JPS61243154A - 磁性合金 - Google Patents
磁性合金Info
- Publication number
- JPS61243154A JPS61243154A JP61040160A JP4016086A JPS61243154A JP S61243154 A JPS61243154 A JP S61243154A JP 61040160 A JP61040160 A JP 61040160A JP 4016086 A JP4016086 A JP 4016086A JP S61243154 A JPS61243154 A JP S61243154A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy material
- magnetic
- material according
- magnetic alloy
- boron
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
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】
11豊皇1
本発明は、「−軸に沿って測定した磁気パラメータの高
い永久磁性材料とその製造方法」、「成形磁性体」、お
よび「急冷永久磁性材料とその磁性材料の製造方法」に
係り、 本発明は永久磁性合金材料、その磁性体およびそれらの
製造方法に係る。
い永久磁性材料とその製造方法」、「成形磁性体」、お
よび「急冷永久磁性材料とその磁性材料の製造方法」に
係り、 本発明は永久磁性合金材料、その磁性体およびそれらの
製造方法に係る。
l豆皮11
かなり以前から、比較的安価で強力な永久磁石に対する
需要が存在する。このような永久磁石の特長としては、
例えば保磁力(HC)、残留磁化、最大エネルギー積等
の磁気的パラメータが比較的高いことが挙げられよう。
需要が存在する。このような永久磁石の特長としては、
例えば保磁力(HC)、残留磁化、最大エネルギー積等
の磁気的パラメータが比較的高いことが挙げられよう。
最大磁気エネルギー積が約15メガガウスエルステッド
あるような優れた永久磁性材料は相互に非干渉の実質的
に結晶軸に沿って配向した一軸性粒子から成ることは、
先行技術の教示する通りである。十分に大きな磁界を一
定の方向に印加した時、このような粒子の個々のベクト
ル磁化は、正味磁化の最大値又は飽和値M、に対応して
、印加された磁界に沿った向きを示す。印加磁界をゼロ
に落とすに従って、各粒子のベクトル磁化がその粒子の
容易磁化軸に戻るため、その結果骨られる正味残留磁化
M はM8以下になり得る。
あるような優れた永久磁性材料は相互に非干渉の実質的
に結晶軸に沿って配向した一軸性粒子から成ることは、
先行技術の教示する通りである。十分に大きな磁界を一
定の方向に印加した時、このような粒子の個々のベクト
ル磁化は、正味磁化の最大値又は飽和値M、に対応して
、印加された磁界に沿った向きを示す。印加磁界をゼロ
に落とすに従って、各粒子のベクトル磁化がその粒子の
容易磁化軸に戻るため、その結果骨られる正味残留磁化
M はM8以下になり得る。
このことは、次の幾何学的モデルから十分説明できる。
ここで磁化「容易軸」が所望の軸Cに沿っているとする
。一様に磁化された個々の粒子について考えると、この
磁化ベクトルMは印加磁界がゼロの場合C軸に沿ってい
る。磁界を任意の方向Zに加えたとすると、磁化はC軸
から離れて回転し、磁界が十分に大きいとMが2に平行
になり、M はM、に等しくなる。磁界を無(すと、C
軸に沿う磁化の投影が正であることを条件に、磁化はC
軸に平行に戻る。
。一様に磁化された個々の粒子について考えると、この
磁化ベクトルMは印加磁界がゼロの場合C軸に沿ってい
る。磁界を任意の方向Zに加えたとすると、磁化はC軸
から離れて回転し、磁界が十分に大きいとMが2に平行
になり、M はM、に等しくなる。磁界を無(すと、C
軸に沿う磁化の投影が正であることを条件に、磁化はC
軸に平行に戻る。
イー・シー・ストーナー(E、 C,5toner)!
:イーφヴイウオルフ7−ス(E、 V、 Wohlf
arth)(p hi 1. T rans、王立協
会(ロンドン)、A。
:イーφヴイウオルフ7−ス(E、 V、 Wohlf
arth)(p hi 1. T rans、王立協
会(ロンドン)、A。
240;599 (1948))は、このような粒子の
ヒステリシスループの計算をZに関してC軸の配向をい
ろいろ変えた場合について行っている。ある方向に沿っ
て配向された非干渉粒子を多数含む試料の場合、その材
料または試料の磁気的特性は個々の粒子の特性の合計又
は平均となる。このような材料または試料を、以下異方
性材料と称することにする。異方性材料は測定方向に大
きく依存する関数となる磁気特性を少なくとも1つ有し
ている。このような材料は、他の磁化方向の場合に比べ
てその特性値がはるかに大きくなる磁化の「容易方向」
が1つであることを特徴とする。粒子が非干渉性である
場合、最大エネルギー積はZがC軸に平行な時の最大値
0.25(M )2から、2がC軸に対して垂直であ
る時のゼロまで変動する。M、が16に等しくHcをM
、より大きいとした理論的異方性材料については、ヒス
テリシスループのエネルギー積の最大理論値は64メガ
ガウスエルステッドとなる。
ヒステリシスループの計算をZに関してC軸の配向をい
ろいろ変えた場合について行っている。ある方向に沿っ
て配向された非干渉粒子を多数含む試料の場合、その材
料または試料の磁気的特性は個々の粒子の特性の合計又
は平均となる。このような材料または試料を、以下異方
性材料と称することにする。異方性材料は測定方向に大
きく依存する関数となる磁気特性を少なくとも1つ有し
ている。このような材料は、他の磁化方向の場合に比べ
てその特性値がはるかに大きくなる磁化の「容易方向」
が1つであることを特徴とする。粒子が非干渉性である
場合、最大エネルギー積はZがC軸に平行な時の最大値
0.25(M )2から、2がC軸に対して垂直であ
る時のゼロまで変動する。M、が16に等しくHcをM
、より大きいとした理論的異方性材料については、ヒス
テリシスループのエネルギー積の最大理論値は64メガ
ガウスエルステッドとなる。
ストーナーとウオルファースは、ランダムに配向した非
干渉性一様磁化粒子の理想アレーに関しでも、これと同
じ分析方法を実行している。このアレーは等方性である
ため、ヒステリシスループと印加した磁界の方向に因果
関係は存在しない。
干渉性一様磁化粒子の理想アレーに関しでも、これと同
じ分析方法を実行している。このアレーは等方性である
ため、ヒステリシスループと印加した磁界の方向に因果
関係は存在しない。
このようなループのエネルギー積の最大理論値はM と
Hによって決定される。M、が16キロガC ウスに等しく、HがM、より大きいとした場合、最大エ
ネルギー積が16メガガウスエルステッドとなる。
Hによって決定される。M、が16キロガC ウスに等しく、HがM、より大きいとした場合、最大エ
ネルギー積が16メガガウスエルステッドとなる。
従って、完全配向された非干渉性材料(異方性)の場合
、先行技術の教示では、同じ材料をランダムに配向した
場合(等方性)に比べて最大エネルギー積が4倍になる
ということになる。
、先行技術の教示では、同じ材料をランダムに配向した
場合(等方性)に比べて最大エネルギー積が4倍になる
ということになる。
非干渉性粒子の一般的分布については、単純なベクトル
幾何学法の結果、θを印加磁界の方向と一定粒子の磁界
容易軸との成す角度とすると(M、 /M、 ) −[
cos(θ)1となり、この結果は粒子全部についての
粒径加重平均を表す。技術上十分理解されている通り、
完全配向された非干渉性永久磁性試料(異方性)の配向
方向に沿ってM、/M、−1であり、全く配向されてい
ない非干渉性試料(等方性)ではM /M、−0,5
である。例えば1981年12月版「 「ジャーナル・オブ・アプライド・フィツクス」(J、
AE)Dl、PhvS、) 52巻(12号) 7
344〜736B頁に掲載のアール・エイφマツキュー
リー(R。
幾何学法の結果、θを印加磁界の方向と一定粒子の磁界
容易軸との成す角度とすると(M、 /M、 ) −[
cos(θ)1となり、この結果は粒子全部についての
粒径加重平均を表す。技術上十分理解されている通り、
完全配向された非干渉性永久磁性試料(異方性)の配向
方向に沿ってM、/M、−1であり、全く配向されてい
ない非干渉性試料(等方性)ではM /M、−0,5
である。例えば1981年12月版「 「ジャーナル・オブ・アプライド・フィツクス」(J、
AE)Dl、PhvS、) 52巻(12号) 7
344〜736B頁に掲載のアール・エイφマツキュー
リー(R。
A、 Mc Currie)論文「残留磁化測定のため
の一軸性永久磁石における磁化容易軸整合の決定」(“
Determination of the 、Eas
y AxisA Iignaent in LJnia
xial permanent Magnetsfo
r Remnance MeaSurelentS”)
を参照されたい。この文献の見解も先の見通しと一致し
ている。例えば1979年6月版[ジャーナル・オプ・
アプライド・フィックス150巻6号、4283〜42
84頁に掲載のジェイ・エフ・ハーブスト(J、F。
の一軸性永久磁石における磁化容易軸整合の決定」(“
Determination of the 、Eas
y AxisA Iignaent in LJnia
xial permanent Magnetsfo
r Remnance MeaSurelentS”)
を参照されたい。この文献の見解も先の見通しと一致し
ている。例えば1979年6月版[ジャーナル・オプ・
アプライド・フィックス150巻6号、4283〜42
84頁に掲載のジェイ・エフ・ハーブスト(J、F。
Herbst)並びにジェイ・シー・トレイシー(J。
C,TraCV)の論文「X線極点図データから残留磁
化を推定する方法について」(“0nEflStila
tin(l Re1lanent Ma(Jneti
ZatiOn froIIIX −raV P ol
e F igjjre D ate”)を参照された
い。
化を推定する方法について」(“0nEflStila
tin(l Re1lanent Ma(Jneti
ZatiOn froIIIX −raV P ol
e F igjjre D ate”)を参照された
い。
この明IB書において、良度指数としてQ =S us
(M / M s )x、y、z 、 r で定義される量を用い、記号Qで表わし、保磁係数又は
磁気リテンションパラメータという。尚こ−でM 及び
M、は3つの直交方向x、y、zにL 3 沿って磁界を印加して測定されるものである。ただし3
um はx、y、z各方向についての値x、y、
z の和を示す。理論的に言うと、先行技術の磁性材料の場
合、完全配向された非干渉性粒子または結晶子(異方性
)についてはQが1に近付き、全く配向されていない非
干渉性結晶子(等方性)については0.75に近付く。
(M / M s )x、y、z 、 r で定義される量を用い、記号Qで表わし、保磁係数又は
磁気リテンションパラメータという。尚こ−でM 及び
M、は3つの直交方向x、y、zにL 3 沿って磁界を印加して測定されるものである。ただし3
um はx、y、z各方向についての値x、y、
z の和を示す。理論的に言うと、先行技術の磁性材料の場
合、完全配向された非干渉性粒子または結晶子(異方性
)についてはQが1に近付き、全く配向されていない非
干渉性結晶子(等方性)については0.75に近付く。
報告された値では、先行技術の永久磁性材料は理論値を
実質的に下回るQ値になる傾向にある。例えば先に挙げ
たマツキュリー、ハーブスト及びトレイシー、並びにス
トーナー及びウオルフ?−スの文献を参照されたい。
実質的に下回るQ値になる傾向にある。例えば先に挙げ
たマツキュリー、ハーブスト及びトレイシー、並びにス
トーナー及びウオルフ?−スの文献を参照されたい。
保磁係数の向上を目的とした先行技術システムの1つに
サマリウム・コバルト合金系(−・股にSmCO5また
はSm2CO17)がある。サマリウム・コバルト系は
、フェライト、アルニコ等の従来の永久磁性材料を上回
る磁気パラメータを達成しているが、利用する材料と方
法が高価になってしまう。サマリウム・コバルト合金系
は他のもっと豊富にある稀土類金属と違って高価なサマ
リウムと戦略的に重要な金属であるため入手困難と思わ
れるコバルトを豊富に含むためである。
サマリウム・コバルト合金系(−・股にSmCO5また
はSm2CO17)がある。サマリウム・コバルト系は
、フェライト、アルニコ等の従来の永久磁性材料を上回
る磁気パラメータを達成しているが、利用する材料と方
法が高価になってしまう。サマリウム・コバルト合金系
は他のもっと豊富にある稀土類金属と違って高価なサマ
リウムと戦略的に重要な金属であるため入手困難と思わ
れるコバルトを豊富に含むためである。
もう1つの先行技術合金系は稀土類・鉄・ホウ素系(R
E−Fe−8>である。RE−Fe−B系に典型的な磁
気特性をもつものとしてRE F e 14B化合物
が知られている。この化合物の存在が初めて報告された
のは、1979年4月版D OpV、 A kad、
N ank、 U kr、 RS R、シリーズ
A第10号、873〜875頁にに掲載のエフ・エフ・
ジャパン(N、 F、 Chaban)、ワイ・ビー・
クズマ(Y、 B、 Kuzma) 、工51./xス
−ヒo/”yコ(N 、 S 、 B 1lonozh
ko)、オウ・オウ・カクマ−(0,O,KaChla
r) 、エフ・ヴ4”ペトロフ(N、 V、 Petr
ov)の論文[三元(Nd、Sm。
E−Fe−8>である。RE−Fe−B系に典型的な磁
気特性をもつものとしてRE F e 14B化合物
が知られている。この化合物の存在が初めて報告された
のは、1979年4月版D OpV、 A kad、
N ank、 U kr、 RS R、シリーズ
A第10号、873〜875頁にに掲載のエフ・エフ・
ジャパン(N、 F、 Chaban)、ワイ・ビー・
クズマ(Y、 B、 Kuzma) 、工51./xス
−ヒo/”yコ(N 、 S 、 B 1lonozh
ko)、オウ・オウ・カクマ−(0,O,KaChla
r) 、エフ・ヴ4”ペトロフ(N、 V、 Petr
ov)の論文[三元(Nd、Sm。
Gd)−Fe−B系」 (“Ternary (N d
、 Sm。
、 Sm。
Gd) −Fe−B System”)であった。
インゴットおよびメルトスピニングした稀土類・鉄・ホ
ウ素材料の構造と化学式についても、ミシガン州つォー
レンのゼネラル・モーターズ研究所(以下GMと称す)
物理部門研究班から明らかにされている。この材料に関
する報告は、1984年4月版Fフィジカルレビ1名誌
(P hys。
ウ素材料の構造と化学式についても、ミシガン州つォー
レンのゼネラル・モーターズ研究所(以下GMと称す)
物理部門研究班から明らかにされている。この材料に関
する報告は、1984年4月版Fフィジカルレビ1名誌
(P hys。
Rev、 )29巻7号、4176〜4178頁に掲載
のジエイ。
のジエイ。
エフ・ハーブスト(J、 F、 Herbst ) 、
ジェイ・ジエイ・フロート(J、 J、 Croat)
、イー・エフ・ピンカートン(E、 F、 Pink
erton) 、ダブリユウ・ビー・イエロン(W、
B、 Yelon)の論文rNd2−Fe14−Bにお
ける結晶構造と磁気特性の関係」 (“Relatio
nships B etweenCrystal
S tructure and MagneticP
roI)erjies I n N 62 F e
14−8”) (以下GMIと称す)と1985年4
月版「ジャーナル・オプ・アプライド・フィジクスJ
(J、 Appl。
ジェイ・ジエイ・フロート(J、 J、 Croat)
、イー・エフ・ピンカートン(E、 F、 Pink
erton) 、ダブリユウ・ビー・イエロン(W、
B、 Yelon)の論文rNd2−Fe14−Bにお
ける結晶構造と磁気特性の関係」 (“Relatio
nships B etweenCrystal
S tructure and MagneticP
roI)erjies I n N 62 F e
14−8”) (以下GMIと称す)と1985年4
月版「ジャーナル・オプ・アプライド・フィジクスJ
(J、 Appl。
p hys、 ) 57巻1号、4086〜4090頁
に掲載のジェイφエフ・ハーブスト、ジエイφジエイ争
りロート、ダブリユウ・ビー・イエロン論文、 r N d −F e 14−8の構造特性と磁気特
性」(以下GMIと称す)にある。GMIは後述するよ
うに、位置敏感知検出器−回折計によって673″に、
及び室温で採ったリートベルド精密解析した中性子粉末
回折データを用いて、インゴット材料の化学式と結晶構
造の分析を行っている。GMIは化学式をRE2Fe1
4B1空間群をP42/mnmと報告している。稀土類
成分をネオジム(Nd)とした場合の部位(サイト)表
示、占有率(占拠数)、位置、格子パラメータが下表■
のように報告されている。
に掲載のジェイφエフ・ハーブスト、ジエイφジエイ争
りロート、ダブリユウ・ビー・イエロン論文、 r N d −F e 14−8の構造特性と磁気特
性」(以下GMIと称す)にある。GMIは後述するよ
うに、位置敏感知検出器−回折計によって673″に、
及び室温で採ったリートベルド精密解析した中性子粉末
回折データを用いて、インゴット材料の化学式と結晶構
造の分析を行っている。GMIは化学式をRE2Fe1
4B1空間群をP42/mnmと報告している。稀土類
成分をネオジム(Nd)とした場合の部位(サイト)表
示、占有率(占拠数)、位置、格子パラメータが下表■
のように報告されている。
1−ユ
Nd f 4 0.266
0.266 0.ONd Q 4
0.139 −0.139 0.OFe k
16 0.224 0.568
0.128Fe k 16
0.039 0.359 Q、176Fe
j、 8 0.097 0.097 0.2
05Fe j28 0.318 0.318 0
.247Fe e 8 0.5
0.5 0.113FeC80,00,
50,0 BQ 8 0.368 −0.36
8 0.0板lJ辷>%ニタ a(オングストローム) 8.80C(オング
ストローム) 12.19CMI[では、GMI
のインゴット材料より優れているとする材料の測定値に
基いて、原子の位置と格子パラメータを測定し直してい
る。その位置と格子パラメータについては、下の表■に
示す通りである。また、GMIIでは最大エネルギー積
が14.1メガガウスエルステッドのメルトスピニング
したリボンはほとんど全部Nd Fe14B相から成り
、残りの部分に鉄がいくらかあるだけで、その他に同定
可能な相はないとしている。GMI[のメルトスピニン
グした材料の原子位置のパラメータは、表■に示したイ
ンゴット材料のパラメータと0.003の範囲内で同じ
である。
0.266 0.ONd Q 4
0.139 −0.139 0.OFe k
16 0.224 0.568
0.128Fe k 16
0.039 0.359 Q、176Fe
j、 8 0.097 0.097 0.2
05Fe j28 0.318 0.318 0
.247Fe e 8 0.5
0.5 0.113FeC80,00,
50,0 BQ 8 0.368 −0.36
8 0.0板lJ辷>%ニタ a(オングストローム) 8.80C(オング
ストローム) 12.19CMI[では、GMI
のインゴット材料より優れているとする材料の測定値に
基いて、原子の位置と格子パラメータを測定し直してい
る。その位置と格子パラメータについては、下の表■に
示す通りである。また、GMIIでは最大エネルギー積
が14.1メガガウスエルステッドのメルトスピニング
したリボンはほとんど全部Nd Fe14B相から成り
、残りの部分に鉄がいくらかあるだけで、その他に同定
可能な相はないとしている。GMI[のメルトスピニン
グした材料の原子位置のパラメータは、表■に示したイ
ンゴット材料のパラメータと0.003の範囲内で同じ
である。
表■
厘ヱ L!@ が呻 X y z
Nd f 4 G、2679(5) 0.2
679(5) ONd Q 4 G、140
3 −0.1403(4) OFe k、
16 0.2234(3) 0.5673(3)
0.1274(2)Fe k216 0.03
75(3) 0.3598(3) 0.1758(
2)Fe j 8 0.0979(3) 0.
0979(3) 0.2045(2)Fe j
8 G、3167(3) 053167(3)
0.2464(3)Fe e 4 G、5
0.5 0.1139(5)Fe C400,5
00 B a 4 G、3711(9) −0,3
711(9) 0盗UにとL二l a(オングストローム> 8.803C(オン
グストローム) 12.196先行技術のRE
−F e−B系について、異方性材料と等方性材料の画
形式で調べた。等方性RE−Fe−8材料は、メルトス
ピニング法で作製部したものであり、等方性材料の中に
は、メルトスピニング法で形成した場合の上述のGM材
料も含まれる。
Nd f 4 G、2679(5) 0.2
679(5) ONd Q 4 G、140
3 −0.1403(4) OFe k、
16 0.2234(3) 0.5673(3)
0.1274(2)Fe k216 0.03
75(3) 0.3598(3) 0.1758(
2)Fe j 8 0.0979(3) 0.
