JPH11195514A - 硬磁性材料 - Google Patents

硬磁性材料

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JPH11195514A
JPH11195514A JP10065950A JP6595098A JPH11195514A JP H11195514 A JPH11195514 A JP H11195514A JP 10065950 A JP10065950 A JP 10065950A JP 6595098 A JP6595098 A JP 6595098A JP H11195514 A JPH11195514 A JP H11195514A
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hard magnetic
phase
magnetic material
coercive force
temperature
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JP10065950A
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Inventor
Akinobu Kojima
章伸 小島
Teruhiro Makino
彰宏 牧野
Yutaka Yamamoto
豊 山本
Takashi Hatauchi
隆史 畑内
Akihisa Inoue
明久 井上
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで、硬磁気特性が優れ、しかも温度
特性が優れた硬磁性材料を提供する。 【解決手段】 Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの１種以上の元
素Ｔと、希土類元素のうちの１種以上からなる元素Ｒ
と、Ｂとを含む合金からなり、パーミアンス係数が２以
上となる形状で使用したときの磁化の温度係数の絶対値
が０．１５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋＯｅ以上で
あり、更に保磁力の温度係数の絶対値が０．３５％／Ｋ
以下であることを特徴とする硬磁性材料を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気式エンコー
ダ、ポテンショメータ、センサ、モータ、アクチュエー
タ、スピーカなどに使用できる磁気性能に優れ、しかも
温度特性が優れた硬磁性材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、フェライト磁石やアルニコ磁石
（Ａ１−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系磁石）よりも優れた性能を
有する硬磁性材料としては、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石、Ｎｄ−
Ｆｅ−Ｂ系磁石などが知られており、またさらに高い性
能を目指してＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石などの新しい合金磁
石の研究も数多くなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの硬磁
性材料は、１０原子％以上のＮｄ、または８原子％以上
のＳｍを含み、高価な希土類元素の使用量が多いために
フェライト磁石やアルニコ磁石よりも製造コストが高く
なってしまうという課題があった。また、Ｎｄ−Ｆｅ−
Ｂ系磁石は、温度による磁気特性の変化が大きいために
センサの構成材料としては使用できないという課題があ
った。また、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石は、磁化の温度係数の絶
対値が小さい磁石であるが、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石より
も高価な磁石であるため、使用できる範囲が限られてい
た。一方、フェライト磁石は、上述のように希土類元素
を含む磁石に比べて製造コストは低いものの、磁化の温
度係数の絶対値が大きいためにセンサの構成材料として
は使用できないという課題があった。また、アルニコ磁
石（Ａ１−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系磁石）は、磁化の温度係
数の絶対値が小さく、製造コストが低いものの、保磁力
が小さいために実用が困難であった。このため、低コス
トでフェライト磁石以上の硬磁気特性を少なくとも備
え、さらには温度特性が優れた硬磁性材料の出現が望ま
れていた。
【０００４】そこで、本願発明者らは、低コストで高い
硬磁気特性を示す硬磁性材料を得るために特願平８−６
８８２２号、特願平８−２４２３５６などにおいて特許
出願を行っている。これらの特許出願に記載された技術
によれば、Ｆｅを主成分とし、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈ
ｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち１種または２種以上から
なる元素Ｍと、希土類元素のうちの１種または２種以上
からなる元素Ｒと、Ｂとを含む非晶質合金を液体急冷法
を用いて作製した後、該非晶質合金を６００〜９００℃
で熱処理して、ｂｃｃのＦｅと、Ｆｅ−Ｂの化合物およ
び／またはＲ2Ｆｅ14Ｂ1を主体とする平均結晶粒径１０
０ｎｍ以下の微細結晶相を析出させることで、残留磁化
（Ｉｒ）が０．８〜１．３Ｔ、保磁力（ｉＨｃ）が１７
０〜３００ｋＡ／ｍ、最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）
max）が６０〜１１０ｋＪ／ｍ3の比較的高い硬磁気特性
を示す硬磁性材料が製造できる。以上のような合金の研
究の基で本願発明者らは、低コストで、硬磁気特性が優
れ、しかも温度特性が優れた硬磁性材料を製造するため
に、種々の検討及び実験を重ねた結果、パーミアンス係
数（ｐ）と磁化の温度係数とは相関があることを発見
し、本発明に到達したのである。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、低コストで、硬磁気特性が優れ、しかも温度特性が
優れた硬磁性材料を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、以下の構成を採用した。本発明の硬磁
性材料は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの１種以上の元素Ｔ
と、希土類元素のうちの１種以上からなる元素Ｒと、Ｂ
とを含む合金からなり、パーミアンス係数が２以上とな
る形状で使用したときの磁化の温度係数の絶対値が０．
１５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋＯｅ以上であるこ
とを特徴とする。また、本発明の硬磁性材料は、保磁力
１ｋＯｅ以下のソフト磁性相または準ハード磁性相と、
保磁力１ｋＯｅ以上のハード磁性相とをそれぞれ１０ｖ
ｏｌ（体積）％以上含む合金からなり、パーミアンス係
数が２以上となる形状で使用したときの磁化の温度係数
の絶対値が０．１５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋＯ
ｅ以上であることを特徴とする。更に、本発明の硬磁性
材料は、キュリー温度が６００℃以上の磁性相とキュリ
ー温度が６００℃以下の磁性相とをそれぞれ１０ｖｏｌ
（体積）％以上含む合金からなり、パーミアンス係数が
２以上となる形状で使用したときの磁化の温度係数の絶
対値が０．１５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋＯｅ以
上であることを特徴とする。
【０００７】本発明の硬磁性材料は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
のうち１種以上の元素Ｔと、希土類元素のうちの１種以
上からなる元素Ｒと、Ｂとを含む合金からなり、保磁力
の温度係数の絶対値が０．３５％／Ｋ以下であり、保磁
力が１ｋＯｅ以上であることを特徴とする。また、本発
明の硬磁性材料は、保磁力１ｋＯｅ以下のソフト磁性相
と保磁力１ｋＯｅ以上のハード磁性相とをそれぞれ１０
ｖｏｌ（体積）％以上含む合金からなり、保磁力の温度
係数の絶対値が０．３５％／Ｋ以下であり、保磁力が１
ｋＯｅ以上であることを特徴とする。更に、本発明の硬
磁性材料は、キュリー温度が６００℃以上の磁性相とキ
ュリー温度が６００℃以下の磁性相とをそれぞれ１０ｖ
ｏｌ（体積）％以上含む合金からなり、保磁力の温度係
数の絶対値が０．３５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋ
Ｏｅ以上であることを特徴とする。
【０００８】本発明の硬磁性材料は、先に記載の硬磁性
材料であって、平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細結晶
質相を主相として含むことを特徴とする。また、本発明
の硬磁性材料は、先に記載の硬磁性材料であって、合金
溶湯を急冷して得られた非晶質相を主相とする合金が熱
処理されてなるものであることを特徴とする。更に、本
発明の硬磁性材料は、先に記載の硬磁性材料であって、
合金溶湯を急冷して得られた非晶質相を主相とする合金
が、少なくとも結晶質相の初相が析出する温度範囲にお
いて１０Ｋ／分以上の昇温速度で熱処理されてなるもの
であることを特徴とする。
【０００９】本発明の硬磁性材料は、先に記載の硬磁性
材料であって、パーミアンス係数が２以上となる形状で
使用したときの磁化の温度係数の絶対値が０．１０％／
Ｋ以下のものであることを特徴とする。また、本発明の
硬磁性材料は、先に記載の硬磁性材料であって、パーミ
アンス係数が１０以上となる形状で使用したときの磁化
の温度係数の絶対値が０．０８％／Ｋ以下のものである
ことを特徴とする。また、本発明の硬磁性材料は、先に
記載の硬磁性材料であって、 室温から１００℃の温度
範囲での保磁力の温度係数の絶対値が０．３０％／Ｋ以
下であることを特徴とする。更に、本発明の硬磁性材料
は、先に記載の硬磁性材料であって、保磁力が２ｋＯｅ
以上のものであることを特徴とする。更にまた、本発明
の硬磁性材料は、先に記載の硬磁性材料であって、飽和
磁化（Ｉｓ）に対する残留磁化（Ｉｒ）の割合（Ｉｒ／
