JPS60187662A - 強磁性合金 - Google Patents
強磁性合金Info
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- JPS60187662A JPS60187662A JP59246897A JP24689784A JPS60187662A JP S60187662 A JPS60187662 A JP S60187662A JP 59246897 A JP59246897 A JP 59246897A JP 24689784 A JP24689784 A JP 24689784A JP S60187662 A JPS60187662 A JP S60187662A
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- alloy
- permanent magnet
- rare earth
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- magnetic
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高価で資源希少なコバルトを全く使用しない、
希土類・鉄系強磁性合金、特に永久磁石用材料として有
用な合金に関する。
希土類・鉄系強磁性合金、特に永久磁石用材料として有
用な合金に関する。
永久磁石材料は一般家庭の各種電気製品から。
大型コンピュータの周辺端末機まで、幅広い分野で使わ
れるきわめて重要な電気・電子材料の一つである。近年
の電気、電子機器の小型化、高効率化の要求にともない
、永久磁石材料はますます高、性能化がめられるように
なった。
れるきわめて重要な電気・電子材料の一つである。近年
の電気、電子機器の小型化、高効率化の要求にともない
、永久磁石材料はますます高、性能化がめられるように
なった。
現在の代表的な永久磁石材料はアルニコ、ハードフェラ
イトおよび希土類コバルト磁石である。
イトおよび希土類コバルト磁石である。
最近のコバルトの原料事情の不安定化にともない、コバ
ルトを２０〜３０重星％含むアルニコ磁石の需要は減り
、鉄の酸化物を主成分とする安価なハードフェライトが
磁石材料の主流を占めるようになった。一方、希土類コ
バルト磁石はコバルトを５０〜６５重量％も含むうえ、
希土類鉱石中にあまり含まれていないＳｍを使用するた
め大変高価であるが、他の磁石に比べて、磁気特性が格
段に高いため、主として小型で、付加価値の高い磁気回
路に多く使われるようになった。
ルトを２０〜３０重星％含むアルニコ磁石の需要は減り
、鉄の酸化物を主成分とする安価なハードフェライトが
磁石材料の主流を占めるようになった。一方、希土類コ
バルト磁石はコバルトを５０〜６５重量％も含むうえ、
希土類鉱石中にあまり含まれていないＳｍを使用するた
め大変高価であるが、他の磁石に比べて、磁気特性が格
段に高いため、主として小型で、付加価値の高い磁気回
路に多く使われるようになった。
希土類磁石がもっと広い分野で安価に、かつ多環に使わ
れるようになるためには、高価なコバルトを含まず、か
つ希土類金属として、鉱石中に多量に含まれている軽希
土類を主成分とすることが必要である。このような永久
磁石材料の−・っの試みとして、ＲＦｅ２系化合物（た
だしＲは希土類金属の少なくとも一種）が検討された。
れるようになるためには、高価なコバルトを含まず、か
つ希土類金属として、鉱石中に多量に含まれている軽希
土類を主成分とすることが必要である。このような永久
磁石材料の−・っの試みとして、ＲＦｅ２系化合物（た
だしＲは希土類金属の少なくとも一種）が検討された。
クラーク（Ａ、Ｅ、ＣＩａｒｋ）はスパッタしたアモル
ファスＴ ｂ Ｆ ｅ ２は４．２°にで２９．５ＭＧ
Ｏｅのエネルギ積をもち、３００〜５００℃で熱処理す
ると、室温で保磁力Ｈｃ＝３−４ｋＯｅ、ａ大エネルギ
積（ＢＨ）ｍａｘ＝７ＭＧＯｅを示すことを見い出した
。同様な研究はＳｍＦｅ２についても行なわれ、７７°
にで９．２ＭＧＯｅを示すことが報告されている。しか
し、これらの材料はどれもスパッタリングにより作製さ
れる薄膜であり、一般のスピーカやモータに使う磁石で
はない。また、ＰｒＦｅ系合金の超急冷リボンが、Ｈｃ
＝２．８ｋＯｅの高保磁力を示すことが報告された。
ファスＴ ｂ Ｆ ｅ ２は４．２°にで２９．５ＭＧ
Ｏｅのエネルギ積をもち、３００〜５００℃で熱処理す
ると、室温で保磁力Ｈｃ＝３−４ｋＯｅ、ａ大エネルギ
積（ＢＨ）ｍａｘ＝７ＭＧＯｅを示すことを見い出した
。同様な研究はＳｍＦｅ２についても行なわれ、７７°
にで９．２ＭＧＯｅを示すことが報告されている。しか
し、これらの材料はどれもスパッタリングにより作製さ
れる薄膜であり、一般のスピーカやモータに使う磁石で
はない。また、ＰｒＦｅ系合金の超急冷リボンが、Ｈｃ
＝２．８ｋＯｅの高保磁力を示すことが報告された。
さらに、ターン等は（Ｆｅ０．８２Ｂ０．１８）０．９
ＴｂＯ，０５ＬａＯ，０５の超急冷アモルファスリボン
を６２７℃で焼鈍すると、Ｈｃ＝９ｋＯｅにも達するこ
とを見い出した（Ｂｒ＝５ｋＧ）。但し、この場合、磁
化曲線の角形性が悪いため（ＢＨ）ｍａｘは低い（Ｎ、
