JPS5810453B2 - 永久磁石合金材料 - Google Patents
永久磁石合金材料Info
- Publication number
- JPS5810453B2 JPS5810453B2 JP55014452A JP1445280A JPS5810453B2 JP S5810453 B2 JPS5810453 B2 JP S5810453B2 JP 55014452 A JP55014452 A JP 55014452A JP 1445280 A JP1445280 A JP 1445280A JP S5810453 B2 JPS5810453 B2 JP S5810453B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- rare earth
- composition
- alloy material
- magnet alloy
- 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.)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は希土類元素を含む新規な永久磁石合金材料に係
るものである。
るものである。
現在、希土類元素と遷移金属元素とからなる合金系に関
して既に多くの報告がなされ、中でも希土類元素Coと
の合金系が今日永久磁石合金材料として注目され、具体
的にRCo5型ならびにR2Co17型永久磁石合金材
料として工業化されつつある。
して既に多くの報告がなされ、中でも希土類元素Coと
の合金系が今日永久磁石合金材料として注目され、具体
的にRCo5型ならびにR2Co17型永久磁石合金材
料として工業化されつつある。
ところが、希土類元素とNi或はFe単独元素との化合
物又はそれらの合金系については既に永久磁石材料とし
ての可能性が否定されている。
物又はそれらの合金系については既に永久磁石材料とし
ての可能性が否定されている。
即ち、Ni単独元素と希土類元素との化合物・合金に関
しては、例えばSmNi5+PrNi5゜YNi5等の
磁気モーメントの温度依存性に関する報告”J、of
Appl、Phys、Vo133.No、5.May(
1962)、1677頁”があるが、今日永久磁石材料
として実用化されているRCo5型化合物と類似の結晶
構造を有する上述のいずれのRNi、型化合物も全温度
領域に亘って磁気モーメントの大きさは殆んどOであり
、永久磁石材料としての可能性がないことが示されてい
る。
しては、例えばSmNi5+PrNi5゜YNi5等の
磁気モーメントの温度依存性に関する報告”J、of
Appl、Phys、Vo133.No、5.May(
1962)、1677頁”があるが、今日永久磁石材料
として実用化されているRCo5型化合物と類似の結晶
構造を有する上述のいずれのRNi、型化合物も全温度
領域に亘って磁気モーメントの大きさは殆んどOであり
、永久磁石材料としての可能性がないことが示されてい
る。
又、永久磁石材料として重要な物理的特性の一つである
キュリ一点に関しても、例えばLaN1r。
キュリ一点に関しても、例えばLaN1r。
及びCeN1r、は1.4KpRNt5中で最も高いキ
ュリ一点を示すSmNi5でさえも精々25にと言うこ
とでいずれも常温以下での値であるため、いずれの化合
物も常温では永久磁石材料としての可能性がないことは
明らかである。
ュリ一点を示すSmNi5でさえも精々25にと言うこ
とでいずれも常温以下での値であるため、いずれの化合
物も常温では永久磁石材料としての可能性がないことは
明らかである。
(J、Phys、Chem、5olids、Perga
mon Press(1964)Vo1251077頁
) 更に、Fe単独元素と希土類元素との合金系についても
、例えば ”IEEE Trans、on Mag、、Vol M
ag−2,No。
mon Press(1964)Vo1251077頁
) 更に、Fe単独元素と希土類元素との合金系についても
、例えば ”IEEE Trans、on Mag、、Vol M
ag−2,No。
3、SEPTEMBER1966,489−493頁9
の中で ”Magnetic Properties of R
are−EarthIron Intermetall
ic Compounds”の表題の下に該合金系の永
久磁石材料としての基本物理特性に関する詳細な報告が
あるが、その結論を要約すれば、RFe7〜R2Fe1
7系合金において最高のキュリ一点としても187C(
Gd2Fe17が該当)しか示さず、従って実用永久磁
石材料としての可能性はないと報告されている。
の中で ”Magnetic Properties of R
are−EarthIron Intermetall
ic Compounds”の表題の下に該合金系の永
