JPH06184709A - Magnetostorictive material and manufacture thereof - Google Patents

Magnetostorictive material and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH06184709A
JPH06184709A JP4354502A JP35450292A JPH06184709A JP H06184709 A JPH06184709 A JP H06184709A JP 4354502 A JP4354502 A JP 4354502A JP 35450292 A JP35450292 A JP 35450292A JP H06184709 A JPH06184709 A JP H06184709A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetostriction
magnetostorictive
magnetostrictive material
temperature
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4354502A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoko Uchida
知子 内田
Teruo Mori
輝夫 森
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.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP4354502A priority Critical patent/JPH06184709A/en
Publication of JPH06184709A publication Critical patent/JPH06184709A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To easily manufacture a magnetostorictive material having small temp. dependency of the magnetostorictive quantity by bringing molten alloy for raw material composed of the specific atomic ratios of Pr, Nd, Fe, etc., into contact with a base body for cooling, rapidly quenching and applying hot- working. CONSTITUTION:The molten alloy for raw material having the atomic ratio composition shown with the formular (PrxNd1-x) Ty (T: one or more kinds among Fe, Co and Ni, 0<x<1, 1.0<=y.f2.0) is rapidly quenched by bringing into contact with the base body for cooling, such as cooling rolls, to manufacture a strip-like quenched alloy. Successively, if necessary after pulverizing by using plasma activating sintering device, etc., the hotworking is applied at >= about 100kgf/cm<2> impressed pressure and about 500-850oC holding temp. and then, this material is cooled to room temp. By this method, the magnetostorictive material having small temp. dependency of the magnetostorictive quantity and easily manufacturable is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁歪材料、すなわち、
外部磁界を作用させたときに長さが変化する磁性材料
と、その製造方法とに関する。
This invention relates to magnetostrictive materials, namely,
The present invention relates to a magnetic material whose length changes when an external magnetic field is applied, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁性体に外部磁界を作用させると、磁性
体は伸びあるいは縮みを発生する。これを磁歪と称す
る。磁歪は、例えば、変位制御用あるいは駆動用アクチ
ュエータ、超音波発生用磁歪振動子、超音波遅延線、超
音波濾波器、可変周波数共振器、各種センサ等に応用さ
れている。
2. Description of the Related Art When an external magnetic field is applied to a magnetic material, the magnetic material expands or contracts. This is called magnetostriction. Magnetostriction is applied to, for example, a displacement control or drive actuator, an ultrasonic wave generation magnetostrictive oscillator, an ultrasonic delay line, an ultrasonic wave filter, a variable frequency resonator, various sensors, and the like.

【0003】磁歪材料には、低磁界強度での高い磁歪
量、あるいは高い材質強度等が目的・用途に応じて求め
られ、耐食性に優れている必要もある。従来知られてい
る磁歪材料で常温での飽和磁歪量が300×10-6以上
となり得るものとしては、
A magnetostrictive material is required to have a high magnetostriction amount at a low magnetic field strength, a high material strength, etc. according to the purpose and application, and it is also necessary to have excellent corrosion resistance. As a conventionally known magnetostrictive material, which has a saturated magnetostriction amount of 300 × 10 −6 or more at room temperature,

【0004】(i) 鉄と希土類元素(Tb、Sm、Dy、
Ho、Er、Tm)との合金(米国特許第4,375,
372号明細書、同第4、152、178号明細書、同
第3,949,351号明細書、同第4,308,47
4号明細書等)、
(I) Iron and rare earth elements (Tb, Sm, Dy,
Alloys with Ho, Er, Tm) (U.S. Pat. No. 4,375,375)
372 specification, 4,152,178 specification, 3,949,351 specification, 4,308,47 specification.
No. 4, etc.),

【0005】(ii)鉄族元素およびMnと、Tb、Smと
の合金(米国特許第4,378,258号明細書)、
(Ii) Alloys of iron group elements and Mn with Tb and Sm (US Pat. No. 4,378,258),

【0006】(iii) Ti、V、Cr、Mn、Ni、C
u、Nb、Mo、Ta、W、C、Si、Ge、Sn、
B、In、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、T
b、Eu、Dy、Ho、Er、Yb、Lu、Tmの1種
以上と、FeとAlとCoとからなる磁歪材料、および
Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Nb、M
o、Ta、W、C、Si、Ge、Sn、B、In、L
a、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Eu、Er、Y
b、Lu、Tmの1種以上と、TbとDyとHoとFe
とからなる磁歪材料(特開昭53−64798号公報)
(Iii) Ti, V, Cr, Mn, Ni, C
u, Nb, Mo, Ta, W, C, Si, Ge, Sn,
B, In, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, T
b, Eu, Dy, Ho, Er, Yb, Lu, Tm, at least one, a magnetostrictive material consisting of Fe, Al and Co, and Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Nb, M
o, Ta, W, C, Si, Ge, Sn, B, In, L
a, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Eu, Er, Y
at least one of b, Lu and Tm, Tb, Dy, Ho and Fe
And a magnetostrictive material (Japanese Patent Laid-Open No. 53-64798)

