KR20130128484A - 산화물 자성 재료 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 산화물 자성 재료는, 육방정 구조를 갖는 페라이트를 주상(主相)으로 하고, 산화물 자성 재료에 함유되는 금속 원소가 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoy로 표기되며, 원자 비율을 나타내는 x, x', y 및 몰비를 나타내는 n이 0.4≤x≤0.6, 0.01≤x'≤0.3, 0.2≤y≤0.45, 5.2≤n≤5.8의 관계를 만족한다.

Description

산화물 자성 재료{OXIDE MAGNETIC MATERIAL}
본 발명은, 산화물 자성 재료에 관한 것이다.
페라이트는 2가(價)의 양이온 금속의 산화물과 3가(價)의 철이 만드는 화합물의 총칭으로서, 페라이트 자석은 각종 회전기나 스피커 등 여러 가지 용도에 사용되고 있다. 페라이트 자석의 재료로는, 마그네토플럼바이트(magnetoplumbite)형의 육방정 구조를 갖는 Sr 페라이트(SrFe12O19)나 Ba 페라이트(BaFe12O19)가 널리 이용되고 있다. 이들 페라이트는, 산화철과 스트론튬(Sr) 또는 바륨(Ba) 등의 탄산염을 원료로 하여 분말 야금법에 의해 비교적 저렴하게 제조된다.
마그네토플럼바이트형 페라이트의 기본 조성은, 통상 AO·6Fe2O3의 화학식으로 표현된다. 원소 A는 2가 양이온이 되는 금속으로서, Sr, Ba, Pb 등으로부터 선택된다.
지금까지 Sr 페라이트에 있어서는, Sr의 일부를 La로, Fe의 일부를 Co, Zn으로 치환함으로써, 보자력(保磁力)이나 자화(磁化)가 향상되는 것이 제안되고 있다(특허 문헌 1).
또한 Sr 페라이트에 있어서, Sr의 일부를 La와 Ca로, Fe의 일부를 Co로 치환함으로써, 높은 잔류 자속 밀도를 유지하면서 보자력이 향상되는 것이 제안되고 있다(특허 문헌 2).
한편, Sr 대신에 Ca를 이용한 Ca 페라이트에 있어서, Ca의 일부를 La 등의 희토류 원소로 치환하고 Fe의 일부를 Co 등으로 치환함으로써, 높은 잔류 자속 밀도와 높은 보자력을 갖는 페라이트 자석이 얻어지는 것이 제안되고 있다(특허 문헌 3).
특허 문헌 1: 일본 특허 제3163279호 공보
특허 문헌 2: 국제 공개 W02005/027153호 팜플렛
특허 문헌 3: 일본 특허 제3181559호 공보
Ca 페라이트에 있어서는, CaO-Fe2O3 또는 CaO-2Fe2O3과 같은 구조가 안정적이며, La를 첨가함으로써 육방정 페라이트를 형성하는 것이 알려져 있다. 그러나, 얻어지는 자기 특성은 종래의 Ba 페라이트와 동일한 정도로서 높은 것은 아니었다. 따라서 특허 문헌 3에서는, Ca 페라이트에 La와 Co를 동시에 함유시킴으로써(이하, "CaLaCo 페라이트"라고 함), 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 향상, 및 보자력 HcJ의 온도 특성의 개선을 도모하는 것이 개시되어 있다.
특허 문헌 3에 따르면, Ca의 일부를 La 등의 희토류 원소로 치환하고 Fe의 일부를 Co 등으로 치환한 CaLaCo 페라이트의 이방성 자장 HA는, Sr 페라이트에 비해 최고 10% 이상 높아 20kOe 이상의 높은 값을 얻을 수 있다.
특허 문헌 3에 개시되어 있는 CaLaCo 페라이트의 실시예에 따르면, Ca1 -x1Lax1(Fe12-x1Cox1)z에서 x=y=0 내지 1, z=1로 한 경우, x=y=0.4 내지 0.6으로 고특성이 얻어지며, 그 값은 대기중 소성에서 Br=4.0kG(0.40T), HcJ=3.7kOe(294kA/m), 산소중 소성에서 Br=4.0kG(0.40T), HcJ=4.2kOe(334kA/m)이다.
상기 조성식에서, z의 값을 0.85로 변화시킨 조성(x=0.5, y=0.43, x/y=1.16)에서는, 대기중 소성에서 Br=4.4kG(0.44T), HcJ=3.9kOe(310kA/m), 산소중 소성(산소 100%)에서 Br=4.49kG(0.449T), HcJ=4.54kOe(361kA/m)의 특성이 얻어졌다. 후자의 특성은 특허 문헌 3에서의 최고 특성이다.
특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 따른, Sr의 일부를 La 등의 희토류 원소로 치환하고 Fe의 일부를 Co 등으로 치환한 Sr 페라이트(이하, "SrLaCo 페라이트"라고 함)는, 자기 특성이 뛰어난 것으로부터 종래의 Sr 페라이트나 Ba 페라이트에 대신하여 각종 용도에 다용되고 있다.
페라이트 자석이 가장 많이 이용되는 용도는 모터이다. 페라이트 자석의 자기 특성이 향상되면, 모터의 출력 향상 혹은 모터의 소형화를 도모할 수 있다. 그 때문에, 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 양쪽 모두가 높은 수준인 고성능 페라이트 자석이 요망되고 있으며, 상기 SrLaCo 페라이트에 있어서도 자기 특성의 향상이 한층 더 요구되고 있다.
특허 문헌 3에 따른 CaLaCo 페라이트는, 이방성 자장 HA가 SrLaCo 페라이트를 상회하는 특성을 갖고, Br, HcJ도 SrLaCo 페라이트에 필적하는 뛰어난 자기 특성을 나타내, 향후 그 응용이 기대되는 재료이다. 그러나, 현재 제안되고 있는 CaLaCo 페라이트로는, 재료 본래의 퍼텐셜을 충분히 발휘하고 있다고는 말하기 어려워, 한층 더 개량이 요구되고 있다.