久磁石材料としての基本物理特性に関する詳細な報告が
あるが、その結論を要約すれば、RFe7〜R2Fe1
7系合金において最高のキュリ一点としても187C(
Gd2Fe17が該当)しか示さず、従って実用永久磁
石材料としての可能性はないと報告されている。
従って、これまでに希土類元素とNi元素或は希土類元
素とFe元素との合金系は永久磁石合金材料としての可
能性を否定されているわけである。
素とFe元素との合金系は永久磁石合金材料としての可
能性を否定されているわけである。
ところが本発明者等は、既述のNi元素及びFe元素が
希土類元素を含有する永久磁石合金材料において物理的
特性の上から決して望ましい元素とは考えられないにも
か\わらず、Ni元素とFe元素とを同時に希土類元素
に含有させることによって充分実用永久磁石材料となり
得ることを見出した。
希土類元素を含有する永久磁石合金材料において物理的
特性の上から決して望ましい元素とは考えられないにも
か\わらず、Ni元素とFe元素とを同時に希土類元素
に含有させることによって充分実用永久磁石材料となり
得ることを見出した。
又該発見は振動試料型磁力計、X線回折、X線マイクロ
アナライザー等の手段によって詳細な検討を行なった結
果に基づくものである。
アナライザー等の手段によって詳細な検討を行なった結
果に基づくものである。
上記の組成特徴を記号的に表現すれば
R(NiXFey)A;(但し、RはYを含むランタニ
ド属軽希土類元素La、Ce、Pr、Nd、Smの1種
又は2種以上の組合せ) 0.35<X<0.55 X/y=0.55〜1.25 ただし、X+Y=1 6.0<A<8.0 の組成であり、該組成領域において、永久磁石合金材料
の可能性を評価する上で重要な3種の物理的特性、即ち
(1)残留磁束密度(Br)の理論的上限値である飽和
磁化の強さ、(2)保磁力(iHc)の理論的上限値の
異方性磁界の大きさ及び(3)永久磁石の性質を消失し
てしまう温度であるキュリ一点について測定して、 (1)飽和磁化の強さ:8〜10KG (2)異方性磁界の大きさ:50〜70KOe(3)キ
ュリ一点(TbCu7型結晶構造):500℃以上の結
果を得た。
ド属軽希土類元素La、Ce、Pr、Nd、Smの1種
又は2種以上の組合せ) 0.35<X<0.55 X/y=0.55〜1.25 ただし、X+Y=1 6.0<A<8.0 の組成であり、該組成領域において、永久磁石合金材料
の可能性を評価する上で重要な3種の物理的特性、即ち
(1)残留磁束密度(Br)の理論的上限値である飽和
磁化の強さ、(2)保磁力(iHc)の理論的上限値の
異方性磁界の大きさ及び(3)永久磁石の性質を消失し
てしまう温度であるキュリ一点について測定して、 (1)飽和磁化の強さ:8〜10KG (2)異方性磁界の大きさ:50〜70KOe(3)キ
ュリ一点(TbCu7型結晶構造):500℃以上の結
果を得た。
第1図は物理特性測定結果の一例を示すものであるが、
Sm(NIXFey)A合金の中で遷移元素(Ni、F
e)と希土類元素Smとのモル比(A)を6.4にした
、なおX+Y=1である。
Sm(NIXFey)A合金の中で遷移元素(Ni、F
e)と希土類元素Smとのモル比(A)を6.4にした
、なおX+Y=1である。
Sm(Ni)(Fe、−X)6.4合金においてFeを
Niで置換した場合の飽和磁化の強さ、異方性磁界の大
きさ、キュリ一点の測定結果についてまとめたものであ
る。
Niで置換した場合の飽和磁化の強さ、異方性磁界の大
きさ、キュリ一点の測定結果についてまとめたものであ
る。
この図から0.35≦X≦0.55の範囲において飽和
磁化の強さは8KG以上、異方性磁界の大きさ50KO
e以上、しかもキュリ一点が500C以上であって、実
用永久磁石合金材料として有効であることが分る。
磁化の強さは8KG以上、異方性磁界の大きさ50KO
e以上、しかもキュリ一点が500C以上であって、実
用永久磁石合金材料として有効であることが分る。
これらの結果は従来永久磁石合金材料としての可能性に
ついて夫々単独の状態では否定的であったNi及びFe
を同時に希土類元素中に含有することによって永久磁石
合金材料としての可能性を示すものである。
ついて夫々単独の状態では否定的であったNi及びFe
を同時に希土類元素中に含有することによって永久磁石
合金材料としての可能性を示すものである。
本発明は上述の合金系に更にCoを添加することによっ
て、永久磁石合金材料としての可能性を一層拡大し安定
確実化したことを特徴とするものである。
て、永久磁石合金材料としての可能性を一層拡大し安定
確実化したことを特徴とするものである。
即ちR(Ni)(FeyCo+−X−Y)層;(但し、
RはYを含むランタニド属軽希土類元素LatCe2P
rtNd、Smの1種又は2種以上の組合せ)0.02
