JPH0766027A - ストロンチウムフェライト磁石の製造方法 - Google Patents

ストロンチウムフェライト磁石の製造方法

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JPH0766027A
JPH0766027A JP5209188A JP20918893A JPH0766027A JP H0766027 A JPH0766027 A JP H0766027A JP 5209188 A JP5209188 A JP 5209188A JP 20918893 A JP20918893 A JP 20918893A JP H0766027 A JPH0766027 A JP H0766027A
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JP
Japan
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strontium ferrite
ferrite magnet
raw material
molar ratio
sro
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JP5209188A
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Shinichi Kijima
愼一 来島
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高配向度で高磁気特性のストロンチウムフェ
ライト磁石を製造する技術を提供する。 【構成】 酸化鉄および炭酸ストロンチウムからなる原
料を混合して、仮焼し、粗中粉砕と湿式微粉砕を施して
微粉末を成形し、その後、本焼成することにより SrO・
nFe2O3 の一般式で示されるストロンチウムフェライト
磁石を製造する方法において、仮焼時のモル比n(Fe2O
3 /SrO )が5.3 〜5.8 となるように原料を混合し、そ
の混合原料の仮焼物を湿式微粉砕する際に、鉄源として
ゲーサイトを添加することにより、本焼成時のモル比n
が5.9 〜6.0 となるように調整し、湿式スラリーのPH
を7〜12とする。 【効果】 フェライト化率,焼結密度,結晶配向度(異
方化率)および純度がいずれも高く、かつ多結晶体の結
晶粒径を小さく制御することができ、高特性化(高Brお
よび高iHc )したストロンチウムフェライト磁石を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ストロンチウムフェラ
イト磁石の製造方法に関し、特に、残留磁束密度(以
下、単に「Br」と略記する)と保磁力(以下、単に
「iHc」と略記する)が共に優れるストロンチウムフ
ェライト磁石を製造する方法についての提案である。
【0002】
【従来の技術】一般に、ストロンチウムフェライト磁石
は、まず、Fe2O3 とSrCO3 とを所定のモル比で混合し、
これを仮焼することによりフェライト化させ、次いで、
得られた仮焼物を平均粒径が臨界粒子径(約1μm)以
下になるまで粉砕して微粉末とし、その後、この微粉末
を成形してから本焼成して製造されている。
【0003】このような既知のフェライト磁石の製造方
法は、フェライト磁石の高Br化および高iHc 化,いわゆ
る高性能化の要求に伴い、従来、様々な改良が施されて
きた。これによると、高Brのフェライト磁石を製造する
には、フェライト化率,焼結密度,結晶配向度(異方化
率)および純度を高くすることが有効である。一方、高
iHc のものを得るには、多結晶焼結体の結晶粒径を小さ
くすることが有効であることが判っている。しかしなが
ら、高Br化および高iHc 化を同時に実現することについ
ては、極めて困難な状況下にあった。
【0004】このため、ストロンチウムフェライト磁石
の高性能化(いわゆる,高Br化ならびに高iHc 化)の研
究は、主として、各製造プロセス,例えば、.仮焼成
と本焼成の2回の焼成を施す焼成工程、.約1μm以
下に粒径制御する微粉砕工程、.必要に応じて、磁場
中成形によって結晶方向を配向させる成形工程、におけ
るそれらの技術改善に限られていた。
【0005】これに対し発明者は先に、焼成を2回施す
方法に着目した。すなわち、一般に仮焼成は、粉砕前に
フェライト化反応を完了させ、かつ粉砕時に粗粒が残存
しないように結晶粒を制御することを目的として行うも
のであるのに対し、本焼成は、高密度,高配向度および
高純度(高フェライト相)を実現することを目的として
行う方法であり、それぞれ異なった作用をもっているこ
とに着目したのである。
【0006】これらの焼成を制御する主な因子には、主
成分モル比n(=Fe2O3 /SrO )や添加物,焼成温度,