Ｃ，Ｋｏｏｎ他、Ａｐｐｌ。
ＴｂＯ，０５ＬａＯ，０５の超急冷アモルファスリボン
を６２７℃で焼鈍すると、Ｈｃ＝９ｋＯｅにも達するこ
とを見い出した（Ｂｒ＝５ｋＧ）。但し、この場合、磁
化曲線の角形性が悪いため（ＢＨ）ｍａｘは低い（Ｎ、
Ｃ，Ｋｏｏｎ他、Ａｐｐｌ。
Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、３９ （１０）、１９８１．８４
０〜８４２頁）。
０〜８４２頁）。
また、カバ：＋７ （Ｌ、Ｋａｂａｃｏｆｆ）等は（Ｆ
ｅｏ、ａ Ｂｏ、２ ） １−、 Ｆ ｒ！（ｘ＝ｏ
−ｏ 、 ３原子比）の組成の超急冷リボンを作製し、
Ｆｅ−Ｐｒ二成分系で室温にてｋＯｅレベルのＨｃをも
つものがあると報告している。
ｅｏ、ａ Ｂｏ、２ ） １−、 Ｆ ｒ！（ｘ＝ｏ
−ｏ 、 ３原子比）の組成の超急冷リボンを作製し、
Ｆｅ−Ｐｒ二成分系で室温にてｋＯｅレベルのＨｃをも
つものがあると報告している。
これらの超急冷リボン又はスパッタ薄膜はそれ自体とし
て使用可能な実用永久磁石（体）ではなく、これらのリ
ボンや薄膜から実用永久磁石を得ることはできない。
て使用可能な実用永久磁石（体）ではなく、これらのリ
ボンや薄膜から実用永久磁石を得ることはできない。
即ち、従来のＦｅ＊Ｂ◆Ｒ系超急冷リボン又はＲＦｅ系
スパスパッタからは、任意の形状・寸法を有する／ヘル
ク永久磁石体を得ることができない。これまでに報告さ
れたＦｅ・Ｂ−Ｒ系リボンの磁化曲線は角形性が悪く、
従来慣用の磁石に対抗できる実用永久磁石材料とはみな
されえない。
スパスパッタからは、任意の形状・寸法を有する／ヘル
ク永久磁石体を得ることができない。これまでに報告さ
れたＦｅ・Ｂ−Ｒ系リボンの磁化曲線は角形性が悪く、
従来慣用の磁石に対抗できる実用永久磁石材料とはみな
されえない。
また、」二足スパッタ薄膜及び超急冷リボンは、いずれ
も木質上等方性であり、これらから磁気異方性の実用永
久磁石を得ることは、事実ヒ不可能である。
も木質上等方性であり、これらから磁気異方性の実用永
久磁石を得ることは、事実ヒ不可能である。
従って、本発明の基本的目的は上述の従来法の欠点を除
去した、ＣＯ等の高価な物質を含まない新規な実用強磁
性合金、−特に永久磁石に有用なものを得ることにある
。特に、本発明は、常温以上で良好な磁気特性を有し、
任意の形状・実用寸法に成形でき、磁化曲線の角形性が
高く、さらに磁気異方性を有する実用強磁性合金であっ
て、しかもＲとして資源的に豊富な軽希土類元素を有効
に使用できるものを得ることをも目的とする。
去した、ＣＯ等の高価な物質を含まない新規な実用強磁
性合金、−特に永久磁石に有用なものを得ることにある
。特に、本発明は、常温以上で良好な磁気特性を有し、
任意の形状・実用寸法に成形でき、磁化曲線の角形性が
高く、さらに磁気異方性を有する実用強磁性合金であっ
て、しかもＲとして資源的に豊富な軽希土類元素を有効
に使用できるものを得ることをも目的とする。
本発明によれば、原子百分比で８〜３０％のＲ（イリし
ＲはＹを包含する希土類元素の少なくとも一種）、２〜
２８％のＢ、及び残部Ｆｅ及び不純 物から木質七成る
強磁性合金、特に磁気異方性ないし磁界中配向能力を有
する合金が提供される。
ＲはＹを包含する希土類元素の少なくとも一種）、２〜
２８％のＢ、及び残部Ｆｅ及び不純 物から木質七成る
強磁性合金、特に磁気異方性ないし磁界中配向能力を有
する合金が提供される。
以下本発明について詳述する。
本発明者は、Ｒ−Ｆｅ系化合物が磁気異方性が大であり
かつ磁気モーメントも大きく、ＣＯを含まない永久磁石
材料であることに着目した。しかし、Ｒ−Ｆｅ系化合物
においてＲとして軽希土類元素を用いた場合キュリ一点
が極めて低くかつ化合物が安定に存在しないという欠点
を４１し、また唯一の６７能性があるＰ ｒ Ｆ ｅ
２も同様に不安定であり、さらに多量のＰｒ含有のため
この化合物の製造が困難である等の欠点を有する。従っ
て、本発明者は、Ｒ，Ｆｅを基本としてキュリ一点が高
く、かつ常温以上で安定な新規な化合物をつくることを
目標とした。この観点から、Ｒ，Ｆｅをベースとして多
数の系を調製し、新規な合金のイｆ在を探った。その結
果、第１表に示す如く、３００°Ｃ前後のキュリ一点を
示す新規なＦｅ−Ｂ−Ｒ系化合物の存在を確認した。さ
らにこの合金の磁化曲線を超電動マグネットを用いて測
定した結果、異方性磁界が１００ｋＯｅ以上に達するこ
とを見出した。かくて、このＦｅ−Ｂ−Ｒ系化合物は、
永久磁石材料として極めて有望であることが判明した。
かつ磁気モーメントも大きく、ＣＯを含まない永久磁石
材料であることに着目した。しかし、Ｒ−Ｆｅ系化合物
においてＲとして軽希土類元素を用いた場合キュリ一点
が極めて低くかつ化合物が安定に存在しないという欠点
を４１し、また唯一の６７能性があるＰ ｒ Ｆ ｅ
２も同様に不安定であり、さらに多量のＰｒ含有のため
この化合物の製造が困難である等の欠点を有する。従っ
て、本発明者は、Ｒ，Ｆｅを基本としてキュリ一点が高
く、かつ常温以上で安定な新規な化合物をつくることを
目標とした。この観点から、Ｒ，Ｆｅをベースとして多
数の系を調製し、新規な合金のイｆ在を探った。その結
