽和磁化
156emu/g、保磁力1.02kOeであった。ま
た、FE−SEM(電解放射型電子顕微鏡)を用いて磁
石粉末を観察したところ、平均粒子径は約54nmであ
った。
【0025】以上の本発明の実施例から、純金属より安
価な金属塩を用いて、融解、粉砕工程を経ずに保磁力
0.5kOe以上の磁石粉末を直接作製し得ることがわ
かる。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、安
価な金属塩を用い、かつ融解、粉砕等の工程を経ずに磁
石粉末を作製することができ、工業的価値は極めて高い
ということができる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Fe、Co、Ni、Mnの少なくとも1
    種または2種以上を主たる構成成分としてなる金属塩、
    または上記金属塩と錯化剤を溶媒に溶解または分散させ
    た溶液と、 還元剤を溶媒に溶解または分散した溶液と、 を混合し、反応せしめることによって得た析出粉末を溶
    媒と分離回収してなる磁石粉末の製造方法。
  2. 【請求項2】 Fe、Co、Ni、Mnの少なくとも1
    種または2種以上を主たる構成成分としてなる金属塩と
    非金属塩、または金属塩と非金属塩及び錯化剤を溶媒に
    溶解または分散させた溶液と、 還元剤を溶媒に溶解または分散した溶液と、 を混合し、反応せしめることによって得た析出粉末を溶
    媒と分離回収してなる磁石粉末の製造方法。
  3. 【請求項3】 析出粉末の全部または一部が非結晶質で
    ある場合には結晶化熱処理を施してなる請求項1または
    2記載の磁石粉末の製造方法。
  4. 【請求項4】 析出粉末にN、Cを添加する場合にはそ
    れぞれ窒化処理、浸炭処理を施してなる請求項1、2ま
    たは3記載の磁石粉末の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記磁石粉末がB、C、N、P、Si、
    Ga、Ge、Mo、Pt、Pd、Sn、As、Ta、C
    r、U、Biのうち少なくとも1種以上の元素を含有す
    る請求項1、2、3または4記載の磁石粉末の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 上記磁石粉末の結晶系が六方晶、正方
    晶、斜方晶である請求項1、2、3、4または5記載の
    磁石粉末の製造方法。
  7. 【請求項7】 上記磁石粉末の結晶構造が、AuCuI
    型、AuCu3 I型、NiAs型、W2 C型、CuPt
    型、Ni2 Cr型、Cr2 Al型、CuAuII型、WC
    型、Fe2 P型、ZnS型、PbO型、TiO2 型、F
    eS2 型、β−U型、Ag3 Mg型、Ni3 V型、Ni
    2 In型のいずれかである請求項1、2、3、4、5ま
    たは6記載の磁石粉末の製造方法。
  8. 【請求項8】 上記磁石粉末の平均粒子径が0.001
    〜10μmの範囲である請求項1、2、3、4、5、6
    または7記載の磁石粉末の製造方法。
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