【0007】等が挙げられる。これらの磁歪材料は、R
Fe2 ラーベス型金属間化合物と呼ばれるFeと希土類
元素Rとの金属間化合物、あるいはこれらに遷移金属等
の他の元素が添加されたものであり、ニッケルやフェラ
イトなどの従来用いられている磁歪材料よりも1桁から
2桁も大きい飽和磁歪値λs を有し、超磁歪材料と呼ば
れている。
And the like. These magnetostrictive materials are
Fe 2 Laves-type intermetallic compound, which is an intermetallic compound of Fe and a rare earth element R, or one in which another element such as a transition metal is added, and is a conventionally used magnetostrictive material such as nickel or ferrite. It has a saturation magnetostriction value λ s that is one to two orders of magnitude higher than that, and is called a giant magnetostrictive material.

【0008】RFe2 ラーベス型金属間化合物のうちT
bFe2 は、外部磁界強度が高いとき、例えば外部磁界
強度20〜25kOe 程度での磁歪量は大きいが、磁界強
度が低いときの磁歪量は十分ではない。このため、Tb
の一部をDyで置換した(Tb,Dy)Fe2 が、低磁
界強度での磁歪量を向上させた磁歪材料として汎用され
ている。また、SmFe2 は負磁歪材料として利用され
る。
Of the RFe 2 Laves type intermetallic compounds, T
bFe 2 has a large magnetostriction amount when the external magnetic field strength is high, for example, when the external magnetic field strength is about 20 to 25 kOe, but the magnetostriction amount is not sufficient when the magnetic field strength is low. Therefore, Tb
(Tb, Dy) Fe 2 in which a part of is replaced by Dy is widely used as a magnetostrictive material having an improved magnetostriction amount at low magnetic field strength. Further, SmFe 2 is used as a negative magnetostrictive material.

【0009】このような磁歪材料を利用した機器を屋外
にて用いる場合、使用温度範囲をかなり広く想定する必
要がある。例えば、磁歪を利用した機器は自動車用の種
々のバルブなどに適用されるが、この場合、150℃程
度の高温から零下50℃程度の低温までほぼリニアな動
作を保証する必要がある。しかし、(Tb,Dy)Fe
2 は温度特性が悪く、常温で最適なTbとDyの組成比
では、特に0℃以下の低温になると磁気異方性の変化が
生じるため、磁歪量が大幅に減少してしまう。従って、
使用環境の厳しい機器に用いるために、磁歪材料の温度
特性の向上が求められている。また、冷凍設備等に使用
される場合には、例えば−40℃以下において大きな磁
歪量が必要とされる。
When a device using such a magnetostrictive material is used outdoors, it is necessary to assume a considerably wide operating temperature range. For example, a device utilizing magnetostriction is applied to various valves for automobiles and the like, but in this case, it is necessary to guarantee a substantially linear operation from a high temperature of about 150 ° C to a low temperature of about 50 ° C below zero. However, (Tb, Dy) Fe
No. 2 has poor temperature characteristics, and at the optimum composition ratio of Tb and Dy at room temperature, the magnetic anisotropy changes at a low temperature of 0 ° C. or less, so that the amount of magnetostriction is significantly reduced. Therefore,
Improvement of temperature characteristics of magnetostrictive materials is required for use in equipment that is used severely. Further, when used in a refrigeration facility or the like, a large amount of magnetostriction is required at, for example, -40 ° C or lower.

【0010】ところで、RFe2 ラーベス型金属間化合
物のうちでλs の理論値が極めて大きいものは、CeF
2 およびPrFe2 であり(センサ技術1990年2
月号第36ページ)、従来実用化されている超磁歪材料
を凌ぐ性能が期待されている。また、PrやCeは、T
bに比べ資源が豊富で安価である。
By the way, among the RFe 2 Laves-type intermetallic compounds, those having an extremely large theoretical value of λs are CeF.
e 2 and PrFe 2 (sensor technology 1990 2
The monthly issue, page 36), is expected to outperform conventional giant magnetostrictive materials. Also, Pr and Ce are T
It has more resources and is cheaper than b.

【0011】しかし、PrFe2 の合成には32000
〜35000気圧程度の超高圧および1000℃程度の
高温熱処理が必要である。CeFe2 は低温での磁歪量
の大きい材料として有望であるが、合成に長時間を要
し、また、キュリー温度が室温以下なので、用途が限定
されてしまう。
However, 32,000 is required for the synthesis of PrFe 2.
Ultra high pressure of about 35000 atm and high temperature heat treatment of about 1000 ° C. are required. CeFe 2 is promising as a material having a large magnetostriction amount at a low temperature, but it requires a long time for synthesis and its Curie temperature is lower than room temperature, so that its use is limited.

