JPS62260039A - Permanent magnet alloy having improved residual magnetization and its bulk magnetic substance - Google Patents

Permanent magnet alloy having improved residual magnetization and its bulk magnetic substance

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JPS62260039A
JPS62260039A JP62003108A JP310887A JPS62260039A JP S62260039 A JPS62260039 A JP S62260039A JP 62003108 A JP62003108 A JP 62003108A JP 310887 A JP310887 A JP 310887A JP S62260039 A JPS62260039 A JP S62260039A
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JP
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magnetic material
crystallites
magnetic
hard magnetic
material according
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JP62003108A
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Japanese (ja)
Inventor
Baajieron Richiyaado
リチヤード・バージエロン
Uiriamu Matsukaramu Aaru
アール・ウイリアム・マツカラム
Kanaban Karen
カレン・カナバン
Kiimu Jiyon
ジヨン・キーム
Emu Kaadein Aran
アラン・エム・カーデイン
Bii Kuremento Guregorii
グレゴリー・ビイ・クレメント
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a permanent magnet alloy showing isotropically superior magnetic properties and having improved residual magnetization, by applying quantum-mechanical exchange bonds among crystallites. CONSTITUTION:As a magnetic material, the magnetically isotropic one which has >1 coercivity coefficient Q, >15MGOe maximum magnetic energy product, and >9KG residual magnetization and is composed of a solid lump of crystallites and in which respective crystallites are in contact with adjacent crystallites via grain boundaries and are not oriented in the crystallologically same directions as those of crystallites adjacent via grain boundaries is used. Moreover, in the above material, respective crystallites have easy magnetization axes and the dimensions and geometries of crystallites and grain boundaries are regulated so that quantum-mechanical exchange bonds are produced across the grain boundaries among surface atoms of adjacent crystallites.

Description

【発明の詳細な説明】 m方1 本発明は永久磁性合金材料そのバルク状磁性体および製
造方法に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a permanent magnetic alloy material, its bulk magnetic body, and its manufacturing method.

発明の背景 比較的安価で強く、しかも高性能の永久磁石に対する需
要が双曲からある。このような高性能永久磁石は、保磁
力(Hc )↓墓益乃至抗磁力、残留磁化、及び最大エ
ネルギー積哲の磁気パラメータが比較的大きいことによ
って特徴づ【プられ:かる。
BACKGROUND OF THE INVENTION There is a hyperbolic demand for relatively inexpensive, strong, and high performance permanent magnets. Such high-performance permanent magnets are characterized by relatively large magnetic parameters such as coercive force (Hc), coercive force, remanent magnetization, and maximum energy product.

また、理想的な高性能永久磁石とは方形の磁気ヒステリ
シスループを呈するものである。すなわち、保磁力1−
1cより大きい外部磁界Hを印加した際、微視的磁気モ
ーメント全部が力の加わった方向に平行に整列し、飽和
磁化Msが得られなければならない。しh\もこの整列
状態をH=O(残留磁化Mr)の場合だけでなく、1−
1cより小さい磁気力が反対方向に加えられた場合にも
維持していなければならない。このことは、最大磁気エ
ネルギー積(BHの負の最大値)が (M r  /4)= (M’s2/4)であることに
対応する。残念ながらこのような理想的状態は、Mrお
よびB Hnaxを減少させるように動く他方向の磁区
形成に対してせいぜい準安定なものにすぎない。
Furthermore, an ideal high-performance permanent magnet exhibits a rectangular magnetic hysteresis loop. That is, coercive force 1-
When an external magnetic field H larger than 1c is applied, all the microscopic magnetic moments must be aligned parallel to the direction of force application, and a saturation magnetization Ms must be obtained. Shih\ also applies this alignment state not only when H=O (residual magnetization Mr) but also when 1-
It must also be maintained when a magnetic force smaller than 1c is applied in the opposite direction. This corresponds to the fact that the maximum magnetic energy product (maximum negative value of BH) is (M r /4)=(M's2/4). Unfortunately, such ideal conditions are at best metastable against domain formation in the other direction, which drives Mr and B Hnax to decrease.

方形ループ挙動を追求した従来の高性能永久磁石には下
記の4つの一般的要件がある。
Conventional high performance permanent magnets pursuing square loop behavior have the following four general requirements.

1、材料は、主として、キュリ一温度Tcが適用温度T
aより相当高く、かつTaでのMsが大f−う きい強磁性元素又は化合物フイ成されなければならない
。実際には、Feまたはcoを主成分としなければなら
ないと占うことになる。
1. The material is mainly selected from the Curie temperature Tc and the applicable temperature T.
A ferromagnetic element or compound must be formed which is considerably higher than a and has a large f-magnetic Ms at Ta. In reality, it means that Fe or Co must be the main component.

2、高保磁力を1りるために、材料を細かい粒子乃至結
晶子の集成体で構成せねばならない。
2. In order to obtain a high coercive force, the material must be composed of an aggregate of fine particles or crystallites.

3.この粒子乃至結晶子は微視的磁気異方性を呈するも
のでなければならない。すなわち磁イ乙の好ましい量子
「容易軸」を備えていなければならない。これは形状異
方性からも、また結晶磁気異方性4相互作用(magn
eto−crystalline 1ntcrac−t
ion)からも得ることができる。
3. These particles or crystallites must exhibit microscopic magnetic anisotropy. In other words, it must have a desirable quantum ``easy axis'' of magnetism. This is due to shape anisotropy and magnetocrystalline anisotropy 4 interaction (magn
eto-crystalline 1ntcrac-t
ion).

4、このような微視的異方性粒子は巨視的集成体の中で
実質的に平行に配列して、MSに近い1vlr値、すな
わち方形ループ挙動を与え得るようになっていなければ
ならない。
4. Such microscopically anisotropic particles must be arranged substantially parallel in the macroscopic assembly to give a 1vlr value close to MS, ie, a square loop behavior.

先行技術の教示によると、例えば最大磁気エネルギー積
が約15メガガウスエルステツドであるような優れた永
久磁石は、相互作用のない、結晶学的に実質的に配向さ
れている7−軸性粒子の凝塊から構成されている。十分
に大きい磁界を一定方向に印加すると、これらの粒子の
個々の磁化ベクトルが印加磁界の方向に沿って向く。こ
の状態が正味磁化の最大値または飽和値MSに相当する
ものである。印加磁界をゼロまで減少させると、各粒子
の磁化ベクトルが該粒子の磁化容易軸方向に戻り、正味
の残留磁化MrG、tMS以下となり(する。
According to the teachings of the prior art, a good permanent magnet, for example one with a maximum magnetic energy product of about 15 megagauss Oersted, has a non-interacting, crystallographically substantially oriented 7-axis Composed of agglomerates of particles. When a sufficiently large magnetic field is applied in a certain direction, the individual magnetization vectors of these particles are oriented along the direction of the applied magnetic field. This state corresponds to the maximum value or saturation value MS of net magnetization. When the applied magnetic field is reduced to zero, the magnetization vector of each particle returns to the easy axis direction of the particle, and the net residual magnetization MrG, becomes less than or equal to tMS.

このことは、磁化「容易軸」がある好ましい軸Cに沿っ
ているとする次の幾何学的モデルによってより明らかに
説明される。一様に磁化した粒子を1つ分離した場合、
磁化ベクトルMは印加磁界ゼロの時のC軸に沿っている
。磁界を任意の方向Zに印加すると、磁化がC軸から回
転し、遂には(成分)が正である場合、磁界をとり去る
と、磁化が再びC軸と平行に戻る。
This is explained more clearly by the following geometrical model in which the magnetization "easy axis" lies along some preferred axis C. When one uniformly magnetized particle is separated,
The magnetization vector M is along the C axis at zero applied magnetic field. When a magnetic field is applied in any direction Z, the magnetization rotates from the C-axis, and finally, if (component) is positive, when the magnetic field is removed, the magnetization returns to be parallel to the C-axis.

E、 C,5tun(3rとE、V、WohHarth
の論文phi1.■rans。
E, C, 5tun (3r and E, V, WohHarth
Paper phi1. ■rans.

Royal Soc、 (London) 、 A 、
240,599(1948) テは、このような粒子の
ヒステリシフスループを、Z方向に対するC軸の向きが
異なる場合について、算出している。ある方向に配向さ
れており相互作用のない粒子多数から成る試料の場合、
その材料乃至試料の磁気特性は個々の粒子の特性の和ま
たは平均になる。このような試料または材料を以後異方
性材料と呼ぶことにする。異方性材料は、測定方向に強
く依存する磁気特性を少なくとも1つは有している。こ
のような材料の場合、特性値が他の磁化方向での特性値
を大幅に上回る磁化容易軸が1つであることを特徴とす
る。粒子間に相互作用がなければ、最大エネルギー積は
ZがC軸に平行である時の最大値0.25 (MS )
 2からZがC軸に垂直である時のOまで変動する。M
Sを16とし、HCを1ylsより大きくなるように選
択した理論的異方性材料ではヒステリシスループのエネ
ルギー積の理論的最大値が64メガガウスエルステツド
になる。
Royal Soc, (London), A.
240, 599 (1948) Te calculated the hysteresis loop of such particles for cases where the orientation of the C axis with respect to the Z direction is different. In the case of a sample consisting of many particles that are oriented in a certain direction and do not interact,
The magnetic properties of the material or sample are the sum or average of the properties of the individual particles. Such a sample or material will hereinafter be referred to as an anisotropic material. Anisotropic materials have at least one magnetic property that is strongly dependent on the direction of measurement. Such a material is characterized by having one axis of easy magnetization whose characteristic value greatly exceeds the characteristic values in other magnetization directions. If there is no interaction between particles, the maximum energy product is 0.25 (MS) when Z is parallel to the C axis.
It varies from 2 to O when Z is perpendicular to the C axis. M
A theoretically anisotropic material selected with S of 16 and HC greater than 1yls has a theoretical maximum value of the energy product of the hysteresis loop of 64 megagauss Oersteds.

5tOnerとWohlfarthはランダムに配向し
ており相互作用がなく一様に磁化した粒子の理想的アレ
イについて同様方法で分析を行なった。アレイが等方性
であるため、ヒステリシスループは印加磁界の向きに依
存しない。このようなループのエネルギー積の理論的最
大値はMsおよびHCに依存する。Msを16キロガウ
スとし、)−1cをMsよりはるかに大きくなるように
選択した場合、最大エネルギー積は16メガガウスエル
ステツドになる。
5tOner and Wohlfarth used a similar method to analyze an ideal array of randomly oriented, non-interacting, uniformly magnetized particles. Because the array is isotropic, the hysteresis loop is independent of the orientation of the applied magnetic field. The theoretical maximum value of the energy product of such a loop depends on Ms and HC. If Ms is 16 kilogauss and )-1c is chosen to be much larger than Ms, the maximum energy product will be 16 megagauss oersted.

よって、先行技術の教示では、完全に配向しており相互
作用のない材料(異方性)の最大エネルギー積は、同じ
材料をランダムに向けたく′j!?方性)場合の最大エ
ネルギー積の少なくとも4倍になる。
Thus, the prior art teachings are that the maximum energy product of a perfectly oriented, non-interactive material (anisotropic) is the same as that of a randomly oriented material ′j! ? is at least four times the maximum energy product for the case (isotropic).

相互作用のない粒子の配向が一般的分布を有している場
合、簡単なベクトル幾何の結宋、0を印加電界と所与の
粒子の容易軸との間の角度とする時、 (M r/M s)= [Co5(θ)1となり、二重
かっこで示される結果が粒子全部について粒径に応じて
加重した平均を表わす。当該反衝分野において十分理解
されているように、完全に配向しており相互作用のない
永久磁石試料(異方性)の場合前記配向方向に沿ってM
 r/M S−1となり、完全に配向性がなく相互作用
のない試料(等方性)の場合、全ての方向に対してM 
r/M S = 0.5になる。例えば、R9A、  
HcCurrieの論文「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の整列の決定J 、 J、
Appl、Phy。
If the orientations of non-interacting particles have a general distribution, then the simple vector geometry conclusion, where 0 is the angle between the applied electric field and the easy axis of a given particle, (M r /Ms)=[Co5(θ)1, and the results shown in double parentheses represent the average of all particles weighted according to particle size. As is well understood in the anti-collision field, for a perfectly oriented, non-interactive permanent magnetic sample (anisotropic), M along the orientation direction
r/M S-1, and in the case of a completely unoriented and non-interactive sample (isotropic), M in all directions
r/M S = 0.5. For example, R9A,
Hc Currie's paper “Determination of the alignment of the easy axis of magnetization in uniaxial permanent magnets for residual magnetization measurements J, J.
Appl, Phy.

Vol、52. (No、12)、p、7344〜73
46(1981年12月) ヲ参照のこと。この論文の
1!測結果(0bSerVat 1on)は上記2仮説
と一致している。例えばJ、 F、 tlerbstと
J、C,Tracyの論文[X線極点図データ(X−r
aypole figure data)からの残留磁
化の推定についT J  J、八1)Dl、Phys、
VOl、50  (No、6)、  D、 4283〜
4284(1979年6月)を参照のこと。
Vol, 52. (No. 12), p. 7344-73
46 (December 1981) See wo. 1 of this paper! The measurement result (0bSerVat 1on) is consistent with the above two hypotheses. For example, in the paper by J. F. tlerbst and J. C. Tracy [X-ray pole figure data (X-r
Regarding estimation of residual magnetization from aypole figure data) T J J, 81) Dl, Phys.
VOl, 50 (No, 6), D, 4283~
See No. 4284 (June 1979).

発明者らが保磁係数又は磁気リテンション・パラメータ
と呼ぶ水性数Qは、 Q = S u m    (M r/M 5)2x、
 y、 z で表わされる。ここでMsとMrは直交する3方向に沿
って磁界を印加しながら測定したものである。理論的に
言うと、先行技術の磁性材料については、完全に配向さ
れており相互作用のない粒子乃至結晶子(異方性)では
Qが1に近づき、完全に非配向性であり、相互作用のな
い結晶子(等方性)では0.75に近づく。先行技術で
永久磁石材料に関して報告されている数値について言う
と、Qの値が理論値よりかなり低くなる傾向がある。例
えば、前出のHcCurrie論文Herbst及びT
racy論文、5tOner及びWohlf−arth
論文参照のこと。
The aqueous number Q, which we refer to as the coercive coefficient or magnetic retention parameter, is: Q = S um (M r /M 5)2x,
It is represented by y and z. Here, Ms and Mr are measured while applying magnetic fields along three orthogonal directions. Theoretically speaking, for prior art magnetic materials, Q approaches 1 for particles or crystallites that are completely oriented and have no interactions (anisotropic); For crystallites without (isotropic), it approaches 0.75. Regarding the values reported for permanent magnet materials in the prior art, the values of Q tend to be significantly lower than the theoretical values. For example, the aforementioned HcCurrie paper Herbst and T.
racy paper, 5tOne and Wohlf-arth
See paper.

5toner及びWohHarth論文の仮説およびモ
デルに合致しており相互作用のない先行技術の系につい
ては、米国特許出願筒816.778号(この日本特許
出願及び特願昭61−40160号の夫々において優先
権主張の基礎の1つとなっている)に記載されて説およ
びモデルから全く逸脱していない。
5toner and WohHarth papers, and which have no interaction, prior art systems that are compatible with the hypotheses and models of the It does not deviate in any way from the theory and model described in (which is one of the basis of the claim).

粒子が相互作用し得るようにした場合、1ylrの値が
大きいことに対応して(Mr /Ms)= [Co5(
θ)]からのズレが期待できる。磁気記録文献の中にこ
の種の示唆を行なっているものがあり、びA、 K、 
Bhat iaの論文[粒子集合体(particul
ateassembl tes )の飽和残留磁化に対
する相互作用効果J 、IEEE Trans on 
Hagnetics、HAG−9,P、127〜133
 (1983)、およびR,F、5OOhOOの論文[
薄膜記録媒体の保磁力および方形性(乃至角形性)に対
する粒子相互作用の影WJ 、 J、 ApDl、 P
hys、、 Vol。
If the particles are allowed to interact, (Mr /Ms) = [Co5(
θ)] can be expected. Some of the magnetic recording literature makes this kind of suggestion, and A, K,
Bhatia's paper [particle aggregates]
Interaction effect on the saturation remanent magnetization of
Hagnetics, HAG-9, P, 127-133
(1983), and the paper by R, F, 5OOhOO [
Effect of particle interaction on coercive force and squareness (or squareness) of thin film recording media WJ, J, ApDl, P
hys,, Vol.

52(3)、I)、2459〜2461(1981)を
参照のこと。しかし、相互作用に関するこのような仮説
に対しては、疑問も提出されている。例えばP、H,D
avisの論文、「ランダムに向いた磁気モーメントま
たは電気モーメントの集合体のヒステリシス特性に対す
る相互作用用ノl響」、 J、 Appl、 phys
、、 Vol、52(2)。
52(3), I), 2459-2461 (1981). However, questions have been raised regarding such hypotheses regarding interactions. For example, P, H, D
avis paper, "Interactional effects on the hysteresis properties of collections of randomly oriented magnetic or electric moments", J. Appl, phys.
,, Vol., 52(2).

p、 594〜600. (1980)を参照されたい
p, 594-600. (1980).

