JPH06227864A - Magnetic ceramic and their production - Google Patents
Magnetic ceramic and their productionInfo
- Publication number
- JPH06227864A JPH06227864A JP5037308A JP3730893A JPH06227864A JP H06227864 A JPH06227864 A JP H06227864A JP 5037308 A JP5037308 A JP 5037308A JP 3730893 A JP3730893 A JP 3730893A JP H06227864 A JPH06227864 A JP H06227864A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- compound
- strength
- under pressure
- ceramics
- 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.)
- Granted
Links
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、窒化ケイ素を母相と
する磁性セラミックス及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic ceramic having silicon nitride as a mother phase and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、焼結助剤としてFeO,Fe2 O
3 ,Fe3 O4 の鉄の酸化物を添加した窒化ケイ素Si
3 N4 は、例えば、特開昭58−64268号公報、特
開昭59−88374号公報、特開昭61−72685
号公報、米国特許第4332909号明細書等に開示さ
れている。 2. Description of the Related Art Conventionally, FeO and Fe 2 O have been used as sintering aids.
Silicon nitride Si with the addition of iron oxides such as 3 , Fe 3 O 4
3 N 4 is, for example, JP-A-58-64268, JP-A-59-88374, and JP-A-61-72685.
Japanese Patent Publication No. 4332909 and the like.
【0003】また、特開平2−293380号公報に
は、焼結助剤を含有した窒化ケイ素焼結セラミックスが
開示されている。該窒化ケイ素焼結セラミックスは、窒
化ケイ素に鉄酸化物を添加して鉄ケイ化物に転化させた
ものであり、冷間成形して窒素雰囲気で焼成したもので
ある。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2-293380 discloses a silicon nitride sintered ceramic containing a sintering aid. The silicon nitride sintered ceramic is obtained by adding iron oxide to silicon nitride and converting it into iron silicide, which is cold-formed and fired in a nitrogen atmosphere.
【0004】また、特開平2−132711号公報に
は、酸化物超電導線材の製造方法が開示されている。該
酸化物超電導線材の製造方法は、酸化物系超電導線材粉
末或いは溶融体を、シース材用パイプに充填するとき
に、その充填物の中に、電解又は磁束若しくは両方を付
加しながら、充填を行うものである。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-132711 discloses a method for manufacturing an oxide superconducting wire. The method for producing an oxide superconducting wire is such that when an oxide-based superconducting wire powder or a melt is filled in a sheath material pipe, the filling is performed while adding electrolysis or magnetic flux or both to the filling material. It is something to do.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、窒化ケイ素
のセラミックスについては、磁性を有するものが望まれ
ている。一般に、Si3 N4 中に、炭化ケイ素、窒化ホ
ウ素或いは酸化物の粒子を分散させた場合には、結合界
面での反応性に乏しく、材料自体の強度が低下する。ま
た、窒化ホウ素を複合した材料では高温中その部分が酸
化され結晶構造が変化し、摩擦係数が上昇することがあ
る。上記公報に開示されているように、焼結助剤とし
て、Fe3 O4 等の金属酸化物を添加したものでは、該
添加量が少なく、磁性を示したり、強度をアップするこ
とはできない。By the way, it is desired that silicon nitride ceramics have magnetism. In general, when particles of silicon carbide, boron nitride or oxide are dispersed in Si 3 N 4 , the reactivity at the bonding interface is poor and the strength of the material itself is lowered. Further, in a material containing boron nitride, that portion may be oxidized at a high temperature to change the crystal structure and increase the friction coefficient. As disclosed in the above-mentioned publication, when a metal oxide such as Fe 3 O 4 is added as a sintering aid, the addition amount is too small to show magnetism or improve strength.
【0006】また、FeO,Fe2 O3 ,Fe3 O4 の
鉄の酸化物は、窒化ケイ素Si3 N4 に対して焼結助剤
として機能し、強度向上に作用するが、FeSiは窒化
ケイ素Si3 N4 に対して不純物となり強度は劣化す
る。窒化ケイ素に対して、FeO,Fe2 O3 ,Fe3
O4 の鉄酸化物の添加量が増大すれば磁気特性は向上す
るが、強度が低下する。また、エンジン部品等では、強
度、例えば、300MPa以上の強度を確保できる材料
が望まれており、そのような強度を確保し且つ磁性特性
を向上させた窒化ケイ素のセラミックスが材料が作製で
きれば、その利用分野は大きくなり、材料として有用な
ものになる。Further, iron oxides such as FeO, Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 function as a sintering aid for silicon nitride Si 3 N 4 and act to improve strength, but FeSi is nitrided. It becomes an impurity with respect to silicon Si 3 N 4 and its strength deteriorates. FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 with respect to silicon nitride
When the amount of O 4 iron oxide added is increased, the magnetic properties are improved, but the strength is decreased. Further, in engine parts and the like, a material capable of securing strength, for example, strength of 300 MPa or more is desired, and if a material of silicon nitride ceramics that secures such strength and improves magnetic characteristics can be manufactured, The field of application will be large and will be useful as a material.