Ｉｓ）が、０．６以上のものであることを特徴とする。
【００１０】本発明の硬磁性材料は、先に記載の硬磁性
材料であって、下記組成式を有し、かつ、残留磁化（Ｉ
ｒ）が１００ｅｍｕ／ｇ以上のものであることを特徴と
する。 ＴxＭyＲzＢw ただし、ＴはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち１種以上の元素を
表わし、ＭはＺｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍ
ｏ、Ｗのうち１種以上の元素を表わし、Ｒは希土類元素
のうち１種以上の元素を表わすとともに、組成比を示す
ｘ、ｙ、ｚ、ｗは原子％で、５０≦ｘ、０≦ｙ≦１５、
３≦ｚ≦２０、２≦ｗ≦２０である。
【００１１】更に、上記組成式中の組成比を示すｘ、
ｙ、ｚ、ｗ、は原子％で、ｘ＝１００−ｙ−ｚ−ｗ、１
≦ｙ≦５、３≦ｚ≦１０、３≦ｗ≦７であることが好ま
しく、元素Ｔの組成範囲ｘが８０≦ｘ≦９３であると更
に好ましい。更にまた、上記組成式中の組成比を示す
ｘ、ｙ、ｚ、ｗは原子％で、ｘ＝１００−ｙ−ｚ−ｗ、
１≦ｙ≦３、３≦ｚ≦７、３≦ｗ≦５であることが好ま
しい。
【００１２】また、本発明の硬磁性材料は、先に記載の
硬磁性材料であって、下記組成式を有するものであるこ
とを特徴とする。 ＴxＭyＲzＢwＥv ただし、ＴはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち１種以上の元素を
表わし、ＭはＺｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍ
ｏ、Ｗのうち１種以上の元素を表わし、Ｒは希土類元素
のうち１種以上の元素を表わし、ＥはＣｒ、Ａｌ、Ｐ
ｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｇａ、Ｇｅのうち１種以上の元素を表わすととも
に、組成比を示すｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｖは原子％で、５０
≦ｘ、０≦ｙ≦１５、３≦ｚ≦２０、２≦ｗ≦２０、０
≦ｖ≦１０である。
【００１３】更に、上記組成式中の組成比を示すｘ、
ｙ、ｚ、ｗ、ｖは原子％で、８０≦ｘ≦９３、１≦ｙ≦
５、３≦ｚ≦１０、３≦ｗ≦７、０≦ｖ≦５であること
が好ましい。更にまた、上記組成式中の組成比を示す
ｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｖは原子％で、ｘ＝１００−ｙ−ｚ−
ｗ−ｖ、１≦ｙ≦３、３≦ｚ≦７、３≦ｗ≦５、０．１
≦ｖ≦５であることがより好ましく、元素Ｔの組成範囲
ｘが８６≦ｘ≦９３とすると更に好ましい。また、本発
明に係る硬磁性材料は、ＳｉがＴ元素置換で０．５〜５
原子％添加されたものであると、硬磁気特性が向上する
のでより好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳しく説明する。本発明の硬磁性材料は、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉのうち１種以上の元素Ｔと、希土類元素のうち
の１種以上からなる元素Ｒと、Ｂとを含む合金からな
り、パーミアンス係数が２以上となる形状で使用したと
きの磁化の温度係数の絶対値が０．１５％／Ｋ以下であ
り、保磁力が１ｋＯｅ以上であるものである。また、本
発明の硬磁性材料は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち１種以上
の元素Ｔと、希土類元素のうちの１種以上からなる元素
Ｒと、Ｂとを含む合金からなり、保磁力の温度係数の絶
対値が０．３５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋＯｅ以
上であるものである。
【００１５】磁石材料の特性は、ヒステリシス曲線の第
２象限の部分、すなわち減磁曲線によって表される。着
磁後の磁石材料は、自身の残留磁化がつくる逆向きの磁
界、反磁界の下にあるので、その動作点（材料の磁束密
度（Ｂ）と減磁界（Ｈ））は、減磁曲線上の一点ｐによ
って与えられる。ここでＢ／μ0Ｈの値（無次元の数）
をパーミアンス係数（ｐ）、ｐと原点Ｏ間の線（ＯＰ）
をパーミアンス線とよぶ。このパーミアンス係数（ｐ）
あるいはパーミアンス線は、磁石の形状に依存し、磁化
方向の長さが短くなると、小さくなり、長くなると大き
くなるものであり、例えば、ｐ＝１．５のものは円盤形
であり、ｐ＝１０のものは角柱形である。パーミアンス
係数（ｐ）と反磁界係数（Ｎ）との間には、下記式
（１） ｐ＝（１−Ｎ）／Ｎ ・・・（１） で示される関係がある。従って、減磁曲線と磁石材料の
形状が与えられると、その動作点（Ｂ、Ｈ）は決定され
る。その磁石材料が外部につくる静磁界のエネルギー
（Ｕ）は、下記式（２） Ｕ＝ＢＨＶ／２・・・（２） （式中、Ｖは磁性材料の体積）で与えられる。磁石材料
の形状が変化すると、反磁界、すなわちパーミアンス線
が変化するので、動作点ｐが変化し上記Ｕの値が変化す
る。途中ある動作点ｐmでＵの値が最大となり、そのと
きの（ＢＨ）の積が最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）ma
x）である。
【００１６】本発明に係る硬磁性材料をセンサ等に使用
する場合は、温度変化に起因して出力にドリフトが生じ
るのを防止するために温度特性が優れるものすなわち磁
化の温度係数の絶対値が小さいものを用いることが好ま
しく、本発明の硬磁性材料は上述のようにパーミアンス
係数が２以上となる形状で使用したときの磁化の温度係
数の絶対値が０．１５％／Ｋ以下と小さいものであるの
で、センサ等に使用することができる。また、本発明に
係る硬磁性材料を、パーミアンス係数が小さい値、例え
ばパーミアンス係数が２以下の形状で使用した場合にお
いては、硬磁性材料の硬磁気特性は、磁化の温度係数よ
りも保磁力の温度係数に影響されるために、保磁力の温
度係数が小さいものを用いることが好ましく、本発明の
硬磁性材料は、上述のように保磁力の温度係数の絶対値
が０．３５％／Ｋ以下、特に室温〜１００℃の温度範囲
で０．３０％／Ｋと小さいものであるので、特に小型の
センサ等に使用することができる。また、本発明の硬磁
性材料は、パーミアンス係数が２以上となるような形状
で使用したときの磁化の温度係数の絶対値が０．１０％
／Ｋ以下となるものが、温度特性がより優れる点でより
好ましい。更に、本発明の硬磁性材料は、パーミアンス
係数が１０以上となるような形状で使用するのが、磁化
の温度係数の絶対値が０．０８％／Ｋ以下と温度特性が
より優れる点でより好ましい。
【００１７】本発明の硬磁性材料は、パーミアンス係数
が２以上となる形状で使用したときの磁化の温度係数の
絶対値が０．１５％／Ｋ以下、より好ましくは０．１０
％／Ｋ以下と従来型Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石と同等かそれ
より小さいものを実現することができる。さらに、本発
明の硬磁性材料は、アルニコ磁石より保磁力（ｉＨｃ）
が大きく、また、従来から温度特性が良好なものとして
使用されているＳｍ−Ｃｏ系磁石よりも安価である。ま
た、本発明の硬磁性材料は、従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の
磁石をパーミアンス係数が１０以上となる形状で使用し
たときの磁化の温度係数の絶対値が０．１１〜０．１５
％／Ｋに対して、パーミアンス係数が１０以上となる形
状で使用したときの磁化の温度係数の絶対値が０．０８
％／Ｋ以下と小さいものを実現することができる。更
に、本発明の硬磁性材料は、従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の
磁石の保磁力の温度係数の絶対値が０．３５〜０．４％
／Ｋであるのに対して、保磁力の温度係数の絶対値が
０．３５％／Ｋ以下と小さいものを実現することができ
る。特に、室温〜１００℃の温度範囲での保磁力の温度
係数の絶対値を０．３０％／Ｋ以下と小さくすることが
できる。本発明の硬磁性材料は、特に、後述するように
ＳｉをＴ元素置換で０．５〜５原子％添加あるいはＴ元
素中にＣｏが０．５〜２０％含まれるようにすることに
より、温度特性が優れた硬磁性材料を好適に実現するこ
とができる。
【００１８】また、本発明の硬磁性材料は、保磁力１ｋ
Ｏｅ以下のソフト磁性相または準ハード磁性相と、保磁
力１ｋＯｅ以上のハード磁性相とをそれぞれ１０ｖｏｌ
（体積）％以上含み、保磁力（ｉＨｃ）が１ｋＯｅ以上
のものであってもよい。このように保磁力１ｋＯｅ以下
のソフト磁性相または準ハード磁性相と、保磁力１ｋＯ
ｅ以上のハード磁性相を上述の範囲で含んでいると、ソ
フト磁性相とハード磁性相のそれぞれの特性を備えるこ
とができる点で好ましい。保磁力１ｋＯｅ以下のソフト
磁性相または準ハード磁性相が１０ｖｏｌ（体積）％未
満であると、ハード磁性相に必要なＮｄなどが多くな
り、また、残留磁化（Ｉｒ）も低下するので好ましくな
い。また、保磁力１ｋＯｅ以上のハード磁性相が１０ｖ
ｏｌ（体積）％未満であると、保磁力（ｉＨｃ）が低く
なるため好ましくない。保磁力１ｋＯｅ以下のソフト磁
性相または準ハード磁性相の好ましい含有量は２０〜６
０ｖｏｌ（体積）％であり、保磁力１ｋＯｅ以上のハー
ド磁性相の好ましい含有量は４０〜８０ｖｏｌ（体積）
％である。
【００１９】更に、本発明の硬磁性材料は、保磁力１ｋ
Ｏｅ以下のソフト磁性相と保磁力１ｋＯｅ以上のハード
磁性相とをそれぞれ１０ｖｏｌ（体積）％以上含み、保
磁力の温度係数の絶対値が０．３５％／Ｋ以下であり、
保磁力が１ｋＯｅ以上のものであってもよい。このよう
に保磁力１ｋＯｅ以下のソフト磁性相と保磁力１ｋＯｅ
以上のハード磁性相を上述の範囲で含んでいると、上述
と同様に、ソフト磁性相とハード磁性相のそれぞれの特
性を兼ね備えることができる。
【００２０】また、本発明の硬磁性材料は、キュリー温
度が６００℃以上の磁性相とキュリー温度が６００℃以
下の磁性相とをそれぞれ１０ｖｏｌ（体積）％以上含
み、保磁力が１ｋＯｅ以上のものであってもよく、この
ようにキュリー温度が６００℃以上の磁性相とキュリー
温度が６００℃以下の磁性相を上述の範囲で含んでいる
とソフト磁性相とハード磁性相のそれぞれの特性を兼ね
備えることができる点で好ましい。それは、ｂｃｃ−Ｆ
ｅ相のキュリー温度は７７０℃付近であり、Ｒ2Ｆｅ14
Ｂ相のキュリー温度が３１５℃付近であることから、本
発明の硬磁性材料が磁化に関与する相であるソフト磁性
相とハード磁性相との２相を有するためには、キュリー
