KR20170142737A - Ferrite magnetic material and ferrite sintered magnet - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a ferrite magnetic material capable of providing high saturation magnetization and high anisotropic magnetic field by substituting a portion of La with Pr to provide a significantly higher maximum magnetic energy ((BH)_max) than a conventional ferrite magnetic materials.

Description

페라이트 자성재료 및 페라이트 소결자석{FERRITE MAGNETIC MATERIAL AND FERRITE SINTERED MAGNET}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to ferrite magnetic materials and ferrite sintered magnets,

본 발명은 높은 최대자기에너지적((BH)max)을 제공할 수 있는 페라이트 자성 재료 및 이를 이용한 페라이트 소결자석에 관한 것이다.
The present invention relates to a ferrite magnetic material capable of providing a high maximum magnetic energy ((BH) max ) and a ferrite sintered magnet using the ferrite magnetic material.

페라이트는 AO·nFe2O3(A: 2가 금속 이온, Sr 또는 Ba)의 조성으로 마그네토플럼바이트(Magneto-plumbite, M)형 결정구조를 가지며, 재료의 자기적 특성이 자장의 방향과 크기에 따라 쉽게 변화되지 않는 재료로서, 통상적으로 자동차 전장용 모터 및 전기기구용 회전기 등 영구자석의 재료로 사용되고 있다. 한편, 최근 환경 문제와 이에 따른 에너지 절약과 관련된 여러 가지 법 규제로 인하여 모터의 소형화와 고효율화가 요구되고 있으며 영구자석에도 고성능화가 요구되고 있다.Ferrite has a magnetite-plumbite (M) type crystal structure in the composition of AO · nFe 2 O 3 (A: divalent metal ion, Sr or Ba) And is conventionally used as a material for a permanent magnet such as a motor for an automobile electric field and a rotator for an electric appliance. On the other hand, due to recent environmental problems and various laws related to energy saving, there is a demand for miniaturization and high efficiency of motors and high performance is required for permanent magnets.

M형 페라이트는 일축 결정 자기이방성을 보이는 것이 특징이며, 화학 조성식은 SrFe12O19 또는 BaFe12O19로 표기되어 한 분자당 12개의 철 이온이 존재한다. 상기 M형 페라이트의 자기적 성질은 Fe 이온의 자기모멘트에 기초를 하고 있으며, 상기 Fe 이온 12개 중 상향 스핀 방향이 8개, 하향 스핀 방향이 4개 존재하여, M형 페라이트의 한 분자당 순수 스핀의 합은 4개가 된다. 일반적으로 M형 페라이트에서 철 이온은 3가(Fe3 +)로 3d 전자(스핀 자기 모멘트, spin magnetic moment)가 5개로, 한 분자당 총 20개(5개 스핀모멘트 × 순수 스핀의 합)의 스핀 자기 모멘트가 M형 페라이트 자석의 자성의 근원(포화자화)이 된다. 즉, 자성의 근원인 포화자화 값을 높이려면, 철 이온의 하향 스핀 방향에 철 이온보다 낮은 스핀 자기 모멘트를 갖는 원소 또는 비자성 원소를 치환시키면 총 스핀 자기 모멘트가 증가되어 포화자화를 향상시킬 수 있다. 일반적으로 철 이온보다 낮은 스핀 자기 모멘트를 갖는 원소는 Co2 + (스핀 모멘트 = 3), Ni2 + (스핀 모멘트 = 2), Cu2 + (스핀 모멘트 = 1) 등이 있으며, 비자성 원소로 Zn2 + (스핀 모멘트 = 0)가 있다. 이론적으로 철 이온(Fe3 +)을 Zn2 +로 치환하면, 총 스핀 자기 모멘트를 가장 많이 증가시켜 높은 포화자화를 얻을 수 있는 것으로 잘 알려져 있다. 그러나, Zn의 경우 높은 포화자화를 얻을 수 있지만 낮은 이방성 자계를 갖기 때문에, 낮은 보자력 특성을 가져 영구 자석으로 활용하기 어려운 문제가 있었다.M type ferrite is characterized by showing uniaxial crystal magnetic anisotropy. The chemical composition formula is represented by SrFe 12 O 19 or BaFe 12 O 19 , and there are 12 iron ions per molecule. The magnetic properties of the M-type ferrite are based on the magnetic moment of Fe ions, and there are 8 upward spin directions and 4 downward spin directions among the 12 Fe ions, The sum of the spins is 4. Generally, in the M type ferrite, the iron ion is trivalent (Fe 3 + ), and the 3d electron (spin magnetic moment) is 5, and a total of 20 (5 spin moments × sum of pure spin) The spin magnetic moment becomes the source of magnetism (saturation magnetization) of the M-type ferrite magnet. That is, in order to increase the saturation magnetization value, which is the source of magnetism, substituting an element having a spin magnetic moment lower than an iron ion or a non-magnetic element in the downward spin direction of the iron ion increases the total spin magnetic moment, have. Element having a generally low spin magnetic moment than Fe ions and the like, Co 2 + (spin moment = 3), Ni 2 + (spin moment = 2) Cu 2 + (spin moment = 1), a non-magnetic element Zn 2 + (spin moment = 0). It is well known that substitution of iron ions (Fe 3 + ) with Zn 2 + theoretically maximizes the total spin magnetic moment to obtain a high saturation magnetization. However, although Zn has a high saturation magnetization, since it has a low anisotropic magnetic field, it has a low coercive force characteristic and is difficult to be used as a permanent magnet.

또한, 영구자석의 중요한 자기적 특성인 결정 자기이방성의 향상을 위하여 M형 페라이트에서 철 이온에 결정 자기이방성이 큰 원소를 치환함으로써 높은 이방성 자계를 얻을 수 있다.In addition, a high anisotropic magnetic field can be obtained by substituting an element having a large magnetocrystalline anisotropy into iron ions in M type ferrite for improving the magnetic anisotropy, which is an important magnetic property of the permanent magnet.

영구자석의 대표적인 자기특성으로 잔류자속밀도(Br), 고유보자력(iHc), 최대자기에너지적((BH)max)), 각형비(Hknie/iHc)가 있으며, 잔류자속밀도 및 고유보자력은 하기 관계식을 갖는다.The residual magnetic flux density (Br), the intrinsic coercive force (iHc), the maximum magnetic energy ((BH) max ) and the squareness ratio (Hknie / iHc) are typical magnetic characteristics of the permanent magnet. Have a relational expression.

Br = 4πIs × ρ × f (Is: 포화자화, ρ: 밀도, f: 배향도)Br = 4? I s 占 × 占 f (Is: saturation magnetization,?: Density, f: orientation degree)

iHc = HA × fc (HA: 이방성 자계, fc: 단자구 체적 비율)
iHc = H A x fc (H A : anisotropic magnetic field, fc: terminal volume ratio)

잔류자속밀도(Br)는 조성의 자기 스핀 모멘트 합인 포화자화, 밀도, 배향도에 비례하며, 밀도와 배향도는 페라이트 제조공정의 미분쇄 이후 공정에서 얻어지는 물성으로 공정 최적화에 의해 이론값의 약 95% 정도로 달성할 수 있다. 상온에서 스트론튬 페라이트(하기 "Sr-페라이트"로 기재함)의 이론 포화자화는 74 emu/g(4πIs = 4,760 G: 밀도와 배향도가 각각 100% 일 때 값)으로 알려져 있으며, 치환된 페라이트 조성에서 스핀 자기 모멘트 증가에 의해 포화자화가 증가된다.The residual magnetic flux density (Br) is proportional to the saturation magnetization, density and orientation degree, which is the sum of the magnetic spin moments of the composition. The density and the degree of orientation are about 95% Can be achieved. The theoretical saturation magnetization of strontium ferrite (hereinafter referred to as "Sr-ferrite") at room temperature is known to be 74 emu / g (4 pi Is = 4,760 G: value when density and orientation degree are respectively 100%), The saturation magnetization is increased by increasing the spin magnetic moment.

