JPH0817247B2 - 感温素子材料の製造方法 - Google Patents
感温素子材料の製造方法Info
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- JPH0817247B2 JPH0817247B2 JP63282982A JP28298288A JPH0817247B2 JP H0817247 B2 JPH0817247 B2 JP H0817247B2 JP 63282982 A JP63282982 A JP 63282982A JP 28298288 A JP28298288 A JP 28298288A JP H0817247 B2 JPH0817247 B2 JP H0817247B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、磁気異方性が温度によって変化する強磁性
体からなる感温素子材料の製造方法に関し、更に詳しく
は、遷移温度帯が室温よりも低いスピン再配列型強磁性
物質と金属微粒粉末とを原料とし、加温することなく室
温で磁界中成形を行い、焼結によって遷移温度帯を高温
側へシフトさせる感温素子材料の製造方法に関するもの
である。
体からなる感温素子材料の製造方法に関し、更に詳しく
は、遷移温度帯が室温よりも低いスピン再配列型強磁性
物質と金属微粒粉末とを原料とし、加温することなく室
温で磁界中成形を行い、焼結によって遷移温度帯を高温
側へシフトさせる感温素子材料の製造方法に関するもの
である。
［従来の技術］ 磁化容易方向が温度によって変化する強磁性材料はス
ピン再配列型強磁性物質と呼ばれており、代表的な例と
して希土類コバルト化合物がある。RCo5型化合物（Ｒは
希土類元素を示す）は、六方晶結晶構造を有している。
スピン再配列現象は磁化容易軸の方向が温度変化に伴い
Ｐ面（結晶の基底面）からＣ軸方向へ変化する現象であ
り、磁化容易軸がＰ面からＣ軸へ変化する温度領域を遷
移温度帯、Ｃ軸と磁化容易軸とのなす角をβと表現して
いる。
ピン再配列型強磁性物質と呼ばれており、代表的な例と
して希土類コバルト化合物がある。RCo5型化合物（Ｒは
希土類元素を示す）は、六方晶結晶構造を有している。
スピン再配列現象は磁化容易軸の方向が温度変化に伴い
Ｐ面（結晶の基底面）からＣ軸方向へ変化する現象であ
り、磁化容易軸がＰ面からＣ軸へ変化する温度領域を遷
移温度帯、Ｃ軸と磁化容易軸とのなす角をβと表現して
いる。
希土類コバルト化合物の結晶磁気異方性については、
一般にＲのみを考えるＲ副格子とCoのみを考えるCo副格
子とに分割して論じられる。結晶磁気異方性定数に対す
るＲ副格子からの寄与は低温で顕著であり、Co副格子か
らの寄与は広い温度領域にわたっている。そのために室
温以上の温度領域においてはCo副格子からの寄与が重要
であり、またCo副格子はＣ軸指向である。
一般にＲのみを考えるＲ副格子とCoのみを考えるCo副格
子とに分割して論じられる。結晶磁気異方性定数に対す
るＲ副格子からの寄与は低温で顕著であり、Co副格子か
らの寄与は広い温度領域にわたっている。そのために室
温以上の温度領域においてはCo副格子からの寄与が重要
であり、またCo副格子はＣ軸指向である。
以上のことから希土類コバルト化合物の遷移温度を変
化させる方法としては次の三つの技術がある。
化させる方法としては次の三つの技術がある。
希土類元素の組成によりＲ副格子の基底面指向を変
化させる。Y0.25Nd0.75Co5，NdCo5，Dy0.9Sm0.1Co5，Dy
Co5に示す組成についてβ（度）の温度特性を調べると
第４図に示すようになり、希土類元素の組成によって遷
移温度帯が変化することが判る。
化させる。Y0.25Nd0.75Co5，NdCo5，Dy0.9Sm0.1Co5，Dy
Co5に示す組成についてβ（度）の温度特性を調べると
第４図に示すようになり、希土類元素の組成によって遷
移温度帯が変化することが判る。
Coの一部を第３元素で置換することによりＣ軸指向
を変化させる。これについては例えば特公昭60−1940号
公報に詳細なデータが記載されている。
を変化させる。これについては例えば特公昭60−1940号
公報に詳細なデータが記載されている。
希土類元素とコバルトの比Ｚの値を変える。第５図
