JPH1072637A - 複合磁歪材料およびその製造方法 - Google Patents

複合磁歪材料およびその製造方法

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JPH1072637A
JPH1072637A JP8249188A JP24918896A JPH1072637A JP H1072637 A JPH1072637 A JP H1072637A JP 8249188 A JP8249188 A JP 8249188A JP 24918896 A JP24918896 A JP 24918896A JP H1072637 A JPH1072637 A JP H1072637A
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宜 鋤柄
Akiyoshi Kita
晃義 喜多
Jun Takizawa
純 滝沢
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実用上必要な磁歪性能を有し,且つ高い強度
を備えた複合磁歪材料を提供する。 【解決手段】 複合磁歪材料1は,RM系合金(R:希
土類元素;M:遷移金属およびAlの一種)よりなる磁
歪材料から構成されたマトリックス2と,そのマトリッ
クス2に分散し,且つRM系合金,RおよびMの少なく
とも一種よりなる分散相3とより構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複合磁歪材料および
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来,磁歪材料としてはSmFe系合金
より構成されたものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この磁歪材料は優れた
磁歪性能を有する反面,強度が低い,という問題があっ
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は実用上必要な磁
歪性能を有し,且つ高い強度を備えた複合磁歪材料を提
供することを目的とする。
【0005】前記目的を達成するため本発明によれば,
RM系合金(R:希土類元素;M:遷移金属およびAl
の一種)よりなる磁歪材料から構成されたマトリックス
と,そのマトリックスに分散し,且つRM系合金,Rお
よびMの少なくとも一種よりなる分散相とより構成され
る複合磁歪材料が提供される。
【0006】前記のように構成すると,分散相が複合強
化能を発揮するので,複合磁歪材料の強度向上が達成さ
れる。この場合,分散相の量が増すに従って複合磁歪材
料の磁歪性能は低下するが,その分散相の量を調節する
ことによって前記磁歪性能を実用レベルに維持すること
が可能である。
【0007】また本発明は前記複合磁歪材料を容易に量
産することのできる製造方法を提供することを目的とす
る。
【0008】前記目的を達成するため本発明によれば,
RM系合金(R:希土類元素;M:遷移金属およびAl
の一種)よりなる磁歪材料に,RM系合金,RおよびM
の少なくとも一種よりなる拡散材を接触させ,次いで熱
処理を行うことにより液相拡散を生じさせる複合磁歪材
料の製造方法が提供される。
【0009】前記方法によれば,前記複合磁歪材料を容
易に量産することができる。この場合,加熱温度および
時間を調節することによって,液相拡散と同時に磁歪材
料の磁歪性能を向上させることが可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は複合磁歪材料1の金属組織
を示し,その組織は,RM系合金(R:希土類元素;
M:遷移金属およびAlの一種)よりなる磁歪材料から
構成されたマトリックス2と,そのマトリックス2に分
散し,且つRM系合金,RおよびMの少なくとも一種よ
りなる分散相3とより構成される。
【0011】希土類元素RとしてはSm,Tb,Dy等
の17種の元素のうちの何れか一種が用いられる。遷移
金属には原子番号22〜30,したがってTi〜Znま
での金属元素が好適である。
【0012】前記のように構成すると,分散相3が複合
強化能を発揮するので,複合磁歪材料1の強度向上が達
成される。
【0013】複合磁歪材料1の製造に当っては,図2に
示すように,鋳造体であり,且つRM系合金よりなる板
状磁歪材料4の両面に,それぞれRM系合金,Rおよび
Mの少なくとも一種よりなる板状拡散材5を接触させて
それら4,5を一対のクランプ金具6により挟み付け,
次いで熱処理を行うことにより,磁歪材料4および拡散
材5をそれぞれ部分溶融させて液相拡散を生じさせるも
のである。
【0014】熱処理温度Tは前記部分溶融を生じる温度
であって,これは磁歪材料4および拡散材5の状態図よ