【0012】このような事情から、本発明者らは先に、
(Pr,Ce)−(Fe,Co,Ni)系および(N
d,Ce)−(Fe,Co,Ni)系の磁歪材料を提案
した(特願平3−292544号)。しかし、これらの
組成は、低温における磁歪量は極めて大きいが磁歪量の
温度依存性がやや大きく、高温において磁歪量が比較的
急激に減少してしまう。
Under these circumstances, the present inventors first
(Pr, Ce)-(Fe, Co, Ni) system and (N
A magnetostrictive material of d, Ce)-(Fe, Co, Ni) system has been proposed (Japanese Patent Application No. 3-292544). However, in these compositions, the magnetostriction amount at a low temperature is extremely large, but the temperature dependency of the magnetostriction amount is rather large, and the magnetostriction amount decreases relatively rapidly at a high temperature.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、磁歪量の温度依存性が小さ
く、しかも製造の容易な磁歪材料を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object thereof is to provide a magnetostrictive material having a small temperature dependence of the magnetostriction and easy to manufacture.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(4)の本発明により達成される。 (1)下記式(I)で表わされる原子比組成を有するこ
とを特徴とする磁歪材料。 式(I) (Prx Nd1-x )Ty (ただし上記式(I)において、TはFe、Coおよび
Niの1種以上であり、0<x<1、1.0≦y≦2.
0である。) (2)下記式(II)で表わされる原子比組成を有するこ
とを特徴とする磁歪材料。 式(II) (Prx Nd1-x1-z Cezy (ただし上記式(II)において、TはFe、Coおよび
Niの1種以上であり、0<x<1、1.0≦y≦2.
0、0<z≦0.5である。) (3)上記(1)または(2)の磁歪材料を製造する方
法であって、冷却用基体に溶湯状原料合金を接触させて
急冷し、得られた急冷合金に熱間加工を施す工程を有す
ることを特徴とする磁歪材料の製造方法。 (4)前記急冷合金を粉砕した後に熱間加工を施す上記
(3)の磁歪材料の製造方法。
These objects are achieved by the present invention described in (1) to (4) below. (1) A magnetostrictive material having an atomic ratio composition represented by the following formula (I). Formula (I) (Pr x Nd 1-x ) T y (In the above formula (I), T is at least one of Fe, Co and Ni, and 0 <x <1, 1.0 ≦ y ≦ 2. .
It is 0. (2) A magnetostrictive material having an atomic ratio composition represented by the following formula (II). Formula (II) (Pr x Nd 1-x ) 1-z Ce z T y (In the above formula (II), T is at least one of Fe, Co and Ni, and 0 <x <1, 1. 0 ≦ y ≦ 2.
0 and 0 <z ≦ 0.5. (3) A method for producing the magnetostrictive material according to (1) or (2), which comprises contacting a molten base material alloy with a cooling substrate to quench the material, and subjecting the resulting quenched alloy to hot working. A method of manufacturing a magnetostrictive material, comprising: (4) The method for producing a magnetostrictive material according to (3), wherein the quenched alloy is crushed and then hot-worked.

【0015】[0015]

【作用および効果】本発明では、RFe2 ラーベス型金
属間化合物において、RとしてPrとNd、あるいはこ
れらに加えCeを組み合わせる。本発明の磁歪材料のう
ち、(Prx Nd1-x )Ty 組成では、磁歪量の温度依
存性が極めて小さい。一方、(Prx Nd1-x1-z
zy 組成では、磁歪量の温度依存性は(Prx Nd
1-x)Ty 組成よりやや大きくなるが、1kOe 程度以下
の低磁界強度における磁歪量が向上するので、実用上有
利である。
In the present invention, in the RFe 2 Laves type intermetallic compound, Pr and Nd as R or Ce in addition to these are combined. Among the magnetostrictive materials of the present invention, the (Pr x Nd 1-x ) T y composition has extremely small temperature dependence of the magnetostriction amount. On the other hand, (Pr x Nd 1-x ) 1-z C
In the e z T y composition, the temperature dependence of the magnetostriction amount is (Pr x Nd
1-x) T y becomes slightly larger than the composition, so improves the magnetostriction amount of a low magnetic field strength of more than about 1 kOe, which is advantageous in practical use.

【0016】また、本発明の磁歪材料は製造の際に超高
圧および高温熱処理が不要であり、製造が容易である。
Further, the magnetostrictive material of the present invention does not require heat treatment at ultrahigh pressure and high temperature, and is easy to manufacture.