본 발명은, 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 양쪽 모두가 종래의 SrLaCo 페라이트 및 CaLaCo 페라이트보다 뛰어난 산화물 자성 재료의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적은, 하기하는 어느 하나의 구성에 의해 달성된다.
(1) 육방정 구조를 갖는 페라이트를 주상(主相)으로 하는 산화물 자성 재료로서,
상기 산화물 자성 재료에 함유되는 금속 원소가, 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoy로 표기되며, 원자 비율을 나타내는 x, x', y 및 몰비를 나타내는 n이 0.4≤x≤0.6, 0.01≤x'≤0.3, 0.2≤y≤0.45, 및 5.2≤n≤5.8의 관계를 만족하는 산화물 자성 재료.
(2) 원자 비율을 나타내는 x가 0.45≤x≤0.58인 상기 (1)에 기재된 산화물 자성 재료.
(3) 원자 비율을 나타내는 x'가 0.01≤x'≤0.2인 상기 (1)에 기재된 산화물 자성 재료.
(4) 원자 비율을 나타내는 y가 0.2≤y≤0.4인 상기 (1)에 기재된 산화물 자성 재료.
(5) 몰비를 나타내는 n이 5.2≤n≤5.5인 상기 (1)에 기재된 산화물 자성 재료.
(6) 몰비를 나타내는 n이 5.3≤n≤5.5인 상기 (1)에 기재된 산화물 자성 재료.
(7) x/y≥1.3의 관계를 만족하는 상기 (1)에 기재된 산화물 자성 재료.
(8) 상기 (1) 내지 (7)에 기재된 산화물 자성 재료는 가소체(假燒體)이다.
(9) 산화물 자성 재료가, 어스펙트비(길이 l/두께 d) 3 이하의 결정을 50% 이상 함유하는 상기 (8)에 기재된 산화물 자성 재료.
(10) 상기 (1) 내지 (7)에 기재된 산화물 자성 재료는 소결 자석이다.
(11) 가소체에 CaCO3 1.8 질량% 이하, SrCO3 0.5 질량% 이하, 및 SiO2 1.0 질량% 이하의 적어도 일종이 첨가된 후 소결하여 이루어지는 상기 (8)에 기재된 산화물 자성 재료.
(12) 몰비를 나타내는 n이 4.3≤n≤5.8인 상기 (11)에 기재된 산화물 자성 재료.
(13) 보자력 HcJ가 360kA/m 이상인 상기 (10) 또는 상기 (11)에 기재된 산화물 자성 재료.
(14) 잔류 자속 밀도 Br이 0.45T 이상인 상기 (10) 또는 상기 (11)에 기재된 산화물 자성 재료.
(15) 상기 (8)에 기재된 산화물 자성 재료를 함유하는 자기 기록 매체.
(16) 상기 (8)에 기재된 산화물 자성 재료를 함유하는 본드 자석.
(17) 상기 (10) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 산화물 자성 재료를 구비한 회전기.
(18) 육방정 구조를 갖는 페라이트를 주상으로 하는 소결 자석으로서,
상기 소결 자석에 함유되는 금속 원소가, 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoy로 표기되며, 원자 비율을 나타내는 x, x', y 및 몰비를 나타내는 n이 0.32≤x≤0.6, 0.008≤x'≤0.33, 0.16≤y≤0.45, 및 4.3≤n≤5.8의 관계를 만족하는 소결 자석.
본 발명에 따르면, 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 양쪽 모두가, 종래의 SrLaCo 페라이트 및 CaLaCo 페라이트보다 뛰어난 산화물 자성 재료를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 가소체는, 어스펙트비(길이 l/두께 d) 3 이하이면서 입경이 작은 결정을 50% 이상 함유하기 때문에, 가소체로부터 소결 자석을 제작한 경우에 높은 Br, 높은 HcJ를 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 특허 문헌 3에 의한 CaLaCo 페라이트를 산소중 소성(산소 100%)했을 때의 Br, HcJ(특허 문헌 3에서의 최고 특성)와 동등 이상의 특성을, 산소중 소성보다 간단하고 안정적인 생산이 가능한 대기중 소성으로 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 소결 자석은 높은 Br, 높은 HcJ를 가지므로, 모터 등의 용도에 최적이다.
도 1은 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.45, x'=0.1, y=0.3, n=5.2 내지 5.7로 한, 본 발명에 따른 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br과 보자력 HcJ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.40, x'=0.3, y=0.3, n=5.5 내지 5.8로 한, 본 발명에 따른 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br과 보자력 HcJ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.40 내지 0.55, x'=0.1, y=0.3, n=5.4로 한, 본 발명에 따른 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br과 보자력 HcJ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.495, x'=0.01, y=0.3, n=5.2 내지 5.5로 한, 본 발명에 따른 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br과 보자력 HcJ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.4, x'=0.2, y=0.3, n=5.2 내지 5.7로 한, 본 발명에 따른 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br과 보자력 HcJ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.4, x'=0.4, y=0.3, n=5.6 내지 5.9로 한, 비교예에 따른 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br과 보자력 HcJ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.45, x'=0.1, y=0 내지 0.6, n=5.4로 하고 소결 온도를 1190℃로 한, 본 발명에 따른 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br과 보자력 HcJ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.495, x'=0.01, y=0.3, n=5.4로 하고 소결 온도를 1150℃ 내지 1300℃로 한, 본 발명에 따른 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br과 보자력 HcJ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.45, x'=0.1, y=0.3, n=5.4로 하고 소결 온도를 1150℃ 내지 1250℃로 한, 본 발명에 따른 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br과 보자력 HcJ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.45, x'=0.1, y=0.3, n=5.4로 한, 본 발명에 따른 가소체의 도면 대용 SEM 사진이다.