<X<0.55 X/y=0.07〜25.0 0.01<Y<0.65 ただし、X+Y=1を含まない 6.0<A<8.0 の組成を特徴とするものであり、該組成領域において、
飽和磁化の強さ及び異方性磁界の大きさが他の従来慣用
の永久磁石合金材料と同程度に大きく、キュリ一点も5
00℃以上あって永久磁石合金材料として有用であると
同時に、従来の永久磁石合金材料に比して、希土類元素
、Co等の高価な元素の使用量を軽減してしかも高性能
を備えた低床な実用永久磁石合金材料を提供するもので
ある。
RはYを含むランタニド属軽希土類元素LatCe2P
rtNd、Smの1種又は2種以上の組合せ)0.02
<X<0.55 X/y=0.07〜25.0 0.01<Y<0.65 ただし、X+Y=1を含まない 6.0<A<8.0 の組成を特徴とするものであり、該組成領域において、
飽和磁化の強さ及び異方性磁界の大きさが他の従来慣用
の永久磁石合金材料と同程度に大きく、キュリ一点も5
00℃以上あって永久磁石合金材料として有用であると
同時に、従来の永久磁石合金材料に比して、希土類元素
、Co等の高価な元素の使用量を軽減してしかも高性能
を備えた低床な実用永久磁石合金材料を提供するもので
ある。
こ1でNi及びFe量と添加されるCo量を上記の組成
範囲に限定する理由を以下に説明する。
範囲に限定する理由を以下に説明する。
第2図、第3図及び第4図はSm(NiXFeyCol
−X−Y)6.4組成合金の組成図において夫々飽和磁
化の強さ、異方性磁界の大きさ及びキュリ一点(TbC
u7型結晶構造のキュリ一点)に関する測定結果を示し
たものである。
−X−Y)6.4組成合金の組成図において夫々飽和磁
化の強さ、異方性磁界の大きさ及びキュリ一点(TbC
u7型結晶構造のキュリ一点)に関する測定結果を示し
たものである。
第2図において、飽和磁化の強さはNiに近い領域を除
いて全組成領域に亘って5KG以上の値であり、今日大
量生産されているフェライト系永久磁石のそれが4KG
程度であることから、永久磁石合金材料として充分な可
能性が認められる。
いて全組成領域に亘って5KG以上の値であり、今日大
量生産されているフェライト系永久磁石のそれが4KG
程度であることから、永久磁石合金材料として充分な可
能性が認められる。
第3図において、異方性磁界の大きさは上記の飽和磁化
の強さの値の傾向とは逆にFeに近い領域を除いて50
KOe以上あり、永久磁石化した場合に保磁力の高い永
久磁石となり得ることを示唆している。
の強さの値の傾向とは逆にFeに近い領域を除いて50
KOe以上あり、永久磁石化した場合に保磁力の高い永
久磁石となり得ることを示唆している。
とくに、遷移元素としてNi、Fe、C。を同時に含む
領域において90KOe以上の異方性磁界の大きさを示
す領域も新たに発見され、この組成領域の合金を磁石化
した場合には著しく保磁力の高い永久磁石が得られるこ
とを意味している。
領域において90KOe以上の異方性磁界の大きさを示
す領域も新たに発見され、この組成領域の合金を磁石化
した場合には著しく保磁力の高い永久磁石が得られるこ
とを意味している。
更に第4図に示すキュリ一点の測定結果からは、実用永
久磁石合金材料としてその温度が500℃以上であるこ
とが望ましいと言う点からこの組成図上からNi隅に該
当する領域が実用材料の対象として当然除外される。
久磁石合金材料としてその温度が500℃以上であるこ
とが望ましいと言う点からこの組成図上からNi隅に該
当する領域が実用材料の対象として当然除外される。
さらに、NiおよびFe元素を同時に含有したこの合金
材料の有用性を評価するために、3種類の重要な物理特
性である飽和磁化の強さ、異方性磁界の大きさおよびキ
ュリ一点に関する測定結果の一例を第5図に示す。
材料の有用性を評価するために、3種類の重要な物理特
性である飽和磁化の強さ、異方性磁界の大きさおよびキ
ュリ一点に関する測定結果の一例を第5図に示す。
ここで、R(Ni)(FeyCol−X−Y)Aにおい
て、Y=X。
て、Y=X。
A=6.4であるSm(NixFexCol−2X)6
.4(0〈X≦0.5)組成において、Sm(Nio、
5Feo、5)6o6組成から5nCO6,4組成まで
Coを添加した場合、すなわち第6図のラインミーb上
でNi、Feを等モル量含有してCo含有量を変化させ
た場合の測定結果をあげるが、Sm以外の希土類元素を
用いた場合でも、数値的変化は多少あるとしても本質的
な相違は認められないものである。
.4(0〈X≦0.5)組成において、Sm(Nio、
5Feo、5)6o6組成から5nCO6,4組成まで
Coを添加した場合、すなわち第6図のラインミーb上
でNi、Feを等モル量含有してCo含有量を変化させ
た場合の測定結果をあげるが、Sm以外の希土類元素を
用いた場合でも、数値的変化は多少あるとしても本質的
な相違は認められないものである。