E、Ca1len、Y、L、Liu、J、R,Cu1l
enの論文「ランダム異方性非晶質強磁性体の初期磁化
、残留磁化および保磁力J 、PhyS、ReV、B、
VOl、16.p、263〜270(1977)には、
極低温における非晶質の鉄・稀土類合金に関して、交換
相互作用に塁く短距離相互作用についての示唆がなされ
ている。
E., Ca1len, Y., L., Liu, J., R., Cu1l.
en's paper "Initial magnetization, residual magnetization and coercive force of random anisotropic amorphous ferromagnets J, PhyS, ReV, B,
VOl, 16. p., 263-270 (1977),
Regarding amorphous iron-rare earth alloys at cryogenic temperatures, short-range interactions based on exchange interactions have been suggested.

等方性永久磁性材料においては、前出5tonerおよ
び肋旧farthの予測したMr値に比較してMr値が
大きくなるという点について、この文猷は立証をしてい
ない。
Regarding isotropic permanent magnetic materials, this author does not prove that the Mr value is larger than the Mr value predicted by 5toner and Farth.

51HOと」煎 先行技術の限定された、しかも否定的な教示と対照的に
、本発明者らは結晶子間の母子力学酌交本発明によると
、あらゆる空間的方向で測定して、すなわち等方向に優
れた磁気特性を示す種類の永久磁気合金が提供される。
In contrast to the limited and negative teachings of the prior art, the present inventors have determined that the mother-child dynamics between crystallites can be measured in any spatial direction, i.e., equal A type of permanent magnetic alloy is provided that exhibits excellent directional magnetic properties.

磁気パラメータの大きさは、先行技術では一方向、すな
わち異方的にしか達成できず、また整列した材料でしか
達成できないとされていたレベルに達する。
The magnitude of the magnetic parameters reaches levels that could only be achieved in the prior art in one direction, ie, anisotropically, and only with aligned materials.

本発明の磁性材料の正味残留磁化(Mr)の正味飽和磁
化(Ms)に対する比は、好ましい方向への結晶子配向
をほとんど行なわずして全方向において0.5を超え、
はぼ10に達する。これは、MrをMSに近付けるには
、すなわち方形ヒステリシスループ挙動を達成するには
、結晶子は巨視的バルク状磁性体中で実質的に平行に配
向した微視的に異方性の晶子でなければならないとする
5tOner並びにWOhlfarthのモデルに関す
る結論および先行技術の仮説を明らかに世稔ツ半覆すも
のである。
The ratio of net remanent magnetization (Mr) to net saturation magnetization (Ms) of the magnetic material of the present invention exceeds 0.5 in all directions with almost no crystallite orientation in a preferred direction;
Habo reaches 10. This means that to bring Mr closer to MS, i.e. to achieve square hysteresis loop behavior, the crystallites are microscopically anisotropic crystallites oriented substantially parallel in the macroscopic bulk magnetic material. This clearly overturns the conclusions of the 5tOner and WOhlfarth models and the assumptions of the prior art that it should be true.

本発明の永久磁性材料の保磁係数Qは上述のように1よ
り大きくなる。本発明の材料に関する保磁係数の理論的
限界値は、先行技術の整列(異方性)非相互作用性材料
及び非整列(等方性)非相互作用性材料の理論値がそれ
ぞれ1.0及び0.75であるのに対し、はぼ3になる
と考えられる。
The coercive coefficient Q of the permanent magnetic material of the present invention is greater than 1 as described above. The theoretical limits of coercivity for the materials of the present invention are 1.0 for the prior art aligned (anisotropic) non-interactive materials and non-aligned (isotropic) non-interactive materials, respectively. and 0.75, it is thought that it will be 3.

急冷したままでそれ以上の処理をしていないリボン状試
料の場合、残留磁化Mrが9キロガウス以上、保磁力)
(Cが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、最大エネルギー積<BH)waxが1
5メガガウス工ルステツド以上であり、全方向、すなわ
ちリボン平面内においてもまたリボン平面に垂直に測定
しても同様の数値となる。リボン平面に垂直に測定した
場合はリボンの形状異方性に関して標準的補正(例えば
R,H,Bozorth 7y 「強磁性J D、Va
n No5trandCo、、New York、(1
951)、 845〜847頁に記載の形状に依存する
反11揚係数)を行なった後に得られた値である。
In the case of a ribbon-shaped sample that has been rapidly cooled and has not been further processed, the residual magnetization Mr is 9 kilogauss or more, and the coercive force)
(C is 8 kg or more, preferably 11 km or more, maximum energy product < BH) wax is 1
5 megagauss or more, and the same value is obtained when measured in all directions, that is, within the ribbon plane and perpendicular to the ribbon plane. Standard corrections for shape anisotropy of the ribbon when measured perpendicular to the ribbon plane (e.g. R, H, Bozorth 7y "Ferromagnetic J D, Va
n No5trandCo, New York, (1
951), pages 845-847).

該リボンの飽和磁化MS、すなわち印加磁界が例えば約
50キロガウス以上と大きい場合の極限での磁化も、や
はり全方向において15〜16キロガウスとなる。飽和
磁化Msを直接測定するには、印加磁界を少なくとも保
磁力Hcの3倍としなければならない。あるいは、組成
的に同様の材料に関する保磁力の値から、1ylsの値
を予測することもできる。前記の値はM r/M sの
値でO,6以上、保磁係数Qで1以上に相当し、微視的
に等方性の非相互作用性材料に関して先行技術が明瞭に
教示しているものと矛盾する。
The saturation magnetization MS of the ribbon, that is, the magnetization at the extreme when the applied magnetic field is large, for example, about 50 kilogauss or more, is also 15 to 16 kilogauss in all directions. To directly measure the saturation magnetization Ms, the applied magnetic field must be at least three times the coercive force Hc. Alternatively, the value of yls can be predicted from coercive force values for compositionally similar materials. The above values correspond to values of Mr/Ms of 0.6 or more and coercivity Q of 1 or more, which the prior art clearly teaches for microscopically isotropic, non-interactive materials. contradicts what is there.

本発明の磁性合金に関する典型的磁気パラメータを下表
工(特願昭61−40160号(特開昭61−2431
54→乃至前記米国特許出願第816,778号明細書
の表Vに対応)に示す(16キロガウスのMSを使用)
Typical magnetic parameters for the magnetic alloy of the present invention are shown below (Japanese Patent Application No. 61-40160 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-2431).
54→ to (corresponding to Table V of the aforementioned U.S. Patent Application No. 816,778) (using a 16 kilogauss MS)
.

表■ 650” 68r) **電−ECD:エナージー・コンバージョン・デバイ
乞ス・インコーホレーテッド[第1軸*l[第2軸 1 12.2  >22  31.6  10    >2
2  21.51    0,75     1,41
2.4  8.5 24.2  11.3  B、ゴ 
22.1   0.75    1,710.4  1
2.222.7   9.912.2  20.8  
  0.75     1.210.2  11.6 
20.8  10.1 116  20.2    0
.75     1.29.6   9.817.7 
  9.3 9.5  15.9    0.75  
  1.059.6  13.618.6  8.81
4.2  15.8    0,75    1.03
本発明の一実施態様では、スピンしたままのリボン材料
をさらに処理して成形固化メ磁性体を作製することがで
きる。使用する処理工程の効果として、材料中にある程
度の磁気異方性を生じさせ、そのような磁性体を要する
用途に当てることも可能である。
Table ■ 650" 68r) **Electric ECD: Energy Conversion Device Incorporated [1st axis *l [2nd axis 1 12.2 >22 31.6 10 >2
2 21.51 0.75 1.41
2.4 8.5 24.2 11.3 B, Go
22.1 0.75 1,710.4 1
2.222.7 9.912.2 20.8
0.75 1.210.2 11.6
20.8 10.1 116 20.2 0
.. 75 1.29.6 9.817.7
9.3 9.5 15.9 0.75
1.059.6 13.618.6 8.81
4.2 15.8 0.75 1.03
In one embodiment of the present invention, the as-spun ribbon material can be further processed to create shaped solidified magnets. As an effect of the processing steps used, it is also possible to create a degree of magnetic anisotropy in the material, making it suitable for applications requiring such magnetic materials.

表■から分かるように、ここに開示する方法で作製した
本発明の材料は各試料共、バルク状固体全体に亘って、
結晶子間の量子力学的交換結合の存在を裏付ける優れた
磁気パラメータを有している。特に、特願昭61−40
160号(特開昭61−243154号)乃至前記米国
特許出願筒816.778号の表■に列挙されている先
行技術の等方性材料の磁気特性と比較した場合に優れて
いる。表■(特願昭61−40160号(特開昭61−
243154号)乃至前記米国特許出願筒816,77
8号の表■に列挙されている先行技術の異方性材料と比
較した場合、本発明の試料は磁気特性において遜色が無
く、先行技術で要するような、コストの高い複雑な整列
乃至配向工程を必要としない。
As can be seen from Table 3, the material of the present invention produced by the method disclosed herein has the following properties throughout the bulk solid in each sample:
It has excellent magnetic parameters that support the existence of quantum mechanical exchange coupling between crystallites. In particular, the patent application 1986-40
The magnetic properties are superior when compared with the magnetic properties of prior art isotropic materials listed in Table 1 of No. 160 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-243154) to the aforementioned U.S. Patent Application No. 816.778. Table ■ (Patent Application No. 1983-40160 (Japanese Patent Application No. 1983-
No. 243154) to the aforementioned U.S. Patent Application No. 816,77
When compared with the prior art anisotropic materials listed in Table 1 of No. 8, the samples of the present invention are comparable in magnetic properties and do not require the costly and complex alignment or orientation process required by the prior art. does not require.

添付図面を参照することによって、本発明をより良く理
解できよう。
The invention may be better understood by reference to the accompanying drawings.

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、該磁性合金材料の合成方法、該磁性合金材料の成形
固化体と、該成形固化体の形成方法が提供される。
According to the present invention, there are provided a magnetic alloy material having excellent magnetic properties, a method for synthesizing the magnetic alloy material, a shaped solidified body of the magnetic alloy material, and a method for forming the shaped solidified body.

本発明の合金材料は非相互作用性粒子に関する5ton
erと−ohlfarthの仮説と一致せず、それと逆
に個々の粒子乃至結晶子が粒界を超えて相互作用するこ
の相互作用は、おそらくは伝導電子を介する強磁性交換
型の相互作用である。
The alloy material of the present invention has 5 tons of non-interactive particles.
This interaction, in which individual particles or crystallites interact across grain boundaries and is inconsistent with the er and -ohlfarth hypothesis, is probably a ferromagnetic exchange type interaction via conduction electrons.

この合金は実質的に結晶学的配向が成されておらず、実
質的に磁気的に等方性の合金であり、隣接する結晶子間
で相互作用を有する。実質的に等方性であるというのは
、その物質が全方向において同様の特性を有するという
ことを意味する。定m的に言うと、実質的に等方性の材
料とは上で定義した[ C05(θ)1の値が全方向に
おいて約0.75以下となる材料であり、ここでC05
(θ)は全結晶子について平均される。
This alloy is a substantially non-crystallographically oriented, substantially magnetically isotropic alloy with interactions between adjacent crystallites. Substantially isotropic means that the material has similar properties in all directions. In constant terms, a substantially isotropic material is a material in which the value of C05(θ)1 defined above is approximately 0.75 or less in all directions, where C05
(θ) is averaged over all crystallites.

本発明の材料は、等方性最大エネルギー積が15メガガ
ウス工ルステツド以上、保磁係数Qが1.0以上、保磁
力が約8キロエルステツド以上、残留磁化が約9キロガ
ウス以上、望ましくは約11キロガウス以上の永久(硬
質)11石である。
The material of the present invention has an isotropic maximum energy product of 15 megagauss or more, a coercive coefficient Q of 1.0 or more, a coercive force of about 8 kilogauss or more, and a residual magnetization of about 9 kilogauss or more, preferably about 11 kilogauss. There are 11 permanent (hard) stones.

急冷したままでそれ以上の処理をしていない材料のリボ
ン状およびフレーク状試料の場合、残留磁化Mrが9キ
ロガウス以上、保磁力HCが8キロ工ルステツド以上、
最大エネルギー積(B l−1) maxが15メガガ
ウス工ルステツド以上となり、これらの値はどの方向で
測定しても、すなわちリボン平面内においてもまたリボ
ン平面に垂直に測定しても同様の値となる。リボン平面
に垂直に測定した場合のメ値はリボンの形状異方性に関
して標準的な補正く形状に依存する反磁場の補正)を行
なった後に得られたものである。
For ribbon-like and flake-like samples of materials that have been quenched and have not been further processed, the residual magnetization Mr is 9 kgauss or more, the coercive force HC is 8 kgauss or more,
The maximum energy product (B l-1) max is greater than or equal to 15 megagauss, and these values are the same whether measured in any direction, i.e. in the ribbon plane or perpendicular to the ribbon plane. Become. The values measured perpendicular to the ribbon plane were obtained after standard corrections for ribbon shape anisotropy (shape-dependent demagnetization correction).

リボンの飽和磁化MS、すなわち印加磁界を高めた極限
での磁化も、やはり全方向において15〜16キロガウ
スである。これらのl個はM r / M s値にして
0.6以上、保磁係数Qにして1以上に相当し、微視的
に等方性の材料に関して先行技術が明瞭に教示している
内容と矛盾する。
The saturation magnetization MS of the ribbon, ie, the magnetization at the extreme of increasing the applied magnetic field, is also 15-16 kilogauss in all directions. These l pieces correspond to an M r / M s value of 0.6 or more and a coercive coefficient Q of 1 or more, which is what the prior art clearly teaches regarding microscopically isotropic materials. contradicts.

本発明の磁性材料は小さい結晶性の強磁性結晶粒で構成
される。各結晶粒が単磁区である。すなわちある所与の
結晶粒中のスピン全部が同一方向に配向されている。従
って、各結晶粒の磁気モーメントを単一の巨大スピン(
または「超スピン」)とみなすことができる。このこと
は、各結晶粒が好ましい磁化容易軸を有していることを
意味する。
The magnetic material of the present invention is composed of small crystalline ferromagnetic grains. Each crystal grain is a single magnetic domain. That is, all spins in a given grain are oriented in the same direction. Therefore, we can reduce the magnetic moment of each grain to a single giant spin (
or "superspin"). This means that each grain has a preferred axis of easy magnetization.

すなわち、この磁化容易軸の方向がランダムであり、結
晶粒間で相関次がないということを意味する。
This means that the directions of the easy axes of magnetization are random and there is no correlation order between crystal grains.

結晶学的容易軸の存在は、磁気異方性エネルギー乃至異
方性…揚と関連する。磁気異方性エネルギー乃至異方性
磁場はスピンを容易軸に整列させておこうとする傾向が
ある。Nd Fe14Bの場合、この異方性磁界がH(
異方性)=70キロエルステヅドになると報告されてい
る。例えば1985年5月6〜8日オハイオ州ディトン
にて開催の第8回稀土類磁石とその応用法に関する国際
研究会において発表されたJ、B、Livington
論文「鉄・稀土類永久磁石J Paper No、Vl
−1(入手先: Univ、 ofDayton、 H
agnetics、KL−365,Dayton Oi
l、45469.USA)を参照されたい。異方性磁界
は結晶粒中のどのスピンにも作用するため、本質的に粒
径に依存しない。このため、上述の5tOnerおよび
Wohlfarthの簡単な磁区反転モデルを使って非
相互作用性異方性結晶粒のランダムな等方性集合体につ
いて予測される理論的ヒステリシスループを算出するこ
とができる。上述の5tOnerおよびWohlfar
thのモデルは結晶粒間の相互作用を無視しているが、
これは無視し得ない程度に大きくなり得るものである。
The existence of a crystallographic easy axis is associated with magnetic anisotropy energy or anisotropy. The magnetic anisotropy energy, or anisotropy field, tends to keep the spins aligned with the easy axis. In the case of NdFe14B, this anisotropic magnetic field is H(
It is reported that the anisotropy) = 70 kOersted. For example, J. B. Livington gave a presentation at the 8th International Study Group on Rare Earth Magnets and Their Applications held in Deaton, Ohio, May 6-8, 1985.
Paper “Iron/Rare Earth Permanent Magnets J Paper No. Vl
-1 (obtained from: Univ, ofDayton, H
agnetics, KL-365, Dayton Oi
l, 45469. (USA). Since the anisotropic magnetic field acts on every spin in the crystal grain, it is essentially independent of grain size. Therefore, the theoretical hysteresis loop predicted for a random isotropic collection of non-interacting anisotropic grains can be calculated using the simple domain reversal model of 5tOner and Wohlfarth described above. 5tOner and Wohlfar mentioned above
The th model ignores the interaction between grains, but
This can become so large that it cannot be ignored.

)−18=70pkOeであり、かつ飽和磁化MS=1
6kGの場合、上記5tOnerと肋旧farthのモ
デルを用いて算出したヒステリシスループは第1図に示
すようになり、そのa大エネルギー積は3 Hmaxは
ぼ14する。
)-18=70 pkOe, and saturation magnetization MS=1
In the case of 6kG, the hysteresis loop calculated using the above-mentioned 5tOner and farth model is as shown in FIG. 1, and the large energy product a is about 3 Hmax is about 14.