【0007】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、Si3 N4 又はSiCのSiを主
成分とする母相中にFe−Si系の化合物を分散させ
て、エンジン部品等に有効な強度を確保すると共に、磁
性特性を向上させた磁性セラミックス及びその製造方法
を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an Fe-Si compound is dispersed in a mother phase of Si 3 N 4 or SiC containing Si as a main component to obtain an engine. It is an object of the present invention to provide a magnetic ceramic and a method for manufacturing the same, which secures effective strength for parts and the like and has improved magnetic characteristics.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、窒化ケイ素を母相として、該母相の中にF
e−Si化合物が分散していることを特徴とする磁性セ
ラミックスに関する。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
This invention uses silicon nitride as a mother phase, and F
The present invention relates to a magnetic ceramic in which an e-Si compound is dispersed.
【0009】また、この磁性セラミックスにおいて、前
記Fe−Si化合物のサイズが10μm以下である。In this magnetic ceramic, the size of the Fe-Si compound is 10 μm or less.
【0010】また、この磁性セラミックスにおいて、前
記Fe−Si化合物がFeO,Fe2 O3 ,Fe3 O4
に換算して、1wt%以上で且つ50wt%以下含まれ
ているものである。In this magnetic ceramic, the Fe--Si compound is FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4
It is contained in an amount of 1 wt% or more and 50 wt% or less.
【0011】或いは、この発明は、鉄酸化物及び窒化ケ
イ素混合粉を、磁場中にて加圧成形する工程、それを大
気中にて加圧成形して成形体を作る工程、次いで、該成
形体を窒素雰囲気中で焼成して焼成体を作る工程を有す
ることを特徴とする磁性セラミックスの製造方法に関す
る。Alternatively, according to the present invention, a step of press-molding a mixed powder of iron oxide and silicon nitride in a magnetic field, a step of press-molding the powder in the atmosphere to form a molded body, and then the molding The present invention relates to a method for producing magnetic ceramics, which comprises a step of firing a body in a nitrogen atmosphere to produce a fired body.
【0012】また、この磁性セラミックスの製造方法に
おいて、上記磁場中での加圧成形が10kOe以上で行
われるものである。Further, in this method for producing magnetic ceramics, the pressure molding in the magnetic field is performed at 10 kOe or more.
【0013】また、この磁性セラミックスの製造方法に
おいて、上記大気中での加圧成形がCIPによって行わ
れるものである。Further, in this method for producing magnetic ceramics, the pressure molding in the atmosphere is carried out by CIP.
【0014】[0014]
【作用】この発明による磁性セラミックス及びその製造
方法は、上記のように構成されており、次のように作用
する。即ち、この磁性セラミックスは、窒化ケイ素を母
相として、該母相の中にFe−Si化合物が分散してい
るので、磁性を示し、且つ高強度を有するものとなる。
また、磁性体として、十分な強度を確保するために、前
記Fe−Si化合物をFeO,Fe2 O3 ,Fe3 O4
に換算して1wt%以上で且つ50wt%以下に限定し
たものである。窒化ケイ素に対する前記Fe−Si化合
物の添加量を上記範囲に限定すると、従来の磁石では強
度が大きいものでも300MPa程度が限界であったも
のが、300MPa以上の強度を確保できるようになっ
た。The magnetic ceramics and the method for producing the same according to the present invention are configured as described above and operate as follows. That is, this magnetic ceramic exhibits magnetism and high strength because the Fe-Si compound is dispersed in the mother phase with silicon nitride as the mother phase.
Further, as a magnetic material, in order to ensure sufficient strength, FeO said Fe-Si compound, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4
It is limited to 1 wt% or more and 50 wt% or less. When the amount of the Fe-Si compound added to silicon nitride was limited to the above range, the conventional magnet had a maximum strength of about 300 MPa, but a strength of 300 MPa or more could be secured.
