WO2011111756A1 - フェライト焼結磁石及びその製造方法 - Google Patents

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誠一 細川
悦志 尾田
洋 岩崎
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日立金属株式会社
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    • C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
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    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
    • C04B2235/787—Oriented grains
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • C04B2235/85—Intergranular or grain boundary phases

Definitions

  • the present invention relates to a ferrite sintered magnet having high magnet characteristics and a method for producing the same.
  • Ferrite sintered magnets are used in various applications such as various motors, generators, and speakers.
  • Sr ferrite (SrFe 12 O 19 ) and Ba ferrite (BaFe 12 O 19 ) having a hexagonal M-type magnetoplumbite structure are known.
  • These ferrite sintered magnets are manufactured at a relatively low cost by powder metallurgy using, for example, iron oxide and a carbonate such as strontium (Sr) or barium (Ba).
  • Sr ferrite in which a part of Sr is substituted with a rare earth element such as La and a part of Fe is substituted with Co or the like (hereinafter simply referred to as “SrLaCo ferrite”). ”)" Is excellent in magnet properties, and instead of the conventional Sr ferrite and Ba ferrite, it is being widely used in various applications, but further improvement in magnet properties is also desired.
  • Ca ferrite is also known as a ferrite sintered magnet together with the Sr ferrite and Ba ferrite.
  • Ca ferrite has a stable structure of CaO—Fe 2 O 3 or CaO-2Fe 2 O 3 and is known to form hexagonal ferrite by adding La.
  • the obtained magnet characteristics are similar to those of the conventional Ba ferrite and are not sufficiently high.
  • Patent No. 3181559 is, B r of Ca ferrite, improvement of H cJ, and to improve the temperature characteristics of the H cJ, were replaced with rare earth elements of La such a portion of Ca, Co, etc. for a portion of Fe Ca ferrite (hereinafter simply referred to as “CaLaCo ferrite”) is disclosed, and the anisotropic magnetic field H A (hereinafter simply referred to as “H A ”) of CaLaCo ferrite has a maximum of 10 compared to Sr ferrite. It is stated that a value of 20 kOe or higher, which is higher by at least%, is obtained.
  • CaLaCo ferrite according to Patent No. 3181559 although having properties which exceed SrLaCo ferrite in H A, B r and H cJ are comparable to SrLaCo ferrite, while the squareness ratio H k / H cJ (hereinafter , Simply called ⁇ H k / H cJ ''), it is not possible to satisfy both high H cJ and high H k / H cJ, and it has been applied to various applications such as motors Not in.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 11-195516 is a method for producing SrLaCo ferrite proposed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-149910 and 11-154604, in which La and Co are added to a calcined powder of Sr ferrite, molded, A method for producing SrLaCo ferrite by firing has been proposed.
  • This describes that the sintered magnet has a structure having two different Curie temperatures (Tc), has high squareness, and can reduce the Co content.
  • JP 2006-104050, International Publication No. 2007/060757, International Publication No. 2007/077811 are all aimed at improving the performance of CaLaCo ferrite proposed in Patent No. 3181559.
  • International Publication No. 2007/060757 A technique for replacing La and Ba is proposed.
  • International Publication No. 2007/077811 proposes a technique for replacing part of Ca with La and Sr.
  • JP-A-11-195516 describes SrLaCo ferrite proposed in JP-A-10-149910 and JP-A-11-154604, JP-A-2006-104050, WO 2007/060757 and WO 2007/060.
  • 077811 has improved the magnetic properties of the CaLaCo ferrite proposed in Japanese Patent No. 3181559, the demand for higher performance has been getting stronger in recent years, and further improvement of the magnetic properties is desired. Has been.
  • An object of the present invention is to improve the magnet characteristics of sintered ferrite magnets, and in particular, to further improve the magnet characteristics of CaLaCo ferrite sintered magnets with excellent magnet characteristics, and in recent years there has been a demand for higher performance. It is to provide a satisfactory sintered ferrite magnet.
  • a ferrite containing Sr, La, Fe and Co in a calcined body containing Ca, La, Fe and Co (hereinafter also referred to as CaLaCo ferrite) ( (Hereinafter also referred to as SrLaCo ferrite)
  • CaLaCo ferrite a ferrite sintered magnet obtained by mixing a specific amount of a calcined body, pulverizing, molding and firing is derived from a CaLaCo ferrite calcined body and has a Curie temperature at 415 to 430 ° C.
  • the inventors paid attention to the difference in magnet characteristics between the SrLaCo ferrite sintered magnet and the CaLaCo ferrite sintered magnet, particularly HcJ .
  • HcJ of the sintered magnet is affected by the structure of the sintered body, it is theoretically proportional to HA . In other words, improvement in H cJ as H A material is high is expected.
  • Typical magnetic properties of SrLaCo sintered ferrite magnets which are currently provided on the market B r of about 440 mT and H cJ of about 350 kA / m.
  • the product, the and the magnetic properties high B r type and height H cJ type mainly is lineup, when B r and H cJ were vertical and horizontal axes, respectively, B r of about 450 mT and H and points cJ of about 300 kA / m, there is a magnetic characteristic of SrLaCo ferrite sintered magnet B r of about 430 mT and H cJ the line on which connecting the points about 370 kA / m.
  • a particulate ferrite compound phase containing Ca, La, Fe and Co (Curie temperature: 415 to 430 ° C.) and a particulate containing Sr, La, Fe and Co are obtained.
  • the ferrite compound phase (Curie temperature: 437 to 455 ° C.) has a special structure coexisting in the sintered body. The improvement in H cJ is attributed to this special organization.
  • JP-A-11-195516 is an improved invention of SrLaCo ferrite proposed in JP-A-10-149910 and JP-A-11-154604 as described above, and has a main phase of hexagonal ferrite, and is 400-480.
  • a sintered magnet having at least two different Curie temperatures with a temperature difference of 5 ° C. or more in the range of ° C. is described.
  • JP-A-11-195516 describes that SrLaCo ferrite sintered magnets having these two different Curie temperatures can be produced by a so-called “post-addition method”.
  • the “post-addition method” means adding a compound of La, Fe, and Co at a predetermined ratio to a calcined body of M-type Sr ferrite obtained by blending and calcining Sr compound and Fe compound as raw materials, This is a method for producing a sintered SrLaCo ferrite magnet by pulverization, molding and firing.
  • the structure having the two different Curie temperatures is such that La and / or Co added after firing react while penetrating from the surface of the calcined particles of M-type ferrite, It is described that it is manifested by a two-phase structure consisting of an M-type ferrite structure with a high La and Co concentration formed at the surface layer of the particle and an M-type ferrite structure with a low La and Co concentration formed at the center of the particle. (Paragraphs [0031] and [0053]).
  • the SrLaCo ferrite sintered magnet obtained by the “post-addition method” is a two-phase structure in which SrLaCo ferrite particles having a high La and Co concentration and SrLaCo ferrite particles having a low La and Co concentration are mixed, or It has a two-phase structure composed of SrLaCo ferrite particles whose La and Co concentrations are higher in the surface layer than in the center, and the Curie temperature of each phase is considered to be different.
  • the phenomenon in which two different Curie temperatures appear in the “post-addition method” described in JP-A-11-195516 is due to the presence of phases having different La and Co concentration distributions. .
  • the sintered ferrite magnet of the present invention includes a ferrite compound phase (Curie temperature: 415 to 430 ° C.) derived from a CaLaCo ferrite calcined body containing Ca, La, Fe and Co, and Sr, La And a ferrite compound phase derived from an SrLaCo ferrite calcined body containing Fe and Co (Curie temperature: 437 to 455 ° C.) distributed in the form of particles inside the sintered body, Japanese Patent Laid-Open No. 11-195516 This is completely different from the ferrite sintered magnet described in 1).
  • a ferrite compound phase (Curie temperature: 415 to 430 ° C.) derived from a CaLaCo ferrite calcined body containing Ca, La, Fe and Co, and Sr, La
  • a ferrite compound phase derived from an SrLaCo ferrite calcined body containing Fe and Co (Curie temperature: 437 to 455 ° C.)
  • the sintered ferrite magnet of the present invention is obtained by mixing CaLaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite calcined body having different compositions at a specific mass ratio, pulverizing, molding and sintering. This is completely different from the “post-addition method” described in Kaihei 11-195516.
  • the sintered ferrite magnet of the present invention is A first particulate ferrite compound phase containing Ca, La, Fe and Co and having a Curie temperature of 415 to 430 ° C .; A ferrite sintered magnet containing a second particulate ferrite compound phase containing Sr, La, Fe and Co and having a Curie temperature at 437 to 455 ° C.,
  • the volume ratio of the first particulate ferrite compound phase is 50 to 90%
  • the volume ratio of the second particulate ferrite compound phase is 10 to 50%
  • the sum of both volume ratios is 95% or more. It is characterized by being.
  • the volume ratio of the first particulate ferrite compound phase is 60 to 80%, the volume ratio of the second particulate ferrite compound phase is 20 to 40%, and the sum of both volume ratios is 95% or more. Preferably there is.
  • the first particulate ferrite compound phase preferably further contains Ba and / or Sr.
  • composition ratio of Ca, La, Sr, Ba, Fe, and Co metal elements of the sintered ferrite magnet is represented by the general formula: Ca 1-xab La x Sr a Ba b Fe 2n-y Co y (However, x, a, b and y representing the atomic ratio of Ca, La, Sr, Ba, Fe and Co and n representing the molar ratio are 0.2 ⁇ x ⁇ 0.6, 0.01 ⁇ a ⁇ 0.6, 0 ⁇ b ⁇ 0.3, 0.1 ⁇ 1-xab, 0.1 ⁇ y ⁇ 0.5, and 3 ⁇ n ⁇ 6 It is a numerical value that satisfies ) Is preferred.
  • X, a, b and y representing the atomic ratio of Ca, La, Sr, Ba, Fe and Co
  • n representing the molar ratio
  • Said x and y are x / y ⁇ 1.3 It is preferable that the value satisfies the above.
  • composition ratio of the Ca, La, (Ba + Sr), Fe, and Co metal elements in the first particulate ferrite compound phase, when (Ba + Sr) is an A element is a general formula: Ca 1-x'-c ' La x' A c ' Fe 2n'-y' Co y ' (However, x ′, c ′ and y ′ representing the atomic ratio of Ca, La, A element, Fe and Co and n ′ representing the molar ratio are 0.4 ⁇ x ′ 0.6, 0 ⁇ c ′ ⁇ 0.2, 0.2 ⁇ y ' ⁇ 0.5, and 4 ⁇ n ′ ⁇ 6 It is a numerical value that satisfies ) Is preferred.
  • Y ′ representing the atomic ratio of Co is 0.2 ⁇ y ' ⁇ 0.4 It is preferable that the value satisfies the above.
  • Y ′ representing the atomic ratio of Co is 0.25 ⁇ y ' ⁇ 0.35 It is preferable that the value satisfies the above.
  • composition ratio of the metallic elements of Sr, La, Fe and Co in the second particulate ferrite compound phase is represented by the general formula: Sr 1-x '' La x '' Fe 2n ''-y '' Co y '' (However, x '' and y '' representing the atomic ratio of Sr, La, Fe and Co and n '' representing the molar ratio are 0.05 ⁇ x '' ⁇ 0.3, 0.05 ⁇ y '' ⁇ 0.3, and 5 ⁇ n '' ⁇ 6 It is a numerical value that satisfies ) Is preferred.
  • the method for producing a sintered ferrite magnet of the present invention is as follows:
  • the general formula is Ca 1-x'-c ' La x' A c ' Fe 2n'- y ′ Co y ′ (where x ′, c ′ and y ′ representing the atomic ratio of Ca, La, A element, Fe and Co and n ′ representing the molar ratio are 0.4 ⁇ x ′ ⁇ 0.6, 0 ⁇ c
  • the first ferrite calcined body represented by ' ⁇ 0.2, 0.2 ⁇ y' ⁇ 0.5, and 4 ⁇ n ′ ⁇ 6), and
  • the composition ratio of the metallic elements of Sr, La, Fe and Co is the general formula: Sr 1-x '' La x '' Fe 2n ''-y '' Co y '' (where Sr, La, Fe and Co
  • the first ferrite calcined body and the second ferrite calcined body are preferably mixed at a mass ratio of 80:20 to 60:40.
  • Y ′ representing the atomic ratio of Co is 0.2 ⁇ y ' ⁇ 0.4 It is preferable that the value satisfies the above.
  • Y ′ representing the atomic ratio of Co is 0.25 ⁇ y ' ⁇ 0.35 It is preferable that the value satisfies the above.
  • composition ratio of Ca, La, Sr, Ba, Fe, and Co metal elements of the sintered ferrite magnet is represented by the general formula: Ca 1-xab La x Sr a Ba b Fe 2n-y Co y (However, x, a, b and y representing the atomic ratio of Ca, La, Sr, Ba, Fe and Co and n representing the molar ratio are 0.2 ⁇ x ⁇ 0.6, 0.01 ⁇ a ⁇ 0.6, 0 ⁇ b ⁇ 0.3, 0.1 ⁇ 1-xab, 0.1 ⁇ y ⁇ 0.5, and 3 ⁇ n ⁇ 6 It is a numerical value that satisfies ) Is preferred.
  • Said x and y are x / y ⁇ 1.3 It is preferable that the value satisfies the above.
  • the present invention high B since r and H k / H cJ can be improved H cJ while maintaining, thinning was also demagnetizing field demagnetization hardly performance ferrite sintered magnet according to the time the magnet Can be provided. For this reason, by using the sintered ferrite magnet of the present invention, it is possible to provide automotive electrical parts and electrical equipment parts that are small, light, and highly efficient.
  • FIG. 2 is a photograph showing the result of having surface-analyzed about the Ca element by EPMA about the ferrite sintered magnet of this invention. It is a graph which shows the measurement result of the thermomagnetic balance of the ferrite sintered magnet of this invention, a CaLaCo ferrite sintered magnet, and a SrLaCo ferrite sintered magnet.
  • 2 is a photograph showing the result of surface analysis of the sintered ferrite magnet of Example 1 for Sr element by EPMA.
  • 2 is a photograph showing the result of surface analysis of Ca sintered element by EPMA for the sintered ferrite magnet of Example 1.
  • FIG. 2 is a photograph showing the results of surface analysis of a La element by EPMA for a ferrite sintered magnet of Example 1.
  • 2 is a photograph showing the results of surface analysis of the sintered Si magnet of Example 1 with respect to Si element by EPMA.
  • 2 is a photograph showing the result of surface analysis of the sintered ferrite magnet of Example 1 for Co element by EPMA.
  • 2 is a photograph showing the result of surface analysis of the ferrite sintered magnet of Example 1 with respect to Fe element by EPMA.
  • 2 is a photograph showing the result of surface analysis of the ferrite sintered magnet of Example 1 with respect to the O element by EPMA.
  • 2 is a photograph showing the result of measuring the reflected electron image of the sintered ferrite magnet of Example 1 by EPMA.
  • 2 is a graph showing the measurement results of the thermomagnetic balance of the sintered ferrite magnet of Example 1 and its differential data.
  • 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 2 and HcJ .