果、第１表に示す如く、３００°Ｃ前後のキュリ一点を
示す新規なＦｅ−Ｂ−Ｒ系化合物の存在を確認した。さ
らにこの合金の磁化曲線を超電動マグネットを用いて測
定した結果、異方性磁界が１００ｋＯｅ以上に達するこ
とを見出した。かくて、このＦｅ−Ｂ−Ｒ系化合物は、
永久磁石材料として極めて有望であることが判明した。
この材料を用いて、さらに、実用永久磁石体を製造する
ために、種々の方法を試みた。例えばアルニコ磁石等の
製造に用いられる溶解、鋳造、時効処理の方法によって
は、保磁力が全く出現しなかった。その他多くの既知の
方法によっても同様に目的とする結果は得られなかった
。しかるに、溶解、鋳造、粉砕、成形、焼結の方法によ
って処理したところ、目的とする良好な磁気特性を有す
る実用永久磁石体が得られた。
ために、種々の方法を試みた。例えばアルニコ磁石等の
製造に用いられる溶解、鋳造、時効処理の方法によって
は、保磁力が全く出現しなかった。その他多くの既知の
方法によっても同様に目的とする結果は得られなかった
。しかるに、溶解、鋳造、粉砕、成形、焼結の方法によ
って処理したところ、目的とする良好な磁気特性を有す
る実用永久磁石体が得られた。
この点に関して、注目すべきは、ＰｒＣｏ５ 。
Ｆｅ Ｂ、Ｆｅ２Ｐ等に見られる通り、巨大な異方性定
数をもつものでも理由は定かではないが、全く永久磁石
化できないものが多数存在することである。本発明者は
、巨大磁気異方性を備え、かつ適当なミクロ組織の形成
がなされて初めて、良好な永久磁石としての特性が発現
されることに鑑み、鋳造合金を粉末化した後成形焼結す
ることにより、実用永久磁石体が得られることを見出し
た。
数をもつものでも理由は定かではないが、全く永久磁石
化できないものが多数存在することである。本発明者は
、巨大磁気異方性を備え、かつ適当なミクロ組織の形成
がなされて初めて、良好な永久磁石としての特性が発現
されることに鑑み、鋳造合金を粉末化した後成形焼結す
ることにより、実用永久磁石体が得られることを見出し
た。
本発明の永久磁石はＦｅ＊Ｂ＊Ｒ系であり、必ずしもＣ
Ｏを含む必要がなく、またＲとしては資源的に豊富なＮ
ｄ、Ｐｒを主体とする軽希土類を用いることができ、必
ずしもＳｍを必要とせず或いはＳｍを主体とする必要も
ないので原料が安価であり、きわめて有用である。
Ｏを含む必要がなく、またＲとしては資源的に豊富なＮ
ｄ、Ｐｒを主体とする軽希土類を用いることができ、必
ずしもＳｍを必要とせず或いはＳｍを主体とする必要も
ないので原料が安価であり、きわめて有用である。
本発明の永久磁石に用いる希土類元素ＲはＹを包含し、
軽希土類及び重昂十類を包含する希土類元素であり、そ
のうち一種以上を、特にＮｄ。
軽希土類及び重昂十類を包含する希土類元素であり、そ
のうち一種以上を、特にＮｄ。
Ｐｒを主体として用いる。即ちこのＲとしては、Ｎｄ、
Ｐｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ。
Ｐｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ。
Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ。
Ｌｕ及びＹが包含される。Ｒとしては、軽希土類が好ま
しく、特にＮｄ 、Ｐｒが好ましい。また通例Ｈのうち
一種をもって足りる（Ｎｄ、Ｐｒ。
しく、特にＮｄ 、Ｐｒが好ましい。また通例Ｈのうち
一種をもって足りる（Ｎｄ、Ｐｒ。
Ｄｙ 、Ｈｏ 、Ｔｂ等）が、実用上は二挿具」−の混
合物（ミンシュメタル、ジジム等）を入手にの便宜等の
理由により用いることができ、Ｓ ｍ 、 Ｙ 。
合物（ミンシュメタル、ジジム等）を入手にの便宜等の
理由により用いることができ、Ｓ ｍ 、 Ｙ 。
Ｌａ 、Ｃｅ 、Ｇｄ等は他（７）Ｒ１特にＮｄ、Ｐｒ
等との混合物として用いることができる（Ｅ’ｒ。
等との混合物として用いることができる（Ｅ’ｒ。
Ｔｍも同様、これらは少駿にしか存在しない）。
なおＳｍ、Ｌａ、Ｅｒ、Ｔｍは単独で用いることはｉＨ
ｃが低く好ましくない。Ｅｕ、Ｐｍ。
ｃが低く好ましくない。Ｅｕ、Ｐｍ。
Ｙｂ、Ｌｕ等は非常に重量にしか存在せず高価であるが
、Ｎｄ 、Ｐｒ等との混合物として用いることができる
。なお、このＲは純希土類元素でなくともよく、工業上
入手可能な範囲で製造−ト不ａ丁砒な不純物を含有する
もので差支えない。このようにＲとしては工業ト入手し
易いものを主体として用いることができる点で本発明は
極めて有利である。
、Ｎｄ 、Ｐｒ等との混合物として用いることができる
。なお、このＲは純希土類元素でなくともよく、工業上
入手可能な範囲で製造−ト不ａ丁砒な不純物を含有する
もので差支えない。このようにＲとしては工業ト入手し
易いものを主体として用いることができる点で本発明は
極めて有利である。
Ｂ（ホウ素）としては、純ポロン又はフェロポロンを用
いることができ、不純物としてＡＩ。
いることができ、不純物としてＡＩ。
Ｓｉ 、Ｃ等を含むものも用いることができる。
本発明の強磁性合金は、既述の８〜３０％Ｒ２２〜２８
％Ｂ、残部Ｆｅ（原子百分率）において、保磁力ＨＣ≧
１ｋＯｅ、残留磁束密度Ｂｒ≧４ｋＧの磁気特性を示し
