JPH08165502A - Fe−N系磁性粉末の製造方法 - Google Patents

Fe−N系磁性粉末の製造方法

Info

Publication number
JPH08165502A
JPH08165502A JP6306101A JP30610194A JPH08165502A JP H08165502 A JPH08165502 A JP H08165502A JP 6306101 A JP6306101 A JP 6306101A JP 30610194 A JP30610194 A JP 30610194A JP H08165502 A JPH08165502 A JP H08165502A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
magnetic material
crushed
phases
iron
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
JP6306101A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideyuki Okinaka
秀行 沖中
Seiji Kojima
清司 小嶋
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6306101A priority Critical patent/JPH08165502A/ja
Publication of JPH08165502A publication Critical patent/JPH08165502A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 γ−Fe(N)の窒素濃度を上げるとα’−
Fe(N)に相変態しなくなり、α”−Fe(N)の作
製ができなくなってしまうという問題を解決し、α”−
Fe(N)を高濃度に含有する飽和磁束密度の高いFe
−N系磁性材料粉末を製造することを目的とする。 【構成】 γ−Fe(N)を粉砕した際に、粉砕時の応
力によってα’−Fe(N)へのマルテンサイト変態が
誘起されるという発見に基づいてなされたもので、鉄粉
を窒化して得たγ−Fe(N)を粉砕することによって
α’−Fe(N)に相変態させた後、アニール処理で
α”−Fe(N)を作製することによって、α”−Fe
(N)の含有率の高いFe−N系磁性材料粉末が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は飽和磁束密度の高いFe
−N系磁性材料粉末の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁性材料は磁芯や磁気記録などに大量に
応用され、電子工業には欠かせない材料であり、最近で
は機器の小型化や情報の高密度化に伴って飽和磁束密度
の高い磁性材料が求められている。
【0003】飽和磁束密度の高い磁性材料として最近注
目を集めているものにFe162[α”−Fe(N)]
があり、薄膜としてはα”−Fe(N)が100%のも
のが得られているが、粉末としては、α−Fe,γ−F
e(N),Fe4Nなどが混在することによって飽和磁
束密度が低いものしか得られていないのが現状である。
磁性材料としての応用を考えた場合、薄膜としてよりも
粉末を原料とする方が、はるかに需要が大きいため、
α”−Fe(N)の含有率の高い粉末を合成することが
重要である。このための合成法として各種添加物を加え
ることが有効であることが、特開平5−62821ある
いは特公平5−67703に開示されている。
【0004】しかしながら飽和磁束密度の高い粉末を得
るには、添加物を加えないFe−N系でのα”−Fe
(N)の含有率を上げる方法を確立することが基本であ
り、この場合の合成例としてはJ.M.D.Coeyら
が{J.phys.:Condens Matter
vol.6(1994)L23−L28}においてα”
−Fe(N)の含有率が40%の粉末を、M.Q.Hu
angらが{J.Appl.Phys.vol.75
[10](1994)6574〜6576}において、
α”−Fe(N)の含有率が56%の粉末を合成してい
るに止まっている。
【0005】α”−Fe(N)はα’−Fe(N)を1
20゜Cから180゜Cの温度で長時間アニールすることに
よって得られるが、通常の場合α’−Fe(N)の窒素
濃度はα”−Fe(N)の窒素濃度(12.5原子%)
より低いために、α’−Fe(N)からα”−Fe
(N)が合成されると、系全体の窒素量が一定であるこ
とから、窒素を固溶しないα−Feが同時に析出するこ
とになる。従って、α”−Fe(N)の高濃度粉末を合
成するには、できるだけ窒素濃度の高いα’−Fe
(N)を合成しなければならない訳であるが、α’−F
e(N)はγ−Fe(N)がマルテンサイト変態するこ
とによって得られるので、結局は窒素濃度の高いγ−F
e(N)が必要となる。しかしながらγ−Fe(N)の
窒素濃度が高くなるに従ってマルテンサイト変態が発生
する温度(Ms点)あるいは終了する温度(Mf点)が
低下し、ついには液体窒素温度(77.4K)あるいは
液体ヘリウム温度(4.3K)まで冷却してもマルテン
サイト変態が起こらなくなってしまう。このためγ−F
e(N)の窒素濃度を上げても、γ−Fe(N)から
α’−Fe(N)への変態が抑制され、窒素濃度の高い
α’−Fe(N)は得られなくなる。以上の理由から従
来の製造方法ではα”−Fe(N)の含有率向上には限
界があり、せいぜい前述のJ.M.D.Coeyらや
M.Q.Huangらの合成例における含有率のものし
か得られないのが現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点を解決するもので、添加物を加えないFe−N系で