に示すようにDyCoZにおいてＺの値を4.4〜5.5の範囲で
変えると遷移温度帯を変えることができる。
に示すようにDyCoZにおいてＺの値を4.4〜5.5の範囲で
変えると遷移温度帯を変えることができる。
このようにして材料元素の種類や組成比率等によって
所望の遷移温度帯をもつ感温素子材料が得られ、それら
は感温スイッチや感温バルブ、温度計等の他、エネルギ
ー変換装置への応用等も考えられている。
所望の遷移温度帯をもつ感温素子材料が得られ、それら
は感温スイッチや感温バルブ、温度計等の他、エネルギ
ー変換装置への応用等も考えられている。
ところでこのようなスピン再配列現象を利用するに
は、結晶方向の良く揃った感温素子材料を製造する必要
がある。結晶方向が揃った材料としては単結晶がある
が、それは生産性が低いため工業用材料としては不向き
である。
は、結晶方向の良く揃った感温素子材料を製造する必要
がある。結晶方向が揃った材料としては単結晶がある
が、それは生産性が低いため工業用材料としては不向き
である。
そこで特公昭58−47842号公報に見られるように結晶
配向性のよい感温素子材料を簡便に製造する方法が発明
された。この製造法の特徴は、スピン再配列型強磁性物
質の微粒粉末を磁界中でプレス成形するとき、その物質
を遷移温度帯を超えた温度（例えば150℃程度）に加熱
した状態で行うことによって結晶軸の方向を揃えること
にある。この成形体を1100〜1200℃で焼成することによ
り、高密度、高配向の焼結体が得られる。
配向性のよい感温素子材料を簡便に製造する方法が発明
された。この製造法の特徴は、スピン再配列型強磁性物
質の微粒粉末を磁界中でプレス成形するとき、その物質
を遷移温度帯を超えた温度（例えば150℃程度）に加熱
した状態で行うことによって結晶軸の方向を揃えること
にある。この成形体を1100〜1200℃で焼成することによ
り、高密度、高配向の焼結体が得られる。
［発明が解決しようとする課題］ 従来技術では上記のように、スピン再配列型強磁性物
質の微粒粉末を遷移温度帯を超える温度（150℃程度）
に加熱し、その状態で磁界中プレス成形を行わなければ
ならず、次のような問題があった。
質の微粒粉末を遷移温度帯を超える温度（150℃程度）
に加熱し、その状態で磁界中プレス成形を行わなければ
ならず、次のような問題があった。
微粒粉末が金属の場合は燃え易くなるので、磁界中
プレス成形を不活性ガス中で行わなければならない。
プレス成形を不活性ガス中で行わなければならない。
微粒粉末を加熱する際、内部まで粉末全体が所定温
度以上にならなければならず、時間がかかる。
度以上にならなければならず、時間がかかる。
成形金型は耐熱性のある材質及び構造にしなければ
ならない。
ならない。
これらの結果、プレス成形装置が複雑化し高価となる
し、成形工程で時間がかかり作業性が悪い等の欠点が生
じる。
し、成形工程で時間がかかり作業性が悪い等の欠点が生
じる。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消
し、圧粉工程の際に原料粉末を加温することなく室温で
磁界中成形し、最終的には室温を超えて磁化容易軸の方
向が結晶のＣ軸方向と平行に揃うようにして、高密度、
高配向の感温素子材料を容易に製造できる方法を提供す
ることにある。
し、圧粉工程の際に原料粉末を加温することなく室温で
磁界中成形し、最終的には室温を超えて磁化容易軸の方
向が結晶のＣ軸方向と平行に揃うようにして、高密度、
高配向の感温素子材料を容易に製造できる方法を提供す
ることにある。
［課題を解決するための手段］ 上記のような技術的課題を解決できる本発明は、遷移
温度帯が室温より低いスピン再配列型強磁性物質からな
る微粒粉末と、Al,Si,V,Fe,Co,Ni,Cu,Nb,Moの１種また
は２種以上からなる金属微粒粉末との混合粉体を、室温
で磁界中成形した後、焼結によって遷移温度帯を高温側
へシフトさせ、室温を超えて磁化容易軸の方向が結晶の
Ｃ軸方向と平行になる感温磁性体にする感温素子材料の
製造方法である。なお本発明において「室温」とは約25
℃を意味する。
温度帯が室温より低いスピン再配列型強磁性物質からな
る微粒粉末と、Al,Si,V,Fe,Co,Ni,Cu,Nb,Moの１種また
