JPH0878220A - 六方晶フェライトの製造方法 - Google Patents

六方晶フェライトの製造方法

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JPH0878220A
JPH0878220A JP6215456A JP21545694A JPH0878220A JP H0878220 A JPH0878220 A JP H0878220A JP 6215456 A JP6215456 A JP 6215456A JP 21545694 A JP21545694 A JP 21545694A JP H0878220 A JPH0878220 A JP H0878220A
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JP
Japan
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oxygen
sintering
atmosphere
hexagonal ferrite
ferrite
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JP6215456A
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Tsutomu Iimura
勉 飯村
Yasunobu Ogata
安伸 緒方
Hiroshi Iwasaki
洋 岩崎
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Proterial Ltd
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Hitachi Metals Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 微量の酸素を含む雰囲気中で焼結若しくは熱
間静水圧焼結を施すことにより、高Br特性のフェライ
トを得るための製造方法を提供する。 【構成】 Ba,Sr,Ca及びPbから選択される少
なくとも一種の金属とFeを構成元素として含む平均粒
子径0・5μm以下の六方晶系フェライト微粉末原料の
磁気異方性成形体を酸素量を制御した雰囲気中で焼結す
る六方晶系フェライトの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は六方晶系フェライトの製
造方法に関し、更に詳しくは、微粉末原料を用いること
によって雰囲気焼結若しくは熱間静水圧焼結により、高
残留磁束密度及び高保磁力を有する六方晶系フェライト
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、酸化物永久磁石材料としてはSr
及びBaの六方晶系フェライトが、実用に供されてい
る。最近は金属磁石に比べて低価格であることから、更
に高性能化に指向し、酸化物磁石としての特徴を生かし
ながら、自動車用モータ等に幅広く実用されている。
【0003】高性能化に必要な重要な特性としては磁気
エネルギー積、すなわち(B・H)maxが大きいこと
であり、そのためには残留磁束密度Brおよび保磁力i
Hcが可能な限り高い値を持つことが望ましい。通常は
これらの特性を向上させるために、フェライト原料を微
粉末化し、成形時に異方的な配向を生ぜしめ、かつ仮焼
粉を十分に混錬、分散を行い、配向度を向上させる手法
が一般的にとられている。とくにBrの向上には組成と
共に磁場配向処理が重要な課題となる。一方、iHcを
向上させることはフェライト原料、とくに仮焼後の原料
を微粉砕し、単磁区粒子にすることにより達成される。
【0004】しかしながら、SrやBaの六方晶系フェ
ライトの製造方法において、従来のものより更に高性能
化するためには、従来の製造方法には限度がある。たと
えば、フェライト原料の微粉化、仮焼粉砕条件の改良、
添加物の効果等を応用してBr及びiHcの両者を低下
させることなく磁気特性の向上を図ってもある限界値を
越えることは難しく、従って、高性能な磁気特性を得る
ことは困難である。たとえば、Srフェライトにおい
て、特開平4−106904号では添加物を加えること
により、Brは約4300Gまで向上しているがiHc
との関連でそれ以上は向上していない。しかも、焼結雰
囲気や高圧焼結に関する記載はない。特開平6−530
64号には同じくBrが4390Gの特性が示されてい
るが、同じく焼結雰囲気及び高圧焼結に関する製造方法
は記載されていない。他方、熱間静水圧焼結による磁気
特性の向上に関しては特開昭56−4208号に開示さ
れているが、フェライトの性能を左右する焼結雰囲気に
ついてはアルゴンを用いることが記載されているのみで
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を解決するために、微量の酸素を含む雰囲気中
で焼結若しくは熱間静水圧焼結を施すことにより、高B
r特性を得るための製造方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来欠点と
されているBrを向上させた場合のiHcの低下、ある
いはiHcを向上させた場合のBrの低下を抑制し、両
者の特性を同時に満足せしめる手段を種々検討した結