第5図に示すように、飽和磁化の強さは全領域に亘って
8KG以上あり、今回大量生産されているフェライト系
磁石のそれと比較して遜色のないことから永久磁石合金
材料として充分な大きさを備えている。
8KG以上あり、今回大量生産されているフェライト系
磁石のそれと比較して遜色のないことから永久磁石合金
材料として充分な大きさを備えている。
また異方性磁界の大きさは、全領域において50KOe
以上の値を示し、しかも5n(N1o、5Fe0.5)
a、4およびSmCo6.4の両端組成よりもNiFe
、Coの特定のモル量付近で約90KOeのピーク値が
得られるので、NiおよびFe元素を同時に含有して、
しかもCoを含む該合金を永久磁石化した場合に、より
高保磁力を有する永久磁石となり得るものである。
以上の値を示し、しかも5n(N1o、5Fe0.5)
a、4およびSmCo6.4の両端組成よりもNiFe
、Coの特定のモル量付近で約90KOeのピーク値が
得られるので、NiおよびFe元素を同時に含有して、
しかもCoを含む該合金を永久磁石化した場合に、より
高保磁力を有する永久磁石となり得るものである。
更にキュリ一点についても実用永久磁石合金材料として
望ましい500℃以上が全組成域に亘って得られ、こ1
に示す組成領域においては充分永久磁石合金材料となる
ことが明らかである。
望ましい500℃以上が全組成域に亘って得られ、こ1
に示す組成領域においては充分永久磁石合金材料となる
ことが明らかである。
上述のような3種類の物理特性の測定結果を総合して、
実用永久磁石材料として具備しなければならない飽和磁
化の強さ8KG以上、異方性磁界の大きさ50KOe以
上、しかもキュリ一点500C以上が得られる組成領域
として第6図の中でラインa−bで示すNiとFeとを
等モル量含有する組成を含んで第6図において斜線を施
した組成範囲に限定した。
実用永久磁石材料として具備しなければならない飽和磁
化の強さ8KG以上、異方性磁界の大きさ50KOe以
上、しかもキュリ一点500C以上が得られる組成領域
として第6図の中でラインa−bで示すNiとFeとを
等モル量含有する組成を含んで第6図において斜線を施
した組成範囲に限定した。
すなわち、Ni量(X)を0.02以上、0.55以下
Fe量(Y)を0.01以上、0.65以下しかもNi
とFe量とのモル比(X/y)を0.07から25.0
以下と限定した理由は、Ni量0.02以下、Fe量0
.01以下かつX/y0.07以下、あるいはNi量0
.55以上、Fe量0.65以下かつX/y25.0以
上の組成域においては、飽和磁化の強さは7KG以上で
あるけれども異方性磁界の大きさが50KOe以下とな
ったり、あるいは異方性磁界の大きさは50KOe以上
であるけれども飽和磁化の強さが7KG以下になって、
かつキュリ一点が500℃以下となってしまうことによ
る。
Fe量(Y)を0.01以上、0.65以下しかもNi
とFe量とのモル比(X/y)を0.07から25.0
以下と限定した理由は、Ni量0.02以下、Fe量0
.01以下かつX/y0.07以下、あるいはNi量0
.55以上、Fe量0.65以下かつX/y25.0以
上の組成域においては、飽和磁化の強さは7KG以上で
あるけれども異方性磁界の大きさが50KOe以下とな
ったり、あるいは異方性磁界の大きさは50KOe以上
であるけれども飽和磁化の強さが7KG以下になって、
かつキュリ一点が500℃以下となってしまうことによ
る。
また、遷移元素と希土類元素とのモル比(A)を6.0
から8.0に限定した理由はモル比(A)が6.0以下
では飽和磁化の強さが7KG以下となり、モル比8.0
以上では飽和磁化の強さが7KG以上あるけれども、異
方性磁界の大きさが50KOe以下となってしまうので
実用永久磁石材料として好ましくないことによる。
から8.0に限定した理由はモル比(A)が6.0以下
では飽和磁化の強さが7KG以下となり、モル比8.0
以上では飽和磁化の強さが7KG以上あるけれども、異
方性磁界の大きさが50KOe以下となってしまうので
実用永久磁石材料として好ましくないことによる。
なお、X+Y=1の場合には実質的にCoを含ないこと
になり、本願発明はCoを含むことが必須であるのでX
十Y二1は名まない。
になり、本願発明はCoを含むことが必須であるのでX
十Y二1は名まない。
第1図はSm(Ni)(Fe1−x)6.+組成合金に
おいて、飽和磁化の強さく4π15(KG))、異方性
磁界の大きさくHA(KOe))、キュリ一点(Tc(
Ω)の測定結果を示す図、第2図、第3図および第4は
Sm(NiXFeYCol−X−Y)a、4合金の組成
図において夫々飽和磁化の強さ、異方性磁界の大きさお
よびキュリ一点に関する測定結果を示す線図、第5図は
Sm(NIXFeXcol−2X)6.4(0<X≦0
.5)組成においてSm(Ni0.5FeO,5)6.