結晶粒はその表面、すなわちその粒界に沿って構造的金
属的に蕃接している。
The crystal grains are structurally and metallically abutted along their surfaces, that is, along their grain boundaries.

よって、所与の結晶粒の表面のスピンがm子カ学的電子
交換を介して隣接結晶粒の表面のスピンと強磁性的に相
互作用する。これは結晶粒内部で基本的な強磁性整列を
生じる量子力学的相互作用と同一のものである。このよ
うに表面交換相互作用が行なわれる結果、超スピン間に
有効乃至実効結合が生じる。
Thus, the surface spins of a given grain interact ferromagnetically with the surface spins of adjacent grains via monic electron exchange. This is the same quantum mechanical interaction that produces the fundamental ferromagnetic alignment within the grain. As a result of this surface exchange interaction, effective or effective coupling occurs between the superspins.

単純化したモデル(平均場理論)の範囲内では、交換相
互作用を個々の結晶粒に作用する有効乃至実効磁場とし
て扱うこともできる。結晶鉄についでは、Kittle
著「固体物理学入門」 (第3版)に報告されている原
子レベルでの交換磁場に関する標準的計算の結果、10
 Hoeの値を得る。この10Hoeという数値は、所
与の鉄原子のまわりのスピン全部が同一方向に整列され
ていると仮定したちのである。この交換磁場はキュ2り
一温度TC(Feについては1100度、Nd Fe1
4Bでは600℃)に比例するため、Nd2Fe14B
に関する原子レベルでの交換磁場を計算するとほぼH(
スピン・スピン)=6HOO となる。
Within the scope of a simplified model (mean field theory), exchange interactions can also be treated as effective magnetic fields acting on individual grains. Regarding crystalline iron, see Kittle
The results of standard calculations regarding the exchange magnetic field at the atomic level reported in "Introduction to Solid State Physics" (3rd edition) by the author, 10
Obtain the value of Hoe. This value of 10 Hoe assumes that all spins around a given iron atom are aligned in the same direction. This exchange magnetic field has a temperature of TC (1100 degrees for Fe, Nd Fe1
For 4B, it is proportional to 600℃), so Nd2Fe14B
Calculating the exchange magnetic field at the atomic level for approximately H(
Spin・Spin)=6HOO.

より大きいスケールで結晶粒間で作用する有効相互作用
場[H(結晶粒・結晶粒)]を計算するには、簡単なス
ケーリング法を使用する必要がある。結晶粒間の相互作
用は表面現象である。従って、H(結晶粒、結晶粒)は
表面積の体積に対する比に比例する。よって粒径Rのス
ケールについては、有効角スピン相互作用場をH(結晶
粒、結晶粒>(R)=H(スピン、スピン)x(a/R
)とすべきである。ここでaは典型的なFe−Fe原子
間ダ距m<約2.5オングストローム)を表わす。H(
結晶粒、結晶粒)はNd2Fe14Bの場合Ro −[
H(スピン、スピン)/H(異方性)]X a = 2
00オングストロームのスケールにおいてH(異方性)
 = 70 kOeに等しくなる。このスケールが次に
記載するような最適の磁気的性能を与える粒径に近いと
考えられる。
To calculate the effective interaction field [H(grain/grain)] acting between grains on a larger scale, it is necessary to use a simple scaling method. Interaction between grains is a surface phenomenon. Therefore, H (crystal grain, crystal grain) is proportional to the ratio of surface area to volume. Therefore, for the scale of grain size R, the effective angle spin interaction field is expressed as H(grain, crystal grain>(R)=H(spin, spin) x (a/R
). Here, a represents a typical Fe-Fe atomic distance m<about 2.5 angstroms). H(
In the case of Nd2Fe14B, the crystal grains, crystal grains) are Ro −[
H (spin, spin)/H (anisotropy)] X a = 2
H (anisotropy) on a scale of 00 angstroms
= 70 kOe. This scale is believed to be close to the particle size that provides optimal magnetic performance as described below.

磁性が高められる程度はこの特性的スケールに対する結
晶粒の粒径分布と粒径とによって決定される。
The degree to which magnetism is enhanced is determined by the grain size distribution and grain size relative to this characteristic scale.

結晶粒の大きい方の極限は大部分の結晶粒の粒径がRO
以上である場合に相当する。即ち、この場合1」(異方
性)はH(結晶粒、結晶粒)よりはるかに大きくなり、
相互作用が弱くなってほとんど影響が無くなる。よって
磁気パラメータは本質的に非相互作用性の場合と同じで
ある。さらに、一部の結晶粒が多数の磁区を含むほど大
きい場合、該結晶粒は多数の磁区に分かれ、結果的に保
磁力および磁気エネルギー積が実質的に低下する。
At the limit of large grains, the grain size of most grains is RO.
This corresponds to the case where the above is the case. That is, in this case, 1'' (anisotropy) is much larger than H (crystal grain, crystal grain),
The interaction becomes weaker and has almost no effect. Therefore, the magnetic parameters are essentially the same as in the non-interactive case. Additionally, if some grains are large enough to contain multiple magnetic domains, the grains will separate into multiple domains, resulting in a substantial reduction in coercive force and magnetic energy product.

結晶粒の小さい方の極限は、大部分の結晶粒の粒径がR
O以下である。この場合、1」(結晶粒、結晶粒)はH
(異方性)よりはるかに大きくなり、相互作用場が支配
的になり、隣接結晶粒の磁気モーメントが実質的に固定
される。これによってMrがほぼ1ylsまで大きくな
る。有効磁区の大きさは相関の高い結晶粒モーメントを
大多数含む範囲になる。すなわち、単磁区内に事実上複
数の個別結晶粒が含まれる。このような超磁区には磁化
容易軸がランダムに分布した多数の結晶粒が含まれてい
るため、磁区の異方性は平均化によりほぼゼロになる。
At the smaller limit of grains, the grain size of most grains is R
It is below O. In this case, 1" (crystal grain, crystal grain) is H
(anisotropy), the interaction field becomes dominant and the magnetic moments of adjacent grains are essentially fixed. This increases Mr to approximately 1yls. The size of the effective magnetic domain falls within a range that includes the majority of highly correlated grain moments. That is, a single magnetic domain actually contains a plurality of individual crystal grains. Since such a supermagnetic domain contains many crystal grains with randomly distributed easy axes of magnetization, the anisotropy of the magnetic domain becomes almost zero when averaged.

その結果、保磁力1−1cも小さくなる。As a result, the coercive force 1-1c also becomes smaller.

従って小さい粒径の状態ではB Hll1axがMrと
は無関係に非常に小さくなる。
Therefore, in the state of small particle size, B Hll1ax becomes very small regardless of Mr.

粒径RO=200オングストロームなる中間状態の場合
、相互作用が保磁力を実質的に低下させることなく超ス
ピンのモーメントをいっしょにする働きをする。よって
Mr、(BH)max共に実質的に大きくなる。この効
果の大きさの推定値を下記のような単純なモデルで決定
することができる。
For the intermediate state, grain size RO=200 angstroms, the interaction serves to bring the superspin moments together without substantially reducing the coercivity. Therefore, both Mr and (BH)max become substantially large. An estimate of the magnitude of this effect can be determined using a simple model as shown below.

この場合、隣接する結晶子間の表面交換による結晶粒−
結晶粒相互作用環H(結晶粒、結晶粒)が個々の結晶子
の磁気異方性エネルギーと実質的に等しくなる。
In this case, grains due to surface exchange between adjacent crystallites -
The crystal grain interaction ring H (crystal grain, crystal grain) becomes substantially equal to the magnetic anisotropy energy of each crystallite.

平均用近似の範囲内での相互作用の増加を強礒性に関す
るワイスの分子場モデルと同様に取扱うことができる(
例えばに1ttel著” Introductiont
o 5olid 5tate Physics” 、 
3 rd、 Ed、pp 455〜458参照のこと)
。全ての結晶粒が整列しているわけではないので、所与
の結晶粒に作用する平均の全相互作用環は、 H(相互作用)=H(結晶粒、結晶粒)×(M/Ms)
である。ヒステリシスループに対する相互作用の影響は
、所与の粒子が全有効場全体を「見る」と考えて算出す
ることができ、 H(有効)−H(相互作用)=H(印加)となる。
The increase in interactions within the range of the average approximation can be treated similarly to the Weiss molecular field model for typhoidity (
For example, by 1ttel” Introduction
o 5olid 5tate Physics”,
3rd, Ed, pp 455-458)
. Since not all grains are aligned, the average total interaction ring acting on a given grain is: H(interaction) = H(grain, grain) x (M/Ms)
It is. The effect of interactions on the hysteresis loop can be calculated by considering that a given particle "sees" the entire effective field: H(effective) - H(interaction) = H(applied).

この時M対H(有効)は非相互作用性の場合と同じはず
であり、曲線を[歪める(skewir+g) Jこと
によってM対H(印加)(M対H(有効)の代わりに)
に変換することができる。このような「歪めJは、ここ
では−H(結晶粒、結晶粒)/Msという負の反磁場係
数に相当する反11場の標準的処理方法と同じ方法で行
なわれる(H(結晶粒、結晶粒) =48 koeなる
場合の第1図点線を参照のこと)。
Then M vs. H(effective) should be the same as in the non-interactive case, by distorting the curve (instead of M vs. H(effective))
can be converted to . Such "distortion J" is carried out in the same manner as the standard treatment of the anti-11 field, which here corresponds to a negative demagnetizing coefficient of -H(grain, grain)/Ms (H(grain, grain) (See the dotted line in Figure 1 for the case where the grain size is 48 koe).

この平均環モデルは残留磁化もエネルギー積もH(結晶
粒、結晶粒)の増大と共に無限に大きくなるという(誤
った)示唆を与える。これは平均環モデルを有効範囲外
のところで用いた場合に見られる典型的な誤りである。
This average ring model gives the (erroneous) suggestion that both the residual magnetization and the energy product increase infinitely as the H (crystal grain, crystal grain) increases. This is a typical error seen when using the mean ring model outside its valid range.

平均環モデルは、所与の中心結晶粒の周囲の結晶粒の磁
気モーメントが中心結晶粒の磁気モーメン1〜と独立で
あるという仮定に立っている。この仮説は相互作用が弱
い合(すなわちH(結晶粒、結晶粒)がH(異方性)よ
り大きい場合)、隣接する粒子間には必然的に磁気モー
メントの相関算菩が存在することになる。
The mean ring model rests on the assumption that the magnetic moments of the grains around a given central grain are independent of the central grain magnetic moment 1~. This hypothesis states that when the interaction is weak (that is, when H (crystal grain, crystal grain) is larger than H (anisotropy)), there is inevitably a correlation between magnetic moments between adjacent particles. Become.

この相関は平均環モデルでは扱い得ない。This correlation cannot be handled by the mean ring model.

本発明者らの知る限りでは、結晶粒が小さい極限までの
範囲の問題を解決できるモデルは発表されていない。
To the best of the inventors' knowledge, no model has been published that can solve problems down to the extremely small grain size.

ところがそれでもなお第1図の曲線から、相互作用用、
ひいてはスケール長Ro(第2図)の関数としてエネル
ギー積を推定することは可能である。
However, from the curve in Figure 1, it is clear that for interaction,
It is therefore possible to estimate the energy product as a function of the scale length Ro (FIG. 2).

200オングストローム付近において明確な上昇を示し
ている点線が定性的に正しいと考えられる推定値である
The dotted line showing a clear increase around 200 angstroms is an estimated value that is considered to be qualitatively correct.

このように定性的補正を行なった平均環モデルの範囲内
で、RE2TM、4B、系におイテ40HGOeまであ
るいはそれ以上のエネルギー積が可能であり得る。これ
は保磁係数Qがほぼ3近くに相当する。第3図を参照さ
れたい。
Within the mean ring model with such qualitative corrections, energy products of up to 40 HGOe or more may be possible for the RE2TM, 4B, system. This corresponds to a coercive coefficient Q of approximately 3. Please refer to Figure 3.

上に述べたスケーリング法は全ての結晶粒が本質的に同
じ大ぎさであり、結晶粒相互間で同じ相互作用を有する
という仮定に立っている。磁気特性の改善は結晶粒のス
ケール(大きさ)と相関関係にある挙動と関連するため
、粒径および粒径分布を含めて結晶粒および結晶粒間ジ
オメトリ−の分布は磁気特性の改善を効果的に行なう一
ヒで絶対的に不可欠な条件となる。、最適な粒径の結晶
粒がそれより小さい結晶粒と接触している場合、小さい
方の結晶粒の保磁力が弱まって最適性能の実現が困難に
、あるいは不可能にさえなる傾向がある。
The scaling methods described above assume that all grains are essentially the same size and have the same interactions among themselves. Improving magnetic properties is related to behavior that is correlated with grain scale, so the distribution of grain and intergrain geometry, including grain size and grain size distribution, can improve magnetic properties. This is an absolutely indispensable condition if you do it properly. When a grain of optimal size is in contact with a smaller grain, the coercive force of the smaller grain tends to weaken, making it difficult or even impossible to achieve optimal performance.

どんな現実の系でも、当然結晶粒の径および形状の分布
の他、粒界包含物および少量相の存在による結晶粒間交
換結合の分布が存在することになる。
In any real system, there will naturally be a distribution of grain size and shape as well as a distribution of intergrain exchange coupling due to the presence of grain boundary inclusions and minor phases.

このような欠陥は何れも最適性能を低下させる傾向があ
り、実際の材料の最適平均粒径は上で挙げた最適値から
ずれる場合もある。
Any such defects tend to reduce optimal performance, and the actual material's optimal average grain size may deviate from the optimal values listed above.

以上では、粒界を超えての組子力学的交換結合に関する
説明は、正方品系でP42/mn1llの対称性をもつ
結晶構造の稀土類・遷移金属・ホウ素材料、特に”d2
Fe14Bi系の材料に関して行なって来たが、この現
象は他の系にも同様に適用できる一般的現象と言える。
In the above, the explanation regarding muntin mechanical exchange coupling beyond grain boundaries is applicable to rare earth/transition metal/boron materials with a crystal structure of P42/mn1ll symmetry in a tetragonal system, especially "d2
Although this has been carried out with respect to Fe14Bi-based materials, this phenomenon can be said to be a general phenomenon that can be similarly applied to other systems.

但し、最適特性粒径ROは弛の系では異なる場合がある
However, the optimum characteristic particle size RO may be different in a relaxed system.

予想ではPr  Nd Fe14B1の場合、X2−x
   x をどの値にしてもR8はほぼ200オングストロームに
なると思われる。SmCo5については、例えばキュリ
一温度Tc=900K、飽和磁化Ms=12kGSH(
異方性) =300  kOe、 H(スピン、スピン
)=9MOeとした場合、RO= (9Hoe)/(3
00koe)x 2.5オングストロームとなりほぼ8
0オングストロームになる。Sm C017についても
同様に、R8= (12MOe) / <80 koc
) x2.5オンゲストO−ム=(はぼ)400オング
ストロームとなる。
According to the prediction, in the case of Pr Nd Fe14B1, X2-x
For any value of x, R8 is expected to be approximately 200 angstroms. For SmCo5, for example, Curie temperature Tc = 900K, saturation magnetization Ms = 12kGSH (
Anisotropy) = 300 kOe, H (spin, spin) = 9 MOe, then RO = (9 Hoe) / (3
00koe) x 2.5 angstroms, which is approximately 8
It becomes 0 angstrom. Similarly for Sm C017, R8= (12MOe) / <80 koc
) x 2.5 angstroms = 400 angstroms.

最適な大きさの結晶子がランダムに向いたものについて
は、吊子力学的磁気結合に帰因して期待される磁気的な
増大は上でN d  F e 、4B系材料に関して予
測したのと同程度であり、B Hmaxは上述の5to
nerおよび肋旧farthのモデルによる予測値の2
〜3倍となる。
For optimally sized crystallites oriented randomly, the expected magnetic enhancement due to the magnetic magnetic coupling is similar to that predicted above for N d Fe,4B-based materials. It is about the same level, and B Hmax is the same as the above 5to
ner and costal farth model predicted values.
~3 times as much.

一例としては、この磁性合金材料は鉄(場合によっては
更にコバルトのような遷移金属類を含む)、1種または
それ以上の稀土類金属、ホウ素及び改質元素の合金であ
る。別の例では、この磁性合金を鉄またはコバルトとサ
マリウム等のランタニドと、改質元素との合金とする。
In one example, the magnetic alloy material is an alloy of iron (optionally also including transition metals such as cobalt), one or more rare earth metals, boron, and a modifying element. In another example, the magnetic alloy is an alloy of iron or cobalt, a lanthanide, such as samarium, and a modifying element.

改質元素とは、磁性材料に添加した時、適当な処理技術
により結果的に得られる材料の等方性の磁気特性を、改
質していない材料に比較して向上させる働きをする1種
またはそれ以上の合金化元素である。例を挙げると、ケ
イ素、アルミニウム、およびそれらの混合物等である。
A modifying element is a type of element that, when added to a magnetic material, works to improve the isotropic magnetic properties of the resulting material through appropriate processing techniques compared to unmodified materials. or more alloying elements. Examples include silicon, aluminum, and mixtures thereof.