【0015】また、FeSi,FeSi2 等のFe−S
i化合物は磁性を示すが、Fe−Si化合物の大きなサ
イズのものは破壊の起点となるので、小さいなサイズの
方が強度アップには有効である。グラフィスの理論によ
ると、破壊、例えば、気孔、クラック等の起点となるの
を阻止するのは、10μm以下が望ましいとされている
ので、窒化ケイ素の強度を確保するため、Fe−Si化
合物のサイズを10μm以下に限定されている。Further, Fe--S such as FeSi and FeSi 2
The i compound exhibits magnetism, but the large size of the Fe—Si compound serves as the starting point of fracture, so a smaller size is more effective for increasing strength. According to the theory of graphics, it is desirable that 10 μm or less is desirable to prevent fracture, for example, the starting point of pores and cracks. Therefore, in order to secure the strength of silicon nitride, the size of the Fe—Si compound should be Is limited to 10 μm or less.
【0016】また、磁性セラミックスの製造方法におい
て、磁場中で加圧成形することによって、成形体中のス
ピンの方向が揃い、焼成後の磁気特性に有利に作用し、
磁気特性を向上させることができる。更に、鉄酸化物と
窒化ケイ素との混合物を、CIPによって成形すること
によって、成形体密度が向上し、焼成体強度を向上させ
ることができる。Further, in the method for producing magnetic ceramics, by performing pressure molding in a magnetic field, the spin directions in the molded body are aligned, which has an advantageous effect on the magnetic properties after firing,
The magnetic characteristics can be improved. Furthermore, by molding a mixture of iron oxide and silicon nitride by CIP, the density of the molded body can be improved and the strength of the fired body can be improved.
【0017】[0017]
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による磁性
セラミックス及びその製造方法の実施例を説明する。こ
の磁性セラミックスは、窒化ケイ素を母相として、該母
相の中にFe−Si化合物が分散していることを特徴と
するものである。この磁性セラミックスにおいて、Fe
−Si化合物のサイズをクラック、亀裂、気孔等の破壊
の起点となるのを防止するため、10μm以下の小さい
なサイズに選定されている。また、この磁性セラミック
スにおいて、磁性体として300MPa以上の十分な強
度を確保するために、窒化ケイ素に対するFe−Si化
合物の添加量をFeO,Fe2 O3 ,Fe3 O4 に換算
して1wt%以上で且つ50wt%以下に選定されてい
る。Embodiments of the magnetic ceramics and the method for producing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This magnetic ceramic is characterized in that silicon nitride is used as a mother phase and an Fe-Si compound is dispersed in the mother phase. In this magnetic ceramic, Fe
The size of the Si compound is selected to be a small size of 10 μm or less in order to prevent the starting point of fracture such as cracks, cracks, and pores. Further, in the magnetic ceramic, in order to ensure sufficient strength of at least 300MPa as magnetic, 1 wt% in terms of the amount of Fe-Si compound to silicon nitride FeO, to Fe 2 O 3, Fe 3 O 4 The above is selected and 50 wt% or less is selected.
【0018】また、この発明による磁性セラミックスの
製造方法は、主として、鉄酸化物及び窒化ケイ素混合粉
を磁場中にて加圧成形する工程、それを大気中にて加圧
成形して成形体を作る工程、次いで、該成形体を窒素雰
囲気中で焼成して焼成体を作る工程を有することを特徴
とするものである。この磁性セラミックスの製造方法に
おいて、上記磁場中での加圧成形が10kOe以上で行
われるものであり、また、上記大気中での加圧成形がC
IP(冷間等方加工プレス)によって行われるものであ
る。The method for producing magnetic ceramics according to the present invention mainly comprises a step of press-molding a mixed powder of iron oxide and silicon nitride in a magnetic field, and press-molding it in the atmosphere to form a molded body. The method is characterized by including a step of producing and then firing the molded body in a nitrogen atmosphere to produce a fired body. In this method for producing magnetic ceramics, the pressure molding in the magnetic field is performed at 10 kOe or more, and the pressure molding in the atmosphere is C
It is performed by IP (cold isotropic working press).
【0019】この発明による磁性セラミックスの製造方
法の一実施例を実施例1として説明する。この磁性セラ
ミックスの製造方法において、Si3 N4 、Al2 O3
及びY2 O3 を次の比率で配合する。Si3 N4 :Al
2 O3 :Y2 O3 =90:5:5の比率で配合する。こ
の総重量に対して3種類のFeの酸化物即ちFeO,F
e2 O3 ,Fe3 O4 を所定量加え、蒸留水、バインダ
と共に、ボールミルにて約24時間混合して混合物を作
った後、該混合物をスプレードライヤによって造粒処理
を行なって粒状物を作った。An embodiment of the method for producing magnetic ceramics according to the present invention will be described as Embodiment 1. In this method for producing magnetic ceramics, Si 3 N 4 , Al 2 O 3
And Y 2 O 3 in the following proportions. Si 3 N 4 : Al
2 O 3 : Y 2 O 3 = 90: 5: 5. Three kinds of Fe oxides, namely FeO and F, based on this total weight
A predetermined amount of e 2 O 3 and Fe 3 O 4 was added and mixed with distilled water and a binder in a ball mill for about 24 hours to prepare a mixture, and then the mixture was granulated by a spray dryer to form granules. Had made.
