KR100372050B1 - 페라이드 자석분말 및 자석분말을 이용한 자석 및 그제조방법 - Google Patents

페라이드 자석분말 및 자석분말을 이용한 자석 및 그제조방법 Download PDF

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Abstract

Sr을 La로 치환하고, 동시에 Fe를 Co로 치환한 La-Co계 페라이트 자석분말로서, 1300℃를 넘고, 더욱이 1450℃ 이하의 온도에서 가소결을 실행하는 것에 의하여 제조한다. 결정C축을 따라 상향 또는 하향의 상태에 있는 Fe의 자기모멘트 가운데 사이트수가 많은 방향의 자기모멘트를 가지는 Fe가 Co로 치환되고, 그 겨롸 높은 보자력을 발휘한다. 이와 같이 하여, 포화자화(σs)의 저하를 억제하면서, 보자력을 향상시키는 것이 가능하다.

Description

페라이드 자석분말 및 자석분말을 이용한 자석 및 그 제조방법{Ferrite magnet powder and magnet using said magnet powder and method for preparing them}
페라이트는 2가 양이온금속의 산화물과 3가의 철이 만드는 화합물의 총칭이고, 페라이트 자석은 모터 또는 발전기 등의 각종 용도에 사용되고 있다. 페라이트 자석의 원료로서는, 마그네트 플럼바이트형의 육방정구조를 가지는 Sr페라이트(SrFe12O19) 또는 Ba페라이트(BaFe12O19)가 널리 사용되고 있다. 이들 페라이트는, 산화철과 스트론튬(Sr) 또는 바륨(Ba) 등의 탄산염을 원료로 하고, 분말야금법에 의하여 비교적 저가로 제조된다.
마그네트 플럼바이트형 페라이트의 기본 조성은, 통상, 「MO·n Fe2O3」의 화학식으로 표현된다. 원소 M은 2가 양이온으로 되는 금속이고, Sr, Ba, Pb, Ni 등에서 선택된다. 이러한 페라이트 중의 각 사이트에 있어서 철 이온(Fe3+)는 스핀자기모멘트를 가지고, 산소이온(O-2)를 통하여 초교환상호 작용에 의하여 결합되고 있다. Fe3+의 각 사이트에 있어서, Fe3+의 자기 모멘트는 c축을 따라 상향 또는 하향의 상태로 있다. "상향"의 자기 모멘트를 가지는 사이트의 수와 "하향"의 자기 모멘트를 가지는 사이트의 수와의 사이에 차이가 있기 때문에, 결정 전체로서는 강자성을 보인다(페리 자성체).
마그네트플럼바이트형 페라이트 자석의 자기 성능 가운데, 잔류 자속밀도(Br)은, 결정의 Is를 향상시키고, 소결체의 밀도 및 결정의 배향도를 증가시키는 것에 의하여 개선 가능한 것으로 알려져 있다. 한편 보자력(Hcj)는 단자구결정의 존재율을 높이는 것에 의하여 개선 가능한 것으로도 알려져 있다. 그러나 잔류 자속밀도(Br)를 향상시키는 목적으로 소결체의 밀도를 높이도록 하면, 결정성장이 조장되기 때문에 보자력(Hcj)가 저하되고 만다. 역으로 Al2O3등의 첨가에 의하여 결정입 사이즈를 억제하고 이것에 의하여 보자력을 향상시키도록 하면, 소결체의 밀도 저하 등에 기인하여 잔류자속밀도가 저하되고 만다. 이와 같은 페라이트 자석의 자기 특성을 개선하기 위한 목적으로, 페라이트의 조성, 첨가물 및 제조조건에 대하여 각종 검토가 행해지고 있지만, 잔류자석밀도와 보자력의 양방을 향상시킨 페라이트 자석의 개발은 어렵다.
본 출원인은, 원료에 Co를 첨가하는 것에 의하여 잔류자속밀도를 저하시키지 않고 보자력을 향상시킨 페라이트 자석을 개발하였다(일본국 특허공개 평성4-40843호 공보 및 특허공개 평성5-42128호 공보).