温度が６００℃以上の磁性相とキュリー温度が６００℃
以下の磁性相とを含む必要がある。キュリー温度が６０
０℃以上の磁性相が１０ｖｏｌ（体積）％未満である
と、比較的高いパーミアンスで使用したときの磁化の温
度変化が大きくなるため好ましくない。また、キュリー
温度が６００℃以下の磁性相が１０ｖｏｌ（体積）％未
満であると、ハード磁性相が少なくなるため、保磁力
（ｉＨｃ）が低くなり好ましくない。キュリー温度が６
００℃以上の磁性相の好ましい含有量は、２０〜６０ｖ
ｏｌ（体積）％であり、キュリー温度が６００℃以下の
磁性相の好ましい含有量は４０〜８０ｖｏｌ（体積）％
である。
【００２１】また、本発明の硬磁性材料は、平均結晶粒
径１００ｎｍ以下の微細結晶質相を主体として含んでお
り、この微細結晶質相には、平均結晶粒径１００ｎｍ以
下のｂｃｃ−Ｆｅ相と、平均結晶粒径１００ｎｍ以下の
Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相が析出している。さらに、本発明の硬磁
性材料は、上記のｂｃｃ−Ｆｅ相とＲ2Ｆｅ14Ｂ相の微
細結晶質相と、残留した非晶質相とのナノ複相組織を形
成している。また、本発明の硬磁性材料は、上記の構成
の合金溶湯を急冷することにより得られた非晶質相を主
相とする合金が熱処理されてなるものであってもよい。
特に、上記の構成の合金溶湯を急冷して得られた非晶質
相を主相とする合金が、少なくとも結晶質相の初相が析
出する温度範囲において１０Ｋ／分以上の昇温速度で熱
処理されてなるものであることが、ｂｃｃ−Ｆｅ相の平
均粒径を細かくし、硬磁気特性を向上させる点で好まし
い。本発明の硬磁性材料の多くは、ｂｃｃ−Ｆｅ相また
はＦｅ3Ｂ相またはＦｅ2Ｂ相が、熱処理によって他の相
（Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相）よりも早く析出するいわゆる初相で
ある。
【００２２】さらに、本発明に係る硬磁性材料は、保磁
力（ｉＨｃ）が２ｋＯｅ以上のものであることが好まし
い。また、本発明に係る硬磁性材料は、飽和磁化（Ｉ
ｓ）に対する残留磁化（Ｉｒ）の割合（Ｉｒ／Ｉｓ）
が、０．６以上のものであることが好ましい。ここで、
本発明において飽和磁化（Ｉｓ）は試料に１５ｋＯｅ以
上の磁場をかけたときに得られるほぼ飽和した磁化の値
を意味する。上述のような硬磁性材料中の結晶質相の平
均結晶粒径、および各相中における各原子の濃度の制御
は、非晶質を主相とする合金を熱処理して硬磁性材料を
得る際の熱処理条件を制御することによって実現でき
る。熱処理条件は、昇温速度、熱処理温度（アニール温
度）及びその保持時間などである。
【００２３】本発明に係る硬磁性材料は、以下の組成式
で表すことができる。 ＴxＭyＲzＢw 上記組成式中のＴは、基本的に全体から元素Ｍ、Ｒ、Ｂ
の含有量を差し引いた残部であるが、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
のうち１種以上の元素を表わす。これらの元素Ｔは、本
発明に係る硬磁性材料の主成分であり、磁性を担う元素
であるため、元素Ｔの組成比ｘは５０原子％以上であ
る。元素Ｔの組成比ｘを増加させると、それに伴って飽
和磁化（Ｉｓ）が増加する。１００ｅｍｕ／ｇ以上の高
い残留磁化（Ｉｒ）を実現するためには、飽和磁化（Ｉ
ｓ）が少なくとも１３０ｅｍｕ／ｇは必要であり、これ
を満たすには元素Ｔの組成比ｘは８０原子％以上である
のが望ましく、８６原子％以上であるのがより望まし
い。また、良好な硬磁気特性を得るためには９３原子％
以下とするのが好ましい。本発明の硬磁性材料において
は、元素Ｔの少なくとも一部としてＦｅが含まれている
ことが必要である。
【００２４】上記組成式中のＭは、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗのうち１種以上の元素を表わ
し、これらの元素Ｍは非晶質形成能が高いものである。
本発明に係る硬磁性材料において、元素Ｍを添加するこ
とにより、元素Ｒ（希土類元素）が低濃度の場合でも非
晶質相を形成することができる。元素Ｒ置換で元素Ｍの
組成比ｙを増加させると、それに伴って残留磁化（Ｉ
ｒ）は増加するが、保磁力（ｉＨｃ）が低下し、硬磁気
特性から軟磁気特性へと変化する。また、磁性を担う元
素Ｔ置換で元素Ｍを増加させると、飽和磁化（Ｉｓ）、
残留磁化（Ｉｒ）の減少が生じる。従って、良好な硬磁
気特性を得るために、元素Ｍの組成比ｙは０原子％以上
１５原子％以下の範囲とするのが好ましく、１原子％以
上５原子％以下の範囲であることがより好ましい。ま
た、１原子％以上３原子％以下とすると更に好ましい。
【００２５】上記組成式中のＲは、希土類元素（Ｓｃ、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＬ
ｕ）のうちの１種以上の元素を表わす。元素ＲとＦｅと
Ｂとを含む非晶質を主相とする合金を８７３〜１１７３
Ｋ（６００〜９００℃）の範囲の適切な温度で加熱した
ときに析出する金属間化合物Ｒ2Ｆｅ14Ｂは、本発明の
硬磁性材料に優れた硬磁気特性を付与するものである。
元素Ｒの組成比ｚを増加させると、それに伴って飽和磁
化（Ｉｒ）が減少する。１００ｅｍｕ／ｇ以上の高い残
留磁化（Ｉｒ）を得るためには、飽和磁化（Ｉｓ）が少
なくとも１３０ｅｍｕ／ｇは必要であり、これを満たす
ためには元素Ｒの組成比ｚは２０原子％以下であること
が望ましい。また元素Ｒは非晶質を形成し易い元素であ
り、元素Ｒの組成比ｚが小さ過ぎると良好な非晶質相ま
たは微細結晶相を得られないため、元素Ｒの組成比ｚと
しては３原子％以上とするのが望ましく、高い飽和磁化
（Ｉｒ）と保磁力（ｉＨｃ）を両立させるためには、１
０原子％以下、更に好ましくは７原子％以下とすると良
い。さらに元素Ｒの一部または全部をＮｄおよび／また
はＰｒで構成すると、さらに高い硬磁気特性が得られ
る。
【００２６】上記組成式中のＢは、非晶質を形成し易い
元素である。また、元素ＲとＦｅとＢとを含む非晶質相
を８７３〜１１７３Ｋ（６００〜９００℃）の範囲の適
切な温度で熱処理したときに析出する化合物Ｒ2Ｆｅ14
Ｂは、本発明の硬磁性材料に硬磁気特性を付与するもの
である。良好な非晶質相または微細結晶質相を得るため
には、Ｂの濃度を２原子％以上とするのが望ましいが、
Ｂの組成比ｗの増加に伴って飽和磁化（Ｉｓ）、残留磁
化（Ｉｒ）、および保磁力（ｉＨｃ）が減少するので、
良好な硬磁気特性を得るために、Ｂの組成比ｗを２０原
子％以下、より好ましくは７原子％以下、更に好ましく
は５原子％以下とするのが望ましい。
【００２７】また、本発明の硬磁性材料には、Ｃｒ、Ａ
ｌ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｇａ、Ｇｅのうち１種以上の元素Ｅが添加さ
れていてもよく、その場合の硬磁性材料は、下記の組成
式で表すことができる。 ＴxＭyＲzＢwＥv この場合の磁性を担う元素Ｔの組成比ｘは、基本的に全
体から元素Ｍ、Ｒ、Ｂ、Ｅの含有量を差し引いた残部で
あるが、飽和磁化（Ｉｓ）を増加させる点から好ましく
は５０原子％以上、より好ましくは８０原子％以上９３
原子％以下の範囲であり、１００ｅｍｕ／ｇ以上の高い
残留磁化（Ｉｒ）と高い保磁力（ｉＨｃ）の両立を実現
するためには８６原子％以上９３原子％以下の範囲とす
るのが好ましい。上記組成式中の元素Ｍの組成比ｙは、
良好な硬磁気特性を得るために、好ましくは０原子％以
上１５原子％以下、より好ましくは１原子％以上５原子
％以下の範囲であり、１００ｅｍｕ／ｇ以上の高い残留
磁化（Ｉｒ）を実現するためには、１原子％以上３原子
％以下の範囲とすることが好ましい。なお、より高い残
留磁化（Ｉｒ）を得るためには、組成比を０．５原子％
以上１原子％以下としても良い。
【００２８】上記組成式中の元素Ｒの組成比ｚは、本発
明の硬磁性材料に優れた硬磁気特性を付与するためと、
良好な非晶質相または微細結晶質相を得るために、好ま
しくは３原子％以上２０原子％以下、より好ましくは３
原子％以上１０原子％以下の範囲であり、１００ｅｍｕ
／ｇ以上の高い残留磁化（Ｉｒ）を実現するためには、
３原子％以上７％以下の範囲とするのが好ましい。上記
組成式中のＢの組成比ｗは、良好な非晶質相または微細
結晶質相を得るために２原子％以上とするのが望ましい
が、良好な硬磁気特性を得るためには、Ｂの組成比ｗを
２０原子％以下、より好ましくは７原子％以下、更に好
ましくは５原子％以下とするのが望ましい。元素Ｅが添
加されることによって硬磁性材料の耐食性が向上、もし
くは、結晶組織の微細化を促進させることができる。従
って、元素Ｅの組成比ｖは、０．１原子％以上であるこ
とが好ましい。ただし、元素Ｅの組成比ｖが高過ぎると
硬磁気特性が劣化するので、元素Ｅの組成比ｖは、好ま
しくは１０原子％以下、より好ましくは５原子％以下と
される。また、１００ｅｍｕ／ｇ以上の高い残留磁化
（Ｉｒ）を達成するためには、元素Ｅを添加しない方が
好ましい。
【００２９】本発明の硬磁性材料において、元素Ｔ中に
Ｆｅ以外にＣｏが含まれるようにすれば、パーミアンス
係数が２以上となる形状で使用したときの磁化の温度係
数の絶対値、パーミアンス係数が１０以上となる形状で
使用したときの磁化の温度係数の絶対値及び保磁力の温
度係数の絶対値を小さくすることができる点で好まし
い。その理由は、元素Ｔ中にＣｏが含まれているとキュ
リー温度が上昇するので、磁化や保磁力の温度変化が小
さくなり、また、磁化の角型比が高くなるため磁気特性
の温度変化が小さくなり、さらに、このＣｏはｂｃｃ−
Ｆｅ相にも含まれるので、残留磁化の温度変化が小さく
なるからである。Ｃｏの含有量は、多過ぎると磁気特性
を劣化させるので、好ましくは５０原子％以下、より好
ましくは０．５原子％以上３０原子％以下、さらに好ま
しくは０．５原子％以上２０原子％以下の範囲とされ、
合金の組成や熱処理条件等に応じて適宜設定するのが好
ましい。
【００３０】また、本発明の硬磁性材料において、Ｓｉ
を元素Ｔ置換で添加すれば、磁気特性、特に保磁力（ｉ
Ｈｃ）、および最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）max）
をさらに向上させることができ、また、パーミアンス係
数が２以上となる形状で使用したときの磁化の温度係数
の絶対値、特に、パーミアンス係数が１０以上となる形
状で使用したときの磁化の温度係数の絶対値を低くする
ことができる。Ｓｉの添加量は、多過ぎると元素Ｔの組
成比が低くなるために硬磁性材料の磁気特性がかえって
低下するので、好ましくは０．５原子％以上５原子％以
下、より好ましくは０．５原子％以上３原子％以下の範
囲とされ、合金の組成や熱処理条件等に応じて適宜設定