、最大エネルギ積（ＢＨ）ｍａｘはハードフェライト（
−４ＭＧＯｅ程度）と同等以上となる。
％Ｂ、残部Ｆｅ（原子百分率）において、保磁力ＨＣ≧
１ｋＯｅ、残留磁束密度Ｂｒ≧４ｋＧの磁気特性を示し
、最大エネルギ積（ＢＨ）ｍａｘはハードフェライト（
−４ＭＧＯｅ程度）と同等以上となる。
軽希土類（特にＮｄ、Ｐｒ）をＲの主成分（即ち全Ｒ中
軽希」二類５０原子％以上）とし、１２〜２４％Ｒ１３
〜２７％Ｂ、残部Ｆｅの組成は、最大エネルギ積（Ｂ
Ｈ） ｍ ａ ｘ≧７ＭＧＯｅを示し、好ましい範囲で
ある。
軽希」二類５０原子％以上）とし、１２〜２４％Ｒ１３
〜２７％Ｂ、残部Ｆｅの組成は、最大エネルギ積（Ｂ
Ｈ） ｍ ａ ｘ≧７ＭＧＯｅを示し、好ましい範囲で
ある。
さらに好ましくは、軽希土類（特にＮｄ。
Ｐｒ）をＲの主成分とし、１２−２４％Ｒ（ｅ？に１２
〜２０％Ｒ）、４−２４％Ｂ、残部Ｆｅの組成であり、
最大エネルギ積（ＢＨ）ｍａｘ≧１０ＭＧＯｅ （２０
ＭＧＯｅ以上）を示し、（ＢＨ）ｍａｘは最高３５ＭＧ
Ｏｅ以上に達する。
〜２０％Ｒ）、４−２４％Ｂ、残部Ｆｅの組成であり、
最大エネルギ積（ＢＨ）ｍａｘ≧１０ＭＧＯｅ （２０
ＭＧＯｅ以上）を示し、（ＢＨ）ｍａｘは最高３５ＭＧ
Ｏｅ以上に達する。
以下本発明の態様及び効果について、実施例に従って説
明する。イリし実施例及び記載の態様は、未発明をこれ
らに限定するものではない。
明する。イリし実施例及び記載の態様は、未発明をこれ
らに限定するものではない。
第１表に、各種Ｆｅ５Ｂ拳Ｒ合金ノ１６ ｋ Ｏｅにお
ける磁化４π■ （常温時）及びキュリー１８に 点Ｔｃ（ｌｏｋｏｅにて測定）を示す。これらの合金は
高周波溶解によって製造しインゴット冷却後約０．１ｇ
のブロックを切り出し、振動試料型磁力計（ＵＳＭ）に
よって４πＩ （１０ｋＯ０Ｋ ｅにおける磁化）の温度変化を測定し、キュリ一点を確
定した。第１図は、６６Ｆｅ１４Ｂ２ＯＮｄ（第１表、
試料７）のインゴットの磁化の温度変化を示すグラフで
あり、Ｔｃ＝３１０℃であることが示される。
ける磁化４π■ （常温時）及びキュリー１８に 点Ｔｃ（ｌｏｋｏｅにて測定）を示す。これらの合金は
高周波溶解によって製造しインゴット冷却後約０．１ｇ
のブロックを切り出し、振動試料型磁力計（ＵＳＭ）に
よって４πＩ （１０ｋＯ０Ｋ ｅにおける磁化）の温度変化を測定し、キュリ一点を確
定した。第１図は、６６Ｆｅ１４Ｂ２ＯＮｄ（第１表、
試料７）のインゴットの磁化の温度変化を示すグラフで
あり、Ｔｃ＝３１０℃であることが示される。
従来、Ｒ・Ｆｅ合金において第１表のＴｃをもつ化合物
は見い出されていない。かくて、Ｒ・Ｆｅ系にＢを添加
することによって安定となる新しいＦｅ・Ｂ・Ｒ三元化
合物が存在し、それらは各Ｒにより第１表のようなＴｃ
をもつことが認められる。第１表に示すように、この新
しいＦｅｅＢΦＲ三元化合物はＨの種類によらず存在す
る。
は見い出されていない。かくて、Ｒ・Ｆｅ系にＢを添加
することによって安定となる新しいＦｅ・Ｂ・Ｒ三元化
合物が存在し、それらは各Ｒにより第１表のようなＴｃ
をもつことが認められる。第１表に示すように、この新
しいＦｅｅＢΦＲ三元化合物はＨの種類によらず存在す
る。
大部分のＲにおいて、新化合物のＴｃはＣｅを除き３０
０ ’Ｃ前後である。なお、従来既知のＲ・Ｆｅ合金の
Ｔｃよりも、本発明のＦｅ＠ＢＡＲ三元化合物のＴｃは
かなり高い。
０ ’Ｃ前後である。なお、従来既知のＲ・Ｆｅ合金の
Ｔｃよりも、本発明のＦｅ＠ＢＡＲ三元化合物のＴｃは
かなり高い。
なお、第１表において、４π１１８にの測定値は、試料
が多結晶体であるため、飽和磁化を示すものではないが
、いずれも６ｋＯｅ以上の高値を示しており、高磁束密
度の永久磁石材料として有用であることが明らかとなっ
た。
が多結晶体であるため、飽和磁化を示すものではないが
、いずれも６ｋＯｅ以上の高値を示しており、高磁束密
度の永久磁石材料として有用であることが明らかとなっ
た。
（以下余白）
第１表
（ただし４πＩ は１６ｋＯｅにおける４πＩ、Ｔｃは
１［１ｋ １０ｋＯｅで測定） つぎに第１表で見い出された新しい化合物が、粉末焼結
法によって、高性能永久磁石体になることを示す。第２
表は、っぎの工程によって作製した種々のＦｅ−Ｂ・Ｒ
化合物から成る永久磁石体の特性を示す（本発明の範囲
外のものも対比のため本符合を伺して示されている）。
１［１ｋ １０ｋＯｅで測定） つぎに第１表で見い出された新しい化合物が、粉末焼結
法によって、高性能永久磁石体になることを示す。第２
表は、っぎの工程によって作製した種々のＦｅ−Ｂ・Ｒ
化合物から成る永久磁石体の特性を示す（本発明の範囲
外のものも対比のため本符合を伺して示されている）。
（１）合金を高周波溶解し、水冷銅鋳型に鋳造、出発原
料はＦｅとして純度９９．９％の電解鉄、Ｂとしてフェ
ロポロン合金（１９，３８％Ｂ、５．３．２％ＡＩ、０
．７４％Ｓｉ、０．０３％Ｃ１残部Ｆｅ）、Ｒとして純
度９９．７％以上（不純物は主として他の希土類金属）
を使用。なお純度は重量％で示す。
料はＦｅとして純度９９．９％の電解鉄、Ｂとしてフェ
ロポロン合金（１９，３８％Ｂ、５．３．２％ＡＩ、０
．７４％Ｓｉ、０．０３％Ｃ１残部Ｆｅ）、Ｒとして純