果、特定条件の雰囲気焼結あるいは熱間静水圧焼結の方
法を行うことにより、高い残留磁束密度と高い保磁力を
同時に満足せしめることを見出した。
【0007】すなわち、本発明は、Sr若しくはBa等
の炭酸塩、硝酸塩、塩化物、酸化物或いは有機金属化合
物等の粒子径0.5μm以下の六方晶系フェライトを形
成せしめる原料と粒子径0.5μm以下の六方晶系フェ
ライトを形成せしめるFe2O3原料を所望の組成に配合
し、必要に応じ、微量の金属若しくは金属化合物を添加
してボールミル、振動ミルあるいはパールミル等で混合
し、仮焼を1000〜1200℃で行った後、ほぼ単磁
区粒子化するために1.0μm以下に粉砕する。この際
仮焼は一般的には空気中が望ましいが窒素や酸素等の雰
囲気を使用しても差仕えない。
【0008】
【作用】微細化した仮焼粉は湿式による磁場成形後、本
発明に係わる雰囲気焼結を行うことによって目的が達成
される。この雰囲気焼結が磁気特性を向上させる第一の
方法である。本発明に係わる第二の方法は磁場成形まで
は第一の方法に順ずるが、焼結は通常の方法と同じく空
気中で1100〜1200℃で処理し、一次焼結体を得
る。つぎに、この一次焼結体を5%程度の酸素を含む雰
囲気中で約1000気圧の条件で、一次焼結温度より5
0〜100℃低温で熱間静水圧焼結を行い磁気特性を向
上させる。これによりiHcを低下させることなくBr
を向上させることができる。
【0009】なお、本発明の第一、第二の方法共雰囲気
による磁気特性への寄与は大きく、特に第一の方法であ
る雰囲気焼結における効果は顕著で、iHcを若干低下
させるにとどめBrを向上させるためには、雰囲気中に
含まれる酸素量は2〜15%が望ましい。酸素が少ない
とフェライトの分解によりFeO等の異相の析出があ
り、Br,iHc共著しく低下する。また、酸素量が多
くなると焼結反応が緩慢となり、焼結密度が上がらない
ためにBrの向上が抑制される。最も望ましい条件は5
〜10%の範囲である。この条件で焼結した場合に焼結
密度の向上と共に磁気配向性もよくなり、Brの向上が
認められる。
【0010】つぎに、第2の発明方法に係わる熱間静水
圧焼結においては、圧と酸素の平衡状態を保つことが重
要であり、種々検討の結果によると1000気圧程度の
加圧中では数%の酸素量が必要である。従って、本発明
に係わる高圧下での酸素量は5%程度の範囲内で磁気特
性の向上に最も効果が現れる。この第2の方法によれ
ば、通常一般に行われている空気中における焼結法ある
いは窒素やアルゴン等による雰囲気焼結に比べて、焼結
密度が向上する。一方、磁気配向度は熱間静水圧焼結前
の一次焼結体と比べて殆ど変化がない。これらのことか
ら、熱間静水圧焼結によって磁気特性が向上する理由は
焼結密度の改善による効果が大きい。この現象は金属酸
化物永久磁石にみられる特徴の一つで、本発明の効果を
十分に裏づけている。
【0011】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の効果を具体的
に説明する。 (実施例1)粒子径0.1μmのSrCO3と粒子径
0.3μmのFe2O3を所定の組成(Fe/Sr=5.
9)に配合し、アトライターで30分間混合した。混合
粉は1200℃で2時間空気中で仮焼した。得られた仮
焼粉にSiO2を0.5重量%、CaCO3を1.0重量
%それぞれ添加し、さらにポリカルボン酸アンモンを
0.25重量%添加した。この仮焼粉をボールミルで1
5時間粉砕した。得られた粉砕粉の粒子径は約0.6μ
mであった。粉砕したスラリー濃度は成形し易いように
75〜80重量%に調整し、12,000Oeの磁場中
で成形し、磁気配向させた。なお、成形体は外径40m
mφ、高さ15mmとした。焼結は1200℃で2時
間、雰囲気には酸素量を0〜100%まで変化させた。
【0012】表1に酸素分圧を変えて焼結した場合の磁
気及び物理特性を示す。
【0013】
【表1】
【0014】酸素量が5〜22%の範囲でBrはいずれ
も4150Oe以上の値を示し、窒素中若しくは酸素中
雰囲気に比較して向上している。逆に酸素量が増加した
雰囲気で焼結するとBrの値はそれ程減少させることな
くiHcを向上させる効果が認められる。従って、本発
明によるBrの向上には酸素量5〜22%の範囲が良好
であり、この条件で焼結した場合には(B・H)ma
x、及び焼結密度も向上する。
【0015】(実施例2)つぎに、前記実施例1の手順
により作製した仮焼後のフェライト原料を粒子径0.4
μmまで粉砕後の磁場中成形体を、酸素量8%と100
%の2種類の条件を選び、酸素圧を8気圧で焼結した場
合の結果を表2に示す。
【0016】
【表2】
【0017】酸素量を8%にし、8気圧の条件で焼結し
た場合は、高い保持力を維持したまま、Brを向上させ
ることができる。一方、酸素量を100%とし、8気圧
で焼結した場合、すなわち酸素量が多い場合には、若干
Brが減少し、逆にiHcは向上している。つまり、雰
囲気中の酸素量が多く、高圧で焼結する程iHcは向上
するが、Brは僅かながら減少する特徴がある。従っ
て、本発明の目的であるiHcを低下させることなくB
rを向上させるためには最適な焼結雰囲気が重要とな
る。
【0018】本発明によれば、焼結雰囲気を調節して、
Brを向上させる最適な条件は、表1及び表2で示した
特性を考慮した結果、焼結雰囲気中の酸素量は5〜22