のα”−Fe(N)の含有率の高い磁性材料粉末の製造
方法を提供することを目的とする。
【0007】
【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Fe−N系磁性粉末の製造方法は、Fe−N
系のオーステナイト相[γ−Fe(N)]からなる粉末
を粉砕処理することによってマルテンサイト相[α’−
Fe(N)]に相変態させた後、アニール処理をするこ
とによって、α”−Fe(N)の含有率の高いFe−N
系磁性粉末を製造するものである。
【0008】
【作用】本発明はγ−Fe(N)を粉砕した際に、粉砕
時の応力によってα’−Fe(N)へのマルテンサイト
変態が誘起されるという現象を発見したことに基づいて
なされたものである。即ち、窒素濃度の高いγ−Fe
(N)の粉末を合成し、該粉末を乳鉢やローラあるいは
ボールミルなどで粉砕して、この際粉末にかかる応力に
よってマルテンサイト変態を誘起せしめ、窒素濃度の高
いα’−Fe(N)を作製した後、120゜C〜180゜C
の温度でアニール処理を行ってα”−Fe(N)を合成
することにより、α”−Fe(N)の含有率の高いFe
−N系磁性材料粉末を製造することができる。
【0009】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の一実施例について説明する。
純度99%以上のアトマイズ鉄粉を、アンモニア50m
l/minと水素500ml/minの混合気流中65
0゜Cで1時間窒化処理をした後、氷水の中に急冷した。
得られた粉末をX線解析した結果、γ−Fe(N)と
α’−Fe(N)の2相が混在していた。窒化処理をし
た該粉末をエタノールで湿らせながらめのう乳鉢で粉砕
し、結晶相の変化を調べた。γ−Fe(N)の(20
0)面の回折強度(Iγ)と、α’−Fe(N)の(1
10)面の回折強度(Iα’)との比(Iγ/Iα’)
は粉砕時間によって変化するが、その結果を(表1)に
示す。
【0010】
【表1】
【0011】この(表1)から明らかなように粉砕処理
によってγ−Fe(N)からα’−Fe(N)へのマル
テンサイト変態が進行し、長時間の粉砕処理によってγ
−Fe(N)が消滅してしまう。48時間の粉砕処理を
施した粉末を銅パイプ中に真空封入して、120゜Cで2
0日間のアニール処理をして得られた粉末をX線解析し
た結果、α”−Fe(N)とα−Feの2相が混在する
ことがわかった。また、メスバウワー測定の結果から、
α”−Fe(N)の含有率を算出したところ80重量%
の値を得た。
【0012】以上のように本実施例によれば、アトマイ
ズ鉄粉を窒化処理して得られたγ−Fe(N)とα’−
Fe(N)の2相が混在した粉末を、めのう乳鉢で粉砕
してマルテンサイト変態を誘起せしめることにより、
α’−Fe(N)だけからなる粉末が得られるため、こ
れをさらにアニール処理をした場合にα”−Fe(N)
の含有率の高いFe−N系磁性材料粉末を作製すること
ができる。
【0013】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて説明する。第1の実施例と同じく窒素処理によっ
て得られたγ−Fe(N)とα’−Fe(N)の2相が
混在する粉末をボールミルに入れ、直径3mmのジルコ
ニア玉石を使ってエタノール中で粉砕した。ボールミル
の運転時間と共にマルテンサイト変態が進行し、50時
間後にはX線回折ではγ−Fe(N)が検出できなくな
り、α’−Fe(N)だけからなる粉末が得られた。こ
のα’−Fe(N)の粉末を銅パイプ中に真空封入し
て、180゜Cで20日間のアニール処理をした粉末は、
X線解析ではα”−Fe(N)とα−Feの2相で構成
され、さらにメスバウワー測定の結果からα”−Fe
(N)の含有率が77重量%になることがわかった。
【0014】以上のように、本実施例によれば、アトマ
イズ鉄粉を窒化処理して得られたγ−Fe(N)とα’
−Fe(N)の2相からなる粉末を、ボールミルで粉砕
してマルテンサイト変態を誘起せしめることにより、
α’−Fe(N)だけからなる粉末が得られるため、こ
れをさらにアニール処理をした場合にα”−Fe(N)
の含有率の高いFe−N系磁性材料粉末を作製すること
ができる。
【0015】(実施例3)以下本発明の第3の実施例に
ついて説明する。純度99.9%以上のα−FeOOH
を出発原料として、これを350゜Cで2時間空気中で保
持してから、水素気流中400゜Cで2時間還元し、さら
にアンモニア100ml/minと水素500ml/m
inの混合気流中で700゜C1時間窒化処理をした後、
氷水の中に急冷した。得られた粉末をX線解析した結
果、γ−Fe(N)とα’−Fe(N)の2相が混在し
ていた。次いでこの粉末をエタノールで湿らせながらめ
のう乳鉢で粉砕し、結晶相の変化を調べた。γ−Fe
(N)の(200)面の回析強度(Iγ)とα’−Fe
(N)の(110)面の回析強度(Iα’)との比(I
γ/Iα’)は粉砕時間によって変化するが、その結果
を(表2)に示す。
【0016】
【表2】
【0017】この(表2)から明らかなように粉砕処理
によってγ−Fe(N)からα’−Fe(N)へのマル
テンサイト変態が進行し、γ−Fe(N)が消減してい
く。5時間の粉砕処理を施した粉末を銅パイプ中に真空
封入して130゜Cで5日間のアニール処理をして得られ
た粉末をX線解析した結果、α”−Fe(N)とα−F
eの2相が混在することが確認され、さらにメスバウワ
ー測定の結果からα”−Fe(N)の含有率が75重量
%であることがわかった。
【0018】以上のように本実施例によれば、α−Fe
OOHを還元して得られた鉄粉を窒化処理してγ−Fe
(N)とα’−Fe(N)の2相が混在した粉末を合成