度９９．７％以上（不純物は主として他の希土類金属）
を使用。なお純度は重量％で示す。
（２）粉砕 スタンプミルにより３５メツシユスルーま
でに粗粉砕し、次いでボールミルにより３時間微粉砕（
３〜１０μｍ）。
でに粗粉砕し、次いでボールミルにより３時間微粉砕（
３〜１０μｍ）。
（３）磁界（ｌｏｋｏｅ）中配向・成形（ｉ、ｓｔ／ｃ
ｒｒｆにて加圧） （４）焼結 １ｏｏｏ−ｉ２．ｏｏ’ｃ ｉ時ＩＩＪＩ
Ａ ｒ中。焼結後放冷。
ｒｒｆにて加圧） （４）焼結 １ｏｏｏ−ｉ２．ｏｏ’ｃ ｉ時ＩＩＪＩ
Ａ ｒ中。焼結後放冷。
第２表に示すように、Ｂを含まない化合物は保 さ磁力
ＨＣがＯに近く（高Ｈｃ用測定器では測定で いきない
くらい小さいのでＯとした）、永久磁石にはならない。
ＨＣがＯに近く（高Ｈｃ用測定器では測定で いきない
くらい小さいのでＯとした）、永久磁石にはならない。
ところが、原子比で４％、重量比でわずか０．６４％の
Ｂ添加により、Ｈｅは３ｋＯｅにもなり（試料Ｎｏ、４
）、Ｂ量の増大にともなってＨｅは急増する。これにと
もない（ＢＨ）ｍａｘは７−２０７−２Ｏ、最大３５Ｍ
ＧＯｅ以」；にも達し、現在知られている最高級永久磁
石であるＳ ｍ Ｃｏ磁石をはるかに越える高特性を示
す。＠２表には主としてＮｄとＰｒの場合についそ示し
たが、第２表ド部に示したように、他のＲについても、
また種々のＨの組合せについても、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ化合物
は良好な永久磁石特性を示す。
Ｂ添加により、Ｈｅは３ｋＯｅにもなり（試料Ｎｏ、４
）、Ｂ量の増大にともなってＨｅは急増する。これにと
もない（ＢＨ）ｍａｘは７−２０７−２Ｏ、最大３５Ｍ
ＧＯｅ以」；にも達し、現在知られている最高級永久磁
石であるＳ ｍ Ｃｏ磁石をはるかに越える高特性を示
す。＠２表には主としてＮｄとＰｒの場合についそ示し
たが、第２表ド部に示したように、他のＲについても、
また種々のＨの組合せについても、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ化合物
は良好な永久磁石特性を示す。
ＦｅｅＢ・Ｒ化合物は適当なり量およびＲｉにおいて良
好な永久磁石特性を示す。ＦｅｅＢｅＲ系においてＢを
Ｏから増大していくと、Ｈｃは増大していく。一方、残
留磁束密度Ｂｒは、最初単調に増大するが１０原子％付
近でピークに達し。
好な永久磁石特性を示す。ＦｅｅＢｅＲ系においてＢを
Ｏから増大していくと、Ｈｃは増大していく。一方、残
留磁束密度Ｂｒは、最初単調に増大するが１０原子％付
近でピークに達し。
らにＢ量を増大させるとＢｒは単調に減少してく。
（以下余白）
第 ２ 表 （１）
第 ２ 表 （２）
第 ２ 表 （３）
注 本符号試料は比較試料
永久磁石（材料）としては少なくとも１ｋＯｅ以上のＨ
ｅが必要であるから、これを満たすために、Ｂ量は少な
くとも２原子％以」二でなければならない（好ましくは
３原子％以上）。本発明合金による永久磁石体は高Ｂｒ
であることを特長としており、高い磁束密度を必要とす
る用途に多く使われる。前述の工程と同様にして製造し
た試料により、Ｆｅ−’−８Ｂ−ｘＮｄの系においてｘ
をＯ〜４０に変化させてＮｄ量とＢｒ、ｉＨｃとの関係
を調べた。その結果を第３図に示す。さらに、Ｆｅ−ｘ
Ｂ−１５Ｎｄ（７）系においてｘを０〜３５に変化させ
てＢｌとＢｒ、ｉＨｃとの関係を調べ、その結果を第４
図に示す。さらに、ＦｅＢＲ三元系における３成分と（
ＢＨ）ｍａｘの関係を調べ、第５図に示す。
ｅが必要であるから、これを満たすために、Ｂ量は少な
くとも２原子％以」二でなければならない（好ましくは
３原子％以上）。本発明合金による永久磁石体は高Ｂｒ
であることを特長としており、高い磁束密度を必要とす
る用途に多く使われる。前述の工程と同様にして製造し
た試料により、Ｆｅ−’−８Ｂ−ｘＮｄの系においてｘ
をＯ〜４０に変化させてＮｄ量とＢｒ、ｉＨｃとの関係
を調べた。その結果を第３図に示す。さらに、Ｆｅ−ｘ
Ｂ−１５Ｎｄ（７）系においてｘを０〜３５に変化させ
てＢｌとＢｒ、ｉＨｃとの関係を調べ、その結果を第４
図に示す。さらに、ＦｅＢＲ三元系における３成分と（
ＢＨ）ｍａｘの関係を調べ、第５図に示す。
ハードフェライトのＢｒ約４ｋＧを越えるためには、Ｆ
ｅ５Ｂ１１Ｒ化合物において、ＢＪｊは２８原子％以下
でなければならない。なお、Ｂ３〜２７３〜２７原子２
４原子％は夫々（ＢＨ）ｍａｘ７ＭＧＯｅ以上、１０Ｍ
ＧＯｅ以」二とするための好ましい、又は最適の範囲で
ある。（第４図参照） つぎにＲ量の最適範囲を検討する。第２表、第３図に示
すように、Ｈの里が多いはどＨｃが高くなり、永久磁石
として望ましい。永久磁石材料としては、さきに述べた
ようにＨｅが１ｋＯｅ以上必要であるから、そのために
はＲ量は８原子％以−１−でなければならない。一方、
Ｒ量の増大にともない、高Ｈｅになるのは良いが、Ｒは
大変酸化されやすいため、高Ｒ合金の粉末は燃えやすく
、取” 扱いが困難となる。従って大量生産性を考慮す
ると、Ｒの量は３０原子％以下であることが望ましい。
ｅ５Ｂ１１Ｒ化合物において、ＢＪｊは２８原子％以下