  • 6 is another graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 2 and HcJ .
  • 6 is still another graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 2 and HcJ . It is a graph showing the relationship between the mixing ratio and the B r of SrLaCo ferrite calcined body of ferrite sintered magnet of Example 2.
  • 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 2 and the first Curie temperature (Tc1).
  • 6 is another graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the ferrite sintered magnet of Example 2 and the first Curie temperature (Tc1).
  • 6 is still another graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 2 and the first Curie temperature (Tc1).
  • 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 2 and the second Curie temperature (Tc2).
  • 10 is another graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 2 and the second Curie temperature (Tc2).
  • 6 is still another graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 2 and the second Curie temperature (Tc2).
  • 4 is a photograph showing the result of surface analysis of the sintered ferrite magnet (sample No. 1) of Example 2 for Sr element by EPMA.
  • 4 is a photograph showing the results of surface analysis of Ca element by EPMA for the sintered ferrite magnet of Example 2 (Sample No. 1).
  • 6 is a photograph showing the results of surface analysis of a La sintered element by EPMA for a sintered ferrite magnet of Example 2 (Sample No. 1).
  • 4 is a photograph showing the result of surface analysis of a sintered ferrite magnet (sample No. 1) of Example 2 with respect to Si element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the results of surface analysis of the sintered ferrite magnet (sample No. 1) of Example 2 with respect to Co element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of surface analysis of the sintered Fe magnet (Sample No. 1) of Example 2 for Fe element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the results of surface analysis of the sintered ferrite magnet (sample No. 1) of Example 2 with respect to the O element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing a result of measuring a reflection electron image of a sintered ferrite magnet (Sample No. 1) of Example 2 by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the results of surface analysis of the sintered ferrite magnet (sample No. 12) of Example 2 for Sr element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of area analysis of Ca element by EPMA for a sintered ferrite magnet of Example 2 (Sample No. 12).
  • 6 is a photograph showing the results of surface analysis of a La sintered element (Example No. 12) of Example 2 with respect to La element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of area analysis of the sintered Si magnet of Example 2 (sample No. 12) for Si element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of area analysis of the Co element by EPMA on the sintered ferrite magnet of Example 2 (Sample No. 12).
  • 6 is a photograph showing the results of surface analysis of a ferrite sintered magnet (Sample No. 12) of Example 2 with respect to Fe element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of surface analysis of the sintered ferrite magnet of Example 2 (Sample No. 12) with respect to the O element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing a result of measuring a reflection electron image of a sintered ferrite magnet (Sample No. 12) of Example 2 by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of surface analysis of the sintered ferrite magnet (sample No. 14) of Example 2 for Sr element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of surface analysis of Ca sintered element by EPMA for the sintered ferrite magnet of Example 2 (Sample No. 14).
  • 6 is a photograph showing the result of surface analysis of the sintered ferrite magnet (sample No. 14) of Example 2 with respect to La element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of area analysis of the sintered Si magnet of Example 2 (Sample No. 14) for Si element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the results of surface analysis of a Co sintered element (Example No. 14) for Co element by EPMA in Example 2.
  • 6 is a photograph showing the results of surface analysis of a ferrite sintered magnet (Sample No. 14) of Example 2 with respect to Fe element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of area analysis of the sintered ferrite magnet of Example 2 (Sample No. 14) for O element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing a result of measuring a reflection electron image of a sintered ferrite magnet (Sample No. 14) of Example 2 by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of surface analysis of the sintered ferrite magnet (sample No. 15) of Example 2 for Sr element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the results of area analysis of Ca element by EPMA for a sintered ferrite magnet of Example 2 (Sample No. 15).
  • 6 is a photograph showing the result of surface analysis of a sintered ferrite magnet (sample No. 15) of Example 2 for La element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the results of surface analysis of a sintered ferrite magnet (sample No. 15) of Example 2 with respect to Si element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of surface analysis of the ferrite sintered magnet (sample No. 15) of Example 2 for Co element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the results of surface analysis of a ferrite sintered magnet (Sample No. 15) of Example 2 with respect to Fe element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing the result of area analysis of the sintered ferrite magnet (sample No.
  • Example 15 of Example 2 with respect to the O element by EPMA.
  • 6 is a photograph showing a result of measuring a reflection electron image of a sintered ferrite magnet (Sample No. 15) of Example 2 by EPMA. It is a graph showing the relationship between the mixing ratio and the B r and temperature coefficient of SrLaCo ferrite calcined body of ferrite sintered magnet of Example 2. 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the sintered SrLaCo ferrite of the ferrite sintered magnet of Example 2, HcJ, and its temperature coefficient. It is a graph showing the relationship between the mixing ratio and the B r and H cJ of SrLaCo ferrite calcined body of ferrite sintered magnet of Example 3.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 3 and H k / H cJ .
  • 4 is a photograph showing a bright field STEM image of the sintered ferrite magnet of Example 3 by TEM / EDX.
  • 6 is a photograph showing the results of surface analysis of Sr by TEM / EDX of the sintered ferrite magnet of Example 3.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the Sr ferrite calcined body or SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 4 and the present invention and H cJ .
  • 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 2 and HcJ . It is a schematic diagram which shows an example of a thermomagnetic balance. 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the ferrite sintered magnet of Example 3 and the first Curie temperature (Tc1). 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 3 and the second Curie temperature (Tc2).
  • 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio and the B r and H cJ of SrLaCo ferrite calcined body of ferrite sintered magnet of Example 6.
  • 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 6 and H k / H cJ .
  • 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the sintered ferrite magnet of Example 6, the first Curie temperature (Tc1), and the second Curie temperature (Tc2).
  • 10 is a graph showing a ⁇ -T curve of a ferrite sintered magnet of Example 7.
  • 6 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body of the ferrite sintered magnet of Example 7 and the ⁇ value of each ferrite sintered magnet at each temperature.
  • the ferrite sintered magnet of the present invention contains Ca, La, Fe and Co, a first particulate ferrite compound phase containing Curie temperature Tc1 at 415 to 430 ° C., Sr, A second particulate ferrite compound phase containing La, Fe and Co and having a Curie temperature Tc2 at 437 to 455 ° C., and the volume of the first particulate ferrite compound phase in the sintered ferrite magnet
  • the ratio is 50 to 90%
  • the volume ratio of the second particulate ferrite compound phase is 10 to 50%
  • the sum of both volume ratios is 95% or more.
  • the sintered ferrite magnet of the present invention is obtained by mixing CaLaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite calcined body at a mass ratio of 90:10 to 50:50, and crushing, molding and firing.
  • mass ratio when mixing CaCaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite calcined body is simply expressed as “mixing ratio of SrLaCo ferrite calcined body to the entire calcined body”.
  • FIG. 1 shows the results of surface analysis of Ca for the sintered ferrite magnet of the present invention by EPMA.
  • the shade is large and divided into three parts, the thin part (white part) is the part with the highest Ca concentration, the dark part (black part) is the part with the lowest Ca concentration, the middle part of both (Gray part) is Ca concentration between them.
  • the part with the highest Ca concentration corresponds to the part with a high Si concentration measured separately and the part with a low Fe concentration, and is added in the pulverization process to suppress crystal grain growth and improve magnet properties Since it is known that many additives such as CaCO 3 and SiO 2 accumulate at the intergranular (grain boundary), especially at the grain boundary triple point after firing, it is considered to be a grain boundary triple point.
  • the portion with the lowest Ca concentration corresponds to the portion with the higher Sr concentration measured separately, and is considered to be the SrLaCo ferrite compound phase.
  • the portion where the Ca concentration is an intermediate concentration is a portion other than the grain boundary phase and the SrLaCo ferrite compound phase, and is considered to be a CaLaCo ferrite compound phase.
  • FIG. 2 shows the present invention obtained by mixing CaLaCo ferrite sintered magnet, SrLaCo ferrite sintered magnet, and CaLaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite calcined body at a mass ratio of 70:30, pulverizing, molding and firing. It is a measurement result of the thermomagnetic balance of a ferrite sintered magnet.
  • the sintered ferrite magnet of the present invention has at least two different compound phases, a compound phase having a first Curie temperature (Tc1: 423 ° C) and a compound phase having a second Curie temperature (Tc2: 443 ° C). have.
  • sintered magnets such as Sr ferrite, SrLaCo ferrite, CaLaCo ferrite, etc. are obtained by mixing and calcining raw material powders such as Sr, La, Fe, etc. Produced. These ferrite compounds are produced by a solid phase reaction (ferritization reaction) at the stage of calcination, and their physical properties are almost determined at the stage of calcination. Accordingly, the physical properties of the sintered body obtained through pulverization, molding and firing are basically maintained.
  • the compound phase having the second Curie temperature (Tc 2) is It can be estimated that it is a compound phase (second ferrite compound phase) containing Sr, La, Fe and Co derived from the SrLaCo ferrite calcined body. Therefore, the compound phase showing the first Curie temperature (Tc1) can be presumed to be a compound phase (first ferrite compound phase) containing Ca, La, Fe and Co derived from the CaLaCo ferrite calcined body. .
  • Tc1 (423 ° C.) of the first ferrite compound phase is slightly higher than the Curie temperature (about 415 ° C.) of the CaLaCo ferrite sintered magnet.
  • the Curie temperature of the second ferrite compound phase is substantially constant regardless of the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body, whereas the Curie temperature of the first ferrite compound phase is The SrLaCo ferrite calcined body tends to increase as the mixing ratio increases.
  • the first ferrite compound phase derived from the CaLaCo ferrite calcined body does not cause changes in physical properties that can be confirmed by X-ray diffraction or EPMA, other than the Curie temperature, due to the mixing of the calcined body.
  • a change in Curie temperature often occurs with a change in the composition of the compound phase (particularly, the La content has a large effect on the Curie temperature).
  • the Curie temperature of the second ferrite compound phase hardly changes depending on the mixing ratio of the two calcined bodies, each constituent element is between the first ferrite compound phase and the second ferrite compound phase. It is considered that no mutual diffusion occurred.
  • the Curie temperature of the first ferrite compound phase rises almost in proportion to the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body. Therefore, the upper limit of the Curie temperature of the first ferrite compound phase is considered to be the temperature when the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body is extrapolated to 100% by mass, and this temperature is the Curie temperature of the SrLaCo ferrite sintered magnet ( 437-455 ° C).
  • the lower limit of the Curie temperature is the Curie temperature (about 415 ° C.) of the CaLaCo ferrite sintered magnet. That is, the Curie temperature of the first ferrite compound phase can vary from about 415 to 455 ° C.
  • the volume ratio of the first ferrite compound phase is 50 to 90%
  • the volume ratio of the second ferrite compound phase is 10 to 50%
  • the sum of both volume ratios is 95% or more.
  • B r and H k / H cJ hardly decrease, the effect is obtained that H cJ can be improved.
  • the Curie temperature Tc1 of the first ferrite compound phase is in the range of 415 to 430 ° C.
  • the Curie temperature Tc2 of the second ferrite compound phase is in the range of 437 to 455 ° C.
  • the Curie temperature Tc2 of the second ferrite compound phase is a value almost determined by the composition of the SrLaCo ferrite calcined body.
  • the Curie temperature Tc2 of the second ferrite compound phase is particularly preferably 440 to 445 ° C.
  • the sintered magnet obtained by mixing the CaLaCo ferrite calcined body and the SrLaCo ferrite calcined body at the mass ratio, pulverized, molded and fired, the physical properties of the ferrite compound are in the stage of calcining Since the physical properties of the sintered body are basically maintained in the sintered body, the CaLaCo ferrite calcined body is basically the first ferrite compound phase, and the SrLaCo ferrite calcined body is the second ferrite compound phase.
  • the ferrite compound phase is present in the sintered ferrite magnet at substantially the same ratio (volume ratio) as the mixing ratio (mass ratio) at the time of mixing. That is, the crystal grain size of the ferrite compound phase is changed by the pulverization step and the firing step, but the ratio is not changed.
  • CaCaCo ferrite calcined body (first ferrite calcined body) and SrLaCo ferrite calcined body (second ferrite calcined body) are mixed at a mass ratio of 90:10 to 50:50, and pulverized and molded.
  • the sintered ferrite magnet obtained by firing has a volume ratio of the first ferrite compound phase of 50 to 90% and a volume ratio of the second ferrite compound phase of 10 to 50%.
  • the volume ratio of the first and second ferrite compound phases is more preferably 60 to 80% and 20 to 40%, respectively.
  • the volume ratio of the first ferrite compound phase and the volume ratio of the second ferrite compound phase in the sintered ferrite magnet can be obtained by the following three methods. By using these methods in combination, the accuracy can be further improved.
  • a method for determining the volume ratio from the measured value of the sintered body composition by obtaining the relationship between the mixing ratio of the two types of ferrite calcined bodies and the composition (calculated value) of the mixed ferrite calcined body mixture .
  • the sum of volume ratios of the first ferrite compound phase and the second ferrite compound phase is 95% or more.
  • the remaining portion of less than 5% is a grain boundary phase mainly composed of additives added after calcination.
  • the presence or absence of the grain boundary phase can be confirmed with a transmission electron microscope (TEM) or the like.
  • the sintered ferrite magnet of the present invention is basically composed of a first ferrite compound phase, a second ferrite compound phase, and a grain boundary phase, but a very small amount (about 5% by mass) by X-ray diffraction or the like.
  • the observed heterogeneous phase (orthoferrite phase, spinel phase, etc.), impurity phase, etc. are allowed. Techniques such as Rietveld analysis can be used to quantify heterogeneous phases from X-ray diffraction.
  • the ferrite sintered magnet preferably further contains Ba and / or Sr in the first ferrite compound phase. That is, as a CaLaCo ferrite calcined body, International Publication No. 2007/060757 (a calcined body obtained by substituting a part of Ca with La and Ba), International Publication No. 2007/077811 (A part of Ca is La and The magnet characteristics can be further improved by using a known CaLaCo ferrite calcined body described in, for example, a calcined body substituted with Sr).
  • composition (i) Composition of the entire sintered ferrite magnet The sintered ferrite magnet of the present invention has a composition ratio of the Ca, La, Sr, Ba, Fe and Co metal elements as the entire sintered magnet.
  • the x, a, b, y and n are 0.3 ⁇ x ⁇ 0.5, 0.05 ⁇ a ⁇ 0.5, 0 ⁇ b ⁇ 0.2, 0.2 ⁇ 1-xab, 0.15 ⁇ y ⁇ 0.4, and 3.7 ⁇ n ⁇ 5.5 It is more preferable that the value satisfies the above.
  • Ca is included in CaLaCo ferrite calcined body, additives such as CaCO 3 added after calcining, but Ca derived from CaLaCo ferrite calcined body is contained in the first ferrite compound phase and added after calcining Ca derived from CaCO 3 or the like is contained in the grain boundary phase or the like.
  • (1-xab) indicating the atomic ratio of Ca (hereinafter referred to as “content”) is preferably 0.1 or more. Because the content of Ca is to be relatively increased La, Sr and Ba is less than 0.1, B r and H k / H cJ is reduced. A more preferable content is 0.2 or more.