代替的または補助的改質元素には、リチウム、水素、フ
ッ素、燐、硫黄、ゲルマニウム、炭素も含まれる。改質
元素は、結晶粒精製剤(grain refining
 agent)として働き、相互作用を高めるような結
晶子の形態および結晶子の大きさの分布を与える。
Alternative or auxiliary modifying elements also include lithium, hydrogen, fluorine, phosphorus, sulfur, germanium, and carbon. The modifying element is a grain refining agent.
agent) and provides a crystallite morphology and crystallite size distribution that enhances interaction.

改71元素のmは、急冷パラメータと組み合わせて上述
の等方性磁気パラメータおよび後)ホの×8パターンを
与える程度とする。
The m of the modified 71 element is set to such a value that, in combination with the quenching parameter, the above-mentioned isotropic magnetic parameter and the x8 pattern of E) are obtained.

ここで述べる合金は、結晶粒の核形成と成長を制御する
と考えられる改質元素を有しているが、結晶子の大きさ
と大きさの分布は使用する凝固技術を適宜選択制御する
ことによって得てもよい。
Although the alloy described here has modifying elements that are thought to control grain nucleation and growth, the crystallite size and size distribution can be controlled by appropriately selecting and controlling the solidification technique used. It's okay.

溶融物を高速凝固させる方法の代わりに、例えばガス状
微粒化(gas atomization) 、金属化
、化学蒸着等の固化法を用いることができる。液相から
凝固する間、あるいは非晶質状態から結晶粒の核形成ま
たは成長が行なわれる間に、改質元素が例えば結晶粒粘
製剤または成核剤として作用して、特性の強化に必要な
結晶子の大きさと形態の分布  −を与える。
Instead of rapid solidification of the melt, solidification methods such as gas atomization, metallization, chemical vapor deposition, etc. can be used. During solidification from a liquid phase, or grain nucleation or growth from an amorphous state, modifying elements act, for example, as grain viscosity agents or nucleating agents, to provide the necessary property enhancements. Give the distribution of crystallite size and morphology -.

磁性合金は、[稀土類金属]−[遷移金属]−[改質元
素]系で例えば[Sml −[Fe、Col[Si、/
M]とすることができる。
The magnetic alloy is a [rare earth metal]-[transition metal]-[modifying element] system, for example, [Sml-[Fe, Col[Si,/
M].

別の相互作用性合金は[稀土類金9.1−[遷移金属]
−ホウ素−[改質元素]系で、例えば[稀土類金属] 
−[Fe、Co]−ホウ素−[改質元素]および[稀土
類金属] −[Fe、Co、Mn1−ホウ素−[改質元
素コとすることができる。
Another interactive alloy is [Rare Earth Gold9.1-[Transition Metal]
-Boron- [modifying element] system, for example [rare earth metal]
- [Fe, Co] - boron - [modifying element] and [rare earth metal] - [Fe, Co, Mn1 - boron - [modifying element].

磁性合金材料の一例を化学式で表わすと(Fe、Go、
N i >8 (Nd、Pr)bB。
An example of a magnetic alloy material is represented by a chemical formula (Fe, Go,
N i >8 (Nd, Pr)bB.

(Ag、Sりdとなり例えば Fe  (Nd、pr)bso (AR,Si)。(Ag, Srid, etc. For example, Fe (Nd, pr) bso (AR, Si).

a となる。この時a、b、c、dは、走査型電子顕微鏡を
用いてエネルギー分散分光法(EDS)および波長分散
分光法(WDC)により決定される。
It becomes a. At this time, a, b, c, and d are determined by energy dispersive spectroscopy (EDS) and wavelength dispersive spectroscopy (WDC) using a scanning electron microscope.

合金中の各成分、すなわち鉄、1種またはそれ以上の稀
土類金属、ホウ素、ケイ素の原子%をそれぞれ表わして
おり、 a + b + c + d = 100aは75〜8
5゜ bは10〜20.特に11〜13.5であり、Cは5〜
10であり、 dは特定の凝固技術または凝固及び熱処理反衝と組合せ
た時に磁気パラメータに係る相互作用を高め得るような
形態及び結晶子の分布を与えるのに有効な値であり、例
えば痕跡程度から5.0までである。
It represents the atomic percent of each component in the alloy, namely iron, one or more rare earth metals, boron, and silicon, and a + b + c + d = 100a is 75 to 8
5°b is 10~20. In particular, it is 11-13.5, and C is 5-13.5.
10, and d is a value effective to provide a morphology and crystallite distribution that, when combined with a particular solidification technique or solidification and heat treatment reaction, can enhance interactions with respect to magnetic parameters, e.g. to 5.0.

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、場合によってはこれにその他のランタニ
ド類(1種またはそれ以上のla。
The rare earth metals are lanthanides selected from neodymium and praseodymium, and optionally other lanthanides (one or more la.

Ce、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho。Ce, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho.

Er、Tm、Yb、Lu)、Sc、Y、およびそれらの
混合物を加えることができる。いろいろな組合せの稀土
類金属を用いても本発明の概念から逸脱することはない
が次の特性のうち1つ以上またはそれ以上の特性を有す
る稀土類金属が特に好ましいと言える。(1)f殻の電
子の数がO(Laのように)でなく、7 (Gdのよう
に)でもなく、14(LLJのように)でもないもの、
(2)La。
Er, Tm, Yb, Lu), Sc, Y, and mixtures thereof can be added. Although various combinations of rare earth metals may be used without departing from the concept of the present invention, rare earth metals having one or more of the following properties are particularly preferred. (1) Those in which the number of electrons in the f-shell is not O (like La), 7 (like Gd), or 14 (like LLJ),
(2) La.

Ce、Pr、Nd、Smのような低分子量のランタニド
、(31Nd、Prのように鉄と強磁性的に結合する磁
気モーメントの大ぎいランタニド、(4)La、Ce、
Pr、Ndのような比較的安価なランタニド、特にNd
とPrが好ましい。各種の市販ミツシュメタル類および
/または副産物とじてのミツシュメタル類も使用するこ
とができる。
Low molecular weight lanthanides such as Ce, Pr, Nd, and Sm; (31 Lanthanides with large magnetic moments that ferromagnetically bind to iron such as Nd and Pr; (4) La, Ce,
Relatively inexpensive lanthanides such as Pr, Nd, especially Nd
and Pr are preferred. Various commercial Mitshu metals and/or Mitsush metals as by-products can also be used.

特に好適なミツシュメタルはNdおよび/またはprを
豊富に含むものである。
Particularly suitable Mitsushi metals are those rich in Nd and/or pr.

本発明の相互作用性RE  Fe14B−Si合金の結
晶学的溝1Δは、稀土類・鉄・ホウ素系の相からなる主
たる部分の存在に合致しており、先行技術の稀土類・鉄
・ホウ素系材料に比較してSiおよび/またはΔgのよ
うな改質元素を含むことによって原子占有率および格子
定数が変化しているようなリートベルド(Rietve
ld)精密解析X線粉末回折パターンを有する。
The crystallographic groove 1Δ of the interactive RE Fe14B-Si alloy of the present invention is consistent with the presence of a predominant portion consisting of rare earth-iron-boron-based phases, compared to the rare-earth-iron-boron-based phase of the prior art. Rietveld (Rietve
ld) Has a precisely analyzed X-ray powder diffraction pattern.

本発明の磁性材料と従来の材料との間の構造的相違はわ
ずかなものであるが、適正な微視的構造と組合せた時に
、標準温度および標準圧力において塊状永久附性材料と
して有効な相互作用を与える上で非jδに重要な(cr
itical)相違であると考えられる。
Although the structural differences between the magnetic materials of the present invention and conventional materials are minor, when combined with the appropriate microscopic structure, they are mutually effective as bulk permanent materials at standard temperatures and pressures. (cr
itical) is considered to be a difference.

硬質磁性合金材料の一例ではその結晶学的構造がP42
/mnmの対称性を有し、正方晶RE−Fe−B、RE
−Fe−B−3i、RE−Fe−B−(Si、AR)ま
たはRE−Fe−8−11で構成されている正方品系の
相からなる主たる部分及びα鉄系相と合致する格子定数
を有する体心立方相と考えられる相の存在と合致するリ
ートベルド精密解析X線粉末回折パターンを呈する結晶
構造、並びにその他のX線回折の検出レベル以下の溶離
相で構成される。さらに、リートベルド精密解析X線粉
末回折パターンは、改質していない材料のホウ素位置に
比較した場合のホウ素位置のズレと一致している。この
ようなホウ素位置のズレは当該Si1匹でのSi含有M
が大ぎくなるのに従って増大する。
An example of a hard magnetic alloy material has a crystallographic structure of P42.
/mnm symmetry, tetragonal RE-Fe-B, RE
-The main part consists of a tetragonal phase composed of Fe-B-3i, RE-Fe-B-(Si, AR) or RE-Fe-8-11, and the lattice constant matches the α-iron phase. It is composed of a crystal structure exhibiting a Rietveld precision X-ray powder diffraction pattern that is consistent with the presence of a phase considered to be a body-centered cubic phase, as well as other eluted phases below the detection level of X-ray diffraction. Furthermore, the Rietveld precision analysis X-ray powder diffraction pattern is consistent with a shift in boron position compared to that of the unmodified material. Such a shift in the boron position is due to the Si-containing M in one Si.
increases as the value increases.

以上に述べた所見は、例えば正方品系RE−Fe−B洛
子においてFeと置換するSlを改質元素として用いた
場合にも矛盾せず、改質元素は結晶粒精製剤として働い
て競合する核形成及び結晶粒成長の速度を調整し、結果
的に隣接する結晶子間の磁気的相互作用に必要な結晶寸
法とする。
The above-mentioned findings do not contradict the case where, for example, in the tetragonal RE-Fe-B Rakuko, Sl, which replaces Fe, is used as a modifying element, and the modifying element acts as a grain refining agent and competes. The rates of nucleation and grain growth are adjusted to result in crystal dimensions necessary for magnetic interaction between adjacent crystallites.

リートベルド分析(解析)法についてはIt、A。It, A. for the Rietveld analysis method.

younaと D、 B、 Wi I lesが「粉末
回折データを用いての構造精苫解析のためのリートベル
ド法の応用J  、 Adv、、  X−ray  A
nal、Vol、24.p、1 〜24(1981)お
よび「リートベルド精密解析における輪郭形状関数J 
 、J、APPL、Cryst、、Vol、15.p、
430 〜438(1982)に記載されている。リー
トベルド分析法は例えばX線回折データや中性子回折デ
ータ等の粉末回折データから出発して、構造的パラメー
タに関する精密値を生成する方法である。リートベルド
分析法では計算で得た(複数の)粉末回折パターン全体
の間で全体として最も適合するものを得るために最小二
乗法を使用する。これによって、原子の座標、熱運動、
サイト占有率パラメータ等のfS構造的パラメータ得る
ことができる。
Youna and D. B. Wiles, “Application of the Rietveld method for structural analysis using powder diffraction data” J. Adv., X-ray A.
nal, Vol. 24. p, 1-24 (1981) and “Contour shape function J in Rietveld precision analysis.
, J,APPL,Cryst, ,Vol.,15. p,
430-438 (1982). Rietveld analysis is a method of generating precise values for structural parameters starting from powder diffraction data, such as X-ray diffraction data or neutron diffraction data. In the Rietveld analysis method, a least squares method is used to obtain the best overall fit among all (plural) powder diffraction patterns obtained by calculation. This allows the coordinates of atoms, thermal motion,
fS structural parameters such as site occupancy parameters can be obtained.

上記Youngと旧11esの報告に記載されている通
り、初めから、粉末回折パターンにおいて観察される強
度を個々のブラッグ反射に割り当てたり、重複反射を分
割すると言った試みをしない。その代わり、角度2θに
対して予測される粉末回折パターンを結晶構造のモデル
から計算する。次に観察された粉末回折と計算上の粉末
回折の相違を用いて一致度を高めるためのパラメータの
変化用を算出する。観察された強度情報を全て用いてこ
の操作を継続する。
As described in the above-mentioned Young et al. report, no attempt is made from the outset to assign the observed intensities in the powder diffraction pattern to individual Bragg reflections or to separate overlapping reflections. Instead, the expected powder diffraction pattern for angle 2θ is calculated from a model of the crystal structure. Next, the difference between the observed powder diffraction and the calculated powder diffraction is used to calculate changes in parameters to improve the degree of coincidence. Continue this operation using all observed intensity information.

本発明の磁性合金材料の一典型例はP42/mnmで正
方晶系の結晶学的構造を有し、X線回折データのリート
ベルド精密解析による占有率、結晶格子定数、スケール
係数は表■に示す通りである。
A typical example of the magnetic alloy material of the present invention is P42/mnm and has a tetragonal crystallographic structure, and the occupancy, crystal lattice constant, and scale factor according to Rietveld precision analysis of X-ray diffraction data are shown in Table 3. That's right.

表  ■ 急冷したままの高エネルギー積 Nd−F−B−8i合金(Nd: 12.7原子%、F e : 79.6原子%、B:6
原子%、3i:1.7原子%) 376^VO8のり一゛トベルド精密化Nd(110,
2736(8)  0.2736(8)  0.000
0  0.24(1)Nd(2)  0.1417(8
)  0.M17(8)  0.0000  0.23
(1)Fe(1)  0.2220(3)  0.56
53(13)  0.5653(13)  1.05(
4)Fc(2)  0.0380(11)  0.35
77(12)  0617f32(9)  1.11(
4)Fe(3)  0.1063(14)  0.10
63(14)  0.273(12)  0.50(2
)Fe(4)  0.3141(10)  0.314
1(10)  012603(13)  0.55(2
)Fe(5)  0.5000  0.5000  0
.1150(24)  0.23(1)Fe(6)  
o、oooo   O,50000,00000,25
00B (1)  0.339(13)  −0,33
9(13)  0.0000  0.28(8)C軸(
オングストローム) 12.203−12.221a軸
(オングストローム)  8.79G−8,801スケ
ール係数〈稀土類・鉄・ホウ素・相対α鉄)74、29
/1 リボン状材料をリートベルド精密解析X線回折した結果
、その材料が実質的に等方性であることが分かった。
Table ■ High energy product Nd-F-B-8i alloy as rapidly cooled (Nd: 12.7 at%, Fe: 79.6 at%, B: 6
atomic%, 3i: 1.7 atomic%) 376^VO8 glue 1tbelt refined Nd (110,
2736(8) 0.2736(8) 0.000
0 0.24(1)Nd(2) 0.1417(8
) 0. M17(8) 0.0000 0.23
(1) Fe(1) 0.2220(3) 0.56
53(13) 0.5653(13) 1.05(
4) Fc(2) 0.0380(11) 0.35
77(12) 0617f32(9) 1.11(
4) Fe(3) 0.1063(14) 0.10
63(14) 0.273(12) 0.50(2
)Fe(4) 0.3141(10) 0.314
1 (10) 012603 (13) 0.55 (2
)Fe(5) 0.5000 0.5000 0
.. 1150(24) 0.23(1)Fe(6)
o, oooo O, 50000, 00000, 25
00B (1) 0.339 (13) -0,33
9 (13) 0.0000 0.28 (8) C axis (
12.203-12.221a axis (Angstrom) 8.79G-8,801 Scale factor (rare earths, iron, boron, relative alpha iron) 74, 29
/1 Rietveld precision analysis X-ray diffraction of the ribbon material revealed that the material was substantially isotropic.

特願昭61−40160号乃至米国特許第816,77
8号の第2図はホウ素の格子位置対ケイ素含有本の関係
をグラフで示している。正方品系の稀土類・鉄・ホウ素
格子内のホウ素の格子信置がJ、F。
Patent Application No. 61-40160 to U.S. Patent No. 816,77
Figure 2 of No. 8 graphically shows the relationship between boron lattice position versus silicon-containing book. The boron lattice trust in the rare earth/iron/boron lattice of square products is J and F.

1−1erbst 、 J 、 J 、Croat、 
W、 B 、 Yellonの報告「Nd Fe14B
の構造特性と磁気特性」、J、 Appl、  Phy
s、  Vol、 57. No、1.P。
1-1erbst, J., Croat,
W. B. Yellon's report “Nd Fe14B
"Structural and magnetic properties of", J. Appl, Phy.
s, Vol, 57. No, 1. P.

4086〜4090 (1985年4月)に記載のケイ
素を含まない稀土類・鉄・ホウ素系正方品系材籾に関す
るリートベールド精密解析中性子回折データに対して、
瀬進的にズレることとケイ素添加との間に相関があるこ
とが分かる。これは実験誤差の範囲を越えており、格子
中のケイ素が非格子間型の位置と一致する。
4086-4090 (April 1985) for the Rietwerd precision analysis neutron diffraction data on rare earth/iron/boron tetragonal rice grains that do not contain silicon.
It can be seen that there is a correlation between the gradual deviation and silicon addition. This is beyond experimental error and corresponds to a non-interstitial position of silicon in the lattice.