%の範囲が望ましいが、更にBrを向上させるためには
酸素量2〜10%が最適である。
【0019】(実施例3)本発明の第2の方法は、実施
例2の手順で作製した成形体を1185℃で2時間空気
中で焼結して一次焼結体とし、次に酸素を含む雰囲気中
で熱間静水圧焼結を行うことで目的が達成される。表3
は上記方法に従い、1200℃で2時間空気中で焼結し
た一次焼結体を、酸素を5%含むアルゴン雰囲気中で、
1000気圧の圧力のもとで1100℃で30分間焼結
した結果を示す。
【表3】
【0020】なお、表3には磁気特性を比較のために、
酸素を含まないアルゴン中のみで熱間静水圧焼結した結
果も示してある。
【0021】表3から明かなように酸素を5%含む熱間
静水圧焼結体のBrは約4370Gの値を示し、一次焼
結体のBr4310Gを60Gも改善している。この値
は極限に近い一次焼結体から更に磁気特性の改善として
は顕著な効果である。また、iHcも若干減少した程度
であり、総合的な特性である(B・H)maxも改善さ
れている。このように熱間静水圧焼結による磁気特性の
改善は、表3の焼結密度及び配向度がいずれも向上して
いることから、これらの効果によると解釈されるが、B
rの改善に寄与する最大の効果は焼結密度の向上に依存
していると考えられる。
【0022】なお、比較のために示したアルゴン中で熱
間静水圧焼結したものは、Brの値は一次焼結体と殆ど
有意差はないが、iHcの低下が大きく熱間静水圧焼結
による改善効果は認められなかった。
【0023】(実施例4)表4に表3に示した一次焼結
体の焼結温度を更に高い1195℃で処理した場合のも
のを実施例3と同一の熱間静水圧焼結を施した結果を示
す。
【0024】
【表4】
【0025】本結果によればiHcを殆ど変えることな
く、Brの向上がみられ、酸素を含む雰囲気での磁気特
性の改善効果が明瞭である。本発明によれば熱間静水圧
焼結においても酸素雰囲気の選択は重要であり、望まし
い条件はアルゴン中に2〜10%の酸素を含むことが磁
気特性、とくにiHcを低下することなくBrの改善に
顕著な効果があらわれる。なお、酸素を含まない場合、
つまりアルゴン中のみの熱間静水圧焼結では実施例3,
4に示す如くBrの改善は認められない。また、酸素量
が10%を越えるとiHcは向上するがBrの改善は認
められなくなる。よって、酸素量を2〜10%の範囲内
でフェライトの酸化、還元を抑制しながら、焼結密度を
上げると同時に、結晶粒成長を抑えて、均一な結晶組織
を得ることが、iHcを低下させることなく、Brを向
上せしめるために重要である。
【0026】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて示した如く、酸
素を含む雰囲気焼結、若しくは一次焼結体を酸素を含む
雰囲気中で熱間静水圧焼結を施すことによりBr及びi
Hcの高い高性能なMOnFe2O3の式で示される六方
晶系フェライトが得られ、本発明の効果は明かであり、
工業的実用価値は大きい。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ba,Sr,Ca及びPbから選択され
    る少なくとも一種の金属とFeを構成元素として含む平
    均粒子径0・5μm以下の六方晶系フェライト微粉末原
    料の磁気異方性成形体を酸素量を制御した雰囲気中で焼
    結することを特徴とする六方晶系フェライトの製造方
    法。
  2. 【請求項2】 Ba,Sr,Ca及びPbから選択され
    る少なくとも一種の金属とFeを構成元素として含む平
    均粒子径0・5μm以下の六方晶系フェライト微粉末原
    料の磁気異方性成形体を酸素5〜22%を含む窒素雰囲
    気中で焼結を行うことを特徴とする六方晶系フェライト
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 Ba,Sr,Ca及びPbから選択され
    る少なくとも一種の金属とFeを構成元素として含む平
    均粒子径0・5μm以下の六方晶系フェライト微粉末原
    料の磁気異方性成形体を空気中で焼結して一次焼結体と
    し、次にこの一次焼結体を酸素2〜10%を含むアルゴ
    ン雰囲気中で熱間静水圧焼結を行うことを特徴とする六
    方晶系フェライトの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004086425A1 (ja) * 2003-03-25 2004-10-07 Minebea Co., Ltd. フェライト磁石およびその製造方法
WO2004086424A1 (ja) * 2003-03-25 2004-10-07 Minebea Co., Ltd. フェライト磁石およびその製造方法
WO2004086423A1 (ja) * 2003-03-25 2004-10-07 Minebea Co., Ltd. フェライト磁石およびその製造方法
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CN100377266C (zh) * 2003-03-25 2008-03-26 美蓓亚株式会社 铁氧体磁体及其制造方法

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