0979(3) 0.2045(2)Fe j
8 G、3167(3) 053167(3)
0.2464(3)Fe e 4 G、5
0.5 0.1139(5)Fe C400,5
00 B a 4 G、3711(9) −0,3
711(9) 0盗UにとL二l a(オングストローム> 8.803C(オン
グストローム) 12.196先行技術のRE
−F e−B系について、異方性材料と等方性材料の画
形式で調べた。等方性RE−Fe−8材料は、メルトス
ピニング法で作製部したものであり、等方性材料の中に
は、メルトスピニング法で形成した場合の上述のGM材
料も含まれる。
メルトスピニング法において、GM(フロート他の19
83年6月24日出願の米国特許出願第508、226
号「エネルギー積の高い稀土類・鉄磁性合金J 、19
83年10月26日出願の米国特許出願第544、72
8号[エネルギー積の高い稀土類・鉄磁性合金J 、1
982年9月3日出願の米国特許出願第414.936
号「エネルギー積の高い稀土類・鉄磁性合金」の優先権
を主張した日本特許出願公開60−9852号及び59
−64739号)は等方性磁気特性の最大値を得るため
に必要な特定の急冷パラメータ範囲を特にホイール速度
に関して持たせることを要求fしている。GMの報告で
は、この比較的狭い急冷パラメータおよびホイール速度
の範囲の外でメルトスピニングされた材料は、報告され
た最高値に比較して、保磁力、残留磁化、最大エネルギ
ー積が実質的に低くなるとしている。ここで言うエネル
ギー積の最も高い稀土類・鉄・ホウ素合金に関して報告
された最高値は、等方性最大磁気エネルギー積の約14
.1メガガウスエルステッド、残留磁化的8.5キロガ
ウス以下、保磁力約15キロエルステッドが限度であっ
た。
83年6月24日出願の米国特許出願第508、226
号「エネルギー積の高い稀土類・鉄磁性合金J 、19
83年10月26日出願の米国特許出願第544、72
8号[エネルギー積の高い稀土類・鉄磁性合金J 、1
982年9月3日出願の米国特許出願第414.936
号「エネルギー積の高い稀土類・鉄磁性合金」の優先権
を主張した日本特許出願公開60−9852号及び59
−64739号)は等方性磁気特性の最大値を得るため
に必要な特定の急冷パラメータ範囲を特にホイール速度
に関して持たせることを要求fしている。GMの報告で
は、この比較的狭い急冷パラメータおよびホイール速度
の範囲の外でメルトスピニングされた材料は、報告され
た最高値に比較して、保磁力、残留磁化、最大エネルギ
ー積が実質的に低くなるとしている。ここで言うエネル
ギー積の最も高い稀土類・鉄・ホウ素合金に関して報告
された最高値は、等方性最大磁気エネルギー積の約14
.1メガガウスエルステッド、残留磁化的8.5キロガ
ウス以下、保磁力約15キロエルステッドが限度であっ
た。
先行技術では場合によりケイ素などの添加元素も使用し
ているが、これらの添加元素がメルトスピニングした材
料の等方性磁気特性を向上させる結果にはなっていない
。例えば、1983年10月版「アプライド・フィジク
スレターズJ (Appl。
ているが、これらの添加元素がメルトスピニングした材
料の等方性磁気特性を向上させる結果にはなっていない
。例えば、1983年10月版「アプライド・フィジク
スレターズJ (Appl。
P hys、 L ett、 ) 43巻8号、797
〜799頁のジー・シー・ハシバネイス(G、 C,H
adjipanayis)、アール・シー・ハゼルトン
(R,C,Hazelton)、ケイ・アール・ローレ
ス(K、 R,Lawless)の論文、「鉄・稀土類
をベースとする新しい永久磁性材料J (New I
ron−Rare Earth BasedPerm
anent Magnet Material ”)
、1984年3月版「ジャーナル・オブ・アプライド
・フィツクスJ 、55(6)号、2073〜2077
頁のジー・シー・ハシバネイス、アール・シー中ハゼル
トン、ケイ・アール−ロー゛レスの論文「鉄・稀土類合
金をベースとするコバルトを含まない永久磁性材料」(
“Cobalt −Free Permanent
MagneticMaterials Ba5ed
on Iron−Rare EarthAlloys”
) 、1983年10月版、[マテリアル・レターズ(
Material Letters) J 2巻2号、
169〜172頁のエイチ・エイチ・スタデルマイヤー
(H,H,Stadelmaier) 、xヌ−xイー
X)L、メイスリー(N、 A、 Elmasry)
、xス・チェノ(S、 Chen!II)論文「鉄・ホ
ウ化稀土を基材とするコバルトおよびサマリウムを含ま
ない永久磁性材料」 (“Cobalt −Free
and 5alarit101−Free P13rl
lanent Ma9netiCMaterial
3asedOn Iron−Rare Earth
Boride”)を参照されたい。
〜799頁のジー・シー・ハシバネイス(G、 C,H
adjipanayis)、アール・シー・ハゼルトン
(R,C,Hazelton)、ケイ・アール・ローレ
ス(K、 R,Lawless)の論文、「鉄・稀土類
をベースとする新しい永久磁性材料J (New I
ron−Rare Earth BasedPerm
anent Magnet Material ”)
、1984年3月版「ジャーナル・オブ・アプライド
・フィツクスJ 、55(6)号、2073〜2077
頁のジー・シー・ハシバネイス、アール・シー中ハゼル
トン、ケイ・アール−ロー゛レスの論文「鉄・稀土類合
金をベースとするコバルトを含まない永久磁性材料」(
“Cobalt −Free Permanent
MagneticMaterials Ba5ed
on Iron−Rare EarthAlloys”
) 、1983年10月版、[マテリアル・レターズ(
Material Letters) J 2巻2号、
169〜172頁のエイチ・エイチ・スタデルマイヤー
(H,H,Stadelmaier) 、xヌ−xイー
X)L、メイスリー(N、 A、 Elmasry)
、xス・チェノ(S、 Chen!II)論文「鉄・ホ
ウ化稀土を基材とするコバルトおよびサマリウムを含ま
ない永久磁性材料」 (“Cobalt −Free
and 5alarit101−Free P13rl
lanent Ma9netiCMaterial
3asedOn Iron−Rare Earth
Boride”)を参照されたい。
もう−人ジコセフ・ジェイ・ベラカー
(J oseph J 、 B ecker)も198
4年3月版「ジャーナル・オブ・アプライド・フィツク
ス」55巻6号2067〜2012頁に掲載の論文「永
久磁性材料用の高速急冷金属」(“Rapidly
Q uenched M etalsF Or P
erlanent M aQnet M ateri
a+”)の中で、メルトスピニングしたN d teF
e 76 B 5−813合金の磁気特性について
記載している。ベラカーの報告にあるメルトスピニング
した材料は全て、鋳造磁性材料としては比較的劣質なも
のであり、このことはこの材料が2相のヒステリシスル
ープを持つことからも裏付られる。保磁力の低いRE−
Fe−B−8i合金については、上に挙げたジー・シー
・ハシバネイス論文にもエイチ・エイチ・スタデルマイ
ヤー他の論文にも記載されている。ケイ素を有する稀土
類・鉄・ホウ素合金について記載したこれらの論文の中
に、12メガガウス工ルステツド以上の最大磁気エネル
ギー積を報告したものはない。
4年3月版「ジャーナル・オブ・アプライド・フィツク
ス」55巻6号2067〜2012頁に掲載の論文「永
久磁性材料用の高速急冷金属」(“Rapidly
Q uenched M etalsF Or P
erlanent M aQnet M ateri
a+”)の中で、メルトスピニングしたN d teF
e 76 B 5−813合金の磁気特性について
記載している。ベラカーの報告にあるメルトスピニング
した材料は全て、鋳造磁性材料としては比較的劣質なも
のであり、このことはこの材料が2相のヒステリシスル
ープを持つことからも裏付られる。保磁力の低いRE−
Fe−B−8i合金については、上に挙げたジー・シー
・ハシバネイス論文にもエイチ・エイチ・スタデルマイ
ヤー他の論文にも記載されている。ケイ素を有する稀土
類・鉄・ホウ素合金について記載したこれらの論文の中
に、12メガガウス工ルステツド以上の最大磁気エネル
ギー積を報告したものはない。
これらの先行技術の結果は上で述べた16メガガウスエ
ルステッドという理論上の最大エネルギー積と一致して
いるが、これはHcを非常に大きくした場合にしか得ら
れないものである。実際的なHcを約20キロエルステ
ッドとすると、理論上の最大エネルギー積は約12.5
メガガウスエルステッドになる。理論上および報告され
た実際の最大エネルギー積がこの程度であることから、
先行技術の研究音速は異方性材料を開発して磁気特性を
向上させる方向に向かうことになった。
ルステッドという理論上の最大エネルギー積と一致して
いるが、これはHcを非常に大きくした場合にしか得ら
れないものである。実際的なHcを約20キロエルステ
ッドとすると、理論上の最大エネルギー積は約12.5
メガガウスエルステッドになる。理論上および報告され
た実際の最大エネルギー積がこの程度であることから、
先行技術の研究音速は異方性材料を開発して磁気特性を
向上させる方向に向かうことになった。
異方性の稀土類・鉄・ホウ素磁気材料はこれまでのとこ
ろ、2種類の方法で作製されている。1つの方法がメル
トノスビニングー熱間ブレスーダイアプセット 法(以
後、ダイアプセット法と称する)である。ダイアプセッ
ト法については、1985年4月版「ジャーナル・オブ
・アプライド・フィツクスJ 46 (8)巻、790
〜791頁のアール・ダブリュ・リー(R,W、Lee
)の論文、「熱間プレスしたネオジム・鉄・ホウ素磁石
」(“HotP ressed N eodymiu
m −Iron −B oronM a9nets”)
、アール・ダブリュー・リーの1983年8月4日出願
の米国特許出願第520.170号の優先権を主張する
欧州特許出願箱0−133−758号「熱間加工による
鉄・稀土類・ホウ素磁石(“t ron−Rare E
arth−3oron vaQnets by Ho
tWOrkinO”)の中に記載されている。リー(G
M)論文では、高温ダイの中にメルトスピニングしたリ
ボン片を入れ、単軸圧力をかけて密度を高めると記載し
ている。どの測定方向においても保磁力はほぼ19.5
キロエルステッドであった。高密度化した材料を次に「
ダイアプセット」、すなわち直径を大きくした第2のダ
イプレス内で熱間プレスする。リーの論文は、第2熱間
プレスすなわち「ダイアプセット」によって結晶学的配
向が導入されると報告している。ダイアプセット工程の
後では、40メガガウスエルステッドと高いエネルギー
積が報告されている。保磁力は、結晶配向に平行に測定
した場合で12.5キロエルステッド結晶配向に垂直に
測定した場合で15.5キロエルステッドと減少してい
る。り一輪文の第2図を基に、15キロガウスの飽和磁
化を用いて、本出願人が高密度化した材料のQ係数を計
算した結果、0.19となった。り一輪文の第3図を基
に15キロガウスの飽和磁化を用りて、ダイアプセット
した材料のQ係数を計算した結果は0.71であった。
ろ、2種類の方法で作製されている。1つの方法がメル
トノスビニングー熱間ブレスーダイアプセット 法(以
後、ダイアプセット法と称する)である。ダイアプセッ
ト法については、1985年4月版「ジャーナル・オブ
・アプライド・フィツクスJ 46 (8)巻、790
〜791頁のアール・ダブリュ・リー(R,W、Lee
)の論文、「熱間プレスしたネオジム・鉄・ホウ素磁石
」(“HotP ressed N eodymiu
m −Iron −B oronM a9nets”)
、アール・ダブリュー・リーの1983年8月4日出願
の米国特許出願第520.170号の優先権を主張する
欧州特許出願箱0−133−758号「熱間加工による
鉄・稀土類・ホウ素磁石(“t ron−Rare E
arth−3oron vaQnets by Ho
tWOrkinO”)の中に記載されている。リー(G
M)論文では、高温ダイの中にメルトスピニングしたリ
ボン片を入れ、単軸圧力をかけて密度を高めると記載し
ている。どの測定方向においても保磁力はほぼ19.5
キロエルステッドであった。高密度化した材料を次に「
ダイアプセット」、すなわち直径を大きくした第2のダ
イプレス内で熱間プレスする。リーの論文は、第2熱間
プレスすなわち「ダイアプセット」によって結晶学的配
向が導入されると報告している。ダイアプセット工程の
後では、40メガガウスエルステッドと高いエネルギー
積が報告されている。保磁力は、結晶配向に平行に測定
した場合で12.5キロエルステッド結晶配向に垂直に
測定した場合で15.5キロエルステッドと減少してい
る。り一輪文の第2図を基に、15キロガウスの飽和磁
化を用いて、本出願人が高密度化した材料のQ係数を計
算した結果、0.19となった。り一輪文の第3図を基
に15キロガウスの飽和磁化を用りて、ダイアプセット
した材料のQ係数を計算した結果は0.71であった。
第2の方法は、溶解−鋳造一圧漬一粉砕一磁場配向一熱
間ブレス−焼結の方法であり、この方法については、(
+) 1982年8月21日出願の日本国特許出願箱1
45072/ 82号、(i 1)1982年11月1
5日出願の同第200204/ 82号、(iii )
1983年1月19日出願の同第5814/83号、
(iv)1983年3月8日出願の同第37896/
83号、(v)1983年3月9日出願の同37898
/ 83号、(vi)1983年5月14日出願の同第
84859/ 83号、(vii) 1983年5月3
1日出願の同第94876/ 83号の優先権を主張し
たサガヮ・マサト、フジムラ・セツオ、マツウラ・ユタ
力の欧州公開特許出願筒0−101−552−12号(
出願香り第83−106573、5号、「磁性材料と永
久磁石」、および1984年4月版[ジャーナル・オブ
・アプライド・フィツクスJ 55 (6)巻、208
3〜2087頁に掲載のサガワ、フジムラ、トガワ、ヤ
マモト、マツウラ論文、rNdとFeをベースとする新
しい永久磁石用材料」 (“New Materia
l For PermanentMa(JnetS
On ABase of Nd and Fe
”)に記載されている。上に挙げた出願および発表論
文は日本国大阪府の住友特殊金属株式会社(以下、住友
と称する)に属するものである。住友の方法は多段階方
式であり、下記のような処理を必要とする。
間ブレス−焼結の方法であり、この方法については、(
+) 1982年8月21日出願の日本国特許出願箱1
45072/ 82号、(i 1)1982年11月1
5日出願の同第200204/ 82号、(iii )
1983年1月19日出願の同第5814/83号、
(iv)1983年3月8日出願の同第37896/
83号、(v)1983年3月9日出願の同37898
/ 83号、(vi)1983年5月14日出願の同第
84859/ 83号、(vii) 1983年5月3
1日出願の同第94876/ 83号の優先権を主張し
たサガヮ・マサト、フジムラ・セツオ、マツウラ・ユタ
力の欧州公開特許出願筒0−101−552−12号(
出願香り第83−106573、5号、「磁性材料と永
久磁石」、および1984年4月版[ジャーナル・オブ
・アプライド・フィツクスJ 55 (6)巻、208
3〜2087頁に掲載のサガワ、フジムラ、トガワ、ヤ
マモト、マツウラ論文、rNdとFeをベースとする新
しい永久磁石用材料」 (“New Materia
l For PermanentMa(JnetS
On ABase of Nd and Fe
”)に記載されている。上に挙げた出願および発表論
文は日本国大阪府の住友特殊金属株式会社(以下、住友
と称する)に属するものである。住友の方法は多段階方
式であり、下記のような処理を必要とする。
(1)例えば(a)高周波誘導溶融、および(b)例え
ば水冷金型内での鋳造によって合金を凝固しインゴット
とする。
ば水冷金型内での鋳造によって合金を凝固しインゴット
とする。
(ii)インゴットを微細メツシュの粉末に微粉砕する
。この工程は例えば(a) −35メツシユに粗粉砕し
た後、(b)3〜10ミクロンに細かく粉砕するという
ように2段階の工程として開示されている。
。この工程は例えば(a) −35メツシユに粗粉砕し
た後、(b)3〜10ミクロンに細かく粉砕するという
ように2段階の工程として開示されている。
(iii)合金粉末を例えば10キロエルステッドの磁
界において磁場配向する。
界において磁場配向する。
″(iv)配向した粉末を印加される磁界の影響下、例
えば1.5t /ciの圧力下で加圧する。
えば1.5t /ciの圧力下で加圧する。
(V)加圧した粉末をアルゴン雰囲気中で例えば100
0〜1200℃で約1時間焼結して成形体とする。
0〜1200℃で約1時間焼結して成形体とする。
この多段階工程の出発原料は磁性の強くない合金であり
、圧潰、粉砕、磁場配向、加圧、焼結の各段階を経て初
めて、磁気エネルギー積が36.5メガガウスエルステ
ッドと高く、保磁力が約9.0キロエルステッド、残留
磁化的12.6キロガウスの焼結異方性磁気材料が生み
出されるのである。米国ペンシルバニア州ピッツバーグ
のコルト・インダストリーズ社(Coft Indus
tries)のクルージプル(Cruciblc)!!
石部門が同様の方法で製造し市販している材料を本出願
人が試験した結果、Qが0.53(Msを15キロガウ
スと仮定して)、最大磁気エネルギー積が磁場配向方向
において27.25メガガウスエルステッド、保磁力1
6.61ギロエルステツド、残留磁化10.97キロガ
ウスであった。
、圧潰、粉砕、磁場配向、加圧、焼結の各段階を経て初
めて、磁気エネルギー積が36.5メガガウスエルステ
ッドと高く、保磁力が約9.0キロエルステッド、残留
磁化的12.6キロガウスの焼結異方性磁気材料が生み
出されるのである。米国ペンシルバニア州ピッツバーグ
のコルト・インダストリーズ社(Coft Indus
tries)のクルージプル(Cruciblc)!!
石部門が同様の方法で製造し市販している材料を本出願
人が試験した結果、Qが0.53(Msを15キロガウ
スと仮定して)、最大磁気エネルギー積が磁場配向方向
において27.25メガガウスエルステッド、保磁力1
6.61ギロエルステツド、残留磁化10.97キロガ
ウスであった。
住友はまた、上記の工程のうち (iii)の磁場配向
段階を省略する等方性材料についても報告している。こ
の材料は表■に示す通り、磁気特性の劣るものである。
段階を省略する等方性材料についても報告している。こ
の材料は表■に示す通り、磁気特性の劣るものである。
住友は1983年6月29日出願の日本国特許出願用8
3−117439号に基き1985年1月18日に公開
の日本特許出願公開番号第60−009104号および
1983年6月17日出願の日本特許出願第83−11
0016号に基き1985年1月8日に公開の日本特許
出願公開番丹第60−001808号に記載の通り、ケ
イ素を加えることでその焼結材料のキューり温度を−E
昇させようとした。本出願人も、関連するR E −F
e−B −Siの組成範囲でケイ素の添加によりキュ
ーり温度が上昇することを認めるが、ここで観察される
キューり温度の上昇は、磁気エネルギー積が上で報告し
た36.5メガガウスエルステッドの最大値から減少す
るという短所がある条件下で得られるものである。
3−117439号に基き1985年1月18日に公開
の日本特許出願公開番号第60−009104号および
1983年6月17日出願の日本特許出願第83−11
0016号に基き1985年1月8日に公開の日本特許
出願公開番丹第60−001808号に記載の通り、ケ
イ素を加えることでその焼結材料のキューり温度を−E
昇させようとした。本出願人も、関連するR E −F
e−B −Siの組成範囲でケイ素の添加によりキュ
ーり温度が上昇することを認めるが、ここで観察される
キューり温度の上昇は、磁気エネルギー積が上で報告し
た36.5メガガウスエルステッドの最大値から減少す
るという短所がある条件下で得られるものである。
次に、本出願人は公開されている先行技術の中で最も磁
気特性の良い等方性材料と異方性材料の代表的なものを
選び出した。先行技術の各種等方性材料を表■に示す(
16キロガウスのM、使用)。
気特性の良い等方性材料と異方性材料の代表的なものを
選び出した。先行技術の各種等方性材料を表■に示す(
16キロガウスのM、使用)。
表■
コルモルゲン ハシバネイス−19羽(p、36)
メルトスピニングとアニール 0.01 Pr16
F。7685” 3GM (l′101) 日本特
開″−9852(11,35) メルトスピニング
0°01”” ”13Fe82.6B4.4
住 友 欧州特願&3−106573.5(0,
42> 粉砕と焼結(磁場配向なL) 5.0−1
0.O11d15F07□B。
メルトスピニングとアニール 0.01 Pr16
F。7685” 3GM (l′101) 日本特
開″−9852(11,35) メルトスピニング
0°01”” ”13Fe82.6B4.4
住 友 欧州特願&3−106573.5(0,
42> 粉砕と焼結(磁場配向なL) 5.0−1
0.O11d15F07□B。
次に先行技術の各種異方性材料について表■に示す(1
6キロガウスのM、を使用)。
6キロガウスのM、を使用)。
[第 1 輪**][第 2 輪$I*]最大工
最大重 残留 ネルギ 残留 ネルギ磁化 保
磁力 −積 磁化 保磁度 −積 QQ″″′
1*建凱l」穀虹邪帖l」穀虹 (理論値) (計算
値)7.014 12 7.0 14 1
2 0.75 0,578.215
14.1 B、215 14.1 0.7
5 0.806.4 8.5 8.7 6.
4 8.5 8.7 G、75 0.4
8表■ 日 立 トクナガ1985 粉
砕と配向と焼結 ”5”16.7E87
5B5”3.3***傘 非公開(Qの計算につい
ては1ど推定)[第 1 軸*][第 2 軸*I ]
最最大重 最大重 残留 ネルギ 残留 ネルギ磁化 保
磁力 −積 磁化 保磁力 −積 Q
Q””(5)Q (KOe) (H明虹圓 想起
り伊毀虹 (理論値) (計算値)10.712.4
27 4.715.4 4.3 <1
0.6212.21S、1 34.8
1 3 0.2 <1 0
.599.717211$零*率零*$*傘傘傘<10
.411 17 27 0.74 0.
1 <1 0.48以上から観察される
ことは、これらの材料の何れか1つの特性、例えばキュ
ーり温度を向上させると、別の特性が犠牲になっている
ということである。この点に関してスタンフォード・ア
ール・オプシンスキー(S tanford R、0v
shinsky)によって次の原理が発見されている。
最大重 残留 ネルギ 残留 ネルギ磁化 保
磁力 −積 磁化 保磁度 −積 QQ″″′
1*建凱l」穀虹邪帖l」穀虹 (理論値) (計算
値)7.014 12 7.0 14 1
2 0.75 0,578.215
14.1 B、215 14.1 0.7
5 0.806.4 8.5 8.7 6.
4 8.5 8.7 G、75 0.4
8表■ 日 立 トクナガ1985 粉
砕と配向と焼結 ”5”16.7E87
5B5”3.3***傘 非公開(Qの計算につい
ては1ど推定)[第 1 軸*][第 2 軸*I ]
最最大重 最大重 残留 ネルギ 残留 ネルギ磁化 保
磁力 −積 磁化 保磁力 −積 Q
Q””(5)Q (KOe) (H明虹圓 想起
り伊毀虹 (理論値) (計算値)10.712.4
27 4.715.4 4.3 <1
0.6212.21S、1 34.8
1 3 0.2 <1 0
.599.717211$零*率零*$*傘傘傘<10
.411 17 27 0.74 0.
1 <1 0.48以上から観察される
ことは、これらの材料の何れか1つの特性、例えばキュ
ーり温度を向上させると、別の特性が犠牲になっている
ということである。この点に関してスタンフォード・ア
ール・オプシンスキー(S tanford R、0v
shinsky)によって次の原理が発見されている。
つまり、合金基体に一定の材料を混和する方法に拠ると
、その合金材料の特定の特性を実質的に変更(又は改質
乃至修飾)することができる。しかも−見その変更特性
に関連していると思われる他の特性知られており、例え
ば米国特許第4.177、473号、第4,177.4
74号、第4,178,415号、第4,520,03
9号、第4,447,277号、第4,431,561
号等の刊行物に記載されている。これらの特許の中で開
示された材料は、長範囲規則乃至長距離秩序というより
はむしろ局部的規則乃至秩序を有する構造形態の固体非
晶質母体として形成されたものである。この原理による
と、改良処理材料を母体に加えるのであるが、この改良
処理材料はその材料自身だけでなく母体とも相互作用す
る軌道を有するものである。このような相互作用によっ
て、母体の電子配列を実質的に変えるのである。これら
の材料は原子レベルまたは微視的レベルで原子の配置が
実質的に変化して、例えば導電性等を単独に強めるよう
になる。。
、その合金材料の特定の特性を実質的に変更(又は改質
乃至修飾)することができる。しかも−見その変更特性
に関連していると思われる他の特性知られており、例え
ば米国特許第4.177、473号、第4,177.4
74号、第4,178,415号、第4,520,03
9号、第4,447,277号、第4,431,561
号等の刊行物に記載されている。これらの特許の中で開
示された材料は、長範囲規則乃至長距離秩序というより
はむしろ局部的規則乃至秩序を有する構造形態の固体非
晶質母体として形成されたものである。この原理による
と、改良処理材料を母体に加えるのであるが、この改良
処理材料はその材料自身だけでなく母体とも相互作用す
る軌道を有するものである。このような相互作用によっ
て、母体の電子配列を実質的に変えるのである。これら
の材料は原子レベルまたは微視的レベルで原子の配置が
実質的に変化して、例えば導電性等を単独に強めるよう
になる。。
改良処理はこれまで拡散、共沈着乃至同時堆積、励起ガ
ス改良処理、複式ノズルメルトスピニング、組成的改良
処理、積層処理、溶湯への混和等、多くの方法で行われ
て来ている。米国特許第4.339,255号およびデ
ビット・アドラー(DavidA(Iler) 、ヘル
ムット・フリック()l ellutF ritZch
e)、スタンフォード・アールφオプシンスキー(S
tanford R、0vshinsky) @r不規
則材料の物理学J (Physics of [) i
sorderedM aterials) (プレナム
・パブリッシング・コーMレイシ:3 > (P le
num Publishino Corl)、)198
5年)、ニス・アール・オプシンスキー著「非晶質物質
の化学と構造−生じる物の形状」(“chemtstr
y and 5tructure of inA 1
orDhotls M aterials : T
he S hape orThings to C
ome”)の中にもこの様な方法が多数記載されている
。これらの方法は化学的改良処理と構造的改良処理の両
方を含んでいるが、どちらも結果的には局部的規則、構
造配置が変更された非平衡的性質の材料が生まれる。
ス改良処理、複式ノズルメルトスピニング、組成的改良
処理、積層処理、溶湯への混和等、多くの方法で行われ
て来ている。米国特許第4.339,255号およびデ
ビット・アドラー(DavidA(Iler) 、ヘル
ムット・フリック()l ellutF ritZch
e)、スタンフォード・アールφオプシンスキー(S
tanford R、0vshinsky) @r不規
則材料の物理学J (Physics of [) i
sorderedM aterials) (プレナム
・パブリッシング・コーMレイシ:3 > (P le
num Publishino Corl)、)198
5年)、ニス・アール・オプシンスキー著「非晶質物質
の化学と構造−生じる物の形状」(“chemtstr
y and 5tructure of inA 1
orDhotls M aterials : T
he S hape orThings to C
ome”)の中にもこの様な方法が多数記載されている
。これらの方法は化学的改良処理と構造的改良処理の両
方を含んでいるが、どちらも結果的には局部的規則、構
造配置が変更された非平衡的性質の材料が生まれる。
表■にまとめて示した様に、先行技術の等方性材料は磁
気特性がかなり低い。そして先行技術は、磁気的パラメ
ータを相当良くしようとすれば異方性材料が必要となる
ことを教示している。しかし先行技術の方法では、異方
性材料を形成するためにさらに費用と時間のかかる方法
を用いている。
気特性がかなり低い。そして先行技術は、磁気的パラメ
ータを相当良くしようとすれば異方性材料が必要となる
ことを教示している。しかし先行技術の方法では、異方
性材料を形成するためにさらに費用と時間のかかる方法
を用いている。
尚異方性の材料については表■に示した通りである。
11立11
本発明によると、どの空間的方向から測定しても、すな
わち等方向に優れた磁気特性を示す永久磁性合金が提供
される。その磁気的パラメータは、先行技術では何れか
1つの空間的方向でしか達成できないとされ、また配向
した材料でしか達成できないとされていた大きさのもの
である。本発明の磁性材料は正味残留磁化(M、)対正
味飽和磁化(M、)の比が、特に好適な結晶配向なしで
もあらゆる方向で0,5を越えて1.0に近くなってい
る。
わち等方向に優れた磁気特性を示す永久磁性合金が提供
される。その磁気的パラメータは、先行技術では何れか
1つの空間的方向でしか達成できないとされ、また配向
した材料でしか達成できないとされていた大きさのもの
である。本発明の磁性材料は正味残留磁化(M、)対正
味飽和磁化(M、)の比が、特に好適な結晶配向なしで
もあらゆる方向で0,5を越えて1.0に近くなってい
る。
本発明の永久磁性材料は、上述のように保磁係数乃至磁
気リテンションパラメータQが1より大きいものである
。先行技術の配向(異方性)および非配向(等方性)非
干渉材料の磁気保持パラメータの理論値がそれぞれ1.
0と0.75であるのに対し、本発明材料の磁気保持パ
ラメータQの理論的限界値は3であると考えられる。
気リテンションパラメータQが1より大きいものである
。先行技術の配向(異方性)および非配向(等方性)非
干渉材料の磁気保持パラメータの理論値がそれぞれ1.
0と0.75であるのに対し、本発明材料の磁気保持パ
ラメータQの理論的限界値は3であると考えられる。
急冷したままのリボン状試料は、それ以上処理をしなく
ても、9キロガウス以上の残留磁化Mr。
ても、9キロガウス以上の残留磁化Mr。
8キロ工ルステツド以上、望ましくは11キロ工ルステ
ツド以上の保磁力Hc、15メガガウス工ルステツド以
上の最大エネルギー積(BH) を示aX し、またどの方向で測定しても、すなわちリボンの平面
でもリボン平面に垂直な方向でも同様の値を示す。但し
リボン平面に垂直な方向で測定する場合は、リボンの形
状異方性に関して標準補正(反磁場係数)を行った後で
得た値である。
ツド以上の保磁力Hc、15メガガウス工ルステツド以
上の最大エネルギー積(BH) を示aX し、またどの方向で測定しても、すなわちリボンの平面
でもリボン平面に垂直な方向でも同様の値を示す。但し
リボン平面に垂直な方向で測定する場合は、リボンの形
状異方性に関して標準補正(反磁場係数)を行った後で
得た値である。
リボンの飽和磁化M8、すなわち限られた印加磁界また
は大きな印加磁界における磁化もやはりあらゆる方向で
15〜15,5キロガウスになるものと推定される。先
行技術によって巨視的に等方性の非干渉材料に関して明
確に言われて来たことに反して、この値はM /M、
の値で0.6以上、磁気「 パラメータQで1以上に相当する。
は大きな印加磁界における磁化もやはりあらゆる方向で
15〜15,5キロガウスになるものと推定される。先
行技術によって巨視的に等方性の非干渉材料に関して明
確に言われて来たことに反して、この値はM /M、
の値で0.6以上、磁気「 パラメータQで1以上に相当する。
本発明の磁気合金のもつ代表的磁気パラメータを表Vに
示す。
示す。
」1
q、6Si2,1
eBes i 1゜
6B6S i 2
うBe5iz
412.4Si1
βwSIr、z:
650@6Hr)
、 12.2 >22 31.6 10 >
22 21.4 0.75 1.4、 12.
4 B、524.2 11.38.3 22.1
G、75 1.71G、4 12,222.7
9.912.2 20.8 0.75 1.2
10.2 11,620.8 1G、111.6 2
0.2 G、75 1.2、e 9.6
9・817・79・39・515・90・751・05
9.6 13.618.6 B、814.2 15
.8 0.75 1.03本発明の1つの実施
態様では、メルトスピニングしたままのリボン材料をさ
らに処理して、成形磁性体を製造することができる。こ
の材料の中にいくらかの量の磁気異方性を採用される処
理段階の効果として作り出すことも可能である。
22 21.4 0.75 1.4、 12.