上述のような磁気異方性と、上記の結晶特性を有する磁
性合金の製造手段の1つにメルトスピニング法、特願昭
61−40160号乃至米国特訂出願第316、778
号に開示されているように回転冷却面等の移動式冷却面
上で溶融合金を急速に凝固冷却する方法がある。
One of the methods for manufacturing magnetic alloys having the above-mentioned magnetic anisotropy and the above-mentioned crystal properties is the melt spinning method, which is disclosed in Japanese Patent Application No. 61-40160 to U.S. Special Application No. 316,778.
There is a method of rapidly solidifying and cooling a molten alloy on a moving cooling surface, such as a rotating cooling surface, as disclosed in the US Pat.

急冷パラメータを調整することによって凝固前線の方向
付け、速度の制御、結晶粒の細かさの調部を行なうこと
ができる。
By adjusting the quenching parameters, it is possible to direct the solidification front, control its speed, and tune the fineness of the grains.

合金を適当な速度で急冷する結果、新規の相互作用性磁
気特性を与える形状並びに形態学的、結晶学的、原子的
および電子的構造が得られる。急冷パラメータを注意深
く制御することによって、適当に微細結晶粒化された構
造が生成され、これと上述の改質元素を組み合わせる結
果、所望の永久磁性材料が得られる。
Quenching the alloy at a suitable rate results in shapes and morphological, crystallographic, atomic and electronic structures that provide novel interactive magnetic properties. By carefully controlling the quenching parameters, a suitably fine-grained structure is produced which, in combination with the above-mentioned modifying elements, results in the desired permanent magnetic material.

代替的方法として先駆体微細構造を生成するような速度
で合金を急冷しても良く、この場合適当に熱処理すると
、上述の優れた磁気パラメータを有する構造が得られる
。こうして得られるフレークは特性的粒径ROよりはる
かに大きいものである。典型的フレークの場合、特性的
粒径ROの結晶粒を少なくとも10” ([!a含み得
る。
Alternatively, the alloy may be quenched at a rate that produces a precursor microstructure, in which case appropriate heat treatment results in a structure with the excellent magnetic parameters described above. The flakes thus obtained are much larger than the characteristic particle size RO. A typical flake may contain at least 10'' ([!a) grains of characteristic size RO.

ミルドスピンして得た個々の断片をメルトスピニング法
程から製品として回収する。個々の粒子は、七通比較的
もろいリボン断片を微粉砕しても得ることができる。リ
ボンが破砕されるとフレーク状粒子、プレート状個別粒
子等の粒子が生成される。
The individual milled-spun fragments are recovered as a product from the melt-spinning process. Individual particles can also be obtained by milling seven relatively brittle ribbon pieces. When the ribbon is crushed, particles such as flake-like particles and individual plate-like particles are produced.

粒子VvA性材料は、その後に最終製品に形成加工し易
いという実用的利点を持つ。本発明の磁性粒子はその磁
性挙動において等方性であるため、特定の結晶配向およ
び/または磁気的整列に配處することなく加圧、成形固
化することができる。
Particulate VvA materials have the practical advantage of being easier to subsequently process into final products. Because the magnetic particles of the present invention are isotropic in their magnetic behavior, they can be pressed, shaped, and solidified without being arranged in a particular crystal orientation and/or magnetic alignment.

よって本発明の一実施態様によると、リボン材料のサイ
ズをざらに小さくして、例えば最大寸法を0.5ミリメ
ートルとした上で冷間加圧し、結合(bond)するこ
とができる。このようにして、磁性粉末密度を約70%
以上とし、(B H) max値を元の完全に緻密な乃
至密度100%の出発材料の50%より大きくすること
ができる。
Thus, in accordance with one embodiment of the present invention, the ribbon material may be roughly reduced in size, eg, to a maximum dimension of 0.5 millimeters, and then cold pressed and bonded. In this way, the magnetic powder density can be reduced by about 70%.
Thus, the (B H) max value can be greater than 50% of the original fully dense or 100% dense starting material.

本発明の磁性材料(粉)は、その材料の磁気特性を高く
保ったまま磁気的整列工程を経ずに理論的密度の約90
%まで圧縮され得る。
The magnetic material (powder) of the present invention has a theoretical density of approximately 90% without going through a magnetic alignment process while maintaining high magnetic properties of the material.
It can be compressed up to %.

結束的に得られる圧縮成形固化されたバルク状の硬質[
4i性体の等方性磁気エネルギー槓は約15メガガウス
エルステツド以上、保磁係数Qは1以上である。
Compression molded solidified bulk hard material [
The isotropic magnetic energy of the 4i material is about 15 megagauss or more, and the coercive coefficient Q is 1 or more.

次に挙げる例を参照することによって、本発明をより良
く理解できるであろう。
The invention may be better understood by reference to the following examples.

例 A、試験の要約 次の各個においてそれぞれの結果を(qるに当って、ま
ず鉄、ネオジム、プラセオジム、ホウ素、ケイ素、アル
ミニウムの適宜の混合物を溶融して巨視的に均質なイン
ゴット(母合金)を作製した。
Example A, Test Summary The results for each of the following items are summarized by first melting a suitable mixture of iron, neodymium, praseodymium, boron, silicon, and aluminum into a macroscopically homogeneous ingot (master alloy). ) was created.

その後、インゴットの各部分を溶融し、メルトスピニン
グ法を用いて高速に急冷してリボン断片を形成する。こ
れらの急冷したままのリボン試料を個々に計酊し、磁気
測定した。尚、通常は大きいパルス磁場を用いて試料を
予じめ磁化した。場合によってはリボン試料をさらに熱
処理した後に再び磁気測定した。インゴットと最終的リ
ボン試料の両方について、走査型電子顕微鏡を用いて、
その微細構造と元素組成を調べた。さらにいくつかの試
料は大型リボン状断片と粉末の両方の形態において、X
線回折とリートベルド精密解析技術とを併用して、その
結晶学的構造について分析した。
Each portion of the ingot is then melted and rapidly quenched using melt spinning to form ribbon pieces. These as-quenched ribbon samples were individually weighed and magnetically measured. Note that the sample was normally magnetized in advance using a large pulsed magnetic field. In some cases, the ribbon samples were subjected to further heat treatment before being magnetically measured again. Using scanning electron microscopy for both ingot and final ribbon samples,
Its microstructure and elemental composition were investigated. In addition, some samples showed X
Its crystallographic structure was analyzed using a combination of line diffraction and Rietveld precision analysis technology.

リボン試料の数バッチ分をざらに粉砕して成形固化して
バルク状磁性体とした後、再び磁気測定した。
Several batches of ribbon samples were roughly ground, molded and solidified to form a bulk magnetic material, and then the magnetism was measured again.

B、インゴット(母合金)の 製 先駆体乃至母合金は一般的に鉄(99,99%の純度の
電解鉄のフレーク〉、ホウ素(99,7%の結晶質ホウ
素)、NdおよびPrの純粋ロッド(99,9%の稀土
類金属)、ケイ素(99,99%のSi結晶)の元素成
分から作製した。ある場合にはこれより純度の高い材料
を使用し、またある場合には工業用(commerci
al−grade)の稀土類製品で、鉄を15重量%ま
で、NdとPr以外の稀土類金属を散型t%まで含むも
のを使用した。各成分を適当な割合に秤吊し、冷却した
a4製炉床上でのアーク溶融法によるか、あるいは溶融
石英または焼結酸化マグネシウムセラミックから成るる
つぼ内での高周波誘導加熱により溶解した。アーク溶融
する試料は溶融と戻しくturn)を6回行ない、これ
に対して誘8溶融する試料は溶融物を十分撹拌しながら
30分から2時間、約1400℃以上の温度に保持し、
巨視的に内質な合金を得た。固化冷却した後に、インゴ
ットをるつぼから回収し、反応生成物から成る外皮を除
去し、インゴットを特性寸法的1 cmの粒子に破砕し
た。インゴット材料の各試料について組成検査を行ない
、その均質性について調べた。
B. Preparation of ingot (master alloy) Precursors or master alloys are generally iron (99.99% pure electrolytic iron flakes), boron (99.7% crystalline boron), pure Nd and Pr. Made from the following elemental components: rod (99.9% rare earth metal), silicon (99.99% Si crystal), in some cases using materials with higher purity, and in other cases using industrial grade materials. (commerci
A rare earth product (al-grade) containing up to 15% by weight of iron and up to t% of powdered rare earth metals other than Nd and Pr was used. Each component was weighed in appropriate proportions and melted by arc melting on a cooled A4 hearth or by high frequency induction heating in a crucible made of fused quartz or sintered magnesium oxide ceramic. The arc melting sample was melted and turned back six times, while the induction melting sample was kept at a temperature of about 1400°C or higher for 30 minutes to 2 hours while stirring the melt thoroughly.
A macroscopically endogenous alloy was obtained. After solidification and cooling, the ingot was recovered from the crucible, the shell of reaction products was removed, and the ingot was crushed into particles with a characteristic dimension of 1 cm. The composition of each sample of the ingot material was examined to determine its homogeneity.

C0急冷リボンの 幣ツ 下記3つのメルトスピニングシステムの何れを用いて、
インゴットから急冷リボンの作製を行なった。3システ
ムのうち2つは、それぞれ直径10インチ、厚さ1イン
チの銅ホイール(10″スピナ)と直径12インチ、厚
さ2インチの銅ホイール(12”スピナ)を用いる簡単
な箱形スピナである。
To prepare C0 quenched ribbon, use any of the following three melt spinning systems.
A quenched ribbon was prepared from the ingot. Two of the three systems are simple box spinners using a 10" diameter, 1" thick copper wheel (10" spinner) and a 12" diameter, 2" thick copper wheel (12" spinner), respectively. be.

室は減圧した後に不活性処理雰囲気を再充填するのに通
ずるものとする。これらのスピナではるつぼはm蔽しな
い。3番目のシステム(20″スピナ)では、銅ホイー
ルを外径20インチ、幅4インチ、厚さ3インチのシェ
ル型とする。不活性処理ガスで連続的にフラッシュされ
ている室の中に、このホイールを収容する。るつぼは不
活性ガスの流れで形成されるシュラウドで囲まれる。る
つぼから回転に抗する方向に流れる不活性ガスの流れが
ホイール表面によってその表面に沿って引張られて来る
ガスと砂i突する。3システムの何れにおいてもスピナ
ホイールの回転速度は通常の場合表面速度で15〜30
m/秒とした。
The chamber shall be open for refilling with an inert processing atmosphere after being depressurized. These spinners do not mask the crucible. In the third system (20" spinner), the copper wheel is shelled 20" outside diameter, 4" wide, and 3" thick in a chamber that is continuously flushed with an inert process gas. This wheel is housed. The crucible is surrounded by a shroud formed by a flow of inert gas. The flow of inert gas flowing from the crucible in a direction counter to rotation causes the wheel surface to pull the gas along its surface. In all three systems, the rotational speed of the spinner wheel is normally 15 to 30 in terms of surface speed.
m/sec.

12″および20″スピナについては、るつぼを内径4
5mm、長さ杓40cy+の透明溶融石英シリンダとし
、10″スピナの場合るつぼを同様のシリンダで内径1
7m1長さ25cmのものとする。るつぼのオリフィス
は通常底面直径が0.5〜1.5 Mの円形孔とし、ホ
イール面から5〜10mの所にオリフィスが来るように
るつぼの位置決めをした。
For 12" and 20" spinners, the crucible should be
A transparent fused silica cylinder with a diameter of 5 mm and a length of 40 cy+ is used, and in the case of a 10" spinner, the crucible is a similar cylinder with an inner diameter of 1
It shall be 7m long and 25cm long. The orifice of the crucible was usually a circular hole with a bottom diameter of 0.5 to 1.5 m, and the crucible was positioned so that the orifice was 5 to 10 m from the wheel surface.

インゴット合金片数個をるつぼの中に入れて、450k
Hz誘導炉(12″スピナの場合は10kH2誘導炉)
を用いて、光学高温計で測定した温度が所望温度(通常
1200〜1300℃程度)に達するまで溶融を行なっ
た。高周波加熱を引続き行ないながらるつぼ内を不活性
ガスで加圧しオリフィスから回転ホイールに向かって溶
融金属を噴出させた。るつぼが空になるまで、あるいは
るつぼに残った溶融金属が高周波加熱を効率的に行なえ
ない程度の聞になり、オリフィスが詰まるまで噴射を継
続する。場合によっては溶融金属がるつぼ上にはね返っ
たりして、初期段階でオリフィスが部分的に又は完全に
詰まることもありI’fる。この様な要素も最終材料の
特性において同様の公称工程パラメータの非再現性を生
じる原因となりi9るものである。
Put several pieces of ingot alloy into a crucible, 450k
Hz induction furnace (10kHz2 induction furnace for 12″ spinner)
Melting was performed until the temperature measured with an optical pyrometer reached a desired temperature (usually about 1200 to 1300°C). While high-frequency heating was continued, the inside of the crucible was pressurized with an inert gas, and molten metal was jetted from the orifice toward the rotating wheel. The injection continues until the crucible is empty, or until the molten metal remaining in the crucible is too large for efficient radio frequency heating and the orifice is clogged. In some cases, the molten metal may splash onto the crucible, causing the orifice to become partially or completely clogged at an early stage. Such factors also contribute to similar non-reproducibility of nominal process parameters in the properties of the final material.

D−」1且五上11 インゴット材料と急冷リボンの両試料をJEOL走査型
電子顕微鏡を用いて微細構造と組成について調べた。大
抵の場合、標準的な金属組織学的手順を用いて試料を配
置し、研磨した後に検査した。場合によりリボン試料を
硝M2%を含むエタノ−ル液でエツチングして、さらに
結晶粒v4造まで明らかにできるようにした。エネルギ
ー分散型×腺分光法(EDS)を用いて組成の測定を行
ない、Fe、Nd、pr、S i、Aflの各濃度を測
定し、波長分散型X線分光法(WDS>を用いてホウ素
の81度を測定した。どちらの場合も1ミクロン以下の
深さまで組成を調べた。横方向の大きさでは、1平方ミ
クロン程度の小面積でも、またそれより大きい面積でも
走査法を用いて調べ、平均組成を測定することができた
。10〜100ミクロンの大ぎさで実!ゴ的な相分離を
呈するインゴットではこのことが特に重要である。最適
磁性リボン材料についてはほとんど相分離が見られず、
主要相は、少なくとも、0.2ミクロン以上では分離可
1距な粒子構造の無い明らかに均質なものであった。予
備的な透過型電子顕微鏡分析については例Iと例■で説
明する。
Both the ingot material and the quenched ribbon samples were examined for microstructure and composition using a JEOL scanning electron microscope. In most cases, samples were placed using standard metallographic procedures and inspected after polishing. In some cases, the ribbon sample was etched with an ethanol solution containing 2% M of nitrate to further reveal the structure of crystal grains V4. The composition was measured using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and the concentrations of Fe, Nd, pr, Si, and Afl were measured, and the boron In both cases, the composition was investigated to a depth of less than 1 micron.In the lateral dimension, areas as small as 1 square micron, as well as larger areas, were investigated using the scanning method. This is especially important for ingots that exhibit substantial phase separation on the order of 10 to 100 microns. For the optimal magnetic ribbon materials, almost no phase separation is observed. figure,
The main phase was apparently homogeneous with no separable grain structure above at least 0.2 microns. Preliminary transmission electron microscopy analysis is described in Example I and Example ■.

E、結晶構造とリートベルド精密分析 インゴット材料およびその後に得られるリボンの結晶学
的構造をX線回折技術を用いて測定した。
E. Crystal structure and Rietveld precision analysis The crystallographic structure of the ingot material and the subsequently obtained ribbons was determined using X-ray diffraction techniques.

測定はCuKα放射線(波長1.54人)を用いてN 
otelco (P hillips製)粉末回折計に
より行なった。黒鉛製の反射ビームモノクロメータを使
用してFeの蛍光による背景を無くした。Xalに40
キロボルトの励起電圧と20ミリアンペアの電流を使用
した。従来技術によるθ−2OX線粉末回折走査をピー
クの位置と強度に関して分析し、材料の結晶構造を確認
した。1ステップ200秒および1ステップ0.05度
の7X、 T、度ステップ走査法の数値出力をリートベ
ルド粉末パターン精密解析&術を用いてさらにコンピュ
ータ分析し、選択材料に関して正確な格子定数と主要N
d2Fe、4B系構造での原子の位置および占有率とを
測定した。
Measurements were made using CuKα radiation (wavelength 1.54).
The measurement was carried out using an Otelco (manufactured by Phillips) powder diffractometer. A graphite reflected beam monochromator was used to eliminate the Fe fluorescence background. 40 for Xal
An excitation voltage of kilovolts and a current of 20 milliamps were used. Prior art θ-20 X-ray powder diffraction scans were analyzed for peak positions and intensities to confirm the crystal structure of the material. The numerical output of the 7X, T, degree step scanning method with 200 seconds per step and 0.05 degrees per step was further computer analyzed using Rietveld Powder Pattern Precision Analysis & Techniques to obtain accurate lattice constants and principal N for the selected materials.
The positions and occupancies of atoms in the d2Fe and 4B structures were measured.