は２種以上からなる金属微粒粉末との混合粉体を、室温
で磁界中成形した後、焼結によって遷移温度帯を高温側
へシフトさせ、室温を超えて磁化容易軸の方向が結晶の
Ｃ軸方向と平行になる感温磁性体にする感温素子材料の
製造方法である。なお本発明において「室温」とは約25
℃を意味する。
なおここで使用するスピン再配列型強磁性物質として
は、例えばRMZ（但しＲは希土類元素の１種または２種
以上、Ｍはコバルトまたはその一部を第３元素で置換し
た金属間化合物、4.4≦Ｚ≦5.5）で表される材料から、
用途並びに加える金属微粒粉末等に応じて適当な組成を
選択する。
は、例えばRMZ（但しＲは希土類元素の１種または２種
以上、Ｍはコバルトまたはその一部を第３元素で置換し
た金属間化合物、4.4≦Ｚ≦5.5）で表される材料から、
用途並びに加える金属微粒粉末等に応じて適当な組成を
選択する。
金属微粒粉末の種類は多くの実験により求めた。実際
に使用する金属微粒粉末の種類及び混合比率は遷移温度
帯及び配向性等を考慮して定める。混合比率は、スピン
再配列型強磁性物質１モルに対して金属微粒粉末を0.05
モル以上1.1モル以下とするのが望ましい。0.05モル未
満では遷移温度帯上昇の効果が少なく、1.1モルより多
いと配向性が劣化し甚だしい場合には回転現象が生じな
くなるためである。
に使用する金属微粒粉末の種類及び混合比率は遷移温度
帯及び配向性等を考慮して定める。混合比率は、スピン
再配列型強磁性物質１モルに対して金属微粒粉末を0.05
モル以上1.1モル以下とするのが望ましい。0.05モル未
満では遷移温度帯上昇の効果が少なく、1.1モルより多
いと配向性が劣化し甚だしい場合には回転現象が生じな
くなるためである。
［作用］ 本発明方法に従いスピン再配列型強磁性物質の微粒粉
末と金属の微粒粉末との混合粉体を室温で磁界中プレス
成形した状態を第１図に示す。前記のように規定したス
ピン再配列型強磁性物質10は室温で磁化容易軸の方向が
結晶のＣ軸方向と平行であるため、磁界中プレス成形に
よってＣ軸方向は第１図に示すように外部磁界Ｈの方向
に揃う。そしてこのスピン再配列型強磁性物質10の間隙
を埋めるように金属微粒粉末12が分散混入している。
末と金属の微粒粉末との混合粉体を室温で磁界中プレス
成形した状態を第１図に示す。前記のように規定したス
ピン再配列型強磁性物質10は室温で磁化容易軸の方向が
結晶のＣ軸方向と平行であるため、磁界中プレス成形に
よってＣ軸方向は第１図に示すように外部磁界Ｈの方向
に揃う。そしてこのスピン再配列型強磁性物質10の間隙
を埋めるように金属微粒粉末12が分散混入している。
スピン再配列型強磁性物質10単独での特性を模式的に
表すと、第２図において破線Ａのようになる。その遷移
温度帯Taは室温（25℃）よりも低温側にある。
表すと、第２図において破線Ａのようになる。その遷移
温度帯Taは室温（25℃）よりも低温側にある。
このような成形体を焼結すると、金属微粒粉末の原子
がスピン再配列型強磁性物質の微粒粉末中に拡散し、組
成が変化する。その組成に応じて、第２図の実線Ｂで示
すように遷移温度帯Tbが高温側にシフトし、最終的には
室温を超えて磁化容易軸の方向が結晶のＣ軸方向と平行
になる感温磁性体となる。従って最終的に得られる感温
磁性体の遷移温度帯は、使用するスピン再配列型強磁性
物質の組成、金属微粒粉末の種類、及びそれらの混合比
率等によって調整できることになる。
がスピン再配列型強磁性物質の微粒粉末中に拡散し、組
成が変化する。その組成に応じて、第２図の実線Ｂで示
すように遷移温度帯Tbが高温側にシフトし、最終的には
室温を超えて磁化容易軸の方向が結晶のＣ軸方向と平行
になる感温磁性体となる。従って最終的に得られる感温
磁性体の遷移温度帯は、使用するスピン再配列型強磁性
物質の組成、金属微粒粉末の種類、及びそれらの混合比
率等によって調整できることになる。
［実施例−１］ 組成Nd0.8Dy0.2Co4.4（約21℃で磁化容易軸がＣ軸と
平行になる）を高周波溶解炉で溶かし、これをジェット
ミルにて約３μｍ程度に粉砕した。この粉体１モルに対
して、第１表に示す金属の微粒粉末（0.1〜３μｍ）を
それぞれ１モルの割合で混合した。これらの混合粉体を
室温（25℃）にて10kOeの磁界中でプレス成形した。次