り決定され,約500℃≦T≦約900℃である。また
熱処理時間tは,拡散材5の液相拡散係数から求めら
れ,約0.5時間≦t≦約9時間である。さらに熱処理
は,磁歪材料4の劣化を防止するため,不活性ガス中ま
たは真空中で行うのがよい。
【0015】この場合,加熱温度および時間を調節する
ことによって,液相拡散と同時に磁歪材料4,したがっ
てマトリックス2の磁歪性能を向上させることが可能で
ある。 〔実施例〕 A.高周波溶解炉を用いて,Ar雰囲気中,減圧下(6
00Torr)にてSmFe1.7 合金(数値の単位は原子モ
ル数)組成の溶湯を調製し,次いでその溶湯を鋳込み温
度1200℃にて銅鋳型に注入して磁歪材料4を鋳造し
た。
【0016】図3は磁歪材料4の金属組織を示す顕微鏡
写真である。図3において,灰色のSmFe2 相,黒色
のSmFe3 相および白色のSm相が観察される。
【0017】(1) 図2に示すように,板状磁歪材料
4の両面に,それぞれFeNi合金よりなる板状拡散材
5を接触させてそれら4,5を一対のFe製クランプ金
具6により挟み付け,次いで真空中,800℃,6時間
の熱処理を行って複合磁歪材料1を得ると同時にその磁
歪材料4の磁歪性能を向上させた。
【0018】図4は複合磁歪材料1の金属組織を示す顕
微鏡写真およびその要部写図である。図4において,複
合磁歪材料1の表面に灰色のFe7 Ni3 相および黒色
のFeNi相が順次積層形成されている。複合磁歪材料
1においては,磁歪材料である薄灰色のSmFe2 相お
よび濃灰色のSm2 Fe17相よりなるマトリックス2
と,それに分散するSmNi相よりなる分散相3とが観
察される。この場合,複合磁歪材料1におけるNi含有
率aはa=20体積%であった。
【0019】次に,熱処理時間を変更してNi含有率を
異にする4種の複合磁歪材料1を製造した。その後複合
磁歪材料1の例1〜5について,磁歪量および圧縮強さ
を測定した。磁歪量は歪みゲージを用い,磁場を1.5
kOeかけて測定された。圧縮強さの測定は常法によっ
た。これらの測定法は以下の例について同じである。
【0020】表1は例1〜5の熱処理時間,Ni含有
率,磁歪量および圧縮強さを示す。表中,例6は,前記
鋳造後の磁歪材料に,真空中,800℃,6時間の熱処
理を施して磁歪性能の向上を図ったものである。
【0021】
【表1】
【0022】図5は表1に基づいてNi含有率と磁歪量
および圧縮強さとの関係をグラフ化したものである。図
5から明らかなように,複合磁歪材料においては,Ni
含有率の増加に伴い強度は向上するが,磁歪量は低下す
る。
【0023】実用複合磁歪材料としては,600ppm 以
上の磁歪量を持つことを要求され,この点からNi含有
率aはa≦18体積%(ただし,a>0体積%)に設定
される。
【0024】(2) 図2に示すように,板状磁歪材料
4の両面に,それぞれFeよりなる板状拡散材5を接触
させてそれら4,5を一対のFe製クランプ金具6によ
り挟み付け,次いで真空中,800℃,4時間の熱処理
を行って複合磁歪材料1を得ると同時にその磁歪材料4
の磁歪性能を向上させた。
【0025】図6は複合磁歪材料1の金属組織を示す顕
微鏡写真およびその要部写図である。図6において,灰
色のSmFe2 相よりなるマトリックス2と,それに分
散するSm相よりなる分散相3とが観察される。この場
合,複合磁歪材料1におけるSm含有率aはa=5体積
%である。
【0026】前記熱処理において,磁性材料中のSm相
の一部はFeと反応してSmFe2相に変換されてお
り,したがって図6におけるSm相は未反応の残存Sm
相である。
【0027】次に,熱処理時間を変更してSm含有率を
異にする4種の複合磁歪材料1を製造した。その後複合
磁歪材料1の例1〜5について,磁歪量および圧縮強さ
を測定した。
【0028】表2は例1〜5の熱処理時間,Sm含有
率,磁歪量および圧縮強さを示す。表中,例6は表1の
例6と同じである。
【0029】
【表2】
【0030】図7は表2に基づいてSm含有率と磁歪量
および圧縮強さとの関係をグラフ化したものである。図
7から明らかなように,複合磁歪材料1においては,S
m含有率の増加に伴い強度は向上するが,磁歪量は低下
する。
【0031】実用複合磁歪材料としては,前記のように
600ppm 以上の磁歪量を持つことを要求され,この点
からSm含有率aはa≦15体積%(ただし,a>0体
積%)に設定される。
【0032】B.前記同様の方法でSmFe1.5 合金
(数値の単位は原子モル数)よりなる磁歪材料4を鋳造
した。この磁歪材料4も前記A項の磁歪材料と同様の金
属組織を備えていた。
【0033】図2に示すように,板状磁歪材料4の両面
に,それぞれCuよりなる板状拡散材5を接触させてそ
れら4,5を一対のCu製クランプ金具6により挟み付