4 B、524.2 11.38.3 22.1
G、75 1.71G、4 12,222.7
9.912.2 20.8 0.75 1.2
10.2 11,620.8 1G、111.6 2
0.2 G、75 1.2、e 9.6
9・817・79・39・515・90・751・05
9.6 13.618.6 B、814.2 15
.8 0.75 1.03本発明の1つの実施
態様では、メルトスピニングしたままのリボン材料をさ
らに処理して、成形磁性体を製造することができる。こ
の材料の中にいくらかの量の磁気異方性を採用される処
理段階の効果として作り出すことも可能である。
表Vから分かるように、ここに開示する方法で作成した
本発明材料の試料は、表■に列挙した等方性材料と比較
した場合、相応する磁気パラメータの何れにおいても優
れている。表■に挙げた先行技術の異方性材料と比較し
た場合、本発明の試料は比肩し得る磁気特性を示す上、
先行技術で要したような費用のかかる複雑な配向段階を
必要としない。
本発明材料の試料は、表■に列挙した等方性材料と比較
した場合、相応する磁気パラメータの何れにおいても優
れている。表■に挙げた先行技術の異方性材料と比較し
た場合、本発明の試料は比肩し得る磁気特性を示す上、
先行技術で要したような費用のかかる複雑な配向段階を
必要としない。
1」」とm里
本発明によると、優れた磁気特性を有する磁性合金材料
とその磁性合金材料の合成方法、およびその磁性合金材
料の成形体とその磁性合金材料成形体の形成方法が提供
される。
とその磁性合金材料の合成方法、およびその磁性合金材
料の成形体とその磁性合金材料成形体の形成方法が提供
される。
この合金は結晶としては実質的に配向が成されておらず
、磁気的に等方性の合金である。この合金は、望ましく
は等方性最大磁気エネルギーが15メガガウスエルステ
ッドより大きく、磁気保持パラメータQが1.0より大
きい硬い永久磁石である。
、磁気的に等方性の合金である。この合金は、望ましく
は等方性最大磁気エネルギーが15メガガウスエルステ
ッドより大きく、磁気保持パラメータQが1.0より大
きい硬い永久磁石である。
本発明の磁性合金材料の最大磁気エネルギー積(BH)
は最低約15メガガウスエルステッド、■ax 保持力約8キロエルステッド以上、残留磁化が約9キロ
ガウス以上、望ましくは約11キロガウス以上である。
は最低約15メガガウスエルステッド、■ax 保持力約8キロエルステッド以上、残留磁化が約9キロ
ガウス以上、望ましくは約11キロガウス以上である。
急冷したままのリボン試料は、それ以−り処理を行わな
くても、9キロガウス以上の残留磁化M 1Bキロ工
ルステツド以上の保磁力Hc、15メガガウスエルステ
ッド以上の最大エネルギー積(BH) を示すこと
ができ、これらの値はとaX の方向で測定しても、すなわちリボンの平面でもリボン
平面に垂直な方向でも同様の値となる。後者の場合は、
リボンの形状異方性に関して標準補正(反磁場係数)を
行った後の値である。
くても、9キロガウス以上の残留磁化M 1Bキロ工
ルステツド以上の保磁力Hc、15メガガウスエルステ
ッド以上の最大エネルギー積(BH) を示すこと
ができ、これらの値はとaX の方向で測定しても、すなわちリボンの平面でもリボン
平面に垂直な方向でも同様の値となる。後者の場合は、
リボンの形状異方性に関して標準補正(反磁場係数)を
行った後の値である。
リボンの飽和磁化M5、すなわち大きな印加磁界に限っ
ての磁化もやはり全方向において15〜15.5キロガ
ウスと推定される。巨視的に等方性の材料に関して先行
技術で明確に言われていることに反して、これらの数値
はM /M、で0.6以上、磁気保持パラメータQで
1以上に相当するものである。
ての磁化もやはり全方向において15〜15.5キロガ
ウスと推定される。巨視的に等方性の材料に関して先行
技術で明確に言われていることに反して、これらの数値
はM /M、で0.6以上、磁気保持パラメータQで
1以上に相当するものである。
本発明の実施態様の1つでは磁性合金材料が鉄の合金で
あり、これにコバルトの如き他の遷移金属、1種または
それ以上の稀土類金属、ホウ素、及び改質元素を選択的
に加えたものである。
あり、これにコバルトの如き他の遷移金属、1種または
それ以上の稀土類金属、ホウ素、及び改質元素を選択的
に加えたものである。
改質元素は磁性材料に加えられる1種またはそれ以上の
合金用元素であり、適当な処理技術によって改質されて
いない材料と結合されると、その結果得られらる材料の
等方性磁気特性を向上させる働きをする。代表的な改質
元素にケイ素、アルミニウム、およびそれらの混合物が
ある。選択的または付加的な改質元素としてはリチウム
、水素、フッ素、燐、硫黄、ゲルマニウム、炭素が挙げ
られる。
合金用元素であり、適当な処理技術によって改質されて
いない材料と結合されると、その結果得られらる材料の
等方性磁気特性を向上させる働きをする。代表的な改質
元素にケイ素、アルミニウム、およびそれらの混合物が
ある。選択的または付加的な改質元素としてはリチウム
、水素、フッ素、燐、硫黄、ゲルマニウム、炭素が挙げ
られる。
改質元素の量は、急冷パラメータと組合せて上述のよう
な等方性磁気特性と下記のようなX線パターンが得られ
る程度とする。
な等方性磁気特性と下記のようなX線パターンが得られ
る程度とする。
磁性合金は[稀土類金属]−[遷移金属]−ホウ素−[
改質元素]、例えば[稀土類金jil−[FeaCo]
−ホウ素−[改質元素]の形のものとなる。
改質元素]、例えば[稀土類金jil−[FeaCo]
−ホウ素−[改質元素]の形のものとなる。
好適実施態様では、磁性合金材料の化学式がFeB (
Nd、P r )bBc <AR、S i )dテ表わ
される。この時a、b、c、dはそれぞれ走査型電子顕
微鏡によりエネルギー分散型分光法(EDS)と波長分
散型分光法を用いて測定した、合金中に含まれる鉄、稀
土類金属、ホウ素、ケイ素の各成分の原子パーセントを
表わし、a+b+c+d−100、 a=75〜80、 b=10〜14、特に11〜13,5、C= S〜10
、 d=0.5〜5,0、 である。
Nd、P r )bBc <AR、S i )dテ表わ
される。この時a、b、c、dはそれぞれ走査型電子顕
微鏡によりエネルギー分散型分光法(EDS)と波長分
散型分光法を用いて測定した、合金中に含まれる鉄、稀
土類金属、ホウ素、ケイ素の各成分の原子パーセントを
表わし、a+b+c+d−100、 a=75〜80、 b=10〜14、特に11〜13,5、C= S〜10
、 d=0.5〜5,0、 である。
稀土類金属はネオジムとプラセオジムから選択したラン
タニドであり、これにその他のランタニド(La1Ce
、Sm、Eu、Gd、Tb5Dy。
タニドであり、これにその他のランタニド(La1Ce
、Sm、Eu、Gd、Tb5Dy。
Ho1Er、Tm、Yb、L、uの中から1つまたはそ
れ以上)、SC,Yおよびそれらの混合物を選択的に加
えたものである。いろいろな組合せの稀土類金属を用い
て本発明の概念から逸脱することはないが、特に望まし
い稀土類金属は次の特徴のうち1つまたはそれ以上を示
すものである。(1)f殻電子の数がO(Laのように
)、7(G(fのように)14、(Luのように)の何
れでもないこと、(2)La、Ce、Pr、Nd、Sm
のように低原子量の小さいランタニドであること、(3
)Ndとprのように鉄と強磁性に結合する磁気モーメ
ントの大きいランタニドであること、(4)La、Ce
、Pr、Nd(7)にうに比M的安iIなランタニドで
あること。よって特に好ましいのはNdとprである。
れ以上)、SC,Yおよびそれらの混合物を選択的に加
えたものである。いろいろな組合せの稀土類金属を用い
て本発明の概念から逸脱することはないが、特に望まし
い稀土類金属は次の特徴のうち1つまたはそれ以上を示
すものである。(1)f殻電子の数がO(Laのように
)、7(G(fのように)14、(Luのように)の何
れでもないこと、(2)La、Ce、Pr、Nd、Sm
のように低原子量の小さいランタニドであること、(3
)Ndとprのように鉄と強磁性に結合する磁気モーメ
ントの大きいランタニドであること、(4)La、Ce
、Pr、Nd(7)にうに比M的安iIなランタニドで
あること。よって特に好ましいのはNdとprである。
各種の市販のおよび/または副産物的ミッシユメタルを
利用しても良い。特に好適なミュシュメタルは、Ndお
よび/またはprの豊富なものである。
利用しても良い。特に好適なミュシュメタルは、Ndお
よび/またはprの豊富なものである。
ケイ素またはアルミニウム、あるいはケイ素とアルミニ
ウムは凝固状態への熱力学的経路を変えてその結果改質
された材料を得ることができると共に、高速急冷した合
金材料の磁気特性を高める粒界廁相の形成および/また
は粒子対粒子の相互作用を促進し得ると考えられる。
ウムは凝固状態への熱力学的経路を変えてその結果改質
された材料を得ることができると共に、高速急冷した合
金材料の磁気特性を高める粒界廁相の形成および/また
は粒子対粒子の相互作用を促進し得ると考えられる。
残留磁化の高い材料では、金属組織学的粒子が研磨およ
び例えばエタノール中1〜2%の硝酸によるエツチング
では分解されず、また2000オングストロームの分解
能を有する走査型電子顕微鏡でも観察不可能な程度に、
大半の粒子が微粒子化されている。
び例えばエタノール中1〜2%の硝酸によるエツチング
では分解されず、また2000オングストロームの分解
能を有する走査型電子顕微鏡でも観察不可能な程度に、
大半の粒子が微粒子化されている。
合金の結晶構造は、(1) S tおよび/またはAl
のような改質元素の存在によって先行技術の稀土類・鉄
・ホウ素タイプの材料から原子占有率と格子パラメータ
が改質された正方晶系の稀土類・鉄・ホウ素タイプの相
で大部分が構成されており、かつ(2)X[Im1回転
よる検出レベル以下のα鉄相とさらに選択的に他の相が
存在しているようなリートベルド精密解析X線粉末回折
パターンを有する。
のような改質元素の存在によって先行技術の稀土類・鉄
・ホウ素タイプの材料から原子占有率と格子パラメータ
が改質された正方晶系の稀土類・鉄・ホウ素タイプの相
で大部分が構成されており、かつ(2)X[Im1回転
よる検出レベル以下のα鉄相とさらに選択的に他の相が
存在しているようなリートベルド精密解析X線粉末回折
パターンを有する。
本発明の磁性材料と上述のGM材料との構造的差異はわ
ずかなものであるが、適当な微細構造と結合した場合、
実質的に優れた磁気パラメータを得る上でこれが臨界的
な差異となり、またこの差異のために最終的磁気パラメ
ータのプロセスパラメータに対する感度が高くなると考
えられる。
ずかなものであるが、適当な微細構造と結合した場合、
実質的に優れた磁気パラメータを得る上でこれが臨界的
な差異となり、またこの差異のために最終的磁気パラメ
ータのプロセスパラメータに対する感度が高くなると考
えられる。
硬質の磁性合金材料の結晶構造のリートベルド精密解析
X線粉末回折パターンは、P42/nmn構造を有し、
かつRE−Fe−B、RE−Fe−B−Si 、RE−
Fe−B −(S i 、 AfりまたはRE−Fe−
8−1で構成される正方晶相で大部分が成り、体心立方
α鉄相がこれと共に存在している形をとる。またX線回
折の検出レベル以下の他の相の存在も考えられる。さら
に、リートベルド解析したx1m粉末回折パターンでは
、ホウ素の位置が未改質の材料のものから変信 位乃至転メしており、このような転位は問題となる5i
l1度でのSiの含有量が増えるに従って大きくなって
行く。
X線粉末回折パターンは、P42/nmn構造を有し、
かつRE−Fe−B、RE−Fe−B−Si 、RE−
Fe−B −(S i 、 AfりまたはRE−Fe−
8−1で構成される正方晶相で大部分が成り、体心立方
α鉄相がこれと共に存在している形をとる。またX線回
折の検出レベル以下の他の相の存在も考えられる。さら
に、リートベルド解析したx1m粉末回折パターンでは
、ホウ素の位置が未改質の材料のものから変信 位乃至転メしており、このような転位は問題となる5i
l1度でのSiの含有量が増えるに従って大きくなって
行く。
以上の観察結果は、正方晶系RE −F e−8格子に
おいて改質元素をFeの代わりに例えばsiとした場合
とは一致しない。
おいて改質元素をFeの代わりに例えばsiとした場合
とは一致しない。
リートベルド分析は1981年版「X線分析J (X−
RaV Anal、) 24巻1〜24頁の7−A/
−エイ−ヤング(R,A、 Young)並びにディ
ー・ビー・ワイルズ(D、 B、 Wifes) f)
74文、「粉末回折データによる構造精密化のためのリ
ートベルド法の応用について」 (“Al)ElliC
atiOn of theRietVeldMethO
d for 5tructure Rerrne
−Iflnt With Powder Diffr
action oata”)(および1982年判「
ジャーナル・オブ・アプライド・クリスタログラフ−r
J (J 、 AE)l)1.crlt、)15巻
430〜438頁の「リートベルド(解析)法における
輪郭形状の関数」 (“P rof i le S
hapeF unctions in R1etvel
d Refinements”))。
RaV Anal、) 24巻1〜24頁の7−A/
−エイ−ヤング(R,A、 Young)並びにディ
ー・ビー・ワイルズ(D、 B、 Wifes) f)
74文、「粉末回折データによる構造精密化のためのリ
ートベルド法の応用について」 (“Al)ElliC
atiOn of theRietVeldMethO
d for 5tructure Rerrne
−Iflnt With Powder Diffr
action oata”)(および1982年判「
ジャーナル・オブ・アプライド・クリスタログラフ−r
J (J 、 AE)l)1.crlt、)15巻
430〜438頁の「リートベルド(解析)法における
輪郭形状の関数」 (“P rof i le S
hapeF unctions in R1etvel
d Refinements”))。
リートベルド分析は例えばX線回折データや中性子回折
データなどの粉末回折データを始点として、正確な値の
構造パラメータを生成する方法である。
データなどの粉末回折データを始点として、正確な値の
構造パラメータを生成する方法である。
リートベルド分析では、最少二乗法を用いて、全く計算
上の粉末回折パターンの間に全体として最良の適合状態
を得る。この方法から原子の配位、熱運動、部位占有率
パラメータ等の構造的パラメータを得ることができる。
上の粉末回折パターンの間に全体として最良の適合状態
を得る。この方法から原子の配位、熱運動、部位占有率
パラメータ等の構造的パラメータを得ることができる。
上述のヤング並びにワイルズが記載している様に、最初
から粉末回折パターンにおいて観測された強度を特定の
ブラッグ反射に割当てたり重複反射を分解するのではな
く、まず結晶構造の模型から予想される粉末回折パター
ン対20度の計算を行う。次に観測した粉末回折と計算
上の粉末回折の差を用いて適合度を良くするパラメータ
の変化を計算する。観察された強度情報を全て用いなが
ら、これを続けて行く。
から粉末回折パターンにおいて観測された強度を特定の
ブラッグ反射に割当てたり重複反射を分解するのではな
く、まず結晶構造の模型から予想される粉末回折パター
ン対20度の計算を行う。次に観測した粉末回折と計算
上の粉末回折の差を用いて適合度を良くするパラメータ
の変化を計算する。観察された強度情報を全て用いなが
ら、これを続けて行く。
本発明の磁性合金材料の典型的なものの1つのもつ占有
率、結晶格子パラメータ、および目盛計数は、リートベ
ルドのX線回折精密解析法によると表■に示すものとな
る。
率、結晶格子パラメータ、および目盛計数は、リートベ
ルドのX線回折精密解析法によると表■に示すものとな
る。
表■
(Nd 12.7原子%、 Fe 79.6原子%
、B 6原子%、Si 1.7原子%)376AVO
8 原子 X Y Z nNd(1)
0.2736(8) 0.2736(8) 0.
0000 0.24(1)Nd(2) 0.141
7(8) 0.1417(8) 0.0000
0.23(1)Fe(1) 0.2220(3)
0.5653(13) 0.5653(13) 1
.05(4)Fe(2) 0.0380(11)
0.3577(12) 061762(9) 1.
11(4)Fe(3) 0.1063(14) 0
.1063(14) 0.273(12) 0.5
0(2)Fe(4) 0.3141(10) 0.
3141(10) 0.2603(13) 0.5
5(2)Fe(5) 0.5000 0.5000
0.1150(24) 0.23(1)Fe(6)
O,0GOOO,50000,0000G、2500
B(1) 0.339(13) −0,339(1
3) 0.0000 0.28(8)C軸(オング
ストローム)12.203(3) −12,221(3
)a軸(オングストローム> 8.796(1) −
8,801(2)目盛係数(稀土類・鉄・ホウ素相対α
イオン) 74.29/1本発明の磁性合金材料は、
第1Δ図と第1B図に示すようなリートベルド精密解析
式X線回折パターンを有する。
、B 6原子%、Si 1.7原子%)376AVO
8 原子 X Y Z nNd(1)
0.2736(8) 0.2736(8) 0.
0000 0.24(1)Nd(2) 0.141
7(8) 0.1417(8) 0.0000
0.23(1)Fe(1) 0.2220(3)
0.5653(13) 0.5653(13) 1
.05(4)Fe(2) 0.0380(11)
0.3577(12) 061762(9) 1.
11(4)Fe(3) 0.1063(14) 0
.1063(14) 0.273(12) 0.5
0(2)Fe(4) 0.3141(10) 0.
3141(10) 0.2603(13) 0.5
5(2)Fe(5) 0.5000 0.5000
0.1150(24) 0.23(1)Fe(6)
O,0GOOO,50000,0000G、2500
B(1) 0.339(13) −0,339(1
3) 0.0000 0.28(8)C軸(オング
ストローム)12.203(3) −12,221(3
)a軸(オングストローム> 8.796(1) −
8,801(2)目盛係数(稀土類・鉄・ホウ素相対α
イオン) 74.29/1本発明の磁性合金材料は、
第1Δ図と第1B図に示すようなリートベルド精密解析
式X線回折パターンを有する。
第1A図と第1B図は粉末状磁性リボン試料筒376A
V 08号(組成その他の詳細については例7参照)
のX線回折パターンをリートベルド精密解析したもので
ある。
V 08号(組成その他の詳細については例7参照)
のX線回折パターンをリートベルド精密解析したもので
ある。
リボン材料に関するリートベルド精密解析X線回折の結
果は、この材料が実質的に等方性であることを示した。
果は、この材料が実質的に等方性であることを示した。
第2図はホウ素の格子位置対ケイ素含有量のプロットで
ある。正方晶系稀土類・鉄・ホウ素格子内でのホウ素格
子の位置が、GMIIのケイ素を含まない稀土類・鉄・
ホウ素正方晶系材料に関するリートベルト精密解析中性
子回折データに関して漸進的に移動して行くこととケイ
素位置と一致する。
ある。正方晶系稀土類・鉄・ホウ素格子内でのホウ素格
子の位置が、GMIIのケイ素を含まない稀土類・鉄・
ホウ素正方晶系材料に関するリートベルト精密解析中性
子回折データに関して漸進的に移動して行くこととケイ
素位置と一致する。
上述のような磁気等方性と結晶特性を有する磁性合金を
製造する手段の1つにメルトスピニング法、すなわち溶
融合金材料を移動冷却面、例えば実質的に第3図に示さ
れるような回転式冷却面上で高速に固化急冷する方法が
ある。ルツボ31の中に収容されている溶融合金材料2
1がオリフィス33を通って冷却表面手段35上に放出
される。この冷却表面手段35は、例えば直径が約10
インチ(25aR>から約60インチ(1,51L)ま
たはそれ以上で、熱伝導性を有する表面353をその上
に有するホイール35Aであり、例えば毎秒11〜35
メートルの直線速度でオリフィス33に対して回転等の
運動を行う。
製造する手段の1つにメルトスピニング法、すなわち溶
融合金材料を移動冷却面、例えば実質的に第3図に示さ
れるような回転式冷却面上で高速に固化急冷する方法が
ある。ルツボ31の中に収容されている溶融合金材料2
1がオリフィス33を通って冷却表面手段35上に放出
される。この冷却表面手段35は、例えば直径が約10
インチ(25aR>から約60インチ(1,51L)ま
たはそれ以上で、熱伝導性を有する表面353をその上
に有するホイール35Aであり、例えば毎秒11〜35
メートルの直線速度でオリフィス33に対して回転等の
運動を行う。
最適なホイール速度は他の工程制御パラメータ、特に質
量の流れの速度に影響を及ぼすパラメータによって決ま
る。
量の流れの速度に影響を及ぼすパラメータによって決ま
る。
この工程では、溶融材料21が冷却表面手段35の熱伝
導性表面353上に溶融バドル23を形成する。
導性表面353上に溶融バドル23を形成する。
熱が固化中の材料から冷却表面手段35の熱伝導性表面
35Bに伝わり、さらにこれを通って伝わるに従って、
バドル23と熱伝導性表面35Bとの界面にリボンまた
は線材またはフィラメント25が形成される。この結果
、溶融材料、例えばバドル23と固体材料、例えばリボ
ン25との界面に固化フロント27が形成される。固化
フロントの速度と冷却表面35Bに対する固化フロント
27の方向とによって、その材料の磁気特性が決定され
る。固化フロント27の向きと速度、フロントを横ぎる
熱勾配の他、粒子の粗さも下記の急冷パラメータおよび
パラメータ簡の相互作用の関数であると考えられる。す
なわち、 (1)冷却表面手段35の速度、 (2)冷却ホイールの直径、 (3) (a)溶融材料23、(b)固体材料25、及
び(c)冷却表面35Bの熱伝導率k、 (4) (a)固化フロント21および(b)リボン2
5と冷却表面35[3の界面の両端での熱伝達係数h1
(5)オリフィス33の特性的寸法とこれに付随するバ
ドル23の厚さ、 (6) (al溶融材料23と(b)固体材料25の比
熱Cp・ (7)溶融材料23の融解熱H、と溶融温度Tl111
(8)急冷持続時間、 (9)改質肩元素の効果 から成るパラメータである。
35Bに伝わり、さらにこれを通って伝わるに従って、
バドル23と熱伝導性表面35Bとの界面にリボンまた
は線材またはフィラメント25が形成される。この結果
、溶融材料、例えばバドル23と固体材料、例えばリボ
ン25との界面に固化フロント27が形成される。固化
フロントの速度と冷却表面35Bに対する固化フロント
27の方向とによって、その材料の磁気特性が決定され
る。固化フロント27の向きと速度、フロントを横ぎる
熱勾配の他、粒子の粗さも下記の急冷パラメータおよび
パラメータ簡の相互作用の関数であると考えられる。す
なわち、 (1)冷却表面手段35の速度、 (2)冷却ホイールの直径、 (3) (a)溶融材料23、(b)固体材料25、及
び(c)冷却表面35Bの熱伝導率k、 (4) (a)固化フロント21および(b)リボン2
5と冷却表面35[3の界面の両端での熱伝達係数h1
(5)オリフィス33の特性的寸法とこれに付随するバ
ドル23の厚さ、 (6) (al溶融材料23と(b)固体材料25の比
熱Cp・ (7)溶融材料23の融解熱H、と溶融温度Tl111
(8)急冷持続時間、 (9)改質肩元素の効果 から成るパラメータである。
本発明の均質な急冷合金を得るためには、実質的に均質
なメルト(溶湯)が不可欠である。1つの実i態様では
、最初に構成元素を反応さじて巨視的に均質な母合金を
形成することによって実現される。メルト中にケイ素お
よび/または他の改質元素が存在することよって、高い
均質性が観察されるようになると思われる。
なメルト(溶湯)が不可欠である。1つの実i態様では
、最初に構成元素を反応さじて巨視的に均質な母合金を
形成することによって実現される。メルト中にケイ素お
よび/または他の改質元素が存在することよって、高い
均質性が観察されるようになると思われる。
各急冷パラメータを制御することによって、固化フロン
ト27の方向付け、その速度制御、粒子の粗さの制御を
行うことができる。第4図はパドル23、リボン25、
固化フロント27を示しているが、ここでは急冷パラメ
ータを制御して、固化フロント27に所望の速度を与え
ると共に粒子成長速度も所望にしている。
ト27の方向付け、その速度制御、粒子の粗さの制御を
行うことができる。第4図はパドル23、リボン25、
固化フロント27を示しているが、ここでは急冷パラメ
ータを制御して、固化フロント27に所望の速度を与え
ると共に粒子成長速度も所望にしている。
合金を適当な速度で急冷する結果、新規な磁気特性の元
になる原子的、結晶学的、形B学的構造と配置が得られ
る。急冷パラメータを注意深く制御することで適当に微
細粒子化された構造が生成されるが、これに上述のよう
な改質元素を加えると、所望の永久磁石材料が得られる
。
になる原子的、結晶学的、形B学的構造と配置が得られ
る。急冷パラメータを注意深く制御することで適当に微
細粒子化された構造が生成されるが、これに上述のよう
な改質元素を加えると、所望の永久磁石材料が得られる
。
あるいはまた、先駆物質の微小構造を生成し得る速度で
合金を急冷してもよい。この先駆物質微小構造を適宜に
熱処理することにより、上述のような改良された磁気パ
ラメータを示す構造が得られる。
合金を急冷してもよい。この先駆物質微小構造を適宜に
熱処理することにより、上述のような改良された磁気パ
ラメータを示す構造が得られる。
個々のメルトスピニングされた片がメルトスピニング工
程の生成物として回収される。個々の粒子も一般的に比
較的脆いリボン片の微粉砕によって得ることができる。
程の生成物として回収される。個々の粒子も一般的に比
較的脆いリボン片の微粉砕によって得ることができる。
リボンを破砕すると、フレーク状粒子や第5図に示した
ようなプレート状の個々の粒子11が得られる。個々の
粒子を振動または振盪すると、その主表面13が実質的
に平行に配列された粒子が積重なる。
ようなプレート状の個々の粒子11が得られる。個々の
粒子を振動または振盪すると、その主表面13が実質的
に平行に配列された粒子が積重なる。
この粒子状磁性材料の実用面での利点はその後形成、製
造を行って最終製品とするのが簡単な点である。本発明
の磁性粒子は、その磁気的挙動が等方性であるため、結
晶配向および/または磁場配向に特別な配慮をせずに圧
縮成形できる。従って本発明の一実施態様によると、リ
ボン材料の大きさをさらに小さく、例えば最大寸で0.
5ai+まで小さくして、冷間ブレス諺低とボンディン
グを行うことができる。こうすると、約10%以上の磁
性粉末密度が得られ、(BH) の値は元の密度a
x 100%の出発物質の50%より大きくなる。
造を行って最終製品とするのが簡単な点である。本発明
の磁性粒子は、その磁気的挙動が等方性であるため、結
晶配向および/または磁場配向に特別な配慮をせずに圧
縮成形できる。従って本発明の一実施態様によると、リ
ボン材料の大きさをさらに小さく、例えば最大寸で0.