でなければならない。なお、Ｂ３〜２７３〜２７原子２
４原子％は夫々（ＢＨ）ｍａｘ７ＭＧＯｅ以上、１０Ｍ
ＧＯｅ以」二とするための好ましい、又は最適の範囲で
ある。（第４図参照） つぎにＲ量の最適範囲を検討する。第２表、第３図に示
すように、Ｈの里が多いはどＨｃが高くなり、永久磁石
として望ましい。永久磁石材料としては、さきに述べた
ようにＨｅが１ｋＯｅ以上必要であるから、そのために
はＲ量は８原子％以−１−でなければならない。一方、
Ｒ量の増大にともない、高Ｈｅになるのは良いが、Ｒは
大変酸化されやすいため、高Ｒ合金の粉末は燃えやすく
、取” 扱いが困難となる。従って大量生産性を考慮す
ると、Ｒの量は３０原子％以下であることが望ましい。
Ｈの量がこれ以上であると、粉末が燃えやすく大量生産
が大変困難となる。
が大変困難となる。
また、ＲはＦｅに比べれば高価であるから、少しでも少
ない方が望ましい。なお、Ｒ１２〜２４原子％、１２〜
２０原子％の範囲は、夫々（ＢＨ）ｍａｘを７−１０７
−１Ｏ以上、２０ＭＧＯｅ以上とする上で好ましい又は
最適の範囲である。
ない方が望ましい。なお、Ｒ１２〜２４原子％、１２〜
２０原子％の範囲は、夫々（ＢＨ）ｍａｘを７−１０７
−１Ｏ以上、２０ＭＧＯｅ以上とする上で好ましい又は
最適の範囲である。
第２図に、ＦｅＢＲ磁気異方性焼結磁石の代表例として
、Ｆ ｅ ｅ ｅ Ｂ ｌ ７ Ｎ ｄ １５（第２表
ａ）Ｎｏ、６と同じ組成）の動磁化曲線ｌおよび第１．
第２両象限の減磁曲線２を示す。
、Ｆ ｅ ｅ ｅ Ｂ ｌ ７ Ｎ ｄ １５（第２表
ａ）Ｎｏ、６と同じ組成）の動磁化曲線ｌおよび第１．
第２両象限の減磁曲線２を示す。
動磁化曲線ｌは、低磁界で急峻に立ち」−かり。
飽和に達する。減磁曲線２はきわめて角形性が高い。動
磁化曲線ｌの形から、本磁石の保磁力が反転磁区の核発
生によって決まる、いわゆるニュークリエーション型永
久磁石であることが４１Ｆ察される。また、減磁曲線２
の高い角形性は、本磁石が典型的な高性能異方性磁石で
あることを示している。第２表に示した化合物のうち、
本符合をイ・Ｊした試料以外の本発明の範囲内のものは
すべて第２図のような傾向−即ち、動磁化曲線の急峻な
立ち上がりと減磁曲線の高い角形性−を丞した。このよ
うに高い永久磁石特性は、従来知られているＦｅＲ系や
ＦｅＢＲ系アモルファスリボンの結晶化によって決して
得られないものである。また。
磁化曲線ｌの形から、本磁石の保磁力が反転磁区の核発
生によって決まる、いわゆるニュークリエーション型永
久磁石であることが４１Ｆ察される。また、減磁曲線２
の高い角形性は、本磁石が典型的な高性能異方性磁石で
あることを示している。第２表に示した化合物のうち、
本符合をイ・Ｊした試料以外の本発明の範囲内のものは
すべて第２図のような傾向−即ち、動磁化曲線の急峻な
立ち上がりと減磁曲線の高い角形性−を丞した。このよ
うに高い永久磁石特性は、従来知られているＦｅＲ系や
ＦｅＢＲ系アモルファスリボンの結晶化によって決して
得られないものである。また。
その他従来知られている永久磁石材料のなかで、コバル
トを含まずにこれほど高い特性を示すものも知られてい
ない。
トを含まずにこれほど高い特性を示すものも知られてい
ない。
以］二の通り、本発明のＦｅＢＲ三元系磁気異方性焼結
体から成る永夕磁石は、Ｆｅ、Ｂ、Ｒの外Ｃｕ、Ｃ，Ｓ
、Ｐ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｏ，Ｓｉ 、Ａ１等工業的に製造−
１−不可避な不純物の存在を許容できる。これらの不純
物は、原ネ′１或いは製造工程から混入することが多く
、Ｃｕ、Ｐ各３．５％以下、Ｃ，Ｃａ、Ｍｇ各４％以下
、３２．５％以下、０２％以下、Ｓｉ５％以下、Ａ Ｉ
／／！Ｊ１％以下、合計５％以下は許容される。さら
に、以下の展開もｎｆ能であり、一層実用性を高めるこ
とができる。即ち、Ｆｅの一部をＣＯで置換することに
よりキュリ一点Ｔｃを上昇できる。Ｂの一部をＣ，Ｎ、
Ｐ、Ｓｉｌにより置換することも可能であり、製造性改
善、低価格化が可能となる。
体から成る永夕磁石は、Ｆｅ、Ｂ、Ｒの外Ｃｕ、Ｃ，Ｓ
、Ｐ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｏ，Ｓｉ 、Ａ１等工業的に製造−
１−不可避な不純物の存在を許容できる。これらの不純
物は、原ネ′１或いは製造工程から混入することが多く
、Ｃｕ、Ｐ各３．５％以下、Ｃ，Ｃａ、Ｍｇ各４％以下
、３２．５％以下、０２％以下、Ｓｉ５％以下、Ａ Ｉ
／／！Ｊ１％以下、合計５％以下は許容される。さら
に、以下の展開もｎｆ能であり、一層実用性を高めるこ
とができる。即ち、Ｆｅの一部をＣＯで置換することに
よりキュリ一点Ｔｃを上昇できる。Ｂの一部をＣ，Ｎ、
Ｐ、Ｓｉｌにより置換することも可能であり、製造性改
善、低価格化が可能となる。
さらに、ゴ元系基本組成ＦｅＢＲに、ＡＩ。
Ｔ ｉ 、 Ｖ 、 Ｃｒ 、 Ｍ ｎ 、 Ｎ ｉ
、 Ｚ ｎ 、 Ｚ ｒ 。
、 Ｚ ｎ 、 Ｚ ｒ 。
Ｎ ｂ 、 Ｍ ｏ 、 Ｔ ａ 、 Ｗ 、 Ｓ ｎ
、 Ｂ ｉ 、 Ｓ ｂの一挿具りを添加することに
より、高保磁力化が可能である。
、 Ｂ ｉ 、 Ｓ ｂの一挿具りを添加することに