  • La originates from both the CaLaCo ferrite calcined body and the SrLaCo ferrite calcined body, and is contained in both the first ferrite compound phase and the second ferrite compound phase.
  • the La content (x) is preferably in the range of 0.2 to 0.6.
  • the content of La is when more than case or 0.6 less than 0.2, B r and H k / H cJ is reduced. A more preferred content is in the range of 0.3 to 0.5.
  • Sr is basically an element derived from the SrLaCo ferrite calcined body and is contained in the second ferrite compound phase. When a CaLaCo ferrite calcined body containing Sr is used, the Sr is contained in the first ferrite compound phase.
  • the Sr content (a) is preferably in the range of 0.01 to 0.6. The content of Sr is not obtained the effect of improving the H cJ is less than 0.01, B r and H k / H cJ is reduced when it exceeds 0.6. A more preferred content is in the range of 0.05 to 0.5.
  • Ba is basically derived from Ba contained in the CaLaCo ferrite calcined body and contained in the first ferrite compound phase.
  • the Ba content (b) is preferably 0.3 or less.
  • the content of Ba is greater than 0.3 when H cJ, B r and H k / H cJ is reduced. A more preferable range is 0.2 or less. Since Ba is mixed as an impurity in the Sr raw material powder, it may be contained in a trace amount in the SrLaCo ferrite calcined body.
  • Co is derived from both the CaLaCo ferrite calcined body and the SrLaCo ferrite calcined body, and is contained in both the first ferrite compound phase and the second ferrite compound phase.
  • the Co content (y) is preferably in the range of 0.1 to 0.5.
  • Co content is H cJ is less than 0.1, decreases the B r and H k / H cJ, hetero phases containing much Co exceeds 0.5 (Co spinel phase) generates, H cJ, B r and H k / H cJ decreases.
  • a more preferable content is in the range of 0.15 to 0.4.
  • n is preferably from 3 to 6. More than 3 and less than 6 when H cJ, undesirably B r and H k / H cJ is reduced. A more preferred range is 3.7 to 5.5.
  • the ratio x / y of La content and the Co content preferably set to 1.3 or more.
  • a sintering aid such as SiO 2 or CaCO 3 is added to generate a liquid phase at the time of firing to promote sintering. Most of the added SiO 2 , CaCO 3 and the like form a grain boundary phase at the grain boundary of the ferrite compound phase.
  • the ferrite sintered magnet of the present invention includes a ferrite sintered magnet to which these sintering aids are added.
  • a sintering aid such as SiO 2 or CaCO 3 is added, the Ca content is relatively increased, and the content of other elements is relatively decreased due to the Si content.
  • the composition range described above is set to a range that takes into account the composition change due to the addition of such a sintering aid.
  • the composition ratio of the sintered ferrite magnet including O (oxygen) the number of moles of oxygen varies depending on the valence of Fe and Co, the n value, and the like.
  • the ratio of oxygen to metal element changes due to oxygen vacancies when firing in a reducing atmosphere, changes in the valence of Fe in the ferrite compound phase, changes in the valence of Co, and the like. Therefore, the actual mole number ⁇ of oxygen may deviate from 19. Therefore, in the present invention, the composition is expressed by a metal element whose composition ratio is most easily specified.
  • the composition ratio of the ferrite compound phase and the composition ratio of the ferrite calcined body described below are similarly expressed.
  • composition of the first ferrite compound phase The composition ratio of the Ca, La, (Ba + Sr), Fe and Co metal elements in the first ferrite compound phase is (Ba + Sr) as the A element.
  • the content of Co (y ') is, H cJ, in order to further improve the B r and H k / H cJ, 0.2 ⁇ y' is more preferably in the range of ⁇ 0.4, 0.25 ⁇ y ' ⁇ 0.35 in Most preferred is a range.
  • La content and the Co content ratio x '/ y' preferably set to 1.3 or more.
  • the first ferrite compound phase is derived from the CaLaCo ferrite calcined body, and basically maintains the composition of the CaLaCo ferrite calcined body as it is.
  • the composition of is substantially the same as the composition of the CaLaCo ferrite calcined body. Therefore, the reason for limiting the composition of the first ferrite compound phase is the same as the reason for limiting the composition of the CaLaCo ferrite calcined body described later.
  • composition ratio of the metallic elements of Sr, La, Fe and Co in the second ferrite compound phase is: General formula: Sr 1-x '' La x '' Fe 2n ''-y '' Co y '' (However, x '', y '' and n '' are 0.05 ⁇ x '' ⁇ 0.3, 0.05 ⁇ y '' ⁇ 0.3, and 5 ⁇ n '' ⁇ 6 It is a numerical value that satisfies ) Is preferred.
  • the second ferrite compound phase is derived from the SrLaCo ferrite calcined body, and basically maintains the composition of the SrLaCo ferrite calcined body as it is.
  • the composition of is substantially the same as that of the SrLaCo ferrite calcined body. Therefore, the reason for limiting the composition of the second ferrite compound phase is the same as the reason for limiting the composition of the SrLaCo ferrite calcined body described later.
  • ferrite is a general term for compounds formed by a divalent cation metal oxide and a trivalent iron oxide.
  • the ferrite sintered magnet of the present invention has a hexagonal M-type magnetoplumbite structure.
  • the first ferrite compound phase and the second ferrite compound phase have a hexagonal M-type magnetoplumbite structure.
  • the CaLaCo ferrite calcined body from which the first ferrite compound phase is derived and the SrLaCo ferrite calcined body from which the second ferrite compound phase is derived also have a hexagonal M-type magnetoplumbite structure.
  • “Has a hexagonal M-type magnetoplumbite structure” means that the X-ray diffraction pattern of the hexagonal M-type magnetoplumbite structure is only measured when X-ray diffraction measurement is performed under general conditions. It means being observed. That is, the sintered ferrite magnet, the compound phase, and the calcined body are substantially a single structure having a hexagonal M-type magnetoplumbite structure. However, the presence of fine grain boundary phases and impurity phases that do not appear in the X-ray diffraction pattern is allowed.
  • the ferrite sintered magnet of the present invention is obtained by mixing CaLaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite calcined body at a mass ratio of 90:10 to 50:50, and crushing, molding and firing. It is manufactured by doing.
  • CaLaCo ferrite calcined body those described in Patent No. 3181559, JP-A-2006-104050, International Publication No. 2007/060757, International Publication No. 2007/077811, etc. can be used.
  • body those described in JP-A-10-149910, JP-A-11-154604, JP-A-11-195516 and the like can be used.
  • Composition of calcined ferrite body has a composition ratio of Ca, La, (Ba + Sr), Fe and Co metal elements when (Ba + Sr) is an A element.
  • the Ca content (1-x′-c ′) is in the range of 0.2 to 0.6 from the later-described La content (x ′) and A element (Ba + Sr) content (c ′).
  • B r and H k / H cJ is reduced.
  • B r and H k / H cJ is reduced.
  • the La content (x ′) is preferably in the range of 0.4 to 0.6.
  • the content of La exceeds 0.4 and less than 0.6 when B r and H k / H cJ is reduced. Note that rare earth elements other than La mixed as inevitable impurities can be tolerated.
  • the element A is Ba and / or Sr.
  • the content of element A (c ′) is preferably 0.2 or less. Even if the element A is not contained, the effect of the present invention is not impaired. However, by adding the element A, the crystal refinement and the aspect ratio in the calcined body can be reduced, and the ferrite sintered magnet H cJ can be further improved.
  • the Co content (y ′) is preferably in the range of 0.2 ⁇ y ′ ⁇ 0.5. If the Co content is 0.2 or less, the effect of improving magnetic properties by adding Co cannot be obtained.
  • the content of Co is generated by heterophase (Co spinel phase) containing much Co exceeds 0.5 H cJ, B r and H k / H cJ is reduced.
  • the more preferable content is in the range of 0.2 ⁇ y ′ ⁇ 0.4, and the most preferable content is in the range of 0.25 ⁇ y ′ ⁇ 0.35.
  • n is preferably 4-6. If it is less than 4, the ratio of the non-magnetic part increases, and the form of the calcined particles becomes excessively flat, resulting in a significant decrease in HcJ . More than 6 when calcined body in the unreacted ⁇ -Fe 2 O 3 is residual H cJ, B r and H k / H cJ is reduced.
  • La content and the Co content ratio x '/ y' preferably set to 1.3 or more. Further, when La content> Co content> A element content, that is, when x ′> y ′> c ′, the effect of improving magnet characteristics is large. Further, when Ca content> A element content, that is, when 1-x′-c ′> c ′, high magnet characteristics are obtained.
  • the SrLaCo ferrite calcined body has a composition ratio of metallic elements of Sr, La, Fe and Co.
  • the Sr content (1-x ′′) is in the range of 0.7 to 0.95 from the La content (x ′′) described later.
  • B r and H k / H cJ is reduced.
  • B r and H k / H cJ is reduced.
  • the La content (x ′′) is preferably in the range of 0.05 to 0.3.
  • the content of La exceeds 0.05 and less than 0.3 when B r and H k / H cJ is reduced. Note that rare earth elements other than La mixed as inevitable impurities can be tolerated.
  • the Co content (y ′′) is preferably in the range of 0.05 to 0.3. If the Co content is less than 0.05, the effect of improving magnetic properties by adding Co cannot be obtained.
  • the content of Co is hetero-phase containing much Co exceeds 0.3 (Co spinel phase) generated by H cJ, B r and H k / H cJ is reduced.
  • the CaLaCo ferrite calcined body and the SrLaCo ferrite calcined body are mixed at a mass ratio of 90:10 to 50:50. If the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body is less than 10% or exceeds 50%, the effect of improving HcJ cannot be obtained. A more preferable mixing ratio is 80:20 to 60:40.
  • Raw material powders such as a Ca compound, a La compound, a Ba compound, an Sr compound, an iron compound, and a Co compound are blended so as to be within a preferable range based on the above-described composition formula.
  • the raw material powder may be a hydroxide, nitrate, chloride or the like in addition to oxides and carbonates regardless of the valence, or may be in a solution state.
  • the Ca compound Ca carbonate, oxide, chloride or the like is used.
  • La compound oxides such as La 2 O 3 , hydroxides such as La (OH) 3 , carbonates such as La 2 (CO 3 ) 3 ⁇ 8H 2 O, and the like are used.
  • the element A compound Ba and / or Sr carbonate, oxide, chloride and the like are used.
  • the iron compound iron oxide, iron hydroxide, iron chloride, mill scale or the like is used.
  • the Co compound include oxides such as CoO and Co 3 O 4 , hydroxides such as CoOOH, Co (OH) 2 and Co 3 O 4 ⁇ m 1 H 2 O (m 1 is a positive number), CoCO 3 like carbonates, and m 2 CoCO 3 ⁇ m 3 Co (OH) 2 ⁇ m 4 H 2 O or the like basic carbonate (m 2, m 3, m 4 are positive numbers) using To do.
  • the raw material powders such as Ca compound, iron compound, Co compound and La compound may be added all at the time of raw material mixing and calcined, or partly added after calcining May be.
  • CaCO 3 , Fe 2 O 3 , a part of La (OH) 3 , and a part of Co 3 O 4 are mixed, mixed and calcined to prepare a calcined body, and a SrLaCo ferrite calcined body described later
  • the remainder of La (OH) 3 and the remainder of Co 3 O 4 may be added, and pulverized, molded and sintered.
  • a compound containing B 2 O 3 , H 3 BO 3 or the like may be added as necessary to promote reactivity.
  • H 3 BO 3 is effective in improving the H cJ and B r.
  • the amount of H 3 BO 3 added is preferably 0.3% by mass or less with respect to 100% by mass of the blended powder or calcined body. The most preferable value of the addition amount is around 0.2% by mass.
  • H 3 BO amount of 3 to not obtained the effect of improving the B r With less than 0.1 wt%, to the B r many lower than 0.3 wt%.
  • H 3 BO 3 has a function of controlling the shape and size of the crystal grains during sintering, so in order to exert its effect, it may be added after calcination (before pulverization or before sintering) Further, it may be added both before and after calcination.
  • the raw material powders such as Sr compound, iron compound, Co compound and La compound may be added and calcined from the time of mixing the raw materials, or after part of the calcined It may be added.
  • SrCO 3 , Fe 2 O 3 , a part of La (OH) 3 and a part of Co 3 O 4 are blended, mixed and calcined to prepare a calcined body, to a CaLaCo ferrite calcined body described later
  • the remainder of La (OH) 3 and the remainder of Co 3 O 4 may be added, and pulverized, molded and sintered.
  • the raw material powder may be blended either wet or dry. When the raw material powder is stirred together with a medium such as a steel ball, it can be mixed more uniformly. In the case of wet, water is used as a solvent. For the purpose of enhancing the dispersibility of the raw material powder, a known dispersant such as ammonium polycarboxylate or calcium gluconate may be used. The mixed raw material slurry is dehydrated to obtain a mixed raw material powder.
  • the calcination step is preferably performed in an atmosphere having an oxygen concentration of 5% or more.
  • the oxygen concentration is less than 5%, the solid-phase reaction hardly proceeds.
  • a more preferable oxygen concentration is 20% or more.
  • a ferrite phase is formed by a solid-phase reaction as the temperature rises and is completed at about 1100 ° C. Below this temperature, unreacted hematite (iron oxide) remains and the magnetic properties are low. In order to sufficiently exhibit the effects of the present invention, it is preferable to calcine at a temperature of 1100 ° C. or higher. On the other hand, when the calcining temperature exceeds 1450 ° C., crystal grains grow too much, and there is a risk that inconveniences such as requiring a long time for pulverization in the pulverization step may occur. Accordingly, the calcination temperature is preferably 1100 to 1450 ° C. More preferably, it is 1200 to 1350 ° C. The calcination time is preferably 0.5 to 5 hours. When H 3 BO 3 is added before calcination, the above reaction is promoted, so that calcination is preferably performed at 1100 to 1300 ° C.
  • additives such as CaCO 3 and SiO 2 to the mixed ferrite calcined body in order to suppress crystal grain growth and improve the magnet characteristics. It is preferable to add 1.8% by mass or less of SiO 2 with respect to 100% by mass of the calcined body and 2% by mass or less of CaCO 3 in terms of CaO with respect to 100% by mass of the calcined body.
  • SiO 2 is most preferably added to the calcined body before the pulverization step, but a part of the added amount can be added in the raw material powder blending step before the calcining step.
  • the ferrite calcined body mixture is pulverized by a vibration mill, a ball mill and / or an attritor to obtain a pulverized powder.
  • the pulverized powder preferably has an average particle size of about 0.4 to 0.8 ⁇ m (air permeation method).
  • the pulverization step may be either dry pulverization or wet pulverization, but is preferably performed in combination.
  • an aqueous solvent such as water or various non-aqueous solvents (for example, organic solvents such as acetone, ethanol, xylene) can be used.
  • a slurry in which the solvent and the calcined body are mixed is generated. It is preferable to add 0.2 to 2% by mass of various known dispersants and surfactants to the slurry in a solid content ratio with respect to 100% by mass of the calcined body.
  • additives such as Cr 2 O 3 and Al 2 O 3 can be added to the calcined body in order to improve the magnet characteristics.