5ai+まで小さくして、冷間ブレス諺低とボンディン
グを行うことができる。こうすると、約10%以上の磁
性粉末密度が得られ、(BH) の値は元の密度a
x 100%の出発物質の50%より大きくなる。
本発明によると、本発明の磁性材料を加圧して1g!論
密度の約90%以上にすることができる。これにより磁
場配向段階なしに、材料の高められた磁気特性を保ち得
る。
密度の約90%以上にすることができる。これにより磁
場配向段階なしに、材料の高められた磁気特性を保ち得
る。
リボン25は鋳造品として、すなわち、厚さ約15〜7
0ミクロン、幅約数士隙まで、長さ1〜敗士調の複数リ
ボンから成形しても良い。あるいはまた、リボンをさら
に小さく、例えば長尺で10ミクロンから約数百ミクロ
ン、最短で約10ミクロンから約100ミクロンになる
ように破砕しても良い。あるいはまた、急冷中にリボン
に自己粉砕させてフレーク、プレート、小板、粒子等に
することもできる。
0ミクロン、幅約数士隙まで、長さ1〜敗士調の複数リ
ボンから成形しても良い。あるいはまた、リボンをさら
に小さく、例えば長尺で10ミクロンから約数百ミクロ
ン、最短で約10ミクロンから約100ミクロンになる
ように破砕しても良い。あるいはまた、急冷中にリボン
に自己粉砕させてフレーク、プレート、小板、粒子等に
することもできる。
個々の粒子11は、一般に比較的脆いすなわちたとえば
冷却表面からの直接のプレート状やフレーク状の破片の
ようなりボン25を、微粉砕に、すなわち大きさを小さ
くすることによって得られる。
冷却表面からの直接のプレート状やフレーク状の破片の
ようなりボン25を、微粉砕に、すなわち大きさを小さ
くすることによって得られる。
リボン25を破断することによって、個々の粒子11が
生成されるのである。微粉砕の方法は、粉砕、微磨砕、
ボールミル粉砕、!!i!1lll)砕等が主なもので
ある。粒子の大きさは上述のようになる。
生成されるのである。微粉砕の方法は、粉砕、微磨砕、
ボールミル粉砕、!!i!1lll)砕等が主なもので
ある。粒子の大きさは上述のようになる。
個々の粒子11は微粉砕の後、例えば黒鉛やMO82な
ど無機質又は有機質の潤滑剤で被覆されてもよい。被覆
処理はブレンディング等で行うことができる。このよう
な有機湿潤滑剤の1つに「アクラワックス」 (“A
crawax”)がある。これは1〜10ミクロン球体
の形状をとる有機質潤滑剤で、約120℃で燃焼してわ
ずかな残留物を残す。
ど無機質又は有機質の潤滑剤で被覆されてもよい。被覆
処理はブレンディング等で行うことができる。このよう
な有機湿潤滑剤の1つに「アクラワックス」 (“A
crawax”)がある。これは1〜10ミクロン球体
の形状をとる有機質潤滑剤で、約120℃で燃焼してわ
ずかな残留物を残す。
超音波信号、振動、振盪、撹拌等の方法によって、個々
の粒子11をその大きい方の表面が実質的に相互に平行
になるように積重ねることができ、こうすることで(圧
縮)成形が容易になる。次に粒子の凝集または固化を行
う。固化には当初圧縮が伴う。圧縮は冷間乃至常温加圧
を行った後、引続き別途焼結工程によるか、あるいは熱
間加圧によって行う。あるいはまた。ダイアプセット、
押出し、鍛造、圧延等によっても成形を行うことができ
る。
の粒子11をその大きい方の表面が実質的に相互に平行
になるように積重ねることができ、こうすることで(圧
縮)成形が容易になる。次に粒子の凝集または固化を行
う。固化には当初圧縮が伴う。圧縮は冷間乃至常温加圧
を行った後、引続き別途焼結工程によるか、あるいは熱
間加圧によって行う。あるいはまた。ダイアプセット、
押出し、鍛造、圧延等によっても成形を行うことができ
る。
押出しが加圧行程の中に組込まれているような場合は、
加圧の中に有用な形状に成形1゛ることも含まれている
。ゆるくつめ合わされた粒子を加圧して所望形状の物品
を形成した復、これを焼結して所望の機械的硬度をもつ
物品に形成することができる。
加圧の中に有用な形状に成形1゛ることも含まれている
。ゆるくつめ合わされた粒子を加圧して所望形状の物品
を形成した復、これを焼結して所望の機械的硬度をもつ
物品に形成することができる。
焼結は非酸化性雰囲気の中で行い、個々の粒子11に1
つの塊を形成させる。焼結を行う温度は約450℃から
約900℃である。加熱することによって、磁性材料の
個々の破片の磁性パラメータが低下する。しかし最大エ
ネルギー積は磁性体の密度の2乗と共に大き(なり、ま
た成形することで磁性体の正味磁性特性が増す。
つの塊を形成させる。焼結を行う温度は約450℃から
約900℃である。加熱することによって、磁性材料の
個々の破片の磁性パラメータが低下する。しかし最大エ
ネルギー積は磁性体の密度の2乗と共に大き(なり、ま
た成形することで磁性体の正味磁性特性が増す。
成形と固化はドロップ鍛造によってもできる。
この方法では、例えば約650℃〜750℃で1時間以
内半焼結した後、常温ダイと加熱半焼結した硬質磁性材
料を用いて、1平方インチあたり約20、 Gooボン
ドから250.000ボンドの圧力で熱間鍛造が行われ
る。
内半焼結した後、常温ダイと加熱半焼結した硬質磁性材
料を用いて、1平方インチあたり約20、 Gooボン
ドから250.000ボンドの圧力で熱間鍛造が行われ
る。
一例では、約100,000〜250,0001bs/
in” 、望ましくは約160,0OOlbs/in2
の圧力で常温加圧した後、約450〜900℃の温度で
約1時間熱間加圧することによって成形と固化を行う。
in” 、望ましくは約160,0OOlbs/in2
の圧力で常温加圧した後、約450〜900℃の温度で
約1時間熱間加圧することによって成形と固化を行う。
別の例では、上述のアール・ダブリユウ・リ−(R,W
、Lee)の熱間プレス・ダイアプセット技術を用いて
成形と固化を行うこともできる。熱間プレス・ダイアプ
セット法では、メルト・スピニングしたリボン破片また
は粒子を高温ダイ、例えば700℃に熱したダイの中で
単軸方向に熱間プレスする。この結果、粒子の塑性変形
が生じる。
、Lee)の熱間プレス・ダイアプセット技術を用いて
成形と固化を行うこともできる。熱間プレス・ダイアプ
セット法では、メルト・スピニングしたリボン破片また
は粒子を高温ダイ、例えば700℃に熱したダイの中で
単軸方向に熱間プレスする。この結果、粒子の塑性変形
が生じる。
部分的に固化、成形された材料を次に「ダイアプセット
」する。すなわち、より大きな径のダイの中でこれをも
う1度熱間プレスするのである。
」する。すなわち、より大きな径のダイの中でこれをも
う1度熱間プレスするのである。
好適な例によると、硬質磁性材料を高速全方向固化によ
り成形固化する。この方法については、ジェームズ・ア
ール・ライゼンビー(J ames R。
り成形固化する。この方法については、ジェームズ・ア
ール・ライゼンビー(J ames R。
L 1zenbV)の米国特許第4,341,557号
[再循環可能な容器材料を用いる粉末熱間固化法」、同
じくジエームズ・アール・ライゼンビーの欧州公開特許
出願第94164号「圧力伝達媒体を用いての稠密粉末
成形体の形成方法」、および1980年度MPRパブリ
ケーション・サービス・リミテッド(MPRPubl。
[再循環可能な容器材料を用いる粉末熱間固化法」、同
じくジエームズ・アール・ライゼンビーの欧州公開特許
出願第94164号「圧力伝達媒体を用いての稠密粉末
成形体の形成方法」、および1980年度MPRパブリ
ケーション・サービス・リミテッド(MPRPubl。
S erv、 L td) (英m シュ)Lt
−ズベリー)発行の“Pap、 Powder Met
al。
−ズベリー)発行の“Pap、 Powder Met
al。
5uperalloys、Met、powder R
ep、Conf、” 2巻12号に掲載のジエームズ、
アール・ライゼンビー、ウォルター・ジェイ・ロズマス
(Walter J 。
ep、Conf、” 2巻12号に掲載のジエームズ、
アール・ライゼンビー、ウォルター・ジェイ・ロズマス
(Walter J 。
Rozw+us)、ジェームズφエルφパーナート(J
ames L、 Barnard) 、クリフォード
・エイ・ケルト(C1ifford A、 Kelto
)論文「流体ダイ加圧固化」の中に記載されている。
ames L、 Barnard) 、クリフォード
・エイ・ケルト(C1ifford A、 Kelto
)論文「流体ダイ加圧固化」の中に記載されている。
磁性材料の粉末または粒子を、該磁性材料を成形して容
器材料を変形できるだけの温度と圧力にかける。熱間プ
レス温度は容器材料の塑性変形温度と溶融温度の間であ
る。、 高速全方向固化法(ROC法)の変形として、壁厚の薄
い容器に磁性材料の粒子、フレーク、または粉末を満た
し、次に、金型内部のこの薄壁容器の周りに圧力伝達媒
体を流し込む。好適とされる圧力伝達媒体は塑性変形温
度の低い銅、銅・二ッケル合金、セラミック、ガラスフ
リット等である。
器材料を変形できるだけの温度と圧力にかける。熱間プ
レス温度は容器材料の塑性変形温度と溶融温度の間であ
る。、 高速全方向固化法(ROC法)の変形として、壁厚の薄
い容器に磁性材料の粒子、フレーク、または粉末を満た
し、次に、金型内部のこの薄壁容器の周りに圧力伝達媒
体を流し込む。好適とされる圧力伝達媒体は塑性変形温
度の低い銅、銅・二ッケル合金、セラミック、ガラスフ
リット等である。
圧力伝達媒体の塑性変形温度まで容器を加熱し、これを
嵌込みボットダイの中に入れる。次に容器、圧力伝達媒
体、および磁性材料をラム打ちして圧力伝達媒体に加圧
し、容器に静水圧を加えると共に磁性材料を成形固化す
る。
嵌込みボットダイの中に入れる。次に容器、圧力伝達媒
体、および磁性材料をラム打ちして圧力伝達媒体に加圧
し、容器に静水圧を加えると共に磁性材料を成形固化す
る。
あるいはまた、プレス、押出し、ダイ成形、射出成形等
によって磁性材料を有機ポリマー中で成形固化しても良
い。特に好適なポリマー材として挙げられるのは、ナイ
ロン、ポリエステル、ポリエポキシド、ポリアルギル、
ポリカーボネイト、ポリウレタンである。
によって磁性材料を有機ポリマー中で成形固化しても良
い。特に好適なポリマー材として挙げられるのは、ナイ
ロン、ポリエステル、ポリエポキシド、ポリアルギル、
ポリカーボネイト、ポリウレタンである。
ここで考えられる例によると、MaOルツボ内のアルゴ
ン雰囲気等不活性雰囲気において高周波数誘導溶融を約
1200℃以上、特に約1600℃で約30分から約2
時間行うことにより、Ndとprを合わせて約10〜1
4原子%、Bを約5〜10原子%、ケイ素を約1〜5゜
O原子%含み、残部がFeから成る先駆合金または母合
金を作製することができる。
ン雰囲気等不活性雰囲気において高周波数誘導溶融を約
1200℃以上、特に約1600℃で約30分から約2
時間行うことにより、Ndとprを合わせて約10〜1
4原子%、Bを約5〜10原子%、ケイ素を約1〜5゜
O原子%含み、残部がFeから成る先駆合金または母合
金を作製することができる。
その後一部の母合金を石英ルツボのようなルツボ31の
中に収容する。このルツボは、冷却表面手段35に対し
て約80°〜90”の角度で動作するように冷却表面3
5Bから約0620〜0.30インチ(5〜9 txa
)離して配置されている0、5〜1.5 txa径、
特に0,7〜1゜Os径のオリフィ゛ス33を有してい
る。ルツボ31内に入れた合金21をアルゴン雰囲気中
で溶融した後、水銀的150amのアルゴンヘッドの下
で冷却表面手段35上に放出する。冷却表面手段35は
、約20〜3011L/、秒の表面速度で回転する回転
冷却面35Bを20インチ(58α)径の冷却ホイール
35A上に有している。
中に収容する。このルツボは、冷却表面手段35に対し
て約80°〜90”の角度で動作するように冷却表面3
5Bから約0620〜0.30インチ(5〜9 txa
)離して配置されている0、5〜1.5 txa径、
特に0,7〜1゜Os径のオリフィ゛ス33を有してい
る。ルツボ31内に入れた合金21をアルゴン雰囲気中
で溶融した後、水銀的150amのアルゴンヘッドの下
で冷却表面手段35上に放出する。冷却表面手段35は
、約20〜3011L/、秒の表面速度で回転する回転
冷却面35Bを20インチ(58α)径の冷却ホイール
35A上に有している。
本発明の特に好適な例によると、粒子を圧縮成形して磁
性体を形成しても良い。ハンドミル、微粉砕および/ま
たは衝撃粉砕により最大寸で約10〜数百ミクロン大の
粒子に微粉砕した後、粒子を有機raWI剤とブレンド
する。この潤滑剤は個々の磁性粒子上に丸い潤滑剤のビ
ーズとして残る。例えば約160,0001bs/in
2、一般には約80、 ooo 〜約225.0001
bs/1n2(7)圧力テ粒子を常]]0Fft、、r
、成形体を形成する。次にこの成形体を加熱して固化を
行う。標準的には、約450℃から約1160℃の温度
で約1時間から約9時間加熱を行う。
性体を形成しても良い。ハンドミル、微粉砕および/ま
たは衝撃粉砕により最大寸で約10〜数百ミクロン大の
粒子に微粉砕した後、粒子を有機raWI剤とブレンド
する。この潤滑剤は個々の磁性粒子上に丸い潤滑剤のビ
ーズとして残る。例えば約160,0001bs/in
2、一般には約80、 ooo 〜約225.0001
bs/1n2(7)圧力テ粒子を常]]0Fft、、r
、成形体を形成する。次にこの成形体を加熱して固化を
行う。標準的には、約450℃から約1160℃の温度
で約1時間から約9時間加熱を行う。
その結果骨られる成形固化した硬質磁性体の等方性磁気
エネルギー積は典型的には15メガガウスエルステッド
またはそれ以上であり、保磁係数乃至磁気リテンション
パラメータQは典型的に1以上である。
エネルギー積は典型的には15メガガウスエルステッド
またはそれ以上であり、保磁係数乃至磁気リテンション
パラメータQは典型的に1以上である。
次に挙げる例を参照することで、本発明の理解ができる
と考える。
と考える。
実施例
L−ヱλ五立且I
以下の実施例で結果を得るに当っては、先ず鉄、ネオジ
ム、プラセオジム、ホウ素、ケイ素及びアルミニウムの
適切な混合物を溶融することにより巨視的に均質インゴ
ット(母合金)を製造した。
ム、プラセオジム、ホウ素、ケイ素及びアルミニウムの
適切な混合物を溶融することにより巨視的に均質インゴ
ット(母合金)を製造した。
その後複数のリボン片を得るべくメルト−スピニング<
melt−sDinning)法を用いて各インゴッ
トを急冷処理した。これらの急冷した状態のリボン試料
を個々に重量測定し且つ磁気測定した。この場合通常は
、大きなパルス磁界を用いて試料を予磁化した。場合に
よってはリボン試料を更に熱処理し、再び磁気測定した
。インゴットと最終リボン試料のミクロ組織と基本組成
を双方共走査型電子顕微鏡で調べた。更にX線回折とリ
ートベルド(R1etveld)の精密解析(refi
nement)技術とを用いて数ケの試料を大リボン片
及び粉末の状態で分析にかけ、結晶学的構造を調べた。
melt−sDinning)法を用いて各インゴッ
トを急冷処理した。これらの急冷した状態のリボン試料
を個々に重量測定し且つ磁気測定した。この場合通常は
、大きなパルス磁界を用いて試料を予磁化した。場合に
よってはリボン試料を更に熱処理し、再び磁気測定した
。インゴットと最終リボン試料のミクロ組織と基本組成
を双方共走査型電子顕微鏡で調べた。更にX線回折とリ
ートベルド(R1etveld)の精密解析(refi
nement)技術とを用いて数ケの試料を大リボン片
及び粉末の状態で分析にかけ、結晶学的構造を調べた。
また、数再び磁気測定にかけた。
B、 ゛ボッ ム の
前駆体又は母合金を通常法の基体成分を用いて製造した
。
。
鉄(99,99%純度の電解鉄扉片)
ホウ素(99,7%結晶状ホウ素)
Nd及びpr純粋ロッド(99,9%稀土類金属)ケイ
素(99,99%S’r結晶) 場合によっては純度のより高い物質を用いた。変形例と
して15重量%までの鉄と、敬重量%までのNd及びP
r以外の稀土類を含むコマーシャルグレードの稀土類生
成物も用いてみた。これらの成分を適切な割合に従って
計り分け、銅製冷却炉床上でのアークメルティング(a
rc−■eltina)、又は溶融石英もしくは焼結マ
グネシウム酸化物セラミックからなるルツボ内でのRF
itl加熱により全部−緒に溶融した。アークメルティ
ングによる試料は6回フライ返しをしながら溶融し、l
t導導熱熱よる試料は巨視的に均質な合金が得られるよ
うに十分に撹拌しながら約1400℃以上の温度に30
分〜2時間保持した。凝固及び冷却後、ルツボからイン
ゴットを回収し、反応生成物の外皮を除去し、インゴッ
トを約13の特定寸法を持つ粒子に粉砕した。インゴッ
ト材料の複数の試料に関して組成を調べ、均質性をチェ
ックした。
素(99,99%S’r結晶) 場合によっては純度のより高い物質を用いた。変形例と
して15重量%までの鉄と、敬重量%までのNd及びP
r以外の稀土類を含むコマーシャルグレードの稀土類生
成物も用いてみた。これらの成分を適切な割合に従って
計り分け、銅製冷却炉床上でのアークメルティング(a
rc−■eltina)、又は溶融石英もしくは焼結マ
グネシウム酸化物セラミックからなるルツボ内でのRF
itl加熱により全部−緒に溶融した。アークメルティ
ングによる試料は6回フライ返しをしながら溶融し、l
t導導熱熱よる試料は巨視的に均質な合金が得られるよ
うに十分に撹拌しながら約1400℃以上の温度に30
分〜2時間保持した。凝固及び冷却後、ルツボからイン
ゴットを回収し、反応生成物の外皮を除去し、インゴッ
トを約13の特定寸法を持つ粒子に粉砕した。インゴッ
ト材料の複数の試料に関して組成を調べ、均質性をチェ
ックした。
C01にヱ之旦l】
3つのメルトスピニングシステムの1つを用いて、イン
ゴットからの急冷リボンの製造を行なった。3つのシス
テムのうち2つは簡単なボックススピナーであり、夫々
直径10インチ、厚み1インチの銅製ホイール(10“
スピナー)及び直径12インチ、厚み2インチの銅製ホ
イール(12#スピナー)を備える。チャンバとしては
排気と、それに続く不活性プロセス雰囲気での再充填に
適したものを使用する。これらスピナー内のルツボはシ
ールドされない。第3のシステム(20#スピナー)で
は銅製ホイールが外径20インチ、幅4インチ、厚み3
インチのシェルである。このホイールは不活性プロセス
ガスが継続的に導入されるチャンバ内に配置される。ル
ツボは不活性ガス流の幕内に封入される。ホイールの表
面によって動かされるガスはルツボから見て逆の回転方
向の不活性ガス流により動きを妨害される。これら3つ
のシステムのいずれについても、スピナーホイールは通
常15〜301!/秒の表面速度で回転させた。
ゴットからの急冷リボンの製造を行なった。3つのシス
テムのうち2つは簡単なボックススピナーであり、夫々
直径10インチ、厚み1インチの銅製ホイール(10“
スピナー)及び直径12インチ、厚み2インチの銅製ホ
イール(12#スピナー)を備える。チャンバとしては
排気と、それに続く不活性プロセス雰囲気での再充填に
適したものを使用する。これらスピナー内のルツボはシ
ールドされない。第3のシステム(20#スピナー)で
は銅製ホイールが外径20インチ、幅4インチ、厚み3
インチのシェルである。このホイールは不活性プロセス
ガスが継続的に導入されるチャンバ内に配置される。ル
ツボは不活性ガス流の幕内に封入される。ホイールの表
面によって動かされるガスはルツボから見て逆の回転方
向の不活性ガス流により動きを妨害される。これら3つ
のシステムのいずれについても、スピナーホイールは通
常15〜301!/秒の表面速度で回転させた。
12“及び2G“スピナーのルツボは内径jlsaw、
、長さ約40備の透明溶融石英円筒体であり、10“ス
ピナーのルツボは同様の、但し内径が11m1長さが約
25αの円筒である。ルツボのオリフィスは通常底部の
直径0.5〜1.5 waの円形開口からなり、ルツボ
はこのオリフィスがホイール表面から5〜10履離れる
ように配置した。光高温計を用いて測定される所望温度
(通常1200〜1300℃のオーダー)に到達するま
で、450キロヘルツ誘導炉(12“スピナーの場合は
10kllz誘導炉)を用いて前記ルツボ内で数片のイ
ンゴット合金を溶融した。RF加熱を続けながらルツボ
に不活性ガスの圧力を加え、前記オリフィスを介して回
転ホイール上に溶融金属を噴出させた。この噴出操作は
ルツボが空になるまで、又はルツボ内の残留溶融金属の
量が少なくなり効果的RF加熱とカップリングしなくな
り、オリフィスに詰まりが生じるまで続ける。場合によ
っては操作中のより早い時期に、例えばルツボへの溶融
金属のはね返りなどに起因してオリフィスが部分的又は
全面的に詰まることもある。このようなファクタは、同
様の公称プロセスバラメ−タを用いて得られる最終材料
の性質の非再現性の原因となり得る。
、長さ約40備の透明溶融石英円筒体であり、10“ス
ピナーのルツボは同様の、但し内径が11m1長さが約
25αの円筒である。ルツボのオリフィスは通常底部の
直径0.5〜1.5 waの円形開口からなり、ルツボ
はこのオリフィスがホイール表面から5〜10履離れる
ように配置した。光高温計を用いて測定される所望温度
(通常1200〜1300℃のオーダー)に到達するま
で、450キロヘルツ誘導炉(12“スピナーの場合は
10kllz誘導炉)を用いて前記ルツボ内で数片のイ
ンゴット合金を溶融した。RF加熱を続けながらルツボ
に不活性ガスの圧力を加え、前記オリフィスを介して回
転ホイール上に溶融金属を噴出させた。この噴出操作は
ルツボが空になるまで、又はルツボ内の残留溶融金属の
量が少なくなり効果的RF加熱とカップリングしなくな
り、オリフィスに詰まりが生じるまで続ける。場合によ
っては操作中のより早い時期に、例えばルツボへの溶融
金属のはね返りなどに起因してオリフィスが部分的又は
全面的に詰まることもある。このようなファクタは、同
様の公称プロセスバラメ−タを用いて得られる最終材料
の性質の非再現性の原因となり得る。
D、ミクロ組 び
インゴット材料及び急冷リボンの試料をJEOL走査型
電子顕微鏡で調べてミクロ組織及び組成を調べた。通常
は標準値金相学的方法を用いて試料を配置し、且つ検査
前に研磨した。場合によっては更に結晶組織を検査すべ
く、リボン試料をエタノール中り%硝酸でエツチング処
理した。
電子顕微鏡で調べてミクロ組織及び組成を調べた。通常
は標準値金相学的方法を用いて試料を配置し、且つ検査
前に研磨した。場合によっては更に結晶組織を検査すべ
く、リボン試料をエタノール中り%硝酸でエツチング処
理した。
FeaNd、Pr、S i及びAlの濃度を測定するた
めのエネルギ分散型X線分光分析法(EDS)とホウ素
濃度を決定するための波長分散型X線分光分析法(WD
S>とを用いて組成を調べた。いずれの場合も組成は1
ミクロン以下の深さまで調べた。横断方向では、平均組
成を検出すべく走査を用いて1平方ミクロンのA−グー
の小部分又はより大きい部分を調べることができた。こ
れは10〜100ミクロンの範囲で実質的相分離を示す
インゴット材料の場合には特に重要である。最適磁性リ
ボン材料の場合は相分離は殆んど見られず、主要相が明
らかに均質であって、少なくとも0.2ミクロンまでは
分解し得る結晶組織はなかった。
めのエネルギ分散型X線分光分析法(EDS)とホウ素
濃度を決定するための波長分散型X線分光分析法(WD
S>とを用いて組成を調べた。いずれの場合も組成は1
ミクロン以下の深さまで調べた。横断方向では、平均組
成を検出すべく走査を用いて1平方ミクロンのA−グー
の小部分又はより大きい部分を調べることができた。こ
れは10〜100ミクロンの範囲で実質的相分離を示す
インゴット材料の場合には特に重要である。最適磁性リ
ボン材料の場合は相分離は殆んど見られず、主要相が明
らかに均質であって、少なくとも0.2ミクロンまでは
分解し得る結晶組織はなかった。
予備的TEM分析については実施例IXで述べる。
E、 び1−トベル゛
X線回折技術を用いてインゴット材料とこの材料から得
たリボンとの結晶学的構造を調べた。
たリボンとの結晶学的構造を調べた。
測定はCuKα放射線(波長1.54オングストローム
)を用いてルルコ(N orelco>フィリップス(
Ph1llips)粉末回折計で行なった。グラファイ
ト反射ビームモノクロメータを用いてFG螢光に起因す
るバックグランドを除去した。X線源の励起電圧は40
kV、電流は20a+Aであった。従来のθ−20X線
粉末回折走査を分析して材料の結晶構造を確認すべくピ
ークの位置及び強さを調べた。
)を用いてルルコ(N orelco>フィリップス(
Ph1llips)粉末回折計で行なった。グラファイ
ト反射ビームモノクロメータを用いてFG螢光に起因す
るバックグランドを除去した。X線源の励起電圧は40
kV、電流は20a+Aであった。従来のθ−20X線
粉末回折走査を分析して材料の結晶構造を確認すべくピ
ークの位置及び強さを調べた。
200秒/ステップ及び0,05度/ステップの高精度
ステップ走査の数値出力をリートベルド粉末パターン精
密解析法を用いて更にコンピュータ分析し、選択した材
料の主要N d F 814Bタイプ構造の正確な格
子パラメータと原子の位置及び占有率とを調べた。この
精密回解析法により少量のbccアルファ鉄も定量され
た。
ステップ走査の数値出力をリートベルド粉末パターン精
密解析法を用いて更にコンピュータ分析し、選択した材
料の主要N d F 814Bタイプ構造の正確な格
子パラメータと原子の位置及び占有率とを調べた。この
精密回解析法により少量のbccアルファ鉄も定量され
た。
F−匙i且ユ
最大通JIa界22 koe (7) I−D J 社
IJ’Eテ/Lz9500コンピュータ制御試料振動型
磁カ計(VSM)を用いて磁気的特性を測定した。較正
したボール(Hall)効果プローブを用いてフィード
バック制御下で磁界Hの値を測定した。測定ソフトウェ
アは、保磁力の大きい永久磁気材料の大ヒステリシスル
ープと小ヒステリシスループとを双方共測定できるよう
に社内で改変した。一連の測定を行なう毎に、標準的(
軟質磁性)ニッケル球(米国ナショナルビューローオブ
スタンダート(U、S。
IJ’Eテ/Lz9500コンピュータ制御試料振動型
磁カ計(VSM)を用いて磁気的特性を測定した。較正
したボール(Hall)効果プローブを用いてフィード
バック制御下で磁界Hの値を測定した。測定ソフトウェ
アは、保磁力の大きい永久磁気材料の大ヒステリシスル
ープと小ヒステリシスループとを双方共測定できるよう
に社内で改変した。一連の測定を行なう毎に、標準的(
軟質磁性)ニッケル球(米国ナショナルビューローオブ
スタンダート(U、S。
National Burneau of 5tand
ards> )を用イテ磁化Mの較正を予めチェックし
た。この磁性材料の磁化を計算するためには、カーノ(
Cahn) −21自動電子天びん(精度1埒まで)を
用いて試料の質量(長さ約5jII111幅約2 is
、厚み約30〜50μの標準的リボン片の場合は1a
y以下のオーダー)を測定し且つ密度を推算する必要が
あった。
ards> )を用イテ磁化Mの較正を予めチェックし
た。この磁性材料の磁化を計算するためには、カーノ(
Cahn) −21自動電子天びん(精度1埒まで)を
用いて試料の質量(長さ約5jII111幅約2 is
、厚み約30〜50μの標準的リボン片の場合は1a
y以下のオーダー)を測定し且つ密度を推算する必要が
あった。
以下の実施例における材料では、密度を−・貫して7.