した後、めのう乳鉢で粉砕することによってマルテンサ
イト変態が誘起されα’−Fe(N)だけからなる粉末
を作製することができるため、これをさらにアニール処
理した場合にα”−Fe(N)の含有率の高いFe−N
系磁性材料粉末を合成することができる。
【0019】(実施例4)以下本発明の第4の実施例に
ついて説明する。第3の実施例と同じ原料と処理条件に
よって得られたγ−Fe(N)とα’−Fe(N)の2
相が混在する粉末を、エタノールで湿らせながらセラミ
ックス製の3本ローラーを通過させて粉砕した。3本ロ
ーラーによる処理回数と共にマルテンサイト変態が進行
し、120回の処理後にはX線回析ではγ−Fe(N)
が検出できなくなり、α’−Fe(N)だけからなる粉
末が得られた。このα’−Fe(N)の粉末を銅パイプ
中に真空封入して、160゜Cで7日間のアニール処理を
した粉末は、X線解析ではα”−Fe(N)とα−Fe
の2相で構成されることが確認され、さらにメスバウワ
ー測定の結果からα”−Fe(N)の含有率は71重量
%になることがわかった。
【0020】以上のように、本実施例によればα−Fe
OOHを還元して得られた鉄粉を窒化処理してγ−Fe
(N)とα’−Fe(N)の2相からなる粉末を合成し
た後、3本ローラーで粉砕することによってマルテンサ
イト変態が誘起されα’−Fe(N)だけからなる粉末
を作製することができるため、これをさらにアニール処
理した場合にα”−Fe(N)の含有率の高いFe−N
系磁性材料粉末を合成することができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明は、γ−Fe(N)
が粉砕処理によってα’−Fe(N)にマルテンサイト
変態するという発見に基づいてなされたもので、鉄粉を
窒化処理して得られるγ−Fe(N)を粉砕してα’−
Fe(N)だけからなる粉末を作製し、これをアニール
処理することによって、α”−Fe(N)を高濃度に含
有する飽和磁束密度の高いFe−N系磁性材料粉末の製
造を実現できるものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Fe−N系のオーステナイト相[γ−Fe
    (N)]からなる粉末を粉砕処理によってマルテンサイ
    ト相[α’−Fe(N)]に相変態させた後、アニール
    処理をすることを特徴とするFe−N系磁性材料粉末の
    製造方法。
JP6306101A 1994-12-09 1994-12-09 Fe−N系磁性粉末の製造方法 Pending JPH08165502A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6306101A JPH08165502A (ja) 1994-12-09 1994-12-09 Fe−N系磁性粉末の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6306101A JPH08165502A (ja) 1994-12-09 1994-12-09 Fe−N系磁性粉末の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08165502A true JPH08165502A (ja) 1996-06-25

Family

ID=17953058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6306101A Pending JPH08165502A (ja) 1994-12-09 1994-12-09 Fe−N系磁性粉末の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08165502A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013090895A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Case Western Reserve University Transformation enabled nitride magnets absent rare earths and a process of making the same
US10867730B2 (en) 2011-12-15 2020-12-15 Case Western Reserve University Transformation enabled nitride magnets absent rare earths and a process of making the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013090895A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Case Western Reserve University Transformation enabled nitride magnets absent rare earths and a process of making the same
CN104271496A (zh) * 2011-12-15 2015-01-07 卡斯西部储备大学 不含稀土的能够转变的氮化物磁体及其制造方法
JP2015507354A (ja) * 2011-12-15 2015-03-05 ケース ウェスターン リザーヴ ユニヴァーシティ 転移により得られる希土類元素を含まない窒化物磁石及びその製造方法
US9997285B2 (en) 2011-12-15 2018-06-12 Case Western Reserve University Transformation enabled nitride magnets absent rare earths and a process of making the same