고유보자력(iHc)은 이방성 자계와 단자구 체적 비율에 비례하며, 단자구 Sr-페라이트의 이론 이방성 자계값은 20,000 Oe 이며, 단자구 결정 크기는 약 1 ㎛로 알려져 있다. 페라이트 제조공정의 미분쇄 이후 공정 최적화에 의해 단자구 크기의 체적 비율을 높여 높은 보자력 값을 얻을 수 있다. Sr-페라이트가 단자구 크기일 때 내부 반자장에 의해 이론값의 약 40% (7,700 Oe) 달성 가능하며, Fe 이온을 자기 이방성이 큰 원소로 치환함으로써 더 높은 이방성 자계값을 얻을 수 있다. 그러나, 이방성 자계와 포화자화는 HA = 2K1 /Is (2K1: 이방성 계수) 관계식에 의해 Trade off 관계를 가지므로, 단순한 원소 치환에 의해서 포화자화와 이방성 자계가 동시에 증가하는 것은 이론적으로 불가능하다.The intrinsic coercive force (iHc) is proportional to the anisotropic magnetic field and the terminal volume ratio, the theoretical anisotropy field value of the terminal sphere ferrite is 20,000 Oe, and the terminal sphere crystal size is known to be about 1 μm. Higher coercive force values can be obtained by increasing the volume ratio of the terminal sphere size by optimizing the process after the pulverization of the ferrite manufacturing process. It is possible to achieve about 40% (7,700 Oe) of the theoretical value by the internal semi-magnetic field when Sr-ferrite is the size of the terminal sphere, and higher anisotropic magnetic field value can be obtained by replacing Fe ion with an element having large magnetic anisotropy. However, since the anisotropic magnetic field and the saturation magnetization have a Trade off relation by the relation H A = 2K 1 / Is (2K 1 : anisotropy coefficient), it is theoretically impossible to increase the saturation magnetization and the anisotropic field simultaneously by simple element substitution Do.

한편, 최대자기에너지적((BH)max)은 B-H 곡선에서의 각각의 동작점에서 자석이 제공하는 자속밀도(B)와 자석에 작용하는 자장(H)의 곱으로서, 자석 내부에 축적된 에너지를 의미한다. 각각의 감자(demagnetization)곡선 상에서 B와 H의 곱이 최대인 지점이 최대자기에너지적이 된다. 일반적으로 Br, iHc와 각형비가 모두 높은 영구자석이 높은 최대자기에너지적((BH)max)을 가지며, 그 영구자석을 채용한 모터는 높은 출력과 외부자계에 의한 감자 발생이 적다. 결과적으로 최대자기에너지적은 영구자석의 대표적인 성능지표라고 할 수 있다.The maximum magnetic energy ((BH) max ) is the product of the magnetic flux density (B) provided by the magnet at each operating point in the BH curve and the magnetic field (H) acting on the magnet, . On each demagnetization curve, the point at which the product of B and H is maximum is the maximum magnetic energy. In general, a permanent magnet having a high Br, iHc and squareness ratio has a high maximum magnetic energy ((BH) max ), and a motor employing the permanent magnet has low output and little generation of potatoes due to an external magnetic field. As a result, the maximum magnetic energy is a representative performance index of permanent magnets.

예컨대, 미국 등록특허 제 5,846,449 호(특허문헌 1)는 Fe의 일부를 Zn으로 치환하고 Sr의 일부를 La로 치환할 경우, Fe의 일부를 Co로 치환하는 종래의 조성에 비해, 향상된 포화자화를 갖는 페라이트 자석을 얻을 수 있음을 개시하고 있다. 그러나 이와 같이 Fe의 일부를 Zn으로 치환할 경우, 이방성 자계의 급격한 감소에 의해 최대자기에너지적이 5.14 MGOe로 낮아지는 문제가 있다.For example, U.S. Patent No. 5,846,449 (Patent Document 1) discloses that when a part of Fe is substituted with Zn and a part of Sr is substituted with La, an improved saturation magnetization is obtained as compared with a conventional composition in which a part of Fe is substituted with Co And a ferrite magnet having a ferrite magnet can be obtained. However, when a part of Fe is substituted with Zn, there is a problem that the maximum magnetic energy is lowered to 5.14 MGOe due to a sharp reduction of anisotropic magnetic field.

또한, 대한민국 등록특허 제 10-0910048 호(특허문헌 2)는 Ca의 일부를 La 등의 희토류 원소로 치환하고 Fe의 일부를 Co로 치환하여 잔류자속밀도와 고유보자력을 향상시키는 것을 개시하고 있으며, 이를 통해 42.0 kJ/m3 (약 5.28 MGOe)의 최대자기에너지적을 얻고 있다. 그러나, 특허문헌 2로부터 얻어지는 자석의 자기특성은 종래의 Sr계 페라이트 자석(특허문헌 1)의 자기특성에 비해 충분히 높지 않은 문제가 있다.Korean Patent Registration No. 10-0910048 (Patent Document 2) discloses that a part of Ca is replaced with a rare earth element such as La and a part of Fe is substituted with Co to improve the residual magnetic flux density and intrinsic coercive force, This results in a maximum magnetic energy output of 42.0 kJ / m 3 (about 5.28 MGOe). However, there is a problem that the magnetic property of the magnet obtained from Patent Document 2 is not sufficiently high as compared with the magnetic property of the conventional Sr ferrite magnet (Patent Document 1).

나아가, 대한민국 등록특허 제 10-1082389 호(특허문헌 3)는 Ca의 일부를 Sr, Ba와 La으로 치환하고 Fe의 일부를 Co와 Cr으로 치환하여 높은 잔류자속밀도, 고유보자력, 각형비를 얻는 방법을 기재하고 있으나, 이 방법에 의해 얻어지는 자석의 최대자기에너지적이 5.29 MGOe로 종래의 Sr계 페라이트 자석(특허문헌 1)에 비해 충분히 높지 않다. 또한, 이 방법은 높은 자기특성을 얻기 위하여 복잡한 소결 공정을 적용하고 있어 제조 비용이 상승하는 단점을 갖는다.Further, in Korean Patent No. 10-1082389 (Patent Document 3), a part of Ca is substituted with Sr, Ba and La, and a part of Fe is substituted with Co and Cr to obtain a high residual magnetic flux density, intrinsic coercive force, However, the maximum magnetic energy of the magnet obtained by this method is 5.29 MGOe, which is not sufficiently high as compared with the conventional Sr ferrite magnet (Patent Document 1). In addition, this method has a disadvantage in that a complicated sintering process is applied in order to obtain high magnetic properties, resulting in an increase in manufacturing cost.

이와 같이, 기존에 알려진 조성의 페라이트 자성재료는 여전히 불만족스러운 자기특성을 가져, 최근 자동차, 전기기구, 가전기기에 사용되는 회전기, 센서 등의 고성능화, 고효율화, 소형화 및 경량화 요구에 부합하기 위해서는, 기존 자성재료보다 우수한 자기특성을 갖는 자성재료의 개발이 요구되었다.
As described above, ferrite magnetic materials of known compositions still have unsatisfactory magnetic properties. In order to meet demands for high performance, high efficiency, miniaturization, and light weight of rotors and sensors used in automobiles, electric appliances, Development of magnetic materials having magnetic properties superior to those of magnetic materials has been required.

미국 등록특허 제 5,846,449 호United States Patent No. 5,846,449 대한민국 등록특허 제 10-0910048 호Korean Patent No. 10-0910048 대한민국 등록특허 제 10-1082389 호Korean Patent No. 10-1082389

따라서, 본 발명의 목적은 높은 포화자화 및 이방성 자계에 의해 높은 최대자기에너지적을 제공할 수 있는 페라이트 자성재료, 및 이를 소결하여 얻은 페라이트 소결자석을 제공하는 것에 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a ferrite magnetic material capable of providing a high maximum magnetic energy by a high saturation magnetization and anisotropic magnetic field, and a ferrite sintered magnet obtained by sintering the ferrite magnetic material.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 육방정계 구조를 갖는 마그네토플럼바이트상을 주상으로 하고, 주상을 구성하는 원소가 하기 화학식 1의 조성을 포함하는 것을 특징으로 하는 페라이트 자성재료를 제공한다:In order to achieve the above object, the present invention provides a ferrite magnetic material having a hexagonal magnetopermobite phase as a main phase and an element constituting the main phase comprising a composition represented by the following formula (1):

[화학식 1][Chemical Formula 1]

CaxSr(1-x-y-z)LayPrzFe(2n-m)ComO19 Ca x Sr (1-xyz) La y Pr z Fe (2n-m) Co m O 19

상기 식에서,In this formula,

0.46 ≤ x ≤ 0.52 이고,0.46? X? 0.52,

0.32 ≤ y ≤ 0.39 이며,0.32? Y? 0.39,

0.06 ≤ z ≤ 0.10 이고,0.06? Z? 0.10,

0.91 ≤ x+y+z ≤ 0.97 이며,0.91? X + y + z? 0.97,

0.25 ≤ m ≤ 0.35 이고,0.25? M? 0.35,

9.0 ≤ 2n ≤ 11.0 이다.
9.0? 2n? 11.0.

이와 같이, 본 발명에 따른 페라이트 자성재료로부터 얻어진 페라이트 소결자석은 높은 최대자기에너지적((BH)max)을 가져 최근 요구되는 모터의 고효율화 및 소형화에 부합할 수 있다.
As described above, the ferrite sintered magnet obtained from the ferrite magnetic material according to the present invention has a high maximum magnetic energy ((BH) max ) and can meet the high efficiency and miniaturization of the motor required recently.