그 후, Fe를 Zn으로 치환하고, Sr을 La로 치환하는 것에 의하여 포화자기(σs)를 향상시킨 페라이트 자석이 제안되었다(일본국 특허공개 평성9-115715호 공보 및 특허공개 평성10-149910호 공보). 페라이트 자석은, 상술한 바와 같이 Fe3+의 자식모멘트가 사이트에 의하여 역방향을 향하는 페리자성체이기 때문에, 그 포화자화는 상대적으로 낮다. 그러나 상기 공보에는, Fe의 자기모멘트에 보다도 작은 자기모멘트를 가지는 이온을 Fe이온의 특정 사이트에 두는 것에 의하여 "하향"의 자기모멘트를 감소시키고, 이것에 의하여 포화자화(σs)를 향상시킬 수 있다고 기재되어 있다. 그리고 상기 공보에는, La대신에 Nd 또는 Pr을 이용하는 예, Zn 대신에 Mn, Co, Ni를 이용하는 예도 기술되어 있다.
일본응용자기학회 학술 강연개요집(1998년 9월 20일 배포)에는, La 및 Co를 첨가한 Sr1-xLaxCox·Fe12-xO19조성물에 의하여 보자력(Hcj)와 포화자화(σs)의 양방을 향상시킨 페라이트자석이 개시되어 있다.
그러나 이들 페라이트 자석에 있어서도, 보자력 및 포화자화의 양방에 대한 특성개선은 불충분하다. 특히 Fe를 Co로 치환하고, Sr을 La로 치환한 Sr1-xLaxCox·Fe12-xO19조성물에 대하여, 특허공개 평성10-149910호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 온도(1200℃)에서 가소를 수행한 경우, 포화자화(σs)는 높아도 보자력은 높아지지 않는 문제가 있다.
상기 일본응용자기학회 학술강연개요집(1998년 9월 20일 배포)에서는, Zn대신에 Co를 사용하여 Fe를 치환하는 것에 의하여 보자력이 어느 정도 개선된다는 것이 보고되어 있지만, 그 원인은 기재되어 있지 않고, 또한 보자력개선 및 잔류자속밀도개선의 정도도 불충분하다고 생각된다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 제안되는 것으로, 그 주된 목적은, 포화자화와 보자력의 양측면을 향상시킨 페라이트 자석분말, 및 상기 자석분말을 이용한 자석을 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 페라이드 자석분말 및 상기 자석분말을 이용한 자석 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 대하여, 포화자화(σs)의가소온도(Calcining temperature) 의존성을 보이는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 대하여, 이방성 자계(HA)의 가소온도 의존성을 보이는 그래프이다.
도 3은, 본 발명의 실시예 및 비교예에 대하여, 포화자화(σs) 및 이방성 자계(HA)의 치환량 의존성을 보이는 그래프이다(x=y).
도 4는, 본 발명의 실시예에 있어서의 가소온도가 1200℃, 1300℃ 및 1400℃ 인 경우의 X선회전 패턴을 보이는 그래프이다.
도 5에서 (a)는 가소결온도가 1300℃ 이하의 경우의 Fe와 Co와의 치환을 모식적으로 보인 도면이고, 도 5에서 (b)는 가소결온도가 1300℃를 넘는 경우의 Fe와 Co와의 치환을 모식적으로 보인 도면이다.
본 발명의 자석분말은, (1-x)SrO·(x/2)La2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO로 표현되는 페라이트의 주상을 가지는 자석분말으로서, x 및 y는 몰비를 보이고, 0.1≤x≤0.4, 0.1≤y≤0.4, 5.5≤n≤6.5이고, 결정의 C축에 따른 상향 또는 하향의 상태에 있는 Fe의 자기모멘트 가운데 사이트수가 많이 향하는 자석모멘트를 가지는 Fe가 Co로 치환되는데 있다.
상기 가소는, 1300℃를 넘는 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
바람직하는 실시예에 있어서는, 실온에 있어서 이방성 자계(HA)가 1750kA/m(22kOe) 이상으로, 실온에 있어서 포화자화(σs)가 84.78㎼em/kg(67.5emu/g) 이상이다.