도 11은 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.5, x'=0, y=0.3, n=5.4로 한, 비교예에 따른 가소체의 도면 대용 SEM 사진이다.
도 12는 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.485, x'=0.05, y=0.35, n=5.3으로 한, 본 발명에 따른 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br과 보자력 HcJ의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.575, x'=0.05, y=0.4, n=5.3으로 한, 본 발명에 따른 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br과 보자력 HcJ의 관계를 나타내는 그래프이다.
본 발명자들은, CaLaCo 페라이트가 SrLaCo 페라이트를 웃도는 이방성 자장 HA를 갖는 점에 착안하여, CaLaCo 페라이트의 고성능화에 대해 예의 연구하였다. 그 결과, CaLaCo 페라이트에서, Ca와 La와 Sr의 원자 비율, Fe와 Co의 원자 비율, (Ca+La+Sr):(Fe+Co)의 몰비(n)에 최적의 영역이 있는 것을 찾아냈다.
즉, x(La)와 y(Co)의 비율을 x/y≥1, 바람직하게는 x/y≥1.3, 더 바람직하게는 x/y≥1.38로 하고, Ca/Sr≥1로 하고, 또한 n을 5.2 내지 5.8, 바람직하게는 5.2 내지 5.5, 더 바람직하게는 5.3 내지 5.5로 함으로써, 높은 Br, 높은 HcJ를 갖는 산화물 자성 재료가 얻어지는 것을 알아내어 본 발명의 제안에 이르렀다.
특허 문헌 1에 따른 SrLaCo 페라이트에는, Sr의 50% 이상을 Ca로 치환(Ca/Sr≥1)하는 것에 관한 기재가 없으며, 또한 특허 문헌 2에 따른 Sr의 일부를 Ca로 치환한 SrLaCo 페라이트에 있어서도, Ca의 치환량이 Ca/(Sr+Ca)＜50%이고 Sr의 50% 이상을 Ca로 치환하는 (Ca/Sr≥1)에 관한 기재는 없다.
또한, 특허 문헌 3에는 CaLaCo 페라이트가 기재되어 있는데, x 및 y의 바람직한 범위는 그 실시예의 기재 등으로부터 0.4 내지 0.6이다. 또한, x와 y의 비율에 대해서는, 기본적으로 x=y(x/y=1)이며, 실시예에는 x/y=1.05 및 1.16의 예가 개시되어 있을 뿐이다.
한편, 특허 문헌 3에는 CaLaCo 페라이트의 Ca의 일부를 Sr로 치환한 실시예(실시예 11, 도 15, 도 16)가 기재되어 있지만, x(La), y(Co)의 양은 모두 0.6이며, Ca를 Sr로 치환하는데 따라 보자력 HcJ가 저하되고 있다. 이는 본 발명과 같이, 각 조성의 원자 비율 및 몰비가 최적화되어 있지 않기 때문으로 생각된다.
또한 특허 문헌 3에서의 CaLaCo 페라이트에서는, 고자기 특성을 얻기 위해 산소중 소성(산소 100%)을 행할 필요가 있어 코스트의 증가를 피할 수 없다.
본 발명에 따른 산화물 자성 재료는, 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoy로 표기되는 금속 원소와 산소를 함유한다. 이것을 산소를 포함하는 일반식으로 고쳐 쓰면, 식 Ca1-x-x'LaxSrx'Fe2n-yCoyOα가 된다.
상기 식 중, α는 x=y이고 몰비가 n=6일 때 α=19가 되지만, 본 발명에서는 5.2≤n≤5.8이기 때문에 정확하게 α=19가 되지는 않는다. 또한, Fe 및 Co의 가수(價數), 가소(假燒) 또는 소성 분위기에 의해 산소의 몰수는 달라진다. 예를 들면, 소성 분위기가 환원성 분위기인 경우는, 산소의 결손(vacancy)이 생길 가능성이 있다. 또한, Fe는 페라이트 중에서는 통상적으로 3가로 존재하지만, 이것이 2가 등으로 변화할 가능성도 있어, Co의 가수가 변화할 가능성도 있다. 이들에 의해 금속 원소에 대한 산소의 비율이 변화하여, 반드시 α=19가 되지 않을 가능성이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 산화물 자성 재료에서는 산소의 몰수를 α로 표기하여, 이하, 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα로 표기한다.
본 발명에 따른 산화물 자성 재료는, 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα로 표기되며, 원자 비율을 나타내는 x, x', y 및 몰비를 나타내는 n이 0.4≤x≤0.6, 0.01≤x'≤0.3, 0.2≤y≤0.45, 5.2≤n≤5.8이지만, 이것은 본 발명에서의 산화물 자성 재료 및 가소체에서의 식이다. 후술하지만, 미분쇄(微粉碎)시에 필요한 첨가물을 첨가하면, n의 값이 변동할 가능성이 있기 때문이다. 이하, 상기 식을 이용하는 경우는 "가소체 조성"이라고 기재한다.
본 발명은, CaLaCo 페라이트의 개량에 관한 것으로서, Ca는 필수 원소이며, 그 Ca의 일부를 Sr로 치환하는 것이 특징이다. Ca의 일부를 Sr로 치환한 다음, 자기 특성이 열화하지 않는 정도에서 Ca 또는 Sr의 일부를 Ba 및/또는 Pb로 치환해도 된다.
La도 필수 원소이지만, 자기 특성이 열화하지 않는 정도에서 그 일부를 희토류 원소, Y, Bi로부터 선택된 적어도 일종으로 Ca 또는 La의 일부를 치환해도 무방하다. 또한, 불가피한 불순물로서 허용할 수도 있다.