  • the addition amount of these additives is preferably 5% by mass or less for Cr 2 O 3 and 5% by mass or less for Al 2 O 3 with respect to 100% by mass of the calcined body.
  • the slurry is press-molded in a magnetic field or without a magnetic field while removing the solvent contained therein.
  • the crystal orientation of the powder particles is aligned (oriented) by press molding in a magnetic field. Magnet properties can be dramatically improved by press forming in a magnetic field. Further, in order to improve the orientation, 0.01 to 1% by mass of a dispersant and / or a lubricant may be added to 100% by mass of the calcined body. Moreover, you may concentrate a slurry before shaping
  • Firing step The molded body obtained by press molding is degreased as necessary and then fired. Firing is performed using an electric furnace, a gas furnace, or the like.
  • the firing step is preferably performed in an atmosphere having an oxygen concentration of 10% or more. If the oxygen concentration is less than 10%, abnormal grain growth and generation of heterogeneous phases are caused, and the magnet characteristics deteriorate. A more preferred oxygen concentration is 20% or more, and most preferred is an oxygen concentration of 100%.
  • the firing temperature is preferably 1150 to 1250 ° C., and the firing time is preferably 0.5 to 2 hours.
  • the average crystal grain size of the sintered magnet obtained by the firing process is about 0.5-2 ⁇ m.
  • a ferrite sintered magnet product is finally completed through known manufacturing processes such as a processing step, a cleaning step, and an inspection step.
  • Example 1 Preparation of CaLaCo ferrite calcined body>
  • CaCO 3 powder La (OH) 3 powder, Fe 2 O 3 powder and Co 3 O 4 powder, and 0.1% by mass of H 3 BO 3 is added to 100% by mass of this compounded powder.
  • the finely pulverized slurry was molded while applying a pressure of about 50 MPa and removing water while applying a magnetic field of about 1 T so that the pressure direction and the magnetic field direction were parallel.
  • the obtained compact was fired at 1200 ° C. for 1 hour in the air to obtain a sintered ferrite magnet.
  • Figures 3 (a) to 3 (g) show the concentration distribution of Sr, Ca, La, Si, Co, Fe, and O (oxygen) in the same field of view.
  • Figure 3 (h) shows backscattered electrons in the same field of view.
  • a line image is shown.
  • the density of the corresponding element is the highest in the light and dark part (white part) of the black and white image, the density of the corresponding element is the lowest in the black part, The middle part (gray part) indicates that the concentration of the corresponding element is between them.
  • FIG. 3 (b) showing the concentration distribution of Ca, white particulate portion (portion A with the highest Ca concentration), gray particulate portion (portion B with high Ca concentration), and black particulate portion ( It can be seen that there are three large regions of the portion C) where the Ca concentration is the lowest.
  • the Si concentration at the position corresponding to that portion is also as high as the Ca, and conversely the Fe concentration is low. It is considered to be a grain boundary (particularly a grain boundary triple point) derived from the SiO 2 powder and CaCO 3 powder added to the calcined body mixture.
  • the portion B where the Ca concentration is high is distributed in the form of particles, and La, Co and Fe (see FIG. 3 (c), FIG. 3 (e) and FIG. 3 (f)) corresponding to the portion are also Ca and Similarly, it is understood that Ca, La, Co, and Fe are contained in the portion where the concentration is high (the shade is gray at the position and there is no black portion) and the Ca concentration is high. That is, the portion B where the Ca concentration is high is specified as the first particulate ferrite compound phase derived from the CaLaCo ferrite calcined body.
  • the portion C where the Ca concentration is low is also distributed in the form of particles, the concentration of Sr is high at the position corresponding to that portion (see FIG. 3 (a)), and the concentration of La, Co and Fe is high (See FIG. 3 (c), FIG. 3 (e) and FIG. 3 (f), the shade is gray at that position, there is no black part), so the second particulate form derived from the SrLaCo ferrite calcined body Of the ferrite compound phase.
  • the sintered ferrite magnet of the present invention contains a particulate ferrite compound phase containing Ca, La, Fe and Co (referred to as the first ferrite compound phase) and Sr, La, Fe and Co. It can be seen that it has a particulate ferrite compound phase (referred to as a second ferrite compound phase).
  • thermomagnetic balance 1 (Thermomagnetic Analysis) is a thermobalance 2 (Thermogravimetric Analysis: TG, TGA / SDTA 851e manufactured by Mettler Toledo) with permanent magnets 3, 3 'attached to it.
  • the magnetic attractive force F acting on the ferromagnetic phase in the sample 4 by the magnetic field A (10 to 15 mT) applied to 4 is detected as the weight value of TG.
  • TG is measured while raising the temperature of sample 4 with heat source 5, and the temperature of the ferromagnetic phase in sample 4 is detected by detecting the temperature at which the magnetic attractive force does not act with the change from ferromagnetic to paramagnetic.
  • the Curie point can be obtained.
  • the phase / structure change due to the chemical reaction does not occur in the above-mentioned temperature rise range, so the ferromagnetic phase in the sample, that is, the first ferrite compound phase and the second ferrite Only the Curie point of the compound phase can be determined.
  • CaLaCo ferrite sintered magnet and SrLaCo ferrite sintered magnet are prepared by crushing, molding and firing in the same manner as the ferrite sintered magnet of the present invention using CaLaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite sintered body, respectively. did.
  • the obtained TG curve is shown in FIG.
  • FIG. 4 shows a TG curve and a differential value (DTG) of the sintered ferrite magnet according to the present invention.
  • the negative peak value of the differential value of the TG curve that is, the temperature at which the TG decrease rate of the TG curve was maximized was defined as the Curie temperature.
  • the first peak (low temperature side peak) was defined as the first Curie temperature (Tc1), and the next peak (high temperature side peak) was defined as the second Curie temperature (Tc2).
  • the sintered ferrite magnet of the present invention has at least two different Curie temperatures, the first Curie temperature (Tc1) is about 423 ° C., and the second Curie temperature (Tc2) is about It turns out that it is 443 degreeC. Therefore, it can be estimated that the sintered ferrite magnet of the present invention has at least two compound phases having different Curie temperatures.
  • the Curie temperature of the CaLaCo ferrite sintered magnet is about 415 ° C. and the Curie temperature of the SrLaCo ferrite sintered magnet is about 443 ° C.
  • the second Curie temperature (443 ° C.) of the sintered ferrite magnet of the present invention and the SrLaCo It was found that the Curie temperature (443 ° C) of the sintered ferrite magnet was almost the same. Therefore, the compound phase having the second Curie temperature (Tc2) is the second ferrite compound phase containing Sr, La, Fe and Co derived from the SrLaCo ferrite calcined body revealed by EPMA. Presumed.
  • the compound phase having the first Curie temperature (Tc1) was clarified from the elemental analysis by EPMA, and the first particulate form containing Ca, La, Fe and Co derived from the CaLaCo ferrite calcined body.
  • the ferrite compound phase is considered.
  • the Curie temperature (423 ° C.) of the first ferrite compound phase derived from the CaLaCo ferrite calcined body is slightly higher than the Curie temperature (about 415 ° C.) of the CaLaCo ferrite sintered magnet.
  • the Curie temperature of the second ferrite compound phase derived from the SrLaCo ferrite calcined body is substantially constant regardless of the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body, whereas the first The Curie temperature of the ferrite compound phase tends to increase as the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body mixed with the CaLaCo ferrite calcined body increases.
  • ⁇ Volume ratio of first and second ferrite compound phases From the Sr concentration distribution shown in Fig. 3 (a), the white part (the part where the Sr concentration is high) is calculated from the average crystal grain of the sintered body (about 1.5 ⁇ m, TEM / EDX result described later) The volume ratio of the second particulate ferrite compound phase was determined from the total area of the circles.
  • the volume ratio of the second particulate ferrite compound phase was 26.2%.
  • the volume ratio of the grain boundary phase obtained from the Ca concentration distribution (FIG. 3 (b)) and the Si concentration distribution (FIG. 3 (d)) was 1.7%. Since the balance is substantially the first particulate ferrite compound phase, the volume ratio was 72.1%.
  • the measurement data of the surface analysis by EPMA has an unclear boundary between adjacent particles and includes surrounding information, so the volume ratio obtained by this method may include a certain amount of error. There is. Further, by increasing the number of measurements and analyzing using an image analyzer or the like, it is possible to obtain a result with higher accuracy.
  • the sintered magnet of Example 1 obtained by mixing the CaLaCo ferrite calcined body and the SrLaCo ferrite calcined body at a mass ratio of 70:30 has the first particulate ferrite compound phase and the second particle
  • the volume ratio of the shaped ferrite compound phase is approximately 70:30. Therefore, the above results obtained from EPMA almost reflect this volume ratio, and the compound phase of the sintered magnet is mixed with the ferrite calcined body to be mixed. It can be seen that the mass ratio is reflected.
  • Each CaLaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite calcined body thus obtained had a mixing ratio of 0 mass%, 10 mass%, and 30 mass% as shown in Table 2-1 and Table 2-2. 50 mass%, 70 mass% and 100 mass% (the volume ratio of the first ferrite compound phase and the second ferrite compound phase is 100: 0, 90:10, 70:30, 50:50, 30:70, respectively) And 0: 100), ferrite calcined body mixtures having the compositions shown in Table 3-1 and Table 3-2 were prepared.
  • Each ferrite calcined body mixture is mixed with 100% by mass of 0.6% by mass of SiO 2 powder and 0.7% by mass of CaCO 3 powder in terms of CaO, water is added, and the average particle size by air permeation method is 0.6 with a wet ball mill.
  • the slurry was obtained by pulverizing to ⁇ m.
  • the finely pulverized slurry was molded while applying a pressure of about 50 MPa and removing water while applying a magnetic field of about 1 T so that the pressure direction and the magnetic field direction were parallel.
  • the obtained compact was fired at 1200 ° C. for 1 hour in the air to obtain a sintered ferrite magnet.
  • volume ratio of the CaLaCo ferrite phase and SrLaCo ferrite phase inside were considered to be the same as their mass ratios.
  • volume ratio of CaLaCo ferrite phase and SrLaCo ferrite phase is simply referred to as “volume ratio”.
  • FIG. 6-1 and FIG. 7-1 show samples No. 1 to 16, that is, CaCaCo ferrite calcined body (calcined body No. C-1) with Co amount y ′ of 0.30.
  • the measurement results are shown for a sintered magnet formed by mixing a CaLaCo ferrite calcined body (calcined body No. S-1 to S-3) having a Co amount y ′′ of 0.10 to 0.20.
  • Fig. 5-2, Fig. 6-2 and Fig. 7-2 are No.1, 12-16, 33-42 and 53-62 samples, that is, CaLaCo ferrite calcined bodies with Co amount y 'of 0.25-0.40 (temporary Measurement of sintered magnets made by mixing CaLaCo ferrite calcined body (calcined body No. S-3) with Co amount y ′′ of 0.20 against calcined bodies No. C-1 to C-5) Results are shown.
  • Figures 5-3, 6-3 and 7-3 are No.1, 12-16, 27-32 and 43-52 samples, that is, CaLaCo ferrite calcined body (calcined body) with Co amount y 'of 0.30. No. C-1), CaLaCo ferrite calcined body with both Co amount y '' and La amount x '' of 0.05 to 0.30 (calcined bodies No. S-3 and S-6 to S-10) The measurement result about the sintered magnet formed by mixing is shown.
  • the highest H cJ was obtained in the vicinity of 30% by mass. Furthermore, most of the sintered ferrite magnets having a mixing ratio of 10 to 50% by mass had higher H cJ than the sintered ferrite magnet (CaLaCo ferrite sintered magnet) having a mixing ratio of 0% by mass. In order to obtain high H cJ , it is preferable to use a CaLaCo ferrite calcined body having a Co content in the range of 0.25 ⁇ y ′ ⁇ 0.35.
  • the sintered ferrite magnet of the present invention produced by mixing the CaLaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite calcined body, to the CaLaCo ferrite sintered magnet, maintaining a high B r and H k / H cJ As such , it was found to have a higher H cJ .
  • ⁇ Curie temperature> The Curie temperatures of the obtained sintered ferrite magnets are shown in Tables 4-1 and 4-2, and FIGS. 8-1 to 8-3 and FIGS. 9-1 to 9-3.
  • the Curie temperature was measured by the same method as in Example 1.
  • Figures 8-1 to 8-3 show graphs plotting the first Curie temperature (Tc1) against the mixing ratio (mass%) of the SrLaCo ferrite calcined body.
  • Figures 9-1 to 9-3 Shows a graph in which the second Curie temperature (Tc2) is plotted against the mixing ratio (mass%) of the SrLaCo ferrite calcined body.
  • the first Curie temperature (Tc1) of the sintered ferrite magnet of the present invention is the SrLaCo ferrite temporary in all combinations. There was a tendency to increase as the mixing ratio of the sintered body increased. In the region where the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body is 10-50% by mass (volume ratio 90: 10-50: 50), the first Curie temperature (Tc1) varied from about 415 ° C to about 430 ° C. . That is, the sintered ferrite magnet of the present invention has a first particulate ferrite compound phase containing Ca, La, Fe and Co having a Curie temperature of 415 to 430 ° C.
  • the second Curie temperature (Tc2) of the sintered ferrite magnet of the present invention is the temporary SrLaCo ferrite used. Although it varied between about 437 ° C. and about 455 ° C. depending on the composition of the fired body (particularly the La content), it was almost constant regardless of the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body. Therefore, the sintered ferrite magnet of the present invention has a second particulate ferrite compound phase containing Sr, La, Fe and Co having a Curie temperature of 437 to 455 ° C.
  • each element of Ca, La, Sr, Fe and Co is atomic ratio and molar ratio so that it can be compared with the calcined ferrite mixture.
  • the content ratio of CaCO 3 , La (OH) 3 , SrCO 3 , Fe 2 O 3 and Co 3 O 4 is 100% by mass in total. Expressed as (mass%).
  • the first particulate ferrite compound phase and the second particle in the sintered ferrite magnet The volume ratio of the ferrite-like ferrite compound phase is considered to be the same as the mass ratio of the CaLaCo ferrite calcined body and the SrLaCo ferrite calcined body.
  • Sample No. 13 (mixing ratio 30% by mass) is the same as the ferrite sintered magnet produced in Example 1, and the results of the area analysis of each element by EPMA are the results of Example 1 (FIG. 3 ( Reference was made to a) to FIG. 3 (h)).
  • the ferrite sintered magnet of the present invention demonstrated in Example 1 contains the first particulate ferrite compound phase containing Ca, La, Fe and Co, and Sr, La, Fe and Co. The result of having a second particulate ferrite compound phase contained is supported.
  • the mixed ratio of SrLaCo ferrite calcined body shows a plot of the temperature coefficient (vertical axis left) and B r (vertical axis right) of B r, 15, SrLaCo ferrite calcined body Is a graph plotting the temperature coefficient of H cJ (vertical axis left) and H cJ (vertical axis right) on the left side of the vertical axis with respect to the mixing ratio.