본 발명의 본드자석은, 상기 자석분말을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 소결자석은, 자석분말에서 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 자석분말의 제조방법은, SrCO3및 Fe2O3의 분말에 대하여, La 및 Co의 각각의 산화물 분말을 첨가한 원료혼합분말을 준비하는 공정과, 상기 원료 혼합분말을 1300℃을 초과하는 온도로서 1450℃ 이하의 온도에서 가소하고, 이것에 의하여 (1-x)SrO·(x/2)La2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO(0.1 ≤x ≤0.4, 0.1 ≤y ≤0.4, 5.5 ≤n ≤6.5)의 조성을 구비하는 페라이트의 가소체를 형성하는 공정과, 상기 가소체를 분쇄하는 공정을 포함한다. 그리고 원료혼합분말을 준비하는 공정은, 이와 같은 원료혼합분말을 최초부터 제작하는 경우 뿐만 아니라, 다른 사람에 의하여 제작된 원료혼합분말을 구입하여 사용하는 경우나, 다른 사람에 의하여 제작된 분말을 혼합하는 경우를 포함하는 것으로 한다.
상기 가소는 1350℃를 넘는 온도에서 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 자석의 제조방법은, SrCO3및 Fe2O3의 분말에 대하여, La 및 Co의 각각의 산화분말을 첨가한 원료혼합분말을 준비하는 공정과, 상기 원료혼합분말을 1300℃를 넘는 온도로서 1450℃ 이하의 온도에서 가소하고, 이것에 의하여 (1-x)SrO·(x/2)La2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO(0.1 ≤x ≤0.4, 0.1 ≤y ≤0.4, 5.5 ≤n ≤6.5)의 조성을 구비하는 페라이트의 가소체를 형성하는 공정과, 상기 가소체를 분쇄하고 페라이트 자석분말을 형성하는 공정과, 상기 페라이트 자석분말을 성형 소결하는 공정을 포함한다.
본 발명에 의한 다른 자석의 제조방법은, SrCO3및 Fe2O3의 분말에 대하여,La 및 Co의 각각의 산화물 분말을 첨가한 원료혼합분말을 준비하는 공정과, 상기 원료혼합분말을 1300℃를 넘는 온도로서 1450℃ 이하의 온도에서 가소하고, 이것에 의하여 (1-x)SrO·(x/2)La2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO(0.1 ≤x ≤0.4, 0.1 ≤y ≤0.4, 5.5 ≤n ≤6.5)의 조성을 가지는 페라이트의 가소체를 형성하는 공정과, 상기 가소체를 분쇄하고, 페라이트 자석분말을 형성하는 공정과, 상기 페라이트 자석분말에서 본드 자석을 형성하는 공정을 포함한다.
상기 가소는 1350℃ 이상의 온도에서 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 자석분말은, (1-x)AO·(x/2)B2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO로 표현되는 페라이트의 주상을 가지는 자석분말로서, 원소 A는 Sr, Ba, Ca 및 Pb에서 선택되는 적어도 한종류의 원소이고, 원소 B는 Y를 포함하는 희토류 원소 및 Bi에서 선택되는 적어도 한종류의 원소를 포함하고, x 및 y는 몰비를 표시하고, 0.1 ≤x ≤0.4, 0.1 ≤y ≤0.4, 5.5 ≤n ≤6.5이고, 결정의 C축을 따라 상향 또는 하향의 상태인 Fe의 자기 모멘트 가운데 사이트수가 많은 쪽을 향하는 자기 모멘트를 가지는 Fe가 Co로 치환되어 있다.
상기 가소는, 1300℃를 넘는 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 다른 자석은, 상기 자석분말에서 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자석분말은, (1-x)SrO·(x/2)La2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO로 표현되는 마그네트플럼바이트형 페라이트의 주상을 구비하고 있다. Sr의 일부는 La로 치환되고, 그 치환량(x)는 0.1 ≤x ≤0.4의 범위에 있다. Fe의 일부는 Co로 치환되고 그 치환량(y)는, 0.1 ≤y ≤0.4의 범위에 있다. 또한 n은 5.5 ≤n ≤6.5의 범위에 있다.