【0020】次いで、造粒処理したこれらの粒状物を成
形原料として、15kOeの磁場中で、1000kgf
/cm2 のプレス圧によって予備成形後、CIPによっ
て約2000kgf/cm2 の圧力でプレスし、直方体
の種々の成形体を得た。これらの成形体を脱脂した後
に、これらの脱脂成形体を9.3MPaのN2 雰囲気中
で、最高温度1850℃まで加熱焼成して緻密な焼結体
を多数得た。これらの焼結体を3×3×4mmに加工し
て直方体の試験片を作製し、これらの試験片の残留磁束
密度、保磁力、初透磁率の磁気特性を測定した。Next, these granulated granules were used as a forming raw material in a magnetic field of 15 kOe and 1000 kgf.
After preforming by press pressure of / cm 2, and pressed at a pressure of about 2,000 kgf / cm 2 by CIP, to obtain a variety of molded bodies of a rectangular parallelepiped. After degreasing these shaped bodies, these degreased shaped bodies were heated and fired to a maximum temperature of 1850 ° C. in a N 2 atmosphere of 9.3 MPa to obtain many dense sintered bodies. These sintered bodies were processed into 3 × 3 × 4 mm to prepare rectangular parallelepiped test pieces, and the magnetic characteristics of the residual magnetic flux density, coercive force, and initial permeability of these test pieces were measured.
【0021】FeO,Fe2 O3 ,Fe3 O4 の鉄酸化
物Fem On の添加量の変化に対応する磁気特性を測定
するため、各種の鉄酸化物の添加量を変えたSi3 N4
の試験片に対する磁気特性の結果を、図1、図2及び図
3に示す。図1は鉄酸化物Fem On の添加量(wt
%)に対する残留磁束密度(ガウスG)を示すグラフ、
図2は鉄酸化物Fem On の添加量(wt%)に対する
保磁力(エルステッドOe)を示すグラフ、及び図3は
鉄酸化物Fem On の添加量(wt%)に対する初透磁
率を示すグラフである。各図において、Fem On の添
加量が0のところが、窒化ケイ素そのものであり、比較
例を示している。In order to measure the magnetic characteristics corresponding to the change in the added amount of the iron oxide Fe m O n of FeO, Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 , the Si 3 with various added amounts of the iron oxide was measured. N 4
The results of the magnetic characteristics of the test piece of No. 1 are shown in FIGS. 1, 2 and 3. Figure 1 shows the addition amount of iron oxide Fe m O n (wt
%) Graph showing the residual magnetic flux density (Gauss G),
Figure 2 is a graph showing amount of iron oxide Fe m O n the coercivity for (wt%) (oersted Oe), and 3 initial permeability to the addition amount of iron oxide Fe m O n (wt%) It is a graph which shows. In each figure, the place where the amount of Fe m O n added is 0 is the silicon nitride itself, and shows a comparative example.
【0022】また、図1では、FeOの添加量に対する
残留磁束密度、Fe2 O3 の添加量に対する残留磁束密
度及びFe3 O4 の添加量に対する残留磁束密度がそれ
ぞれ示されている。図2では、FeOの添加量に対する
保磁力、Fe2 O3 の添加量に対する保磁力及びFe3
O4 の添加量に対する保磁力がそれぞれ示されている。
更に、図3では、FeOの添加量に対する初透磁率、F
e2 O3 の添加量に対する初透磁率及びFe3 O4 の添
加量に対する初透磁率がそれぞれ示されている。上記の
グラフから、Si3 N4 に鉄酸化物Fem On の添加す
ることにより、磁性を持たなかったSi3 N4 に軟磁性
を付与でき、また、Fem On の添加量が増加するに従
って、磁気特性が向上することが分かる。Further, FIG. 1 shows the residual magnetic flux density with respect to the added amount of FeO, the residual magnetic flux density with respect to the added amount of Fe 2 O 3 , and the residual magnetic flux density with respect to the added amount of Fe 3 O 4 . In FIG. 2, the coercive force with respect to the added amount of FeO, the coercive force with respect to the added amount of Fe 2 O 3 and the Fe 3
The coercive force for each added amount of O 4 is shown.