4組成からSmCo6.4組成までのCoを添加した場
合、すなわち第6図のラインミーb上でNiとFeとが
等モル量含有してCo含有量を変化した場合の飽和磁化
の強さ、異方性磁界の大きさおよびキュリ一点の測定結
果を示す線図、第6図はSm(NiXFeYCol−X
−Y)6.4の0.02≦X≦0.55、X/Y=0.
07〜25.0,0.01≦Y≦0.65(ただしX+
Y=1を含まず)の組成範囲を示す(斜線部分)線図で
ある。
おいて、飽和磁化の強さく4π15(KG))、異方性
磁界の大きさくHA(KOe))、キュリ一点(Tc(
Ω)の測定結果を示す図、第2図、第3図および第4は
Sm(NiXFeYCol−X−Y)a、4合金の組成
図において夫々飽和磁化の強さ、異方性磁界の大きさお
よびキュリ一点に関する測定結果を示す線図、第5図は
Sm(NIXFeXcol−2X)6.4(0<X≦0
.5)組成においてSm(Ni0.5FeO,5)6.
4組成からSmCo6.4組成までのCoを添加した場
合、すなわち第6図のラインミーb上でNiとFeとが
等モル量含有してCo含有量を変化した場合の飽和磁化
の強さ、異方性磁界の大きさおよびキュリ一点の測定結
果を示す線図、第6図はSm(NiXFeYCol−X
−Y)6.4の0.02≦X≦0.55、X/Y=0.
07〜25.0,0.01≦Y≦0.65(ただしX+
Y=1を含まず)の組成範囲を示す(斜線部分)線図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 希土類元素と遷移金属元素とからなる金属間化合物
において、遷移金属としてNi及びFeとC。 とを含有し、 R(NiXFeyCol−X−Y)A;(但し、RはY
を含むランタニド属軽希土類元素La、Ce、Pr、N
dSmの1種又は2種以上の組合せ) 0.02≦X≦0.55 X/y=0.07〜25.0 0.01<Y≦0.65 ただし、X+Y=1は含まない。 6.0<A<8.0 の組成を有することを特徴とする永久磁石合金材料。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55014452A JPS5810453B2 (ja) | 1980-02-07 | 1980-02-07 | 永久磁石合金材料 |
DE19813103700 DE3103700A1 (de) | 1980-02-07 | 1981-02-04 | Ferromagnetische legierung |
GB8103664A GB2069528B (en) | 1980-02-07 | 1981-02-06 | Ferromagnetic alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55014452A JPS5810453B2 (ja) | 1980-02-07 | 1980-02-07 | 永久磁石合金材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56112434A JPS56112434A (en) | 1981-09-04 |
JPS5810453B2 true JPS5810453B2 (ja) | 1983-02-25 |
Family
ID=11861424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55014452A Expired JPS5810453B2 (ja) | 1980-02-07 | 1980-02-07 | 永久磁石合金材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5810453B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4913132A (ja) * | 1972-05-22 | 1974-02-05 | ||
JPS4920020A (ja) * | 1972-04-14 | 1974-02-22 |
-
1980
- 1980-02-07 JP JP55014452A patent/JPS5810453B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4920020A (ja) * | 1972-04-14 | 1974-02-22 | ||
JPS4913132A (ja) * | 1972-05-22 | 1974-02-05 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS56112434A (en) | 1981-09-04 |
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