도 1은 제조예 3에서 수득한 페라이트 소결자석의 Pr의 함유량(z)의 변화에 따른 포화자화(4πIs) 및 이방성 자계(HA) 각각의 변화 그래프이다.
도 2는 제조예 3에서 수득한 페라이트 소결자석의 Pr의 함유량(z)의 변화에 따른 최대자기에너지적((BH)max)의 변화 그래프이다.
도 3은 제조예 4에서 수득한 페라이트 소결자석의 Ca, La 및 Pr의 함유량의 합(x+y+z)의 변화에 따른 포화자화(4πIs) 및 이방성 자계(HA) 각각의 변화 그래프이다.
도 4는 제조예 4에서 수득한 페라이트 소결자석의 Ca, La 및 Pr의 함유량의 합(x+y+z)의 변화에 따른 최대자기에너지적((BH)max)의 변화 그래프이다.
1 is a graph showing the change of each of the saturation magnetization (4 pi Is) and the anisotropic magnetic field (H A ) according to the change of the content (z) of Pr of the ferrite sintered magnet obtained in Production Example 3.
2 is a graph of a change in the maximum magnetic energy ((BH) max ) according to the change of the content (z) of Pr of the ferrite sintered magnet obtained in Production Example 3. FIG.
3 is a graph showing the change in the saturation magnetization (4 pi Is) and the anisotropic magnetic field (H A ) according to the change in the sum (x + y + z) of the contents of Ca, La and Pr in the ferrite sintered magnet obtained in Production Example 4 .
4 is a graph of a change in maximum magnetic energy ((BH) max ) according to a change in the sum (x + y + z) of contents of Ca, La and Pr in the ferrite sintered magnet obtained in Production Example 4. FIG.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여 지속적인 연구를 수행한 결과, Ca, Sr, La 및 Co를 포함하는 페라이트 조성에서 La의 일부를 Pr로 치환하고 치환요소와 범위를 한정하여 각 원소의 조합을 최적화함으로써, 높은 포화자화 및 이방성 자계에 의해 종래 페라이트 자성재료보다 현저히 높은 최대자기에너지적을 제공할 수 있는 페라이트 자성재료를 발견하여 본 발명을 완성하였다.
As a result of continuous research to achieve the above object, the present inventors have found that, in a ferrite composition containing Ca, Sr, La and Co, a part of La is substituted with Pr, A ferrite magnetic material capable of providing a significantly higher maximum magnetic energy potential than a conventional ferrite magnetic material by high saturation magnetization and anisotropic magnetic field has been found and the present invention has been completed.

본 발명의 페라이트 자성재료는 육방정계 구조를 갖는 마그네토플럼바이트상을 주상으로 하고, 주상을 구성하는 원소가 하기 화학식 1의 조성을 포함한다.The ferrite magnetic material of the present invention has a magnetopermobite phase having a hexagonal system structure as a main phase, and the element constituting the main phase includes a composition represented by the following formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

CaxSr(1-x-y-z)LayPrzFe(2n-m)ComO19 Ca x Sr (1-xyz) La y Pr z Fe (2n-m) Co m O 19

Ca의 함유량(x)은 0.46 내지 0.52의 범위일 때 높은 포화자화 및 이방성 자계가 얻어지고, 이로 인해 높은 최대자기에너지적을 얻을 수 있다. Ca의 함유량(x)이 0.46 미만일 경우 La와 Pr의 치환 고용량의 감소로 포화자화가 감소되어 최대자기에너지적이 저하하며, 0.52를 초과할 경우 과잉 치환으로 상(phase)의 불안정성 증가에 따른 포화자화와 이방성 자계가 크게 감소되어 최대자기에너지적이 저하하는 문제가 발생할 수 있다.When the content (x) of Ca is in the range of 0.46 to 0.52, a high saturation magnetization and anisotropic magnetic field are obtained, and thereby a high maximum magnetic energy potential can be obtained. When the content (x) of Ca is less than 0.46, the saturation magnetization is decreased due to the decrease of the substitutional amount of La and Pr and the maximum magnetic energy is lowered. When the Ca content is more than 0.52, saturation magnetization And the anisotropic magnetic field are largely reduced and the maximum magnetic energy potential is lowered.

La의 함유량(y)은 0.32 내지 0.39의 범위 내에서 높은 최대자기에너지적을 얻을 수 있다. La의 함유량(y)이 0.32 미만일 경우, La의 치환 고용량이 충분하지 않아서 본 발명에서 요구되는 최대자기에너지적을 얻을 수 없으며, 0.39를 초과할 경우, 오르소페라이트(orthoferrite) 등의 비자성상의 생성으로 포화자화와 이방성 자계가 감소되어 최대자기에너지적이 저하될 수 있다.The maximum content of magnetic energy can be obtained within a range of 0.32 to 0.39 in La content (y). When the content (y) of La is less than 0.32, the substitutional solubility of La is not sufficient and the maximum magnetic energy required in the present invention can not be obtained. When the content (y) exceeds 0.39, generation of non-magnetic phase such as orthoferrite The saturation magnetization and the anisotropic magnetic field may be reduced and the maximum magnetic energy potential may be lowered.

Pr의 함유량(z)은 0.06 내지 0.10의 범위 내에서 높은 최대자기에너지적을 얻을 수 있다. Pr의 함유량(z)이 0.06 미만일 경우, Pr의 치환 고용량이 충분하지 않아서 높은 최대자기에너지적을 얻을 수 없으며, 0.10을 초과할 경우 과잉 치환으로 포화자화와 이방성자계가 감소되어 최대자기에너지적이 저하하는 문제가 발생할 수 있다.The maximum content of magnetic energy can be obtained within a range of the content (z) of Pr of 0.06 to 0.10. When the content (z) of Pr is less than 0.06, the substitutional amount of Pr is insufficient and a high maximum magnetic energy potential can not be obtained. When the content (z) is more than 0.10, the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field are decreased by excessive substitution, Problems can arise.

Ca, La 및 Pr의 함유량의 합(x+y+z)은 0.91 내지 0.97 범위 내에서 높은 최대자기에너지적을 얻을 수 있다. 구체적으로, Ca, La 및 Pr의 함유량의 합(x+y+z)은 0.91 내지 0.95의 범위일 수 있다. Ca, La 및 Pr의 함유량의 합이 0.91 미만일 경우, Co의 치환 고용량의 감소로 포화자화와 이방성자계가 감소되어 최대자기에너지적이 저하하며, 0.97을 초과할 경우, 과잉 치환에 따른 비자성상의 생성으로 포화자화와 이방성 자계가 감소되어 최대자기에너지적이 저하하는 문제가 발생할 수 있다.The sum of the contents of Ca, La and Pr (x + y + z) is in the range of 0.91 to 0.97, whereby a maximum magnetic energy potential can be obtained. Specifically, the sum (x + y + z) of the contents of Ca, La and Pr may be in the range of 0.91 to 0.95. When the sum of the contents of Ca, La, and Pr is less than 0.91, the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field are reduced due to a decrease in the substitutional amount of Co, resulting in a decrease in the maximum magnetic energy, and when it exceeds 0.97, The saturation magnetization and the anisotropic magnetic field may be reduced and the maximum magnetic energy may be lowered.

Co의 함유량(m)이 0.25 내지 0.35 범위 내에서 높은 최대자기에너지적을 얻을 수 있다. 구체적으로, Co의 함유량(x)은 0.28 내지 0.35의 범위일 수 있다. Co의 함유량(m)이 0.25 미만일 경우 Co의 치환 고용량이 충분하지 않아서 본 발명에서 요구되는 최대자기에너지적을 얻을 수 없으며, 0.35를 초과할 경우 치환 고용량의 과잉으로 포화자화와 최대자기에너지적이 현저하게 저하하는 문제가 발생할 수 있다.It is possible to obtain a maximum magnetic energy of a high Co content (m) in the range of 0.25 to 0.35. Specifically, the content (x) of Co may be in the range of 0.28 to 0.35. When the content (m) of Co is less than 0.25, the substitutional solubility of Co is insufficient and the maximum magnetic energy required in the present invention can not be obtained. When the Co content is more than 0.35, the saturation magnetization and the maximum magnetic energy There may be a problem of deterioration.

2n은 (Fe+Co)/(Ca+Sr+La+Pr)의 함량비를 나타내는 값으로, 2n이 9.0 내지 11.0 범위 내일 때 높은 최대자기에너지적이 얻어진다. 2n이 9.0 미만이면 상대적으로 Ca+Sr+La+Pr의 함량이 많아져 치환 고용량이 초과되고, 이로 인해 포화자화 및 이방성 자계가 감소되어 최대자기에너지적도 감소될 수 있다. 또한, 2n 이 11.0을 초과하면 미반응된 α-Fe2O3의 영향에 의해 포화자화 및 이방성 자계가 감소되고, 이로 인해 최대자기에너지적이 감소될 수 있다.
2n is a value representing a content ratio of (Fe + Co) / (Ca + Sr + La + Pr). When 2n is in the range of 9.0 to 11.0, a high maximum magnetic energy potential is obtained. When 2n is less than 9.0, the content of Ca + Sr + La + Pr is relatively increased, and the substitutional excess amount is exceeded, whereby the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field are reduced, and the maximum magnetic energy equivalent can be reduced. When 2n exceeds 11.0, the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field are reduced by the influence of the unreacted? -Fe 2 O 3 , and thus the maximum magnetic energy potential can be reduced.