Fe를 Co로 치환하는 경우, 가소온도가 통상의 온도범위(1200℃ 전후)에 있으면, 포화자화는 향상된다. 이것에 대하여, 가소온도를 통상의 온도범위 보다도 높은 레벨로 상승시키면, 포화자화가 저하되는 현상이 관찰된다.
본 발명자는, La 및 Co를 원료 분말에 첨가하고, 1300℃를 넘는 온도에서 가소를 수행하면, 포화자화의 저하를 억제하면서 보자력(이방성 자계)를 향상시킬 수 있는 사실을 보았다. 이러한 이유는, Co와 Fe와의 치환위치(사이트)가 가소온도의 증가에 의하여 변화하고, 이것에 의하여 자기특성이 개선되는 것을 의미한다고 생각되어진다. 보다 상세한 것은 다음과 같다.
마그네트플럼바이트형 페라이트에서는, 화학량론조성이 SrO·6(Fe2O3)의 경우, 일단위포에 대하여 12개의 Fe3+이온이 포함되어 있다. 그 가운데 8개의 Fe3+이온은 결정C축을 따라 상향의 자기모멘트를 가지고, 4개의 Fe3+이온은 결정C축에 따라 상향의 자기모멘트를 가지며, 4개의 Fe3+이온이 하향의 자기모멘트를 가진다. 그리고 본 명세서에서는, 8개의 Fe3+이온(사이트수는 많은 측)이 보유하는 자기모멘트의 향을 상항이라고 표현하고 있지만, 이러한 향은 하향으로 하고, 나머지 4개의 Fe3+이온이 보이는 자기모멘트의 향을 상향이라고 하여도 좋다. 이하, 단순화를 위하여, 사이트수가 많은 자기모멘트의 향을 상향이라고 설명하기로 한다.
이와 같은 페라이트 중에 있어서, Fe의 일부를 Co로 치환하는 경우, 가소온도가 1200℃ 이상 1300℃ 이하에서는, Co가 하향의 자기모멘트를 가지는 Fe와 치환하고(도 5의 (a)), 가소온도가 1300℃를 넘는 경우, Co는 상향의 자기모멘트를 가지는 Fe와 치환된다(도 5의 (b))고 생각된다. Co의 자기모멘트는 Fe의 자기모멘트에 비교하여 작기 때문에, Co가 하향의 자기모멘트를 가지는 Fe로 치환하면, 페라이트의 포화자화가 향상되는 것으로 되지만, 도 5b에 도시한 바와 같이 Co가 상향의 자기모멘트를 가지는 Fe와 치환하면, 페라이트의 포화자기는 약간 저하하지만, 이방성자계(보자력)이 충분하게 향상되는 것으로 된다고 생각된다.
그리고 가소온도가 1450℃를 초과하면, 결정입이 쉽게 성장하고, 분쇄공정에 있어서 분쇄에 많은 시간을 요하는 것으로 되는 등 불합리한 점이 생길 우려가 있다.
이상과 같은 것에서, 가소온도는 1300℃를 초과하고, 더욱이 1450℃ 이하라고 하는 온도범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 더욱이 높은 자기특성을 실현하기 위해서는, 가소온도는 1350℃에서 1450℃의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 실온에 있어서 이방성 자계(HA)가 19 X 79.58 kA/m (=19kOe=1512kA.m)을 넘고, 더욱이 포화자화(σs)가 66.5 X 1.256 ㎼bm/kg(= 66.5 emu/g = 83.52㎼bm/kg)을 넘는 자기특성이 얻어진다. 조성비(치환량)과 가소결온도를 조정하는 것에 의하여, 이방성 자계(HA)가 19.5 X 79.58 kA/m(= 19.5kOe = 1631kA/m), 포화자화(σs)가 69.2 X 1.256 ㎼bm/kg(= 69.2emu/g = 86.91 ㎼bm/kg), 더욱이 이방성자계(HA)가 26 X 79.58kA/m(=26kOe = 2069kA/m), 포화자화(σs)가 67.7 X 1.256 ㎼bm/kg(= 67.7emu/g = 85.03 ㎼bm/kg)이라고 하는 특성이 달성된다.