4g/ccとした。これは純粋な化学(量論)式Nd
Fe Bに適した値7.6g/ccよりやや小さい値で
ある。これより大きい密度を使用していれば、磁化の計
算値もそれに比例して以下の実施例で示す値より大きく
なったであろう。
4g/ccとした。これは純粋な化学(量論)式Nd
Fe Bに適した値7.6g/ccよりやや小さい値で
ある。これより大きい密度を使用していれば、磁化の計
算値もそれに比例して以下の実施例で示す値より大きく
なったであろう。
粘着テープを用いて各磁気リボン試料を試料保持ロンド
上に固定した。通常は、LDJ社製キャバシタンスディ
スヂャージマグネタイザにより発生させたパルス磁界(
ビークの大きさ120koeまで)を用いて試料を予め
所定方向に磁化した。この操作は本発明の高性能磁気材
料の正確な磁気測定にとってしばしば必要されるもので
あった。何故ならVSM磁石の最大磁界は通常磁気モー
メントの完全な飽和を得るには不十分だったからである
。この処理に次いで試料をVSM磁石のギャップ内に載
置し検出コイルのサドルポイントに配置した。標準的方
法に従い、予め磁化した試料は磁界を加えずにサドルで
支持し、未磁化(バージン)試料は5kOe磁界内でサ
ドルにより支持した。測定は磁界をゼロから最大値(通
常22 kQe )次いでゼロから負の最大値、更にゼ
ロから再び正の最大値というように変化させて実施し、
その間にヒステリシスループ仝体を記録した(磁化M対
与えた外部磁界11)。このプログラムは次いで主要磁
気パラメータを決定した。これらのパラメータとは、キ
ロガウス単位で測定される残留磁化M(ヒステリシス曲
線の正のX切片)、キロエルステッド単位で測定される
固有保磁力Ho (ヒステリシス曲線の負のX切片)、
及びメガガウスエルステッド単位で測定される最大エネ
ルギ積(誘導B = H+ Mと磁界Hとの積の負の最
大値)である。
上に固定した。通常は、LDJ社製キャバシタンスディ
スヂャージマグネタイザにより発生させたパルス磁界(
ビークの大きさ120koeまで)を用いて試料を予め
所定方向に磁化した。この操作は本発明の高性能磁気材
料の正確な磁気測定にとってしばしば必要されるもので
あった。何故ならVSM磁石の最大磁界は通常磁気モー
メントの完全な飽和を得るには不十分だったからである
。この処理に次いで試料をVSM磁石のギャップ内に載
置し検出コイルのサドルポイントに配置した。標準的方
法に従い、予め磁化した試料は磁界を加えずにサドルで
支持し、未磁化(バージン)試料は5kOe磁界内でサ
ドルにより支持した。測定は磁界をゼロから最大値(通
常22 kQe )次いでゼロから負の最大値、更にゼ
ロから再び正の最大値というように変化させて実施し、
その間にヒステリシスループ仝体を記録した(磁化M対
与えた外部磁界11)。このプログラムは次いで主要磁
気パラメータを決定した。これらのパラメータとは、キ
ロガウス単位で測定される残留磁化M(ヒステリシス曲
線の正のX切片)、キロエルステッド単位で測定される
固有保磁力Ho (ヒステリシス曲線の負のX切片)、
及びメガガウスエルステッド単位で測定される最大エネ
ルギ積(誘導B = H+ Mと磁界Hとの積の負の最
大値)である。
以下の実施例の大部分では、リボン試料の磁気的測定を
3つの直交方向、即ちスピニング方向と平行(長さと平
行)なりボン平面上の「×方向」、スピニング方向と直
角(幅と平行)なりボン平面上の「y方向」、及びリボ
ンの平面と直角なZ方向で行なった。いずれの場合も試
料はパルス化磁界を用いて適切な方向へ予磁化しておい
た。直交2方向に関してはリボンのジオメトリ−に基づ
く反磁場の影響に関して標準的ソフトウェア補正を行な
った。通常は反磁場係数N=o、rsにすると適切な補
正が得られることが判明した。薄いプレートと直交する
方向の測定でより一般的であるよう仮、N=1.0の如
きより大きい値を用いていれば、磁気的測定推算値は以
下の実施例で示される値より大きくなったであろう(但
しヒステリシスループは非物理的乃至不自然7(unp
hysical)形状を有したであろう)。保磁係数乃
至磁気リテンションパラメータQの値は2方向ではN=
0.75を用いて計算する。
3つの直交方向、即ちスピニング方向と平行(長さと平
行)なりボン平面上の「×方向」、スピニング方向と直
角(幅と平行)なりボン平面上の「y方向」、及びリボ
ンの平面と直角なZ方向で行なった。いずれの場合も試
料はパルス化磁界を用いて適切な方向へ予磁化しておい
た。直交2方向に関してはリボンのジオメトリ−に基づ
く反磁場の影響に関して標準的ソフトウェア補正を行な
った。通常は反磁場係数N=o、rsにすると適切な補
正が得られることが判明した。薄いプレートと直交する
方向の測定でより一般的であるよう仮、N=1.0の如
きより大きい値を用いていれば、磁気的測定推算値は以
下の実施例で示される値より大きくなったであろう(但
しヒステリシスループは非物理的乃至不自然7(unp
hysical)形状を有したであろう)。保磁係数乃
至磁気リテンションパラメータQの値は2方向ではN=
0.75を用いて計算する。
り斤ンウタ。
磁気耐、メー7.7)値
Q=Sum (M /M )2x、y、z、
r sはZ方向ではN=
0.75を用いて計算する。いずれの実施例でもM、に
最悪の場合の値16kQを与えた。これらの材料を完全
に飽和するために加えるべき磁界は過小評価してはなら
ない。特に、バージン(未磁化)試料が一度、任意の方
向に磁化されてしまうと、これを別の方向に再磁化する
ことは通常極めて難しい。以下にこの磁気トレーニング
効果(磁気トレーニング)の具体例を説明する。
r sはZ方向ではN=
0.75を用いて計算する。いずれの実施例でもM、に
最悪の場合の値16kQを与えた。これらの材料を完全
に飽和するために加えるべき磁界は過小評価してはなら
ない。特に、バージン(未磁化)試料が一度、任意の方
向に磁化されてしまうと、これを別の方向に再磁化する
ことは通常極めて難しい。以下にこの磁気トレーニング
効果(磁気トレーニング)の具体例を説明する。
この実施例では、米国特許出願用707.343号(こ
の発明の優先権主張の基礎となる出願の一つ)の実施例
1に記載のサンプルについて説明する。
の発明の優先権主張の基礎となる出願の一つ)の実施例
1に記載のサンプルについて説明する。
前述の手順に従って、鉄−(ネオジム−プラセオジム)
−ホウ素−ケイ素合金を製造し急冷して試験する。シリ
カルツボで「f誘導加熱して合金を凝固した。測定によ
れば、インゴットは以下の組成を有していた。
−ホウ素−ケイ素合金を製造し急冷して試験する。シリ
カルツボで「f誘導加熱して合金を凝固した。測定によ
れば、インゴットは以下の組成を有していた。
鉄 78.20原子%ホウ素
7.25原子%ネオジム
10.85原子%プラセオジム 2.75
原子%ケイ素 i、o 原子%凝固
後、インゴットサンプルを溶融し、種々の速度で回転す
る急冷表面(20“ホイール)に射出した。得られたリ
ボン即ちサンプル及び断片を磁化した。平面内の磁化パ
ラメータを測定すると次表の如ぎ典型的な結果が得られ
た。エネルギ積対冷却表面速度を第6図のグラフで示す
。残留磁化及び保磁力対、冷却表面速度を第7図及び第
8図のグラフに示す。第9図及び第10図は900rp
−で急冷したリボンサンプルのB−8曲線である。
7.25原子%ネオジム
10.85原子%プラセオジム 2.75
原子%ケイ素 i、o 原子%凝固
後、インゴットサンプルを溶融し、種々の速度で回転す
る急冷表面(20“ホイール)に射出した。得られたリ
ボン即ちサンプル及び断片を磁化した。平面内の磁化パ
ラメータを測定すると次表の如ぎ典型的な結果が得られ
た。エネルギ積対冷却表面速度を第6図のグラフで示す
。残留磁化及び保磁力対、冷却表面速度を第7図及び第
8図のグラフに示す。第9図及び第10図は900rp
−で急冷したリボンサンプルのB−8曲線である。
これらの磁化曲線は、前記の如くサンプルを最初に予磁
化せずに測定した値である。従って磁気特性は最適値よ
りやや劣っているであろう。しかし乍ら以下に示す傾向
は有効である。
化せずに測定した値である。従って磁気特性は最適値よ
りやや劣っているであろう。しかし乍ら以下に示す傾向
は有効である。
冷却ホイール速ji(rpm) 800 900 1
000 1100 120Gサンフル番号NQ400−
MO8AAlo ABO2ABO6ABII残 留
磁 化(キロガウス) 4.3 8.6 7.
7 7.3 8.3保磁力(キロエルステッド)
12.7 11.2 12.5 12.8
10.8エ ネ ル ギ 積 3 20
12 it 10(メガガウスエル
ステッド) このシリーズのリボンサンプル400A A 03の組
成を(EDSで)測定すると、l”e 78.4原子
%、Nd 11.O原子%、Pr2.7原子%、Si
1.91Ji子%と狙い16%の8とを含有していた。
000 1100 120Gサンフル番号NQ400−
MO8AAlo ABO2ABO6ABII残 留
磁 化(キロガウス) 4.3 8.6 7.
7 7.3 8.3保磁力(キロエルステッド)
12.7 11.2 12.5 12.8
10.8エ ネ ル ギ 積 3 20
12 it 10(メガガウスエル
ステッド) このシリーズのリボンサンプル400A A 03の組
成を(EDSで)測定すると、l”e 78.4原子
%、Nd 11.O原子%、Pr2.7原子%、Si
1.91Ji子%と狙い16%の8とを含有していた。
インゴット合金よりもSiがやや多いことが明らかであ
ろう。
ろう。
材料が第9図及び第10図に示すようなむしろ角形のヒ
ステリシスループと高い残留磁化の値とを有する場合、
従来技V#φでは、容易軸配向の方向で測定された実質
的に結晶学的に配向されている磁性材料に関係づけられ
ていた。従って出願人は本発明の優先権主張の基礎の一
つとなる先の米国特許出願第707.343号に於いて
は急冷しただけの本発明材料は優先配向され易いと推測
した。しかし乍らより詳細な測定の結果、急冷しただけ
の材料は従来の配向磁石がもつ性能を示すが、この性能
をどの方向でも示すこと、即ち材料が優先配向をもたな
いことが判明した。これに関しては実施例■の本発明材
料でより明らかである。
ステリシスループと高い残留磁化の値とを有する場合、
従来技V#φでは、容易軸配向の方向で測定された実質
的に結晶学的に配向されている磁性材料に関係づけられ
ていた。従って出願人は本発明の優先権主張の基礎の一
つとなる先の米国特許出願第707.343号に於いて
は急冷しただけの本発明材料は優先配向され易いと推測
した。しかし乍らより詳細な測定の結果、急冷しただけ
の材料は従来の配向磁石がもつ性能を示すが、この性能
をどの方向でも示すこと、即ち材料が優先配向をもたな
いことが判明した。これに関しては実施例■の本発明材
料でより明らかである。
1つのリボンサンプル(4GOA A 1G(7))、
即ち、9GOrpmで回転する冷却ホイールを用いた実
施例1の断片の1つを、前出の項rFJに記載の如くパ
ルス予磁化を用い直交する3方向の各々について再度試
験した。得られたヒステリシス曲線を第11図、第12
図及び第13図に示す。リボン表面に垂直な方向(2一
方向)で反磁場係数が0.15として補正すると、第1
4図の補正ヒステリシス曲線が得られる。結果を以下に
要約する。
即ち、9GOrpmで回転する冷却ホイールを用いた実
施例1の断片の1つを、前出の項rFJに記載の如くパ
ルス予磁化を用い直交する3方向の各々について再度試
験した。得られたヒステリシス曲線を第11図、第12
図及び第13図に示す。リボン表面に垂直な方向(2一
方向)で反磁場係数が0.15として補正すると、第1
4図の補正ヒステリシス曲線が得られる。結果を以下に
要約する。
X一方向: M、 =10.2 kG、 Ho−11
,6koe 、 (BH) l1klx−20,8M
GOe。
,6koe 、 (BH) l1klx−20,8M
GOe。
y一方向: 10.1 11,6
20.22一方向: 1
0.0 11.o
20.にれは明らかに磁気等方性材料を示す。飽和磁化
の値をM、 −16kGとして上記結果より磁気リテン
ションパラメータを算出するとQ==1.2である。こ
の値は、従来のストーナー(S toner)−ウォー
ルファース(Wohlfarth)の非相互作用ブレー
ンモデルによる等方性磁石の予想I Q、 75よりか
なり大きく、また、従来の理論による配列材料の可能最
大値Q−1より大きい。このリボンサンプルのその他の
急冷パラメータは以下の通りである。
20.22一方向: 1
0.0 11.o
20.にれは明らかに磁気等方性材料を示す。飽和磁化
の値をM、 −16kGとして上記結果より磁気リテン
ションパラメータを算出するとQ==1.2である。こ
の値は、従来のストーナー(S toner)−ウォー
ルファース(Wohlfarth)の非相互作用ブレー
ンモデルによる等方性磁石の予想I Q、 75よりか
なり大きく、また、従来の理論による配列材料の可能最
大値Q−1より大きい。このリボンサンプルのその他の
急冷パラメータは以下の通りである。
ルツボ 内径374インチの1壁透明溶
融シリカ ルツボオリフィス 0.811n ルツボ加圧ガス 3 psi チャンバガス 2DSfgN2ルツボーホイー
ル間隔 6#I#I 材料サイズ 40g r 。
融シリカ ルツボオリフィス 0.811n ルツボ加圧ガス 3 psi チャンバガス 2DSfgN2ルツボーホイー
ル間隔 6#I#I 材料サイズ 40g r 。
リボンサイズ 幅1.9a+X厚み3G−38
/1mテストシリーズ4GOA A 10の別のいくつ
かのリボンサンプル即ち900rpmの回転ホイールを
用いた実施例1の材料について、磁性パラメータと結晶
学的組織とを更に分析した。これは本発明の優先権主張
の基礎の一つである米国特許出願第801 、996号
の実施例■と同じ材料である。リボンの測定組成はほぼ
F e 7BN d 11P r 3 S i 286
であった。5つの代表的リボンを120kOeのパルス
磁場を用いて予磁化後、該リボンの磁性パラメータをス
ピニング方向に沿って平面内で測定した。
/1mテストシリーズ4GOA A 10の別のいくつ
かのリボンサンプル即ち900rpmの回転ホイールを
用いた実施例1の材料について、磁性パラメータと結晶
学的組織とを更に分析した。これは本発明の優先権主張
の基礎の一つである米国特許出願第801 、996号
の実施例■と同じ材料である。リボンの測定組成はほぼ
F e 7BN d 11P r 3 S i 286
であった。5つの代表的リボンを120kOeのパルス
磁場を用いて予磁化後、該リボンの磁性パラメータをス
ピニング方向に沿って平面内で測定した。
その結果を次表に示す。
サンプル番号k 400M10(9) 400M1
0(8) 400M1G(6) 400M10(5
) 400M10(7)H,(kG) 9.8
11.1 10.3 10.5 11.08
Hc(kQe) 17.7 11.0 12
.0 11.9 1.0Btl/wax(Ht&)
1B、a 24.5 21.0 21.5
4.3更に、このテストシリーズの別のリボンサ
ンプルについて、(前述の如き)Xli回折とリートベ
ルド粉末パターン精密解析計尊とを用いて第1SA図及
び第158図のグラフを作成した(これらは本発明の優
先権主張の基礎の−・つである米国特許出願第801
、996号の第2A図及び第28図と等しい)。これら
のグラフ及び添付の詳細なリートベルドパラメータ一覧
表(表■)とによって、材料が主として、N d F
814Bに極めて類似した組織の相から成り少量の第
2相であるbcc鉄を含有することが判明する。
0(8) 400M1G(6) 400M10(5
) 400M10(7)H,(kG) 9.8
11.1 10.3 10.5 11.08
Hc(kQe) 17.7 11.0 12
.0 11.9 1.0Btl/wax(Ht&)
1B、a 24.5 21.0 21.5
4.3更に、このテストシリーズの別のリボンサ
ンプルについて、(前述の如き)Xli回折とリートベ
ルド粉末パターン精密解析計尊とを用いて第1SA図及
び第158図のグラフを作成した(これらは本発明の優
先権主張の基礎の−・つである米国特許出願第801
、996号の第2A図及び第28図と等しい)。これら
のグラフ及び添付の詳細なリートベルドパラメータ一覧
表(表■)とによって、材料が主として、N d F
814Bに極めて類似した組織の相から成り少量の第
2相であるbcc鉄を含有することが判明する。
この実施例では、本発明の優先権主張の基礎の一つであ
る米国特許出願第707.343号の実施例■妬轟公よ
噂ンプτフイ載する。
る米国特許出願第707.343号の実施例■妬轟公よ
噂ンプτフイ載する。
前述の手順に従って鉄−ネオジム−ホウ素−ケイ素合金
を製造し急冷して試験する。インゴットの測定組成は(
EDS及びWDS)、Fe79原子%、Nd11゜7原
子%、87.8原子%及びSi1.6原子%であった。
を製造し急冷して試験する。インゴットの測定組成は(
EDS及びWDS)、Fe79原子%、Nd11゜7原
子%、87.8原子%及びSi1.6原子%であった。
シリカルツボ内で誘導加熱によってインゴットを製造し
た。先に、出願人はインゴットに添加された(Siを含
んでなかった)元素の粗い組成を示した。ケイ素はルツ
ボの壁との部分反応に由来すると推測される。
た。先に、出願人はインゴットに添加された(Siを含
んでなかった)元素の粗い組成を示した。ケイ素はルツ
ボの壁との部分反応に由来すると推測される。
凝固後、4つの合金サンプルを溶融し、種々の速度で回
転する急冷表面に射出した。得られたリボンを磁化し、
磁化パラメータを平面内で測定し、次表に示す平均結果
を得た。平均エネルギ積対急冷表面速度を第16図のグ
ラフに示す。平均残留磁化対冷却表面速度を第17図の
グラフに示す。平均保磁力対冷却表面速度を第18図の
グラフに示す。
転する急冷表面に射出した。得られたリボンを磁化し、
磁化パラメータを平面内で測定し、次表に示す平均結果
を得た。平均エネルギ積対急冷表面速度を第16図のグ
ラフに示す。平均残留磁化対冷却表面速度を第17図の
グラフに示す。平均保磁力対冷却表面速度を第18図の
グラフに示す。
第19,2o、zt、22及び23図は、夫々600,
700,800゜900及び1000rp■で急冷した
高エネルギ積サンプルのM−Hプロットである。
700,800゜900及び1000rp■で急冷した
高エネルギ積サンプルのM−Hプロットである。
これらのサンプルの急冷パラメータは実施例■に等しい
が、ルツボ−ホイール間隔を9Mにし、リボンの代表寸
法を幅1.8IllIIX厚み38〜45−にした。
が、ルツボ−ホイール間隔を9Mにし、リボンの代表寸
法を幅1.8IllIIX厚み38〜45−にした。
図示の磁化曲線は、前述の如くサンプルを先ず予磁化し
ないで測定したものである。従って磁気特性は最適より
やや劣っているかも知れない。しかし乍ら以下に示され
る傾向は有効である。
ないで測定したものである。従って磁気特性は最適より
やや劣っているかも知れない。しかし乍ら以下に示され
る傾向は有効である。
冷却ホイール速度(rpm) 600 700 80
0 900 tooo 1200ザンブル番号Nα43
8− A^6 AA7 M8 M9 M5 AA4残
留 磁 化(キロガウス) 8.4 8.4 9
.1 9.4 9.5 9.6保磁力(キロエルステッ
ド) 10.8 10.2 10.8 10.4 1
0.6 10.4エ ネ ル ギ 積 12
.1 12.3 15.3 16.2 13.8 8.
1(メガガウスエルステッド) 材料が第21図及び第22図に示すようなむしろ角形の
ヒステリシスループと高い残留磁化の値とを有する場合
、従来技術では、容易軸配向の方向で測定された実質的
に結晶学的に配向されている磁性材料に関係づけられて
いた。従って出願人は本発明の優先権主張の基礎の一つ
である先の米国特許出願箱707.343号に於いては
急冷しただけの本発明材料は優先配向され易いと推測し
た。しかし乍ら、このシリーズのサンプルの実施例■の
より詳細な測定の結果、本発明材料が配向されていない
ことが判明した。
0 900 tooo 1200ザンブル番号Nα43
8− A^6 AA7 M8 M9 M5 AA4残
留 磁 化(キロガウス) 8.4 8.4 9
.1 9.4 9.5 9.6保磁力(キロエルステッ
ド) 10.8 10.2 10.8 10.4 1
0.6 10.4エ ネ ル ギ 積 12
.1 12.3 15.3 16.2 13.8 8.
1(メガガウスエルステッド) 材料が第21図及び第22図に示すようなむしろ角形の
ヒステリシスループと高い残留磁化の値とを有する場合
、従来技術では、容易軸配向の方向で測定された実質的
に結晶学的に配向されている磁性材料に関係づけられて
いた。従って出願人は本発明の優先権主張の基礎の一つ
である先の米国特許出願箱707.343号に於いては
急冷しただけの本発明材料は優先配向され易いと推測し
た。しかし乍ら、このシリーズのサンプルの実施例■の
より詳細な測定の結果、本発明材料が配向されていない
ことが判明した。
寡1t=
1つのリボンサンプル(438A A 5)、即ち、1
000rp+lで回転する冷却ホイールを用いた実施例
■の断片の1つを、前述の如くパルス予磁化を用い、直
交する3方向の各々について再度試験した。得られたヒ
ステリシス曲線を第24図、第25図及び第26図に示
す。リボン表面に垂直な方向(2一方向)の場合反磁場
係数として0.75を用いた。結果を以下に要約する。
000rp+lで回転する冷却ホイールを用いた実施例
■の断片の1つを、前述の如くパルス予磁化を用い、直
交する3方向の各々について再度試験した。得られたヒ
ステリシス曲線を第24図、第25図及び第26図に示
す。リボン表面に垂直な方向(2一方向)の場合反磁場
係数として0.75を用いた。結果を以下に要約する。
X一方向: M、 −10,2kG、 Ho=12.
2 koe 、 (BH) max =20.8
MGOe。
2 koe 、 (BH) max =20.8
MGOe。
Y一方向: 9.4 12.1
18.02一方向:
8.8 11.1 1
6.0これは明らかに実質的に等方性である永久磁気材
料を示す。初期磁化方向に最大磁気パラメータが生じる
ので少量の見掛は異方性は前述の「磁気トレーニング」
効果の影響であろう。
18.02一方向:
8.8 11.1 1
6.0これは明らかに実質的に等方性である永久磁気材
料を示す。初期磁化方向に最大磁気パラメータが生じる
ので少量の見掛は異方性は前述の「磁気トレーニング」
効果の影響であろう。
飽和磁化の値をM、=16kGとして上記結果より磁性
保持パラメータを算出するとQ=1.05である。この
値は、従来のストーナー(S toner)−ウオール
ファース(Wohlfarth)の非相互作用ブレーン
モデルによる等方性磁石の予想値0.75よりかなり大
きく、また、従来の理論による配列材料の可能最大値Q
=1より大きい。
保持パラメータを算出するとQ=1.05である。この
値は、従来のストーナー(S toner)−ウオール
ファース(Wohlfarth)の非相互作用ブレーン
モデルによる等方性磁石の予想値0.75よりかなり大
きく、また、従来の理論による配列材料の可能最大値Q
=1より大きい。
この実施例の材料は本発明の優先権主張の基礎の一つで
ある米国特許出願箱801 、996号の実施例1の材
料に等しい。
ある米国特許出願箱801 、996号の実施例1の材
料に等しい。
熱分解窒化ホウ素ルツボで「を誘導溶解したインゴット
の組成を(EDS及びWDS−参照番号2259)で測
定すると、 Fe Nd pr B Si で
あつ77.5 13.1 0.8 8.0 0.
6た。このケイ素の割合は、バックグラウンドレベルと
同等であると考えてよい。
の組成を(EDS及びWDS−参照番号2259)で測
定すると、 Fe Nd pr B Si で
あつ77.5 13.1 0.8 8.0 0.