より、高保磁力化が可能である。
以上１本発明はＣＯを含まないＦｅペースの安価な合金
で高残留磁化、高保磁力、高エネルギＪＡを有する磁気
異方性焼結体永久磁石を実現したもので、工業的にきわ
めて高い価値をもつものである。
で高残留磁化、高保磁力、高エネルギＪＡを有する磁気
異方性焼結体永久磁石を実現したもので、工業的にきわ
めて高い価値をもつものである。
第１図は、本発明の範囲内の組成を有するＦｅＢＲ合金
（６６Ｆｅ１４Ｂ２ＯＮｄ）のインゴ・ントの磁化の温
度変化特性を示すグラフ（縦軸磁化４π１１ｏ（ｋＧ）
、横軸 温度（’０））を示す。 第２図は、焼結６８Ｆｅ １７Ｂ １５Ｎｄ磁石の切破
化曲線ｌと減磁曲線２を示すグラフ（縦軸磁化４ｗ、Ｉ
（ｋＧ） 、横軸 磁界Ｈ（ｋｏｅ））を示す。 第３図はＦｅ−８Ｂ−ｘＮｄ系において、Ｎｄ歇（横軸
原子％）としｉＨｃ、Ｂｒの関係を示すグラフ、 第４図は、Ｆｅ−ｘＢ−１５Ｎｄ系において、Ｂ量（横
軸原子％）とｉＨｃ、Ｂｒの関係を示すグラフ、を夫々
に示す。 第５図は、ＦｅＢＲ三元系成分比と（Ｂ Ｈ）ｍａｘの
関係を示すグラフを示す。 出願人 住友特殊金属株式会社 代理人 ブｆ理士 加 藤 朝 道 ■ ！（ に 寸 ３面の、９（自互（二変りなし） 第１図 温度（０Ｃ） 第２図 ４πＩ（ｋＧ） Ｈ（ｋｏｅ） 第３図 Ｆｅ−８８−ｘＮｄ ｘＮｄ（原生％） 第４図 Ｆｅ−ｘＢ −１５Ｎｄ ｘＢ（原＋％） 手糸売ネ市−ｘ Ｔ−Ｅ書 （自発） 昭和５９年１２月２６日 特許庁長官 志賀 学 殿 ｔ ｘＢ件の表示 昭和５９年特許願第２４６８９７号
（昭和５９年１１月２１日出願） ２ 発明の名称 強磁性合金 ３ 補正をする者 事件との関係 出願人 氏名 住友特殊金屈株式会社 ４代理入 ５ 補ｊＥの対象 図面
（６６Ｆｅ１４Ｂ２ＯＮｄ）のインゴ・ントの磁化の温
度変化特性を示すグラフ（縦軸磁化４π１１ｏ（ｋＧ）
、横軸 温度（’０））を示す。 第２図は、焼結６８Ｆｅ １７Ｂ １５Ｎｄ磁石の切破
化曲線ｌと減磁曲線２を示すグラフ（縦軸磁化４ｗ、Ｉ
（ｋＧ） 、横軸 磁界Ｈ（ｋｏｅ））を示す。 第３図はＦｅ−８Ｂ−ｘＮｄ系において、Ｎｄ歇（横軸
原子％）としｉＨｃ、Ｂｒの関係を示すグラフ、 第４図は、Ｆｅ−ｘＢ−１５Ｎｄ系において、Ｂ量（横
軸原子％）とｉＨｃ、Ｂｒの関係を示すグラフ、を夫々
に示す。 第５図は、ＦｅＢＲ三元系成分比と（Ｂ Ｈ）ｍａｘの
関係を示すグラフを示す。 出願人 住友特殊金属株式会社 代理人 ブｆ理士 加 藤 朝 道 ■ ！（ に 寸 ３面の、９（自互（二変りなし） 第１図 温度（０Ｃ） 第２図 ４πＩ（ｋＧ） Ｈ（ｋｏｅ） 第３図 Ｆｅ−８８−ｘＮｄ ｘＮｄ（原生％） 第４図 Ｆｅ−ｘＢ −１５Ｎｄ ｘＢ（原＋％） 手糸売ネ市−ｘ Ｔ−Ｅ書 （自発） 昭和５９年１２月２６日 特許庁長官 志賀 学 殿 ｔ ｘＢ件の表示 昭和５９年特許願第２４６８９７号
（昭和５９年１１月２１日出願） ２ 発明の名称 強磁性合金 ３ 補正をする者 事件との関係 出願人 氏名 住友特殊金屈株式会社 ４代理入 ５ 補ｊＥの対象 図面
Claims (3)
- （１）原子百分比で８〜３０％のＮｄ、Ｐｒ。 Ｄｙ、）（０，Ｔｂ、（７）うち少なくとも一種、２〜
２８％のＢ及び残部Ｆｅと不純物から成る強磁性合金。 - （２）原子百分比で８〜３０％のＮｄ、Ｐｒ。 Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｂのうち少なくとも一種とＬａ。 Ｃｅ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｅｒ、Ｙのうち少なくとも一種、２
〜２８％のＢ及び残部Ｆｅと不純物から成る強磁性合金
。 - （３）原子百分比で１２〜２４％のＲ（但しＲはＹを包
含する希土類元素の少なくとも一種であり、Ｓｍ、Ｙ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｒ、Ｔｍ。 Ｅｕ、Ｐｍ、Ｙｂ及びＬｕの一種以上を用いるときＨの
５０％以上はＮｄとＰｒの和とする）、４〜２４％のＢ
及び残部Ｆｅと不純物から成る強磁性合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59246897A JPS60187662A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | 強磁性合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59246897A JPS60187662A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | 強磁性合金 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57145072A Division JPS5946008A (ja) | 1982-08-21 | 1982-08-21 | 永久磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60187662A true JPS60187662A (ja) | 1985-09-25 |