粉体粒度などがある。なかでも、主成分モル比nは、化
学量論組成(n=6)より小さい領域で制御され、余剰
のSrO が、添加物などと共に粒界にて結晶成長を促進ま
たは抑制するという点で重要な制御因子である。しか
も、通常、化学量論組成n=6では焼結性が悪いが、最
終製品である焼結体は、できるだけ粒界成分が少なく、
かつ化学量論組成(n=6)に近い領域が望ましい。
【0007】以上説明したように、従来、上記焼成工程
において主成分のモル比nの制御は行われているもの
の、2回の焼成目的に合わせて制御するようなことは、
実質上行われていない。
【0008】これに対し従来、仮焼時のモル比nを 0.5
〜1.5 , 本焼成時のモル比nを 4.5〜6.0 に制御するこ
とにより、仮焼粉の粉砕工程を簡便にする方法に関する
提案がある(特公昭54−39595 号公報参照)。この従来
技術は、主に、乾式粉砕,乾式成形によって製造される
磁気特性の低い等方性磁石に関するものであり、しか
も、本焼成時の未反応酸化鉄が仮焼時の酸化鉄に比べて
4倍以上と多いことから、本焼成でのフェライト化反応
を主とする技術である。そのため、この技術では、仮焼
成時に、本来の目的である結晶粒制御が行われていない
ので、本焼成時の結晶粒制御が困難であるという課題を
残していた。
【0009】さらに、微粉砕時に鉄粉を添加し、湿式粉
砕機でフェライト磁粉と混合,粉砕する方法に関する提
案もある(特公昭57−197808号公報参照)。この従来技
術は、結晶粒の異常成長を抑制することで高温焼成に耐
えられる組成とし、磁気特性の優れた酸化物永久磁石を
提供する技術である。ところが、この技術では、仮焼成
と本焼成の目的に応じたモル比の制御をしていない。
【0010】また、従来の湿式微粉砕は、アトライター
やボールミル等の媒体攪拌式粉砕機を用いて行われるた
め、鉄製あるいは鋼製の媒体からの鉄分の混入を招き、
粉砕後のモル比nを制御することは一般に困難であっ
た。そのため、本焼成時のモル比の制御もやはり困難で
あった。
【0011】さらに最近では、フェライト磁石の用途多
様化に伴い、単に一様な一方向配向(軸配向)だけでな
く、ラジアル配向や極異方配向,集束配向などの各種の
異方化が実施されている。このような異方化の際に、高
磁気特性を得るためには、成形時に磁性粒子を配向しや
すくすると共に、本焼成時に配向度が向上する工夫をす
る必要がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、仮焼成時ならびに本焼成時のそれぞれのモル比nを
その目的に合わせて制御することにより、高配向度で高
磁気特性を有するストロンチウムフェライト磁石を製造
する技術を確立することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を実現すべく、
発明者は、仮焼成時ならびに本焼成時のそれぞれの最適
モル比の範囲を決定し、湿式微粉砕時にモル比nを制御
するための方法と、を詳細に検討することにより、以下
に示す内容を要旨構成とする高配向度,高成形性ならび
に高磁気特性を有するストロンチウムフェライト磁石の
製造技術を完成した。すなわち、本発明は、酸化鉄およ
び炭酸ストロンチウムからなる原料を混合したのち、仮
焼し、粗中粉砕と湿式微粉砕を施して得られる微粉末を
成形し、その後、本焼成することにより SrO・nFe2O3
の一般式で示されるストロンチウムフェライト磁石を製
造する方法において、仮焼時のモル比n(Fe2O3 /SrO
)が5.3 〜5.8 となるように原料を混合し、その混合
原料の仮焼物を湿式微粉砕する際に、鉄源としてゲーサ
イトを添加することにより、本焼成時のモル比nが5.9
〜6.0 となるように調整すると共に、湿式スラリーのp
Hが7〜12となるようにすることを特徴とするストロン
チウムフェライト磁石の製造方法である。
【0014】
【作用】本発明の製造方法は、第1に、一般式 SrO・n
Fe2O3 で示されるストロンチウムフェライト磁石のモル
比nを、仮焼品では 5.3〜5.8 となるように制御し、か
つ最終焼結品では5.9 〜6.0 の範囲になるように制御す
る点に特徴がある。各モル比nをこのような範囲に制御
する理由は、仮焼品でのモル比nが 5.8を超えると、α
−Fe2O3 が現れて仮焼体密度ρcal が急激に低下し(図
1参照)、仮焼反応が不十分となるからであり、一方
5.3未満では、余剰の SrOが多く存在するために仮焼成
時に異常粒成長を起こし、粉砕時に粗大粒子が残留する
ため、iHc の低下を招くからである。一方、最終焼結品
でのモル比nが6.0 超えると、未反応のα−Fe2O3 が残
留し、 5.9未満では、粒界成分が多く、Brの低下を招く
からである。
【0015】第2に、本発明の製造方法は、仮焼成時に
低いモル比を、本焼成時にはほぼ化学量論組成(n=6.