  • the temperature coefficient of B r is substantially constant regardless of the mixing ratio of SrLaCo ferrite calcined body, the temperature coefficient of the H cJ in the range of the mixing ratio of 10 to 50 mass%
  • the temperature coefficient of -40 to 20 ° C was the lowest at a mixing ratio of 50% by mass, and the temperature coefficient of 20 to 100 ° C was the lowest at a mixing ratio of 30% by mass.
  • the sintered ferrite magnet of the present invention is not easily demagnetized by a demagnetizing field even at a low temperature. Therefore, by using the ferrite sintered magnet of the present invention, it is possible to provide an automobile electrical component and an electrical device component that are reduced in size, weight, and efficiency.
  • Example 3 Preparation of CaLaCo ferrite calcined body>
  • Ca 1-x′-c ′ La x ′ A c ′ Fe 2n′-y ′ Co y ′ , Ba is used as the A element
  • 1-x′-c ′, x ′, c ′, CaCO 3 powder, La (OH) 3 powder, BaCO 3 powder, Fe 2 O 3 powder and Co 3 O so that y ′ and n ′ have the calcined body composition of No. C-6 shown in Table 1-1 4 powders were blended, and 0.1% by mass of H 3 BO 3 was added to 100% by mass of the blended powder to obtain a mixed raw material powder.
  • ⁇ Preparation of sintered ferrite magnet> Prepared CaLaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite calcined body, as shown in Table 7, the mixing ratio of SrLaCo ferrite calcined body is 0 mass%, 10 mass%, 30 mass%, 40 mass%, 50 mass%, 70% by mass, 90% by mass and 100% by mass (the volume ratio of the first ferrite compound phase and the second ferrite compound phase is 100: 0, 90:10, 70:30, 60:40, 50:50, 30:70, 10:90, and 0: 100) to prepare a calcined ferrite mixture having the composition shown in Table 8.
  • Each ferrite calcined body mixture is mixed with 100% by mass of 0.6% by mass of SiO 2 powder and 0.7% by mass of CaCO 3 powder in terms of CaO, water is added, and the average particle size by air permeation method is 0.6 with a wet ball mill.
  • the slurry was obtained by pulverizing to ⁇ m.
  • the finely pulverized slurry was molded while applying a pressure of about 50 MPa and removing water while applying a magnetic field of about 1 T so that the pressure direction and the magnetic field direction were parallel.
  • the obtained compact was fired at 1200 ° C. for 1 hour in the air to obtain a sintered ferrite magnet.
  • FIG. 16 and FIG. 17 both show B r (left vertical axis in FIG. 16), H cJ (right vertical axis in FIG. 16) and H k with respect to the mixing ratio (mass%) of the SrLaCo ferrite calcined body.
  • the graph which plotted / HcJ (FIG. 17) is shown.
  • H k is at H k / H cJ
  • the J second quadrant (magnetization magnitude) -H (field intensity) curve is a value H when the value of J is 0.95B r .
  • the mixing ratio is 0 mass% of SrLaCo ferrite calcined body (i.e., CaLaCo ferrite sintered magnet) and H cJ of the mixing ratio is 100 mass% (i.e., SrLaCo sintered ferrite magnets) in with respect to a straight line connecting the H cJ, mixing ratio of 10 to 50 wt% (volume ratio 90: 10-50: 50) in the range of has improved greatly H cJ, high H cJ in particular 20 to 40 wt% The highest H cJ was obtained in the vicinity of 30% by mass.
  • the sintered ferrite magnet having a mixing ratio in the range of 10 to 50% by mass had a higher H cJ than the sintered ferrite magnet having a mixing ratio of 0% by mass (CaLaCo ferrite sintered magnet).
  • B r mixing ratio 0% by weight of the ferrite sintered magnet (CaLaCo ferrite sintered magnet) in the range of the mixing ratio of 10 to 50 wt% most B or r is not reduced, or to the extent that slightly decreases there were.
  • Sample No. 65 (mixing ratio 30%) of this example was compared with Sample No. 8 of Example 2 having substantially the same composition except that Ba was not added as an A element to the CaLaCo ferrite calcined body. Then, it turns out that the sintered magnet which added Ba as A element to the CaLaCo ferrite calcined body of a present Example has higher HcJ .
  • FIGS. 22 and 23 show the Curie temperatures of the obtained sintered ferrite magnets.
  • the Curie temperature was measured by the same method as in Example 1. 22 shows a graph plotting the first Curie temperature (Tc1) against the mixing ratio (mass%) of the SrLaCo ferrite calcined body, and FIG. 23 shows the mixing ratio (mass%) of the SrLaCo ferrite calcined body. And a graph plotting the second Curie temperature (Tc2).
  • the first Curie temperature (Tc1) tends to increase as the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body increases, and the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body that provides preferable magnet characteristics is 10 to 10%. In the range of 50% by mass (volume ratio 90:10 to 50:50), it varied from about 419 ° C. to about 428 ° C. In contrast, the second Curie temperature (Tc2) was almost constant regardless of the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body.
  • FIG. 18 (a) shows a bright field STEM image
  • FIG. 18 (b) shows the concentration distribution of Sr. Similar to the results of the area analysis of each element by EPMA performed in Example 1, the closer to white, the higher the concentration, and the closer to black, the lower the concentration.
  • FIG. 18 (b) shows that there are particles having a high Sr concentration and particles having a low Sr concentration.
  • the particles having a high Sr concentration are the second particulate ferrite compound phase derived from the SrLaCo ferrite calcined body. Since TEM / EDX has higher resolution than EPMA performed in Example 1, it can be seen more clearly that the second ferrite compound phase is in the form of particles.
  • rectangular particles (upper particles in the figure) have a short axis of about 500 nm (0.5 ⁇ m) and a long axis of about 1500 nm (1.5 ⁇ m).
  • the short axis direction is the direction of the easy axis (crystal structure / c-axis of M-type magnetoplumbite structure).
  • the ferrite sintered magnet of the present invention has a hexagonal M-type magnetoplumbite structure, and the crystal particles have a hexagonal plate shape. Since the bright field STEM image of FIG. 18 (a) is observing the thickness direction of the hexagonal plate, it can be said that the diameter of the crystal particles is about 1.5 ⁇ m.
  • the sintered ferrite magnet of the present invention contains the first particulate ferrite compound phase containing Ca, La, Fe and Co, and Sr, La, Fe and Co. It had a second particulate ferrite compound phase.
  • Example 4 SrCO 3 powder and Fe 2 O 3 powder were blended so that the composition formula was SrFe 12 (the composition including oxygen was SrFe 12 O 19 ) to obtain a mixed raw material powder. Water is added to this mixed raw material powder, mixed for 4 hours with a wet ball mill, dried and sized, then calcined in the atmosphere at 1250 ° C for 3 hours, and the resulting calcined body is roughly crushed with a hammer mill Thus, coarsely pulverized powder of Sr ferrite calcined body was prepared.
  • the obtained Sr ferrite calcined body was mixed at a mixing ratio of 0 mass%, 10 mass%, 20 mass%, 30 The mixture was mixed so that the mass%, 40 mass%, 50 mass%, 60 mass%, and 100 mass% were obtained to obtain 8 types of ferrite calcined body mixtures. Further, the SrLaCo ferrite calcined body (calcined body No. S-11) prepared in Example 3 was similarly mixed with the SrLaCo calcined body to obtain eight types of ferrite calcined body mixtures.
  • These ferrite calcined body mixtures are mixed with 100% by mass of 0.6% by mass of SiO 2 powder and 0.7% by mass of CaCO 3 powder in terms of CaO.
  • the finely pulverized slurry was molded while applying a pressure of about 50 MPa and removing water while applying a magnetic field of about 1 T so that the pressure direction and the magnetic field direction were parallel.
  • the obtained compact was fired at 1200 ° C. for 1 hour in the air to obtain a sintered ferrite magnet.
  • Obtained ferrite sintered magnet of H cJ, and H cJ of the sintered ferrite magnet obtained by mixing the CaLaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite calcined body in Example 3 is shown in FIG. 19.
  • the HcJ is plotted against the mixing ratio of the Sr ferrite calcined body
  • the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body Is plotted against its H cJ .
  • the sintered ferrite magnet obtained by mixing the CaLaCo ferrite calcined body or the SrLaCo ferrite calcined body with the Sr ferrite calcined body is proportional to the increase in the mixing ratio of the Sr ferrite calcined body. H cJ decreased.
  • the sintered ferrite magnet obtained by mixing the CaLaCo ferrite calcined body and the SrLaCo ferrite calcined body of Example 3 has a mixing ratio of 10 to 50% by mass (volume ratio of the SrLaCo ferrite calcined body as described above. H cJ was improved in the range of 90:10 to 50:50 ).
  • the magnetic properties of CaLaCo ferrite are the highest, followed by SrLaCo ferrite and Sr ferrite in this order, so when mixing SrLaCo ferrite with CaLaCo ferrite, Sr ferrite with SrLaCo ferrite, It is expected that the magnetic properties will deteriorate when mixing.
  • Hr when mixing Sr ferrite with CaLaCo ferrite, and when mixing Sr ferrite with SrLaCo ferrite, Hr is proportional to the increase in the mixing ratio of the Sr ferrite calcined body. cJ is falling.
  • FIG. 20 shows H cJ of the ferrite sintered magnets of Sample Nos . 17 to 21 and Samples Nos . 22 to 26 manufactured in Example 2.
  • Samples Nos. 17 to 21 use SrLaCo ferrite calcined bodies that do not contain Co
  • Samples Nos. 22 to 26 use SrLaCo ferrite calcined bodies that do not contain La.
  • the HcJ is slightly improved when the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body is around 10% by mass. As the mixing ratio increased, H cJ decreased. In the case of using the SrLaCo ferrite calcined body containing no Co, H cJ decreased with an increase in the mixing ratio. In any case, the effect of improving HcJ at a mixing ratio of 10 to 50% by mass as in the present invention was not obtained.
  • Example 6 Preparation of CaLaCo ferrite calcined body>
  • Ca 1-x′-c ′ La x ′ A c ′ Fe 2n′-y ′ Co y ′ Sr is used as the A element
  • 1-x′-c ′, x ′, c ′, CaCO 3 powder, La (OH) 3 powder, SrCO 3 powder, Fe 2 O 3 powder and Co 3 O so that y ′ and n ′ have the calcined body composition of No. C-7 shown in Table 1-1 4 powders were blended, and 0.1% by mass of H 3 BO 3 was added to 100% by mass of the blended powder to obtain a mixed raw material powder.
  • the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body and the prepared CaLaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite calcined body is 0 mass%, 10 mass%, 20 mass%, 30 mass%, 40 mass%, 50% by mass, 70% by mass, 90% by mass and 100% by mass (volume ratios of the first ferrite compound phase and the second ferrite compound phase are 100: 0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 30:70, 10:90, and 0: 100) to prepare a calcined ferrite mixture having the composition shown in Table 13.
  • Each ferrite calcined body mixture is mixed with 100% by mass of 0.6% by mass of SiO 2 powder and 0.7% by mass of CaCO 3 powder in terms of CaO, water is added, and the average particle size by air permeation method is 0.6 with a wet ball mill.
  • the slurry was obtained by pulverizing to ⁇ m.
  • the finely pulverized slurry was molded while applying a pressure of about 50 MPa and removing water while applying a magnetic field of about 1 T so that the pressure direction and the magnetic field direction were parallel.
  • the obtained compact was fired at 1200 ° C. for 1 hour in the air to obtain a sintered ferrite magnet.
  • FIG. 24 and FIG. 25 both show B r (the left vertical axis in FIG. 24), H cJ (the right vertical axis in FIG. 24), and the mixing ratio (mass%) of the mixed SrLaCo ferrite calcined body, respectively.
  • a graph plotting H k / H cJ (FIG. 25) is shown.
  • H k is at H k / H cJ
  • the J second quadrant (magnetization magnitude) -H (field intensity) curve is a value H when the value of J is 0.95B r .
  • the mixing ratio is 0 mass% of SrLaCo ferrite calcined body (i.e., CaLaCo ferrite sintered magnet) and H cJ of the mixing ratio is 100 mass% (i.e., SrLaCo sintered ferrite magnets) in with respect to a straight line connecting the H cJ, mixing ratio of 10 to 50 wt% (volume ratio 90: 10-50: 50) in the range of has improved H cJ is large, particularly high H cJ at 20 to 50 mass% The highest H cJ was obtained in the vicinity of 30% by mass.
  • the sintered ferrite magnet having a mixing ratio in the range of 10 to 50% by mass had a higher H cJ than the sintered ferrite magnet having a mixing ratio of 0% by mass (CaLaCo ferrite sintered magnet).
  • the range of mixing ratio of 10 to 50 mass% was the degree to which B r decreases slightly.
  • it had an excellent H k / H cJ of 80% or more in the range of the mixing ratio of 10 to 50% by mass.
  • the Curie temperature of the obtained sintered ferrite magnet is shown in Table 14 and FIG.
  • the Curie temperature was measured by the same method as in Example 1.
  • FIG. 26 shows a graph plotting the first Curie temperature (Tc1) and the second Curie temperature (Tc2) against the mixing ratio (mass%) of the SrLaCo ferrite calcined body.
  • the first Curie temperature (Tc1) tends to increase as the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body increases, and the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body that provides preferable magnet characteristics is 10 to 10%.
  • the second Curie temperature (Tc2) was almost constant regardless of the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body.
  • Example 7 ⁇ Preparation of CaLaCo ferrite calcined body> Composition formula: Ca 1-x′-c ′ La x ′ A c ′ Fe 2n′-y ′ Co y ′ , 1-x′-c ′, x ′, c ′, y ′ and n ′ are those shown in Table 1. No. C-1 calcined body composition shown in -1, CaCO 3 powder, La (OH) 3 powder, Fe 2 O 3 powder and Co 3 O 4 powder were blended, this blended powder 100% by mass 0.1% by mass of H 3 BO 3 was added to obtain a mixed raw material powder.
  • the prepared CaLaCo ferrite calcined body and SrLaCo ferrite calcined body have a mixing ratio of 0 mass%, 10 mass%, 30 mass%, 50 mass%, 70 mass% and 100 mass% (first The ferrite compound phase and the second ferrite compound phase are mixed so that the volume ratios thereof are 100: 0, 90:10, 70:30, 50:50, 30:70, and 0: 100, respectively.
  • a body mixture was made.
  • Each ferrite calcined body mixture is mixed with 100% by mass of 0.6% by mass of SiO 2 powder and 0.7% by mass of CaCO 3 powder in terms of CaO, water is added, and the average particle size by air permeation method is 0.6 with a wet ball mill.
  • the slurry was obtained by pulverizing to ⁇ m.
  • the finely pulverized slurry was molded while applying a pressure of about 50 MPa and removing water while applying a magnetic field of about 1 T so that the pressure direction and the magnetic field direction were parallel.
  • the obtained compact was fired at 1200 ° C. for 1 hour in the air to obtain a sintered ferrite magnet.
  • the ⁇ -T curve located at the top is the case where the mixing ratio of the SrLaCo ferrite calcined body is 100% by mass, and 70% by mass, 50% by mass, 30% by mass in order downward , ⁇ -T curve for 10% by mass and 0% by mass (only 0% by mass is indicated by a dotted line, and the others are indicated by a solid line).