| JPS6365742B2 JPS6365742B2 (ja) | 1988-12-16 |
Family
ID=17155365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59246897A Granted JPS60187662A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | 強磁性合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60187662A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62128503A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-10 | Tohoku Metal Ind Ltd | 焼結型希土類磁石 |
| JPH07166304A (ja) * | 1994-04-26 | 1995-06-27 | Seiko Epson Corp | 永久磁石用合金 |
| US6955729B2 (en) | 2002-04-09 | 2005-10-18 | Aichi Steel Corporation | Alloy for bonded magnets, isotropic magnet powder and anisotropic magnet powder and their production method, and bonded magnet |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103990805B (zh) | 2014-05-11 | 2016-06-22 | 沈阳中北通磁科技股份有限公司 | 一种钕铁硼稀土永磁合金的制粉方法和设备 |
| CN103996475B (zh) | 2014-05-11 | 2016-05-25 | 沈阳中北通磁科技股份有限公司 | 一种具有复合主相的高性能钕铁硼稀土永磁体及制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58123853A (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-23 | Fujitsu Ltd | 希土類−鉄系永久磁石およびその製造方法 |
| JPS5946008A (ja) * | 1982-08-21 | 1984-03-15 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石 |
| JPS6134242A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-18 | 帝人株式会社 | 無撚無糊織物の製織方法 |
-
1984
- 1984-11-21 JP JP59246897A patent/JPS60187662A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58123853A (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-23 | Fujitsu Ltd | 希土類−鉄系永久磁石およびその製造方法 |
| JPS5946008A (ja) * | 1982-08-21 | 1984-03-15 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石 |
| JPS6134242A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-18 | 帝人株式会社 | 無撚無糊織物の製織方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62128503A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-10 | Tohoku Metal Ind Ltd | 焼結型希土類磁石 |
| JPH07166304A (ja) * | 1994-04-26 | 1995-06-27 | Seiko Epson Corp | 永久磁石用合金 |
| US6955729B2 (en) | 2002-04-09 | 2005-10-18 | Aichi Steel Corporation | Alloy for bonded magnets, isotropic magnet powder and anisotropic magnet powder and their production method, and bonded magnet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6365742B2 (ja) | 1988-12-16 |
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