【0017】[0017]

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
Specific Structure The specific structure of the present invention will be described in detail below.

【0018】本発明の磁歪材料は、下記式(I)で表わ
される原子比組成を有する。 式(I) (Prx Nd1-x )Ty 上記式(I)において、TはFe、CoおよびNiの1
種以上であり、0<x<1、好ましくは0.2≦x≦
0.9、より好ましくは0.4≦x≦0.8、1.0≦
y≦2.0、好ましくは1.5≦y≦2.0である。
The magnetostrictive material of the present invention has an atomic ratio composition represented by the following formula (I). Formula (I) (Pr x Nd 1-x ) T y In the above formula (I), T is 1 of Fe, Co and Ni.
0 or more and 0 <x <1, preferably 0.2 ≦ x ≦
0.9, more preferably 0.4 ≦ x ≦ 0.8, 1.0 ≦
y ≦ 2.0, preferably 1.5 ≦ y ≦ 2.0.

【0019】xが小さすぎると磁歪量が小さくなる。x
が大きすぎると、後述する熱間加工時の圧力を極めて高
くしなければRFe2 (Rは希土類元素)以外の異相の
割合が高くなってしまい、磁歪量が減少する。これはx
=1のときに最も顕著である。
If x is too small, the amount of magnetostriction becomes small. x
If is too large, the ratio of the different phases other than RFe 2 (R is a rare earth element) becomes high and the magnetostriction amount decreases unless the pressure during hot working described later is made extremely high. This is x
It is most remarkable when = 1.

【0020】yが前記範囲未満となると希土類元素リッ
チ相が多くなり、前記範囲を超えるとRFe7 相等の異
相が生じ、いずれも磁歪量が減少する。
When y is less than the above range, the rare earth element-rich phase increases, and when it exceeds the above range, a heterogeneous phase such as RFe 7 phase occurs, and the magnetostriction amount decreases in both cases.

【0021】Tとしては、キュリー点が常温以上である
ことから、Fe単独、Feの一部をCoで置換したもの
を用いることが好ましい。また、Mn、Cr、Moなど
の置換によって希土類元素とこれらの合金を作ることで
強度が向上することも考えられるので、これらの元素が
含有されていてもよい。
Since T has a Curie point at room temperature or higher, it is preferable to use Fe alone or a part of Fe replaced with Co. Further, since it is considered that the strength is improved by making a rare earth element and an alloy thereof by substituting Mn, Cr, Mo, etc., these elements may be contained.

【0022】また、本発明には、下記式(II)で表わさ
れる原子比組成を有する磁歪材料も含まれる。 式(II) (Prx Nd1-x1-z Cezy 上記式(II)において、T、xおよびyは上記式(I)
と同様であり、0<z≦0.5、好ましくは0.1≦z
≦0.4である。
The present invention also includes a magnetostrictive material having an atomic ratio composition represented by the following formula (II). Formula (II) (Pr x Nd 1-x ) 1-z Ce z T y In the above formula (II), T, x and y are the above formula (I).
And 0 <z ≦ 0.5, preferably 0.1 ≦ z
≦ 0.4.

【0023】zが小さすぎるとCe添加による効果が不
十分となり、zが大きすぎるとキュリー温度が低くな
り、常温から高温域での磁歪量が小さくなってしまう。
If z is too small, the effect of addition of Ce becomes insufficient, and if z is too large, the Curie temperature becomes low, and the amount of magnetostriction from normal temperature to high temperature becomes small.

【0024】また、式(II)におけるxおよびyの限定
理由は、式(I)と同様である。
The reason for limiting x and y in the formula (II) is the same as in the formula (I).

【0025】本発明の磁歪材料の製造方法に特に制限は
ないが、高速急冷後、熱間加工する方法を用いることが
好ましい。
The method for producing the magnetostrictive material of the present invention is not particularly limited, but it is preferable to use a method of hot working after rapid quenching.

【0026】この方法では、まず、冷却ロール等の冷却
用基体に溶湯状原料合金を接触させて急冷し、薄帯状や
フレーク(薄片)状、粒状などの急冷合金を作製する。
急冷条件は特に限定されず、合金組成などに応じて適宜
決定すればよい。急冷合金の組織構造は冷却速度によっ
て異なるが、通常、アモルファス状態か、あるいは希土
類元素単体、RFe7 相等の微細結晶が混在する状態で
ある。
In this method, first, a molten alloy material is brought into contact with a cooling substrate such as a cooling roll to be rapidly cooled to produce a quenched alloy in the form of ribbons, flakes, particles, or the like.
The quenching conditions are not particularly limited and may be appropriately determined according to the alloy composition and the like. Although the structure structure of the quenched alloy varies depending on the cooling rate, it is usually in an amorphous state or a state in which fine crystals such as rare earth element simple substance and RFe 7 phase are mixed.