Co도 필수 원소이지만, 자기 특성이 열화하지 않는 정도에서 Fe 또는 Co의 일부를 Zn, Ni, Mn으로부터 선택되는 적어도 일종의 원소로 치환해도 된다. 또한, 불가피한 불순물로서 허용할 수도 있다. 또한, 상기 이외의 원소라도 불가피한 불순물로서 혼입하는 것은 허용할 수 있다.
이하, 상기 가소체 조성에서의 x, x', y, n의 한정 이유를 설명한다.
x는 La의 함유량을 나타내며 0.4≤x≤0.6이 바람직하다. x가 0.4 미만 및 0.6을 초과하면 Br 및 HcJ가 저하하기 때문이다. 보다 바람직한 범위는 0.45≤x≤0.58이다.
x'는 Sr의 함유량을 나타내며 0.01≤x'≤0.3이 바람직하다. x'가 0.01 미만에서는 Br 및 HcJ가 저하할 뿐만 아니라, 후술하는 가소체에서의 결정의 미세화 및 어스펙트비를 작게 할 수 없게 되어, 결과적으로 HcJ가 저하하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, x'가 0.3을 넘으면 Ca/Sr≥1을 만족하지 못하고, Br 및 HcJ가 저하하기 때문에 바람직하지 않다. 보다 바람직한 것은 0.01≤x'≤0.2의 범위이다.
y는 Co의 함유량을 나타내며 0.2≤y≤0.45가 바람직하다. 전술한 바와 같이, CaLaCo 페라이트에서는 y의 바람직한 범위가 0.4 내지 0.6이라고 생각되고 있었지만, 특허 문헌 3에 개시된 바와 같이, Ca의 일부를 Sr로 치환한 경우, y가 0.4 내지 0.6에서는 HcJ의 저하를 초래하고 있다. 이는, 결정 조직중에 Co를 다량으로 함유하는 서로 다른 상(異相)이 생성되는 것에 의한다고 생각된다. 본 발명에 있어서는, y의 범위를 0.2≤y≤0.45, 보다 바람직하게는 0.2≤y≤0.4로 하고, x와 y의 비율을 x/y＞1, 바람직하게는 x/y≥1.3, 더 바람직하게는 x/y≥1.38로 하여 x를 y 보다 많이 함유시킴으로써, y를 많게 해도 HcJ의 저하가 없고 높은 Br, 높은 HcJ를 발현할 수 있는 것이 특징이다. y가 0.2 미만 및 0.46을 초과하면 Br 및 HcJ가 저하하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, x/y는 2.26을 넘으면 자기 특성이 저하하기 때문에 바람직하지 않다.
Ca, La, Sr과 Fe, Co의 비를 규정하는 몰비 n은, 5.2≤n≤5.8이 바람직하다. 이 범위에서, 적합한 Br 및 HcJ를 얻을 수 있다. 바람직한 범위는 5.2≤n≤5.5이다. 특히, n을 5.3≤n≤5.5의 범위로 하고 x 및 y를 상기의 바람직한 범위로 했을 때, Br=0.45T 이상, HcJ=360kA/m(4.5kOe) 이상, 특히 바람직한 범위에서는 Br=0.45T 이상, HcJ=400kA/m(5kOe) 이상의 현격히 뛰어난 특성이 얻어진다.
본 발명에 있어서, n은 x'가 증가하는데 따라 바람직한 값이 커지는 경향이 있다. 예를 들면, x'를 0.01로 한 경우, n은 5.3 정도가 바람직하고, x'를 0.1 내지 0.2로 한 경우에는 n은 5.4 내지 5.5가 바람직하다. 이와 같이, x'의 몰비에 따라 n을 제어함으로써 보다 뛰어난 자기 특성을 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 산화물 자성 재료의 제조 방법을 설명한다.
우선, CaCO3, La2O3, SrCO3, Fe2O3, Co3O4 등의 원료 분말을 준비한다. 준비한 분말을 전술한 조성식에 기초하여, x, x', y, n이 바람직한 범위가 되도록 배합한다. 한편, 원료 분말은 산화물이나 탄산염 이외에, 수산화물, 질산염, 염화물 등이라도 되며, 용액 상태라도 무방하다. 또한, 산화물 자성 재료의 일 형태인 소결 자석을 제조하는 경우는, CaCO3, La2O3, SrCO3, 및 Fe2O3 이외의 원료 분말은, 원료 혼합시부터 첨가해 두어도 되고, 후술하는 가소 후에 첨가해도 무방하다. 예를 들면, CaCO3, Fe2O3, La2O3를 배합, 혼합, 가소한 다음, Co3O4 등을 첨가하고 분쇄한 후, 성형, 소결할 수도 있다. 또한, 가소시의 반응성 촉진을 위해, 필요에 따라 B2O3, H3BO3 등을 함유하는 화합물을 1 질량% 정도 첨가해도 된다.
특히 H3BO3은 Br 및 HcJ의 향상에 유효하다. H3BO3을 첨가하는 경우의 첨가량은 0.2 질량% 이하가 바람직하다. 가장 바람직한 것은 0.1 질량% 근방이다. H3BO3의 첨가량은, 0.1 질량%보다 작게 하면 Br의 향상이 현저해지고, 0.1 질량%보다 많게 하면 HcJ의 향상이 현저해진다. 0.2 질량%를 초과하면 Br이 저하하기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, Br을 중시하는 용도에 이용하는 경우는 0.05 질량% 내지 0.15 질량%의 첨가가 바람직하고, HcJ를 중시하는 용도에 이용하는 경우는 0.10 질량% 내지 0.20 질량%의 첨가가 바람직하다. 한편, H3BO3은 소결시 결정 입자의 제어 등의 효과도 갖기 때문에, 가소 후(미분쇄전이나 소결전)에 첨가하는 것도 효과적이며, 가소전, 가소후의 양쪽 모두에서 첨가할 수도 있다.