この精密解析技術により少量のbccα鉄の定量的同定
も行なった。
Using this precision analysis technique, a small amount of bccα iron was also quantitatively identified.

F、磁気測定 最大印加磁界22kOeのL D J 、  I nc
、 19500型コンピユ一タ制i!■式試料振動型磁
力計(VSM)を使用して、磁気特性を測定した。磁界
値ト1の測定は較正ホール効果型検出器を用いて帰還制
御下で行なった。測定用ソフトウェアを社内変更して、
保磁力の強い永久磁石材料の主ヒステリシスループと小
ヒステリシスループの両方を測定できるようにした。一
連の測定を行なう前には必ず重聞測定済の標準(軟磁性
)ニッケル球(米国規格基準局)を用いて磁化Mの較正
を行なった。磁性材料の磁化を算出するには、Cahn
 −21自動電子てんびん(精度1マイクログラムまで
)を用いて試料質徂(長さ5 m+nFi!度、幅2m
m程度、厚さ30〜50ミクロン程度の典型的リボン断
片の場合約1ミリグラム以下)を測定し、密度の推定値
を19だ。次に示す例の各材料については、密度を純粋
な化学瓜論的割合のNd Fe14Bに適する値である
76g/ccよりわずかに小さい 7.4(]/CCに
全て一致させた。これ以上密度を大きくしていれば、そ
れに比例して、磁化の計算値が下記の例の中で報告する
値より6大ぎくなっていたことであろう。
F, magnetic measurement maximum applied magnetic field of 22 kOe L D J , I nc
, 19500 type computer system i! The magnetic properties were measured using a vibrating sample magnetometer (VSM). Measurements of the magnetic field value T1 were carried out under feedback control using a calibrated Hall effect detector. The measurement software was changed in-house.
It is now possible to measure both the main hysteresis loop and the small hysteresis loop of permanent magnet materials with strong coercive force. Before performing a series of measurements, the magnetization M was always calibrated using a standard (soft magnetic) nickel ball (American National Standards Bureau) that had been repeatedly measured. To calculate the magnetization of a magnetic material, Cahn
-21 Automatic electronic balance (accuracy up to 1 microgram) was used to measure the sample size (length 5 m + nFi! degrees, width 2 m).
(about 1 milligram or less) for a typical ribbon piece of about 30 to 50 microns thick, giving an estimated density of 19. For each of the materials in the following examples, the density was all matched to 7.4(]/CC, which is slightly less than 76 g/cc, which is the value appropriate for pure chemical proportion NdFe14B. Proportionally, the calculated value of magnetization would have been 6 more than the value reported in the example below.

各電気リボン試料を粘着テープを用いて試料保持棒に装
着した。大抵の場合、LDJ、Jnc、装コンデンサー
放電磁化器により生成されるパルス磁界(ピークでの大
ぎさが120kOeまで)を用いて試料を所与の方向に
予じめ磁化した。普通、VSM磁石の最大磁界では磁気
モーメントを完全に飽和するには不十分であるため、本
発明の高性能永久磁石材料の適性な磁気測定を行なう上
でこのような予磁化を行なう必要のあることが多かった
のである。この後試料をVSMの磁石の空隙に配置し、
検出コイルの鞍点に位置決めした。標準的手順を踏んだ
後、磁化測定前、予磁化した試料に印加した磁界はゼロ
であったが、磁化されていない(バージン)試料には5
 kOeの磁界を印加した。測定は磁界をゼロから最大
値(通常22kOe)まで上げ、ゼロを通り超して負の
最大値まで下げた後、再びゼロを通って正の最大値へ上
げる方法で行ない、その間のヒステリシスループの全体
を記録した<m化M対印加磁界H)。その後プログラム
により主な磁気パラメータ、すなわちキロガウス単位で
測定した残留磁化M(ヒステリシス曲線の正のy切片)
、キロエルステッド単位の固有保磁力Hc(ヒステリシ
ス曲線の負のX切片)、メガガウスエルステッド単位の
最大エネルギー槓(誘導B = l−1+ Mと磁界H
との積の負の最大値)を決定した。
Each electrical ribbon sample was attached to a sample holding rod using adhesive tape. In most cases, the samples were premagnetized in a given direction using a pulsed magnetic field (peak magnitude up to 120 kOe) generated by an LDJ, Jnc, capacitor discharge magnetizer. Such premagnetization is necessary for proper magnetic measurements of the high performance permanent magnet materials of the present invention, since the maximum magnetic field of a VSM magnet is usually insufficient to completely saturate the magnetic moment. There were many things that happened. After this, the sample is placed in the gap of the VSM magnet,
It was positioned at the saddle point of the detection coil. After standard procedures and before magnetization measurements, the magnetic field applied to the premagnetized sample was zero, while the field applied to the unmagnetized (virgin) sample was 5.
A magnetic field of kOe was applied. The measurement is performed by increasing the magnetic field from zero to the maximum value (usually 22 kOe), passing through zero and decreasing to the negative maximum value, and then increasing it again through zero to the positive maximum value. The entire <m M vs. applied magnetic field H) was recorded. The program then determines the main magnetic parameters, namely the residual magnetization M (positive y-intercept of the hysteresis curve) measured in kilogauss.
, the intrinsic coercive force Hc in kilo Oersteds (the negative
(maximum negative value of the product) was determined.

下記の例ではほとんどの場合、リボン試料を直交する3
方向に沿って!!磁気測定た。まず、リボン面内でスピ
ン(溶融紡糸)方向に平行な(長手方向に平行)パX方
向“において測定し、次にリボン面でスピン方向に垂直
なく幅に平行)y方向において、最後にリボン面に垂直
なZ方向において測定した。どの場合にも、パルス磁界
を用いて試料を適当な方向に予じめ磁化した。垂直Z方
向つた。一般に反磁場係数N=0.75とすると妥当な
修正を得られることが分かった。それより大きくして、
薄板に垂直な測定において一般的なN=1.f71の値
を用いた場合、磁気測定値は下記の例で挙げた値よりさ
らに高くなるだろう(但しヒステリシスループは物理的
にあり得ないような形状となって現われると考えられる
)。N=0.75を用いてZ方向での保磁係数Q8算出
する。
In most of the examples below, the ribbon sample is
Along the direction! ! Magnetic measurements were taken. First, in the ribbon plane, in the "PX direction" parallel to the spin (melt spinning) direction (parallel to the longitudinal direction), then in the ribbon plane, in the Y direction (parallel to the width, not perpendicular to the spin direction), and finally in the ribbon Measurements were made in the Z direction perpendicular to the plane. In each case, the sample was premagnetized in the appropriate direction using a pulsed magnetic field. In the perpendicular Z direction. Generally, a demagnetizing field coefficient of N = 0.75 is reasonable. I found that I could get the fix: make it bigger,
Typical N=1 for measurements perpendicular to the thin plate. If a value of f71 is used, the magnetic measurements would be even higher than the values given in the example below (although the hysteresis loop would appear in a physically impossible shape). The coercive coefficient Q8 in the Z direction is calculated using N=0.75.

保磁係数の値 Q’S u mx、y、’z(Mr/Ms)? ヲZ方
向km関シTハN=0.75を用いて算出する。全ての
例においてMsについては16にGの理論的最大値を使
用する。
Value of coercive coefficient Q'S u mx, y, 'z (Mr/Ms)?ゲ Calculate using the Z direction km relationship T 〇 = 0.75. In all examples we use the theoretical maximum value of G of 16 for Ms.

これらの材料を完全に飽和するのに必要な印加磁界を過
少評価してはならない。特にバージン(磁化していない
)試料を一旦ある任意の方向に磁化すると、別の方向に
完全に磁化し直すのが極めて困難になることが多い。こ
のような磁気トレーニング効果の例について次に述べる
Do not underestimate the applied magnetic field required to fully saturate these materials. In particular, once a virgin (unmagnetized) sample is magnetized in one arbitrary direction, it is often extremely difficult to completely remagnetize it in another direction. An example of such a magnetic training effect will be described next.

例I−試料471および477シリ一ズ高純度アルゴン
(99,98%)中で合金粒をアーク溶融して、インゴ
ットを固めた。出発物質はFe99.99%、Nd99
.9%、8997%、3 i 99.99%の高品質の
ものであった。合金粒を再溶融ともどしく1nvert
ed)を5回行なった。Zrゲッタ(酸素用の)を用い
たが、目立った汚染はなかった。
Example I - Samples 471 and 477 Series Alloy grains were arc melted in high purity argon (99.98%) to solidify ingots. Starting materials are Fe99.99%, Nd99
.. The quality was 9%, 8997%, and 3i 99.99%. Remelt and restore alloy grains to 1nvert
ed) was performed five times. A Zr getter (for oxygen) was used, but there was no noticeable contamination.

インゴット片と磁気測定したメルトスピンリボンの対(
twin)の組成をエネルギー分散型の走査型電子顕微
鏡検査した。[対(twin)Jとは磁気測定したリボ
ン片の隣りから取り出した切片を指し、従って組成と微
細構造は本〒1的に同じであると考えられる。その結果
を次に示す。
A pair of ingot pieces and magnetically measured melt-spun ribbons (
(twin) was examined using energy dispersive scanning electron microscopy. [Twin J refers to a section taken next to the ribbon piece that was magnetically measured; therefore, the composition and microstructure are generally considered to be the same. The results are shown below.

例         FeNd5iB インゴット: 471AC80,513,506インゴ
ツト: 471Aロ 79.6 14.4 0   6
リボン: 471ACO1■ 79.6 13.2 1
.2  6リボン: 471ACO1(4)  79.
5 13.1 1.4  6[471AC合金はメルト
スピニング後約1.3原子%のSlをとり込んでいた] 例         pe   ■  旦−L   旦
インゴット: 477AB  78.2 14.2 1
.6  6リボン: 477AAO1■ 77.8 1
3.9 2.3  6リボン=477^AO1(4) 
 80.6 10.7 2.7  6リボン: 477
AAO1(1)  76.4 14.1 3.5  6
[477AAはメルトスピニング後約1.2原子%のS
iをとり込んでいた] 各インゴットをホイール速度以外は同一条件下でスピン
した(メルトスピニング、すなわち単ロール法でのリボ
ン形成)。ホイール速度は表面速度で、20.25.3
0m/秒とした。その伯の条件は下記の通りとした。
Example FeNd5iB ingot: 471AC80,513,506 ingot: 471A 79.6 14.4 0 6
Ribbon: 471ACO1■ 79.6 13.2 1
.. 2 6 Ribbon: 471ACO1 (4) 79.
5 13.1 1.4 6 [The 471AC alloy incorporated about 1.3 at.% of Sl after melt spinning] Example pe ■ Dan-L Dan ingot: 477AB 78.2 14.2 1
.. 6 6 Ribbon: 477AAO1■ 77.8 1
3.9 2.3 6 ribbons = 477^AO1(4)
80.6 10.7 2.7 6 ribbon: 477
AAO1 (1) 76.4 14.1 3.5 6
[477AA has approximately 1.2 at.% S after melt spinning
Each ingot was spun under identical conditions except for wheel speed (melt spinning, i.e. ribbon formation in a single roll process). The wheel speed is the surface speed, 20.25.3
It was set to 0 m/sec. The conditions for the count were as follows.

るつぼの型二     石英 るつぼ直径:      17mm(内径)19+++
m (外径) るつぼオリフィス径:   1mm るつぼ加圧ガス:   アルゴン るつぼ放出圧:     2psi るつぼホイール開路I11:8111するつぼ軸:  
    垂直(90’)ホイール形式:Cu ホイール直径:10インチ ホイール平滑度:    #600グリッド室内ガス:
      アルゴン 空内圧:       1大気圧 充填最=18〜21Q 溶融手段:       400kH2での高周波誘導
加熱時間:30〜50秒 押出し温度:      1350℃ [輻射率を0.55に設定 した光学高温計で] スピン時間:     2〜4秒 3i含有伍においては常にインゴットよりメルトスピン
したリボンの方が高いことに注意を要する。溶融合金が
石英製るつぼからSiをとり込むのである。このことか
ら製造の各段階で組成測定する必要性のあることが分か
る。
Crucible type 2 Quartz crucible diameter: 17mm (inner diameter) 19+++
m (outer diameter) Crucible orifice diameter: 1 mm Crucible pressurizing gas: Argon crucible discharge pressure: 2 psi Crucible wheel opening I11:8111 Crucible axis:
Vertical (90') Wheel type: Cu Wheel diameter: 10 inches Wheel smoothness: #600 grid Indoor gas:
Argon air pressure: 1 atmospheric pressure filling maximum = 18-21Q Melting means: High-frequency induction heating at 400 kHz Time: 30-50 seconds Extrusion temperature: 1350°C [With an optical pyrometer with emissivity set to 0.55] Spin time : It should be noted that the melt spun ribbon is always higher than the ingot in the 3I content of 2 to 4 seconds. The molten alloy takes in Si from the quartz crucible. This shows that it is necessary to measure the composition at each stage of manufacturing.

磁気特性の平均値は3回別々の試験結果から取った。そ
れぞれ10個別個のリボン片を積重ねたものを用いて試
験を行なった。1回の測定の毎にリボンに120kOe
で1ミリ秒の間3回磁気パルスを与えた。磁化測定は、
VSMにおいて最大220kOeの磁界を印加しながら
行なった。
The average value of the magnetic properties was taken from the results of three separate tests. Tests were conducted using stacks of 10 individual ribbon pieces each. 120kOe to the ribbon for each measurement
A magnetic pulse was applied three times for 1 millisecond. Magnetization measurement is
The test was conducted while applying a maximum magnetic field of 220 kOe in VSM.

リボン面内でスピン方向に平行に磁界を印加した。A magnetic field was applied parallel to the spin direction within the ribbon plane.

試料番号 ホイール  BHm     Hc    
 Mr   リボン リボン幅Ta   (HGQe)
   (koe)   (kG)  (7)厚さくII
/秒)                   (ミク
ロン)  (顛)411八801     20   
 14.3±0.6   16.1±0.3   9.
7±0.1   41±113    1.5±0.6
471AC012518,6±1.2 12.4±0.
2 10.5±0.2 33±8  1.4±0.44
71八DOI      30    14.7±1.
2   16.4±0.5   10.4±0.1  
 30±8    1.3±0.3477八八01  
    20     13.0±1.6   17.
4±0.5    9.2±0.3   42±7  
   1,8±0.3477八BO1寧    25 
   12.3±1.3   16.9±0.6   
9.2±0.1417^001   25  15.2
±2.7 17.9±0.8  9.2±0437±1
1  1.5±0.4477八COI       3
0     11.6±1.6   16.3±0.6
   10.i±0.2   35±11     1
.7±0,8註*このメルトスピニング中にオリフィス
が11鎖されて詰まった。
Sample number Wheel BHm Hc
Mr Ribbon Ribbon width Ta (HGQe)
(koe) (kG) (7) Thickness II
/sec) (micron) (number) 4118801 20
14.3±0.6 16.1±0.3 9.
7±0.1 41±113 1.5±0.6
471AC012518,6±1.2 12.4±0.
2 10.5±0.2 33±8 1.4±0.44
718 DOI 30 14.7±1.
2 16.4±0.5 10.4±0.1
30±8 1.3±0.34778801
20 13.0±1.6 17.
4±0.5 9.2±0.3 42±7
1,8±0.34778BO1ning 25
12.3±1.3 16.9±0.6
9.2±0.1417^001 25 15.2
±2.7 17.9±0.8 9.2±0437±1
1 1.5±0.44778 COI 3
0 11.6±1.6 16.3±0.6
10. i±0.2 35±11 1
.. 7±0.8 Note *11 orifices were chained and clogged during this melt spinning.

上のデータはホイール表面速度に対するエネルギー積の
ピークを示している。最適ホイール速度番よ10″径の
ホイールでは25m/秒である。
The data above shows the peak energy product versus wheel surface speed. The optimum wheel speed is 25 m/sec for a 10" diameter wheel.

微細構造と磁気特性の相関関係 試料番号 B11m   Hc   Mr   微細構
造(HGOe)  (kOe)   (kG)471A
CO1(3)  25.3  12.7  11.0 
  均質な微細結晶粒477八^01(5)  21,
8  17.7  10.3   形態のみ471AD
O1(4)  11.5  15.2  9.0   
微細結晶粒領域と太き477品01(3)   6,5
  11.1   8.5   い結晶粒領域から成る
微細結晶粒領域(メルトスピンリボンのホイール側にあ
る)を研磨して1〜2%の硝酸を含むエタノール液等で
エツチングしても分解(観測)されなかったが、2,0
00オングストローム以下と決定された。この微細結晶
粒領域は良質な磁性材料、すなわち高いエネルギー積と
高い残留磁化を有すると同定される。
Correlation between microstructure and magnetic properties Sample number B11m Hc Mr Microstructure (HGOe) (kOe) (kG) 471A
CO1 (3) 25.3 12.7 11.0
Homogeneous fine crystal grains 4778^01 (5) 21,
8 17.7 10.3 Form only 471AD
O1 (4) 11.5 15.2 9.0
Fine grain area and thick 477 product 01 (3) 6,5
11.1 8.5 Even if the fine grain region (located on the wheel side of the melt spin ribbon) consisting of a thin grain region is polished and etched with an ethanol solution containing 1 to 2% nitric acid, it does not decompose (observed). Although it was not done, 2,0
It was determined to be less than 0.00 angstroms. This fine-grained region is identified as having good quality magnetic material, ie, high energy product and high remanent magnetization.