するのが好ましい。このようにして保磁力（ｉＨｃ）お
よび温度特性が改善された硬磁性材料は、特に、小型モ
ータ用磁石、センサとして好適に用いられる。
【００３１】つぎに、本発明に係る硬磁性材料は、以下
のようにして製造することができる。上述のような非晶
質を主相とする合金を得る方法は、回転ドラムに合金溶
湯を吹き付けて急冷して薄帯状に形成する方法、合金溶
湯を冷却用気体中に噴出して液滴状態で急冷して粉末状
に形成する方法などの液体急冷法、あるいはスパッタリ
ングやＣＶＤ法による方法等を用いることができる。ま
た、上記非晶質を主相とする合金に対する熱処理は、任
意の加熱手段を用いて行なうことができ、例えば本発明
の硬磁性材料からなる圧密体を得る場合には、まず非晶
質を主相とする合金を粉末状にし、その合金粉末をホッ
トプレスにより加圧成形すると同時に適切な昇温速度お
よび熱処理温度（アニール温度）で熱処理する方法を好
ましく用いることができる。
【００３２】熱処理時の昇温速度は、１０Ｋ／分以上、
好ましくは１００Ｋ／分以上の範囲で、非晶質を主相と
する合金の組成により好ましく設定される。熱処理時の
昇温速度が１０Ｋ／分未満であると、熱処理により合金
中に析出する結晶粒が粗大化して、ソフト磁性相（ｂｃ
ｃ（体心立方構造）−Ｆｅ）とハード磁性相（Ｒ2Ｆｅ
14Ｂ） の交換結合特性が低下し、硬磁気特性が劣化す
るので好ましくない。また、熱処理時の昇温速度を１０
０Ｋ／分以上の範囲とすることにより、微細組織の均一
化による特性向上や、熱処理工程や製造工程に要する時
間の短縮化が可能となる。なお、昇温速度の上限として
は、装置上の制約から、２００Ｋ／分程度とされる。
【００３３】特に、非晶質相を主相とする合金を熱処理
する時の昇温速度を、少なくとも結晶質相の初相が析出
する温度範囲において１０Ｋ／分以上、より好ましくは
５０Ｋ／分以上とすることにより、更に優れた硬磁気特
性が得られる。本発明に係る硬磁性材料においては、熱
処理によって析出する結晶相にはｂｃｃ−Ｆｅ相（ソフ
ト磁性相）、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ（ハード磁性相）及びＦｅ3Ｂ
相が含まれ、これらの結晶相のうちで最も低い温度で析
出する相（初相）は、例えばｂｃｃ−Ｆｅ相またはＦｅ
3Ｂ相またはＦｅ2Ｂ相等であり、このいずれかが初相に
なるか、あるいはその析出する温度は、非晶質相を主相
とする合金の組成によって異なり、例えば５００〜６５
０℃の範囲内である。また、ｂｃｃ−Ｆｅ相が初相とし
て析出することが最も好ましい。この温度範囲内におけ
る昇温速度が１０Ｋ／分未満であると、熱処理により合
金中に析出するｂｃｃ−Ｆｅ相の結晶粒が粗大化するた
め、ソフト磁性相（ｂｃｃ（体心立方構造）−Ｆｅ）と
ハード磁性相（Ｒ2Ｆｅ14Ｂ）の交換結合特性が低下
し、硬磁気特性が劣化するため好ましくない。また、結
晶質相の初相が析出する温度範囲での昇温速度を５０Ｋ
／分以上の範囲とすることにより、ｂｃｃ−Ｆｅ相の結
晶粒の粒径をより微細化することが可能となり、均一な
微細組織の結晶相が形成できる。
【００３４】上述の非晶質相を主相とする合金の組織内
では、合金組成のゆらぎ、即ち合金組成の濃度の差が大
きい。熱処理時にはこれらのゆらぎの部分を核として結
晶相の初相（ｂｃｃ−Ｆｅ相）が成長する。このとき、
昇温速度が大きいと、核の発生確率が高くなり、ｂｃｃ
−Ｆｅ相の結晶粒が合金組織内で数多く析出する。結晶
粒径は、昇温速度に依存するので、ｂｃｃ−Ｆｅ相の粒
径は昇温速度が大きいほど小さくなる。更に、昇温を続
けると、ｂｃｃ−Ｆｅ相の粒界の部分からＲ2Ｆｅ14Ｂ
相が析出し始める。このときの昇温速度は必ずしも１０
Ｋ／分以上にする必要はない。Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相の粒径の
昇温速度の依存性はｂｃｃ−Ｆｅ相の場合よりも大き
く、昇温速度が大きいほど粒径が小さくなる傾向にある
が、本発明においては、ｂｃｃ−Ｆｅ相の結晶粒が既に
数多く析出しており、合金組織中におけるｂｃｃ−Ｆｅ
相の結晶粒の占める体積が大きくなっているために、Ｒ
2Ｆｅ14Ｂ相が析出するスペースが相対的に小さくな
り、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相が析出する温度範囲における昇温速
度が１０Ｋ／分未満であっても、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相の粒径
が小さくなる。つまり、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相の粒径は、初相
（ｂｃｃ−Ｆｅ相）の析出する温度範囲での昇温速度に
大きく依存している。このようにして、本発明における
硬磁性材料においては、多数のｂｃｃ−Ｆｅ相の結晶粒
の周辺に、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相の結晶粒が多数析出した形態
となり、ｂｃｃ−Ｆｅ相とＲ2Ｆｅ14Ｂ相との交換結合
特性が向上し、硬磁気特性が向上するものと考えられ
る。
【００３５】熱処理時の熱処理温度（アニール温度）
は、好ましくは８７３〜１１７３Ｋ（６００〜９００
℃）、より好ましくは９７３Ｋ〜１０２３Ｋ（７００〜
８００℃）の範囲、保持時間（熱処理時間）は好ましく
は０〜６０分、より好ましくは３〜１０分の範囲で、非
晶質相を主相とする合金の組成により好ましく設定され
る。熱処理温度が８７３Ｋ（６００℃）未満であると、
硬磁気特性を担うＲ2Ｆｅ1 4Ｂ相の析出量が少ないため
十分な硬磁気特性が得られず、好ましくない。一方、熱
処理温度が１１７３Ｋ（９００℃）を越えると、他の析
出物が析出して硬磁気特性が低下してしまうため好まし
くない。
【００３６】図１は、本発明の硬磁性材料をホールポテ
ンショメータ用磁石に適用した実施形態の例を示す斜視
図である。図中符号１は上述の本発明に係る硬磁性材料
からなる磁石部、２はこの磁石部１を支持するための支
持部である。上記磁石部１は、パーミアンス係数が約５
程度となる形状に成形された扇形のものであり、磁化の
温度係数の絶対値が０．１３％／Ｋ以下であり、保磁力
の温度係数の絶対値が０．３５％／Ｋ以下のものであ
る。上記支持部は、磁石部１を収納するための切り欠き
部３を有する円盤部４と、この円盤部４の頂部から突出
して設けられた円柱状の接続部５からなるものである。
【００３７】実施形態のホールポテンショメータ用磁石
にあっては、本発明に係る硬磁性材料性からなる磁石部
１が用いられたことにより、従来のフェライト磁石やＮ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石より温度特性が同等かまたは優れて
おり、温度変化に起因する出力のドリフトを防止するこ
とができるので、電子機器の回路電圧の精度良く調整す
ることができる。また、実施形態のホールポテンショメ
ータ用磁石にあっては、従来のＳｍ−Ｃｏ系磁石やＮｄ
−Ｆｅ−Ｂ系磁石より低コストであり、従来のフェライ
トやアルニコ磁石より硬磁気特性が優れる。
【００３８】図２は、本発明の硬磁性材料を磁気式ロー
タリーエンコーダ用磁石に適用した実施形態の例を示す
斜視図である。図中符号１０は、実施形態の磁気式ロー
タリーエンコーダ用磁石である。この実施形態の磁気式
ロータリーエンコーダ用磁石１０は、上述の本発明に係
わる硬磁性材料からなり、パーミアンス係数が約２程度
となる形状に成形された円盤状のものであり、その円周
に沿って多極に着磁されてなるものである。また、この
ロータリーエンコーダ用磁石１０は、磁化の温度係数の
絶対値が０．１５％／Ｋ以下のものである。実施形態の
磁気式ロータリーエンコーダ用磁石１０にあっては、本
発明に係わる硬磁性材料性が用いられたことにより、従
来のフェライト磁石やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石より温度特
性が同等かまたは優れており、温度変化に起因する出力
のドリフトを防止することができるので、電子機器の回
転角度等を精度良く検出することができる。また、実施
形態の磁気式ロータリーエンコーダ用磁石１０にあって
は、従来のＳｍ−Ｃｏ系磁石やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石よ
り低コストであり、従来のフェライトやアルニコ磁石よ
り硬磁気特性が優れる。
【００３９】図３は、本発明の硬磁性材料をスピーカ用
磁石に適用した実施形態の第一の例を示す断面図であ
る。図中符号２１は鉄からなるポールピース、２２は該
ポールピース２１の外方に隙間を隔てて設けられた円筒
状の圧粉磁心（ヨーク）、２３、２４はポールピース２
１とヨーク２２の隙間の上下にそれぞれ配置された本発
明の硬磁性材料からなる磁石、２５はコーン状振動板で
ある。上記磁石２３、２４は、リング状に形成されてい
るものである。これら磁石２３、２４により作られる磁
気ギャップ間には音声コイル（図示略）が配置されてお
り、さらにこの音声コイルはコーン状振動板２５に接続
されている。この音声コイルに増幅器からの音声電流が
流れると、それに応じて運動を起し、これに接続されて
いるコーン状振動板２５を動かし、音として放射するこ
とができる。
【００４０】第一の例のスピーカ用磁石にあっては、本
発明に係る硬磁性材料性からなる磁石２３、２４が用い
られたことにより、従来のフェライト磁石やＮｄ−Ｆｅ
−Ｂ系磁石より温度特性が優れており、温度変化に起因
する出力のドリフトを防止することができるので、音声
電流を精度良くボイスコイルに流すことができる。ま
た、第一の例のスピーカ用磁石にあっては、従来のＳｍ
−Ｃｏ系磁石やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石より低コストであ
り、従来のフェライトやアルニコ磁石より硬磁気特性が
優れる。
【００４１】図４は、本発明の硬磁性材料をスピーカ用
磁石に適用した実施形態の第二の例を示す断面図であ
る。図中符号３１、３２は対向配置された上下一対の鉄
からなるポールピース、３３は該ポールピース３１、３
２の間に配設された本発明の硬磁性材料からなる磁石、
３４はこれらのポールピース３１、３２及び磁石３３の
外方に隙間を隔てて設けられた円筒状のヨーク、３５は
コーン状振動板であり、３６は磁気シールドカバーであ
る。上記磁石３３は、リング状に形成されたものであ
る。上記ポールピース３１、３２、磁石３３は、ボルト
３７、ワッシャー３８、ナット３９により磁気シールド
カバー３６に取り付けられている。第二の例のスピーカ
用磁石にあっては、本発明に係る硬磁性材料性からなる