원료 분말의 배합은, 습식, 건식 어느 것이라도 무방하다. 스틸볼 등의 매체와 함께 원료 분말을 교반하면 보다 균일하게 혼합할 수 있다. 습식의 경우는, 용매로 물을 이용한다. 원료 분말을 분산시킬 목적으로 폴리카복실산암모늄이나 글루콘산칼슘 등의 공지의 분산제를 이용해도 무방하다. 혼합한 원료 슬러리(slurry)는 탈수하여 혼합 원료 분말로 한다.
혼합 원료 분말은, 로터리킬른, 전기로, 가스로 등을 이용해 가열하고, 고상 반응에 의해 마그네토플럼바이트형 페라이트 화합물을 형성한다. 이 프로세스를 "가소(假燒)"라고 부르고, 얻어진 화합물을 "가소체"라고 부른다.
가소 공정은 적어도 산소 농도가 5% 이상의 분위기 중에서 행하면 되고, 통상적으로는 대기중에서 행하면 된다.
가소 공정에서는, 온도의 상승과 함께 고상 반응에 의해 페라이트상이 형성되어 약 1100℃에서 완료하는데, 이 온도 이하에서는 미반응의 α-Fe2O3이 잔존하고 있어 자석 특성이 낮다. 1100℃를 넘으면 본 발명의 효과가 발생하고, 1100℃ 내지 1300℃에서 본 발명에 의한 효과가 커진다. 한편, 가소 온도가 1400℃를 넘으면 결정 입자가 너무 성장해, 분쇄 공정에 있어서 분쇄에 막대한 시간을 필요로 하게 되는 등의 문제를 일으킬 우려가 있다. 따라서, 가소 온도는 1100℃ 초과 1400℃ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1150℃ 내지 1300℃이다. 또한, 가소 시간은 특별히 상관없지만, 0.5 내지 5시간이 바람직한 범위이다.
상기 가소 공정에 의해 얻어진 가소체는, 이하의 화학식으로 표기되는 육방정 구조를 갖는 페라이트를 주상으로 하는 본 발명의 산화물 자성 재료가 된다.
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα
0.4≤x≤0.6,
0.01≤x'≤0.3,
0.2≤y≤0.45,
5.2≤n≤5.8
본 발명의 특징으로서, 전술한 바와 같이 하여 얻어진 가소체는, 후술하는 실시예에 기재하는 바와 같이, 어스펙트비(길이 l/두께 d)가 3 이하, 보다 바람직한 형태에서는 2 이하이고, 입경이 작은 결정이 그 대부분을 차지하는 것이 얻어진다. 전술한 x, x', y, n을 최적의 영역으로 하는 것과, 그 결과로서 가소체에서의 결정이 작아지고 어스펙트비가 작아짐으로써, 본 발명에 의한 산화물 자성 재료가 높은 Br, 높은 HcJ를 발현하는 것이라고 생각된다.
이와 같은 가소체를 분쇄 및/또는 해쇄함으로써 자성 분말을 얻을 수 있어, 이것을 본드 자석이나 자기 기록 매체에 적용할 수 있다. 한편, 상기 가소체의 제조는, 분무 열분해법이나 공동침전법 등 공지의 제조 기술을 채용할 수도 있다.
자성 분말을 본드 자석에 적용하는 경우는, 자성 분말을 유연성이 있는 고무나 경질 경량(硬質輕量)의 플라스틱 등과 혼합한 다음 성형 가공을 행한다. 성형 가공은, 사출 성형, 압출 성형, 롤 성형 등의 방법에 의해 실행하면 된다. 또한, 자성 분말을 본드 자석에 적용하는 경우, 자성 분말의 결정 왜곡을 완화하기 위해 700℃ 내지 1100℃의 온도 범위에서 0.1 내지 3시간 정도 열처리하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 온도 범위는 900℃ 내지 1000℃이다.
또한, 자성 분말을 자기 기록 매체에 적용하는 경우는, 자성 분말에 상기 열처리를 실시한 다음 공지의 각종 바인더와 혼련하여 기판에 도포함으로써, 도포형의 자기 기록 매체를 제작할 수 있다. 또한, 본 발명의 산화물 자성 재료 및 그것을 이용한 소결 자석을 타깃으로서 이용하여 스퍼터링법 등에 의해 자기 기록 매체에 이용되는 박막 자성층을 형성할 수도 있다.
다음으로, 상기 산화물 자성 재료를 이용한 소결 자석의 제조 방법을 설명한다.
상기 가소체를 진동 밀, 볼 밀 및/또는 아트리터(attritor)에 의해 미분쇄하여 미립자로 한다. 미립자의 평균 입경은 0.4 내지 0.8㎛ 정도(공기 투과법)로 하는 것이 바람직하다. 미분쇄 공정은, 건식 분쇄와 습식 분쇄의 어느 것이라도 무방하지만, 양쪽을 조합하여 행하는 것이 바람직하다.
습식 분쇄에 있어서는, 물 등의 수계(水系) 용매나 여러 가지 비수계 용매(예를 들면, 아세톤, 에탄올, 자일렌 등의 유기용제)를 이용할 수 있다. 습식 분쇄에 의해, 용매와 가소체가 혼합된 슬러리가 생성된다. 슬러리에는 공지의 각종 분산제 및 계면활성제를 고형분 비율로 0.2 질량% 내지 2.0 질량% 이하 첨가하는 것이 바람직하다. 습식 분쇄 후에는 슬러리를 탈수, 건조하는 것이 바람직하다.