いでAr雰囲気中1000℃以上の高温で２時間焼結した。
平行になる）を高周波溶解炉で溶かし、これをジェット
ミルにて約３μｍ程度に粉砕した。この粉体１モルに対
して、第１表に示す金属の微粒粉末（0.1〜３μｍ）を
それぞれ１モルの割合で混合した。これらの混合粉体を
室温（25℃）にて10kOeの磁界中でプレス成形した。次
いでAr雰囲気中1000℃以上の高温で２時間焼結した。
それにより得られた感温素子材料の遷移温度帯を、第
３図に示すような感温回転器を用いて求めた。この感温
回転器20は、永久磁石22a,22bの間で、試料となる円板
状の感温素子材料24を回転自在に支持した構造である。
そして周囲温度を変化させながら感温素子材料24の向き
を測定した。測定結果は第１表に示す通りである。
３図に示すような感温回転器を用いて求めた。この感温
回転器20は、永久磁石22a,22bの間で、試料となる円板
状の感温素子材料24を回転自在に支持した構造である。
そして周囲温度を変化させながら感温素子材料24の向き
を測定した。測定結果は第１表に示す通りである。
［実施例−２］ 組成Nd(Co0.96Fe0.02Al0.02)4.4（約20℃で磁化容易
軸がＣ軸と平行になる）を高周波溶解炉で溶かし、これ
をジェットミルにより約３μｍ程度に粉砕した。この粉
体１モルに対して、Cuの微粒粉末（約１μｍ）を0.03モ
ル〜1.20モルの割合でそれぞれ混合した。これらの混合
粉体を室温（25℃）にて10kOeの磁界中でプレス成形し
た。次いでAr雰囲気中1000℃以上の高温で２時間焼結し
た。
軸がＣ軸と平行になる）を高周波溶解炉で溶かし、これ
をジェットミルにより約３μｍ程度に粉砕した。この粉
体１モルに対して、Cuの微粒粉末（約１μｍ）を0.03モ
ル〜1.20モルの割合でそれぞれ混合した。これらの混合
粉体を室温（25℃）にて10kOeの磁界中でプレス成形し
た。次いでAr雰囲気中1000℃以上の高温で２時間焼結し
た。
得られた感温磁性体の遷移温度帯は第２表に示す通り
である。この遷移温度の測定も第３図に示すような感温
回転器を用いた。
である。この遷移温度の測定も第３図に示すような感温
回転器を用いた。
これらの実験結果から、所定の金属微粒粉末を所定量
混入することによって、遷移温度帯を高温側にシフトさ
せ且つそれを調整できることが確認され、室温での磁界
中成形で高配向性をもたせ得ることが判った。
混入することによって、遷移温度帯を高温側にシフトさ
せ且つそれを調整できることが確認され、室温での磁界
中成形で高配向性をもたせ得ることが判った。
［発明の効果］ 本発明は上記のように遷移温度帯の低いスピン再配列
型強磁性物質に金属微粒粉末を加える方法だから、原料
混合粉末を加温することなしに室温で磁界中成形でき、
最終的には室温を超えて磁化容易軸の方向が結晶のＣ軸
方向と平行になる高密度、高配向の感温素子材料を容易
に製造することができる。
型強磁性物質に金属微粒粉末を加える方法だから、原料
混合粉末を加温することなしに室温で磁界中成形でき、
最終的には室温を超えて磁化容易軸の方向が結晶のＣ軸
方向と平行になる高密度、高配向の感温素子材料を容易
に製造することができる。
上記のように本発明では室温で磁界中成形するため、
従来技術のような加温に伴う様々な弊害を回避でき、成
形装置が簡素化し低廉化できると共に、成形作業が容易
になり成形効率を高めることができる効果がある。
従来技術のような加温に伴う様々な弊害を回避でき、成
形装置が簡素化し低廉化できると共に、成形作業が容易
になり成形効率を高めることができる効果がある。
第１図は本発明方法により得られる成形体の模式図、第
２図は本発明によって遷移温度帯が高温側にシフトする
様子を示す説明図、第３図は遷移温度帯の測定に用いる
感温回転器の説明図である。 また第４図は希土類元素の組成が遷移温度帯に与える影
響を示すグラフ、第５図はDyCoZにおいてＺの値が遷移
温度帯に与える影響を示すグラフである。 10…スピン再配列型強磁性物質、12…金属の微粒粉末、
14…成形体。
２図は本発明によって遷移温度帯が高温側にシフトする
様子を示す説明図、第３図は遷移温度帯の測定に用いる
感温回転器の説明図である。 また第４図は希土類元素の組成が遷移温度帯に与える影