Further, in FIG. 3, the initial magnetic permeability, F
The initial magnetic permeability with respect to the added amount of e 2 O 3 and the initial magnetic permeability with respect to the added amount of Fe 3 O 4 are shown. From the above chart, the addition of iron oxide Fe m O n in Si 3 N 4, the Si 3 N 4 which did not have magnetism can impart soft, also increase the addition amount of Fe m O n It can be seen that the magnetic characteristics are improved as the temperature is increased.
【0023】また、Fem On の添加量が10wt%の
摺動試験片の組織を、SEM(Scanning Electron Micr
oscopy)で観察したところ、Fem On の添加量が10
wt%の摺動試験片では、鉄を含んだ部分はその大きさ
が10μm以下で固溶せず、Si3 N4 結晶粒界中に均
一に鉄が分散した状態で存在していることが確認でき
た。また、この相の同定についてX線マイクロ分析法を
用いて分析した結果を図5に示す。図5から分かるよう
に、上記の相はFe−Si化合物であることが分かっ
た。このFe−Si化合物がSi3 N4 中に存在してい
ることにより、磁性が付与されたと推測された。Further, the structure of the sliding test piece in which the amount of Fe m O n added was 10 wt% was changed to SEM (Scanning Electron Micr
oscopy) showed that the addition amount of Fe m O n was 10
In the wt% sliding test piece, the iron-containing portion had a size of 10 μm or less, did not form a solid solution, and existed in a state in which iron was uniformly dispersed in the Si 3 N 4 grain boundaries. It could be confirmed. Further, the result of analysis using the X-ray microanalysis method for identifying this phase is shown in FIG. As can be seen from FIG. 5, the above phase was found to be a Fe—Si compound. By this Fe-Si compound is present in Si 3 N 4, was assumed magnetic was granted.
【0024】この磁性セラミックスの製造方法によって
作製した焼結体から、3×4×40mmの4点曲げ強度
試験用テストピースを作製した。その結果を図4に示
す。図4は鉄酸化物Fem On の添加量(wt%)に対
する4点曲げ平均強度(MPa)を示すグラフである。
このグラフから分かるように、Si3 N4 に鉄酸化物F
em On の添加量を増加させていくに従って強度は低下
するが、Fem On の添加量が10〜20wt%の試験
片では、添加しない比較例(図4でFem On の添加量
が0の点)即ち通常のSi3 N4 に比較しても、強度は
同等かあるいはそれ以上の強度を有していることが分か
る。A test piece for 4-point bending strength test of 3 × 4 × 40 mm was produced from the sintered body produced by this method for producing magnetic ceramics. The result is shown in FIG. FIG. 4 is a graph showing the 4-point bending average strength (MPa) with respect to the addition amount (wt%) of the iron oxide Fe m O n .
As can be seen from this graph, iron oxide F is added to Si 3 N 4.
strength is lowered as will increase the amount of e m O n, the addition amount 10-20 wt% of the specimen of Fe m O n, addition of the comparative example (FIG. 4 without the addition Fe m O n It can be seen that the strength is equal to or higher than that of ordinary Si 3 N 4 when the amount is 0).
【0025】図4では、FeOの添加量に対する4点曲
げ平均強度、Fe2 O3 の添加量に対する4点曲げ平均
強度及びFe3 O4 の添加量に対する4点曲げ平均強度
がそれぞれ示されている。しかも、SEMで観察したと
ころ、Fem On の10wt%の添加量の磁性セラミッ
クスの組織内には、気孔はほぼ認められず、Si3 N4
結晶粒子の成長が鉄酸化物の存在により抑制され、微細
で且つ均一な結晶粒子となっていることが分かった。こ
のような組織は、グリフィスの関係式から考えて、高強
度化に有利と思われる。FIG. 4 shows the 4-point bending average strength with respect to the added amount of FeO, the 4-point bending average strength with respect to the added amount of Fe 2 O 3 , and the 4-point bending average strength with respect to the added amount of Fe 3 O 4. There is. Moreover, when observed by SEM, almost no pores were observed in the structure of the magnetic ceramics containing 10 wt% of Fe m O n , and Si 3 N 4
It was found that the growth of crystal grains was suppressed by the presence of iron oxide, resulting in fine and uniform crystal grains. Such a structure is considered to be advantageous for strengthening, considering the Griffith's relational expression.