  • the composition of the first ferrite compound phase and the second ferrite compound phase in any ferrite sintered magnet for example, by component analysis, EPMA apparatus or thermomagnetic balance
  • the calcined body 1 and the calcined body 2 having the first and second compositions are mixed in an arbitrary volume ratio (for example, 0: 100, 25:75, 50:50, 75:25, and 100: 0 )
  • an arbitrary volume ratio for example, 0: 100, 25:75, 50:50, 75:25, and 100: 0
  • VSM vibrating sample magnetometer
  • a calibration curve at a temperature T 0 that is, (4) from ⁇ value at T 0 of the sintered magnet a, obtains the first ferrite compound phase and the volume ratio of the second ferrite compound phase in the sintered magnet a be able to.
  • the temperature T 0 at which a good linear relationship is obtained is known in advance, the plurality of sintered ferrite magnets are composed of only the calcined body 1 and two composed of the calcined body 2 only. Only it is good.

Abstract

　Ca、La、Fe及びCoを含有し415～430℃にキュリー温度Tc1が存在する第一の粒子状のフェライト化合物相と、Sr、La、Fe及びCoを含有し437～455℃にキュリー温度Tc2が存在する第二の粒子状のフェライト化合物相とを有するフェライト焼結磁石であって、前記第一のフェライト化合物相の体積比率が50～90％、前記第二のフェライト化合物相の体積比率が10～50％であり、両体積比率の和が95％以上であることを特徴とするフェライト焼結磁石。

Description

フェライト焼結磁石及びその製造方法
　本発明は、高い磁石特性を有するフェライト焼結磁石及びその製造方法に関する。
　フェライト焼結磁石は、各種モータ、発電機、スピーカ等、種々の用途に使用されている。代表的なフェライト焼結磁石として、六方晶のM型マグネトプランバイト構造を有するSrフェライト(SrFe12O19)やBaフェライト(BaFe12O19)が知られている。これらのフェライト焼結磁石は、例えば、酸化鉄とストロンチウム(Sr)又はバリウム(Ba)等の炭酸塩とを原料とし、粉末冶金法によって比較的安価に製造される。
　近年、環境に対する配慮等から、自動車用電装部品、電気機器用部品等において、部品の小型・軽量化や高効率化を目的として、フェライト焼結磁石の高性能化が要望されている。特に、自動車用電装部品に用いられるモータには、高い残留磁束密度Br(以下、単に「Br」という)を保持しながら、薄型化した際の反磁界による減磁が起こりにくい高い保磁力HcJ(以下、単に「HcJ」という)を有するフェライト焼結磁石が要望されている。
　フェライト焼結磁石の磁石特性の向上を図るため、上記のSrフェライトにおけるSrの一部をLa等の希土類元素で置換し、Feの一部をCoで置換することにより、HcJやBrを向上させる技術が提案されている(例えば、特開平10-149910号及び特開平11-154604号を参照)。
　特開平10-149910号及び特開平11-154604号に記載の、Srの一部をLa等の希土類元素で置換し、Feの一部をCo等で置換したSrフェライト(以下、単に「SrLaCoフェライト」という)は、磁石特性に優れることから、従来のSrフェライトやBaフェライトに代わり、各種用途に多用されつつあるものの、さらなる磁石特性の向上も望まれている。
　一方、フェライト焼結磁石として、上記SrフェライトやBaフェライトとともに、Caフェライトも知られている。Caフェライトは、CaO-Fe2O3又はCaO-2Fe2O3という構造が安定であり、Laを添加することによって六方晶フェライトを形成することが知られている。しかし、得られる磁石特性は、従来のBaフェライトの磁石特性と同程度であり、充分に高くはなかった。
　特許第3181559号は、CaフェライトのBr、HcJの向上、及びHcJの温度特性の改善を図るため、Caの一部をLa等の希土類元素で置換し、Feの一部をCo等で置換したCaフェライト(以下、単に「CaLaCoフェライト」という)を開示しており、CaLaCoフェライトの異方性磁界HA(以下、単に「HA」という)は、Srフェライトに比べて最高で10％以上高い20 kOe以上の値が得られると記載している。
　しかしながら、特許第3181559号に記載のCaLaCoフェライトは、HAではSrLaCoフェライトを上回る特性を有するものの、Br及びHcJはSrLaCoフェライトと同程度であり、一方で角形比Hk/HcJ(以下、単に「Hk/HcJ」という)が非常に悪く、高いHcJと高いHk/HcJとの両方を満足することができず、モータ等の各種用途に応用されるまでには至っていない。
　上記のSrLaCoフェライトやCaLaCoフェライトの磁石特性を改良すべく、以下に示すような提案もなされている。
　特開平11-195516号は、特開平10-149910号及び特開平11-154604号で提案されたSrLaCoフェライトの製造方法において、Srフェライトの仮焼粉にLa、Coを添加し、成形し、本焼成を行うことにより、SrLaCoフェライトを製造する方法が提案されている。これにより、2つの異なるキュリー温度(Tc)を有する構造の焼結磁石となり、角形性が高く、Co含有量を少量化できると記載している。
　特開2006-104050号、国際公開第2007/060757号、国際公開第2007/077811号は、いずれも特許第3181559号で提案されたCaLaCoフェライトの高性能化を目的とし、特開2006-104050号は、各構成元素の原子比率及びモル比nの値を最適化し、かつLaとCoを特定の比率で含有させる技術を提案しており、国際公開第2007/060757号は、Caの一部をLaとBaで置換する技術を提案しており、国際公開第2007/077811号は、Caの一部をLaとSrで置換する技術を提案している。
　特開平11-195516号は特開平10-149910号及び特開平11-154604号で提案されたSrLaCoフェライトに対して、特開2006-104050号、国際公開第2007/060757号及び国際公開第2007/077811号は、特許第3181559号で提案されたCaLaCoフェライトに対して、いずれも磁石特性は向上しているものの、高性能化の要求は近年益々強くなる一方であり、さらなる磁石特性の向上が要望されている。
　本発明の目的は、フェライト焼結磁石の磁石特性を向上させることであり、特に、磁石特性に優れるCaLaCoフェライト焼結磁石の磁石特性をより一層向上させ、近年益々強くなる高性能化の要求を満足するフェライト焼結磁石を提供することである。
　上記目的に鑑み鋭意研究の結果、発明者らは、Ca、La、Fe及びCoを含有するフェライト(以下、CaLaCoフェライトとも言う)仮焼体に、Sr、La、Fe及びCoを含有するフェライト(以下、SrLaCoフェライトとも言う)仮焼体を特定量混合し、粉砕、成形及び焼成して得られるフェライト焼結磁石は、CaLaCoフェライト仮焼体を由来とし415～430℃にキュリー温度が存在する第一の粒子状のフェライト化合物相と、SrLaCoフェライト仮焼体を由来とし437～455℃にキュリー温度が存在する第二の粒子状のフェライト化合物相とを有し、高いBrと高いHk/HcJを維持したまま高いHcJが得られることを見出し、本発明に想到した。
　本発明を提案するに際して、発明者らは、SrLaCoフェライト焼結磁石と、CaLaCoフェライト焼結磁石との磁石特性、特にHcJの違いに着目した。焼結磁石のHcJは焼結体組織の影響は受けるものの、理論的にはほぼHAと比例関係にある。つまり、材料のHAが高いほどHcJの向上が期待される。発明者らはSrLaCoフェライト焼結磁石とCaLaCoフェライト焼結磁石のHAを磁気ヒステリシス曲線からSPD(Singular Point Detection)法により測定した結果、Coの原子比率を0.3としたCaLaCoフェライトのHA[2.1 MA/m(約26.4 kOe)]は、Coの原子比率を0.2とした一般的なSrLaCoフェライトのHA[1.8 MA/m(約22.6 kOe)]に比べ高い値を示し、CaLaCoフェライトはSrLaCoフェライトよりも高いHcJが期待できた。
　現在市場に提供されているSrLaCoフェライト焼結磁石の代表的な磁石特性はBrが約440 mT及びHcJが約350 kA/mである。製品としては、上記磁石特性を中心に高Brタイプと高HcJタイプがラインアップされており、Br及びHcJをそれぞれ縦軸及び横軸としたとき、Brが約450 mT及びHcJが約300 kA/mの点と、Brが約430 mT及びHcJが約370 kA/mの点とを結んだライン上にSrLaCoフェライト焼結磁石の磁石特性がある。
　一方、CaLaCoフェライト焼結磁石の代表的な磁石特性は、上記特開2006-104050号、国際公開第2007/060757号及び国際公開第2007/077811号の記載から、Brが460 mT以上及びHcJが360 kA/m以上であり、SrLaCoフェライト焼結磁石よりもワンランク上の磁石特性を有している。
　一般的に、高い磁石特性の材料に低い磁石特性の材料を混合してゆくと、磁石特性は低下してゆくと予想される。従って、高い磁石特性のCaLaCoフェライト仮焼体に、低い磁石特性のSrLaCoフェライト仮焼体を混合して得られた焼結磁石は、SrLaCoフェライト仮焼体の混合割合の増加に伴い磁石特性が低下すると予想される。
　発明者らは、CaLaCoフェライト焼結磁石の磁石特性の改良を試みるうち、CaLaCoフェライト仮焼体にSrLaCoフェライト仮焼体を特定の質量比率で混合して得られた焼結磁石は、Br及びHk/HcJがほとんど低下せず、HcJが向上するという、予想に反する磁石特性が得られることを見出した。
　得られた焼結磁石を分析した結果、Ca、La、Fe及びCoを含有する粒子状のフェライト化合物相(キュリー温度：415～430℃)と、Sr、La、Fe及びCoを含有する粒子状のフェライト化合物相(キュリー温度：437～455℃)とが焼結体内部で共存する特殊な組織を有していることを見出した。HcJの向上はこの特殊な組織に起因しているものと考えられる。
　特開平11-195516号は、前述したように特開平10-149910号及び特開平11-154604号で提案されたSrLaCoフェライトの改良発明であり、六方晶フェライトの主相を有し、400～480℃の範囲に温度差が5℃以上の少なくとも2つの異なるキュリー温度を有する焼結磁石を記載している。
　特開平11-195516号は、この2つの異なるキュリー温度を有するSrLaCoフェライト焼結磁石は、いわゆる「後添加法」により作製することができると記載している。「後添加法」とは、原料としてSr化合物及びFe化合物を配合及び仮焼して得られたM型Srフェライトの仮焼体に、La、Fe及びCoの化合物を所定の比率で添加し、粉砕、成形及び焼成してSrLaCoフェライト焼結磁石を作製する方法である。
　特開平11-195516号は、前記２つの異なるキュリー温度を有する構造は、焼成時に後添加したLa及び/又はCoが、M型フェライトの仮焼体粒子の表面から浸透しながら反応することにより、粒子の表層部で形成されるLa及びCoの濃度が高いM型フェライト構造と、粒子の中心部で形成されるLa及びCoの濃度の低いM型フェライト構造との二相構造により発現すると記載している(段落[0031]及び[0053])。
　さらに特開平11-195516号は、２つの異なるキュリー温度のうち、低い方のキュリー温度(Tc1)は、La量及びCo量の増加とともに減少し、高い方のキュリー温度(Tc2)は、La量及びCo量に対してあまり大きな変化を示さないことから、Tc1はLa及びCoの置換量の多いSrフェライト構造部分のキュリー温度であると予想されると記載している(段落[0138])。
　これらの記載から、「後添加法」により得られるSrLaCoフェライト焼結磁石は、La及びCoの濃度が高いSrLaCoフェライト粒子と、La及びCoの濃度が低いSrLaCoフェライト粒子が混在した二相構造、又は中心部よりも表層部でLa及びCoの濃度が高いSrLaCoフェライト粒子から構成される二相構造となっており、それぞれの相のキュリー温度が異なっているものと考えられる。いずれにしても、特開平11-195516号に記載の「後添加法」において２つの異なるキュリー温度が発現する現象は、La及びCoの濃度分布が異なる相が存在することに起因するものである。
　これに対して、本発明のフェライト焼結磁石は、Ca、La、Fe及びCoを含有するCaLaCoフェライト仮焼体を由来とするフェライト化合物相(キュリー温度：415～430℃)と、Sr、La、Fe及びCoを含有するSrLaCoフェライト仮焼体を由来とするフェライト化合物相(キュリー温度：437～455℃)とが焼結体内部で粒子状に分布した構造であり、特開平11-195516号に記載のフェライト焼結磁石とは全く異なるものである。
　また、本発明のフェライト焼結磁石は、それぞれ異なる組成を有するCaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を特定の質量比率で混合し、粉砕、成形及び焼結してなるものであり、特開平11-195516号に記載の「後添加法」とは全く異なるものである。
　すなわち、本発明のフェライト焼結磁石は、
Ca、La、Fe及びCoを含有し415～430℃にキュリー温度が存在する第一の粒子状のフェライト化合物相と、
Sr、La、Fe及びCoを含有し437～455℃にキュリー温度が存在する第二の粒子状のフェライト化合物相とを有するフェライト焼結磁石であって、
前記第一の粒子状のフェライト化合物相の体積比率が50～90％、前記第二の粒子状のフェライト化合物相の体積比率が10～50％であり、両体積比率の和が95％以上であることを特徴とする。
　前記第一の粒子状のフェライト化合物相の体積比率は60～80％、前記第二の粒子状のフェライト化合物相の体積比率は20～40％であり、両体積比率の和が95％以上であるのが好ましい。
　前記第一の粒子状のフェライト化合物相は、さらにBa及び/又はSrを含有するのが好ましい。
　前記フェライト焼結磁石のCa、La、Sr、Ba、Fe及びCoの金属元素の組成比は、一般式：
Ca1-x-a-bLaxSraBabFe2n-yCoy
(ただし、Ca、La、Sr、Ba、Fe及びCoの原子比率を表わすx、a、b及びy並びにモル比を表わすnが、
0.2≦x≦0.6、
0.01≦a≦0.6、
0≦b≦0.3、
0.1≦1-x-a-b、
0.1≦y≦0.5、及び
3≦n≦6
を満足する数値である。)により表わされるのが好ましい。
　前記Ca、La、Sr、Ba、Fe及びCoの原子比率を表わすx、a、b及びy並びにモル比を表わすnは、
0.3≦x≦0.5、
0.05≦a≦0.5、
0≦b≦0.2、
0.2≦1-x-a-b、
0.15≦y≦0.4、及び
3.7≦n≦5.5
を満足する数値であるのが好ましい。
　前記x及びyは、
x/y≧1.3
を満足する数値であるのが好ましい。
　前記第一の粒子状のフェライト化合物相のCa、La、(Ba＋Sr)、Fe及びCoの金属元素の組成比は、(Ba＋Sr)をA元素としたとき、一般式：
Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'
(ただし、Ca、La、A元素、Fe及びCoの原子比率を表わすx'、c'及びy'並びにモル比を表わすn'が、
0.4≦x'≦0.6、
0≦c'≦0.2、
0.2＜y'≦0.5、及び
4≦n'≦6
を満足する数値である。)により表わされるのが好ましい。
　前記Coの原子比率を表わすy'は、
0.2＜y'≦0.4
を満足する数値であるのが好ましい。
　前記Coの原子比率を表わすy'は、
0.25≦y'≦0.35
を満足する数値であるのが好ましい。
　前記第二の粒子状のフェライト化合物相のSr、La、Fe及びCoの金属元素の組成比は、一般式：
Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''
(ただし、Sr、La、Fe及びCoの原子比率を表わすx''及びy''並びにモル比を表わすn''が、
0.05≦x''≦0.3、
0.05≦y''≦0.3、及び
5≦n''≦6
を満足する数値である。)により表わされるのが好ましい。
　本発明のフェライト焼結磁石の製造方法は、
Ca、La、(Ba＋Sr)、Fe及びCoの金属元素の組成比が、(Ba＋Sr)をA元素としたとき、一般式：Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'(ただし、Ca、La、A元素、Fe及びCoの原子比率を表わすx'、c'及びy'並びにモル比を表わすn'が、0.4≦x'≦0.6、0≦c'≦0.2、0.2＜y'≦0.5、及び4≦n'≦6を満足する数値である。)で表される第一のフェライト仮焼体、及び
Sr、La、Fe及びCoの金属元素の組成比が、一般式：Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''(ただし、Sr、La、Fe及びCoの原子比率を表わすx''及びy''並びにモル比を表わすn''が、0.05≦x''≦0.3、0.05≦y''≦0.3、及び5≦n''≦6を満足する数値である。)で表される第二のフェライト仮焼体を90:10～50:50の質量比率で混合し、フェライト仮焼体混合物を得る混合工程、
前記フェライト仮焼体混合物を粉砕し、粉末を得る粉砕工程、
前記粉末を成形し、成形体を得る成形工程、及び
成形体を焼成し、焼結体を得る焼成工程
を含むことを特徴とする。
　前記第一のフェライト仮焼体及び前記第二のフェライト仮焼体は、80:20～60:40の質量比率で混合するのが好ましい。