상기 미분쇄 공정에서 자기 특성의 향상을 위해, 가소체에 대해 CaCO3, SrCO3, SiO2가 적어도 일종, 혹은 Cr2O3, Al2O3 등의 첨가물을 더 첨가할 수도 있다. 이들 첨가물을 첨가하는 경우는, CaCO3 1.8 질량% 이하, SrCO3 O.5 질량% 이하, SiO2 1.0 질량% 이하, Cr2O3 5.0 질량% 이하, Al2O3 5.0 질량% 이하가 바람직하다.
특히 CaCO3, SrCO3, SiO2의 첨가가 바람직하고, 상기 H3BO3의 첨가와 병용함으로써 높은 Br, 높은 HcJ를 얻을 수 있다. 한편, SiO2는 가소시 결정 입자의 제어 등의 효과도 가지기 때문에, 가소전에 첨가하는 것도 효과적이며, 가소전, 미분쇄전의 양쪽 모두에서 첨가할 수도 있다.
상기 첨가제로서 CaCO3, SrCO3를 선택한 경우, 상기 가소체 조성에서의 n의 값이 변동한다. 구체적으로는, 가소체 조성이 5.2≤n≤5.8의 가소체에 CaCO3 1.8 질량%, SrCO3 0.5 질량%를 동시에 첨가하고 소결하면, 소결체 조성에서는 4.3≤n≤4.8이 된다. CaCO3, SrCO3를 첨가하지 않는 경우, 소결체 조성은 가소체와 마찬가지로 5.2≤n≤5.8이 되기 때문에, 소결체 조성의 n의 범위는 첨가제 첨가시의 하한과 무첨가시의 상한인 4.3≤n≤5.8이 된다. 이것을 가소체 조성에 대응하여 "소결체 조성"이라고 부르기로 한다. 단, 이하, 아무것도 표기하지 않는 경우는, 모두 상기 가소체 조성으로 표기하는 것으로 한다.
첨가제로서 CaCO3, SrCO3를 선택하고 가소체에 첨가한 후 소결하면, 소결체 조성에서의 x, x', y의 비율은 상기 가소체에서의 x, x', y의 비율로부터 변동한다. 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x, x', y가 0.4≤x≤0.6, 0.01≤x'≤0.3, 0.2≤y≤0.45의 경우, CaCO3 1.8 질량%, SrCO3 0.6 질량%를 각각 첨가하면, 가장 변동하는 경우에서 0.32≤x≤0.6, 0.008≤x'≤0.33, 0.16≤y≤0.45가 된다. 이것은 CaCO3, SrCO3의 첨가에 의해, 소결체에서의 Ca 함유량, Sr 함유량이 원료 분말 배합시보다 증가하기 때문이다. 즉, Ca+La+Sr=1인 것으로부터, CaCO3을 첨가하면 상대적으로 Ca가 증가하고 La, Sr이 적어지므로 x, x'의 비율이 적은 쪽으로 변동하고, SrCO3을 첨가하면 상대적으로 Sr이 증가하여 x'가 많은 쪽으로 변동함과 함께, Ca, La가 적어져 x의 비율이 적은 쪽으로 변동한다. Ca 사이트와 Fe 사이트의 몰비를 나타내는 n은, 상기한 바와 같이 n이 적은 쪽으로 변동하여, 4.3≤n≤5.8이 된다. y도 n의 변동에 수반하여 적은 쪽으로 변동한다.
따라서, 본 발명에서의 소결 자석은,
육방정 구조를 갖는 페라이트를 주상으로 하는 소결 자석으로서,
상기 소결 자석에 포함되는 금속 원소가, 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoy로 표기되고, 원자 비율을 나타내는 x, x', y 및 몰비를 나타내는 n이,
0.32≤x≤0.6,
0.008≤x'≤0.33,
0.16≤y≤0.45,
4.3≤n≤5.8의 관계를 만족한다.
다음으로, 슬러리 중의 용매를 제거하면서, 자장 내 또는 무자장 내에서 프레스 성형한다. 자장 내에서 프레스 성형함으로써, 분말 입자의 결정 방위를 정렬(배향)시킬 수 있다. 자계 내 프레스 성형에 의해, 자기 특성을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 또한 배향을 향상시키기 위해, 분산제, 윤활제를 0.01 내지 1.0 질량% 첨가할 수도 있다.
프레스 성형에 의해 얻어진 성형체는, 필요에 따라 탈지 공정을 실시한 다음 소결 공정을 행한다. 소결 공정은, 전기로, 가스로 등을 이용하여 행한다.
소결 공정은 대기 중에서 행할 수 있다. 후술하는 실시예에 기재되는 바와 같이, 본 발명의 산화물 자성 재료는 대기중 소성으로 높은 Br, 높은 HcJ를 얻을 수 있어, 특허 문헌 3에 따른 CaLaCo 페라이트를 대기중 소성한 것보다 자기 특성이 뛰어나다. 또한, x, x', y, n을 바람직한 범위로 함으로써, 특허 문헌 3에 의한 CaLaCo 페라이트를 산소중 소성(산소 100%)한 것과 동등 이상의 특성을 얻을 수 있다.
소결 온도는 1150℃ 내지 1250℃가 바람직하다. 또한, 소결 시간은 0.5 내지 2시간이 바람직하다. 소결 공정에 의해 얻어지는 소결 자석의 평균 결정 입경은, 약 0.5 내지 4㎛이다.
소결 공정의 다음에는, 가공 공정, 세정 공정, 검사 공정 등의 공지의 제조 프로세스를 거쳐, 최종적으로 페라이트 소결 자석의 제품이 완성된다.