그리고 본 발명에서는, 마그네트플럼바이트형 페라이트의 Fe3+를 원자가수가 다른 Co2+로 치환하기 위해서는, Sr의 일부를 La로 치환하고, 상기 원자가수의 상위를 보상하고 있다. 따라서 치환량(x)는 치환량(y)에 거의 동등한 것이 바람직하지만, 본 발명은 x = y의 경우에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
그리고 본 발명의 자석분말의 제조방법을 설명한다.
우선 SrCo3의 분말과 Fe2O3(α산화철)의 분말을 1:5.5에서 1:6.5의 범위의 몰비로 혼합한다. 이 때 La2O3및 CoO 등을 원료분말에 첨가한다. 각 분말의 일차입경은, 예를 들면 다음과 같다. SrCo3:약 0.8㎛, Fe2O3분말: 약 0.5㎛, La2O3:약 1.0㎛이다.
La 및 Co의 첨가는, 이와 같이 La 및 Co의 각각의 산화물의 분말로서 첨가하는 것이 바람직하지만, 산화물 이외의 화합물(예를 들면 탄산염, 수산화물, 초산염 등)의 분말 상태인 것도 좋다.
상기 분말에 대하여, 필요에 따라 SiO2, CaCo3, SrCO3, Al2O3, Cr2O3등을 포함하는 다른 화합물을 1중량% 정도 첨가하여도 좋다.
혼합한 원료분말은, 다음에, 로터리킬른 등을 사용하여 대기중에서 1300~1450℃ 의 온도로 가열하고, 고상반응에 의하여 마그네트플럼바이트형 페라이트화합물을 형성한다. 이러한 프로세스를 "가소"라고 칭하고, 얻어진 화합물을 "가소체" 라고 칭한다. 가소시간은, 1~5시간 인것이 바람직하다.
이러한 가소공정에 의하여 얻어진 가소체는 이하의 화학식으로 표시되는 마그네트플럼바이트형 페라이트 주상을 가지고 있고, 그 평균입경은, 1~10㎛의 점위에 있다.
(1-x)SrO·(x/2)La2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO
0.1≤x = y ≤0.4, 5.5 ≤n ≤6.5
이러한 가소체를 분쇄 또는 해쇄하는 것에 의하여, 본 발명의 자석분말을 얻는 것이 가능하다.
도 1 및 도 2는, 치환량(x)가 다른 각종 시료에 대하여, 자기특성의 가소온도(Calcining temperature) 의존성을 보이고 있다. 도 1의 그래프의 종축은 포화자기를 보이고, 횡축은 치환량(x)(=y)를 보이고 있다. 도 2의 그래프의 종축은 이방성 자계를 보이고, 횡축은 치환량(x)(=y)를 보이고 있다.
도 1 및 도 3에는, 치환량(x)가 0~0.5의 샘플에 대하여 측정값이 기재되어 있다. 포화자화(σs) 및 이방성자계(HA)는, 어떠한 펄스 자화장치에 의하여 측정하였다. 측정은 실온(23℃)에서 수행하였다. 또한 측정법은 이하와 같다.
일반적으로 강자성체(페로 자성체) 또는 페리 자성체의 강자계에서의 자화곡선은 하기의 식으로 표현된다.
I = Is(1-a/H-b/H2+ ...) + χ0μ0H
상기 식은 포화점근법이라고 불리고 있다. 제1항은 자기 모멘트가 결정이방성 그외의 원인으로 자계의 방향으로 완전하게 갖추어지지 않기 때문에 생기는 항이다. 제2항은, 자기 모멘트의 크기 그것에 의하여 자계에 의하여 증가하는 항이다. 자발자화(Is)(σs)를 실험적으로 구하기 위해서는, 자기이방성이 특히 크지 않은 경우(K1~ 104J/m3)에는, H가 106A/m 이상의 자계에 대하여 b/H2의 항은 거의 무시할 수 있어서, 그 이상의 자계에 대해서는 χ0H 또는 a/H로 되는 항의 존재의 유무를 조사하고, 전자의 경우는 H를 0으로, 후자의 경우에는 1/H 를 제로로 외삽하는 것에 의하여, Is를 구하는 것이 가능하다.