US10867730B2 (en) 2011-12-15 2020-12-15 Case Western Reserve University Transformation enabled nitride magnets absent rare earths and a process of making the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ding et al. Remanence enhancement in mechanically alloyed isotropic Sm7Fe93-nitride
Chavan et al. Transformation of hexagonal to mixed spinel crystal structure and magnetic properties of Co2+ substituted BaFe12O19
JP5822188B2 (ja) 強磁性粒子粉末及びその製造法、異方性磁石及びボンド磁石
US20120244356A1 (en) Ferromagnetic particles and process for producing the same, anisotropic magnet and bonded magnet
Yamanaka et al. Humidity effects in Fe16N2 fine powder preparation by low-temperature nitridation
JP2000277311A5 (ja)
JP2001176715A (ja) 高飽和磁化Fe−N系磁性体
Sijo Magnetic and structural properties of CoCrxFe2− xO4 spinels prepared by solution self combustion method
JPH08165502A (ja) Fe−N系磁性粉末の製造方法
JPS605042B2 (ja) 交換異方性を有する磁気材料の製造法
Wu et al. Magnetic properties and thermal stability of nanocrystalline ε-Fe3N prepared by gas reduction-nitriding method
Wu et al. Magnetic properties and thermal stability of γ′-Fe4N nanoparticles prepared by a combined method of reduction and nitriding
Rudraswamy et al. Magnetic properties of nanocrystalline Mn1-xZnxFe2O4
Chulkina et al. Phase composition, structural state, and magnetic properties of nanocomposites of composition (Fe, Cr) 75 C 25: Mechanosynthesis and isochronous annealings
Jurczyk et al. Improved temperature and corrosion behaviour of nanocomposite Nd2 (Fe, Co, M) 14B/α-Fe magnets
JP2006344981A (ja) 窒化鉄系磁性粉末材料及びその製造方法並びに磁気記録媒体
Mo et al. Effect of NdCoGa alloy addition to waste wind turbine magnets to enhance the characteristics of recycled sintered NdFeB permanent magnets
Fortuna et al. Influence of annealing on the microstructure and magnetic properties of the τ-MnAl alloy deformed by high pressure torsion
Feng et al. Elimination of the non-recrystallised regions in the extruded MnAl-C-Ni magnet using pulverised melt-spun ribbons
Soffel et al. The domain structure of synthetic stoichiometric TM10–TM75 and Al-, Mg-, Mn-and V-doped TM62 titanomagnetites
Coldebella et al. Study of soft/hard bimagnetic CoFe2/CoFe2O4 nanocomposite
Zeng et al. Ce-substituted (Sm, Ce) 2Fe17N3 compounds: A promising class of high-performance permanent magnets
JPH08296006A (ja) 保磁力及び残留磁化の優れた合金磁性材、その製造方法及びその利用
Bhandari et al. Structural and magnetic properties of Scandium and Indium doped Magnesium ferrite nanoparticles
JPH04293702A (ja) 保磁力の小さい軟磁性粉末の製造法