6た。このケイ素の割合は、バックグラウンドレベルと
同等であると考えてよい。
実施例■と同様な急冷パラメータを用いたが20インチ
スピナーホイールの速度を800rpmにし、リボン寸
法を幅1.85x厚み38〜481mにした。
スピナーホイールの速度を800rpmにし、リボン寸
法を幅1.85x厚み38〜481mにした。
このサンプルのホイール速度は最適値より小さく、スピ
ニング方向に沿って測定した代表リボンサンプルの(予
磁化後の)磁性パラメータは以下の値であった。
ニング方向に沿って測定した代表リボンサンプルの(予
磁化後の)磁性パラメータは以下の値であった。
サンプル MHC(BH)I18x
411ABO2(7) 7.8kG 15.6k
Oe 8.980Oe411ABO2(5) 8
.5 15.6 9.9411ABO2(6)
8.9 15.1 10.9上記のリボン
サンプル群から製造した粉末をX線回折にかけた。これ
らの粉末回折プロットのα−鉄の精密解析の以前及び以
後のリートヴエルド精密回折を第27A図及び第278
図に示す。この実施例の精密解析された原子座標を後出
の表■にまとめて示す。これらの座標は適正組成範囲内
での磁性パラメータとの相関関係の明確な指針とはなら
ない。このことは、最適磁気性能に必要な組織部分がX
線回折で直接検出される原子スケールよりも大きいスケ
ールで生じるという出願人等の確信を証明した。
Oe 8.980Oe411ABO2(5) 8
.5 15.6 9.9411ABO2(6)
8.9 15.1 10.9上記のリボン
サンプル群から製造した粉末をX線回折にかけた。これ
らの粉末回折プロットのα−鉄の精密解析の以前及び以
後のリートヴエルド精密回折を第27A図及び第278
図に示す。この実施例の精密解析された原子座標を後出
の表■にまとめて示す。これらの座標は適正組成範囲内
での磁性パラメータとの相関関係の明確な指針とはなら
ない。このことは、最適磁気性能に必要な組織部分がX
線回折で直接検出される原子スケールよりも大きいスケ
ールで生じるという出願人等の確信を証明した。
この粉末化リボンサンプルの組成を測定(EDS、Bを
狙い値6%と仮定)すると、Fe76.9原子%、N
d 14.2原子%、Pr0.7原子%、Si2.2原
子%であった。この材料はインゴット材料よりもSiが
多いことに注目されたい。
狙い値6%と仮定)すると、Fe76.9原子%、N
d 14.2原子%、Pr0.7原子%、Si2.2原
子%であった。この材料はインゴット材料よりもSiが
多いことに注目されたい。
この実施例の材料は本発明の優先権主張の基礎の一つで
ある米国特許出願第801,996号の実施例■の材料
である。
ある米国特許出願第801,996号の実施例■の材料
である。
シリカルツボでrf誘導溶融したインゴットの組成を(
EDS及びWDS−参照番号2396 ”)で測定する
8・F ” (79,3)N d(12,1)B(7,
1) S’ (1,5)であった。
EDS及びWDS−参照番号2396 ”)で測定する
8・F ” (79,3)N d(12,1)B(7,
1) S’ (1,5)であった。
実施例■及び■と同様の急冷パラメータを用いたが、2
0インチのスピナーホイールの速度を900rp−にし
た。リボン寸法は幅1.4awX厚み35x48pであ
った。
0インチのスピナーホイールの速度を900rp−にし
た。リボン寸法は幅1.4awX厚み35x48pであ
った。
いくつかの代表リボンサンプルについてスピニング方向
に沿って(予磁化した)磁性パラメータを測定し、以下
の値を得た。
に沿って(予磁化した)磁性パラメータを測定し、以下
の値を得た。
サンプル MHc(BH)l、x
435AAO6(11) 9.0kG 17.2
kOe 17.780Oe435^AO6(10)
9.3 12,3 18.2435AAO6
(9) 9゜5 11.1 18.7435
A^06(8) 9.2 10.9 9.3
435AAO6(7) 9.7 10.7
6.9これらのリボンサンプルのエネルギ積は小さい。
kOe 17.780Oe435^AO6(10)
9.3 12,3 18.2435AAO6
(9) 9゜5 11.1 18.7435
A^06(8) 9.2 10.9 9.3
435AAO6(7) 9.7 10.7
6.9これらのリボンサンプルのエネルギ積は小さい。
これは保磁力の低い材料が部分混入されたためであると
推定される。またこのような部分混入は、作製乃至シリ
ーズテスト(run)中に敏感な急冷パラメータの小変
動が生じるためであろう。
推定される。またこのような部分混入は、作製乃至シリ
ーズテスト(run)中に敏感な急冷パラメータの小変
動が生じるためであろう。
このリボンサンプル群から製造した粉末をX線回折にか
けた。これらの粉末の回折プロットを、α−鉄の精密解
析の以前又は以後にリートベルド精密解析しその結果を
第28Δ図及び第28B図に示す。この実施例の精密解
析した原子座標を表■にまとめる。
けた。これらの粉末の回折プロットを、α−鉄の精密解
析の以前又は以後にリートベルド精密解析しその結果を
第28Δ図及び第28B図に示す。この実施例の精密解
析した原子座標を表■にまとめる。
この粉末化リボンサンプルの組成を(EDS。
Bを狙い値6%と仮定して)測定すると、Fe78.8
原子%、N d 12.5原子%、Si2.7原子%で
あった。この材料はインゴット材料より81が多いこと
に注目されたい。
原子%、N d 12.5原子%、Si2.7原子%で
あった。この材料はインゴット材料より81が多いこと
に注目されたい。
−゛ ル376 08− − 審
この実施例の材料は本発明の優先権主張の基礎の一つで
ある米国特許出願第801 、996号の実施例■の材
料である。
ある米国特許出願第801 、996号の実施例■の材
料である。
シリカルツボでrf誘導溶融したインゴットの組成を(
EDS及びWDS−参照番号721)で測定するとF0
75.4Nd15.lPr0.5 B6.3 Si2.
7であった。
EDS及びWDS−参照番号721)で測定するとF0
75.4Nd15.lPr0.5 B6.3 Si2.
7であった。
実施例■及びVと同様の急冷パラメータを用いたが、2
0インチのスピナーホイールの速度を70orpmにし
、ルツボオリフィス口径をo、8mにし、ルツボ放圧を
3.5psiにし、リボン寸法を幅1.1M×厚み33
〜43−にした。
0インチのスピナーホイールの速度を70orpmにし
、ルツボオリフィス口径をo、8mにし、ルツボ放圧を
3.5psiにし、リボン寸法を幅1.1M×厚み33
〜43−にした。
いくつかの代表リボンサンプルについてスピニング方向
に沿って(予磁化した)磁性パラメータを測定し以下の
値を得た。
に沿って(予磁化した)磁性パラメータを測定し以下の
値を得た。
サンプル MHo(BH)I8x
r
376AVO8(7) 12.0kG 8.8
kOe 22.9HGOe376^VO8(8)
12.3 8.3 23.737BA
VO8(9) 12.2 7.4 2
0.6376AVO8(10)1G、6 11.
1 18.8376AVO8(11) 10.
7 11.5 15.5376AVO8(
12)11.2 10.6 20.737
6AVOB(6) 11.9 7.8
14.5このリボンサンプル群から製造された粉末を
X線回折にかけ、α−鉄の精密解析以前及び以後のこれ
らの粉末の回折プロットのリートヴエルド精密解析を行
なってその結果を第1A図及び第1B図に示す。この実
施例の精密解析した原子座標は前出の表■及び後出の表
■に示した。
kOe 22.9HGOe376^VO8(8)
12.3 8.3 23.737BA
VO8(9) 12.2 7.4 2
0.6376AVO8(10)1G、6 11.
1 18.8376AVO8(11) 10.
7 11.5 15.5376AVO8(
12)11.2 10.6 20.737
6AVOB(6) 11.9 7.8
14.5このリボンサンプル群から製造された粉末を
X線回折にかけ、α−鉄の精密解析以前及び以後のこれ
らの粉末の回折プロットのリートヴエルド精密解析を行
なってその結果を第1A図及び第1B図に示す。この実
施例の精密解析した原子座標は前出の表■及び後出の表
■に示した。
この粉末リボンサンプルの組成をEDS、Bを狙い値6
%と仮定して)測定すると、l”e79.6原子%、N
d 12.7原子%及びSi1.7原子%であった。
%と仮定して)測定すると、l”e79.6原子%、N
d 12.7原子%及びSi1.7原子%であった。
更に、1つのリボンサンプル376AVO8(8)につ
いて磁気測定を行なって磁気等方性を検査した。リボン
面に垂直な方向の場合反磁場係数N=0.75を用いる
と以下の結果が得られた。
いて磁気測定を行なって磁気等方性を検査した。リボン
面に垂直な方向の場合反磁場係数N=0.75を用いる
と以下の結果が得られた。
磁場 磁I (未補正値
) を用いた補正値)BH&1x24.280Oe
24.1 9.8 22.1H,12
,4にG 12.3 8.Q
11.3Hc8.5KO138,58,48,3反磁場
の影響について〆補正した結果を用い、飽和磁化M、の
値を16 kGとして算出した磁気リテンシジンパラメ
ータの値Q −1,7である。未補正曲線を用いた場合
でもQの値は1.4に維持され、従来技術で予想された
値1よりかなり大きい。
) を用いた補正値)BH&1x24.280Oe
24.1 9.8 22.1H,12
,4にG 12.3 8.Q
11.3Hc8.5KO138,58,48,3反磁場
の影響について〆補正した結果を用い、飽和磁化M、の
値を16 kGとして算出した磁気リテンシジンパラメ
ータの値Q −1,7である。未補正曲線を用いた場合
でもQの値は1.4に維持され、従来技術で予想された
値1よりかなり大きい。
表■
す’:/7)L/ 411ABO2411ABO
2” 400AA10 400AA1G”Nd
(1)−n O,22600,22700,210
00,2100Fe(2)−n O,95000,
94001,11001,0500Fe(3)−n
0.4780 G、4720 0.5100
0.4700Fe(4)−n O,49600,
49300,54000,5100サンプAz
411ABO2411ABO2” 400M10
400AA10”スケール−−−−−−−一−−
−−703,0000−−−−−−−−−−151,5
100フアクター *α鉄の精密解析以復 表■ +jランフLt 435ABOfS 43
5ABO6” 37BAVO8376AVO8”
Nd(1)−n O,23400,24300,2
3000,240ONd(2)−n 012200
0.2300 0.2200 G、2300
Fe(1)−x O,22500,22720,2
1980,2220Fe(1)−y O,5642
0,56410,56510,5653Fe(1)−z
011321 0.1261 0.1366
0.1275Fe(1)−n 1.0400
1.0900 1.0700 1.0500Fe
(2)−X O,04220,03860,040
50,0380Fe(2)−n 1.0300
1.0300 1.1400 1.1100Fe(
3)−n O,49000,48000,5600
0,5000Fe(4)−n O,5700G、6
000 0.5700 0.5500サンプル
411八BO2411ABO2” 400M1
0 400AA10”スケーノ’ −−−−−一
−−−93,9600−一−−−−−−74,2900
フアクター 傘α鉄の精密解析以後 一゛39 前述の手順に従ってシリカ(quartz)ルツボで誘
導溶融して鉄−ネオジム−ホウ素−ケイ素のインゴット
を製造した。EDS及びWDSによってインゴットを元
素分析した平均結果を以下に示す(単位:原子%)。
2” 400AA10 400AA1G”Nd
(1)−n O,22600,22700,210
00,2100Fe(2)−n O,95000,
94001,11001,0500Fe(3)−n
0.4780 G、4720 0.5100
0.4700Fe(4)−n O,49600,
49300,54000,5100サンプAz
411ABO2411ABO2” 400M10
400AA10”スケール−−−−−−−一−−
−−703,0000−−−−−−−−−−151,5
100フアクター *α鉄の精密解析以復 表■ +jランフLt 435ABOfS 43
5ABO6” 37BAVO8376AVO8”
Nd(1)−n O,23400,24300,2
3000,240ONd(2)−n 012200
0.2300 0.2200 G、2300
Fe(1)−x O,22500,22720,2
1980,2220Fe(1)−y O,5642
0,56410,56510,5653Fe(1)−z
011321 0.1261 0.1366
0.1275Fe(1)−n 1.0400
1.0900 1.0700 1.0500Fe
(2)−X O,04220,03860,040
50,0380Fe(2)−n 1.0300
1.0300 1.1400 1.1100Fe(
3)−n O,49000,48000,5600
0,5000Fe(4)−n O,5700G、6
000 0.5700 0.5500サンプル
411八BO2411ABO2” 400M1
0 400AA10”スケーノ’ −−−−−一
−−−93,9600−一−−−−−−74,2900
フアクター 傘α鉄の精密解析以後 一゛39 前述の手順に従ってシリカ(quartz)ルツボで誘
導溶融して鉄−ネオジム−ホウ素−ケイ素のインゴット
を製造した。EDS及びWDSによってインゴットを元
素分析した平均結果を以下に示す(単位:原子%)。
鉄 79.1ネオジム
10.9 ホウ素 6.2 ケイ素 1.6 アルミニウム 2,2 次にインゴットの断片を個々のシリカルツボに入れ、溶
解し、急冷して前記の如きリボンを形成した。以下の急
冷パラメータを用いた。
10.9 ホウ素 6.2 ケイ素 1.6 アルミニウム 2,2 次にインゴットの断片を個々のシリカルツボに入れ、溶
解し、急冷して前記の如きリボンを形成した。以下の急
冷パラメータを用いた。
ルツボ :1インデシリカ(Tw’)
ルツボオリフィス口径 : 0.8amルツボ加圧
ガス :Ar ルツボ放圧 :3psi ルツボ−ホイール間隔 =378インチ材料サイズ
: 2009rルツボ軸
:垂直 シュラウドガス:He 10pSi スクレーパガス : N220 DSiチャン
バガス :N2 チャンバ圧力(圧力計):2psi ホイール直径 =20インチホイール速度
: 1100 rpHリボン厚み
: 33−40 %リボン幅 :
1.4m収Ii: 185 gr 急冷しただけの材料の磁性パラメータを前述の手順で測
定し以下の結果を得た。
ガス :Ar ルツボ放圧 :3psi ルツボ−ホイール間隔 =378インチ材料サイズ
: 2009rルツボ軸
:垂直 シュラウドガス:He 10pSi スクレーパガス : N220 DSiチャン
バガス :N2 チャンバ圧力(圧力計):2psi ホイール直径 =20インチホイール速度
: 1100 rpHリボン厚み
: 33−40 %リボン幅 :
1.4m収Ii: 185 gr 急冷しただけの材料の磁性パラメータを前述の手順で測
定し以下の結果を得た。
スピニング方向に スピニング方向に リ ボンに
リボンに磁場 磁場
(未補正値) (補正値)(BH) 17.
780Oe 17.1 9.5
15.9l1ax H,9,6KG 9.4 7.2
9.3す。 9.8KOe 9.8
9゜59.5Q(未補正値)
0.910(リボンに垂直な磁場の反vi1gA
補正値) 1.04リボンの断片をEDS及びWDSで
分析した。
リボンに磁場 磁場
(未補正値) (補正値)(BH) 17.
780Oe 17.1 9.5
15.9l1ax H,9,6KG 9.4 7.2
9.3す。 9.8KOe 9.8
9゜59.5Q(未補正値)
0.910(リボンに垂直な磁場の反vi1gA
補正値) 1.04リボンの断片をEDS及びWDSで
分析した。
リボン断片は以下の元素組成(原子%)を有していた。
鉄 80
.1ネオジム 10 ホウ素 7.3 アルミニウム 1.5ケイ素
1.2 この材料からスピニングし急冷した別のリボンを無パル
ス条件下で磁気測定した。リボンをパルス条件下で処理
すると以下の値は若干増加する筈である。
.1ネオジム 10 ホウ素 7.3 アルミニウム 1.5ケイ素
1.2 この材料からスピニングし急冷した別のリボンを無パル
ス条件下で磁気測定した。リボンをパルス条件下で処理
すると以下の値は若干増加する筈である。
エネルギ積(MGO13) 保磁力(ko e)1
7.13 10.0 13.3 9.8 17.09.6 実施 ■ −ン ル 471 477ン
1−高純度アルゴン(99,98%)中の合金ボタン
のアーク溶融によってインゴットに造塊した。出発材料
はFe 99.99%、N6 99.9%、899.
7%及び3 i 99.99%の高品質材料である。
7.13 10.0 13.3 9.8 17.09.6 実施 ■ −ン ル 471 477ン
1−高純度アルゴン(99,98%)中の合金ボタン
のアーク溶融によってインゴットに造塊した。出発材料
はFe 99.99%、N6 99.9%、899.
7%及び3 i 99.99%の高品質材料である。
各合金ボタンを再溶融し5回のフライ返しをくり返した
。
。
(酸素用に)Zrゲッタを使用すると視認し得る汚染は
なかった。
なかった。
インゴット片と磁性測定したメルトスピニングリボンの
ツインとの組成をエネルギ分散型走査型電子顕微鏡で測
定した。「ツイン」とは磁気測定したリボンビットの近
傍の剥離断片であり、従って実質的に等しい組成及び微
細構造を有すると推定される。これらの結果を次表に示
す。
ツインとの組成をエネルギ分散型走査型電子顕微鏡で測
定した。「ツイン」とは磁気測定したリボンビットの近
傍の剥離断片であり、従って実質的に等しい組成及び微
細構造を有すると推定される。これらの結果を次表に示
す。
ンブル 基■旦」−旦
インゴット:471A C80,513,506インゴ
ツト:471A [) 79.6 14.4 0
6リボン:471ACO1(3) 79.6 13
.2 1.2 6リボン:471A C01(4)
79.5 13.1 1.4 6[471AC合金はメ
ルトスピニング後に約1.3原子%のSlを吸収してい
た]。
ツト:471A [) 79.6 14.4 0
6リボン:471ACO1(3) 79.6 13
.2 1.2 6リボン:471A C01(4)
79.5 13.1 1.4 6[471AC合金はメ
ルトスピニング後に約1.3原子%のSlを吸収してい
た]。
インゴット−417Δ3 78.2 14.2 1.
6 6リボン:477AAO1(5) 77.8 1
3.9 2.3 6リボン:477AAO1(4)
80.6 10.7 2゜76リボン+477AAO1
(1) 76.4 14.1 3.5 6[477A
Aはメルトスピニング後に約1.2原子%のSiを吸収
していた]。
6 6リボン:477AAO1(5) 77.8 1
3.9 2.3 6リボン:477AAO1(4)
80.6 10.7 2゜76リボン+477AAO1
(1) 76.4 14.1 3.5 6[477A
Aはメルトスピニング後に約1.2原子%のSiを吸収
していた]。
表面速度が20.25及び30m/秒であるホイール速
度 を用いる以外は等しい条件下で各
インゴットをスピニングした。この条件を以下に示す。
度 を用いる以外は等しい条件下で各
インゴットをスピニングした。この条件を以下に示す。
ルツボ種類 ニジリカ
ルツボ直径 : 17−19順ルツボ開口
径 :1m ルツボ加圧ガス :Ar ルツボ放圧 :2psi ルツボ−ホイール距離 二8#1IIIルツボ軸
:垂直(90” )ホイール種類 :
CU ホイール直径 :10インチ ホイール滑度 : $600グリッドチャンバ
ガス :アルゴン チャンバ圧力 =1気圧 材料量 : 18−21 gr。
径 :1m ルツボ加圧ガス :Ar ルツボ放圧 :2psi ルツボ−ホイール距離 二8#1IIIルツボ軸
:垂直(90” )ホイール種類 :
CU ホイール直径 :10インチ ホイール滑度 : $600グリッドチャンバ
ガス :アルゴン チャンバ圧力 =1気圧 材料量 : 18−21 gr。
溶融手段 :R,f、誘導(400kHz
)加熱時間 : 30−50秒射出温度
: 1350℃(放射率o、55に設定
した光学高温 計ン スピニング時間 =2−4秒 注目すべきはメルトスピニングしたリボンの5il1度
が常にインゴットより高いことである。
)加熱時間 : 30−50秒射出温度
: 1350℃(放射率o、55に設定
した光学高温 計ン スピニング時間 =2−4秒 注目すべきはメルトスピニングしたリボンの5il1度
が常にインゴットより高いことである。
溶融合金のこのSiはシリカルツボから得られる。
このため製造の各段階での組成を測定する必要が生じる
。
。
各テストシリーズが互いに積重ねられた別々の10個の
リボン片から成る別々の3つのテストシリーズから、磁
気特性の平均値を測定した。各測定毎に、リボンに対し
120kOe 、 1ミリ秒の磁気パルスを3回与えた
。最大印加磁場22kOeのVSMで磁化測定を行なっ
た。
リボン片から成る別々の3つのテストシリーズから、磁
気特性の平均値を測定した。各測定毎に、リボンに対し
120kOe 、 1ミリ秒の磁気パルスを3回与えた
。最大印加磁場22kOeのVSMで磁化測定を行なっ
た。
リボン面のスピニング方向に平行に磁場をかけた場合4
71ABO12014,316,19,741±16
1.5±0.6±0.6 ±0.3 ±0.1 471ACO12518,612,410,533±8
1.4±0.4±1.2 ±0.2 ±0.2 471ADO13014,716,410,430+8
1.3±0.3±1.2 ±0.5 ±0.
1 477AAO12013,017,49,242±1
1.8±0.3±1.6 ±0.5 ±0.3 477ABO1” 25 12.3 1
6.9 9.2±1゜3 ±0.6 ±0.1 477ADO12515,217,99,237±it
1.5±0.4±2.7 ±0.8 ±0.
4 477ACO13011,616,310,135±1
1 1.7±0.8±1.6 ±0.6 ±0.
2 *このメルトスピニングサンプル処理ではオリフィスの
詰りが生じた。
71ABO12014,316,19,741±16
1.5±0.6±0.6 ±0.3 ±0.1 471ACO12518,612,410,533±8
1.4±0.4±1.2 ±0.2 ±0.2 471ADO13014,716,410,430+8
1.3±0.3±1.2 ±0.5 ±0.
1 477AAO12013,017,49,242±1
1.8±0.3±1.6 ±0.5 ±0.3 477ABO1” 25 12.3 1
6.9 9.2±1゜3 ±0.6 ±0.1 477ADO12515,217,99,237±it
1.5±0.4±2.7 ±0.8 ±0.
4 477ACO13011,616,310,135±1
1 1.7±0.8±1.6 ±0.6 ±0.
2 *このメルトスピニングサンプル処理ではオリフィスの
詰りが生じた。
上記データ及び第29図はホイール表面速度に関するエ
ネルギ積のピークを示す。直径10インチのホイールの
場合、最適ホイール速度は251N/秒である。
ネルギ積のピークを示す。直径10インチのホイールの
場合、最適ホイール速度は251N/秒である。
ミクロ組織と磁気 性との
サンプル番号 BHm Hc Mr ミ り
ロ組織[HGOel [kOel [kG]47
1八C0I(3) 25.3 12.7 11.
0 均一な微細結晶粒(fine grain)
477MO1(5) 21.8 17.7 10
.3 組li(′)み471ADO1(4) 1
1.5 15.2 9.0 、、、さい結晶
粒領域及び大きい477AAO1(3) 6.5
11.1 8.5 結晶粒領域hゝらなる(
ホイール側に面した)メルトスピニングリボンの微細粒
(fine grain)領域は研磨及び例えば1〜2
%の硝酸のエタノール溶液でエツチングしても解像され
なかったが、浜厚みは2,000人未満と決定された。
ロ組織[HGOel [kOel [kG]47
1八C0I(3) 25.3 12.7 11.