【0026】また、Fem On の添加量を更に増加させ
た磁性セラミックスの試験片については、強度が低下す
るが、これらを上記と同様に組織観察したところ、Fe
m On の凝集が認められ、その凝集したところに気孔が
存在していた。即ち、試験片に気孔が残存する結果、そ
れらの気孔が破壊の起点となるため、試験片の強度が低
下したものと考えられる。Further, the strength of the magnetic ceramics test pieces in which the amount of Fe m O n added was further increased, but the strength was decreased.
m O n aggregation of was observed, pores were present in the place where was the aggregation. That is, it is considered that the strength of the test piece is lowered because the pores become the starting points of the fracture as a result of the remaining pores in the test piece.
【0027】上記の磁性セラミックスの製造方法におい
て、Si3 N4 にFe3 O4 を30wt%添加した混合
物に対して磁場中の加工成形時の磁力を変えて、同様に
磁性セラミックスを作製した。これらの磁性セラミック
スの残留磁束密度を測定したところ、次のような結果を
得た。即ち、磁力0kOeでは残留磁束密度は82G、
磁力5kOeでは残留磁束密度は105G、磁力10k
Oeでは残留磁束密度は215G、磁力15kOeでは
残留磁束密度は223G、磁力20kOeでは残留磁束
密度は220G、及び磁力25kOeでは残留磁束密度
は231Gであった。上記の結果から、磁場中での加圧
成形は10kOe以上で行われることが好ましいことが
分かる。そして、Si3 N4 とFem On との混合粉を
磁場中で加圧成形することにより、成形体中のFem O
n のスピンの方向が揃い、焼成後の磁気特性に有利に働
くようになり、磁気特性を向上させることができる。In the above-described method for producing magnetic ceramics, a magnetic ceramic was similarly produced by changing the magnetic force during processing and molding in a magnetic field with respect to a mixture obtained by adding 30 wt% of Fe 3 O 4 to Si 3 N 4 . When the residual magnetic flux density of these magnetic ceramics was measured, the following results were obtained. That is, when the magnetic force is 0 kOe, the residual magnetic flux density is 82 G,
When the magnetic force is 5 kOe, the residual magnetic flux density is 105 G and the magnetic force is 10 k.
Oe had a residual magnetic flux density of 215 G, magnetic force of 15 kOe had a residual magnetic flux density of 223 G, magnetic force of 20 kOe had a residual magnetic flux density of 220 G, and magnetic force of 25 kOe had a residual magnetic flux density of 231 G. From the above results, it is understood that pressure molding in a magnetic field is preferably performed at 10 kOe or more. Then, the mixed powder of Si 3 N 4 and Fe m O n is pressure-molded in a magnetic field to obtain Fe m O in the molded body.
The spin directions of n are aligned, and the magnetic properties after firing become advantageous, and the magnetic properties can be improved.
【0028】上記の磁性セラミックスの製造方法におい
て、Si3 N4 にFe3 O4 を10wt%添加した混合
物に対して磁場中で加工成形した予備成形した後、CI
Pを行わないで焼成した試験片を作製し、4点曲げ強度
を測定したところ、820MPaであった。即ち、CI
Pを行わなかった磁性セラミックスは、CIPを行った
磁性セラミックスに比較して、強度は約160MPa程
度低下していることが分かった。このことは、磁場中で
の加圧成形後に、CIP成形を行うと、成形体密度が高
くなり、強度が向上した結果であることが分かる。[0028] In the manufacturing method of the magnetic ceramic, after preformed processed molded in a magnetic field with respect to mixtures of Fe 3 O 4 was added 10 wt% in Si 3 N 4, CI
When a test piece that was fired without P was prepared and the 4-point bending strength was measured, it was 820 MPa. That is, CI
It was found that the strength of the magnetic ceramics not subjected to P was about 160 MPa lower than that of the magnetic ceramics subjected to CIP. It can be understood that this is because, when the CIP molding is performed after the pressure molding in the magnetic field, the density of the molded body is increased and the strength is improved.
【0029】この発明による磁性セラミックスについ
て、磁気特性はFem On の添加量が増加するほど向上
するが、強度が低下するので、磁性体として300MP
a以上の強度を確保するには、Fem On の添加量は1
〜50wt%の範囲であることが必要である。また、強
度として、300MPa以上を確保することによって、
例えば、発電・電動機を持つターボチャージャの永久磁
石等のエンジン部品として利用できる。また、Fem O
n はSi3 N4 の焼結助剤としても機能し、強度向上に
働くが、FeSiは不純物となり強度が劣化する。そこ
で、窒化ケイ素混合粉にFem On 混合物を配合して作
製し、窒化ケイ素を母相中にFe−Si化合物が分散し
ている磁性セラミックスを作製する。Regarding the magnetic ceramics according to the present invention, the magnetic characteristics are improved as the amount of Fe m O n added is increased, but the strength is lowered.