磁石３３が用いられたことにより、上述の第一の例のス
ピーカ用磁石と略同様の効果がある。
【００４２】上述の硬磁性材料は、特に、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉのうち１種以上の元素Ｔと、希土類元素のうちの１
種以上からなる元素Ｒと、Ｂとを含む合金からなり、パ
ーミアンス係数が２以上となる形状で使用したときの磁
化の温度係数の絶対値が０．１５％／Ｋ以下のものであ
るので、従来のフェライトやＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石より
温度特性が同等かまたは優れており、従って、センサ等
に利用した場合に温度変化に起因する出力のドリフトを
防止することができるので、検出精度の信頼性を向上さ
せることができる。また、パーミアンス係数が２以下と
なるような形状で使用した場合においては、硬磁性材料
の温度特性は保磁力の温度係数に大きく影響されるが、
上述の硬磁性材料は、保磁力の温度係数の絶対値が０．
３５％／Ｋ以下と小さいので、従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系
磁石より温度特性が同等かまたは優れており、小型の磁
気センサ、ロータリーエンコーダ等に使用した場合に
は、温度変化に起因する出力のドリフトを防止すること
ができるので、検出精度の信頼性を向上させることがで
きる。
【００４３】また、本発明に係る硬磁性材料は、平均結
晶粒径１００ｎｍ以下の微細結晶質相を主体として含ん
でおり、この微細結晶質相には、平均結晶粒径１００ｎ
ｍ以下のｂｃｃ−Ｆｅ相と、平均結晶粒径１００ｎｍ以
下のＲ2Ｆｅ14Ｂ相が析出しているので、ソフト磁性相
（ｂｃｃ（体心立方構造）−Ｆｅ）とハード磁性相（Ｒ
2Ｆｅ14Ｂ）の交換結合特性が向上しており、残留磁化
（Ｉｒ）、角型比（ Ｉｒ／Ｉｓ）、保磁力（ｉＨ
ｃ）、最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）max）が増加
し、優 れた硬磁気特性が得られる。具体的には、残留
磁化（Ｉｒ）が１００ｅｍｕ／ｇ以上、好ましくは１３
０ｅｍｕ／ｇ以上の硬磁性材料、角型比（Ｉｒ／Ｉｓ）
が０．６以上、好ましくは０．７以上の硬磁性材料、保
磁力（ｉＨｃ）が１ｋＯｅ以上、好ましくは２ｋＯｅ以
上の硬磁性材料、最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）ma
x）が１００ｋＪ／ｍ3を越える優れた硬磁性材料を実現
することができる。
【００４４】さらに、本発明に係る硬磁性材料は、希土
類元素Ｒの含有量を少なくしても優れた硬磁気特性が得
られるので、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石
に比べて比較的低い製造コストで製造することができ
る。
【００４５】また、上述の硬磁性材料は、急冷直後にお
いて非晶質相を主相とする合金を熱処理して微細な結晶
相を析出させたものであり、特に、熱処理する際の昇温
速度が、結晶質相の初相が析出する温度範囲において１
０Ｋ／分以上とすることにより、ｂｃｃ−Ｆｅ相の結晶
粒が多数形成し、その結晶粒の肥大化を防ぐことができ
ると共に、後から生成するＲ2Ｆｅ14Ｂ相の結晶粒の肥
大化も防げるので、上記合金中に析出する微細結晶質相
のｂｃｃ−Ｆｅ相とＲ2Ｆｅ14Ｂ相の平均結晶粒径を微
細化することができる。
【００４６】さらに、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相においては、元来
ｂｃｃ−Ｆｅ相と同程度の微細な平均結晶粒径を有して
おり、また、ｂｃｃ−Ｆｅ相の結晶粒がＲ2Ｆｅ14Ｂ相
が析出する以前に多数生成し、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相が析出す
るスペースが小さくなっているので、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相の
結晶粒の大きさは、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相の析出する温度領域
における昇温速度に依存せず、初相（ｂｃｃ−Ｆｅ相）
の析出する温度領域における昇温速度に依存している。
つまり、初相（ｂｃｃ−Ｆｅ相）の析出する温度領域で
昇温速度を速くすることにより、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相の平均
結晶粒径が微細化される。従って、ｂｃｃ−Ｆｅ相の結
晶粒とＲ2Ｆｅ14Ｂ相の結晶粒との隣り合う確率が高く
なり、ソフト磁性相（ｂｃｃ（体心立方構造）−Ｆｅ）
とハード磁性相（Ｒ2Ｆｅ14Ｂ）の交換結合が行われ易
くなるために交換結合特性が向上し、残留磁化（Ｉ
ｒ）、角型比（Ｉｒ／Ｉｓ）、保磁力（ｉＨｃ）、最大
磁気エネルギー積（（ＢＨ）max）が増加し、優れた硬
磁気特性が得られる。
【００４７】また、本発明に係る硬磁性材料にあって
は、Ｓｉ元素をＴ元素置換で０．５〜５原子％添加、あ
るいはＴ元素中にＦｅ以外にＣｏが０．５〜５０％含ま
れるようにすることにより、パーミアンス係数が２以上
となる形状で使用したときの磁化の温度係数の絶対値が
０．１５％／Ｋ以下のもの、特に、パーミアンス係数が
１０以上となる形状で使用したときの磁化の温度係数の
絶対値が０．１％／Ｋ以下のものを実現することがで
き、温度特性を向上させることができる。従って、本発
明に係る硬磁性材料は、磁気式ロータリーエンコーダや
ポテンショメータ、センサ、アクチュエータ、スピー
カ、モータなどに好適に用いることができる。
【００４８】
【実施例】（実験例１）以下のようにして、各種組成の
急冷薄帯合金を熱処理して硬磁性材料を作製した。ま
ず、アーク溶解法によりインゴットを作製し、Ａｒ雰囲
気中において回転しているＣｕロール上に、溶解した金
属をスリット径約０．３ｍｍの細幅ノズルから吹出すこ
とにより、約２０μｍの厚さの急冷薄帯合金を作製し
た。次いで、得られた急冷薄帯合金を１×１０-2Ｐａ以
下の赤外線イメージ炉中において、昇温速度１８０Ｋ／
分で加熱し、アニール温度１０２３Ｋ（７５０℃）で約
１８０秒間保持する条件で熱処理して得られる薄帯合金
試料（実施例）を得た。ここで得られた薄帯合金試料の
組成は、いずれも本発明の範囲内にあるＦｅ 76Ｃｏ10Ｎ
ｂ2Ｐｒ7Ｂ5なる組成の薄帯合金、Ｆｅ66Ｃｏ20Ｎｂ2Ｐ
ｒ7Ｂ5なる組成の薄帯合金、Ｆｅ84Ｎｂ2Ｐｒ7Ｂ5Ｓｉ2
なる組成の薄帯合金であった。
【００４９】得られた実施例の薄帯合金試料について、
ＶＳＭ（振動試料型磁力計）を用いて、１０ｋＯｅの印
加磁場中及び真空中で室温〜約４９０Ｋにおける減磁曲
線（第２象限）を測定した。結果を図５〜図７に示す。
図５〜図７中、イはパーミアンス係数（ｐ）が１０（角
柱形）である直線であり、ロはｐが１．５（円盤形）で
ある直線である。また、減磁曲線（第２象限）より求め
た残留磁化（Ｉｒ）及び保磁力（ｉＨｃ）の温度変化を
図８に示す。
【００５０】また、表１には、実施例の薄帯合金試料の
室温での磁気特性を示す。なお、表１中、Ｉｒ／Ｉｓは
飽和磁化（Ｉｓ）に対する残留磁化（Ｉｒ）の割合（角
型比）である。更に、表２には、実施例の薄帯合金試料
の室温〜約４９０Ｋにおける残留磁化及び保磁力の温度
係数と、ｐ＝１．５、ｐ＝１０となる形状としたときの
残留磁化の温度係数を示す。
【００５１】図８には、比較例として従来のフェライト
磁石とＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ）磁石の磁気
特性と温度との関係を示す。また、表２には、これらの
従来の磁石の残留磁化及び保磁力の温度係数を合わせて
示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】図８及び表２から、実施例の薄帯合金試料
ならびに比較例の磁石は、温度の上昇とともに残留磁化
（Ｉｒ）及び保磁力（ｉＨｃ）が減少する傾向が認めら
れる。保磁力の温度係数（ｄｉＨｃ／ｄＴ）について
は、実施例のＦｅ88Ｎｂ2Ｐｒ5Ｂ5なる組成の試料が−
０．４３ ％／Ｋであり、比較例のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁
石の値（−０．４％／Ｋ）に近い値である。一方、Ｃｏ
やＳｉを添加した実施例の薄帯合金試料では、−０．２
８〜−０．３６％／Ｋと比較例のＦｅ77Ｎｄ15Ｂ8の磁
石よりも小さい値であることが認められる。このよう
に、Ｃｏを添加することによって保磁力の温度係数が減
少するのは、ハード磁性相のキュリー温度が上昇するこ
とに起因するものと考えられる。
【００５５】次に、残留磁化の温度係数（ｄＩｒ／ｄ
Ｔ）については、実施例のＦｅ88Ｎｂ 2Ｐ ｒ5Ｂ5なる組
成の試料が−０．０６％／Ｋであり、比較例のＮｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系磁石（Ｆｅ77Ｎｄ15Ｂ8、（Ｆｅ0.9Ｃｏ0.1）
77Ｎｄ15Ｂ8なる組成の磁石）の値が−０．１１〜−
０．１６％／Ｋであるのに比べて低くなっている。これ
は、比較例の磁石では磁化に関与する相がハード磁性相
のみであるに対して、実施例の薄帯合金試料では、ハー
ド磁性相と、磁化の温度変化率の小さいソフト磁性相
（ｂｃｃ−Ｆｅ相）が混在したナノ複相組織を有してい
るからであると考えられる。また、ＣｏやＳｉを添加し
た実施例の薄帯合金試料では、Ｉｒの温度係数が−０．
０２％／Ｋと大幅に小さい値であることが認められる。
図６から、Ｆｅ66Ｃｏ20Ｎｂ2Ｐｒ7Ｂ5なる組成の試料
においては、特に、ｐ＝ １０以上の領域で磁化の温度
変化が小さく、温度特性が優れていることが分る。
【００５６】図９は、実施例の薄帯合金試料をｐ＝１．
５、ｐ＝１０となる形状でそれぞれ使用したときの各温
度での残留磁化（Ｉｒ）の値を、図５〜図７に示す減磁
曲線より求めたものである。また、図９には、比較とし
て、従来のＳｍ−Ｃｏ磁石とＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石（Ｎ
ｄ2Ｆ ｅ14Ｂなる組成）とをｐ＝１．５、ｐ＝１０とな
る形状でそれぞれ使用したときの残留磁化（Ｉｒ）の温
度変化を合わせて示す。図１０は、本発明の組成の範囲
内にあるＦｅ88Ｎｂ2Ｎｄ5Ｂ5なる組成の焼結バルク
（合金圧密体）試料及びＦｅ86Ｎｂ2Ｐｒ7Ｂ5なる組成
の薄帯合金試料のパーミアンス係数と残留磁化の温度係
数との関係を示す。また、図１０には、比較として、従