본 발명의 일실시예에 따른 페라이트 자성재료 및 소결자석의 제조방법은 하기와 같다.A ferrite magnetic material and a method of manufacturing the sintered magnet according to an embodiment of the present invention are as follows.

<혼합 공정><Mixing Process>

먼저, 출발원료에 대하여 각 원소의 소정의 비율로부터 중량 %로 환산한 후 이를 칭량한다. 통상적으로 혼합 설비로는 습식 볼밀(wet-type ball mill) 또는 습식 아트라이터(wet-type attritor)를 사용하여 출발원료를 습식 혼합하는데, 이때 습식 볼밀 기준 5 내지 10 시간, 습식 아트라이터 기준 2 내지 4 시간 동안 균일하게 충분히 혼합하여야 한다. 출발원료로는 페라이트 소결자석을 구성하는 SrCO3, CaCO3, La2O3, Fe2O3, Co3O4, Pr6O11 등을 사용할 수 있다. 가소 시 낮은 가소 온도에서 페라이트 반응을 촉진시키고 입자의 성장을 균일하게 하기 위하여, 출발원료에 출발원료 100 중량부 기준 0.05 내지 0.2 중량부의 H3BO3를 추가로 혼합할 수 있다.
First, the starting material is converted into weight% from a predetermined ratio of each element, and then weighed. Typically, the mixing equipment is a wet-type ball mill or a wet-type attritor to wet-mix the starting material, wherein the wet ball mill for 5 to 10 hours, the wet attritor for 2 to Mix thoroughly evenly for 4 hours. SrCO 3 , CaCO 3 , La 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Co 3 O 4 , Pr 6 O 11 and the like constituting the ferrite sintered magnet can be used as the starting material. In order to promote the ferrite reaction and uniform the growth of the particles at a low calcining temperature at the time of firing, 0.05 to 0.2 parts by weight of H 3 BO 3 based on 100 parts by weight of the starting material may be further mixed into the starting material.

<가소 공정>&Lt; Firing step &

가소 공정은 이전 공정에서 혼합 및 배합된 조성물의 원료를 가소하여 페라이트화 반응과 함께 M(마그네토플럼바이트)상 구조를 갖는 가소체를 만드는 공정으로, 통상적으로 가소는 공기 중 산화분위기에서 행한다. 가소는 1,150 내지 1,250 ℃의 범위에서 30 분 내지 2 시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 가소 시간이 길수록 M상의 비율이 높아질 수 있으나, 이는 제조비용의 상승을 초래한다. 가소체의 주상인 M상의 비율은 90% 이상이 좋으며, 조직 내의 입자 크기는 2 내지 4 ㎛로 하는 것이 바람직하다.
The calcining step is a step of calcining the raw material of the composition blended and blended in the previous step to produce a calcined body having a M (magnetoplumbite) structure together with the ferrite reaction. Usually, the calcining is performed in an oxidizing atmosphere in the air. The calcination is preferably performed at a temperature in the range of 1,150 to 1,250 DEG C for 30 minutes to 2 hours. The longer the calcination time, the higher the proportion of M phase, but this leads to an increase in the manufacturing cost. The proportion of the M phase, which is the main phase of the plasticizer, is preferably 90% or more, and the particle size in the structure is preferably 2 to 4 탆.

<< 조분쇄Rough grinding 공정> Process>

가소 후의 가소체 상태는 일반적으로 과립이거나 클링커(clinker) 상태이기 때문에 조(粗)분쇄할 수 있다. 분쇄수단은 건식 진동밀 또는 건식 볼밀 등을 사용할 수 있는데, 건식 진동밀을 사용하는 것이 바람직하다. 조분쇄 후 분말(즉, 조분쇄 분말)의 평균 입경은 2 내지 4 ㎛일 수 있다.
The calcined state after calcination can be roughly pulverized because it is generally a granule or a clinker state. The crushing means may be a dry vibration mill or a dry ball mill, and it is preferable to use a dry vibration mill. The average particle size of the powder after the coarse grinding (that is, the coarsely pulverized powder) may be 2 to 4 탆.

<미분쇄 공정><Milling Process>

미분쇄 공정에서 미분의 평균 입경이 0.6 내지 0.8 ㎛일 때 충분한 자기특성을 얻을 수 있다. 미분 평균 입도가 상기 범위 내이면, 페라이트 자성 분말 간의 입자 응집에 의해 배향성이 저하되어 자기특성이 열화되며 성형 시 슬러리의 누설이 발생되거나 탈수 시간이 증가되어 제조비용이 상승하는 문제; 및 다자구가 생성되어 보자력이 급격히 감소되며 충분한 소결밀도를 확보하는데 많은 열에너지가 필요하게 되어 제조비용이 상승하는 문제를 방지할 수 있다.Sufficient magnetic properties can be obtained when the average particle diameter of the fine powder is 0.6 to 0.8 mu m in the fine pulverizing step. If the average particle size of the fine particles is within the above-mentioned range, there is a problem that the orientation property is deteriorated due to particle agglomeration between the ferrite magnetic powders to deteriorate the magnetic properties, leakage of the slurry occurs at the time of molding, And coercive force are rapidly reduced, and a large amount of heat energy is required to secure a sufficient sintered density, so that the problem of increase in manufacturing cost can be prevented.

미분쇄 수단으로는 습식 볼밀 또는 습식 아트라이터를 사용하여 분쇄할 수 있으며, 분쇄시간은 분쇄에너지에 반비례하고 분쇄기 종류에 따라 시간이 달라지므로 분쇄기와 목표 입경에 따라 분쇄시간을 조정할 수 있다.The pulverizing time can be adjusted according to the grinding machine and the target particle diameter because the pulverizing time is inversely proportional to the pulverizing energy and the time varies depending on the pulverizer type.

또한, 소결시 입자의 성장 및 억제를 조절하고 결정 입경의 크기를 조절하기 위하여, 미분쇄시 첨가제로서 SiO2, CaO, Fe2O3, La2O3 및 Co3O4 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 첨가할 수 있다. 이때, 상기 첨가제의 첨가량이 너무 적으면 효과가 미미하고 너무 많이 넣으면 부의 효과가 일어날 수 있기 때문에, 조분쇄 분말 100 중량부에 대하여 각각 0.1 내지 10 중량부의 양으로 첨가할 수 있다.In order to control the growth and inhibition of the particles during sintering and control the size of the crystal grain size, SiO 2 , CaO, Fe 2 O 3 , La 2 O 3 and Co 3 O 4 And the like may be added. If the added amount of the additive is too small, the effect is insignificant. If the additive is added too much, negative effects may occur. Therefore, the additive may be added in an amount of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the coarse pulverized powder.

또한, 자장 중 성형 시 슬러리의 유동성 향상과 점도 저하, 배향 효과를 높이기 위해 분산제를 첨가할 수 있는데, 분산제로는 수계 분산제 및 비수계 분산제 모두 사용가능하지만, 제조공정 중 환경적 측면을 감안하여 수계 분산제를 사용할 수 있다. 수계 분산제로는 수산기 및 카르복실기를 갖는 유기화합물, 솔비톨, 글루콘산칼슘 등을 사용할 수 있다. 분산제는 조분쇄 분말 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1.0 중량부의 함량으로 첨가할 수 있다. 분산제 첨가량이 상기 범위 내이면, 탈수성이 저하되어 성형체의 건조 및 소결 시 크랙(crack)이 유발되는 문제를 방지할 수 있다.
In addition, a dispersant may be added in order to improve the fluidity of the slurry during the magnetic field shaping and to lower the viscosity and the orientation effect. As the dispersant, both an aqueous dispersant and a non-aqueous dispersant can be used. However, A dispersant may be used. As the aqueous dispersing agent, an organic compound having a hydroxyl group and a carboxyl group, sorbitol, calcium gluconate and the like can be used. The dispersant may be added in an amount of 0.1 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of the coarse pulverized powder. When the amount of the dispersant added is within the above range, the problem of deterioration of the dewatering property and cracking during drying and sintering of the molded article can be prevented.

<성형 공정>&Lt; Molding step &

성형 공정은 습식 이방성 성형방식으로 수행할 수 있으며, 성형 시 자장을 인가하면서 가압 성형하고, 이로 인해 이방성 소결자석의 성형체가 얻어진다. The molding process can be carried out by a wet anisotropic molding method, and a molding of an anisotropic sintered magnet is obtained by press molding while applying a magnetic field during molding.