【0027】次いで、必要に応じて粉砕した後、熱間加
工を施す。熱間加工の条件は特に限定されないが、印加
する圧力は100kgf/cm2 以上、特に1000kgf/cm2
以上とすることが好ましい。なお、本発明では、熱間加
工時の印加圧力を20000kgf/cm2 以下、特に100
00kgf/cm2 以下とした場合でも、大きな磁歪量が得ら
れる。また、被加工物の保持温度は好ましくは500〜
850℃、より好ましくは600〜750℃程度であ
る。熱間加工後、常温まで冷却する。
Next, after crushing if necessary, hot working is performed. The hot working conditions are not particularly limited, but the applied pressure is 100 kgf / cm 2 or more, especially 1000 kgf / cm 2
The above is preferable. In the present invention, the applied pressure during hot working is 20000 kgf / cm 2 or less, particularly 100
A large amount of magnetostriction can be obtained even when it is set to 00 kgf / cm 2 or less. The holding temperature of the work piece is preferably 500 to
The temperature is 850 ° C, more preferably about 600 to 750 ° C. After hot working, cool to room temperature.

【0028】熱間加工には通常のホットプレスを利用し
てもよいが、短時間で緻密化が可能であり高速昇温が可
能であるプラズマ活性化焼結(PAS)を利用すれば、
酸化が防止でき、また、コスト的にも有利である。プラ
ズマ活性化焼結では、急冷合金粒子をプラズマ中におい
て活性化した後、焼結する。この場合、プラズマ発生方
式、用いるプラズマ活性化焼結装置等に特に制限はない
が、好適例として、図1に示されるプラズマ活性化焼結
装置1を用いて説明する。
A normal hot press may be used for hot working, but if plasma activated sintering (PAS) is used because it can be densified in a short time and can be heated at a high speed,
Oxidation can be prevented and it is advantageous in terms of cost. In plasma activated sintering, quenched alloy particles are activated in plasma and then sintered. In this case, the plasma generation method and the plasma-activated sintering apparatus used are not particularly limited, but a plasma-activated sintering apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described as a preferred example.

【0029】まず、装置1の型枠4内のパンチ3、3間
に、急冷合金粒子5を入れる。次いでパンチ3、3にて
プレスし、真空中にて電極2、2間に電流を流してプラ
ズマを発生させた後、通電電流を流して焼結する。な
お、プラズマ発生電流には、通常、パルス幅20×10
-3〜900×10-3秒程度のパルス電流を使用する。
First, the quenched alloy particles 5 are put between the punches 3 in the mold 4 of the apparatus 1. Then, the material is pressed with the punches 3 and 3, and an electric current is applied between the electrodes 2 and 2 in a vacuum to generate plasma, and then an energizing current is applied to sinter. It should be noted that the plasma generation current usually has a pulse width of 20 × 10
A pulse current of about −3 to 900 × 10 −3 seconds is used.

【0030】より詳細なメカニズムは下記のとおりであ
る。
The more detailed mechanism is as follows.

【0031】電極2、2間に印加したパルス電圧が所定
の値に達すると電極と急冷合金粒子との接触面および急
冷合金粒子相互の接触面は絶縁破壊を起こし放電が発生
する。このとき急冷合金粒子の表面は、陰極から飛び出
した電子と、陽極で発生したイオン衝撃とによって十分
に浄化される。また、スパークによる放電衝撃圧力が粒
子に加わる。そして、この放電衝撃圧力は粒子に歪を与
え、原子の拡散速度を向上させる。
When the pulse voltage applied between the electrodes 2 and 2 reaches a predetermined value, dielectric breakdown occurs at the contact surface between the electrode and the quenched alloy particles and the contact surface between the quenched alloy particles, and a discharge is generated. At this time, the surface of the quenched alloy particles is sufficiently purified by the electrons ejected from the cathode and the ion bombardment generated at the anode. Also, the discharge impact pressure due to the spark is applied to the particles. The discharge impact pressure then distorts the particles and improves the atomic diffusion rate.

【0032】後続する通電電流によるジュール熱は、接
触点を中心に広がり、急冷合金粒子を塑性変形しやすく
する。特に、接触部の原子は活性化され移動しやすい状
態にあるため、急冷合金粒子に圧力を加えただけで粒子
間隙は接近し、原子は拡散を始める。また、電界が存在
するため、金属イオンは電気的にも容易に移動する。
The Joule heat due to the subsequent energizing current spreads around the contact point and facilitates the plastic deformation of the quenched alloy particles. In particular, since the atoms in the contact portion are activated and are in a state of being easily moved, the particle gaps are approached and the atoms start diffusion only by applying pressure to the quenched alloy particles. In addition, since there is an electric field, the metal ions easily move electrically.