け,次いで真空中,800℃,6時間の熱処理を行って
複合磁歪材料1を得ると同時にその磁歪材料4の磁歪性
能を向上させた。
【0034】図8は複合磁歪材料1の金属組織を示す顕
微鏡写真およびその要部写図である。図8において,灰
色のSmFe2 相および黒色のSm2 Fe17相よりなる
マトリックス2と,それに分散する薄灰色のSm7 Cu
3 相よりなる分散相3とが観察される。この場合,複合
磁歪材料1におけるCu含有率aはa=20体積%であ
った。
【0035】図9は複合磁歪材料1の表面に密着する表
層部の金属組織を示す顕微鏡写真およびその要部写図で
ある。図9において,最外側のCu相と,その内側に存
する薄灰色のSmCu相,濃灰色のSmCu2 相および
黒色のSmCu3 相が観察される。
【0036】次に,熱処理時間を変更してCu含有率を
異にする4種の複合磁歪材料1を製造した。その後複合
磁歪材料1の例1〜5について,磁歪量および圧縮強さ
を測定した。
【0037】表3は例1〜5の熱処理時間,Cu含有
率,磁歪量および圧縮強さを示す。例6は表1の例6と
同じである。
【0038】
【表3】
【0039】図10は表3に基づいてCu含有率と磁歪
量および圧縮強さとの関係をグラフ化したものである。
【0040】図10から明らかなように,複合磁歪材料
1においては,Cu含有率の増加に伴い強度は向上する
が,磁歪量は低下する。
【0041】実用複合磁歪材料としては,前記のように
600ppm 以上の磁歪量を持つことを要求され,この点
からCu含有率aはa≦15体積%(ただし,a>0体
積%)に設定される。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば,実用上必要な磁歪性能
を有し,且つ高い強度を備えた複合磁歪材料を提供する
ことができる。
【0043】また本発明によれば前記複合磁歪材料を容
易に量産することが可能な製造方法を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】複合磁歪材料の金属組織の説明図である。
【図2】磁歪材料と拡散材との関係を示す側面図であ
る。
【図3】磁歪材料の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図4】(a)は複合磁歪材料の金属組織を示す顕微鏡
写真,(b)は(a)の要部写図である。
【図5】Ni含有率と,磁歪量および圧縮強さとの関係
を示すグラフである。
【図6】(a)は複合磁歪材料の金属組織を示す顕微鏡
写真,(b)は(a)の要部写図である。
【図7】Sm含有率と,磁歪量および圧縮強さとの関係
を示すグラフである。
【図8】(a)は複合磁歪材料の金属組織を示す顕微鏡
写真,(b)は(a)の要部写図である。
【図9】(a)は表層部の金属組織を示す顕微鏡写真,
(b)は(a)の要部写図である。
【図10】Cu含有率と,磁歪量および圧縮強さとの関
係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 複合磁歪材料 2 マトリックス 3 分散相 4 磁歪材料 5 拡散材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C22F 1/00 660 8719−4K C22F 1/00 681 681 8719−4K 682 682 8719−4K 691B 691 H01F 1/14 Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 RM系合金(R:希土類元素;M:遷移
    金属およびAlの一種)よりなる磁歪材料から構成され
    たマトリックス(2)と,そのマトリックス(2)に分
    散し,且つRM系合金,RおよびMの少なくとも一種よ
    りなる分散相(3)とより構成されることを特徴とする
    複合磁歪材料。
  2. 【請求項2】 前記マトリックス(2)を構成するRM
    系合金はSmFe系合金であり,前記分散相(3)はS
    mM系合金である,請求項1記載の複合磁歪材料。
  3. 【請求項3】 前記マトリックス(2)を構成するRM
    系合金はSmFe系合金であり,前記分散相(3)はS
    mである,請求項1記載の複合磁歪材料。
  4. 【請求項4】 RM系合金(R:希土類元素;M:遷移
    金属およびAlの一種)よりなる磁歪材料(4)に,R
    M系合金,RおよびMの少なくとも一種よりなる拡散材
    (5)を接触させ,次いで熱処理を行うことにより液相
    拡散を生じさせることを特徴とする複合磁歪材料の製造
    方法。
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