〈실시예〉
(제1 실시예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.45, x'=0.1, y=0.3, n=5.2 내지 5.7이 되도록, CaCO3 분말, La2O3 분말, SrCO3 분말, Fe2O3 분말 및 Co3O4 분말을 준비하여 각 분말을 배합하였다. 얻어진 원료 분말에 H3BO3을 첨가한 후, 습식 볼 밀로 4시간 혼합하고 건조하여 정립(整粒)하였다. 계속해서, 대기중 1200℃에서 3시간 가소하여 분말상의 가소체를 얻었다.
다음으로, 상기 가소체에 대해 CaCO3 분말을 CaO 환산으로 0.6 질량%, SiO2 분말을 0.45 질량% 첨가하고, 물을 용매로 한 습식 볼 밀로 공기 투과법에 따른 평균 입도가 0.55㎛가 될 때까지 미분쇄하였다. 얻어진 미분쇄 슬러리 중의 용매를 제거하면서, 0.8T의 자장 내에서 프레스 성형하였다. 얻어진 성형체를 대기중 1180℃ 내지 1220℃에서 1시간 소결하여 소결 자석을 얻었다. 얻어진 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 측정 결과를 도 1에 나타낸다.
(제2 실시예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.40, x'=0.3, y=0.3, n=5.5 내지 5.8로 하는 이외는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 소결 자석을 제작하였다. 얻어진 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 측정 결과를 도 2에 나타낸다.
도 1로부터 분명한 바와 같이, n=5.2 내지 5.4의 범위에서 뛰어난 잔류 자속 밀도 Br가 얻어지고, n=5.5 내지 5.7의 범위에서 뛰어난 보자력 HcJ가 얻어졌다. 특히, n=5.4 내지 5.5에서는 Br과 HcJ 양쪽 모두가 뛰어난 소결 자석을 얻을 수 있었다. 여기에서, n이 커짐에 따라 Br이 저하하고, n=5.7에서는 Br이 극단적으로 저하하였다.
또한, 도 2로부터 분명한 바와 같이, x'(Sr)=0.3의 경우에 있어서는 n=5.5 내지 5.8의 넓은 범위에서 양호한 특성이 얻어졌다. x'=0.3의 경우에는, n=5.7에서도 극단적인 Br의 저하는 없고, n=5.8에서도 양호한 자기 특성이 얻어졌다. 이것은, 전술한 바와 같이, n값은 x'가 증가하는데 따라 바람직한 값이 커지는 경향이 있기 때문이다. 이와 같이, 바람직한 n값은 x'에 의해 변동하기 때문에, 0.01≤x'≤0.3에서 양호한 특성을 얻을 수 있는 5.2≤n≤5.8로 한정하였다.
(제3 실시예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.40 내지 0.55, x'=0.1, y=0.3, n=5.4로 하는 이외는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 소결 자석을 제작하였다. 얻어진 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 측정 결과를 도 3에 나타낸다.
도 3으로부터 분명한 바와 같이, y(Co)=0.3, x(La)=0.4 내지 0.55의 범위, x/y≥1.3에서 양호한 자기 특성이 얻어졌다. 특히, x=0.45와 0.5에서는, Br=0.45T 이상, HcJ=360kA/m(4.5kOe) 이상의 현격히 뛰어난 자기 특성을 얻어졌다. 한편, 후술하는 제11 실시예, 제12 실시예와 같이, y가 증가하는데 따라 x의 바람직한 값은 커진다.
(제4 실시예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.495, x'=0.01, y=0.3, n=5.2 내지 5.5로 하는 이외는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 소결 자석을 제작하였다. 얻어진 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 측정 결과를 도 4에 나타낸다.
(제5 실시예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.4, x'=0.2, y=0.3, n=5.2 내지 5.7로 하는 이외는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 소결 자석을 제작하였다. 얻어진 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 측정 결과를 도 5에 나타낸다.
(제1 비교예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.4, x'=0.4, y=0.3, n=5.6 내지 5.9로 하는 이외는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 소결 자석을 제작하였다. 얻어진 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 측정 결과를 도 6에 나타낸다.
제4, 제5 실시예 및 제6 비교예는, x'(Sr)을 변화시킨 예이다. 제4 실시예는 x'=0.01, 제5 실시예는 x'=0.2, 제1 비교예는 x'=0.4이다. 덧붙여서, x'=0.1은 제1 실시예(도 1), x'=0.3은 제2 실시예(도 2)에 대응한다. 도 4 내지 도 6 및 도 1, 도 2로부터 분명한 바와 같이, 소결 온도 및 n값에 따라 약간 차이는 있지만, x'=0.01 내지 0.3에서 양호한 자기 특성이 얻어졌다. x'=0.4는 본 발명의 범위 밖이며, 약간 Br이 저하했다. 또한, 전술한 바와 같이, x'가 증가하는데 따라 n의 바람직한 값이 커지는 경향이 있는 것을 알 수 있다.
(제6 실시예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.45, x'=0.1, y=O 내지 0.6, n=5.4로 하고, 소결 온도를 1190℃로 하는 이외는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 소결 자석을 제작하였다. 얻어진 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 측정 결과를 도 7에 나타낸다.
도 7로부터 분명한 바와 같이, y(Co)=0.2 내지 0.45의 범위에서 Br=0.43T 이상, HcJ=320kA/m(4kOe) 이상, y(Co)=0.2 내지 0.4의 범위에서 Br=0.43T 이상, HcJ=360kA/m(4.5kOe) 이상의 양호한 자기 특성이 얻어진 것을 알 수 있다. 특히 y=O.25 내지 0.35에서는, Br=0.45T 이상, HcJ=360kA/m(4.5kOe) 이상의 현격히 뛰어난 자기 특성이 얻어졌다. 이상으로부터, y를 0.2 내지 0.45로 한정하였다.
(제7 실시예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.495, x'=0.01, y=0.3, n=5.4로 하고, 가소 온도를 1150℃ 내지 1300℃로 하는 이외는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 소결 자석을 제작하였다. 얻어진 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 측정 결과를 도 8에 나타낸다.