습식 이방성 성형의 예를 들면, 미분쇄 후 슬러리를 탈수, 농축하여 소정의 농도를 유지하면서 자장 중 성형을 수행한다. 탈수 및 농축은 원심분리장치나 필터 프레스를 이용할 수 있으며, 이때 슬러리 농도는 60 내지 66 중량%, 성형압력은 0.3 내지 0.5 ton/㎠, 인가 자장은 10 내지 20 kOe 일 수 있다.For example, in wet anisotropic molding, the slurry is dehydrated and concentrated after finely pulverized to perform molding in a magnetic field while maintaining a predetermined concentration. The dewatering and concentration may be performed by using a centrifugal separator or a filter press. The slurry concentration may be 60 to 66 wt%, the forming pressure may be 0.3 to 0.5 ton / cm 2, and the applied magnetic field may be 10 to 20 kOe.

이렇게 가압성형한 성형체에는 잔류수분이 10 내지 15 중량% 정도 존재하고, 이것을 그대로 소결하면, 승온 시 탈수과정에서 균열을 유발할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 자연건조나 대기 중 저온(50 내지 100 ℃)건조를 수행한 후 소결할 수 있다.
In order to prevent this, it is preferable to use natural drying or low temperature (50 to 100 ° C) in the atmosphere in order to prevent cracking in the dehydration process at the time of heating, After drying, sintering can be performed.

<건조 및 소결 공정><Drying and Sintering Process>

일반적으로, 대기 중 산화분위기에서 성형체를 연속적으로 건조 및 소결함으로써 페라이트 소결자석을 얻는다. 성형체에 잔류하는 수분의 제거 및 분산제의 탈지를 위해 50 내지 100 ℃에서 탈수 및 탈지를 수행할 수 있다.Generally, a ferrite sintered magnet is obtained by successively drying and sintering a formed body in an atmospheric oxidizing atmosphere. Dehydration and degreasing can be performed at 50 to 100 占 폚 in order to remove moisture remaining in the molded body and degrease the dispersant.

소결 공정에서 승온 속도, 최고 온도, 최고 온도 유지시간, 냉각 속도 등의 소결조건을 조절함으로써 페라이트 소결자석의 자기특성을 고성능화시킬 수 있다. 예컨대, 소결 조건(소결 시간, 승온 속도, 최고 온도, 유지시간)에 따라 페라이트 소결자석의 결정입 내의 치환원소 고용농도 증대, 입자 결정성장 조절, 입자크기 균일유지 및 소결 자석의 밀도를 조절하고 소결체 배향도 조절을 하여 자기특성을 제어할 수 있다. 승온 시간 1 내지 10 ℃/분, 소결 최고 온도 1,150 내지 1,250 ℃에서 30분 내지 2시간 동안 소결하고, 냉각 시간 1 내지 10 ℃/분으로 냉각할 수 있다.
In the sintering process, the magnetic properties of the ferrite sintered magnet can be enhanced by controlling the sintering conditions such as the heating rate, the maximum temperature, the maximum temperature holding time, and the cooling rate. For example, according to sintering conditions (sintering time, heating rate, maximum temperature, holding time), it is possible to control the concentration of solute in the crystal grain of the ferrite sintered magnet, the grain growth control, the grain size uniformity and the density of the sintered magnet, The degree of orientation can be controlled to control the magnetic properties. Sintering at a temperature rising time of 1 to 10 占 폚 / min and a sintering maximum temperature of 1,150 to 1,250 占 폚 for 30 minutes to 2 hours, and cooling at a cooling time of 1 to 10 占 폚 / min.

이와 같이 제조된 본 발명의 마그네트플럼바이트형 페라이트 소결자석은 포화자화(4πIs)가 4.8 kG 이상이면서 이방성 자계(HA)가 26 kOe 이상일 때, 최대자기에너지적((BH)max)이 5.6 MGOe 이상의 자기특성을 갖는다.In this way, the magnet plume byte type ferrite sintered magnet of the present production invention while the saturation magnetization (4πIs) is more than 4.8 kG anisotropy field (H A) 26 kOe time or more, the maximum self-energetic ((BH) max) is 5.6 MGOe Or more.

4πI-H 곡선은 자성체에 자장을 걸어 자기모멘트와 자기분극을 생기게 하는 조작을 의미하는 자화(磁化)와 관계된 것으로서, 자석내부(자석고유)의 특성을 나타낸다.
The 4? I-H curve relates to the magnetization, which means a magnetic field by applying a magnetic field to a magnetic body to produce a magnetic moment and a magnetic polarization, and shows the characteristic of the inside of the magnet (inherent magnet).

또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 페라이트 자성재료로부터 유도된 세그멘트형 또는 블록형 등의 영구자석을 제공한다.Further, the present invention provides a permanent magnet such as a segment type or block type derived from the ferrite magnetic material as described above.

나아가, 본 발명의 영구자석은 자동차, 전기기구, 가전기기에 사용되는 회전기, 센서 및 본드자석 등에 사용될 수 있다.
Furthermore, the permanent magnets of the present invention can be used for rotors, sensors, and bonded magnets used in automobiles, electric appliances, and home appliances.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 좀 더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[[ 실시예Example ]]

참조예Reference Example . 자기특성 측정. Magnetic property measurement

하기 제조예에서 제조한 페라이트 소결자석에 대해 20 ℃의 대기 분위기에서 최대 인가자장 25 kOe(1,990 kA/m)의 B-H Curve Tracer를 사용하여 최대자기에너지적((BH)max)을 측정하였다. 또한, 페라이트 소결자석을 폭 5 mm, 두께 5 mm로 절단한 후 배향면의 수직한 면과 평행한 면에 대해 각각 4πI-H 곡선 1 사분면에서의 포화자화(4πIs) 및 이방성 자계(HA) 값을 측정하였다.
The maximum magnetic energy ((BH) max ) of the ferrite sintered magnet produced in the following Production Example was measured using a BH Curve Tracer with a maximum applied magnetic field of 25 kOe (1,990 kA / m) in an atmosphere of 20 ° C. After the ferrite sintered magnet was cut to a width of 5 mm and a thickness of 5 mm, the saturation magnetization (4 pi I s) and the anisotropic magnetic field (H A ) in a quadrant of 4? I-H curves were measured with respect to a plane parallel to the perpendicular plane, Respectively.

제조예Manufacturing example 1. One.

제조예Manufacturing example 1-1: 혼합 공정 1-1: Mixing process

출발원료로서 산화철(Fe2O3, 순도 99% 이상), 탄산스트론튬(SrCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 산화란탄(La2O3), 산화코발트(Co3O4) 및 산화프라세오디뮴(Pr6O11)을 사용하였다. 이러한 출발원료를 하기 표 1에 기재된 바와 같은 조성을 만족하는 CaxSr(1-x-y-z)LayPrzFe(2n-m)ComO19의 페라이트 자석이 얻어지도록 배합하였다. 배합원료에 페라이트 반응 촉진을 위하여, 배합원료 총 중량 대비 0.1 중량%의 H3BO3을 첨가하였다. 배합된 원료를 물과 혼합하여 농도 40 중량%로 만든 후 2 시간 동안 습식 순환 혼합하였다. 이렇게 만든 원료를 130 ℃에서 24 시간 동안 건조하였다.
(Fe 2 O 3 , purity of 99% or more), strontium carbonate (SrCO 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), lanthanum oxide (La 2 O 3 ), cobalt oxide (Co 3 O 4 ) and praseodymium oxide (Pr 6 O 11 ) was used. These starting materials were blended so as to obtain ferrite magnets of Ca x Sr (1-xyz) La y Pr z Fe (2n-m) Co m O 19 satisfying the composition shown in Table 1 below. 0.1 wt% of H 3 BO 3 was added to the blended raw material in order to accelerate the ferrite reaction. The blended raw materials were mixed with water to a concentration of 40% by weight, followed by wet circulation mixing for 2 hours. The raw material thus formed was dried at 130 DEG C for 24 hours.

제조예Manufacturing example 1-2: 가소 공정 1-2: Plasticizing process

상기 제조예 1-1에서 건조된 분말을 1,200 ℃에서 1 시간 동안 대기 중에서 가소하여 가소체를 얻었다.
The powder dried in Preparation Example 1-1 was calcined at 1,200 DEG C for 1 hour in the atmosphere to obtain a calcined body.