その他2つの試料は磁化曲線に示されるように、良質な
磁性材料と劣質材料(後者はリボンの自由側に大型粒区
域が存在することで劣質と固定される)の重なり合った
状態を呈する。
The other two samples exhibit a superposition of good magnetic material and bad material (the latter being fixed as bad by the presence of large grain areas on the free side of the ribbon) as shown in the magnetization curves.

竹・K 上に報告した急冷パラメータと磁気牛≠能を有する試料
#477ADO1(1)の「対」である磁性リボン切片
に関して、高分解能走査型透過電子顕f:ll鏡(ST
EM)を用いて予備分析を行なった。
Take・K Regarding the magnetic ribbon section that is the “pair” of sample #477ADO1 (1) with the quenching parameters and magnetic flux reported above, we performed a high-resolution scanning transmission electron microscopy f:ll mirror (ST
Preliminary analysis was performed using EM).

標準的な微小金属顕微鏡検査技術を用いてリボン試料を
配置し、試料の薄い部分をイオンビームエツチング手段
を用いて約1,000オングストロームまで薄くする。
The ribbon sample is placed using standard micrometallurgical microscopy techniques and the thin section of the sample is thinned to about 1,000 angstroms using ion beam etching means.

2つのリボン面(アルゴンイオンにより、上部2分の1
ミクロンをエツチング除去した後)、すなわちホイール
側と自由側を観察した。
Two ribbon surfaces (argon ions allow the upper half to
After removing microns by etching), the wheel side and free side were observed.

ホイール側の微細構造は主たる正方品系の相の非常に微
細な結晶粒(稀土類対鉄の比率がNd2Fe14Bと一
致する)で構成されており、粒径が100〜1000オ
ングストロームの範囲であり、電子線回折によってこれ
らの結晶粒がランダムに向いていることが分かった。典
型的粒径が500オングストロ一ム以上のα鉄の結晶粒
も少量あった。
The microstructure on the wheel side is composed of very fine grains of predominantly tetragonal phase (rare earth to iron ratio consistent with Nd2Fe14B), with grain sizes ranging from 100 to 1000 angstroms, with electron Linear diffraction revealed that these grains were randomly oriented. There were also a small number of alpha iron grains with typical grain sizes greater than 500 Angstroms.

主たる正方晶系相の大きい勿結晶粒間の@界に、主たる
相に比較してネオジムおよび硫黄を豊富に含む1つまた
はそれ以上の別の相が球状包含物の形で存在していると
いう証拠が見つかった。当初、硫黄は、材料の構成要素
と考えられていなかった。
One or more other phases enriched in neodymium and sulfur compared to the main phase are present in the form of spherical inclusions at the boundaries between the large grains of the main tetragonal phase. Evidence found. Initially, sulfur was not considered a constituent of the material.

Siの位置が測定困難なまま残った。The position of Si remained difficult to measure.

リボンの自由表面側では主たる相の結晶粒がはるかに大
きくなり、その直径はほぼ1ミクロンに達していた。ホ
イール側より自由表面側の方にやや多くのケイ素が存在
した。但し、この場合も微細構造の中でケイ素が占める
正確な位置については明らかにならなかった。
On the free surface side of the ribbon, the grains of the main phase were much larger, reaching approximately 1 micron in diameter. There was slightly more silicon on the free surface side than on the wheel side. However, in this case as well, the exact position occupied by silicon in the microstructure was not clarified.

例■−試料376^QO9(2) 鉄、ネオジム、ホウ素、ケイ素から成るインゴットを上
述の方法に従って作製した。EDSとW[)Sによって
インゴットの平均元素分析を行ない、次の結果を得た(
単位は原子%):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石英製るつぼに入れ、溶
融し、急冷して上述のようなリボンを形成した。急冷パ
ラメータは下記の通りであった。
Example ■-Sample 376^QO9 (2) An ingot consisting of iron, neodymium, boron, and silicon was prepared according to the method described above. Average elemental analysis of the ingot was performed by EDS and W[)S, and the following results were obtained (
The ingot pieces were then placed in individual quartz crucibles, melted, and rapidly cooled to form ribbons as described above. The quenching parameters were as follows.

るつぼ:         3 / 4 ″石英るつぼ
のオリフィス径:   0.92mmるつぼ加圧ガス:
    アルゴン るつぼ放出圧:      5psi るつぼホイール間距離:  1/8″ 充填聞:40g るつぼ軸:       垂直 シュラウドガス:     He  10psiスクレ
ーパガス:     Ar  15psi室内ガス:N
2 室内圧(ゲージ):    0psi ホイール直径:20インチ ホイール速度:      1200rpmホイール平
滑度:240グリッド リボンの厚さ=15〜20ミクロン リボン幅:         1 、8mn+生成堡生
成率) :     32g 急冷したままのリボンの磁気測定を行なった結果、3 
日maxが1〜2メガガウスエルステツドと低く、保持
力も1〜3 koeと低いことがわかった。
Crucible: 3/4″ Quartz crucible orifice diameter: 0.92mm Crucible pressurized gas:
Argon crucible discharge pressure: 5 psi Distance between crucible wheels: 1/8″ Fill height: 40 g Crucible axis: Vertical shroud gas: He 10 psi Scraper gas: Ar 15 psi Room gas: N
2 Indoor pressure (gauge): 0 psi Wheel diameter: 20 inches Wheel speed: 1200 rpm Wheel smoothness: 240 Grid Ribbon thickness = 15-20 microns Ribbon width: 1.8 mm + production rate): 32 g As-quenched ribbon As a result of magnetic measurements, 3
It was found that the daily max was low at 1 to 2 megagauss Oersted, and the holding power was also low at 1 to 3 koe.

急冷したままの磁性合金材料は実質的に等方性であると
考えられる。
The as-quenched magnetic alloy material is considered to be substantially isotropic.

製品から得たリボンをタンタル箔で巻いて、アルゴンの
存在下で石英に封入した。650℃で6時間焼なましし
た後、上述の方法を用いて次の磁気パラメータを得た。
The ribbons obtained from the products were wrapped in tantalum foil and encapsulated in quartz in the presence of argon. After annealing at 650° C. for 6 hours, the following magnetic parameters were obtained using the method described above.

Q(測定値)              0.9IQ
 リボン面に垂直な磁界について 形状に依存する反磁場の補正を 行なったもの           1.03この材料
から取った他のリボンのパラメータは下記の通りであっ
た。
Q (measured value) 0.9IQ
1.03 Other ribbon parameters taken from this material were:

エネルギー積          保磁力(HGOc)
            (KOe)1B、89.8 16.2            13.7以上の結果
から明らかなように、Qが1以上の材料を得るもう1つ
の方法は、メルトから急冷して先駆体構造、例えば粒径
が特性的粒度ROより小ざい非晶質または微結晶質の構
造とする方法である。この非相互作用性構造を適当な熱
処理によって磁気特性を高めた適当な構造に変換する。
Energy product Coercive force (HGOc)
(KOe) 1B, 89.8 16.2 13.7 As is clear from the above results, another way to obtain a material with Q of 1 or more is to rapidly cool the melt and change the precursor structure, e.g. This is a method of forming an amorphous or microcrystalline structure smaller than the characteristic grain size RO. This non-interactive structure is converted into a suitable structure with enhanced magnetic properties by appropriate heat treatment.

ここに挙げた例の場合、最終製品の最大磁気特性にはa
適化されていない。
In the example given here, the maximum magnetic properties of the final product are a
Not optimized.

例■−試料469八A12(1) 鉄、プラセオジム、ネオジム、ホウ素、ケイ素から成る
インゴットを上述の方法に従って作製した。EDSおよ
びWDSによりインゴットの平均元素分析を行ない、次
の結果を得たく原子%)。
Example ■-Sample 4698A12 (1) An ingot consisting of iron, praseodymium, neodymium, boron, and silicon was prepared according to the method described above. The average elemental analysis of the ingot was carried out by EDS and WDS, and the following results were obtained (atomic%).

鉄                    15.4
ネオジム         15,1 ホウ素          6・3 ケイ素          0.5 アルミニウム        2.7 次にインゴットの断片を個々の石英ツJるつぼに入れ、
溶融し、急冷して上述のようなリボンを形成した。急冷
パラメータは下記の通りであった。
Iron 15.4
Neodymium 15.1 Boron 6.3 Silicon 0.5 Aluminum 2.7 Next, the ingot pieces were placed in individual quartz J crucibles.
It was melted and rapidly cooled to form a ribbon as described above. The quenching parameters were as follows.

るつぼ=2″石英(Tw) るつぼオリフィス直径:   O,[i5mるつぼ加圧
ガス:    アルゴン るつぼ放出圧;       2pSiるつぼホイール
間距離:  5rIP 充填倒:         500 ’jるつぼ@: 
      垂直 室内ガス:       アルゴン 室内圧(ゲージ):    −6(l−H)ホイール直
径:12インチ ホイール速度:      900 rpmホイール平
滑度:600グリツド ホイール厚さ:35〜62±6.35ミクロン リボン幅’         1.49±0.349 
mm収率:           375 g上述の方
法を用いて急冷したままのリボンに関して得た磁気パラ
メータは下記の通りであった。
Crucible = 2″ quartz (Tw) Crucible orifice diameter: O, [i5m Crucible pressurization gas: Argon crucible discharge pressure; 2pSi crucible distance between wheels: 5rIP Filling: 500’j Crucible @:
Vertical room gas: Argon room pressure (gauge): -6 (l-H) Wheel diameter: 12 inches Wheel speed: 900 rpm Wheel smoothness: 600 Grid wheel thickness: 35-62 ± 6.35 microns Ribbon width' 1.49±0.349
mm Yield: 375 g The magnetic parameters obtained for the as-quenched ribbon using the method described above were as follows.

Q(測定値)              1.33Q
 リボン面に対して垂直な磁界の 形状依存反磁場補正済       1.45EDSお
よびWDSによってリボン断片の分析を行なった。リボ
ン断片の元素分析結果は下記の通りであった(単位:原
子%) 鉄                     75.
99ネオジム         14.78ホウ素  
        6,64 ケイ素          2.58 この材料からスピンおよび急冷したその他のリボンのパ
ラメータは下記の通りであった:エネルギー積    
      保磁力()IGOe)         
   (にQe)24.4             
 22.0より大16.6            1
8.8このような材料は、保磁力の高い材料の測定を正
確に測定するのが困難であることを例示するものである
。等方性に関するチェックを行なったリボンを当初の磁
化方向から 180度で測定した場合、B Hmaxの
値が30,5から26.8に減少し、しかも元の方向で
再測定すると31.6の値を得た。この2つの測定方向
は結晶学的には同等であるため、このような相違が生じ
るのは、逆方向で材料を完全に飽和できていないことが
原因になっているとしか考えられない。この時材料は通
常の場合、各方向に同じ12Tパルスで磁化しているた
め、一度道化した後は、磁化方向の逆転を要する磁界に
ついては最初に磁化を行なうのに要した磁界より大きく
する必要があることを示している。実際には、これが「
トレーニング」現象と呼ばれるものどなり、当初の磁化
方向がその材料の好適磁化方向となる。
Q (measured value) 1.33Q
Ribbon fragments were analyzed by shape-dependent demagnetically corrected 1.45 EDS and WDS of the magnetic field perpendicular to the ribbon plane. The elemental analysis results of the ribbon fragments were as follows (unit: atomic %): Iron 75.
99 neodymium 14.78 boron
6,64 Silicon 2.58 Other ribbon parameters spun and quenched from this material were: energy product;
Coercive force ()IGOe)
(to Qe)24.4
Greater than 22.0 16.6 1
8.8 Such materials illustrate that measurements of high coercivity materials are difficult to accurately measure. When a ribbon that has been checked for isotropy is measured at 180 degrees from the original magnetization direction, the value of B Hmax decreases from 30.5 to 26.8, and when remeasured in the original direction it decreases to 31.6. Got the value. Since these two measurement directions are crystallographically equivalent, it can only be assumed that the reason for such a difference is that the material cannot be completely saturated in the opposite direction. At this time, the material is normally magnetized with the same 12T pulse in each direction, so once the material has been magnetized, the magnetic field required to reverse the magnetization direction must be larger than the magnetic field required to initially magnetize it. It shows that there is a need. In reality, this is
In what is called a "training" phenomenon, the initial magnetization direction becomes the material's preferred magnetization direction.

例■ (急冷したままの磁石フレークの断面の透過型電子顕微
鏡写真) Nd−Pr−Fe−B−3ila性合金合金冷したまま
のフレーク1組を作製し、高分解能透過型電子顕微鏡検
査法により検査した。高分解能透過型電子顕微鏡検査で
は薄いフレークの厚さ方向に切断し、フレークの厚さく
30〜40ミクロン)方向での微細構造の均一性を調べ
られるようにした。
Example ■ (Transmission electron micrograph of a cross-section of a magnet flake that has been rapidly cooled) A set of Nd-Pr-Fe-B-3ila alloy flakes that have been cooled was prepared and examined using high-resolution transmission electron microscopy. Inspected. For high-resolution transmission electron microscopy, thin flakes were cut in the thickness direction so that the uniformity of the microstructure across the flake thickness (30 to 40 microns) could be examined.

同じフレーク1つを破砕して磁気的測定を行なった。2
回のWA造分から得た材料を用いた。上記例工〜■で使
用した方法を用いてインゴットの作製及びフレークの作
製を行なった。
One of the same flakes was crushed and magnetically measured. 2
The material obtained from the WA milling process was used. Ingots and flakes were prepared using the method used in Examples 1 to 1 above.

製造分502ABO1の組成(プラズマ及び化学分析測
定による)はN d 12.0原子%、Pr0.05原
子%、85.6原子%、3i1.7原子%、残部FeT
”あった。4009の装填材料を0.8訓孔から速度2
2雇/秒で回転している銅製ホイール上に3psiの圧
力で放出した。この作業の一部分においてメルトの温度
を1400℃以上に上げてオリフィスの詰まりを無くす
ようにした。
The composition of manufactured portion 502ABO1 (according to plasma and chemical analysis measurements) is N d 12.0 atomic %, Pr 0.05 atomic %, 85.6 atomic %, 3i 1.7 atomic %, balance FeT.
``There was. 4009 loading material from 0.8 training hole to speed 2
It was discharged at a pressure of 3 psi onto a copper wheel rotating at 2 h/sec. During part of this operation, the temperature of the melt was raised to over 1400°C to eliminate clogging of the orifice.

”A N分400AA10の組成(プラズマ及び化学分
析測定による)は、はぼN69.8原子%、pr2.5
原子%、B5.9原子%、3i0.5原子%、残部1”
eであった。329の装填材料を0.8++o+径オリ
フイスから速度24m/秒で回転しているw7A!II
ホイール上に3psiの圧力で放出した。
”The composition of N400AA10 (according to plasma and chemical analysis measurements) is 69.8 atomic% of N, pr2.5
atomic%, B5.9 atomic%, 3i0.5 atomic%, balance 1"
It was e. w7A rotating a 329 charge material from a 0.8++o+ diameter orifice at a speed of 24m/sec! II
It was discharged onto the wheel at a pressure of 3 psi.

製造弁502ABO1から磁気特性の大幅に異なるフレ
ークを3つ選択し、詳細な分析を行なった。
Three flakes with significantly different magnetic properties were selected from manufactured valve 502ABO1 and subjected to detailed analysis.

試料502^BO1(4)は大きい結晶粒(「急冷の不
完全な」)試料であった。その微細構造を第4Δ図に顕
微鏡写真で示す。第4B図は対応するヒステリシスルー
プを示している。この結晶粒の特性的粒径は1000Å
以上であり、磁気性能はB Hmaxがわずか28GO
cと劣っている。
Sample 502^BO1 (4) was a large grained ("incompletely quenched") sample. The fine structure is shown in a micrograph in Fig. 4Δ. Figure 4B shows the corresponding hysteresis loop. The characteristic grain size of this crystal grain is 1000 Å
Above, the magnetic performance is B Hmax is only 28GO
It is inferior to c.

試料502ABO1(8)は小さい結晶粒(「急冷し過
ぎた」)試料であった。その微細構造を第5Δ図に示す
。第5B図は対応するヒスプリシスループである。構造
は非晶質のように見えるが、電子線回折によると粒径が
約50オングストローム以下の結晶子がいくらか存在し
ていることが示された。磁気エネルギー積は、保磁力)
−1cが4000e以下であるため非常に低かった(I
 HGOe)。相互作用効果が強いため残留磁化Mrが
大きかった。
Sample 502ABO1 (8) was a small grained ("over-quenched") sample. The fine structure is shown in Fig. 5Δ. Figure 5B is the corresponding hysteresis loop. Although the structure appears to be amorphous, electron diffraction shows the presence of some crystallites with a particle size of about 50 angstroms or less. The magnetic energy product is the coercive force)
-1c was less than 4000e, so it was very low (I
HGOe). Since the interaction effect was strong, the residual magnetization Mr was large.