響を示すグラフ、第５図はDyCoZにおいてＺの値が遷移
温度帯に与える影響を示すグラフである。 10…スピン再配列型強磁性物質、12…金属の微粒粉末、
14…成形体。
フロントページの続き (72)発明者 幸村 治洋 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−72852（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−47842（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭60−1940（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (3)
- 【請求項１】遷移温度帯が室温より低いスピン再配列型
強磁性物質からなる微粒粉末と、Al,Si,V,Fe,Co,Ni,Cu,
Nb,Moの１種または２種以上からなる金属微粒粉末との
混合粉体を、室温で磁界中成形した後、焼結によって遷
移温度帯を高温側へシフトさせ、室温を超えて磁化容易
軸の方向が結晶のＣ軸方向と平行になる感温磁性体とす
ることを特徴とする感温素子材料の製造方法。 - 【請求項２】スピン再配列型強磁性物質はRMZ（但しＲ
は希土類元素の１種または２種以上、Ｍはコバルト又は
その一部を第３元素で置換した金属間化合物、4.4≦Ｚ
≦5.5）で表される請求項１記載の方法。 - 【請求項３】スピン再配列型強磁性物質１モルに対して
金属の微粒粉末を0.05モル以上1.1モル以下の比率で混
合する請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63282982A JPH0817247B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 感温素子材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63282982A JPH0817247B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 感温素子材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129973A JPH02129973A (ja) | 1990-05-18 |
| JPH0817247B2 true JPH0817247B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=17659666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63282982A Expired - Lifetime JPH0817247B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 感温素子材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817247B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5847842A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-19 | 宇部興産株式会社 | 耐力壁の結合構造 |
| JPS601940A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-08 | Sony Corp | データ列伝送システム |
| JPS6372852A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-02 | Fujitsu Ltd | 鉄−コバルト焼結合金 |
-
1988
- 1988-11-09 JP JP63282982A patent/JPH0817247B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02129973A (ja) | 1990-05-18 |
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