제조예Manufacturing example 1-3:  1-3: 조분쇄Rough grinding 및 미분쇄 공정 And a fine grinding step

제조예 1-2의 가소체로부터 건식 진동밀을 이용하여 평균 입경 4 ㎛의 조분쇄 분말을 얻었다. 조분쇄된 분말은 미분쇄하기 위해 순환식 아트라이터에 조분쇄 분말의 농도가 40 중량%가 되도록 조분쇄 분말과 물을 넣고, 조분쇄 분말에 대하여 CaO 0.35 중량%, SiO2 0.3 중량% 및 글루콘산칼슘 0.3 중량%를 첨가하여(조분쇄 분말 총 함량을 기준으로 첨가), 하기 표 1과 같은 소결체 조성이 얻어지도록 하였다. 미분쇄 후 분말의 평균 입경은 0.65 ㎛가 되도록 하였다.
A crude pulverized powder having an average particle size of 4 탆 was obtained from the calcined product of Production Example 1-2 using a dry vibration mill. In order to finely pulverize the coarsely pulverized powder, coarse pulverized powder and water were added to the circulating attritor so that the coarse pulverized powder had a concentration of 40% by weight, and CaO 0.35% by weight, 0.3% by weight of SiO 2 and 0.3% by weight of calcium gluconate were added (based on the total content of the coarse pulverized powder) to obtain a sintered body composition as shown in Table 1 below. The mean particle size of the powder after the fine pulverization was set to be 0.65 mu m.

제조예Manufacturing example 1-4: 성형 공정 1-4: Molding process

제조예 1-3에서 얻어진 미분쇄 분말 및 물의 혼합물인 슬러리를 미분쇄 분말의 농도가 63 중량%가 되도록 탈수한 후 자장 방향이 가압방향과 평행한 습식 자장 성형기를 이용하여 디스크형(직경 40 mm × 두께 11 mm)의 성형체 샘플을 제작하였다. 이때 자계강도는 10 kOe(796 kA/m), 성형압력은 0.4 Ton/㎠으로 설정하였다.
The slurry as a mixture of the pulverized powder and water obtained in Preparation Example 1-3 was dehydrated so that the concentration of the pulverized powder was 63% by weight. The slurry thus obtained was pulverized in a disk type (diameter 40 mm X thickness 11 mm). At this time, the magnetic field intensity was set to 10 kOe (796 kA / m) and the molding pressure was set to 0.4 Ton / cm2.

제조예Manufacturing example 1-5: 소결 공정 1-5: Sintering process

제조예 1-4에서 얻어진 성형체를 1,210 ℃에서 1 시간 동안 소결하고, 얻어진 소결체는 양면 두께 가공기를 이용하여 7 ㎜ 두께로 가공하여 페라이트 소결자석을 수득하였다. 또한, 수득한 페라이트 소결자석의 자기특성을 측정하여 하기 표 1에 나타냈다.The compact obtained in Production Example 1-4 was sintered at 1,210 占 폚 for 1 hour, and the obtained sintered compact was processed to a thickness of 7 mm using a double-side thickness processing machine to obtain a ferrite sintered magnet. The magnetic properties of the resulting ferrite sintered magnet were measured and are shown in Table 1 below.

시료sample Ca
(x)
Ca
(x)
Sr (1-x-y-z)Sr (1-x-y-z) La
(y)
La
(y)
Pr
(z)
Pr
(z)
Fe
(2n-m)
Fe
(2n-m)
Co
(m)
Co
(m)
2n2n Ca+La+Pr (x+y+z)Ca + La + Pr (x + y + z) 4πIs
(kG)
4πIs
(kG)
HA
(kOe)
H A
(kOe)
(BH)max
(MGOe)
(BH) max
(MGOe)
1One 0.40 0.40 0.15 0.15 0.37 0.37 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.85 0.85 4.77 4.77 24.2 24.2 5.25 5.25 22 0.43 0.43 0.12 0.12 0.37 0.37 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.88 0.88 4.78 4.78 25.0 25.0 5.40 5.40 33 0.46 0.46 0.09 0.09 0.37 0.37 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.91 0.91 4.82 4.82 26.0 26.0 5.62 5.62 44 0.49 0.49 0.06 0.06 0.37 0.37 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.94 0.94 4.84 4.84 26.7 26.7 5.64 5.64 55 0.52 0.52 0.03 0.03 0.37 0.37 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.97 0.97 4.84 4.84 27.1 27.1 5.65 5.65 66 0.55 0.55 0.00 0.00 0.37 0.37 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 1.00 1.00 4.78 4.78 25.5 25.5 5.43 5.43

표 1에서 보는 바와 같이, 시료 1, 2 및 6은 본 발명의 비교예에 해당되고, 시료 3 내지 5는 본 발명의 실시예가 된다. Ca의 함유량(x)이 0.46 내지 0.52일 때 최대자기에너지적((BH)max))이 5.6 MGOe 이상으로 나타났으며, 이는 Ca의 함유량(x)이 상기 범위를 벗어나는 비교예에 비해 현저히 높은 값이었다.As shown in Table 1, Samples 1, 2 and 6 correspond to comparative examples of the present invention, and Samples 3 to 5 correspond to the embodiments of the present invention. (BH) max ) of 5.6 MGOe or more when the Ca content (x) is 0.46 to 0.52, which is significantly higher than the comparative example in which the Ca content (x) is out of the above range Respectively.

또한, 포화자화(4πIs)가 증가되면서 이방성 자계(HA)가 증가하는 Ca의 함유량(x) 범위가 존재하였다. Ca 함유량이 상기 범위 내이면, La와 Pr의 치환 고용량이 감소하거나 상(phase)의 불안정성 증가에 따른 최대자기에너지적이 저하하는 문제를 방지할 수 있었다.
In addition, there was a range (x) of Ca in which the anisotropic magnetic field H A increases as the saturation magnetization (4 pi Is) increases. When the Ca content is within the above range, the problem that the substitutional solubility of La and Pr is decreased or the maximum magnetic energy potential is decreased due to an increase in phase instability can be prevented.

제조예Manufacturing example 2. 2.

La의 함량비(y)를 하기 표 2에 기재한 바와 같이 변화시킨 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 페라이트 소결자석을 제조하였으며, 수득한 페라이트 소결자석의 자기특성을 측정하여 하기 표 2에 나타냈다.Ferrite sintered magnets were produced in the same manner as in Production Example 1 except that the content ratio (La) of La was changed as shown in Table 2 below. The magnetic properties of the obtained ferrite sintered magnets were measured and shown in Table 2 below.

시료 sample Ca
(x)
Ca
(x)
Sr
(1-x-y-z)
Sr
(1-xyz)
La
(y)
La
(y)
Pr
(z)
Pr
(z)
Fe
(2n-m)
Fe
(2n-m)
Co
(m)
Co
(m)
2n2n Ca+La+Pr
(x+y+z)
Ca + La + Pr
(x + y + z)
4πIs
(kG)
4πIs
(kG)
HA
(kOe)
H A
(kOe)
(BH)max
(MGOe)
(BH) max
(MGOe)
77 0.47 0.47 0.15 0.15 0.29 0.29 0.09 0.09 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.85 0.85 4.79 4.79 25.5 25.5 5.50 5.50 88 0.50 0.50 0.08 0.08 0.32 0.32 0.10 0.10 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.92 0.92 4.81 4.81 26.5 26.5 5.61 5.61 99 0.49 0.49 0.06 0.06 0.35 0.35 0.10 0.10 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.94 0.94 4.83 4.83 26.7 26.7 5.63 5.63 1010 0.49 0.49 0.06 0.06 0.37 0.37 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.94 0.94 4.84 4.84 26.4 26.4 5.62 5.62 1111 0.48 0.48 0.05 0.05 0.39 0.39 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.95 0.95 4.84 4.84 26.4 26.4 5.62 5.62 1212 0.47 0.47 0.04 0.04 0.41 0.41 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.96 0.96 4.82 4.82 25.2 25.2 5.54 5.54

표 2에서 보는 바와 같이, 시료 7 및 12는 본 발명의 비교예에 해당되고, 시료 8 내지 11은 본 발명의 실시예가 된다. La의 함유량(y)이 0.32 내지 0.39일 때 5.6 MGOe 이상의 최대자기에너지적을 얻을 수 있었다. La의 함유량이 상기 범위 내이면, La의 치환고용량이 충분하지 않거나 비자성상의 생성으로 포화자화와 이방성 자계가 감소되어 최대자기에너지적이 저하하는 문제를 방지할 수 있었다.
As shown in Table 2, Samples 7 and 12 correspond to Comparative Examples of the present invention, and Samples 8 to 11 are Examples of the present invention. When the La content (y) was 0.32 to 0.39, the maximum magnetic energy of 5.6 MGOe or more was obtained. When the content of La is within the above range, the substitutional solubility of La is insufficient or the problem of the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field being reduced by the generation of the non-magnetic phase can be prevented.

제조예Manufacturing example 3. 3.

Pr의 함유량(z)을 하기 표 3와 같이 변화시킨 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 페라이트 소결자석을 제조하였다. 또한, 수득한 페라이트 소결자석의 자기특성을 측정하여 하기 표 3에 나타냈으며, 수득한 페라이트 소결자석의 Pr 함유량의 변화에 따른 포화자화(4πIs) 및 이방성 자계(HA) 각각의 변화를 도 1에, 최대자기에너지적((BH)max)의 변화를 도 2에 나타냈다.Ferrite sintered magnets were produced in the same manner as in Production Example 1 except that the content (z) of Pr was changed as shown in Table 3 below. The changes in the saturation magnetization (4 pi Is) and the anisotropic magnetic field (H A ) as the result of variation in the Pr content of the obtained ferrite sintered magnet are shown in Table 3, (BH) max ) at the maximum magnetic energy is shown in Fig.