　前記Coの原子比率を表わすy'は、
0.2＜y'≦0.4
を満足する数値であるのが好ましい。
　前記Coの原子比率を表わすy'は、
0.25≦y'≦0.35
を満足する数値であるのが好ましい。
　前記フェライト焼結磁石のCa、La、Sr、Ba、Fe及びCoの金属元素の組成比は、一般式：
Ca1-x-a-bLaxSraBabFe2n-yCoy
(ただし、Ca、La、Sr、Ba、Fe及びCoの原子比率を表わすx、a、b及びy並びにモル比を表わすnが、
0.2≦x≦0.6、
0.01≦a≦0.6、
0≦b≦0.3、
0.1≦1-x-a-b、
0.1≦y≦0.5、及び
3≦n≦6
を満足する数値である。)により表わされるのが好ましい。
　前記x及びyは、
x/y≧1.3
を満足する数値であるのが好ましい。
　本発明により、高いBrとHk/HcJを維持したままHcJを向上させることができるので、磁石を薄型化した際にも反磁界による減磁が起こりにくい高性能なフェライト焼結磁石を提供することができる。このため、本発明のフェライト焼結磁石を使用することにより、小型・軽量化、高能率化された自動車用電装部品、電気機器用部品を提供することが可能になる。
本発明のフェライト焼結磁石をEPMAによってCa元素について面分析した結果を示す写真である。 本発明のフェライト焼結磁石、CaLaCoフェライト焼結磁石及びSrLaCoフェライト焼結磁石の熱磁気天秤の測定結果を示すグラフである。 実施例1のフェライト焼結磁石をEPMAによってSr元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例1のフェライト焼結磁石をEPMAによってCa元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例1のフェライト焼結磁石をEPMAによってLa元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例1のフェライト焼結磁石をEPMAによってSi元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例1のフェライト焼結磁石をEPMAによってCo元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例1のフェライト焼結磁石をEPMAによってFe元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例1のフェライト焼結磁石をEPMAによってO元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例1のフェライト焼結磁石の反射電子像をEPMAによって測定した結果を示す写真である。 実施例1のフェライト焼結磁石の熱磁気天秤の測定結果及びその微分データを示すグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とHcJとの関係を示すグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とHcJとの関係を示す他のグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とHcJとの関係を示すさらに他のグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とBrとの関係を示すグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とBrとの関係を示す他のグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とBrとの関係を示すさらに他のグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とHk/HcJとの関係を示すグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とHk/HcJとの関係を示す他のグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とHk/HcJとの関係を示すさらに他のグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率と第一のキュリー温度(Tc1)との関係を示すグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率と第一のキュリー温度(Tc1)との関係を示す他のグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率と第一のキュリー温度(Tc1)との関係を示すさらに他のグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率と第二のキュリー温度(Tc2)との関係を示すグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率と第二のキュリー温度(Tc2)との関係を示す他のグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率と第二のキュリー温度(Tc2)との関係を示すさらに他のグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.1)をEPMAによってSr元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.1)をEPMAによってCa元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.1)をEPMAによってLa元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.1)をEPMAによってSi元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.1)をEPMAによってCo元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.1)をEPMAによってFe元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.1)をEPMAによってO元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.1)の反射電子像をEPMAによって測定した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.12)をEPMAによってSr元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.12)をEPMAによってCa元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.12)をEPMAによってLa元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.12)をEPMAによってSi元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.12)をEPMAによってCo元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.12)をEPMAによってFe元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.12)をEPMAによってO元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.12)の反射電子像をEPMAによって測定した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.14)をEPMAによってSr元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.14)をEPMAによってCa元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.14)をEPMAによってLa元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.14)をEPMAによってSi元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.14)をEPMAによってCo元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.14)をEPMAによってFe元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.14)をEPMAによってO元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.14)の反射電子像をEPMAによって測定した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.15)をEPMAによってSr元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.15)をEPMAによってCa元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.15)をEPMAによってLa元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.15)をEPMAによってSi元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.15)をEPMAによってCo元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.15)をEPMAによってFe元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.15)をEPMAによってO元素について面分析した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石(試料No.15)の反射電子像をEPMAによって測定した結果を示す写真である。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とBr及びその温度係数との関係を示すグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とHcJ及びその温度係数との関係を示すグラフである。 実施例3のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とBr及びHcJとの関係を示すグラフである。 実施例3のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とHk/HcJとの関係を示すグラフである。 実施例3のフェライト焼結磁石のTEM/EDXによる明視野STEM像を示す写真である。 実施例3のフェライト焼結磁石のTEM/EDXによるSrについての面分析の結果を示す写真である。 実施例4及び本発明のフェライト焼結磁石のSrフェライト仮焼体又はSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とHcJとの関係を示すグラフである。 実施例2のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とHcJとの関係を示すグラフである。 熱磁気天秤の一例を示す模式図である。 実施例3のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率と第一のキュリー温度(Tc1)との関係を示すグラフである。 実施例3のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率と第二のキュリー温度(Tc2)との関係を示すグラフである。 実施例6のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とBr及びHcJとの関係を示すグラフである。 実施例6のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率とHk/HcJとの関係を示すグラフである。 実施例6のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率と第一のキュリー温度(Tc1)及び第二のキュリー温度(Tc2)との関係を示すグラフである。 実施例7のフェライト焼結磁石のσ-T曲線を示すグラフである。 実施例7のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率と各温度における各フェライト焼結磁石のσ値との関係を示すグラフである。
[1]フェライト焼結磁石
　本発明のフェライト焼結磁石は、Ca、La、Fe及びCoを含有し415～430℃にキュリー温度Tc1が存在する第一の粒子状のフェライト化合物相と、Sr、La、Fe及びCoを含有し437～455℃にキュリー温度Tc2が存在する第二の粒子状のフェライト化合物相とを有し、フェライト焼結磁石中における第一の粒子状のフェライト化合物相の体積比率が50～90％、第二の粒子状のフェライト化合物相の体積比率が10～50％であり、両体積比率の和が95％以上である。
　本発明のフェライト焼結磁石は、CaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を90:10～50:50の質量比率で混合し、粉砕、成形及び焼成することにより得られる。なお、本発明において、「CaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を混合する際の質量比率」を単に「(仮焼体全体に対する)SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率」で表す。
(1)組織
　図1は、本発明のフェライト焼結磁石をEPMAによってCaについて面分析した結果を示す。図において、濃淡が大きく3つに分かれており、薄い部分(白色部分)はCa濃度が最も高い部分であり、濃い部分(黒色部分)はCa濃度が最も低い部分であり、両者の中間の部分(灰色部分)はCa濃度がそれらの間の濃度である。
　前記Ca濃度が最も高い部分は、別途測定したSi濃度が高い部分、及びFe濃度が低い部分と対応していることと、結晶粒成長を抑制し磁石特性の向上を図るために粉砕工程において添加したCaCO3及びSiO2等の添加物は、焼成後に粒子間(粒界)、特に粒界三重点に多く集積するのが知られていることから、粒界三重点であると考えられる。
　前記Ca濃度が最も低い部分は、別途測定したSr濃度が高い部分と対応していることから、SrLaCoフェライト化合物相と考えられる。
　前記Ca濃度が中間の濃度である部分は、前記粒界相及びSrLaCoフェライト化合物相以外の部分であり、CaLaCoフェライト化合物相と考えられる。
　図2は、CaLaCoフェライト焼結磁石、SrLaCoフェライト焼結磁石、及びCaLaCoフェライト仮焼体とSrLaCoフェライト仮焼体とを70:30の質量比率で混合し、粉砕、成形及び焼成してなる本発明のフェライト焼結磁石の熱磁気天秤の測定結果である。本発明のフェライト焼結磁石は、第一のキュリー温度(Tc1：423℃)を有する化合物相と、第二のキュリー温度(Tc2：443℃)を有する化合物相との、少なくとも2つの異なる化合物相を有している。
　従来から知られるSrフェライト、SrLaCoフェライト、CaLaCoフェライト等の焼結磁石は、Sr、La、Fe等の原料粉末を混合及び仮焼して得られた仮焼体を、粉砕、成形及び焼成して作製される。これらのフェライト化合物は、仮焼の段階で固相反応(フェライト化反応)によって生成され、その物理的性質は仮焼の段階でほぼ決定される。従って、粉砕、成形及び焼成を経て得られた焼結体においても基本的にその物理的性質は維持されている。
　本発明のフェライト焼結磁石におけるTc2(443℃)は、前記SrLaCoフェライト焼結磁石のキュリー温度(443℃)とほぼ同じであることから、第二のキュリー温度(Tc2)を有する化合物相は、SrLaCoフェライト仮焼体に由来する、Sr、La、Fe及びCoを含有する化合物相(第二のフェライト化合物相)である推定できる。従って、第一のキュリー温度(Tc1)を示す化合物相は、CaLaCoフェライト仮焼体に由来する、Ca、La、Fe及びCoを含有する化合物相(第一のフェライト化合物相)であると推定できる。
　ここで、前記第一のフェライト化合物相のTc1(423℃)は、CaLaCoフェライト焼結磁石のキュリー温度(約415℃)よりも若干高い。後述する実施例に示すように、第二のフェライト化合物相のキュリー温度が、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率にかかわらずほぼ一定であるのに対し、第一のフェライト化合物相のキュリー温度は、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が大きくなるに従って上昇する傾向がある。
　CaLaCoフェライト仮焼体に由来する第一のフェライト化合物相は、仮焼体の混合により、キュリー温度以外に、X線回折やEPMAによって確認できるような物理的性質の変化を起こさない。一般に、キュリー温度の変化は、化合物相の組成の変化に伴って起こることが多い(特にLaの含有量はキュリー温度に与える影響が大きい)。しかしながら、第二のフェライト化合物相のキュリー温度が前記両仮焼体の混合比率によってほとんど変化しないことから、第一のフェライト化合物相と第二のフェライト化合物相との間には、構成する各元素の相互拡散は起こっていないと考えられる。
　第一のフェライト化合物相のキュリー温度の変化が起こる理由は明らかでないが、第一のフェライト化合物相は、物理的性質を維持しようとする第二のフェライト化合物相と焼結体内部で共存を図るために何らかの変化を起こし、それに伴い物理的性質(キュリー温度)が変化しているのではないかと考えられる。この物理的性質の変化は、BrとHk/HcJをほとんど低下させず、HcJを向上させるという効果を発揮する。