来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂなる組成）
のパーミアンス係数と温度係数との関係を合わせて示
す。
【００５７】表２及び図８〜図１０から、ｐ＝１．５と
低いパーミアンス係数の場合には、Ｓｉを添加した実施
例であるＦｅ84Ｎｂ2Ｐｒ7Ｂ5Ｓｉ2なる組成の試料の磁
化の温度係数が−０．１７％／Ｋであり、Ｃｏを添加し
た実施例であるＦｅ76Ｃｏ10Ｎｂ2Ｐｒ7Ｂ5なる組成
と、Ｆｅ66Ｃｏ20Ｎｂ2Ｐｒ7Ｂ5なる組成の試料の磁化
の温度係数は、それぞれ−０．２０％／Ｋ、−０．３３
％／Ｋであり、また、Ｆｅ 88Ｎｂ2Ｐｒ5Ｂ5なる組成の
試料の磁化の温度係数は、−０．３８％／Ｋと各実施例
とも従来の材料と同等の比較的高い温度係数を有してい
る。しかし、ｐ＝１０と高いパーミアンス係数で使用し
たときには、実施例のＦｅ 88Ｎｂ2Ｎｄ5Ｂ5なる組成の
試料は、磁化の温度係数が−０．１ ２％／Ｋであり、
従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の磁化の温度係数と同じ程
度である。一方、Ｓｉを添加した実施例のＦｅ84Ｎｂ2
Ｐｒ7Ｂ5Ｓｉ2なる組成の試料は−０．０５％／Ｋであ
り、Ｃｏを添加した実施例のＦｅ66Ｃｏ20Ｎｂ2Ｐｒ7Ｂ
5なる組成の試料は−０．０８％／Ｋとさらに温度によ
る磁気特性の変化が小さいことを示している。また、ｐ
＝１０となる形状で使用したときには、実施例の薄帯合
金試料、特に、Ｆｅ66Ｃｏ20Ｎｂ2Ｐｒ7Ｂ5なる組成の
試料は、３００〜４３０Ｋ（２７〜１５７℃）程度の実
用温度範囲において磁化の温度係数の絶対値が小さく、
比較例のＳｍ−Ｃｏ系磁石と同じ程度の優れた温度特性
を有しており、比較例のＮｄ2Ｆｅ14Ｂ系磁石よりも温
度特性が優れていることが分る。
【００５８】表２及び図８〜図１０から、実施例の試料
は、パーミアンス係数が２以上で使用すれば比較例のＮ
ｄ2Ｆｅ14Ｂ系磁石の磁化の温度係数の絶対値と同じ程
度であるか、あるいは小さく、特に、パーミアンス係数
が１０以上で使用したとき、磁化の温度係数は０．１％
／Ｋよりも小さな値が得られており、比較例のＮｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系磁石よりも磁化の温度係数の絶対値が小さく、
温度特性が優れていることが分る。
【００５９】（実験例２）実験例１と同様にして、Ｆｅ
90Ｎｂ2Ｎｄ5Ｂ3、Ｆｅ89Ｎｂ2Ｎｄ5Ｂ4、Ｆｅ89Ｎｂ2
Ｎｄ4Ｂ5、Ｆｅ79Ｃｏ10Ｎｂ2Ｎｄ4Ｂ5なる組成の薄帯
合金試料を得た。得られた薄帯合金試料について、ＶＳ
Ｍ（振動試料型磁力計）を用いて、１０ｋＯｅの印加磁
場中及び真空中で室温〜約１６０℃における減磁曲線
（第２象限）を測定し、保磁力の温度係数を求めた。結
果を表３に示す。また、表３には、従来のＦｅ77Ｎｄ15
Ｂ8、（Ｆｅ0.9Ｃｏ0.1）77Ｎｄ15Ｂ8なる組成の薄帯合
金試料の室温〜２００℃における保磁力の温度係数を合
わせて示す。更に、図１１には、減磁曲線から得られた
温度と保磁力（ｉＨｃ）との関係を示す。
【００６０】
【表３】
【００６１】表３で明らかなように、本実施例の薄帯合
金試料は、保磁力の温度係数の絶対値がいずれも０．３
５％／Ｋよりも低くなっており、保磁力の温度変化が小
さいことがわかる。特に、室温〜約１００℃での保磁力
の温度係数の絶対値が０．３０％／Ｋ以下となり、温度
特性に優れていることがわかる。一方、従来のＦｅ77Ｎ
ｄ15Ｂ8、（Ｆｅ0.9Ｃｏ0.1）77Ｎｄ15Ｂ8なる組成の薄
帯合金試料については、保磁力の温度係数の絶対値がそ
れぞれ０．４％／Ｋ、０．３５％／Ｋであり、本実施例
の薄帯合金試料よりも大きくなっている。また、図１１
から明らかなように、温度の上昇とともに保磁力（ｉＨ
ｃ）が緩やかに低下している。従って、このような薄帯
合金試料（永久磁石）を磁気センサに用いた場合には、
磁気センサの作動温度が急激に上昇しても、保磁力（ｉ
Ｈｃ）の変化が小さいために、磁気センサからの出力の
ドリフトを小さくすることができる。
【００６２】（実験例３）実験例１と同様にして、Ｆｅ
88Ｎｂ2Ｎｄ5Ｂ5なる組成の急冷薄帯合金を作製した。
次いで、得られた急冷薄帯合金を１×１０-2Ｐａ以下の
赤外線イメージ炉中において、７５０℃まで昇温し、約
１８０秒間保持する条件で熱処理することにより、薄帯
合金試料を得た。熱処理の昇温速度については、図１２
に示すように、室温（２７℃）からＴ1まで１８０Ｋ／
分、Ｔ1から７５０℃（１０２３Ｋ）まで３Ｋ／分と
し、Ｔ1を２７〜７５０℃の範囲で試料毎に任意に変更
することにより、種々の昇温速度で熱処理した薄帯合金
試料を得た。更に、図１３に示すように、室温（２７
℃）からＴ2まで３Ｋ／分、Ｔ2から７５０℃まで１８０
Ｋ／分とし、Ｔ2を２７〜７５０℃の範囲で試料毎に任
意に変更 することにより、種々の昇温速度で熱処理し
た薄帯合金試料を得た。
【００６３】急冷薄帯合金について、昇温速度を６〜４
０Ｋ／分としてＤＳＣ測定（示差走査熱量測定）を行っ
た。結果を図１４に示す。いずれの昇温速度において
も、５００〜６５０℃の範囲において、ｂｃｃ−Ｆｅ相
の結晶化による発熱ピークが確認される。また、６５０
℃以上の温度範囲において、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相の結晶化
による発熱ピークが確認される。
【００６４】Ｔ1を２７〜７５０℃の範囲で任意に変化
させて得られた薄帯合金試料の残留磁化（Ｉｒ）、角形
比（Ｉｒ／Ｉｓ）、保磁力（ｉＨｃ）のＴ1の依存性を
調べた結果を図１５に示す。図１５から明らかなよう
に、Ｔ1が５００℃以下では、Ｉｒ、Ｉｒ／Ｉｓ、ｉＨ
ｃが低く、硬磁気特性が劣化していることがわかる。こ
れは、図１２から、Ｔ1が５００℃以下では、昇温速度
３Ｋ／分の温度範囲の下限が５００℃以下となり、ｂｃ
ｃ−Ｆｅ相の析出する温度範囲（５００〜６５０℃）で
昇温速度が低くなるので、ｂｃｃ−Ｆｅ相の発生核サイ
ト数が減少し、結果的にｂｃｃ−Ｆｅ相及びｂｃｃ−Ｆ
ｅ相の粒間から析出し成長するＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相の結晶
粒径が大きくなり、交換結合性が低下して硬磁気特性が
劣化したものと推定される。また、昇温速度３Ｋ／分の
温度範囲が６５０〜７５０℃の場合（Ｔ1が６５０℃）
では、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相の析出する温度範囲において昇
温速度が低くなっている。Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相の結晶粒の
肥大化による交換結合性の低下が懸念されたが、実際に
は、得られた薄帯合金試料の硬磁気特性は図１５に示す
ように良好であった。これは、速い昇温速度下でｂｃｃ
−Ｆｅ相の結晶粒が既に数多く析出し、Ｎｄ 2Ｆｅ14Ｂ
相の析出するスペースが相対的に小さくなっているの
で、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相の析出の際の結晶粒の成長が抑制
されたために、交換結合性が向上したためと推定され
る。
【００６５】次に、Ｔ2を２７〜７５０℃の範囲で任意
に変化させて得られた薄帯合金試料の残留磁化（Ｉ
ｒ）、角形比（Ｉｒ／Ｉｓ）、保磁力（ｉＨｃ）のＴ2
の依存性を調べた結果を図１６に示す。図１６から明ら
かなように、Ｔ2が６５０℃以上では、残留磁化（Ｉ
ｒ）、角形 比（Ｉｒ／Ｉｓ）、保磁力（ｉＨｃ）が低
く、硬磁気特性が劣化していることがわかる。これは、
図１３から、Ｔ2が６５０℃以上では、昇温速度３Ｋ／
分の温度範囲の 上限が６５０℃以上となり、ｂｃｃ−
Ｆｅ相の析出する温度範囲（５００〜６５０℃）での昇
温速度が低くなるので、ｂｃｃ−Ｆｅ相の結晶粒が肥大
化し、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相との交換結合性が低下して硬磁
気特性が劣化したものと推定される。
【００６６】以上の結果から、組成が本発明の範囲であ
り、ｂｃｃ−Ｆｅ相（初相）が析出する温度範囲内（５
００〜６５０℃）において、昇温速度を１０Ｋ／分以上
とすることにより、硬磁気特性に優れた薄帯合金試料が
得られることがわかる。
【００６７】（実験例４）Ｆｅ88Ｎｂ2Ｐｒ5Ｂ5なる組
成の急冷後の非晶質合金薄帯をアニール温度７５０℃で
熱処理して得られた硬磁性材料の磁化の温度変化を調べ
た。また、Ｆｅ88Ｐｒ7Ｂ5なる組成の急冷後の非晶質合
金薄帯をアニール温度６５０℃で熱処理して得られた硬
磁性材料の磁化の温度変化を調べた。その結果を図１７
に示す。図１７には、Ｆｅ88Ｎｂ2Ｐｒ5Ｂ5なる組成の
硬磁性材料とＦｅ88Ｐｒ7Ｂ5なる組成の硬磁性材料の磁
化の温度変化を示す。図１７に示されているように、温
度の上昇とともに磁化は２ステップで減少している。こ
のことから、硬磁性材料の磁化に関与する相が２相存在
していることが認められる。また、３１５℃付近で磁化
の減少の度合いが変化していることから、この付近がＦ
ｅ14Ｎｄ2Ｂ相のキュリー温度であり、７７０℃付近で
磁化の減少の度合いが変化していることから、この付近
がｂｃｃ−Ｆｅ相のキュリー温度であることが分る。な
お、ここで非晶質相に起因する磁化のステップが見られ
ないのは、磁化が低いことと体積分率が小さいことによ
るものと考えられる。
【００６８】また、ここで得られたＦｅ88Ｎｂ2Ｐｒ5Ｂ
5なる組成の硬磁性材料とＦｅ88Ｐｒ7Ｂ5なる組成の硬
磁性材料の磁化曲線の第２象限を図１８に示す。図１８
に示されているように、磁化曲線は、単一相からなる磁
性材料と同様な、ステップの見られない磁化曲線となっ
ており、微細なソフト磁性相とハード磁性相とが磁気的
に結合した交換結合磁石が得られていることが明らかで
ある。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の硬磁性材
料は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち１種以上の元素Ｔと、希
土類元素のうちの１種以上からなる元素Ｒと、Ｂとを含
む合金からなり、パーミアンス係数が２以上となる形状
で使用したときの磁化の温度係数の絶対値が０．１５％
／Ｋ以下であり、保磁力（ｉＨｃ）が１ｋＯｅ以上のも
のであるので、温度特性が優れており、センサ等に利用
した場合に温度変化に起因する出力のドリフトを防止す
ることができるので、検出精度の信頼性を向上させるこ
とができる。また、この硬磁性材料は、熱処理により析
出した微細結晶質相のｂｃｃ−Ｆｅ相の平均結晶粒径が