시료 sample Ca
(x)
Ca
(x)
Sr
(1-x-y-z)
Sr
(1-xyz)
La
(y)
La
(y)
Pr
(z)
Pr
(z)
Fe
(2n-m)
Fe
(2n-m)
Co
(m)
Co
(m)
2n2n Ca+La+Pr
(x+y+z)
Ca + La + Pr
(x + y + z)
4πIs
(kG)
4πIs
(kG)
HA
(kOe)
H A
(kOe)
(BH)max
(MGOe)
(BH) max
(MGOe)
1313 0.50 0.50 0.10 0.10 0.38 0.38 0.02 0.02 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.90 0.90 4.75 4.75 25.8 25.8 5.27 5.27 1414 0.47 0.47 0.10 0.10 0.39 0.39 0.04 0.04 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.90 0.90 4.77 4.77 26.0 26.0 5.50 5.50 1515 0.47 0.47 0.09 0.09 0.38 0.38 0.06 0.06 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.91 0.91 4.82 4.82 26.8 26.8 5.63 5.63 1616 0.47 0.47 0.07 0.07 0.38 0.38 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.93 0.93 4.83 4.83 27.0 27.0 5.64 5.64 1717 0.47 0.47 0.05 0.05 0.38 0.38 0.10 0.10 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.95 0.95 4.83 4.83 26.8 26.8 5.61 5.61 1818 0.47 0.47 0.03 0.03 0.38 0.38 0.12 0.12 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.97 0.97 4.77 4.77 25.9 25.9 5.55 5.55 1919 0.45 0.45 0.03 0.03 0.38 0.38 0.14 0.14 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.97 0.97 4.75 4.75 25.4 25.4 5.50 5.50

표 3, 도 1 및 2에서 보는 바와 같이, 시료 13, 14, 18 및 19는 본 발명의 비교예에 해당되고, 시료 15 내지 17은 본 발명의 실시예가 된다. Pr의 함유량(z)이 0.06 내지 0.10 일 때 5.6 MGOe 이상의 최대자기에너지적을 얻을 수 있었다. 또한, 포화자화가 증가되면서 이방성 자계가 증가하는 Pr의 함유량 범위가 존재하였다. Pr의 함유량이 상기 범위 내이면, Pr의 치환고용량이 충분하지 않거나 과잉 치환에 따른 포화자화와 이방성 자계가 감소되어 최대자기에너지적이 저하하는 문제를 방지할 수 있었다.
As shown in Table 3, Figs. 1 and 2, Samples 13, 14, 18 and 19 correspond to comparative examples of the present invention, and Samples 15 to 17 are examples of the present invention. When the content (z) of Pr was 0.06 to 0.10, the maximum magnetic energy of 5.6 MGOe or more was obtained. Also, there was a content range of Pr in which the anisotropic magnetic field was increased as the saturation magnetization was increased. When the content of Pr is within the above range, it is possible to prevent the problem that the substitutional amount of Pr is insufficient or the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field due to excessive substitution are reduced and the maximum magnetic energy is lowered.

제조예Manufacturing example 4. 4.

Ca, La 및 Pr의 함유량의 합(x+y+z)이 하기 표 4와 같은 조성비를 갖도록 한 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 페라이트 소결자석을 제조하였다. 수득한 페라이트 소결자석의 자기특성을 측정하여 하기 표 4에 나타냈으며, 수득한 페라이트 소결자석의 Ca, La 및 Pr의 함유량의 합의 변화에 따른 포화자화(4πIs) 및 이방성 자계(HA) 각각의 변화를 도 3에, 최대자기에너지적((BH)max)의 변화를 도 4에 나타냈다.Ferrite sintered magnets were produced in the same manner as in Production Example 1 except that the sum of the contents of Ca, La and Pr (x + y + z) was set to the composition ratio shown in Table 4 below. The magnetic properties of the resulting ferrite sintered magnet were measured and shown in Table 4. The saturation magnetization (4 pi Is) and the anisotropic magnetic field (H A ) of the ferrite sintered magnet obtained by the change in the sum of Ca, The change is shown in Fig. 3, and the change of the maximum magnetic energy ((BH) max ) is shown in Fig.

시료 sample Ca
(x)
Ca
(x)
Sr
(1-x-y-z)
Sr
(1-xyz)
La
(y)
La
(y)
Pr
(z)
Pr
(z)
Fe
(2n-m)
Fe
(2n-m)
Co
(m)
Co
(m)
2n2n Ca+La+Pr
(x+y+z)
Ca + La + Pr
(x + y + z)
4πIs
(kG)
4πIs
(kG)
HA
(kOe)
H A
(kOe)
(BH)Max
(MGOe)
(BH) Max
(MGOe)
2020 0.45 0.45 0.15 0.15 0.32 0.32 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.85 0.85 4.75 4.75 25.7 25.7 5.25 5.25 2121 0.46 0.46 0.12 0.12 0.34 0.34 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.88 0.88 4.77 4.77 26.0 26.0 5.41 5.41 2222 0.47 0.47 0.09 0.09 0.36 0.36 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.91 0.91 4.84 4.84 26.8 26.8 5.64 5.64 2323 0.48 0.48 0.05 0.05 0.38 0.38 0.09 0.09 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.95 0.95 4.84 4.84 26.7 26.7 5.64 5.64 2424 0.50 0.50 0.03 0.03 0.39 0.39 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.97 0.97 4.82 4.82 26.7 26.7 5.62 5.62 2525 0.50 0.50 0.01 0.01 0.41 0.41 0.08 0.08 10.50 10.50 0.34 0.34 10.84 10.84 0.99 0.99 4.77 4.77 25.5 25.5 5.43 5.43

표 4, 도 3 및 4에서 보는 바와 같이, 시료 20, 21 및 25는 본 발명의 비교예에 해당되고, 시료 22 내지 24는 본 발명의 실시예가 된다. Ca, La 및 Pr의 함유량의 합(x+y+z)이 0.91 내지 0.97 일 때 5.6 MGOe 이상의 최대자기에너지적을 얻을 수 있었으며, 이는 Ca, La 및 Pr의 함유량의 합(x+y+z)이 상기 범위를 벗어나는 비교예에 비해 현저히 높은 값이었다. 또한, 포화자화가 증가되면서 이방성 자계가 증가하는 Ca, La 및 Pr의 함유량의 합(x+y+z)의 범위가 존재하였다. Ca, La 및 Pr의 함유량의 합(x+y+z)이 상기 범위 내이면, Co의 치환 고용량이 감소하거나, Ca, La 및 Pr 등의 과잉 치환에 따른 비자성상의 생성으로 포화자화와 이방성 자계가 감소되어 최대자기에너지적이 저하하는 문제를 방지할 수 있었다.
As shown in Table 4, Figs. 3 and 4, Samples 20, 21 and 25 correspond to Comparative Examples of the present invention, and Samples 22 to 24 are embodiments of the present invention. (X + y + z) of contents of Ca, La and Pr was obtained when the sum of contents of Ca, La and Pr (x + y + z) was 0.91 to 0.97, Was significantly higher than that of the comparative example deviating from the above range. In addition, there was a range of (x + y + z) of contents of Ca, La and Pr whose anisotropic magnetic field increases as the saturation magnetization increases. When the sum of the contents of Ca, La and Pr (x + y + z) is within the above range, the substitutional amount of Co decreases, or the formation of a nonmagnetic phase due to excessive substitution of Ca, La and Pr or the like causes saturation magnetization and anisotropy It is possible to prevent the problem that the magnetic field is reduced and the maximum magnetic energy potential is lowered.

제조예Manufacturing example 5. 5.

Co의 함유량(m)을 하기 표 5와 같이 변화시킨 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 페라이트 소결자석을 제조하였으며, 수득한 페라이트 소결자석의 자기특성을 측정하여 하기 표 5에 나타냈다.Ferrite sintered magnets were produced in the same manner as in Production Example 1 except that the content (m) of Co was changed as shown in Table 5. The magnetic properties of the obtained ferrite sintered magnets were measured and shown in Table 5 below.