(제8 실시예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.45, x'=0.1, y=0.3, n=5.4로 하고 가소 온도를 1150℃ 내지 1250℃로 하는 이외는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 소결 자석을 제작하였다. 얻어진 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 측정 결과를 도 9에 나타낸다.
도 8 및 도 9로부터 분명한 바와 같이, 소결 온도에 따라 약간 차이는 있지만, 모든 가소 온도에서 양호한 자기 특성이 얻어진 것을 알 수 있다.
(제9 실시예)
제1 실시예에서 얻어진 n=5.4의 가소체에 대해 SEM 관찰을 행하였다. 그 결과를 도 10에 나타낸다.
(제2 비교예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.5, x'=0, y=0.3, n=5.4로 하는 이외는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 가소체를 제작하여 SEM 관찰을 행하였다. 그 결과를 도 11에 나타낸다.
도 10 및 도 11로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 의한 가소체는 직경 1㎛ 내지 8㎛의 어스펙트비(길이 l/두께 d) 1에 가까운, 거의 구상의 결정이 대부분을 차지하고 있다. 이에 대해 Sr을 첨가하지 않는(x'=0) 비교예에 의한 가소체는, 두께 2㎛ 내지 5㎛, 길이 10㎛ 내지 20㎛의 어스펙트비가 3을 넘는 판상의 결정이 그 대부분을 차지하고 있다. Ca의 일부를 Sr로 치환함으로써, 가소체에서의 결정이 작아지고 어스펙트비가 작아짐으로써, 본 발명에 의한 산화물 자성 재료가 높은 Br, 높은 HcJ를 발현하는 것이라고 생각된다.
(제10 실시예)
제1 실시예에서 얻어진 n=5.4의 가소체를 공기 투과법에 따른 평균 입도가 1.0㎛ 정도가 될 때까지 미분쇄하였다. 그 다음, 건조, 해쇄를 행하고 1000℃에서 열처리하여 페라이트 자석 분말을 제작하였다. 얻어진 페라이트 자석 분말의 포화 자화(σs), 이방성 자장(HA)을 측정하였다. 측정 결과는 포화 자화(σs)=75.9emu/g, 이방성 자장(HA)=2.18MA/m(27.4kOe)이었다.
상기 페라이트 자석 분말로부터 모터용 형상의 본드 자석을 제작하고, 이것을 종래의 SrLaCo 페라이트의 본드 자석에 대신하여 모터 안에 조립하여, 정격 조건으로 작동시킨 결과 양호한 특성을 얻었다. 또한, 그 토크를 측정한 결과, 종래의 SrLaCo 페라이트의 본드 자석을 이용한 모터에 비해 상승하였다.
상기 브라이트 자석 분말을 자기 기록 매체에 사용한 결과, 고출력이고 높은 S/N비가 얻어졌다.
(제11 실시예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.485, x'=0.05, y=0.35, x/y=1.38, n=5.3이 되도록, CaCO3 분말, La2O3 분말, SrCO3 분말, Fe2O3 분말 및 Co3O4 분말을 준비하여 각 분말을 배합하였다. 얻어진 원료 분말에 H3BO3을 0.1 질량% 첨가한 다음, 습식 볼 밀로 4시간 혼합하고 건조하여 정립하였다. 계속해서, 대기중 1200℃, 1250℃에서 3시간 가소하여 분말상의 가소체를 얻었다.
다음으로, 상기 가소체에 대해 CaCO3 분말을 CaO 환산으로 0.3 질량%, SiO2 분말을 0.352 질량% 첨가하고, 물을 용매로 한 습식 볼 밀로 공기 투과법에 따른 평균 입도가 0.55㎛가 될 때까지 미분쇄하였다. 얻어진 미분쇄 슬러리 중의 용매를 제거하면서, 0.8T의 자장 내에서 프레스 성형하였다. 얻어진 성형체를 대기중 1190℃ 내지 1200℃에서 1시간 소결하여 소결 자석을 얻었다. 얻어진 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 측정 결과를 도 12에 나타낸다.
(제12 실시예)
식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n- yCoyOα에 있어서, x=0.575, y=0.4, x/y=1.43으로 하고 습식 볼 밀 전에 원료 분말에 H3BO3을 0.2 질량% 첨가하는 이외는 제11 실시예와 마찬가지로 하여 소결 자석을 제작하였다. 얻어진 소결 자석의 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ의 측정 결과를 도 13에 나타낸다.
도 12 및 도 13으로부터 분명한 바와 같이, (La)=0.485, y(Co)=0.35, x/y=1.38, 혹은 x(La)=0.575, y(Co)=0.4, x/y=1.43의 x, y가 모두 많은 영역에서 Br=0.45T 이상, HcJ=400kA/m(5kOe) 이상의 현격히 뛰어난 자기 특성이 얻어졌다.
본 발명의 산화물 자성 재료는, 잔류 자속 밀도 Br, 보자력 HcJ 양쪽 모두가 종래의 SrLaCo 페라이트 및 CaLaCo 페라이트보다 우수하기 때문에, 고성능인 모터 용도에 매우 적합하게 이용된다.

Claims (1)

  1. 육방정 구조를 갖는 페라이트를 주상으로 하는 소결 자석으로서,
    상기 소결 자석에 함유되는 금속 원소가, 식 Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n-yCoy로 표기되며, 원자 비율을 나타내는 x, x', y 및 몰비를 나타내는 n이,
    0.32≤x≤0.6,
    0.008≤x'≤0.33,
    0.16≤y≤0.45, 및
    4.3≤n≤5.8의 관계를 만족하고,
    또한, x가 0.47 이상일 때는 0.17 x < -0.25 x + 0.1367의 관계를 만족하는 소결 자석.
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