微細化しており、ソフト磁性相（ｂｃｃ（体心立方構
造）−Ｆｅ）とハード磁性相（Ｒ2Ｆｅ14Ｂ）の交換結
合特性が向上しており、優れた硬磁気特性が得られる。
さらに、この硬磁性材料は、希土類元素Ｒの含有量を少
なくしても良好な硬磁気特性が得られるので、比較的低
い製造コストで製造することができる。
【００７０】また、本発明の硬磁性材料は、保磁力１ｋ
Ｏｅ以下のソフト磁性相または準ハード磁性相と、保磁
力１ｋＯｅ以上のハード磁性相とをそれぞれ１０ｖｏｌ
（体積）％以上含む合金からなり、パーミアンス係数が
２以上となる形状で使用したときの磁化の温度係数の絶
対値が０．１５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋＯｅ以
上のものであるので、ソフト磁性相とハード磁性相のそ
れぞれの特性を兼ね備えることができ、また、低コスト
で、硬磁気特性が優れ、しかも温度特性が優れるという
利点がある。また、本発明の硬磁性材料は、キュリー温
度が６００℃以上の磁性相とキュリー温度が６００℃以
下の磁性相とをそれぞれ１０ｖｏｌ（体積）％以上含む
合金からなり、パーミアンス係数が２以上となる形状で
使用したときの磁化の温度係数の絶対値が０．１５％／
Ｋ以下であり、保磁力が１ｋＯｅ以上のものであるの
で、ソフト磁性相とハード磁性相のそれぞれの特性を兼
ね備えることができ、また、低コストで、硬磁気特性が
優れ、しかも温度特性が優れるという利点がある。
【００７１】本発明の硬磁性材料は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
のうち１種以上の元素Ｔと、希土類元素のうちの１種以
上からなる元素Ｒと、Ｂとを含む合金からなり、保磁力
の温度係数の絶対値が０．３５％／Ｋ以下であり、保磁
力が１ｋＯｅ以上のものであるので、特に小型のセンサ
等に使用した場合には、磁石がパーミアンス係数で２以
下の形状となり、磁石の硬磁気特性は保磁力の温度係数
に影響されることとなり、小型のセンサ等の温度変化に
起因する出力のドリフトを防止することができるので、
検出精度の信頼性を向上させることができる。
【００７２】また、本発明の硬磁性材料は、保磁力１ｋ
Ｏｅ以下のソフト磁性相と保磁力１ｋＯｅ以上のハード
磁性相とをそれぞれ１０ｖｏｌ（体積）％以上含む合金
からなり、保磁力の温度係数の絶対値が０．３５％／Ｋ
以下であり、保磁力が１ｋＯｅ以上のものであるので、
ソフト磁性相とハード磁性相の中間の特性を備えること
ができ、また、低コストで、硬磁気特性が優れ、しかも
温度特性が優れるという利点がある。また、本発明の硬
磁性材料は、キュリー温度が６００℃以上の磁性相とキ
ュリー温度が６００℃以下の磁性相とをそれぞれ１０ｖ
ｏｌ（体積）％以上含む合金からなり、保磁力の温度係
数の絶対値が０．３５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋ
Ｏｅ以上のものであるので、ソフト磁性相とハード磁性
相の中間の特性を備えることができ、また、低コスト
で、硬磁気特性が優れ、しかも温度特性が優れるという
利点がある。
【００７３】本発明に係る硬磁性材料において、平均結
晶粒径１００ｎｍ以下の微細結晶質相を主体として含む
ものにあっては、特に、ソフト磁性相とハード磁性相の
交換結合特性が優れ、硬磁気特性をより向上させること
ができる。また、本発明に係る硬磁性材料において、合
金溶湯を急冷して得られた非晶質相を主相とする合金が
熱処理されたものにあっては、低コストで、硬磁気特性
が優れ、しかも温度特性が優れる硬磁性材料が好適に得
られる。
【００７４】本発明に係る硬磁性材料において、特に、
上記の構成の合金溶湯を急冷して得られた非晶質相を主
相とする合金が、少なくとも結晶質相の初相が析出する
温度範囲において１０Ｋ／分以上の昇温速度で熱処理さ
れてなるものにあっては、ｂｃｃ−Ｆｅ相の結晶粒が多
数形成し、その結晶粒の肥大化を防ぐことができると共
に、後から生成するＲ2Ｆｅ14Ｂ相の結晶粒の肥大化も
防げるので、上記合金中に析出する微細結晶質相のｂｃ
ｃ−Ｆｅ相とＲ2Ｆｅ14Ｂ相の平均結晶粒径を微細化す
ることができる。また、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相においては、粒
径の昇温速度依存性はｂｃｃ−Ｆｅ相の場合よりも大き
いが、ｂｃｃ−Ｆｅ相の結晶粒がＲ2Ｆｅ14Ｂ相が析出
する以前に多数生成し、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相が析出するスペ
ースが小さくなっているので、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相の結晶粒
の大きさはＲ2Ｆｅ14Ｂ相の析出する温度範囲での昇温
速度によらず、初相（ｂｃｃ−Ｆｅ相）の析出する温度
範囲での昇温速度に依存している。即ち、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ
相の結晶粒径は初相の析出する温度領域で高速昇温する
ことにより微細化する。そのことにより、ｂｃｃ−Ｆｅ
相の結晶粒とＲ2Ｆｅ1 4Ｂ相の結晶粒との隣り合う確率
が高くなり、ソフト磁性相（ｂｃｃ（体心立方構造）−
Ｆｅ）とハード磁性相（Ｒ2Ｆｅ14Ｂ）の交換結合が行
われ易くなるために交換結合特性が向上し、優れた硬磁
気特性が得られる。
【００７５】本発明に係る硬磁性材料において、パーミ
アンス係数が２以上となる形状で使用したときの磁化の
温度係数の絶対値が０．１０％／Ｋ以下としたものにあ
っては、特に、温度特性が優れる。また、本発明に係る
硬磁性材料において、パーミアンス係数が１０以上とな
る形状で使用したときの磁化の温度係数の絶対値が０．
０８％／Ｋ以下としたものにあっては、特に、温度特性
が優れる。更に、本発明に係る硬磁性材料において、室
温〜１００℃での保磁力の温度係数の絶対値が０．３０
％／Ｋ以下としたものにあっては、特に、温度特性が優
れる。
【００７６】本発明に係る硬磁性材料によれば、保磁力
が２ｋＯｅ以上の硬磁性材料を実現できる。また、本発
明に係る硬磁性材料によれば、飽和磁化（Ｉｓ）に対す
る残留磁化（Ｉｒ）の割合（Ｉｒ／Ｉｓ）が０．６以上
の硬磁性材料を実現でき、従って、高い残留磁化（Ｉ
ｒ）を実現することができ、高い最大磁気エネルギー積
（（ＢＨ）max）を持つ硬磁性材料を得ることができ
る。本発明の硬磁性材料にあっては、組成をＴxＭyＲz
Ｂwとし、組成比を示すｘ、ｙ、ｚ、ｗは原子％で、５
０≦ｘ、０≦ｙ≦１５、３≦ｚ≦２０、２≦ｗ≦２０な
る関係を満足し、好ましくは８０≦ｘ≦９３、１≦ｙ≦
５、３≦ｚ≦１０、３≦ｗ≦７なる関係を満足し、より
好ましくは８６≦ｘ≦９３、１≦ｙ≦３、３≦ｚ≦７、
３≦ｗ≦５なる関係を満足することにより、かつ、残留
磁化（Ｉｒ）が１００ｅｍｕ／ｇ以上のものとすること
により、希土類元素の濃度が低くても良好な非晶質相が
得られ、その後熱処理されることより硬磁気特性を付与
する化合物が析出されるので、低コストで優れた硬磁気
特性を有し、温度特性が優れた硬磁性材料が得られる。
【００７７】本発明の硬磁性材料にあっては、組成をＴ
xＭyＲzＢwＥvとし、組成比を示すｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｖ
は原子％で、５０≦ｘ、０≦ｙ≦１５、３≦ｚ≦２０、
２≦ｗ≦２０、０≦ｖ≦１０なる関係を満足するものと
することにより、さらに、耐食性をも備えることができ
る。また、ここでの組成式中の組成比を示すｘ、ｙ、
ｚ、ｗ、ｖを原子％で、８０≦ｘ≦９３、１≦ｙ≦５、
３≦ｚ≦１０、３≦ｗ≦７、０≦ｖ≦５、より好ましく
は８６≦ｘ≦９３、１≦ｙ≦３、３≦ｚ≦７、３≦ｗ≦
５、０．１≦ｖ≦５なる関係を満足することにより、耐
食性をも備えるうえ、より優れた硬磁気特性を得ること
ができる。本発明に係る硬磁性材料においては、Ｓｉ元
素がＴ元素置換で０．５〜５原子％添加されることによ
り、あるいはＴ元素中にＦｅ以外にＣｏが含まれること
により、温度特性をより向上させることができる。従っ
て本発明の硬磁性材料にあっては、磁気式ロータリーエ
ンコーダやポテンショメータ、センサ、アクチュエー
タ、スピーカ、モータなどの各種の装置に使用される磁
石材料として有用であり、製造コストの低減を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の硬磁性材料をホールポテンショメー
タ用磁石に適用した実施形態の例を示す斜視図である。
【図２】 本発明の硬磁性材料を磁気式ロータリーエン
コーダ用磁石に適用した実施形態の例を示す斜視図であ
る。
【図３】 本発明の硬磁性材料をスピーカ用磁石に適用
した実施形態の第一の例を示す断面図である。
【図４】 本発明の硬磁性材料をスピーカ用磁石に適用
した実施形態の第二の例を示す断面図である。
【図５】 Ｆｅ76Ｃｏ10Ｎｂ2Ｐｒ7Ｂ5なる組成の薄帯
合金試料の３０２．５Ｋ〜４８９Ｋにおける減磁曲線
（第２象限）を示すグラフである。
【図６】 Ｆｅ66Ｃｏ20Ｎｂ2Ｐｒ7Ｂ5なる組成の薄帯
合金試料の３０８Ｋ〜４７１Ｋにおける減磁曲線（第２
象限）を示すグラフである。
【図７】 Ｆｅ84Ｎｂ2Ｐｒ7Ｂ5Ｓｉ2なる組成の薄帯合
金試料の３０１．５Ｋ〜４７７Ｋにおける減磁曲線（第
２象限）を示すグラフである。
【図８】 実施例の薄帯合金試料ならびに比較例の磁石
の磁気特性と温度との関係を示す図である。
【図９】 実施例の薄帯合金試料ならびに比較例の磁石
をそれぞれｐ＝１．５、ｐ＝１０となる形状で使用した
ときのＩｒの温度変化を示す図である。
【図１０】 本発明の組成の範囲内にある焼結バルク
（合金圧密体）、本発明の組成の範囲内にある薄帯合金
ならびに従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石のパーミアンス係
数と温度係数との関係を示す図である。
【図１１】 本発明の組成の範囲内にある薄帯合金の温
度（Ｔ）と保磁力（ｉＨｃ）との関係を示すグラフであ
る。
【図１２】 昇温速度のパターンを説明するための図で
ある。
【図１３】 昇温速度のパターンを説明するための図で
ある。
【図１４】 急冷法により得られたＦｅ88Ｎｂ2Ｎｄ5Ｂ
5なる組成の非晶質合 金薄帯試料の各昇温速度における
ＤＳＣ（示差走査熱量測定）曲線を示す図である。
【図１５】 Ｆｅ88Ｎｂ2Ｎｄ5Ｂ5なる組成の試料のＩ
ｒ、Ｉｒ／Ｉｓ及びｉ ＨｃのＴ1の依存性を示すグラフ
である。
【図１６】 Ｆｅ88Ｎｂ2Ｎｄ5Ｂ5なる組成の試料のＩ
ｒ、Ｉｒ／Ｉｓ及びｉ ＨｃのＴ2の依存性を示すグラフ
である。