시료 sample Ca
(x)
Ca
(x)
Sr
(1-x-y-z)
Sr
(1-xyz)
La
(y)
La
(y)
Pr
(z)
Pr
(z)
Fe
(2n-m)
Fe
(2n-m)
Co
(m)
Co
(m)
2n2n Ca+La+Pr
(x+y+z)
Ca + La + Pr
(x + y + z)
4πIs
(kG)
4πIs
(kG)
HA
(kOe)
H A
(kOe)
(BH)Max
(MGOe)
(BH) Max
(MGOe)
2626 0.47 0.47 0.07 0.07 0.38 0.38 0.08 0.08 10.50 10.50 0.19 0.19 10.69 10.69 0.93 0.93 4.79 4.79 25.0 25.0 5.20 5.20 2727 0.48 0.48 0.06 0.06 0.38 0.38 0.08 0.08 10.50 10.50 0.22 0.22 10.72 10.72 0.94 0.94 4.80 4.80 25.6 25.6 5.45 5.45 2828 0.47 0.47 0.07 0.07 0.38 0.38 0.08 0.08 10.50 10.50 0.25 0.25 10.75 10.75 0.93 0.93 4.82 4.82 26.5 26.5 5.61 5.61 2929 0.47 0.47 0.07 0.07 0.38 0.38 0.08 0.08 10.50 10.50 0.28 0.28 10.78 10.78 0.93 0.93 4.83 4.83 26.7 26.7 5.63 5.63 3030 0.48 0.48 0.06 0.06 0.38 0.38 0.08 0.08 10.50 10.50 0.31 0.31 10.81 10.81 0.94 0.94 4.84 4.84 26.8 26.8 5.64 5.64 3131 0.48 0.48 0.06 0.06 0.38 0.38 0.08 0.08 10.50 10.50 0.35 0.35 10.85 10.85 0.94 0.94 4.83 4.83 26.8 26.8 5.63 5.63 3232 0.47 0.47 0.07 0.07 0.38 0.38 0.08 0.08 10.50 10.50 0.38 0.38 10.88 10.88 0.93 0.93 4.78 4.78 26.7 26.7 5.46 5.46 3333 0.48 0.48 0.06 0.06 0.38 0.38 0.08 0.08 10.50 10.50 0.41 0.41 10.91 10.91 0.94 0.94 4.75 4.75 26.8 26.8 5.18 5.18

표 5에서 보는 바와 같이, 시료 26, 27, 32 및 33은 본 발명의 비교예에 해당되고, 시료 28 내지 31은 본 발명의 실시예가 된다. Co의 함유량(m)이 0.25 내지 0.35일 때 5.6 MGOe 이상의 최대자기에너지적을 얻을 수 있었다. Co 함량비(m)가 상기 범위 내이면, 치환 고용량의 감소로 포화자화 및 이방성 자계가 감소되어 최대자기에너지적이 감소되는 문제, 치환 고용량의 과잉으로 포화자화 및 최대자기에너지적이 감소되는 문제를 방지할 수 있었다.
As shown in Table 5, the samples 26, 27, 32 and 33 correspond to the comparative example of the present invention, and the samples 28 to 31 are the embodiments of the present invention. When the content (m) of Co was 0.25 to 0.35, a maximum magnetic energy of 5.6 MGOe or more was obtained. When the Co content ratio (m) is within the above range, the problem of the decrease of the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field due to the reduction of the substitutional high-molecular weight decreases the maximum magnetic energy, Could.

제조예Manufacturing example 6. 6.

(Fe+Co)/(Ca+Sr+La+Pr)의 함량비(2n)를 하기 표 6과 같이 변화시킨 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 페라이트 소결자석을 제조하였으며, 수득한 페라이트 소결자석의 자기특성을 측정하여 하기 표 6에 나타냈다.Ferrite sintered magnets were produced in the same manner as in Production Example 1 except that the content ratio (2n) of (Fe + Co) / (Ca + Sr + La + Pr) was changed as shown in Table 6 below. The magnetic properties were measured and are shown in Table 6 below.

시료 sample Ca
(x)
Ca
(x)
Sr
(1-x-y-z)
Sr
(1-xyz)
La
(y)
La
(y)
Pr
(z)
Pr
(z)
Fe
(2n-m)
Fe
(2n-m)
Co
(m)
Co
(m)
2n2n Ca+La+Pr
(x+y+z)
Ca + La + Pr
(x + y + z)
4πIs
(kG)
4πIs
(kG)
HA
(kOe)
H A
(kOe)
(BH)Max
(MGOe)
(BH) Max
(MGOe)
3434 0.48 0.48 0.17 0.17 0.27 0.27 0.08 0.08 8.00 8.00 0.30 0.30 8.30 8.30 0.83 0.83 4.75 4.75 25.5 25.5 5.25 5.25 3535 0.49 0.49 0.09 0.09 0.34 0.34 0.08 0.08 8.70 8.70 0.30 0.30 9.00 9.00 0.91 0.91 4.83 4.83 26.3 26.3 5.61 5.61 3636 0.48 0.48 0.08 0.08 0.36 0.36 0.08 0.08 9.50 9.50 0.34 0.34 9.84 9.84 0.92 0.92 4.83 4.83 26.7 26.7 5.63 5.63 3737 0.48 0.48 0.08 0.08 0.36 0.36 0.08 0.08 10.00 10.00 0.33 0.33 10.33 10.33 0.92 0.92 4.83 4.83 27.0 27.0 5.64 5.64 3838 0.48 0.48 0.08 0.08 0.36 0.36 0.08 0.08 10.60 10.60 0.35 0.35 10.95 10.95 0.92 0.92 4.81 4.81 27.2 27.2 5.64 5.64 3939 0.48 0.48 0.08 0.08 0.36 0.36 0.08 0.08 11.00 11.00 0.34 0.34 11.34 11.34 0.92 0.92 4.80 4.80 25.8 25.8 5.41 5.41

표 6에서 보는 바와 같이, 시료 34 및 39는 본 발명의 비교예에 해당되고, 시료 35 내지 38은 본 발명의 실시예가 된다. 2n이 9.0 내지 11.0일 때 5.6 MGOe 이상의 최대자기에너지적을 얻을 수 있었다. 2n이 상기 범위 내이면, 상대적으로 Ca+Sr+La+Pr의 함량이 많아져 고용량 초과에 의한 비자성이 생성되어 최대자기에너지적이 감소되는 문제 및 미반응된 α-Fe2O3가 생성되어 최대자기에너지적이 감소되는 문제를 방지할 수 있었다.As shown in Table 6, Samples 34 and 39 correspond to Comparative Examples of the present invention, and Samples 35 to 38 correspond to Examples of the present invention. 2n was 9.0 to 11.0, the maximum magnetic energy of 5.6 MGOe or more could be obtained. When 2n is within the above range, the content of Ca + Sr + La + Pr becomes relatively large, so that nonmagnetic property due to exceeding the high capacity is generated, and the maximum magnetic energy is decreased and unreacted? -Fe 2 O 3 is produced The problem of the maximum magnetic energy reduction can be prevented.

Claims (4)

육방정계 구조를 갖는 마그네토플럼바이트상을 주상으로 하고, 주상을 구성하는 원소가 하기 화학식 1의 조성을 포함하는 것을 특징으로 하는, 페라이트 자성재료:
[화학식 1]
CaxSr(1-x-y-z)LayPrzFe(2n-m)ComO19
상기 식에서,
0.46 ≤ x ≤ 0.52 이고,
0.32 ≤ y ≤ 0.39 이며,
0.06 ≤ z ≤ 0.10 이고,
0.91 ≤ x+y+z ≤ 0.97 이며,
0.25 ≤ m ≤ 0.35 이고,
9.0 ≤ 2n ≤ 11.0 이다.
1. A ferrite magnetic material comprising a main phase of a magnetoplumbite phase having a hexagonal system structure and an element constituting a main phase of the ferrite magnetic material,
[Chemical Formula 1]
Ca x Sr (1-xyz) La y Pr z Fe (2n-m) Co m O 19
In this formula,
0.46? X? 0.52,
0.32? Y? 0.39,
0.06? Z? 0.10,
0.91? X + y + z? 0.97,
0.25? M? 0.35,
9.0? 2n? 11.0.
제1항에 있어서,
상기 x+y+z 값이 0.91 ≤ x+y+z ≤ 0.95 인, 페라이트 자성재료.
The method according to claim 1,
Wherein the x + y + z value is 0.91? X + y + z? 0.95.
제1항에 있어서,
상기 m 값이 0.28 ≤ m ≤ 0.35인, 페라이트 자성재료.
The method according to claim 1,
Wherein the m value is 0.28? M? 0.35.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 페라이트 자성재료를 소결시켜 얻어지며,
포화자화(4πIs)가 4.8 kG 이상이면서 이방성 자계(HA)가 26 kOe 이상일 때, 최대자기에너지적((BH)max)이 5.6 MGOe 이상인, 페라이트 소결자석.
A ferrite magnetic material obtained by sintering the ferrite magnetic material according to any one of claims 1 to 3,
A ferrite sintered magnet having a maximum magnetic energy ((BH) max ) of 5.6 MGOe or more when the saturation magnetization (4 pi Is) is 4.8 kG or more and the anisotropic magnetic field (H A ) is 26 kOe or more.
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