0 )にまで高くする手段として、湿式微粉砕時に、酸化
されて酸化鉄となるようなゲーサイト(α−FeOOH )を
鉄源として添加する点に特徴がある。このような処理を
行うと、微粉砕のときに混合原料中にこのゲーサイトが
均一に混合され、余剰のSr化合物と焼結時に粒界で反応
し、焼結しにくい化学量論組成でありながら焼結助剤と
なって、焼結密度の向上ならびに配向度の向上に寄与す
るようになる。なお、この処理において鉄源としてゲー
サイトを採用した理由は、このゲーサイトは酸化物や金
属鉄粉に比べて反応しやすいからであり、しかも針状で
あることから、成形工程時に磁場配向を行う場合に、フ
ェライト粒子の配向を助ける作用を有するからである。
【0016】次に、本発明の製造方法は、湿式微粉砕時
のスラリーのpHを、CaCO3 やNaOH等を適宜添加するこ
とにより7〜12とすることに特徴がある。このことによ
り、粉砕媒体のボール等からの鉄の混入を抑制でき、モ
ル比制御の精度が高くできる。なお、このpHを7〜12
に制御する理由は、pHが7未満の酸性側では、鉄の混
入が多く、一方pH=12超では、工業的に取扱いが困難
であるからである(図2参照)。
【0017】以上説明したような処理条件を採用した本
発明によれば、フェライト化率,焼結密度,結晶配向度
(異方化率)および純度がいずれも高く、かつ多結晶体
の結晶粒径を小さく制御することができ、高特性化(高
Brおよび高iHc )を実現することができる。
【0018】
【実施例】(1).酸化鉄Fe2O3 と炭酸ストロンチウムSrC
O3 を、仮焼時のモル比がそれぞれ、5.0, 5.3, 5.6, 5.
8となるように混合し(表1参照)、これに、添加物で
ある酸化珪素SiO2を0.3 wt%添加して、1300℃で仮焼
し、ストロンチウムフェライト仮焼物を得た。次に、こ
の仮焼物をハンマークラッシャーにて乾式粗中粉砕した
後、ボールミルにて平均粒径0.75μmに湿式粉砕して、
スラリーを得た。なお、微粉砕の際には、焼成時のモル
比が表1に示す値になるように、それぞれ鉄源を加え
た。また、上記スラリーのpHは、CaCO3 を添加して、
図2よりpH=10となるように調整した。 (2).前記 (1)で得たスラリーの水分率を約40%に調整
し、湿式磁場プレスにて、成形圧力0.5ton/cm2,磁場強
度8kOe で成形し、得られた成形体を1220℃で焼結し、
外径約15mm, 高さ10mmの焼結磁石を得た。なお、磁場配
向方向は軸方向とした。
【0019】このようにして得られた焼結磁石につい
て、その焼結密度はアルキメデス法により測定し、その
配向度は、X線回折による配向度測定法におけるLotgeh
ring式で算出し、さらに、その磁気特性はB−Hトレー
サーにて測定した。これらの結果を表1に示す。表1に
示す結果から明らかなように、本焼成時のモル比nが6.
0 を超えると、α−Fe2O3 が残留してBrが顕著に低下
し、一方、5.9 より小さいと、BrとiHc が共に低下す
る。また、ゲーサイトの代わりに鉄粉または酸化鉄α−
Fe2O3 を用いると、焼結密度や配向度が低下する。この
点、本発明の制御範囲内では、BrとiHc が共に安定して
優れ、磁気特性の指標となる3Br+iHc は、15.9以上と
なることが判った。
【0020】
【表1】
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ェライト化率,焼結密度,結晶配向度(異方化率)およ
び純度がいずれも高く、かつ多結晶体の結晶粒径を小さ
く制御することができ、高特性化(高Brおよび高iHc )
を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】仮焼時のモル比nと仮焼密度,残留α−Fe2O3
量との関係を示す図である。
【図2】湿式微粉砕時のpHと粉砕前後の鉄の混入によ
るモル比の変化量との関係を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化鉄および炭酸ストロンチウムからな
    る原料を混合したのち、仮焼し、粗中粉砕と湿式微粉砕
    を施して得られる微粉末を成形し、その後、本焼成する
    ことにより SrO・nFe2O3 の一般式で示されるストロン
    チウムフェライト磁石を製造する方法において、 仮焼時のモル比n(Fe2O3 /SrO )が5.3 〜5.8 となる
    ように原料を混合し、その混合原料の仮焼物を湿式微粉
    砕する際に、鉄源としてゲーサイトを添加することによ
    り、本焼成時のモル比nが5.9 〜6.0 となるように調整
    すると共に、湿式スラリーのpHが7〜12となるように
    することを特徴とするストロンチウムフェライト磁石の
    製造方法。
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