試料5502ABO1(35)は、相互作用を高めるた
めの最適粒径に近い結晶粒という基準で選んだ。その微
細構造を第6A図に示し、対応するヒステリシスループ
を第6B図に示す。結晶粒は直径約200〜300オン
グストロームであり、相互にランダムに向いている。平
均値まわりでの粒度分布を周知の方法により図形的数量
的に測定できる。さらに拡大すると(不図示)、粒界に
目立った第2相が存在せずきれいであることが分かった
。磁気エネルギー積が18HGOe 、残留磁化が9 
KG以上であり、これはQの値にして1.0以上に相当
する。
Sample 5502ABO1 (35) was selected on the basis of having grains close to the optimum grain size to enhance interaction. The microstructure is shown in FIG. 6A, and the corresponding hysteresis loop is shown in FIG. 6B. The grains are approximately 200-300 angstroms in diameter and randomly oriented with respect to each other. The particle size distribution around the mean value can be determined graphically and quantitatively by well-known methods. When further enlarged (not shown), it was found that the grain boundaries were clear with no noticeable second phase. Magnetic energy product is 18HGOe, residual magnetization is 9
KG or more, which corresponds to a Q value of 1.0 or more.

試料400AA10(6)は異なる製造弁から取った試
料であり、やはり最適粒径を示すものである。その微a
4M造を第7A図に示し、対応するヒステリシスループ
を第7B図に示す。この場合も結晶粒の直径は200〜
300オングストロームであり、微細構造は第6Δ図の
ものと非常に類似して見えるが、組成はやや異なってい
る。磁気パラメータも試料502ABO1(35)に非
常に類似しており、(BH)maxが158GOc以上
、Qが1.0以上である。
Sample 400AA10(6) is a sample taken from a different production valve and also shows the optimum particle size. That fine a
The 4M structure is shown in FIG. 7A and the corresponding hysteresis loop is shown in FIG. 7B. In this case as well, the diameter of the crystal grains is 200~
300 angstroms, and the microstructure looks very similar to that in Figure 6Δ, but the composition is slightly different. The magnetic parameters are also very similar to sample 502ABO1 (35), with (BH)max of 158 GOc or more and Q of 1.0 or more.

電子線回折で調べた結果から判断して、急冷し過ぎた試
料が他に比べてピークが相当広くなったとは言え、全て
の試料が主たる相としてRE2Fe14B、材料と関)
上して正方晶系でPr2/mnm構造を有していると考
えられる。
Judging from the results of electron diffraction, all samples showed RE2Fe14B as the main phase (related to the material), although the samples that had been cooled too quickly had a considerably broader peak than the others.
It is considered that it has a tetragonal system and a Pr2/mnm structure.

以上ある好適例と好適実施態様に関して本発明の説明を
行なって来たが、これによって本発期の範囲を限定する
ものではなく、本発明の範囲を限定するのは特許請求の
範囲のみである。
Although the present invention has been explained with reference to the preferred examples and preferred embodiments, this does not limit the scope of the invention, and the scope of the present invention is limited only by the claims. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はH(結晶粒、結晶粒)=48KOeの場合の等
方性材料の理論的M対Hのヒステリシスループを非相互
作用性結晶粒(実線)と相互作用性結晶粒(点線)につ
いて示す図である。 第2図は一軸性結晶粒を有する等方性材料の(B H)
 maxと交換相互作用性結晶粒の特性的粒径Rの関係
を理論的に表したグラフである。 第3図は一軸性結晶粒を有する等方性材料の保磁係数Q
と交換相互作用性結晶粒を有する第2図の材料の特性的
粒径Rの関係を理論的に表したグラフである。 第4A図は例■の大きい結晶粒から成る低エネルギー槓
の合金(試料502ABO1(4))の8インチX10
インチのコピーを500オングストローム−1,1αの
比率で拡大した断面の透過型電子顕微鏡写真である。 第4B図は第4A図に示した材料のヒステリシスループ
である。 第5A図は例IVの小さい結晶粒から成る低エネルギー
積の合金の8インチX10インチのコピーを500オン
グストローム=  1.3cmの比率で拡大した断面の
透過型電子顕微鏡写真である。 第5B図は第5A図に示した材料のヒステリシスループ
を示す。 第6A図は量子力学的交換結合に適する粒径と粒径分布
を有する例■の高エネルギー積材料(試料502ABO
1(35))の8インチX10インチコピーを500オ
ングストローム−1,3cmの比率で拡大した断面の透
過型電子顕微鏡写真である。 第6B図は第6A図に示した材料のヒステリシスループ
である。 例IVの高エネルギー積材料(試料400^A10(6
))の8インチX10インチのコピーを500オングス
トローム=1.65o++の比率で拡大した断面の透過
型電子顕微鏡写真である。 第7B図は第7A図に示した材料のヒステリシスループ
である。 図面の浄書(ろ容に変更なし) 図面の浄書(内容に変更なし) Fj&、’L  A 図面の浄書(内容に変更なし) 図面の浄書(内容に変更なし) 手続補正書 昭和62年3月12日 1、事件の表示  昭和62年特許願第3108号2、
発明の名称  残留磁化を高めた永久磁性合金とそのバ
ルク状磁性体 3、補正をする習 事件との関係  特許出願人 名 称   (665)新日本製鐵株式*ホエ5、補正
命令の日付   自 発 補充する。(内容に変更なし) 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示  昭和62年特許願第3108号2、
発明の名称  残留磁化を高めた永久磁性合金とそのバ
ルク状磁性体 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称   (665)新日本製鐵株式会社4、代 理
 人   東京都新宿区新宿1丁目1番14号 山田ど
ル8、補正の内容 (1)  明細書中、第82頁第3行目に「断面の透過
型・・・」とあるを「断面の結晶構造の透過型・・・」
と補正する。 ■ 層中、第82頁第10行目に「断面の透過型・・・
」とあるを、「断面の結晶構造の透過型・・・」と補正
する。 G)  層中、第82頁第17行目に「断面の透過型・
・・」とあるを、「断面の結晶構造の透過型・・・」と
補正する。 (4)  層中、第83頁第7行目に「断面の透過型・
・・」とあるを、「断面の結晶構造の透過型・・・Jと
補正する。 尚、適正な用紙を用いた、黒色で鮮明に描いた第4A図
、第5A図、第6A図及び第7A図(写真)につきまし
ては、本願についての昭和62年3月12日付手続補正
書(自発)にて提出致しました。
Figure 1 shows the theoretical M vs. H hysteresis loop of an isotropic material when H (grain, grain) = 48 KOe for non-interacting grains (solid line) and interacting grains (dotted line). FIG. Figure 2 shows (BH) of an isotropic material with uniaxial grains.
It is a graph theoretically representing the relationship between max and the characteristic grain size R of exchange interaction crystal grains. Figure 3 shows the coercive coefficient Q of an isotropic material with uniaxial grains.
3 is a graph theoretically representing the relationship between R and the characteristic grain size R of the material of FIG. 2 having exchange-interacting crystal grains. Figure 4A shows an 8 inch
This is a transmission electron micrograph of a cross section of an inch copy enlarged at a ratio of 500 angstroms to 1,1α. Figure 4B is a hysteresis loop for the material shown in Figure 4A. FIG. 5A is a transmission electron micrograph of a cross section of an 8 inch by 10 inch copy of the small grain, low energy product alloy of Example IV, magnified at a ratio of 500 Angstroms = 1.3 cm. Figure 5B shows the hysteresis loop for the material shown in Figure 5A. Figure 6A shows the high energy product material of Example 5 (Sample 502ABO) having a particle size and particle size distribution suitable for quantum mechanical exchange coupling.
1(35)) is a transmission electron micrograph of a cross section of an 8 inch x 10 inch copy enlarged at a ratio of 500 angstroms to 1.3 cm. FIG. 6B is a hysteresis loop for the material shown in FIG. 6A. Example IV High Energy Product Material (Sample 400^A10(6
)) is a cross-sectional transmission electron micrograph of an 8 inch x 10 inch copy enlarged at a ratio of 500 angstroms = 1.65o++. FIG. 7B is a hysteresis loop for the material shown in FIG. 7A. Engraving of drawings (no change in content) Engraving of drawings (no change in content) Fj&,'LA Engraving of drawings (no change in content) Engraving of drawings (no change in content) Procedural amendment March 1988 12th 1, Incident Display Patent Application No. 3108 of 1988 2,
Title of the invention Permanent magnetic alloy with increased residual magnetization and its bulk magnetic material 3, Relationship with the Xi case for amendment Name of patent applicant (665) Nippon Steel Corporation stock * Hoe 5, Date of amendment order Spontaneous addition do. (No change in content) Procedural amendment (method) % formula % 1. Indication of case Patent Application No. 3108 of 1988 2.
Title of the invention Permanent magnetic alloy with increased residual magnetization and its bulk magnetic material 3, Relationship with the amended person's case Name of patent applicant (665) Nippon Steel Corporation 4, Agent Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo 1-1-14 Yamada Doru 8, Contents of the amendment (1) In the specification, on page 82, line 3, the phrase “cross-sectional transmission type...” was replaced with “cross-sectional crystal structure transmission type. ...”
and correct it. ■ In the layer, page 82, line 10 says, “Transmission type of cross section...
'' should be corrected to read ``transmission type of crystal structure in cross section...''. G) In the layer, on page 82, line 17, it is written that ``Transmission type of cross section.
``...'' is corrected to ``Transmission type of crystal structure in cross section...''. (4) In the layer, page 83, line 7 says, “Transmission type of cross section.
``...'' is corrected to ``Transmission type of crystal structure in cross section... Regarding Figure 7A (photo), we submitted it in the written amendment to the application dated March 12, 1988 (voluntarily).

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)保磁係数Qが1.0より大きく、最大磁気エネル
ギー積が15HGOeより大きく、残留磁化が9KGよ
り大きく、実質的に結晶子の固体塊から 成り、前記結晶子の各々が、隣接する結晶子と粒界を介
して接触しており、該粒界で隣接する結晶子と結晶学的
に向きがそろっていない磁気的に実質的に等方性の磁性
材料であつて、 (a)各結晶子が磁化容易軸を有しており、 (b)前記結晶子および粒界は、隣接する結晶子の表面
原子間で粒界を超えての量子力学的交換結合が生じるよ
うな寸法とジオメトリーとを有している硬磁性材料。
(1) The coercive coefficient Q is greater than 1.0, the maximum magnetic energy product is greater than 15HGOe, the residual magnetization is greater than 9KG, and the crystallites are substantially composed of a solid mass of crystallites, each of which is adjacent to each other. A magnetically substantially isotropic magnetic material that is in contact with crystallites through grain boundaries and whose orientation is not crystallographically aligned with adjacent crystallites at the grain boundaries, (a) each crystallite has an axis of easy magnetization; (b) the crystallites and grain boundaries are dimensioned such that quantum mechanical exchange coupling across the grain boundaries occurs between surface atoms of adjacent crystallites; A hard magnetic material having a geometry.
(2)前記結晶子は、隣接結晶子間の表面交換相互作用
による結晶粒・結晶粒間相互作用に起因する磁場が個々
の結晶子の異方性磁場と実質的に等しくなるような平均
半径R_0を有する特許請求の範囲第1項に記載の硬磁
性材料。
(2) The crystallites have an average radius such that the magnetic field caused by grain-to-crystalline interactions due to surface exchange interactions between adjacent crystallites is substantially equal to the anisotropic magnetic field of each individual crystallite. The hard magnetic material according to claim 1, which has R_0.
(3)磁気的な表面交換エネルギーが、結晶粒をその磁
化容易軸からズレた方向に配向できる程度に強い特許請
求の範囲第2項に記載の硬磁性材料。
(3) The hard magnetic material according to claim 2, in which the magnetic surface exchange energy is strong enough to orient crystal grains in a direction deviated from their axis of easy magnetization.
(4)個々の結晶子の異方性エネルギーは、保磁力が約
8KOeより大きくなるほど強い特許請求の範囲 範囲第2項に記載の硬磁性材料。
(4) The hard magnetic material according to claim 2, wherein the anisotropy energy of each crystallite becomes stronger as the coercive force becomes larger than about 8 KOe.
(5)稀土類金属と遷移金属との合金を含んで成る、特
許請求の範囲第1項に記載の硬磁性材料。
(5) The hard magnetic material according to claim 1, which comprises an alloy of a rare earth metal and a transition metal.
(6)前記合金がホウ素をさらに含んで成る、特許請求
の範囲第5項に記載の硬磁性材料。
(6) The hard magnetic material according to claim 5, wherein the alloy further contains boron.
(7)前記合金の公称組成は、REを1種類またはそれ
以上の稀土類金属TMを1種類またはそれ以上の遷移金
属とするとRE_2TM_1_4B_1で表わされる特
許請求の範囲第6項に記載の硬磁性材料。
(7) The hard magnetic material according to claim 6, wherein the nominal composition of the alloy is RE_2TM_1_4B_1, where RE is one or more rare earth metals and TM is one or more transition metals. .
(8)前記稀土類金属がプラセオジムとネオジムとから
成る群から選択されている、特許請求の範囲第7項に記
載の硬磁性材料。
(8) The hard magnetic material according to claim 7, wherein the rare earth metal is selected from the group consisting of praseodymium and neodymium.
(9)前記遷移金属が鉄とコバルトとニッケルとから成
る群から選択されている、特許請求の範囲第7項に記載
の硬磁性材料。
(9) The hard magnetic material according to claim 7, wherein the transition metal is selected from the group consisting of iron, cobalt, and nickel.
(10)改質元素を含んで成る、特許請求の範囲第7項
に記載の硬磁性材料。
(10) The hard magnetic material according to claim 7, which comprises a modifying element.
(11)前記改質元素がAlとSiとその混合物とから
成る群から選択されている、特許請求の範囲第10項に
記載の硬磁性材料。
(11) The hard magnetic material according to claim 10, wherein the modifying element is selected from the group consisting of Al, Si, and mixtures thereof.
(12)前記改質元素が結晶粒精製剤(grainre
fining agent)である、特許請求の範囲第
10項に記載の硬磁性材料。
(12) The modifying element is a grain refining agent (grain refining agent).
The hard magnetic material according to claim 10, which is a fining agent.
(13)前記結晶粒精製剤は競合し合う核形成速度と結
晶粒成長速度とを調整して、平均結晶子半径R_0が約
200Åで、保磁力の低下および結晶子の多磁区化を実
質的に避け得るような結晶子半径分布を有する固体の硬
磁性材料にするものである特許請求の範囲第12項に記
載の硬磁性材料。
(13) The crystal grain refining agent adjusts the competitive nucleation rate and crystal grain growth rate, and when the average crystallite radius R_0 is about 200 Å, the reduction in coercive force and the formation of multiple domains in the crystallites are substantially suppressed. 13. The hard magnetic material according to claim 12, which is made into a solid hard magnetic material having a crystallite radius distribution that can be avoided.
(14)75<a<85、10<b<20、5<c<1
0、dを5までとする時、式 Fe_a(Nd、Pr)_bB_c(Si、Al)_d
で表わされる公称組成のP4_2/mnmの正方晶系の
主要相を有している、特許請求の範囲第1項に記載の硬
磁性材料。
(14) 75<a<85, 10<b<20, 5<c<1
When 0 and d are up to 5, the formula Fe_a(Nd,Pr)_bB_c(Si,Al)_d
The hard magnetic material according to claim 1, having a tetragonal main phase with a nominal composition of P4_2/mnm.
(15)前記ホウ素が相互作用のないRE_2Fe_1
_4Bのホウ素原子のサイトに対して変位されている、
特許請求の範囲第14項に記載の硬磁性材料。
(15) RE_2Fe_1 where the boron does not interact
_4B is displaced relative to the boron atom site,
A hard magnetic material according to claim 14.
(16)個々の結晶子の平均半径R_0が約200Åで
ある、特許請求の範囲第14項に記載の硬磁性材料。
(16) The hard magnetic material according to claim 14, wherein the average radius R_0 of each crystallite is about 200 Å.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008063199A (en) * 2006-09-08 2008-03-21 Univ Of Tokyo epsi-IRON OXIDE-BASED MAGNETIC MATERIAL
JP2017532444A (en) * 2014-08-15 2017-11-02 アーバン マイニング カンパニー Grain boundary engineering

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6358903A (en) * 1986-08-29 1988-03-14 松下電器産業株式会社 Method of leading out electrode of positive characteristic thermistor element

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6358903A (en) * 1986-08-29 1988-03-14 松下電器産業株式会社 Method of leading out electrode of positive characteristic thermistor element

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008063199A (en) * 2006-09-08 2008-03-21 Univ Of Tokyo epsi-IRON OXIDE-BASED MAGNETIC MATERIAL
JP2017532444A (en) * 2014-08-15 2017-11-02 アーバン マイニング カンパニー Grain boundary engineering
JP2020204096A (en) * 2014-08-15 2020-12-24 アーバン マイニング カンパニー Grain boundary alloy and production method thereof
US11270841B2 (en) 2014-08-15 2022-03-08 Urban Mining Company Grain boundary engineering

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