【0033】これらの結果、焼結時間が短縮化し、粒子
の酸化を防止できる。
As a result, the sintering time can be shortened and the particles can be prevented from being oxidized.

【0034】このようなプラズマ活性化焼結における諸
条件は、通常、以下のようにすることが好ましい。
The various conditions in such plasma activated sintering are usually preferably set as follows.

【0035】プレス圧力:1000kgf/cm2 程度以上、
好ましくは2000kgf/cm2 以上であり、生産性を考え
ると、上限は好ましくは20000kgf/cm2 、より好ま
しくは10000kgf/cm2 である プラズマ発生時間:1〜3分程度 プラズマ雰囲気:10-3〜10-5Torr 焼結時の最高温度:500〜850℃程度 最高温度での保持時間:0〜10分程度 通電電流:1500〜3000A程度
Pressing pressure: 1000 kgf / cm 2 or more,
It is preferably 2000 kgf / cm 2 or more, and in view of productivity, the upper limit is preferably 20000 kgf / cm 2 , more preferably 10000 kgf / cm 2 Plasma generation time: about 1 to 3 minutes Plasma atmosphere: 10 -3 to 10 -5 Torr Maximum temperature during sintering: 500 to 850 ° C Holding time at maximum temperature: 0 to 10 minutes Energizing current: 1500 to 3000A

【0036】なお、以上の説明は一例であり、このほ
か、雰囲気としてはAr等の不活性ガス、酸素分圧をコ
ントロールしたN2 ガス等でもよく、その他の諸条件も
使用する装置、プラズマ発生方式等により適宜選択され
る。
The above description is only an example. In addition to this, the atmosphere may be an inert gas such as Ar, N 2 gas whose oxygen partial pressure is controlled, etc., an apparatus using other conditions, and plasma generation. It is appropriately selected depending on the method.

【0037】上記したような熱間加工により、通常、R
Fe2 相の結晶粒と希土類元素リッチな結晶粒界とから
構成される多結晶磁歪材料が得られるが、本発明の磁歪
材料は単結晶であってもよい。
By the hot working as described above, R
A polycrystalline magnetostrictive material composed of Fe 2 phase crystal grains and rare earth element-rich crystal grain boundaries can be obtained, but the magnetostrictive material of the present invention may be a single crystal.

【0038】なお、この他の一般的な合金製造法、例え
ば、アークメルト法、ブリッジマン法、一方向性凝固
法、ゾーンメルト法、高周波溶解法、粉末冶金法、遠心
鋳造法等から適当な方法を選択して本発明の磁歪材料を
製造してもよい。これらの製造方法は、例えば米国特許
第4,308,474号明細書、同第3,949,35
1号明細書、同第4,378,258号明細書、同第
4,375,372号明細書、同第4,158,368
号明細書、同第4,152,178号明細書、同第4,
609,402号明細書、同第4,374,665号明
細書、特公昭61−33892号公報、特開昭58−3
294号公報等に記載されている。これらの方法により
製造された磁歪材料には、必要に応じてアニール処理が
施されることが好ましい。
Other general alloy production methods such as arc melting method, Bridgman method, unidirectional solidification method, zone melting method, high frequency melting method, powder metallurgy method and centrifugal casting method are suitable. A method may be selected to produce the magnetostrictive material of the present invention. These manufacturing methods are described, for example, in US Pat. Nos. 4,308,474 and 3,949,35.
No. 1, No. 4,378,258, No. 4,375,372, No. 4,158,368
No. 4,152,178, No. 4,152,178
609,402, 4,374,665, JP-B-61-33892, and JP-A-58-3.
No. 294, etc. The magnetostrictive material produced by these methods is preferably annealed as necessary.

【0039】なお、本発明の磁歪材料は、必要に応じ異
方性化されてもよい。
The magnetostrictive material of the present invention may be anisotropy if necessary.

【0040】[0040]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below by showing specific examples of the present invention.

【0041】<磁歪量の温度特性>溶湯状の原料合金を
片ロール法により高速急冷して、フレーク状の急冷合金
を得た。次いで、図1に示される構成のプラズマ活性化
焼結装置を用いて急冷合金を焼結し、図2〜4に示され
る原子比組成を有する磁歪材料サンプルを作製した。プ
ラズマ発生方式および焼結条件は下記のとおりとした。
<Temperature Characteristic of Magnetostriction Amount> The molten alloy material was rapidly cooled at a high speed by a single roll method to obtain a flaky alloy. Then, the quenched alloy was sintered using the plasma activated sintering apparatus having the configuration shown in FIG. 1 to prepare a magnetostrictive material sample having an atomic ratio composition shown in FIGS. The plasma generation method and sintering conditions were as follows.