그리고 몰비 6.0의 마그네트플런바이트형 Sr페라이트(SrO·6Fe2O3)의 가소분말을 측정한 자화곡선에 있어서, 자화(I)는 외부자계(H)가 30 X 79.58 kA/m(= 30kOe = 2387kA/m) 이상에서는 직선으로 된다. 이 때문에, 상기 식의 제1항은 Is로 되고, 제2항은 H의 일차식으로 되어서, H를 제로로 외삽하여, 그 y절편을 σs로 한다. 그 결과, SrO·6Fe2O3의 포화자화는 (69.2 ±0.1) X 1.256 ㎼bm/kg 이었다. 또한 이방성 자계(HA)는, 동일한 펄스 자화측정장치에 의하여 2단계 미분자화율의 측정에서 구해진다. 그 결과 SrO·6Fe2O3의 HA는 1.43MA/m(18kOe)이었다.
도 3은 이방성 자계(HA) 및 포화자계(σs)의 치환량 의존성을 보이고 있다.
도 1 내지 도 3의 그래프에서 이하와 같은 것을 알 수 있다.
1. La 및 Co를 첨가하면, 자기특성은 자소온도에 의존하도록 된다. 특히 이방성자계(HA)의 가소온도 의존성은 La 및 Co의 치환량(x)가 크게 증대된다.
2. 치환량(x)가 0.1 이상인 경우, 이방성자계(HA)가 18kOe 이상으로 증대된다. 또한 가소결온도가 높을 수록, 이방성 자계(HA)의 증가는 현저하게 된다. 이방성자계(HA)의 증가의 정도는, 치환량(x)가 0.3에서 최대로 된다(도 3)
3. 치환량(x)가 0.4를 초과하여 크게 되면, 가소온도의 증가에 수반하여 포화자화(σs)는 저하하는 경향이 발견된다(도 3)
4. 포화자화(σs)를 67.5 X 1.256 ㎼bm/kg(= 67.5 emu/g = 84.78 ㎼bm/kg) 이상으로 유지하면서 22 X 79.58kA/m(= 22kOe = 1750kA/m) 이상의 이방성자계(HA)를 달성하기 위해서는, 치환량(x)를 0.2~0.3의 범위로 하고, 더욱이 가소결온도가 1300℃를 넘도록 하면 좋다.
도 4는, 가소온도가 1200℃, 1300℃, 그리고 1400℃의 경우의 X선회절패턴을 도시하고 있다. 회절패턴은, 가소온도에 거의 의존하지 않는다. 그러나 도 1에 도시한 데이터에서 명백한 바와 같이 가소온도가 높을수록, 가소체의 이방성자계(HA)는 향상된다. 가소온도가 높을수록 이방성자계(HA)가 개선되는 이유는, 전술한 바와 같이, Co와 Fe의 치환이 생기는 사이트가 가소온도의 고저에 의하여 변환하기 때문이라고 예상된다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 가소결온도를 1300℃을 넘고, 동시에 1450℃ 이하로 하고, Fe를 Co로 치환하는 것에 의하여, 포화자화(σs)의 저하를 억제하면서, 이방성자계(HA)를 크게 향상시키는 것이 가능하다.
다음에, 본 발명에 의한 펠이트 자석의 제조방법을 설명한다.
우선, 전술한 방법에 의하여 가소체를 제조한다. 다음에 가소결체를 진동미러, 볼밀 및/또는 아트라이터를 이용한 미분쇄공정에 의하여, 가소결체를 미립자로 분쇄한다. 미립자의 평균입경은 0.4~0.7㎛ 정도(공기투과법)로 하는 것이 바람직하다. 미분쇄공정은, 건식분쇄와 습식분쇄를 조립하여 수행하는 것이 바람직하다. 습식분쇄에 대해서는, 물 등의 수계 용매나 각종의 비수계용매를 이용하는 것이 가능하다. 습식분쇄에 대해서 용매와 가소결분말이 혼합된 슬러리가 생성된다. 슬러리에는 공지의 각종 계면활성제가 참가되어도 좋다.