0 均一な微細結晶粒(fine grain)
477MO1(5) 21.8 17.7 10
.3 組li(′)み471ADO1(4) 1
1.5 15.2 9.0 、、、さい結晶
粒領域及び大きい477AAO1(3) 6.5
11.1 8.5 結晶粒領域hゝらなる(
ホイール側に面した)メルトスピニングリボンの微細粒
(fine grain)領域は研磨及び例えば1〜2
%の硝酸のエタノール溶液でエツチングしても解像され
なかったが、浜厚みは2,000人未満と決定された。
第30図及び第31図参照。この微細粒領域が良好な磁
性体であること、即ち、高いエネルギ積と高い残留磁イ
レとを有することが確認された。前出の表及び471A
C01(3)と477A AOl(5)との磁化曲線
参照。82M写真は適当なツインの横断面である(第3
4図及び第35図)。
性体であること、即ち、高いエネルギ積と高い残留磁イ
レとを有することが確認された。前出の表及び471A
C01(3)と477A AOl(5)との磁化曲線
参照。82M写真は適当なツインの横断面である(第3
4図及び第35図)。
別の2つのサンプルは、良磁性体と不良磁性体との積な
りから成ることが磁化曲線から判明した(後者即ち不良
磁性体は82M写真でリボンの自由面側の粗粒領域とし
て確認される)。第32図、第33図、第36図及び第
37図参照。
りから成ることが磁化曲線から判明した(後者即ち不良
磁性体は82M写真でリボンの自由面側の粗粒領域とし
て確認される)。第32図、第33図、第36図及び第
37図参照。
前出の急冷パラメータ及び磁気的性能をもつサンプル4
77A D 01 (1)のツインたる磁性リボン断片
を、高解像度走査透過電子顕微鏡(STEM)で予備分
析した。
77A D 01 (1)のツインたる磁性リボン断片
を、高解像度走査透過電子顕微鏡(STEM)で予備分
析した。
標準微細金属顕微鏡技術でリボンサンプルを固定し、イ
オンビームエツチャーでサンプルを約1.000人まで
エッチした。リボン両面をアルゴンイオンエツチングで
夫々1/2 ulRずつエッチし、このリボン両面、即
ちホイール側の面と自由面との双方を観察した。
オンビームエツチャーでサンプルを約1.000人まで
エッチした。リボン両面をアルゴンイオンエツチングで
夫々1/2 ulRずつエッチし、このリボン両面、即
ちホイール側の面と自由面との双方を観察した。
ホイール側の面のミクロ組織は主として、(稀土類対鉄
比がNd2Fe14Bに−・致した値をもつ)正方晶を
主相とした等軸掻微粒子から成り、粒度は100〜10
00人である。電子線回折によればこれら粒子はランダ
ム配向である(第38図〜第40図)。
比がNd2Fe14Bに−・致した値をもつ)正方晶を
主相とした等軸掻微粒子から成り、粒度は100〜10
00人である。電子線回折によればこれら粒子はランダ
ム配向である(第38図〜第40図)。
更に代表寸法500Å以上のα鉄粒子が少量存在してい
た。正方晶を主相とした大きい粒子との境界には、主相
よりもネオジムとイオウとが比較的多い球状介在物とし
て1つ以上の別の相が存在していた(第41図及び第4
2図)。従来はイオウは材料の構成成分の1つを成すと
は考えられていなかった。ケイ素の位置の測定はまだ難
しい。
た。正方晶を主相とした大きい粒子との境界には、主相
よりもネオジムとイオウとが比較的多い球状介在物とし
て1つ以上の別の相が存在していた(第41図及び第4
2図)。従来はイオウは材料の構成成分の1つを成すと
は考えられていなかった。ケイ素の位置の測定はまだ難
しい。
リボンの自由面では主相の粒子はより大きく粒径は約1
μsまでになる(第43図〜第45図)。自由面倒のケ
イ素の存在量はホイール面側よりも若干多いが、ミクロ
組織(m1crostructure)内部のケイ素の
正確な位置はやはり明らかでない。
μsまでになる(第43図〜第45図)。自由面倒のケ
イ素の存在量はホイール面側よりも若干多いが、ミクロ
組織(m1crostructure)内部のケイ素の
正確な位置はやはり明らかでない。
−゛ ル376A 09(2
鉄、ネオジム、ホウ素、ケイ素のインゴットを前述の手
順で製造した。EDS及びWDSで測定したインゴット
の平均元素組成(原子%)を以下に示す。
順で製造した。EDS及びWDSで測定したインゴット
の平均元素組成(原子%)を以下に示す。
鉄 78.2ネオジム
12.5 ホウ素 8 ケイ素 1.3 次に、インゴットの断片を個々のシリカルツボに入れ、
溶融し急冷して前記の如くリボンを形成した。急冷パラ
メータを以下に示す。
12.5 ホウ素 8 ケイ素 1.3 次に、インゴットの断片を個々のシリカルツボに入れ、
溶融し急冷して前記の如くリボンを形成した。急冷パラ
メータを以下に示す。
ルツボ :374インチシリカルツボ
オリフイスロ径 : 0゜92 ramルツボ加圧ガ
ス :Ar ルツボ放圧 :5psi ルツボ−・ホイール間隔 =178インチ材料サイズ
: 401Jr。
オリフイスロ径 : 0゜92 ramルツボ加圧ガ
ス :Ar ルツボ放圧 :5psi ルツボ−・ホイール間隔 =178インチ材料サイズ
: 401Jr。
ルツボ軸 :垂直
シュラウトカ’:1. : He 10
psiスクレーパガス : A r 15
psiチャンバガス 二N2 チャンバ圧(圧力計> :QpS+ホイール直径
:20インチホイール速度 :
1200 rpHlホイール滑度 :240
グリツドリボン厚 : 15−20声
リボン幅 : 1.8m収 量
: 32 gr。
psiスクレーパガス : A r 15
psiチャンバガス 二N2 チャンバ圧(圧力計> :QpS+ホイール直径
:20インチホイール速度 :
1200 rpHlホイール滑度 :240
グリツドリボン厚 : 15−20声
リボン幅 : 1.8m収 量
: 32 gr。
得られた急冷のままのリボンの磁性を測定した。
このリボンはBH1〜2MGOe及び保磁力ax
1〜3kOeといずれも低い値を示した。急冷のままの
磁性合金材料は実質的に等方性であると考えられている
。
磁性合金材料は実質的に等方性であると考えられている
。
得られたリボンをタンタル箔でラップし、シリカルツボ
に入れアルゴン下でシールした。650℃で6時間アニ
ール後、前述の手順で以下の磁性パラメータが得られた
。
に入れアルゴン下でシールした。650℃で6時間アニ
ール後、前述の手順で以下の磁性パラメータが得られた
。
磁場 磁場 (未補正値)
(補正値)(all)118.6 HGOe
15.8 12.4 18.
4H,9,6にG 8.8
7.9 9.7Hc13.6KOe
14.2 12.1 12.I
Q(未補正値) 0.9IQ
(リボンに垂直方向に磁場をかけた 1,03場合に
ついて反磁場補正後のQ値) この材料から成る別のリボンは以下のパラメータを有し
ていた。
(補正値)(all)118.6 HGOe
15.8 12.4 18.
4H,9,6にG 8.8
7.9 9.7Hc13.6KOe
14.2 12.1 12.I
Q(未補正値) 0.9IQ
(リボンに垂直方向に磁場をかけた 1,03場合に
ついて反磁場補正後のQ値) この材料から成る別のリボンは以下のパラメータを有し
ていた。
エネルギ積(MGOe) 保磁力(KOe)18.
8 9.8 16.2 13.7 これらの結果より、Q>1の材料を得るための別の手順
として、溶融材料を急冷して前駆構造を得、これを適当
に熱処理して磁気特性の高められた適当な構造に変換し
てもよいことか明らかである。上記の実施例では、最終
製品が最大の磁気特性を得るための最適化処理はしてい
ない。
8 9.8 16.2 13.7 これらの結果より、Q>1の材料を得るための別の手順
として、溶融材料を急冷して前駆構造を得、これを適当
に熱処理して磁気特性の高められた適当な構造に変換し
てもよいことか明らかである。上記の実施例では、最終
製品が最大の磁気特性を得るための最適化処理はしてい
ない。
・ 例XI−サンプル469A A 12(1)前述の
手順で鉄、プラセオジム、ネオジム、ホウ素、ケイ素の
合金のインゴットを製造した。
手順で鉄、プラセオジム、ネオジム、ホウ素、ケイ素の
合金のインゴットを製造した。
EDS及びWDSで測定したインゴットの平均元素組成
(原子%)を以下に示す。
(原子%)を以下に示す。
鉄 75.4ネオ
ジム 15.1 ホウ素 0.5 ケイ素 6.3 アルミニウム 2.7 次にインゴットの断片を個々のシリカルツボに入れ、溶
融し急冷して前記の如きリボンを形成した。急冷パラメ
ータを以下に示す。
ジム 15.1 ホウ素 0.5 ケイ素 6.3 アルミニウム 2.7 次にインゴットの断片を個々のシリカルツボに入れ、溶
融し急冷して前記の如きリボンを形成した。急冷パラメ
ータを以下に示す。
ルツボ :2インチシリカ(Tw)
ルツボオリフィス口径 :、65゜
ルツボ加圧ガス :Ar
ルツボ放圧 :2psi
ルツボ−ホイール間隔 :5履
材料サイズ : 500 gr。
ルツボ軸 :垂直
チャンバガス :Ar
チャンバ圧(圧力計) ニー6(Ha中)ホイール
直径 :12インチホイール速度
: 9GOrpmホイール滑度 :60
0グリツドリボン厚 : 335−6
2I±6.35 リボン幅 :1.49I±0.349 収 量 : 375
(lr。
直径 :12インチホイール速度
: 9GOrpmホイール滑度 :60
0グリツドリボン厚 : 335−6
2I±6.35 リボン幅 :1.49I±0.349 収 量 : 375
(lr。
前述の手順で測定した急冷のままの磁性パラメータを以
下に示す。
下に示す。
(BH)、x31.6HGOe 21.4
19.1 25.7M、 12.2にG
1G、0 9.6 11.IHc22
にOe 22 21.3 21.3
Q(未補正値) 1.33
0(リボンに垂直な方向に磁場をかけた 1.45場合
について反ll場補正後のQ値) このリボン断片のM、−線を第46図に示す。
19.1 25.7M、 12.2にG
1G、0 9.6 11.IHc22
にOe 22 21.3 21.3
Q(未補正値) 1.33
0(リボンに垂直な方向に磁場をかけた 1.45場合
について反ll場補正後のQ値) このリボン断片のM、−線を第46図に示す。
EDS及びWDSによって分析するとリボン断片は以下
の元素組成(原子%)を有していた。
の元素組成(原子%)を有していた。
鉄 75.99ネオジム
14.7B ホウ素 6.64 ケイ素 2.58 この材料から、スピニング及び急冷によって製造した別
のリボンは以下のパラメータを有していた。
14.7B ホウ素 6.64 ケイ素 2.58 この材料から、スピニング及び急冷によって製造した別
のリボンは以下のパラメータを有していた。
エネルギ積(MGOe) 保磁力(KOe)24゜4
〉2216.6
18.8 ここで、これら高い保磁力をもつ材料の正確な測定に関
するこれら材料の問題について考察する。
〉2216.6
18.8 ここで、これら高い保磁力をもつ材料の正確な測定に関
するこれら材料の問題について考察する。
初期磁化方向から180°にリボンの等方性を測定する
と、BH□8の値は30.5から26.8に減少し、初
期方向に向って再測すると31.6であった。2つの測
定方向は結晶学的に等価であるから、この差が生じた唯
一・の理由は、材料が各方向で名目上等しい12Tパル
スで磁化されたので逆方向で材料が完全に飽和されてい
ないことにある。従って、一度磁化した後に磁化を反転
させるに必要なll場は、最初に磁化を生起するに必要
な磁場より大きい。
と、BH□8の値は30.5から26.8に減少し、初
期方向に向って再測すると31.6であった。2つの測
定方向は結晶学的に等価であるから、この差が生じた唯
一・の理由は、材料が各方向で名目上等しい12Tパル
スで磁化されたので逆方向で材料が完全に飽和されてい
ないことにある。従って、一度磁化した後に磁化を反転
させるに必要なll場は、最初に磁化を生起するに必要
な磁場より大きい。
その結果、初期磁化方向が材料の優先方向になる「トレ
ーニング」現象が見られる。
ーニング」現象が見られる。
435A A及び435A A 03として知られた材
料からボンドサンプル成形体を製造した。5715及び
5735は本発明の優先権主張の基礎の一つである米国
特許出願第705 、263号の実施例工及び■に記載
のサンプルに等しい。
料からボンドサンプル成形体を製造した。5715及び
5735は本発明の優先権主張の基礎の一つである米国
特許出願第705 、263号の実施例工及び■に記載
のサンプルに等しい。
前述の手順を用い、鉄、プラセオジム、ネオジム、ケイ
素のインゴットを製造した。EDS及びWDSによって
分析したインゴットの平均元素組成(原子%)を以下に
示す。
素のインゴットを製造した。EDS及びWDSによって
分析したインゴットの平均元素組成(原子%)を以下に
示す。
鉄 79.25ネオ
ジム 12.05 ホウ素 1,15 ケイ素 1.45 インゴットの断片を個々のシリカルツボに入れ、溶融し
急冷して前記の如きリボンを製造した。急冷パラメータ
を以下に示す。
ジム 12.05 ホウ素 1,15 ケイ素 1.45 インゴットの断片を個々のシリカルツボに入れ、溶融し
急冷して前記の如きリボンを製造した。急冷パラメータ
を以下に示す。
ルツボ =3/4インチシリカルツボ
オリフイスロ径 : 0.8Mルツボ加圧ガス
:Ar ルツボ放圧 :4psi ルツボ−ホイール間隔 :378インチ材料号イズ
: 40 gr、ルツボ軸
二垂直 チャンバガス :N2 チャンバ圧(圧力計) :21)Siホイール直径
=20インチホイール速度 :
1000 rpmホイール滑度 :240
グリツドリボン厚 : 38−48u
Rリボン幅 : 1.8a+m収
鍮 : 33 0r。
オリフイスロ径 : 0.8Mルツボ加圧ガス
:Ar ルツボ放圧 :4psi ルツボ−ホイール間隔 :378インチ材料号イズ
: 40 gr、ルツボ軸
二垂直 チャンバガス :N2 チャンバ圧(圧力計) :21)Siホイール直径
=20インチホイール速度 :
1000 rpmホイール滑度 :240
グリツドリボン厚 : 38−48u
Rリボン幅 : 1.8a+m収
鍮 : 33 0r。
液圧ブレス中のタングステンカーバイドダイスと市販の
LOG−T ITE (TM)709接着剤とを使用し
、冷間ブレスと接着剤含浸とによって前述の如くサンプ
ル5715を製造した。スチールダイスを使用し接着剤
を使用せずに冷間ブレスを用いてサンプル5735を製
造した。
LOG−T ITE (TM)709接着剤とを使用し
、冷間ブレスと接着剤含浸とによって前述の如くサンプ
ル5715を製造した。スチールダイスを使用し接着剤
を使用せずに冷間ブレスを用いてサンプル5735を製
造した。
ベレット軸に沿って予磁化し反磁場係数を0.25とし
て結果を測定した。その結果を以下に示す。
て結果を測定した。その結果を以下に示す。
サ ン プ ル S 715 S
735圧 力 (DS i )
180 400密 度 (g/c
c) 5.9 6.9残留磁気
(kG) 7.2 9.OHC(kOe)
1G、6 10.9エネルギ積(HGOe
) 11.5 13.8リボン磁石サンプル
435A A 03[月と同様の前述の手順を用いて急
冷のままの材料の磁性パラメータを測定した結果を以下
に示す。
735圧 力 (DS i )
180 400密 度 (g/c
c) 5.9 6.9残留磁気
(kG) 7.2 9.OHC(kOe)
1G、6 10.9エネルギ積(HGOe
) 11.5 13.8リボン磁石サンプル
435A A 03[月と同様の前述の手順を用いて急
冷のままの材料の磁性パラメータを測定した結果を以下
に示す。
磁場 磁場 (非補正値)
(補正値)(BH)、ax(HGOe)22.29
19.72 10.56
17.04M、 (kG)10.49 9.7
6 7.48 9.23Ho(kQe)11.
34 11.18 10.30 10.2
9Q(非補正値’) 1 、
0207Q(リボンに垂直な方向に磁場をかけた 1.
135場合について反減磁揚補正後のQ値) 上記成形体の磁気特性を磁性合金材料の完全密度まで標
準化すると(7,4Q/CCの値を使用)、これらパラ
メータは、本発明による急冷のままのリボンの範囲内の
値であった。即ち、エネルギイビ 積は15M G Oeより大きく残留磁気は9 kG/
より大きい。これらの成形体の磁化特性は等方性であり
、その結果、磁気保持パラメータの値は1.0より大き
い。
(補正値)(BH)、ax(HGOe)22.29
19.72 10.56
17.04M、 (kG)10.49 9.7
6 7.48 9.23Ho(kQe)11.
34 11.18 10.30 10.2
9Q(非補正値’) 1 、
0207Q(リボンに垂直な方向に磁場をかけた 1.
135場合について反減磁揚補正後のQ値) 上記成形体の磁気特性を磁性合金材料の完全密度まで標
準化すると(7,4Q/CCの値を使用)、これらパラ
メータは、本発明による急冷のままのリボンの範囲内の
値であった。即ち、エネルギイビ 積は15M G Oeより大きく残留磁気は9 kG/
より大きい。これらの成形体の磁化特性は等方性であり
、その結果、磁気保持パラメータの値は1.0より大き
い。
ROCプロセスには多量の材料が必要なので、成形法の
実用化適性を検討するためにいくつかのシリーズテスト
を組合せた。このシリーズでスピニング及び急冷によっ
て製造したリボンは、最大磁気エネルギ約積7.8MG
Oeで保磁力約12koeの代表的な磁性パラメータを
有していた。
実用化適性を検討するためにいくつかのシリーズテスト
を組合せた。このシリーズでスピニング及び急冷によっ
て製造したリボンは、最大磁気エネルギ約積7.8MG
Oeで保磁力約12koeの代表的な磁性パラメータを
有していた。
これらの値は、急冷のままの材料を最適化して得られた
ものではない。
ものではない。
高速全方向成形(ROC)法を用い流体ダイ1として軟
鋼を用いる前記方法でリボン断片を磁性ボディに成形し
た。この実施例では、(リボン断片が50〜250−の
サイズ分布をもつように篩にかけ)リボン断片を入れた
軟鋼流体ダイス(直径048インチ×長さ1.875イ
ンチ)を約750℃に加熱し、次にプレスした。プレス
後の流体ダイスを水浴中で急冷した。得られた成形材料
を流体ダイスの中央部分から切断し、密度及び磁気特性
を測定した。このサンプルの密度をアルキメデスの方法
で測定すると(X線理論密度7.6QIIl/CCの9
8%より大きい) 7.481111/CCが得られ
た。この材料の磁気特性は最適化されたものではない。
鋼を用いる前記方法でリボン断片を磁性ボディに成形し
た。この実施例では、(リボン断片が50〜250−の
サイズ分布をもつように篩にかけ)リボン断片を入れた
軟鋼流体ダイス(直径048インチ×長さ1.875イ
ンチ)を約750℃に加熱し、次にプレスした。プレス
後の流体ダイスを水浴中で急冷した。得られた成形材料
を流体ダイスの中央部分から切断し、密度及び磁気特性
を測定した。このサンプルの密度をアルキメデスの方法
で測定すると(X線理論密度7.6QIIl/CCの9
8%より大きい) 7.481111/CCが得られ
た。この材料の磁気特性は最適化されたものではない。
固化プロセス中に磁気特性に及ぼす加熱の影響によって
性能改良が得られるように、適当にスピニングされた材
料を選択する必要がある。
性能改良が得られるように、適当にスピニングされた材
料を選択する必要がある。
この成形ボディから切断した立方体小片の磁性を測定し
た。(ボディの軸に平行(2)及び垂直(X)な)2方
向の各々について反磁場係数とN=0.5として得た結
果を以下に示す。X方向及びX方向は同等であると仮定
する。
た。(ボディの軸に平行(2)及び垂直(X)な)2方
向の各々について反磁場係数とN=0.5として得た結
果を以下に示す。X方向及びX方向は同等であると仮定
する。
x y z
(補正値) (補正値) (補正値)r
(kG) 7.198 7.198 6
.0471c (koc) 11.49 11.49 1
1.14最適化処理しなかったこのプロセスで磁気特性
が劣化せず、事実上増加したように見えることに注目さ
れたい。更に最適化処理すればBHlax〉15M G
OeでQ > 1.0の本発明の磁性合金材料に匹敵
し得る磁気特性をもつ100%乃至フル密度の成形体が
得られると考えられる。
.0471c (koc) 11.49 11.49 1
1.14最適化処理しなかったこのプロセスで磁気特性
が劣化せず、事実上増加したように見えることに注目さ
れたい。更に最適化処理すればBHlax〉15M G
OeでQ > 1.0の本発明の磁性合金材料に匹敵
し得る磁気特性をもつ100%乃至フル密度の成形体が
得られると考えられる。
= −465か のカレン リング肛1
磁性材料が重合バインダ中に埋込まれたプレート状磁性
シートを製造するためにカレンダリングとして公知の押
出方法を使用した。前述の手順で得られた粉末を結合し
て約2.2に9の材料ロットを形成した。ロットは、以
下の如く製造し−た465A Aから製造された選択リ
ボンサンプルから成る。
シートを製造するためにカレンダリングとして公知の押
出方法を使用した。前述の手順で得られた粉末を結合し
て約2.2に9の材料ロットを形成した。ロットは、以
下の如く製造し−た465A Aから製造された選択リ
ボンサンプルから成る。
前述の手順に従って鉄、プラセオジム、ネオジム、ホウ
素、ケイ素のインゴットを製造した。
素、ケイ素のインゴットを製造した。
EDS及びWDSで分析したインゴットの平均元素組成
(原子%)を以下に示す。
(原子%)を以下に示す。
鉄 74,5ネオジム
14.0 ホウ素 10.7 ケイ素 0,8 次に、インゴット断片を個々のシリカルツボに入れ溶融
し急冷してリボン465A A 02を形成した。
14.0 ホウ素 10.7 ケイ素 0,8 次に、インゴット断片を個々のシリカルツボに入れ溶融
し急冷してリボン465A A 02を形成した。
急冷パラメータを以下に示す。
ルツボ :シリカ
ルツボオリフイスロ径 :0.92sルツボ加圧ガ
ス :Ar ルツボ放圧 :2psiルツボ−ロール
間隔 :5Bg 材料サイズ : 507 Qr。
ス :Ar ルツボ放圧 :2psiルツボ−ロール
間隔 :5Bg 材料サイズ : 507 Qr。
ルツボ軸 =1
チャンバガス :Ar
チトンバ圧(圧力計) ニー8(Ha中)ロール
(ホイール)直径 :12インチロール速度
: 1320 rp1mロール滑度
:600グリツドリボン厚
:56.2u8.6 リボン幅 :2.63am±0.6
1 wa 収 量 : 2
57 gr。
(ホイール)直径 :12インチロール速度
: 1320 rp1mロール滑度
:600グリツドリボン厚
:56.2u8.6 リボン幅 :2.63am±0.6
1 wa 収 量 : 2
57 gr。
EDS及びWDSで分析するとリボン断片は以下の元素
組成(原子%)を有していた。
組成(原子%)を有していた。
鉄 75.0ニオブ
13.6 ホウ素 10.4 ケイ素 1・O リボンの加重平均磁気エネルギ積は約15.8、保磁力
は約18.5 koeであった。
13.6 ホウ素 10.4 ケイ素 1・O リボンの加重平均磁気エネルギ積は約15.8、保磁力
は約18.5 koeであった。
得られたリボン断片を重合バインダ中に押出してシート
状に形成した。立方体形サンプルの磁気特性を測定した
。以下の値は反磁場の影響を補正して100%密度の磁
性材料に標準化したものである。
状に形成した。立方体形サンプルの磁気特性を測定した
。以下の値は反磁場の影響を補正して100%密度の磁
性材料に標準化したものである。
X方向磁場 y方向磁場 2方向磁場
(BH) 15.380Oe 15.6
15.0aX H,9,6kG 1G、0 9.9H18,
4koe 18.9 18.5Q−1,12
9 最終製品中の磁性材料の密度は70体積%であった。こ
の実施例から、本発明のリボンから特性損を伴わずにボ
ンド磁石を製造し得ることが明らかである。
15.0aX H,9,6kG 1G、0 9.9H18,
4koe 18.9 18.5Q−1,12
9 最終製品中の磁性材料の密度は70体積%であった。こ
の実施例から、本発明のリボンから特性損を伴わずにボ
ンド磁石を製造し得ることが明らかである。
いくつかの好適実施例及び具体例に基づいて本発明を以
上に説明してきたが、本発明の範囲が上記の記載に限定
されないこと及び特許請求の範囲にのみ限定されること
は理解されよう。
上に説明してきたが、本発明の範囲が上記の記載に限定
されないこと及び特許請求の範囲にのみ限定されること
は理解されよう。
第1Δ図及び第1B図は、メルトスピニングしたFe
Nd BSi リボン79.6 12.
7 6 1.7 (376A V 08) (例■)から得た粉末に関す
るリートベルド精密解析した粉末X線回折パターンを示
しており、第1A図の下部はα鉄の精密解析を伴わない
誤差パターン、第1B図の下部はα鉄の精密解析後の誤
差パターンの図、第2図はリートベルド精密解析したX
線回折により測定したホウ素転位(displacem
ent)対ケイ素含有率を示すグラフ、第3図は溶融材
料溜と材料出口と冷却用回転表面と溶融材料のパドルと
その延長上の固体状リボンとを含む急冷装置の斜視図、
第4図は凝固開始縁(固化フロント)の移動状態を示す
ためのパドルとリボンと冷却用表面手段との説明図、第
5図はランダムに堆積された磁性粒子の斜視図、第6図
は実施例■の材料(400シリーズ)の最大磁気エネル
ギ積対冷却ホイール速度を示すグラフ、第7図は実施例
1の材料(400シリーズ)の残留磁化対冷却ホイール
速度を示すグラフ、第8図は実施例1(400シリーズ
)の材料の保磁力対冷却表面速度を示すグラフ、第9図
及び第10図は実施例1の材料(リボン4GOA A
10(1)及び400A A 10(5))のヒステリ
シスループを示すグラフ、第11図、第12図及び第1
3図は実施例■の材料サンプル(400A A 1G(
7))の3方向でのヒステリシスループを示すグラフ、
第14図は第13図のヒスプリシスループの反磁場を補
正したグラフ、第15A図及び第15B図は実施例■の
リボン材料(400A A 10(7))のリートベル
ド精密解析したX線回折パターン、第16図は実施例■
の材料(438シリーズ)の最大磁気エネルギ積対ホイ
ール速度を示すグラフ、第17図は実施例■の材料(4
38シリーズ)の平均残留磁化対ホイール速度を示すグ
ラフ、第18図は実施例■の材料(438シリーズ)の
平均保磁力対ホイール速度を示すグラフ、第19図〜第
23図はホイール速度の増加に対する実施例■の材料サ
ンプルの(438シリーズ)のヒステリシスループを示
すグラフ、第24図〜第26図は実施例IVの材料サン
プル(438A A 05(1))の3方向のヒステリ
シスループを示すグラフ、第27A図及び第278図は
実施例Vの材料(411A B 02)のリートベルド
精密解析したX線回折パターン、第28A図及び第28
B図は実施例■の材料(435A A 06)のリート
ベルド精密解析したX線回折パターン、第29図は実施
例■の材料サンプル(471シリーズ)の最大磁気エネ
ルギ積対ホイール速度を示すグラフ、第30図〜第33
図は実施例■の材料サンプル(夫々471 A C01
(3)、477A’ A 01 (5)、471 A
A 01 (4)及び477A A 01(3))の走
査型電子顕微11(SEM)写真、第34図〜第37図
は第30図〜第33図のSEM写真に対応する実施例■
の材料(471A C01(3)、477A A 01
(5)、471A A 01(4)、477A A 0
113))のヒステリシスループを示すグラフ、第38
図〜第45図は実施例■のサンプル477A D 01
(1)のツイン!に関するものであり、第38図はリ
ボンのホイール側の38図の微細粒領域からのエネルギ
分散スペクトルによる元素分析、第41図はネオジムと
イオウとに富む粒子間沈殿物を含有する領域の透過型電
子顕微鏡写真、第42図は第41図の粒子間領域のエネ
ルギ分散スペクトルによる元素分析、第43図はリボン
の自由面側の大粒子領域の透過型電子顕微鏡写真、第4
4図は第43図の大粒子領域の単一領域の電子線回折、
第45図は第43図の大粒子領域のエネルギ分散スペク
トルの元素分析、第46図は実施例X1の材料(サンプ
ル469A A 12(1))のM−8曲線である。
Nd BSi リボン79.6 12.