【0042】プラズマ発生方式:パルス幅30×10-3
秒のパルス電流 プレス圧力:10000kgf/cm2 プラズマ発生時間:1分間 プラズマ活性化焼結雰囲気:5×10-5Torrまで真空引
きした後、Arガスを導入 焼結時の最高温度:670℃(焼結体温度) 最高温度での保持時間:5分間 電流:2000A
Plasma generation method: pulse width 30 × 10 -3
Pulse current per second Pressing pressure: 10000 kgf / cm 2 Plasma generation time: 1 minute Plasma activated sintering atmosphere: After vacuuming to 5 × 10 −5 Torr, introducing Ar gas Maximum temperature during sintering: 670 ° C. ( Sintered body temperature) Hold time at maximum temperature: 5 minutes Current: 2000A

【0043】各サンプルについて、環境温度を変化させ
て磁歪量を測定し、磁歪量およびその変化率α=(λ2
−λ1 )/(T2 −T1 )を求めた。ただし、λ1 およ
びλ2 はそれぞれ温度T1 およびT2 のときの磁歪量
[ppm ](外部磁界強度H=0.4kOe )であり、T2
−T1 =20[℃]である。なお、磁歪量の測定はスト
レーンゲージで行なった。温度と磁歪量との関係を図2
および図3に、温度と磁歪量変化率αとの関係を図4に
示す。
With respect to each sample, the magnetostriction amount was measured while changing the environmental temperature, and the magnetostriction amount and its change rate α = (λ 2
−λ 1 ) / (T 2 −T 1 ) was calculated. However, λ 1 and λ 2 are magnetostriction amounts [ppm] (external magnetic field strength H = 0.4 kOe) at temperatures T 1 and T 2 , respectively, and T 2
−T 1 = 20 [° C.]. The magnetostriction amount was measured with a strain gauge. Figure 2 shows the relationship between temperature and magnetostriction.
FIG. 3 shows the relationship between temperature and the magnetostriction change rate α.

【0044】また、比較のために、上記と同様にして
(Tb,Dy)−Fe系のサンプルを作製した。この比
較サンプルについても磁歪量変化率αを求めた。結果を
図4に併記する。
For comparison, a (Tb, Dy) -Fe system sample was prepared in the same manner as above. The magnetostriction change rate α was also obtained for this comparative sample. The results are also shown in FIG.

【0045】これらの結果から、(Tb,Dy)−Fe
系サンプルでは温度変化により磁歪量が大きく変化し、
また、(Pr,Ce)−Fe系サンプルも比較的大きな
磁歪量変化を示すのに対し、本発明の(Pr,Nd,C
e)−Fe系サンプルは温度変化による磁歪量変化が小
さく、特に(Pr,Nd)−Fe系サンプルは極めて小
さいことがわかる。
From these results, (Tb, Dy) -Fe
In the system sample, the amount of magnetostriction changes greatly due to temperature changes,
Further, the (Pr, Ce) -Fe based sample also shows a relatively large magnetostriction change, while the (Pr, Nd, C) of the present invention.
It can be seen that the e) -Fe based sample has a small change in magnetostriction due to temperature changes, and in particular, the (Pr, Nd) -Fe based sample is extremely small.

【0046】<Ce添加による磁歪量変化>(Pr,N
d,Ce)−Fe系サンプルのCe添加量と磁歪量との
関係を求めた。測定の際の外部磁界強度Hは0.4kOe
とし、環境温度は25℃とした。結果を図5に示す。
<Change in magnetostriction amount by addition of Ce> (Pr, N
The relationship between the Ce addition amount and the magnetostriction amount of the d, Ce) -Fe system sample was obtained. External magnetic field strength H during measurement is 0.4 kOe
And the environmental temperature was 25 ° C. Results are shown in FIG.

【0047】図5に示される結果から、Ce添加により
磁歪量が増加することが認められる。
From the results shown in FIG. 5, it is recognized that the amount of magnetostriction is increased by adding Ce.

【0048】以上の実施例の結果から、本発明の効果が
明らかである。
From the results of the above examples, the effect of the present invention is clear.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の磁歪材料の製造に用いるプラズマ活性
化焼結装置の一例が示される断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a plasma activated sintering apparatus used for manufacturing a magnetostrictive material of the present invention.

【図2】温度と磁歪量との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between temperature and magnetostriction amount.

【図3】温度と磁歪量との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between temperature and magnetostriction amount.

【図4】温度と磁歪量変化率αとの関係を示すグラフで
ある。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between temperature and magnetostriction change rate α.