그 후, 슬러리 중의 용매를 제거하면서 자장중 또는 무자장중에서 프레스 성형한다. 프레스 성형후, 탈지공정, 소결공정, 가공공정, 세정공정, 검사공정 등의 공지의 제조프로세스를 경유하여, 최종적으로 페라이트 자석의 제품이 완성된다. 소결공정은, 공기중에서 예를 들면 1200℃에서 1250℃의 온도범위에서 0.5 내지 2시간 정도 수행하면 좋다. 소결공정에서 얻어진 소결자석의 평균입경은 예를 들면 1~1.5㎛이다.
그리고, 상기 페라이트 자석분말을 플렉시빌리티(유연성)가 있는 고무나 경질경량의 플라스틱 등과 혼합하여 본드자석을 제조하는 것도 가능하다. 이 경우, 본 발명의 자석분말을 바인더 및 첨가물과 혼합, 혼련한 후, 성형가공을 수행한다. 성형가공은, 사출성형, 압출성형, 롤성형 등의 방법에 의하여 수행된다.
본 발명에서는, 전술한 바와 같이 비교적 높은 온도에서 가소를 수행하는 것에 의하여, 자기특성의 향상을 얻을 수 있다. 가소온도를 높이면, 일반적으로는 그 후의 분쇄가 곤란하게 되고, 소결성도 열화된다. 이 때문에, 가소온도는 낮게하는(예를 들면 1200℃ 정도로 한다) 편이 바람직하다고 생각된다. 본 발명에서는, 가소온도를 1300℃ 이상의 고온으로 하기 때문에, 가소전에 미세하게 조립하고, 조립분 이상으로 입성장시키지 않도록 하거나, 입성장한 입자를 롤러밀이나 로드밀 등에 의하여 분쇄하는 등의 처리를 수행하여 고가소온도에 의한 폐해를 배제하고 있다.
그리고 Sr 대신에, Ba, Ca, 및 Pb에서 선택된 적어도 한종류의 원소가 이용되어도 좋다. 또한 La에 대신하여 또한 La와 같이, Y를 포함하는 희토류원소 및 Bi에서 선택되는 적어도 한종류의 원소로서 Sr의 일부를 치환하여도 좋다.
(실시예)
우선 (1-x)SrO·(x/2)La2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO의 조성에 있어서, x = y = 0.3으로 하도록 배합한 원료분말을 1350℃로 가소하는 것에 의하여 본 발명에 의한 자석분말을 제적한다.
다음에, 이러한 자석분말을 더욱 0.52㎛의 크기로 되기까지 미분쇄한 후, 얻어진 미분쇄에 CaCo3= 0.7 wt%, SiO2= 0.4wt%를 첨가하여 혼합한다. 이와 같이 하여 얻어진 미분쇄분을 자계중에서 성형한 후, 1230℃에서 30분간 소결하고, 소결자석을 제작한다.
얻어진 소결자석의 자기특성은, 잔류자속밀도 Br=0.44T, 보자력(Hcj) = 4/6 X 79.58kA/m, (BH)max = 4.7 X 7.958kJ/m3이었다.
본 발명에 의하면, 가소체 및 자석분말의 포화자화 및 보자력에 대하여, 그 양방의 향상을 동시에 실현할 수 있어서, 자기특성이 우수한 자석을 제조하는 것이 가능하게 된다.