To secure the strength of a or more, the addition amount of Fe m O n is 1
It is necessary to be in the range of ˜50 wt%. Also, by ensuring a strength of 300 MPa or more,
For example, it can be used as an engine component such as a permanent magnet of a turbocharger having a generator / motor. In addition, Fe m O
Although n also functions as a sintering aid for Si 3 N 4 and serves to improve strength, FeSi becomes an impurity and deteriorates in strength. Therefore, a magnetic ceramic in which an Fe-Si compound is dispersed in a matrix of silicon nitride is prepared by mixing a Fe m O n mixture with silicon nitride mixed powder.
【0030】[0030]
【発明の効果】この発明による磁性セラミックス及びそ
の製造方法は、上記のように構成されており、次のよう
な効果を有する。即ち、この発明による磁性セラミック
スは、窒化ケイ素を母相中にFe−Si化合物が分散し
ているので、磁性を示し、且つ高強度を有する窒化ケイ
素を提供できる。そして、300MPa以上の強度を確
保するため、Fe−Si化合物のサイズを10μm以下
であるようにコントロールし、また、Fe−Si化合物
がFeO,Fe2 O3 ,Fe3 O4 に換算して、1wt
%以上で且つ50wt%以下含まれるようにコントロー
ルする。The magnetic ceramics and the method for producing the same according to the present invention are configured as described above and have the following effects. That is, in the magnetic ceramic according to the present invention, since the Fe-Si compound is dispersed in the mother phase of silicon nitride, it is possible to provide silicon nitride exhibiting magnetism and having high strength. Then, in order to secure a strength of 300 MPa or more, the size of the Fe—Si compound is controlled to be 10 μm or less, and the Fe—Si compound is converted into FeO, Fe 2 O 3 , and Fe 3 O 4 , 1 wt
% And 50 wt% or less.
【0031】また、この磁性セラミックスの製造方法に
おいて、磁気特性を向上させるため、10kOe以上の
磁場中で加圧成形することが好ましく、また、焼成体の
強度を向上させるため、CIPを行って成形体密度を向
上させることが好ましい。Further, in this method for producing magnetic ceramics, it is preferable to carry out pressure molding in a magnetic field of 10 kOe or more in order to improve magnetic properties, and to improve the strength of the fired body, CIP is carried out. It is preferable to improve the body density.
【図1】この磁性セラミックスについての鉄酸化物Fe
m On の添加量に対する残留磁束密度測定結果を示すグ
ラフである。FIG. 1 Iron oxide Fe of this magnetic ceramics
is a graph showing the residual magnetic flux density measurement results for the addition amount of m O n.
【図2】この磁性セラミックスについての鉄酸化物Fe
m On の添加量に対する保磁力の測定結果を示すグラフ
である。FIG. 2 Iron oxide Fe of this magnetic ceramics
is a graph showing measurement results of coercive force relative to the addition amount of m O n.
【図3】この磁性セラミックスについての鉄酸化物Fe
m On の添加量に対する初透磁率の測定結果を示すグラ
フである。FIG. 3 Iron oxide Fe of this magnetic ceramics
It is a graph showing the measurement results of the initial permeability to the addition amount of m O n.
【図4】この磁性セラミックスについての鉄酸化物Fe
m On の添加量に対する4点曲げ平均強度の測定結果を
示すグラフである。FIG. 4 Iron oxide Fe for this magnetic ceramics
It is a graph showing the measurement results of the four-point bending average intensity for the addition amount of m O n.
【図5】この磁性セラミックスのX線マイクロ分析法を
用いて分析した結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the results of analysis of this magnetic ceramics using an X-ray microanalysis method.
Claims (6)
Fe−Si化合物が分散していることを特徴とする磁性
セラミックス。1. A magnetic ceramic comprising silicon nitride as a mother phase and an Fe-Si compound dispersed in the mother phase.
m以下であることを特徴とする請求項1に記載の磁性セ
ラミックス。2. The size of the Fe—Si compound is 10 μm.
The magnetic ceramics according to claim 1, which is less than or equal to m.