【図5】Ce添加量と磁歪量との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of Ce added and the amount of magnetostriction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマ活性化焼結装置 2 電極 3 パンチ 4 型枠 5 急冷合金粒子 1 Plasma Activated Sintering Device 2 Electrode 3 Punch 4 Form 5 Quenched Alloy Particles

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記式(I)で表わされる原子比組成を
有することを特徴とする磁歪材料。 式(I) (Prx Nd1-x )Ty (ただし上記式(I)において、TはFe、Coおよび
Niの1種以上であり、 0<x<1、 1.0≦y≦2.0 である。)
1. A magnetostrictive material having an atomic ratio composition represented by the following formula (I). Formula (I) (Pr x Nd 1-x ) T y (In the above formula (I), T is at least one of Fe, Co and Ni, and 0 <x <1, 1.0 ≦ y ≦ 2. .0.)
【請求項2】 下記式(II)で表わされる原子比組成を
有することを特徴とする磁歪材料。 式(II) (Prx Nd1-x1-z Cezy (ただし上記式(II)において、TはFe、Coおよび
Niの1種以上であり、 0<x<1、 1.0≦y≦2.0、 0<z≦0.5 である。)
2. A magnetostrictive material having an atomic ratio composition represented by the following formula (II). Formula (II) (Pr x Nd 1-x ) 1-z Ce z T y (In the above formula (II), T is at least one of Fe, Co and Ni, and 0 <x <1, 1. 0 ≦ y ≦ 2.0 and 0 <z ≦ 0.5.)
【請求項3】 請求項1または2の磁歪材料を製造する
方法であって、冷却用基体に溶湯状原料合金を接触させ
て急冷し、得られた急冷合金に熱間加工を施す工程を有
することを特徴とする磁歪材料の製造方法。
3. A method for producing a magnetostrictive material according to claim 1 or 2, further comprising the step of bringing a molten raw material alloy into contact with a cooling substrate to quench it, and subjecting the resulting quenched alloy to hot working. A method of manufacturing a magnetostrictive material, comprising:
【請求項4】 前記急冷合金を粉砕した後に熱間加工を
施す請求項3の磁歪材料の製造方法。
4. The method for producing a magnetostrictive material according to claim 3, wherein hot working is performed after crushing the quenched alloy.
JP4354502A 1992-12-16 1992-12-16 Magnetostorictive material and manufacture thereof Pending JPH06184709A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4354502A JPH06184709A (en) 1992-12-16 1992-12-16 Magnetostorictive material and manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4354502A JPH06184709A (en) 1992-12-16 1992-12-16 Magnetostorictive material and manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06184709A true JPH06184709A (en) 1994-07-05

Family

ID=18438002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4354502A Pending JPH06184709A (en) 1992-12-16 1992-12-16 Magnetostorictive material and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06184709A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988007228A1 (en) * 1987-03-12 1988-09-22 Fanuc Ltd Automatic programming method
CN103551381A (en) * 2013-10-31 2014-02-05 北京科技大学 Method for preparing oriented magnetostriction thin plate through columnar crystal plate blank

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988007228A1 (en) * 1987-03-12 1988-09-22 Fanuc Ltd Automatic programming method
CN103551381A (en) * 2013-10-31 2014-02-05 北京科技大学 Method for preparing oriented magnetostriction thin plate through columnar crystal plate blank

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0216368B2 (en)
JP2001093713A (en) Multi-element-based rare earth-iron lattice interstitial permanent magnet material, permanent magnet composed of the material and manufacture of the material and the permanent magnet
EP3581672B1 (en) Soft magnetic alloy and magnetic device
JP4700578B2 (en) Method for producing high resistance rare earth permanent magnet
US5529745A (en) Preparation of magnetostrictive material
US6406559B2 (en) Magnetic material and manufacturing method thereof, and bonded magnet using the same
EP0476606B1 (en) Permanent magnet powders
JPH10106875A (en) Manufacturing method of rare-earth magnet
JPH06184709A (en) Magnetostorictive material and manufacture thereof
JPH06235051A (en) Magnetic material
EP0921532B1 (en) Hard magnetic material
JP3207892B2 (en) Magnetostrictive material and manufacturing method thereof
JPS62244105A (en) Rare earth magnet
JPH06124825A (en) Sintered permanent magnet
JPH01100242A (en) Permanent magnetic material
JPH061726B2 (en) Method of manufacturing permanent magnet material
JP3469496B2 (en) Manufacturing method of magnet material
JPH113812A (en) Permanent magnet material and bonded magnet
JPH09263913A (en) Hard magnetic alloy compacted body and its production
JP2791564B2 (en) Magnetostrictive material
JP3385667B2 (en) Iron-terbium-based magnetostrictive material and method for producing the same
JP3178848B2 (en) Manufacturing method of permanent magnet
JPH044386B2 (en)
JP2000144345A (en) Silicon steel, its production, production of rolled silicon steel sheet and electric apparatus provided with the silicon steel
JP4209111B2 (en) Magnetostrictive material

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020625