Claims (13)

  1. (1-x)SrO·(x/2)La2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO로 표현되는 페라이트의 주상을 구비하는 자석분말로서;
    x 및 y는 몰비를 표시하고,
    0.1 ≤x ≤0.4,
    0.1 ≤y ≤0.4,
    5.5 ≤n ≤6.5 이고,
    결정C축을 따라 상향 또는 하향의 상태에 있는 Fe의 자기모멘트 가운데 사이트수가 많은 방향의 자기모멘트를 가지는 Fe가 Co로 치환되고, 동시에 실온에 있어서 이방성 자계((HA)가 1750kA/m 이상에서, 포화자화(σs)가 84.78㎼bm/kg 이상인 것을 특징으로 하는 자석분말.
  2. 제1항에 있어서, 1350℃를 넘는 온도에서 가소되는 것을 특징으로 하는 자석분말.
  3. 삭제
  4. 제1항에 기재된 자석분말을 포함하는 본드자석.
  5. 제1항에 기재된 자석분말로 형성되는 소결자석.
  6. SrCO3및 Fe2O3의 분말에 대하여, La 및 Co의 각각의 산화물 분말을 첨가한 원료혼합분말을 준비하는 공정과,
    상기 원료혼합분말을 1350℃를 넘는 온도이고, 1450℃ 이하의 온도에서 가소하고, 이것에 의하여 (1-x)SrO·(x/2)La2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO(0.1 ≤x ≤0.4, 0.1 ≤y ≤0.4, 5.5 ≤n ≤6.5)의 조성을 구비하는 페라이트의 가소체를 형성하는 공정과,
    상기 가소체를 분쇄하는 공정을 포함하는 자석분말의 제조방법.
  7. 삭제
  8. SrCO3및 Fe2O3의 분말에 대하여, La 및 Co의 각각의 산화물 분말을 첨가한 원료혼합분말을 준비하는 공정과;
    상기 원료혼합분말을 1350℃를 넘는 온도이고 1450℃ 이하의 온도에서 가소하고, 이것에 의하여 (1-x)SrO·(x/2)La2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO(0.1 ≤x ≤0.4, 0.1 ≤y ≤0.4, 5.5 ≤n ≤6.5)의 조성을 가지는 페라이트의 가소체를 형성하는 공정과;
    상기 가소체를 분쇄하고, 페라이트 자석분말을 형성하는 공정; 그리고
    상기 페라이트 자석분말을 성형. 소결하는 공정을 포함하는 자석의 제조방법.
  9. SrCO3및 Fe2O3의 분말에 대하여, La 및 Co의 각각의 산화물 분말을 첨가한 원료혼합분말을 준비하는 공정과;
    상기 원료혼합분말을 1350℃를 넘는 온도이고 1450℃ 이하의 온도에서 가소하고, 이것에 의하여 (1-x)SrO·(x/2)La2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO(0.1 ≤x ≤0.4, 0.1 ≤y ≤0.4, 5.5 ≤n ≤6.5)의 조성을 구비하는 페라이트 가소체를 형성하는 공정과;
    상기 가소체를 분쇄하고, 페라이트 자석분말을 형성하는 공정; 그리고
    상기 페라이트 자석분말에서 본드자석을 형성하는 공정을 포함하는 자석의 제조방법.
  10. 삭제
  11. (1-x)AO·(x/2)B2O3·(n-y/2)Fe2O3·yCoO로 표현되는 페라이트의 주상을 구비하는 자석분말로서;
    원소 A는 Sr, Ba, Ca 및 Pb에서 선택되는 적어도 한종류의 원소이고,
    원소 B는 Y를 포함하는 희토류원소 및 Bi에서 선택되는 적어도 한종류의 원소를 포함하고,
    x 및 y는 몰비를 표시하고,
    0.1 ≤x ≤0.4,
    0.1 ≤y ≤0.4,
    5.5 ≤n ≤6.5 이며,
    결정의 C축을 따라 하향 또는 상향의 상태로 있는 Fe의 자기모멘트 가운데 사이트수가 많은 방향의 자기모멘트를 가지는 Fe가 Co로 치환되고, 동시에 실온에 있어서 이방성 자계((HA)가 1750kA/m 이상에서, 포화자화(σs)가 84.78㎼bm/kg 이상인 것을 특징으로 하는 자석분말.
  12. 삭제
  13. 제11항에 기재된 자석분말에서 형성되는 자석.
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