【図１７】 Ｆｅ88Ｎｂ2Ｐｒ5Ｂ5なる組成の硬磁性材
料とＦｅ88Ｐｒ7Ｂ5なる組成の硬磁性材料の磁化の温度
変化を示すグラフである。
【図１８】 Ｆｅ88Ｎｂ2Ｐｒ5Ｂ5なる組成の硬磁性材
料とＦｅ88Ｐｒ7Ｂ5なる組成の硬磁性材料の磁化曲線の
第２象限を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・・磁石部、２・・・支持部、３・・・切り欠き部、４・・・円
盤部、５・・・接続部、１０・・・ロータリーエンコーダ用磁
石、２１・・・ポールピース、２２・・・圧 粉磁心（ヨー
ク）、２３、２４・・・磁石、２５・・・コーン状振動板、３
１、３２・・・ポールピース、３３・・・磁石、３４・・・ヨー
ク、３５・・・コーン状振動板、３６・・・磁気シールドカバ
ー、３７・・・ボルト、３８・・・ワッシャー、３９・・・ナッ
ト。
フロントページの続き (72)発明者 牧野 彰宏 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 山本 豊 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 畑内 隆史 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内元支倉35番地 川 内住宅11−806

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの１種以上の元
    素Ｔと、希土類元素のうちの１種以上からなる元素Ｒ
    と、Ｂとを含む合金からなり、パーミアンス係数が２以
    上となる形状で使用したときの磁化の温度係数の絶対値
    が０．１５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋＯｅ以上で
    あることを特徴とする硬磁性材料。
  2. 【請求項２】 保磁力１ｋＯｅ以下のソフト磁性相また
    は準ハード磁性相と保磁力１ｋＯｅ以上のハード磁性相
    とをそれぞれ１０ｖｏｌ（体積）％以上含む合金からな
    り、パーミアンス係数が２以上となる形状で使用したと
    きの磁化の温度係数の絶対値が０．１５％／Ｋ以下であ
    り、保磁力が１ｋＯｅ以上であることを特徴とする硬磁
    性材料。
  3. 【請求項３】 キュリー温度が６００℃以上の磁性相と
    キュリー温度が６００℃以下の磁性相とをそれぞれ１０
    ｖｏｌ（体積）％以上含む合金からなり、パーミアンス
    係数が２以上となる形状で使用したときの磁化の温度係
    数の絶対値が０．１５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋ
    Ｏｅ以上であることを特徴とする硬磁性材料。
  4. 【請求項４】 Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの１種以上の元
    素Ｔと、希土類元素のうちの１種以上からなる元素Ｒ
    と、Ｂとを含む合金からなり、保磁力の温度係数の絶対
    値が０．３５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋＯｅ以上
    であることを特徴とする硬磁性材料。
  5. 【請求項５】 保磁力１ｋＯｅ以下のソフト磁性相と保
    磁力１ｋＯｅ以上のハード磁性相とをそれぞれ１０ｖｏ
    ｌ（体積）％以上含む合金からなり、保磁力の温度係数
    の絶対値が０．３５％／Ｋ以下であり、保磁力が１ｋＯ
    ｅ以上であることを特徴とする硬磁性材料。
  6. 【請求項６】 キュリー温度が６００℃以上の磁性相と
    キュリー温度が６００℃以下の磁性相とをそれぞれ１０
    ｖｏｌ（体積）％以上含む合金からなり、保磁力の温度
    係数の絶対値が０．３５％／Ｋ以下であり、保磁力が１
    ｋＯｅ以上であることを特徴とする硬磁性材料。
  7. 【請求項７】 平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細結晶
    質相を主相として含むことを特徴とする請求項１〜６の
    いずれかに記載の硬磁性材料。
  8. 【請求項８】 合金溶湯を急冷して得られた非晶質相を
    主相とする合金が熱処理されてなるものであることを特
    徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の硬磁性材料。
  9. 【請求項９】 合金溶湯を急冷して得られた非晶質相を
    主相とする合金が、少なくとも結晶質相の初相が析出す
    る温度範囲において１０Ｋ／分以上の昇温速度で熱処理
    されてなるものであることを特徴とする請求項１〜８の
    いずれかに記載の硬磁性材料。
  10. 【請求項１０】 パーミアンス係数が２以上となる形状
    で使用したときの磁化の温度係数の絶対値が０．１０％
    ／Ｋ以下のものであることを特徴とする請求項１〜９の
    いずれかに記載の硬磁性材料。
  11. 【請求項１１】 パーミアンス係数が１０以上となる形
    状で使用したときの磁化の温度係数の絶対値が０．０８
    ％／Ｋ以下のものであることを特徴とする請求項１〜１
    ０のいずれかに記載の硬磁性材料。
  12. 【請求項１２】 室温から１００℃の温度範囲での保磁
    力の温度係数の絶対値が０．３０％／Ｋ以下であること
    を特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の硬磁性
    材料。
  13. 【請求項１３】 保磁力が２ｋＯｅ以上のものであるこ
    とを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の硬磁
    性材料。
  14. 【請求項１４】 飽和磁化（Ｉｓ）に対する残留磁化
    （Ｉｒ）の割合（Ｉｒ／Ｉｓ）が、０．６以上のもので
    あることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載
    の硬磁性材料。
  15. 【請求項１５】 下記の組成式で表され、残留磁化（Ｉ
    ｒ）が１００ｅｍｕ／ｇ以上のものであることを特徴と
    する請求項１〜１４のいずれかに記載の硬磁性材料。 ＴxＭyＲzＢw ただし、ＴはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち１種以上の元素を
    表わし、ＭはＺｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍ
    ｏ、Ｗのうち１種以上の元素を表わし、Ｒは希土類元素
    のうち１種以上の元素を表わすとともに、組成比を示す
    ｘ、ｙ、ｚ、ｗは原子％で、５０≦ｘ、０≦ｙ≦１５、
    ３≦ｚ≦２０、２≦ｗ≦２０である。
  16. 【請求項１６】 前記組成式中の組成比を示すｘ、ｙ、
    ｚ、ｗは原子％で、８０≦ｘ≦９３、１≦ｙ≦５、３≦
    ｚ≦１０、３≦ｗ≦７であることを特徴とする請求項１
    ５に記載の硬磁性材料。
  17. 【請求項１７】 前記組成式中の組成比を示すｘ、ｙ、
    ｚ、ｗは原子％で、８６≦ｘ≦９３、１≦ｙ≦３、３≦
    ｚ≦７、３≦ｗ≦５であることを特徴とする請求項１５
    に記載の硬磁性材料。
  18. 【請求項１８】 前記組成式中の組成比を示すｘ、ｙ、
    ｚ、ｗは原子％で、ｘ＝１００−ｙ−ｚ−ｗ、１≦ｙ≦
    ３、３≦ｚ≦７、３≦ｗ≦５であることを特徴とする請
    求項１５に記載の硬磁性材料。
  19. 【請求項１９】 下記の組成式で表されることを特徴と
    する請求項１〜１４のいずれかに記載の硬磁性材料。 ＴxＭyＲzＢwＥv ただし、ＴはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち１種以上の元素を
    表わし、ＭはＺｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍ
    ｏ、Ｗのうち１種以上の元素を表わし、Ｒは希土類元素
    のうち１種以上の元素を表わし、ＥはＣｒ、Ａｌ、Ｐ
    ｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
    ｕ、Ｇａ、Ｇｅのうち１種以上の元素を表わすととも
    に、組成比を示すｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｖは原子％で、５０
    ≦ｘ、０≦ｙ≦１５、３≦ｚ≦２０、２≦ｗ≦２０、０
    ≦ｖ≦１０である。
  20. 【請求項２０】 前記組成式中の組成比を示すｘ、ｙ、
    ｚ、ｗ、ｖは原子％で、８０≦ｘ≦９３、１≦ｙ≦５、
    ３≦ｚ≦１０、３≦ｗ≦７、０≦ｖ≦５であることを特
    徴とする請求項１９に記載の硬磁性材料。
  21. 【請求項２１】 前記組成式中の組成比を示すｘ、ｙ、
    ｚ、ｗ、ｖは原子％で、ｘ＝１００−ｙ−ｚ−ｗ−ｖ、
    １≦ｙ≦３、３≦ｚ≦７、３≦ｗ≦５、０．１≦ｖ≦５
    であることを特徴とする請求項１９に記載の硬磁性材
    料。
  22. 【請求項２２】 前記組成式中の組成比を示すｘ、ｙ、
    ｚ、ｗ、ｖは原子％で、８６≦ｘ≦９３、１≦ｙ≦３、
    ３≦ｚ≦７、３≦ｗ≦５、０．１≦ｖ≦５であることを
    特徴とする請求項１９に記載の硬磁性材料。
  23. 【請求項２３】 請求項１〜２２のいずれかに記載の硬
    磁性材料において、ＳｉがＴ元素置換で０．５〜５原子
    ％添加されてなることを特徴とする硬磁性材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6855265B2 (en) 2000-01-07 2005-02-15 Seiko Epson Corporation Magnetic powder and isotropic bonded magnet
JP2007251037A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Meiji Univ 希土類磁石用合金薄帯及び製造方法、希土類磁石用合金
CN106205925A (zh) * 2016-08-29 2016-12-07 四川省有色冶金研究院有限公司 一种RE2Fe14B单相合金及其制备方法

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