O3 ,Fe3 O4 に換算して、1wt%以上で且つ50
wt%以下含まれていることを特徴とする請求項1に記
載の磁性セラミックス。3. The Fe—Si compound is FeO, Fe 2
Converted to O 3 and Fe 3 O 4 , 1 wt% or more and 50
The magnetic ceramics according to claim 1, which is contained in an amount of not more than wt%.
中にて加圧成形する工程、それを大気中にて加圧成形し
て成形体を作る工程、次いで、該成形体を窒素雰囲気中
で焼成して焼成体を作る工程を有することを特徴とする
磁性セラミックスの製造方法。4. A step of press-molding a mixed powder of iron oxide and silicon nitride in a magnetic field, a step of press-molding the mixed powder in the atmosphere to form a molded body, and then the molded body in a nitrogen atmosphere. A method for producing magnetic ceramics, comprising the step of firing in the inside to produce a fired body.
上で行われることを特徴とする請求項4に記載の磁性セ
ラミックスの製造方法。5. The method for producing magnetic ceramics according to claim 4, wherein the pressure molding in the magnetic field is performed at 10 kOe or more.
て行なわれることを特徴とする請求項4又は5に記載の
磁性セラミックスの製造方法。6. The method for producing magnetic ceramics according to claim 4, wherein the pressure molding in the atmosphere is performed by CIP.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03730893A JP3345941B2 (en) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | Magnetic ceramics and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03730893A JP3345941B2 (en) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | Magnetic ceramics and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06227864A true JPH06227864A (en) | 1994-08-16 |
JP3345941B2 JP3345941B2 (en) | 2002-11-18 |
Family
ID=12494071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03730893A Expired - Fee Related JP3345941B2 (en) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | Magnetic ceramics and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3345941B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090208694A1 (en) * | 2006-05-30 | 2009-08-20 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Flocked metal plate, method of producing flocked metal plate, roofing material and duct for air-conditioning system |
JP2010095415A (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Korea Inst Of Machinery & Materials | Sialon holding magnetism and method for producing the same |
-
1993
- 1993-02-03 JP JP03730893A patent/JP3345941B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090208694A1 (en) * | 2006-05-30 | 2009-08-20 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Flocked metal plate, method of producing flocked metal plate, roofing material and duct for air-conditioning system |
US8101260B2 (en) * | 2006-05-30 | 2012-01-24 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Flocked metal plate, method of producing flocked metal plate, roofing material and duct for air-conditioning system |
JP2010095415A (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Korea Inst Of Machinery & Materials | Sialon holding magnetism and method for producing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3345941B2 (en) | 2002-11-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2687683B2 (en) | Composite material and method for producing the same | |
WO2010073590A1 (en) | Composite soft magnetic material and method for producing same | |
JPS62246865A (en) | Silicon nitride sintered body and manufacture | |
JP3559382B2 (en) | Method for producing silicon nitride based sintered body | |
EP0265006A1 (en) | Method of manufacturing a permanent magnet | |
JP2017045892A (en) | Composite soft magnetic material and production method therefor | |
JP2008247716A (en) | Reaction sintering silicon nitride-based sintered body and its producing process | |
JPH06227864A (en) | Magnetic ceramic and their production | |
JP3035615B1 (en) | Metal short wire dispersed thermoelectric material and method for producing the same | |
JP2010185126A (en) | Composite soft magnetic material and method for producing the same | |
JPH10208923A (en) | Composite magnetic material and production thereof | |
JP5088277B2 (en) | Method for producing rare earth-iron-nitrogen alloy powder | |
KR100987499B1 (en) | SiAlON having magnetic properties and the manufacturing method thereof | |
JP2742619B2 (en) | Silicon nitride sintered body | |
JPS6180805A (en) | Permanent magnet material | |
JPH06279124A (en) | Production of silicon nitride sintered compact | |
JPS62252374A (en) | Manufacture of aluminum nitride sintered body | |
KR20090132348A (en) | Sialon having magnetic properties and the manufacturing method thereof | |
JPH07179983A (en) | Sintered soft-magnetic material having high electric resistance value and its production | |
JPH0878220A (en) | Manufacture of hexagonal crystal system ferrite | |
JP2003243216A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING Fe-Co BASED COMPOSITE SOFT MAGNETIC SINTERED MATERIAL WITH HIGH DENSITY AND PERMEABILITY | |
JPS63151682A (en) | Silicon nitride sintered body and manufacture | |
JP2002175909A (en) | Bonded magnetic having superior thermal stability, and its manufacturing method | |
JP3216973B2 (en) | Silicon nitride sintered body and method for producing the same | |
JP2002293638A (en) | Silicon nitride sintered compact |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080906 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100906 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |