KR100521305B1 - 육방정형 페라이트 자석분말, 이방성 소결자석 및 그 제조방법 - Google Patents

육방정형 페라이트 자석분말, 이방성 소결자석 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100521305B1
KR100521305B1 KR10-2003-0032294A KR20030032294A KR100521305B1 KR 100521305 B1 KR100521305 B1 KR 100521305B1 KR 20030032294 A KR20030032294 A KR 20030032294A KR 100521305 B1 KR100521305 B1 KR 100521305B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ferrite
powder
sintered magnet
magnet
composition
Prior art date
Application number
KR10-2003-0032294A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040100085A (ko
Inventor
손성우
배재원
김명권
박영철
홍성일
Original Assignee
주식회사 태평양금속
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 태평양금속 filed Critical 주식회사 태평양금속
Priority to KR10-2003-0032294A priority Critical patent/KR100521305B1/ko
Priority to PCT/KR2003/001091 priority patent/WO2004103909A1/en
Priority to AU2003241195A priority patent/AU2003241195A1/en
Publication of KR20040100085A publication Critical patent/KR20040100085A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100521305B1 publication Critical patent/KR100521305B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/10—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
    • H01F1/11—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/0018—Mixed oxides or hydroxides
    • C01G49/0036—Mixed oxides or hydroxides containing one alkaline earth metal, magnesium or lead
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/009—Compounds containing, besides iron, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/006—Compounds containing, besides cobalt, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/40—Cobaltates
    • C01G51/42—Cobaltates containing alkali metals, e.g. LiCoO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C04B35/2683—Other ferrites containing alkaline earth metals or lead
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0266—Moulding; Pressing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50—Solid solutions
    • C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/42—Magnetic properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

본 발명에 의한 육방정형 페라이트 자석분말은 하기 화학식 1의 조성을 갖는다.
[화학식 1]
SrFe2nLx+yO3n+1
(상기 식에서, L은 Li 또는 Li 및 Co 원소이고,
x는 Li의 조성비를, y는 Co의 조성비를 나타내며,
0.01≤x≤0.3 이고,
0.01≤y≤0.3 이고,
5.5≤n≤6.3 이다)
본 발명에 의한 페라이트 이방성 소결자석은 상기의 자석분말로 형성된다.

Description

육방정형 페라이트 자석분말, 이방성 소결자석 및 그 제조 방법{Magnetoplumbite type ferrite particle, anisotropic sintered magnet, and producing method of the same}
본 발명은 고성능의 육방정형 페라이트 자석분말 및 이방성 소결자석에 관한 것으로, 더욱 구체적으로, 리튬(Li) 원소 또는 Li 및 코발트(Co) 원소를 첨가함으로써, 보자력의 저하 없이도 잔류자속밀도를 향상시키고, 그 결과 최대에너지적을 향상시킨, 육방정형 페라이트 자석분말 및 이 분말을 이용한 페라이트 이방성 소결자석에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 원료분말을 혼합, 가소, 조분쇄하고, 여기에 Li 원소 또는 Li 및 Co 원소를 첨가한 후 미분쇄하여 육방정형 페라이트 자석분말을 제조하고, 이 자석분말을 자장중 성형, 소결을 행하여 페라이트 이방성 소결자석을 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 페라이트 이방성 소결자석은 비교적 자기특성이 우수하고, 가격이 싼 원료로부터 제조가 가능한 경제적 잇점이 있어 전자기기 등에 널리 사용되고 있다. 그러나, 최근 전자기기의 소형화 및 고성능화가 급격히 이슈화되면서, 잔류자속밀도(Br) 및 보자력(iHc)이 모두 높은, 즉 최대 에너지적((BH)max)이 높은 고성능 자석이 강력히 요구되고 있다.
종래 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도를 향상시키기 위한 방법으로 주자성상의 포화자화(Is)를 높이는 방법, 소결체의 소결밀도를 높이는 방법, 또는 자성상 입자의 배향도를 향상시키는 방법 등이 알려져 있다.
한편, 보자력을 향상시키기 위한 방법으로는 주자성상의 이방성자계 (HA)를 높이거나, 소결자석내의 단자구 입자크기의 비율을 높이는 방법이 적절한 것으로 알려져 있다.
이와 같이 페라이트 이방성 소결자석의 고성능화를 위해서, 페라이트 소결자석의 조성 및 첨가물 등의 제조 조건에 관해 여러 가지 검토가 이루어져 왔으며, 그 결과 각종 조성을 가지는 페라이트 소결자석이 개발되었다. 그러나, 이처럼 여러 조성을 가지는 자석의 최종 형태 역시 소결체이기 때문에, 잔류자속밀도를 향상시키기 위해 소결체의 밀도를 높일 경우, 불필요한 결정의 성장이 발생하여 보자력은 저하하게 된다. 즉, 잔류자속밀도와 보자력을 동시에 향상시키는 것은 극히 어려운 일이다.
한편, 페라이트 이방성 소결자석의 첨가물 가운데 CaO 및 SiO2는 페라이트 소결자석내에서 액상소결을 유도하여, 각각의 첨가량 및 첨가비율에 의해 소결밀도 및 결정립의 크기를 제어하는 효과가 있다. 또한, Al2O3 및 Cr2O3 는 페라이트 소결자석의 결정립 성장을 현저히 억제하여 보자력을 향상시키는 효과가 있다. 그러나, Al2O3 및 Cr2O3는 소결체의 밀도를 저하시키고, 페라이트 소결자석 결정내에 비자성의 고용체를 형성하여 잔류자속밀도의 저하를 초래하기 때문에, 첨가물의 종류 및 첨가량은 각각의 요구되는 자석의 성능에 대응하여 적절히 선정되어져 왔다.
다시 말해서, 페라이트 소결자석에서 종래의 첨가물에 의한 효과는 잔류자속밀도의 향상과 동시에 보자력의 저하가 일어나기 때문에, 상기 첨가물의 첨가시기, 소결온도의 조정, 평균입경의 미세화 등의 다양한 방법으로 제조 조건을 개량함으로써, 잔류자속밀도와 보자력을 동시에 향상시키는 시도가 이루어져 왔으나, 그다지 효과적이지 못했다.
이처럼 요구되는 자석성능에 따라 페라이트 소결자석의 제조 공정 및 조건 등이 변하기 때문에, 결과적으로 제조 공정이 복잡해지고, 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
따라서, 자석의 자기적 특성을 향상시키면서도, 그 제조가 용이하여 생산성이 향상되고, 경제성 있는 새로운 형태의 소결자석 및 그 제조 방법의 개발이 요구된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, Li 원소 또는 Li 및 Co 원소를 첨가함으로써, 보자력의 저하 없이도 잔류자속밀도를 향상시키고, 그 결과 최대에너지적을 향상시킨, 육방정형 페라이트 자석분말 및 이 분말을 이용한 페라이트 이방성 소결자석을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 원료분말을 혼합, 가소, 조분쇄하고, 여기에 Li 원소 또는 Li 및 Co 원소를 첨가한 후 미분쇄하여 육방정형 페라이트 자석분말을 제조하고, 이 자석분말을 자장중 성형·소결하여 소결자석을 제조함으로써, 종래 제조공정을 복잡하게 변화시키지 않고, 상당히 큰 입경의 분말을 이용하여도 우수한 자기적 특성을 가지는 소결자석의 제조가 가능하여, 결과적으로 성형사이클 시간을 단축시킬 수 있고, 성형생산성을 향상시킬 수 있는, 페라이트 이방성 소결자석의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 육방정형 페라이트 자석분말은 하기 화학식 1의 조성을 갖는다.
SrFe2nLx+yO3n+1
(상기 식에서, L은 Li 또는 Li 및 Co 원소이고,
x는 Li의 조성비를, y는 Co의 조성비를 나타내며,
0.01≤x≤0.3 이고,
0.01≤y≤0.3 이고,
5.5≤n≤6.3 이다)
본 발명에 의한 육방정형 페라이트 자석분말은, Al 또는 Cr 원소를 더 포함하여 하기 화학식 2의 조성을 갖는다.
SrFe2nLx+yMzO3n+1
(상기 식에서, L은 Li 또는 Li 및 Co 원소이고,
M은 Al 및 Cr 원소 중에서 1종 이상의 원소이며,
x는 Li의 조성비를, y는 Co의 조성비를, z는 Al 또는 Cr의 조성비를 나타내고,
0.01≤x≤0.3 이고,
0.01≤y≤0.3 이고,
0.01≤z≤0.8 이고,
5.5≤n≤6.3 이다)
삭제
본 발명에 의한 페라이트 이방성 소결자석은 상기의 자석분말로 형성된다.
본 발명에 의한 육방정형 페라이트 자석분말의 제조 방법은, SrCO3와 Fe2O3를 혼합하고, 가소하는 단계(a); 상기 단계(a)의 가소체를 분쇄하는 단계(b); 및 상기 단계(b)의 분쇄분말에 Li을 투입하기 위하여 Li2CO3 또는 Li2O를 첨가하거나; Li 및 Co를 투입하기 위하여 LiCoO2를 단독으로 첨가하거나, Li2CO3 또는 Li2 O를 Co3O4와 함께 첨가하고, 미분쇄하여 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 조성을 만족하는 자석분말을 제조하는 단계(c)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 육방정형 페라이트 자석분말의 제조 방법에 있어서, 상기 단계(c)의 공정은 M으로서 Al 또는 Cr을 투입하기 위하여 Cr2O3 또는 Al2O 3를 첨가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 페라이트 이방성 소결자석의 제조 방법은, SrCO3와 Fe2O3를 혼합하고, 가소하는 단계(a); 상기 단계(a)의 가소체를 분쇄하는 단계(b); 상기 단계(b)의 분쇄분말에 Li을 투입하기 위하여 Li2CO3 또는 Li2O를 첨가하거나; Li 및 Co를 투입하기 위하여 LiCoO2를 단독으로 첨가하거나, Li2CO3 또는 Li2 O를 Co3O4와 함께 첨가하고, 미분쇄하여 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 조성을 만족하는 자석분말을 제조하는 단계(c); 및 상기 단계(c)의 혼합분말을 성형, 소결하여 소결자석을 제조하는 단계(d)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 페라이트 이방성 소결자석의 제조 방법에 있어서, 상기 단계(c)의 공정은 M으로서 Al 또는 Cr을 투입하기 위하여 Cr2O3 또는 Al2O 3를 첨가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 페라이트 이방성 소결자석의 제조 방법에 있어서, 상기 단계(c)의 미분쇄시 분말의 평균입자직경이 0.8㎛ 내지 1.0㎛ 가 되도록 분쇄하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 페라이트 이방성 소결자석의 제조 방법에 있어서, 상기 단계(c)의 미분쇄 공정 또는 상기 단계(d)의 성형 공정직전에 폴리카르본산염 또는 인산염의 분산제를 0.1~2.5wt%로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 소정의 몰비 영역을 가지는 페라이트 자석 조분말에 소정량의 CaO와 SiO2를 첨가하여 일반적인 조성을 가지는 종래의 조분말에, (1) Li2CO3 또는 Li2O를 첨가함으로써 전체 조성에 Li 원소를 첨가하거나, 또는 (2) LiCoO2를 단독으로 첨가하거나, Li2CO3 또는 Li2O를 Co3O4와 함께 첨가함으로써 전체 조성에 Li 및 Co 원소를 첨가하여, 잔류자속밀도가 향상된 고성능의 페라이트 이방성 소결자석을 제조할 수 있게 한다.
또한, 본 발명은 공업적인 용도에 필요한 고보자력을 얻기 위해, Cr2O3 또는 Al2O3를 1종 이상 첨가한다.
본 발명에 따른 자석분말 및 소결자석의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 원재료인 SrCO3와 Fe2O3를 소정의 몰비가 되도록 혼합한 후, 가소하여 페라이트 클링커 상태로 합성시키고, 조분쇄하여 페라이트 자석분말을 만든다. 이 조분말에 대해 소결조제인 SrO, CaO, 및 SiO2를 각각 0.2wt%∼1.0wt% 범위에서 적정량 첨가한다.
여기에 보자력의 저하 없이 잔류자속밀도의 향상을 도모하기 위하여, (1) Li2CO3 또는 Li2O를 첨가함으로써 전체 조성에 Li 원소를 첨가하거나, 또는 (2) LiCoO2를 단독으로 첨가하거나, Li2CO3 또는 Li2O를 Co3 O4와 함께 첨가함으로써 전체 조성에 Li 및 Co 원소를 첨가한다. 이때, 극히 높은 수준의 보자력 향상을 도모하기 위하여 소정량의 Cr2O3 또는 Al2O3를 1종 이상 첨가할 수 있다.
이 후, 혼합분말을 적절한 평균입경이 되도록 미분쇄한다. 미분쇄된 슬러리를 소정의 자장중에서 성형한 후, 적정한 온도에서 소결을 행하여 고밀도의 이방성 소결자석을 제조한다.
본 발명에 의한 페라이트 자석분말은 고무나 경질 경량의 플라스틱등과 혼합하여 본드자석으로 제조할 수 있다. 이 때 본 발명에 의한 자석분말을 바인더 및 첨가물과 혼합, 혼련한 후 성형가공을 수행한다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명의 구성 및 발명효과를 보다 상세하게 설명한다. 아래의 실시예 및 비교예는 본 발명의 내용을 설명하나, 본 발명의 내용이 여기에 한정되지는 않는다.
<실시예 1>
육방정형 페라이트 소결자석의 일반조성인 SrFe2nO3n+1 에서, n=5.9가 되도록 SrCO3 및 Fe2O3를 습식으로 혼합하고, 대기중에서 1280℃의 온도로 2시간 동안 가소하였다.
가소 클링커를 디스크 밀(Disc Mill)에서 건식으로 조분쇄한 후, SrFe2nLx+yMzO3n+1, 다시 말해서 SrFe2nLixCoyMzO3n+1에서 x=0.15가 되고, y=z=0이 되도록 Li2CO3 또는 Li2O를 첨가하였다.
또한, 소결촉진제인 CaO 및 SiO2를 중량비로 각각 0.5wt%, 0.35wt%씩 첨가하였다. 첨가된 조분말은 평균입경이 0.8㎛가 되도록 습식으로 미분쇄하였다.
미분쇄 슬러리는 10kOe의 수직 자장중에서 습식성형한 후, 성형체를 대기중에서 1200℃부터 1240℃의 온도범위로 각각 2시간씩 소결하여, SrFe11.8Li0.15O18.775 의 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
<실시예 2>
SrFe2nLixCoyMzO3n+1에서 x=0.1, y=0.05, z=0이 되도록 Li2O 또는 Li2CO3를 Co3O4와 함께 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 SrFe11.8Li0.1Co0.05O18.817의 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
<실시예 3>
x=y=0.05, z=0이 되도록 LiCoO2를 단독으로 첨가하거나, Li2CO3 또는 Li 2O를 Co3O4와 함께 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 SrFe11.8Li0.05Co0.05O18.792의 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
<실시예 4>
미분쇄된 슬러리의 점도를 저하시키고, 페라이트 자석입자의 유동성을 향상시키기 위해, 폴리카르본산염 또는 인산염으로 구성된 분산제를 슬러리의 고형분말에 대해, 중량비로 0.2wt%를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 SrFe11.8Li0.05Co0.05O18.792의 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
<비교예 1>
x=y=z=0 가 되도록, 즉 Li 및 Co 성분을 첨가하지 않고, Al 및 Cr 성분도 첨가하지 않은 채, 실시예 1과 동일한 방법으로 SrFe11.8O18.7의 일반적인 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 및 2와 비교예 1에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도(Br) 및 보자력(iHc)을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 1에서 보는 바와 같이, Li 또는 Li 및 Co 성분이 첨가된 페라이트 소결자석(실시예 1 및 2)은, Li 및 Co 성분이 전혀 첨가되지 않은 일반적인 조성의 페라이트 소결자석(비교예 1)과 비교하여, 보자력의 저하가 거의 없이 잔류자속밀도(Br) 값이 월등히 향상됨을 알 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 3 및 4와 비교예 1에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 2에서 보는 바와 같이, Li 및 Co가 동일한 비율로 함께 첨가된 페라이트 소결자석(실시예 3) 및 성형전 단계에서 분산제를 투입하여 성형, 소결한 페라이트 소결자석(실시예 4)은, Li 및 Co 성분이 전혀 첨가되지 않은 일반적인 조성의 페라이트 소결자석(비교예 1)과 비교하여, 보자력의 저하가 거의 없이 잔류자속밀도(Br) 값이 월등히 향상됨을 알 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 3 및 4와 비교예 1에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 최대에너지적((BH)max)을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다. 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 Li 및 Co가 첨가된 페라이트 소결자석은 최대에너지적 역시 급격히 향상됨을 알 수 있다.
<실시예 5>
M=Cr이고, z=0.11이 되도록 Cr2O3를 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 SrFe11.8Li0.05Co0.05Cr0.11O18.957 의 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
<실시예 6>
M=Al이고, z=0.11가 되도록 Al2O3를 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 SrFe11.8Li0.05Co0.05Al0.11O18.957 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
<비교예 2>
x=y=0이 되도록, 즉 Li 및 Co 성분을 첨가하지 않고, 다만, M=Cr이고, z=0.11이 되도록 Cr2O3를 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 SrFe11.8Cr0.11O18.75의 일반적인 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
<비교예 3>
x=y=0이 되도록, 즉 Li 및 Co 성분을 첨가하지 않고, 다만, M=Al이고, z=0.11이 되도록 Al2O3를 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 SrFe11.8Al0.11O18.75 의 일반적인 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 5 및 6과 비교예 2 및 3에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 일반적인 조성의 페라이트 자석에 보자력(iHc)을 향상시키기 위하여, M=Cr 또는 Al을 첨가한 비교예 2 및 3의 조성에 본 발명에 따라 LiCoO2를 단독으로 첨가하거나, Li2CO3 또는 Li2O와 Co3 O4 를 함께 첨가한 실시예 5 및 6의 소결자석이 월등히 우수한 자기적 특성을 보임을 확인할 수 있다.
<실시예 7>
습식 미분쇄시 평균입자경을 1.0㎛로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 SrFe11.8Li0.05Co0.05Cr0.11O18.957의 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
도 5는 평균입자의 크기에 따른 소결자석의 자기적 특성을 비교하기 위하여, 실시예 5 및 7 에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 5에서 보는 바와 같이, Li 및 Co 성분이 첨가된 동일한 조성의 실시예 5 및 실시예 7에 있어서, 평균입자경이 0.8㎛에서 1.0㎛로 커지면 페라이트 소결자석의 자기적 특성값이 저하됨을 알 수 있다. 그러나, 이 경우에도 실시예 7은 Li 및 Co 성분이 전혀 첨가되지 않은 일반조성을 가지고, 평균입자경이 0.8㎛인 경우(비교예 2) 보다 자기적 특성이 우수하다.
따라서, 본 발명에 의할 경우, 상당히 큰 입경의 분말을 이용하여도 우수한 자기적 특성을 가지는 소결자석의 제조가 가능하여, 결과적으로 공정 중 성형사이클 시간을 단축시키고, 성형생산성을 향상시킬 수 있다.
분말의 평균입자경은, 0.8㎛ 미만으로 작아지면, 성형시 탈수성이 나빠져서 성형시간이 길어지고, 또한 소결시 비정상적인 입자성장을 일으키게 되므로, 생산성의 향상 및 자기특성의 안정을 위해 0.8㎛ 이상인 것이 바람직하며, 자석의 제조원가 절감 측면에서 볼 때 1.0㎛ 정도가 가장 효율적이다.
<실시예 8>
M=Cr이고, z=0.15, 0.30, 0.45, 0.60, 0.75가 되도록 Cr2O3를 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 SrFe11.8Li0.05Co0.05CrzO3n+1의 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
<비교예 4>
x=y=0이 되도록, 즉 Li 및 Co 성분을 첨가하지 않고, 다만, M=Cr이고, z=0.15, 0.30, 0.45, 0.50, 0.75가 되도록 Cr2O3를 첨가한 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 SrFe11.8CrzO3n+1의 일반적인 조성을 가지는 육방정형 페라이트 이방성 소결자석을 제조하였다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예 8 및 비교예 4에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 6 에서 보는 바와 같이, 일반적으로 z 값이 증가할수록 보자력값은 증가하며, Li 및 Co가 첨가된 조성을 가지는 실시예 8은, Li 및 Co가 첨가되지 않은 일반적인 조성의 비교예 4와 비교하여, 동일한 보자력 수준에서 월등히 우수한 잔류자속밀도 값을 갖는다.
<실시예 9>
x=y=0.05로 고정하고, n값을 5.0, 5.3, 5.5, 5.7, 5.9, 6.1, 6.3, 6.5, 6.7로 변화시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 다양한 조성의 육방정형 소결 이방성 자석을 제조하였다.
<실시예 10>
n=5.90으로 고정하고, x=y 값을 0에서부터 0.50까지 변화시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 다양한 조성의 육방정형 소결 이방성 자석을 제조하였다.
도 7은 본 발명의 실시예 9에 따라 Fe의 몰비율을 변화시켜 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 7에서 보는 바와 같이, n 값이 5.7 ~ 6.1인 범위에서는 자기적 특성이 우수하고, 5.5 ~ 6.3인 범위에서는 자기특성이 유사수준으로 나타나지만, n 값이 5.5 미만이거나 6.3을 초과하면 자기적 특성이 현저히 저하된다. 이는 화학량론적 조성에서 멀어지면, 비자성의 제2상이 출현하고, 그 양이 증가하여 자기특성을 저하시키기 때문이다.
도 8은 본 발명의 실시예 10에 따라 x=y의 값을 변화시켜 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 8에서 보는 바와 같이, x=y 값이 0.01~0.10 범위에서는 자기적 특성이 급격히 향상되어 우수한 수준을 보이고, 0.1 ~ 0.3 범위에서는 유사수준을 유지하지만, 0.3을 초과하면 자기적 특성 값이 급격히 저하됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 육방정형 페라이트 자석분말 및 이 분말을 이용한 페라이트 이방성 소결자석은, Li 원소 또는 Li 및 Co 원소를 첨가함으로써, 보자력의 저하 없이도 잔류자속밀도를 향상시키고, 그 결과 최대에너지적이 향상된다.
또한, 본 발명에 의한 페라이트 이방성 소결자석의 제조 방법은, 원료분말을 혼합, 가소, 조분쇄하고, 여기에 Li 원소 또는 Li 및 Co 원소를 첨가한 후 미분쇄하여 육방정형 페라이트 자석분말을 제조하고, 이 자석분말을 자장중 성형·소결하여 소결자석을 제조함으로써, 종래 제조공정을 복잡하게 변화시키지 않고, 상당히 큰 입경의 분말을 이용하여도 우수한 자기적 특성을 가지는 소결자석의 제조가 가능하여, 결과적으로 성형사이클 시간을 단축시킬 수 있고, 성형생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의한 육방정형 페라이트 자석분말 및 이 분말을 이용한 페라이트 이방성 소결자석은, 높은 잔류자속밀도 및 보자력을 가지고, 그 결과 최대에너지적이 우수하기 때문에, 가정용 가전기기 및 자동차용 전장기기 등에 사용되는 각종 DC 파워모터의 소형화 및 경량화를 가능하게 할 뿐만 아니라, 고효율의 모터 제조도 가능하게 한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 및 2와 비교예 1에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도(Br) 및 보자력(iHc)을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 3 및 4와 비교예 1에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 3 및 4와 비교예 1에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 최대에너지적((BH)max)을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 5 및 6과 비교예 2 및 3에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 5는 평균입자의 크기에 따른 소결자석의 자기적 특성을 비교하기 위하여, 실시예 5 및 7 에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예 8 및 비교예 4에 의해 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예 9에 따라 Fe의 몰비율을 변화시켜 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 10에 따라 x=y의 값을 변화시켜 제조된 페라이트 이방성 소결자석의 잔류자속밀도 및 보자력을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1의 조성을 가지는 육방정형 페라이트 자석분말.
    [화학식 1]
    SrFe2nLx+yO3n+1
    (상기 식에서, L은 Li 또는 Li 및 Co 원소이고,
    x는 Li의 조성비를, y는 Co의 조성비를 나타내며,
    0.01≤x≤0.3 이고,
    0.01≤y≤0.3 이고,
    5.5≤n≤6.3 이다)
  2. 제1항에 있어서,
    Al 또는 Cr 원소를 더 포함하여 하기 화학식 2의 조성을 가지는 육방정형 페라이트 자석분말.
    [화학식 2]
    SrFe2nLx+yMzO3n+1
    (상기 식에서, L은 Li 또는 Li 및 Co 원소이고,
    M은 Al 및 Cr 원소 중에서 1종 이상의 원소이며,
    x는 Li의 조성비를, y는 Co의 조성비를, z는 Al 또는 Cr의 조성비를 나타내고,
    0.01≤x≤0.3 이고,
    0.01≤y≤0.3 이고,
    0.01≤z≤0.8 이고,
    5.5≤n≤6.3 이다)
  3. 제1항 또는 제2항의 자석분말로 형성되는 페라이트 이방성 소결자석.
  4. SrCO3와 Fe2O3를 혼합하고, 가소하는 단계(a);
    상기 단계(a)의 가소체를 분쇄하는 단계(b); 및
    상기 단계(b)의 분쇄분말에 Li을 투입하기 위하여 Li2CO3 또는 Li2O를 첨가하거나; Li 및 Co를 투입하기 위하여 LiCoO2를 단독으로 첨가하거나, Li2CO3 또는 Li2O를 Co3O4와 함께 첨가하고, 미분쇄하여 제1항 또는 제2항의 조성을 만족하는 자석분말을 제조하는 단계(c)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 육방정형 페라이트 자석분말의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단계(c)의 공정은 M으로서 Al 또는 Cr을 투입하기 위하여 Cr2O3 또는 Al2O3를 첨가하는 것을 특징으로 하는 육방정형 페라이트 자석분말의 제조 방법.
  6. SrCO3와 Fe2O3를 혼합하고, 가소하는 단계(a);
    상기 단계(a)의 가소체를 분쇄하는 단계(b);
    상기 단계(b)의 분쇄분말에 Li을 투입하기 위하여 Li2CO3 또는 Li2O를 첨가하거나; Li 및 Co를 투입하기 위하여 LiCoO2를 단독으로 첨가하거나, Li2CO3 또는 Li2O를 Co3O4와 함께 첨가하고, 미분쇄하여 제1항 또는 제2항의 조성을 만족하는 자석분말을 제조하는 단계(c); 및
    상기 단계(c)의 혼합분말을 성형, 소결하여 소결자석을 제조하는 단계(d)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 페라이트 이방성 소결자석의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단계(c)의 공정은 M으로서 Al 또는 Cr을 투입하기 위하여 Cr2O3 또는 Al2O3를 첨가하는 것을 특징으로 하는 페라이트 이방성 소결자석의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단계(c)의 미분쇄시 분말의 평균입자직경이 0.8㎛ 내지 1.0㎛이 되도록 분쇄하는 것을 특징으로 하는 페라이트 이방성 소결자석의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 단계(c)의 미분쇄 공정 또는 상기 단계(d)의 성형 공정직전에 폴리카르본산염 또는 인산염의 분산제를 0.1~2.5wt%로 첨가하는 것을 특징으로 하는 페라이트 이방성 소결자석의 제조 방법.
KR10-2003-0032294A 2003-05-21 2003-05-21 육방정형 페라이트 자석분말, 이방성 소결자석 및 그 제조방법 KR100521305B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0032294A KR100521305B1 (ko) 2003-05-21 2003-05-21 육방정형 페라이트 자석분말, 이방성 소결자석 및 그 제조방법
PCT/KR2003/001091 WO2004103909A1 (en) 2003-05-21 2003-06-03 Magnetoplumbite type ferrite particle, anisotropic sintered magnet, and producing method of the same
AU2003241195A AU2003241195A1 (en) 2003-05-21 2003-06-03 Magnetoplumbite type ferrite particle, anisotropic sintered magnet, and producing method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0032294A KR100521305B1 (ko) 2003-05-21 2003-05-21 육방정형 페라이트 자석분말, 이방성 소결자석 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040100085A KR20040100085A (ko) 2004-12-02
KR100521305B1 true KR100521305B1 (ko) 2005-10-14

Family

ID=33475996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0032294A KR100521305B1 (ko) 2003-05-21 2003-05-21 육방정형 페라이트 자석분말, 이방성 소결자석 및 그 제조방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR100521305B1 (ko)
AU (1) AU2003241195A1 (ko)
WO (1) WO2004103909A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005011225B4 (de) * 2005-03-11 2007-06-06 Forschungszentrum Jülich GmbH Wärmedämmstoff sowie Herstellungsverfahren und Verwendung
US8524190B2 (en) 2008-05-30 2013-09-03 Skyworks Solutions, Inc. Enhanced hexagonal ferrite material and methods of preparation and use thereof
CN103408296B (zh) * 2013-08-15 2014-10-29 上海应用技术学院 一种镧钴取代锶铁氧体永磁材料中镧钴离子迁移的表征分析方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02175617A (ja) * 1988-12-28 1990-07-06 Toshio Tsuchiya スピネル型フエライトとマグネトプランバイト型フエライト及びその製造法並びに上記フエライトの粉末を散在させた樹脂
EP0940824B2 (en) * 1997-09-19 2014-06-11 TDK Corporation Magnet powder, sintered magnet, method of manufacturing these materials, bonded magnet, motor, and magnetic recording medium
EP1052658B1 (en) * 1998-11-26 2014-03-12 Hitachi Metals, Ltd. Ferrite magnet powder and magnet using said magnet powder, and method for preparing them
JP4538991B2 (ja) * 2001-02-07 2010-09-08 日立金属株式会社 永久磁石およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003241195A1 (en) 2004-12-13
KR20040100085A (ko) 2004-12-02
WO2004103909A1 (en) 2004-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100766035B1 (ko) 페라이트 자성재료, 페라이트 소결자석 및 그 제조방법
KR101515251B1 (ko) 본드 자석용 페라이트 분말 및 이의 제조 방법, 및 이를 이용한 본드 자석
CN108140463B (zh) 铁氧体磁性材料和铁氧体烧结磁体
EP3473606B1 (en) Ferrite sintered magnet
JP2009280498A (ja) フェライト磁性材料
CN112209707A (zh) 一种高性能永磁铁氧体的制备方法
US5958284A (en) Ferrite magnet and method for producing same
CN111056832A (zh) 一种铁氧体永磁材料及其制备方法
KR20010102970A (ko) 페라이트 자석분말 및 자석분말을 이용한 자석 및 그제조방법
WO2000031756A1 (fr) Poudre ferromagnetique et aimant utilisant ladite poudre, et procede de fabrication associe
KR100673045B1 (ko) 자석분말 및 그 제조방법
KR100521305B1 (ko) 육방정형 페라이트 자석분말, 이방성 소결자석 및 그 제조방법
CN109155176B (zh) 铁氧体磁铁
KR102430475B1 (ko) 페라이트 소결 자석의 제조 방법 및 페라이트 소결 자석
KR102258552B1 (ko) 페라이트 자성재료 및 페라이트 소결자석
KR102407046B1 (ko) 페라이트 자성재료 및 페라이트 소결자석
KR20210043116A (ko) 페라이트 소결 자석의 제조 방법
KR102406647B1 (ko) 페라이트 소결 자석의 제조 방법
KR20070017466A (ko) 페라이트 소결 자석
JPH11307331A (ja) フェライト磁石
KR102610891B1 (ko) 페라이트 소결 자석의 제조 방법
KR102588230B1 (ko) 페라이트 자성재료 및 페라이트 소결자석
JP2005045167A (ja) 異方性フェライト磁石
KR102406630B1 (ko) 페라이트 소결 자석의 제조 방법 및 페라이트 소결 자석
JP2006001752A (ja) フェライト磁性材料の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130704

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140702

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150713

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160711

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170626

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180627

Year of fee payment: 14