7 6 1.7 (376A V 08) (例■)から得た粉末に関す
るリートベルド精密解析した粉末X線回折パターンを示
しており、第1A図の下部はα鉄の精密解析を伴わない
誤差パターン、第1B図の下部はα鉄の精密解析後の誤
差パターンの図、第2図はリートベルド精密解析したX
線回折により測定したホウ素転位(displacem
ent)対ケイ素含有率を示すグラフ、第3図は溶融材
料溜と材料出口と冷却用回転表面と溶融材料のパドルと
その延長上の固体状リボンとを含む急冷装置の斜視図、
第4図は凝固開始縁(固化フロント)の移動状態を示す
ためのパドルとリボンと冷却用表面手段との説明図、第
5図はランダムに堆積された磁性粒子の斜視図、第6図
は実施例■の材料(400シリーズ)の最大磁気エネル
ギ積対冷却ホイール速度を示すグラフ、第7図は実施例
1の材料(400シリーズ)の残留磁化対冷却ホイール
速度を示すグラフ、第8図は実施例1(400シリーズ
)の材料の保磁力対冷却表面速度を示すグラフ、第9図
及び第10図は実施例1の材料(リボン4GOA A
10(1)及び400A A 10(5))のヒステリ
シスループを示すグラフ、第11図、第12図及び第1
3図は実施例■の材料サンプル(400A A 1G(
7))の3方向でのヒステリシスループを示すグラフ、
第14図は第13図のヒスプリシスループの反磁場を補
正したグラフ、第15A図及び第15B図は実施例■の
リボン材料(400A A 10(7))のリートベル
ド精密解析したX線回折パターン、第16図は実施例■
の材料(438シリーズ)の最大磁気エネルギ積対ホイ
ール速度を示すグラフ、第17図は実施例■の材料(4
38シリーズ)の平均残留磁化対ホイール速度を示すグ
ラフ、第18図は実施例■の材料(438シリーズ)の
平均保磁力対ホイール速度を示すグラフ、第19図〜第
23図はホイール速度の増加に対する実施例■の材料サ
ンプルの(438シリーズ)のヒステリシスループを示
すグラフ、第24図〜第26図は実施例IVの材料サン
プル(438A A 05(1))の3方向のヒステリ
シスループを示すグラフ、第27A図及び第278図は
実施例Vの材料(411A B 02)のリートベルド
精密解析したX線回折パターン、第28A図及び第28
B図は実施例■の材料(435A A 06)のリート
ベルド精密解析したX線回折パターン、第29図は実施
例■の材料サンプル(471シリーズ)の最大磁気エネ
ルギ積対ホイール速度を示すグラフ、第30図〜第33
図は実施例■の材料サンプル(夫々471 A C01
(3)、477A’ A 01 (5)、471 A
A 01 (4)及び477A A 01(3))の走
査型電子顕微11(SEM)写真、第34図〜第37図
は第30図〜第33図のSEM写真に対応する実施例■
の材料(471A C01(3)、477A A 01
(5)、471A A 01(4)、477A A 0
113))のヒステリシスループを示すグラフ、第38
図〜第45図は実施例■のサンプル477A D 01
(1)のツイン!に関するものであり、第38図はリ
ボンのホイール側の38図の微細粒領域からのエネルギ
分散スペクトルによる元素分析、第41図はネオジムと
イオウとに富む粒子間沈殿物を含有する領域の透過型電
子顕微鏡写真、第42図は第41図の粒子間領域のエネ
ルギ分散スペクトルによる元素分析、第43図はリボン
の自由面側の大粒子領域の透過型電子顕微鏡写真、第4
4図は第43図の大粒子領域の単一領域の電子線回折、
第45図は第43図の大粒子領域のエネルギ分散スペク
トルの元素分析、第46図は実施例X1の材料(サンプ
ル469A A 12(1))のM−8曲線である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)保磁係数Qが1より大きい永久磁性合金材料。 (2)実質的に等方性の磁気パラメータを有する特許請
求の範囲第1項に記載の磁性合金材料。 (3)磁気エネルギー積が15メガガウスエルステッド
より大きい特許請求の範囲第1項に記載の磁性合金材料
。 (4)保磁力が8キロエルステッドより大きい特許請求
の範囲第1項に記載の磁性合金材料。 (5)残留磁化が9キロガウスより大きい特許請求の範
囲第1項に記載の磁性合金材料。 (6)鉄と稀土類金属とホウ素と改質元素とを含んで成
る特許請求の範囲第1項に記載の磁性合金材料。 (7)稀土類金属がNdとPrとそれらのミツシユメタ
ルとで成る群から選択されている特許請求の範囲第6項
に記載の磁性合金材料。 (8)改質元素がSiとAlとそれらの混合物とで成る
群から選択されている特許請求の範囲第6項に記載の磁
性合金材料。 (9)稀土類金属がNdとPrとそれらのミツシユメタ
ルとで成る群から選択されており、改質元素がSiとA
lとその混合物とで成る群から選択されており、aを7
5〜80、bを10〜14、cを5〜10、dを0.5
〜5.0とする時、該合金の化学式が Fe_a(Nd、Pr)_bB_c(Si、Al)_d
で表わされる特許請求の範囲第6項に記載の磁性合金材
料。 (10)大部分が正方晶系RE−Fe−Bタイプの相か
ら成り、検出可能な第2相を少なくとも1つ含む特許請
求の範囲第6項に記載の磁性合金材料。 (11)前記第2相がα鉄である特許請求の範囲第10
項に記載の磁性合金材料。 (12)Fe(6)に対して標準化したホウ素原子の部
位占有率とα鉄精密解析後のリートベルド精密解析粉末
X線回折により決定した格子パラメータは、 原子/B(1) x/0.339(13) y/−0.
339(13) z/0.0000 n/0.28(8
)である特許請求の範囲第9項に記載の磁性合金材料。 (13)稀土類・鉄・ホウ素タイプの相を構成する材料
中のホウ素がRE_2Fe_1_4Bのホウ素に関して
転位されている特許請求の範囲第9項に記載の磁性合金
材料。 (14)該材料が成形されている特許請求の範囲第1項
に記載の磁性合金材料。 (15)保磁係数Qが1より大きく、鉄と、ホウ素と、
プラセオジムとネオジムとそれらの混合物とで成る群か
ら選択された稀土類金属と、アルミニウムとケイ素とフ
ッ素とリチウムと水素とゲルマニウムと硫黄と燐と炭素
とそれらの混合物とで成る群から選択された改質元素と
を含んで成る構造を有する磁性合金材料。 (16)磁気エネルギー積が15メガガウスエルステッ
ドより大きい特許請求の範囲第15項に記載の磁性合金
材料。 (17)保磁力が10キロエルステッドより大きい特許
請求の範囲第15項に記載の磁性合金材料。 (18)残留磁化が9キロガウスより大きい特許請求の
範囲第15項に記載の磁性合金材料。 (19)改質元素がSiとAlとそれらの混合物とで成
る群から選択されており、aを75〜80、bを10〜
14、cを5〜10、dを0.5〜5.0とする時、該
合金の化学式が Fe_a(Nd、Pr)_bB_c(Si、Al)_d
で表わされる特許請求の範囲第15項に記載の磁性合金
材料。 (20)大部分が正方晶系RE−Fe−Bタイプの相か
ら成り、少なくとも1つの検出可能な量の第2相を含む
特許請求の範囲第15項に記載の磁性合金材料。 (21)前記第2相がα鉄相である特許請求の範囲第2
0項に記載の磁性合金材料。 (22)前記改質元素がケイ素とアルミニウムを含んで
成る特許請求の範囲第15項に記載の磁性合金材料。 (23)該合金がアルミニウムとケイ素を合わせて1〜
3.5原子%含んでいる特許請求の範囲第22項に記載
の磁性合金材料。 (24)Fe(6)に対して標準化したホウ素原子の部
位占有率とα鉄精密解析後にリートベルド精密解析粉末
X線回折により決定した格子パラメータは、 原子/B(1) x/0.339(13) y/−0.
339(13) z/0.0000 n/0.28(8
)である特許請求の範囲第20項に記載の磁性合金材料
。 (25)前記合金が成形材料である特許請求の範囲第1
5項に記載の磁性合金材料。 (26)稀土類・鉄・ホウ素タイプの相を構成する材料
中のホウ素がRE_2Fe_1_4Bのホウ素に関して
転位されている特許請求の範囲第15項に記載の磁性合
金材料。 (27)改質された磁性合金材料で形成される固化磁性
体であつて、該磁性材料が、密度100%の磁性合金材
料に標準化して 1.0より大きい保磁係数Qと、稀土
類・鉄・ホウ素タイプの微結晶より成る組織と改質元素
とを有しており、前記合金が鉄と、ホウ素と、プラセオ
ジムとネオジムとそれらの混合物とで成る群から選択さ
れた稀土類金属と、アルミニウムとケイ素とフッ素とリ
チウムと水素とゲルマニウムと硫黄と燐と炭素とそれら
の混合物とで成る群から選択された改質元素とを含んで
成る磁性体。 (28)密度100%の磁性合金材料に標準化して磁気
エネルギー積が15メガガウスエルステッドより大きい
特許請求の範囲第27項に記載の磁性体。 (29)保磁力が8キロエルステッドより大きい特許請
求の範囲第27項に記載の磁性体。 (30)密度100%の磁性合金材料に標準化して、残
留磁化が9キロガウスより大きい特許請求の範囲第27
項に記載の磁性体。 (31)改質元素がSiとAlとそれらの混合物とで成
る群から選択されており、aを75〜80、bを10〜
14、cを5〜10、dが1〜5.0とする時、該合金
の化学式が Fe_a(Nd,Pr)_bB_c(Si,Al)_d
で表わされる特許請求の範囲第27項に記載の磁性体。 (32)大部分が正方晶系稀土類・鉄・ホウ素タイプの
相から成り、検出可能な第2相を少なくとも1つ含む特
許請求の範囲第27項に記載の磁性体。 (33)前記第2相がα鉄相である特許請求の範囲第3
2項に記載の磁性体。 (34)改質元素がケイ素とアルミニウムとを含んで成
る特許請求の範囲第27項に記載の磁性体。 (35)該合金がアルミニウムとケイ素を合わせて1〜
3.5原子%含んで成る特許請求の範囲第34項に記載
の磁性体。 (36)Fe(6)に対して標準化したホウ素原子の部
位占有率とα鉄精密解析後のリートベルド精密解析粉末
X線回折により決定した格子パラメータは、 原子/B(1) x/0.339(13) y/−0.
339(13) z/0.0000 n/0.28(8
)である特許請求の範囲第33項に記載の磁性体。 (37)稀土類、鉄・ホウ素タイプの相を構成する材料
中のホウ素がRE_2Fe_1_4Bのホウ素に関して
転位されている特許請求の範囲第27項に記載の磁性体
。 (38)15メガガウスエルステッドより大きい等方性
最大磁気エネルギー積を有し、鉄と、ホウ素と、ケイ素
とアルミニウムとそれらの混合物とで成る群から選択さ
れた改質元素と、ネオジムとプラセオジムとそれらの混
合物で成る群から選択された稀土類金属とを含んで成る
粒子状磁性合金材料。 (39)該合金の化学式が、aを75〜80、bを10
〜14、cを5〜10、dを0.5〜3.5とする時、
Fe_a(Nd,Pr)_bB_c(Si,Al)_d
で表わされる特許請求の範囲第38項に記載の粒子状磁
性合金材料。 (40)大部分が正方晶系RE−Fe−Bタイプの相か
ら成り、検出可能な第2相を少なくとも1つ含む特許請
求の範囲第39項に記載の粒子状磁性合金材料。 (41)前記第2相がα鉄相である特許請求の範囲第4
0項に記載の粒子状磁性合金材料。 (42)改質元素がケイ素とアルミニウムとを含んで成
る特許請求の範囲第38項に記載の磁性合金材料。 (43)該合金がアルミニウムとケイ素を合わせて1〜
3.5原子%含んで成る特許請求の範囲第42項に記載
の粒子状磁性合金材料。 (44)Fe(6)に標準化したホウ素原子の部位占有
率とα鉄精密解析後のリートベルド精密解析粉末X線回
折により決定した格子パラメータは、原子/B(1)
x/0.339(13) y/−0.339(13)
z/0.0000 n/0.28(8)である特許請求
の範囲第39項に記載の粒子状磁性合金材料。 (45)前記合金材料が成形材料である特許請求の範囲
第39項に記載の粒子状磁性合金材料。 (46)稀土類・鉄・ホウ素タイプの相を構成する材料
中のホウ素がRE_2Fe_1_4Bのホウ素に関して
転位されている特許請求の範囲第39項に記載の粒子状
磁性合金材料。 (47)磁気空間直交良度指数Qが1.0より大きい特
許請求の範囲第39項に記載の粒子状磁性合金材料。 (48)保磁力が8キロエルステッドより大きい特許請
求の範囲第38項に記載の粒子状磁性合金材料。 (49)残留磁化が9キロガウスより大きい特許請求の
範囲第38項に記載の粒子状磁性合金材料。 (50)保磁係数Qが1.0より大きく、大部分が稀土
類・鉄・ホウ素タイプの相から成りかつ検出可能な第2
相を少なくとも1つ含むメルトスピニングした粒子状磁
性合金材料であって、該磁性合金材料が、鉄と、ホウ素
と、ケイ素とアルミニウムとそれらの混合物とで成る群
から選択された改質元素と、ネオジムとプラセオジムと
それらの混合物とで成る群から選択された稀土類金属と
を含んで成る粒子状磁性合金材料。 (51)磁気エネルギー積が15メガガウスエルステッ
ドより大きい特許請求の範囲第50項に記載の粒子状磁
性合金材料。 (52)保磁力が8キロエルステッドより大きい特許請
求の範囲第50項に記載の粒子状磁性合金材料。 (53)残留磁化が9キロガウスより大きい特許請求の
範囲第50項に記載の粒子状磁性合金材料。 (54)該合金の化学式が、aを75〜80、bを10
〜14、cを5〜10、dを0.5〜5.0とする時、
Fe_a(Nd,Pr)_bB_c(Si,Al)_d
で表わされる特許請求の範囲第50項に記載の粒子状磁
性合金材料。 (55)前記第2相がα鉄相である特許請求の範囲第5
4項に記載の粒子状磁性合金材料。 (56)Fe(6)に標準化したホウ素原子の部位占有
率とα鉄精密解析後のリートベルド精密解析粉末X線回
折により決定した格子パラメータは、原子/B(1)
x/0.339(13) y/−0.339(13)
z/0.0000 n/0.28(8)である特許請求
の範囲第54項に記載の粒子状磁性合金材料。 (57)前記合金材料が成形材料である特許請求の範囲
第50項に記載の粒子状磁性合金材料。 (58)改質元素がケイ素とアルミニウムとを含んで成
る特許請求の範囲第50項に記載の粒子状磁性合金材料
。 (59)該合金がアルミニウムとケイ素を合わせて1〜
3.5原子%含んで成る特許請求の範囲第50項に記載
の粒子状磁性合金材料。 (60)稀土類・鉄・ホウ素タイプの相を構成する材料
中のホウ素がRE_2Fe_1_4Bのホウ素に関して
転位されている特許請求の範囲第50項に記載の粒子状
磁性合金材料。 (61)溶融状態から高速急冷によつて形成される粒子
状磁性合金材料であって、大部分の正方晶系稀土類・鉄
・ホウ素タイプの相と、検出可能な量の第2相とを有し
ており、前記磁性合金材料が鉄と、ホウ素と、ケイ素と
アルミニウムとそれらの混合物で成る群から選択される
改質元素と、ネオジムとプラセオジムとそれらの混合物
とで成る群から選択される稀土類金属とを含んで成り、
15メガガウスエルステッドより大きい等方性最大磁気
エネルギー積を有している粒子状磁性合金材料。 (62)該合金の化学式が、aを75〜80、bを10
〜14、cを5〜10、dを0.5〜5.0とする時、
Fe_a(Nd,Pr)_bB_c(Si,Al)_d
で表わされる特許請求の範囲第61項に記載の粒子状磁
性合金材料。 (63)前記第2相がα鉄相である特許請求の範囲第6
1項に記載の粒子状磁性合金材料。 (64)Fe(6)に標準化したホウ素原子の部位占有
率とα鉄精密解析後のリートベルド精密解析粉末X線回
折により決定した格子パラメータは、原子/B(1)
x/0.339(13) y/−0.339(13)
z/0.0000 n/0.28(8)である特許請求
の範囲第62項に記載の粒子状磁性合金材料。 (65)前記合金材料が成形材料である特許請求の範囲
第61項に記載の粒子状磁性合金材料。 (66)改質元素がケイ素とアルミニウムとを含んで成
る特許請求の範囲第61項に記載の粒子状磁性合金材料
。 (67)該合金がアルミニウムとケイ素を合わせて1〜
3.5原子%含んで成る特許請求の範囲第61項に記載
の粒子状磁性合金材料。 (68)稀土類・鉄・ホウ素タイプの相を構成する材料
中のホウ素がRE_2Fe_1_4Bのホウ素に関して
転位されている特許請求の範囲第61項に記載の粒子状
磁性合金材料。 (69)保磁係数Qが1.0より大きい特許請求の範囲
第61項に記載の粒子状磁性合金材料。 (70)保磁力が10キロエルステッドより大きい特許
請求の範囲第61項に記載の粒子状磁性合金材料。 (71)残留磁化が9キロガウスより大きい特許請求の
範囲第61項に記載の粒子状磁性合金材料。 (72)大部分の正方晶系稀土類・鉄・ホウ素タイプの
相と少なくとも1つの検出可能な第2相とを有する合金
であって、前記合金が鉄と、ホウ素と、ケイ素と、ネオ
ジムとプラセオジムとそれらの混合物とで成る群から選
択された稀土類金属とを含んで成り、該合金の化学式が
、aを75〜80、bを10〜14、cを5〜10、d
を1〜5.0とする時、Fe_a(Nd,Pr)_bB
_c(Si,Al)_dで表わされ、Fe(6)に標準
化したホウ素占有率とα鉄精密解析後のリートベルド精
密解析粉末X線回折により決定した格子パラメータは、 原子/B(1) x/0.339(13) y/−0.
339(13) z/0.0000 n/0.28(8
)である合金。 (73)前記第2相がα鉄相である特許請求の範囲第7
2項に記載の合金。 (74)急冷したままの等方性の最大磁気エネルギー積
が少なくとも15メガガウスエルステッドである特許請
求の範囲第72項に記載の合金。 (75)前記合金材料が成形材料である特許請求の範囲
第72項に記載の合金。 (76)改質元素がケイ素とアルミニウムを含んで成る
特許請求の範囲第72項に記載の合金。 (77)該合金がアルミニウムとケイ素を合わせて1〜
3.5原子%含んで成る特許請求の範囲第76項に記載
の合金材料。 (78)稀土類・鉄・ホウ素タイプの相を構成する材料
中のホウ素がRE_2Fe_1_4Bのホウ素に関して
転位されている特許請求の範囲第72項に記載の合金。 (79)保磁係数Qが1.0より大きい特許請求の範囲
第72項に記載の合金。 (80)保磁力が8キロエルステッドより大きい特許請
求の範囲第72項に記載の合金。 (81)残留磁化が9キロガウスより大きい特許請求の
範囲第72項に記載の合金。 (82)保磁係数Qが 1.0より大きく、大部分が正
方晶系鉄・稀土類・ホウ素相から成る等方性磁性合金の
生成方法であつて、 (1)鉄と、ホウ素と、改質元素と、稀土類金属とを含
んで成る実質的に均質な溶湯を生成する段階と、 (2)前記実質的に均質な溶湯をオリフィスを介して該
オリフィスに関して一定の速度と方向を有する冷却表面
上に放出することにより、該冷却表面上で該溶湯を高速
固化する段階とを含んでなる方法。 (83)冷却表面の速度が20〜25m/秒である特許
請求の範囲第82項に記載の方法。 (84)粒子状磁性合金材料を圧縮して成形磁性合金材
料を形成する段階を含んで成る特許請求の範囲第82項
に記載の方法。 (85)磁性合金材料を熱間プレスして成形磁性合金材
料を形成する段階を含んで成る特許請求の範囲第84項
に記載の方法。 (86)磁性合金材料を冷間プレスして成形合金材料を
形成する段階を含んで成る特許請求の範囲第84項に記
載の方法。 (87)改質元素がアルミニウムとケイ素を含んで成る
特許請求の範囲第82項に記載の方法。 (88)該合金がケイ素とアルミニウムを合わせて0.
5〜3.5原子%含んで成る特許請求の範囲第87項に
記載の方法。 (89)鉄・稀土類・ホウ素タイプの相を構成する材料
中のホウ素がRE_2Fe_1_4Bのホウ素に関して
転位されている特許請求の範囲第82項に記載の方法。 (90)該合金の保磁力が8キロエルステッドより大き
い特許請求の範囲第82項に記載の方法。 (91)該合金の残留磁化が9キロガウスより大きい特
許請求の範囲第82項に記載の方法。 (92)該合金の急冷したままの最大磁気エネルギー積
が15メガガウスエルステッドより大きい特許請求の範
囲第82項に記載の方法。 (93)Q値が 1.0より小さい急冷材料を回復させ
るに当りこの材料を熱処理することにより、Q値が1.
0より大きい材料を得る段階を含んで成る特許請求の範
囲第82項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US70526385A | 1985-02-25 | 1985-02-25 | |
US707343 | 1985-02-25 | ||
US705263 | 1985-02-25 | ||
US801996 | 1985-11-25 | ||
US816778 | 1986-01-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61243154A true JPS61243154A (ja) | 1986-10-29 |
JPS6358903B2 JPS6358903B2 (ja) | 1988-11-17 |
Family
ID=24832709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61040160A Granted JPS61243154A (ja) | 1985-02-25 | 1986-02-25 | 磁性合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61243154A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01119641A (ja) * | 1986-12-08 | 1989-05-11 | Inco Alloys Internatl Inc | 流動床石炭燃焼器中の複合管類用合金 |
JP2006210377A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Tdk Corp | R−t−b系焼結磁石及びその製造方法 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5629639A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-25 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Amorphous rare earth magnets and producing thereof |
JPS56116844A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Manufacture of amorphous magnetic material and rare earth element magnet |
JPS57141901A (en) * | 1981-02-26 | 1982-09-02 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | Permanent magnet powder |
US4402770A (en) * | 1981-10-23 | 1983-09-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Hard magnetic alloys of a transition metal and lanthanide |
JPS5964739A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-04-12 | ゼネラルモーターズコーポレーション | 磁気等方性の硬磁性合金組成物およびその製造方法 |
JPS59222564A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-14 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 希土類・鉄系磁性材料及び永久磁石 |
JPS601808A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-08 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石材料 |
JPS609852A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-18 | ゼネラル・モ−タ−ズ・コ−ポレ−シヨン | 高エネルギ−積の稀土類−鉄磁石合金 |
JPS609104A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-18 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石材料 |
JPS6027105A (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-12 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 希土類・鉄・ボロン系永久磁石用合金粉末 |
JPS6089546A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-20 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石合金およびその製造方法 |
JPS60145357A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-07-31 | コルモーゲン コーポレイション | 改良した性能を有する軽希土類、鉄およびほう素磁石合金 |
JPS6115943A (ja) * | 1984-07-03 | 1986-01-24 | Kawasaki Steel Corp | 希土類系永久磁石薄帯 |
JPS61133317A (ja) * | 1984-12-03 | 1986-06-20 | Kawasaki Steel Corp | 永久磁石の製造方法 |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP61040160A patent/JPS61243154A/ja active Granted
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5629639A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-25 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Amorphous rare earth magnets and producing thereof |
JPS56116844A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Manufacture of amorphous magnetic material and rare earth element magnet |
JPS57141901A (en) * | 1981-02-26 | 1982-09-02 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | Permanent magnet powder |
US4402770A (en) * | 1981-10-23 | 1983-09-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Hard magnetic alloys of a transition metal and lanthanide |
JPS5964739A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-04-12 | ゼネラルモーターズコーポレーション | 磁気等方性の硬磁性合金組成物およびその製造方法 |
JPS59222564A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-14 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 希土類・鉄系磁性材料及び永久磁石 |
JPS601808A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-08 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石材料 |
JPS609852A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-18 | ゼネラル・モ−タ−ズ・コ−ポレ−シヨン | 高エネルギ−積の稀土類−鉄磁石合金 |
JPS609104A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-18 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石材料 |
JPS6027105A (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-12 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 希土類・鉄・ボロン系永久磁石用合金粉末 |
JPS6089546A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-20 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石合金およびその製造方法 |
JPS60145357A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-07-31 | コルモーゲン コーポレイション | 改良した性能を有する軽希土類、鉄およびほう素磁石合金 |
JPS6115943A (ja) * | 1984-07-03 | 1986-01-24 | Kawasaki Steel Corp | 希土類系永久磁石薄帯 |
JPS61133317A (ja) * | 1984-12-03 | 1986-06-20 | Kawasaki Steel Corp | 永久磁石の製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01119641A (ja) * | 1986-12-08 | 1989-05-11 | Inco Alloys Internatl Inc | 流動床石炭燃焼器中の複合管類用合金 |
JP2006210377A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Tdk Corp | R−t−b系焼結磁石及びその製造方法 |
JP4543940B2 (ja) * | 2005-01-25 | 2010-09-15 | Tdk株式会社 | R−t−b系焼結磁石の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6358903B2 (ja) | 1988-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nakayama et al. | Magnetic properties and microstructures of the Nd‐Fe‐B magnet powder produced by hydrogen treatment | |
Rong et al. | Nanocrystalline and nanocomposite permanent magnets by melt spinning technique | |
TW503409B (en) | Isotropic powdery magnet material, process for preparing and resin-bonded magnet | |
US4867785A (en) | Method of forming alloy particulates having controlled submicron crystallite size distributions | |
EP0195219B1 (en) | Quenched permanent magnetic material | |
JPS60100402A (ja) | 磁気異方性の鉄‐希土類系永久磁石を作る方法 | |
JP2970809B2 (ja) | 希土類永久磁石 | |
EA014583B1 (ru) | Композиция для получения спеченного постоянного магнита, спеченный постоянный магнит и способ его получения | |
Aich et al. | Rapidly Solidified Rare-Earth Permanent Magnets: Processing, Properties, and Applications | |
US5049335A (en) | Method for making polycrystalline flakes of magnetic materials having strong grain orientation | |
WO1990013134A1 (en) | Platinum-cobalt alloy permanent magnets of enhanced coercivity | |
US20180277289A1 (en) | Inverse Phase Allotrope Rare Earth Magnets | |
JPH07272914A (ja) | 焼結磁石およびその製造方法 | |
JPS61243154A (ja) | 磁性合金 | |
EP0229946B1 (en) | Permanent magnetic alloy | |
JPH01100242A (ja) | 永久磁石材料 | |
JP3645312B2 (ja) | 磁性材料と製造法 | |
Saito et al. | Structures and magnetic properties of Nd–Fe–B bulk nanocomposite magnets produced by the spark plasma sintering method | |
JP3209291B2 (ja) | 磁性材料とその製造方法 | |
JP3209292B2 (ja) | 磁性材料とその製造方法 | |
JP2001217109A (ja) | 磁石組成物及びこれを用いるボンド磁石 | |
Li et al. | High-resolution electron microscope study of the grain boundary phase in rapidly quenched Nd-Fe-B permanent magnet alloys | |
JP4696191B2 (ja) | ナノコンポジット構造を有する永久磁石 | |
JPH024941A (ja) | 二ホウ化ハフニウムを含有した鉄―ネオジム―ホウ素基永久磁石合金及び製法 | |
McGuiness et al. | Magnetic properties and microstructures of Nd-Dy-Fe-Co-B-Ga hot-deformed magnets |