　第一のフェライト化合物相のキュリー温度は、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率にほぼ比例して上昇する。従って、第一のフェライト化合物相のキュリー温度の上限は、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率を100質量％に外挿したときの温度と考えられ、この温度はSrLaCoフェライト焼結磁石のキュリー温度(437～455℃)にほぼ一致する。キュリー温度の下限はCaLaCoフェライト焼結磁石のキュリー温度(約415℃)である。つまり、第一のフェライト化合物相のキュリー温度は、約415～455℃で変化し得る。
　本発明のフェライト焼結磁石は、第一のフェライト化合物相の体積比率が50～90％、第二のフェライト化合物相の体積比率が10～50％であり、両体積比率の和が95％以上であるとき、BrとHk/HcJはほとんど低下せず、HcJが向上するという効果が得られる。このような体積比率を有するとき、第一のフェライト化合物相のキュリー温度Tc1は415～430℃の範囲であり、第二のフェライト化合物相のキュリー温度Tc2は437～455℃の範囲である。第二のフェライト化合物相のキュリー温度Tc2は、SrLaCoフェライト仮焼体の組成によりほぼ決まる値である。第二のフェライト化合物相のキュリー温度Tc2は、特に好ましくは440～445℃である。
　前述したように、CaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を前記質量比率で混合し、粉砕、成形及び焼成することにより得られる焼結磁石は、フェライト化合物の物理的性質が仮焼の段階でほぼ決定され、焼結体においても基本的にその物理的性質は維持されるため、基本的に、CaLaCoフェライト仮焼体は第一のフェライト化合物相として、SrLaCoフェライト仮焼体は第二のフェライト化合物相として、混合時の混合比率(質量比率)とほぼ同じ比率(体積比率)でフェライト焼結磁石中に存在している。すなわち、粉砕工程及び焼成工程により、フェライト化合物相の結晶粒径は変化するが、比率は変化しない。
　従って、CaLaCoフェライト仮焼体(第一のフェライト仮焼体)、及びSrLaCoフェライト仮焼体(第二のフェライト仮焼体)を90:10～50:50の質量比率で混合し、粉砕、成形及び焼成することにより得られるフェライト焼結磁石は、第一のフェライト化合物相の体積比率が50～90％、第二のフェライト化合物相の体積比率が10～50％となる。第一及び第二のフェライト化合物相の体積比率は、それぞれ60～80％及び20～40％であるのがより好ましい。
　フェライト焼結磁石中における第一のフェライト化合物相の体積比率と、第二のフェライト化合物相の体積比率は、以下の3種類の方法によって求めることができる。これらの方法は、併用することにより、より精度を高めることができる。
(i)焼結磁石の断面写真と、そのEPMAによる元素分析結果から、第一のフェライト化合物相と第二のフェライト化合物相とを特定し、各化合物相の面積割合を求める方法。
(ii)2種類のフェライト仮焼体の混合比率と混合後のフェライト仮焼体混合物の組成(計算値)との関係を求めておき、焼結体の組成の実測値から体積比率を求める方法。
(iii)振動試料型磁力計(VSM)によるσ-T曲線から求める方法。
　第一のフェライト化合物相と第二のフェライト化合物相の体積比率の和は95％以上である。残りの5％未満の部分は、主に仮焼後に添加する添加物等からなる粒界相である。粒界相は、透過型電子顕微鏡(TEM)等で存在の有無を確認することができる。本発明のフェライト焼結磁石は、基本的に、第一のフェライト化合物相と第二のフェライト化合物相と粒界相とから構成されるが、X線回折等により極少量(5質量％程度)観察される異相(オルソフェライト相、スピネル相等)、不純物相等の存在は許容される。X線回折からの異相の定量にはリートベルト解析のような手法を用いることができる。
　フェライト焼結磁石は、第一のフェライト化合物相に、さらにBa及び/又はSrを含有するのが好ましい。すなわち、CaLaCoフェライト仮焼体として、国際公開第2007/060757号(Caの一部をLa及びBaで置換してなる仮焼体)、国際公開第2007/077811号(Caの一部をLa及びSrで置換してなる仮焼体)等に記載される公知のCaLaCoフェライト仮焼体を用いることにより、磁石特性をさらに向上させることができる。
(2)組成
(i)フェライト焼結磁石全体の組成
　本発明のフェライト焼結磁石は、焼結磁石全体として前記Ca、La、Sr、Ba、Fe及びCoの金属元素の組成比が、
一般式：Ca1-x-a-bLaxSraBabFe2n-yCoy
(ただし、x、a、b、y及びnが、
0.2≦x≦0.6、
0.01≦a≦0.6、
0≦b≦0.3、
0.1≦1-x-a-b、
0.1≦y≦0.5、及び
3≦n≦6
を満足する数値である。)により表わされるのが好ましい。
　さらに、前記x、a、b、y及びnが、
0.3≦x≦0.5、
0.05≦a≦0.5、
0≦b≦0.2、
0.2≦1-x-a-b、
0.15≦y≦0.4、及び
3.7≦n≦5.5
を満足する数値であるのがより好ましい。
　Caは、CaLaCoフェライト仮焼体、仮焼後に添加するCaCO3等の添加物等に含まれるが、CaLaCoフェライト仮焼体に由来するCaは第一のフェライト化合物相に含有され、仮焼後に添加するCaCO3等に由来するCaは粒界相等に含有される。Caの原子比率(以下「含有量」という)を示す(1-x-a-b)は、0.1以上であるのが好ましい。Caの含有量が0.1未満ではLa、Sr及びBaが相対的に増加するため、Br及びHk/HcJが低下する。より好ましい含有量は0.2以上である。
　Laは、CaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体の両方を由来とし、第一のフェライト化合物相及び第二のフェライト化合物相の両方に含有される。Laの含有量(x)は、0.2～0.6の範囲であるのが好ましい。Laの含有量が0.2未満の場合又は0.6を超える場合には、Br及びHk/HcJが低下する。より好ましい含有量は0.3～0.5の範囲である。
　Srは、基本的にSrLaCoフェライト仮焼体を由来とする元素であり、第二のフェライト化合物相に含有される。Srが含まれるCaLaCoフェライト仮焼体を用いたときは、そのSrは第一のフェライト化合物相に含有される。Srの含有量(a)は、0.01～0.6の範囲であるのが好ましい。Srの含有量が0.01未満ではHcJの向上効果が得られず、0.6を超えるとBr及びHk/HcJが低下する。より好ましい含有量は0.05～0.5の範囲である。
　Baは、基本的にCaLaCoフェライト仮焼体に含有されているBaを由来とし、第一のフェライト化合物相に含有される。Baの含有量(b)は、0.3以下が好ましい。Baの含有量が0.3を超えるとHcJ、Br及びHk/HcJが低下する。より好ましい範囲は0.2以下である。なお、BaはSrの原料粉末に不純物として混入されているため、SrLaCoフェライト仮焼体に微量に含有されている場合がある。
　Coは、CaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体の両方を由来とし、第一のフェライト化合物相及び第二のフェライト化合物相の両方に含有される。Coの含有量(y)は、0.1～0.5の範囲であるのが好ましい。Coの含有量が0.1未満ではHcJ、Br及びHk/HcJが低下し、0.5を超えるとCoを多く含む異相(Coスピネル相)が生成し、HcJ、Br及びHk/HcJが低下する。より好ましい含有量は0.15～0.4の範囲である。
　nは、(Ca+La+Sr+Ba)と(Fe+Co)のモル比を反映する値で、2n=(Fe+Co)/(Ca+La+Sr+Ba)で表わされる。nは3～6が好ましい。3未満及び6を超えるとHcJ、Br及びHk/HcJが低下するため好ましくない。より好ましい範囲は3.7～5.5である。
　HcJ、Br及びHk/HcJをより向上させるために、La含有量及びCo含有量の比率x/yを1.3以上にするのが好ましい。
　一般に、フェライト焼結磁石を製造する場合、焼成時に液相を生成させて焼結を促進させるために、SiO2、CaCO3等の焼結助剤を添加する。添加されたSiO2、CaCO3等は、そのほとんどがフェライト化合物相の粒界で粒界相を形成する。本発明のフェライト焼結磁石には、これらの焼結助剤が添加されたフェライト焼結磁石も含まれる。SiO2、CaCO3等の焼結助剤を添加すると、Ca含有量が相対的に増加するとともに、Siの含有により他の元素の含有量が相対的に減少する。上述した組成範囲は、このような焼結助剤の添加による組成変化を考慮した範囲に設定したものである。
　前記フェライト焼結磁石は、O(酸素)を含めた組成比が、
一般式：Ca1-x-a-bLaxSraBabFe2n-yCoyOα
(ただし、Ca、La、Sr、Ba、Fe及びCoの原子比率を表わすx、a、b及びy並びにモル比を表わすnが、0.2≦x≦0.6、0.01≦a≦0.6、0≦b≦0.3、0.1≦1-x-a-b、0.1≦y≦0.5、及び3≦n≦6を満足する数値であり、LaとFeが3価でCoが2価であり、x＝yでかつn＝6の時の化学量論組成比を示した場合はα＝19である。)により表わされる。
　前記O(酸素)を含めたフェライト焼結磁石の組成比において、酸素のモル数は、Fe及びCoの価数、n値などによって異なってくる。また還元性雰囲気で焼成した場合の酸素の空孔(ベイカンシー)、フェライト化合物相におけるFeの価数の変化、Coの価数の変化等により金属元素に対する酸素の比率が変化する。従って、実際の酸素のモル数αは19からずれる場合がある。そのため、本発明においては、最も組成比が特定し易い金属元素で組成を表記している。以下に説明するフェライト化合物相の組成比、フェライト仮焼体の組成比についても同様に表記する。
(ii)第一のフェライト化合物相の組成
　前記第一のフェライト化合物相のCa、La、(Ba＋Sr)、Fe及びCoの金属元素の組成比は、(Ba＋Sr)をA元素としたとき、
一般式：Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'
(ただし、x'、c'、y'及びn'が、
0.4≦x'≦0.6、
0≦c'≦0.2、
0.2＜y'≦0.5、及び
4≦n'≦6
を満足する数値である。)により表わされるのが好ましい。
　Coの含有量(y')は、HcJ、Br及びHk/HcJをより向上させるために、0.2＜y'≦0.4の範囲であるのがより好ましく、0.25≦y'≦0.35の範囲であるのが最も好ましい。
　第一のフェライト化合物相において、HcJ、Br及びHk/HcJをより向上させるために、La含有量及びCo含有量の比率x'/y'を1.3以上にするのが好ましい。
　前述の通り、第一のフェライト化合物相は、CaLaCoフェライト仮焼体が由来となっており、基本的にCaLaCoフェライト仮焼体の組成をそのまま維持しているので、上記の第一のフェライト化合物相の組成は、CaLaCoフェライト仮焼体の組成とほぼ同様である。従って、第一のフェライト化合物相の組成の限定理由については、後述するCaLaCoフェライト仮焼体の組成の限定理由と同様である。
(iii)第二のフェライト化合物相の組成
　本発明のフェライト焼結磁石において、前記第二のフェライト化合物相のSr、La、Fe及びCoの金属元素の組成比は、
一般式：Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''
(ただし、x''、y''及びn''が、
0.05≦x''≦0.3、
0.05≦y''≦0.3、及び
5≦n''≦6
を満足する数値である。)により表わされるのが好ましい。
　上記の通り、第二のフェライト化合物相は、SrLaCoフェライト仮焼体が由来となっており、基本的にSrLaCoフェライト仮焼体の組成をそのまま維持しているので、上記の第二のフェライト化合物相の組成は、SrLaCoフェライト仮焼体の組成とほぼ同様である。従って、第二のフェライト化合物相の組成の限定理由については、後述するSrLaCoフェライト仮焼体の組成の限定理由と同様である。
(3)その他
　本発明において「フェライト」とは、二価の陽イオン金属の酸化物と三価の鉄の酸化物とが作る化合物の総称である。
　本発明のフェライト焼結磁石は、六方晶のM型マグネトプランバイト構造を有している。第一のフェライト化合物相及び第二のフェライト化合物相も同様に六方晶のM型マグネトプランバイト構造を有している。さらに、第一のフェライト化合物相の由来となるCaLaCoフェライト仮焼体及び第二のフェライト化合物相の由来となるSrLaCoフェライト仮焼体もまた六方晶のM型マグネトプランバイト構造を有している。
　「六方晶のM型マグネトプランバイト構造を有している」とは、一般的な条件でX線回折測定を行ったときに、六方晶のM型マグネトプランバイト構造のX線回折パターンのみが観察されることを意味する。すなわち、前記フェライト焼結磁石、化合物相及び仮焼体は、実質的に六方晶のM型マグネトプランバイト構造の単一構造である。ただし、X線回折パターンに現れない微細な結晶粒界相や不純物相の存在は許容される。
[2]フェライト焼結磁石の製造方法
　本発明のフェライト焼結磁石は、CaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を90:10～50:50の質量比率で混合し、粉砕、成形及び焼成することにより製造する。
　CaLaCoフェライト仮焼体としては、特許第3181559号、特開2006-104050号、国際公開第2007/060757号、国際公開第2007/077811号等に記載のものを用いることができ、SrLaCoフェライト仮焼体としては、特開平10-149910号、特開平11-154604号、特開平11-195516号等に記載のものを用いることができる。
(1)フェライト仮焼体の組成
　CaLaCoフェライト仮焼体は、Ca、La、(Ba＋Sr)、Fe及びCoの金属元素の組成比が、(Ba＋Sr)をA元素としたとき、
一般式：Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'
(ただし、x'、c'、y'及びn'が、
0.4≦x'≦0.6、
0≦c'≦0.2、
0.2＜y'≦0.5、及び
4≦n'≦6
を満足する数値である。)で表されるのが好ましい。
　Caの含有量(1-x'-c')は、後述するLaの含有量(x')及びA元素(Ba+Sr)の含有量(c')から、0.2～0.6の範囲となる。Caの含有量が0.2未満では、La及びA元素の含有量が相対的に増加するため、Br及びHk/HcJが低下する。Caの含有量が0.6を超えると、La及びA元素の含有量が相対的に減少するため、Br及びHk/HcJが低下する。
　Laの含有量(x')は、0.4～0.6の範囲であるのが好ましい。Laの含有量が0.4未満及び0.6を超えるとBr及びHk/HcJが低下する。なお、La以外の、不可避的不純物として混入する希土類元素は許容することができる。
　A元素はBa及び/又はSrである。A元素の含有量(c')は、0.2以下であるのが好ましい。A元素を含有しなくても本発明の効果が損なわれることはないが、A元素を添加することにより、仮焼体における結晶の微細化及びアスペクト比を小さくすることができ、フェライト焼結磁石のHcJをさらに向上させることができる。
　Coの含有量(y')は、0.2＜y'≦0.5の範囲であるのが好ましい。Coの含有量が0.2以下ではCo添加による磁気特性の向上効果が得られない。Coの含有量が0.5を超えるとCoを多く含む異相(Coスピネル相)が生成してHcJ、Br及びHk/HcJが低下する。より好ましい含有量は0.2＜y'≦0.4の範囲であり、最も好ましい含有量は0.25≦y'≦0.35の範囲である。
　nは、(Ca+La+A)と(Fe+Co)のモル比を反映する値で、2n=(Fe+Co)/(Ca+La+A)で表わされる。nは4～6が好ましい。4未満では非磁性部分の比率が多くなるとともに、仮焼体粒子の形態が過度に扁平になりHcJが大きく低下してしまう。6を超えると仮焼体に未反応のα-Fe2O3が残存しHcJ、Br及びHk/HcJが低下する。
　CaLaCoフェライト仮焼体において、HcJ、Br及びHk/HcJをより向上させるために、La含有量及びCo含有量の比率x'/y'を1.3以上にするのが好ましい。また、La含有量＞Co含有量＞A元素含有量であるとき、すなわち、x'＞y'＞c'であるとき、磁石特性の向上効果が大きい。また、Ca含有量＞A元素含有量であるとき、すなわち、1-x'-c'＞c'であるとき、高い磁石特性を有する。
　SrLaCoフェライト仮焼体は、Sr、La、Fe及びCoの金属元素の組成比が、
一般式：Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''
(ただし、x''、y''及びn''が、
0.05≦x''≦0.3、
0.05≦y''≦0.3、及び
5≦n''≦6
を満足する数値である。)で表されるのが好ましい。
　Srの含有量(1-x'')は、後述するLaの含有量(x'')から、0.7～0.95の範囲となる。Srの含有量が0.7未満では、Laの含有量が相対的に増加するため、Br及びHk/HcJが低下する。Srの含有量が0.95を超えると、Laの含有量が相対的に減少するため、Br及びHk/HcJが低下する。
　Laの含有量(x'')は、0.05～0.3の範囲であるのが好ましい。Laの含有量が0.05未満及び0.3を超えるとBr及びHk/HcJが低下する。なお、La以外の、不可避的不純物として混入する希土類元素は許容することができる。
　Coの含有量(y'')は、0.05～0.3の範囲であるのが好ましい。Coの含有量が0.05未満ではCo添加による磁気特性の向上効果が得られない。Coの含有量が0.3を超えるとCoを多く含む異相(Coスピネル相)が生成してHcJ、Br及びHk/HcJが低下する。
　nは、(Sr+La)と(Fe+Co)のモル比を反映する値で、2n=(Fe+Co)/(Sr+La)で表わされる。nは5～6が好ましい。5未満では非磁性部分の比率が多くなりHcJが大きく低下してしまう。6を超えると仮焼体に未反応のα-Fe2O3が残存しHcJ、Br及びHk/HcJが低下する。
　本発明のフェライト焼結磁石の製造方法において、CaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体は90:10～50:50の質量比率で混合する。SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が10％未満又は50％を超えるとHcJの向上効果が得られない。より好ましい混合比率は80:20～60:40である。
(2)フェライト仮焼体の準備工程
　CaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体は、上述した各特許文献に記載された手法により準備することができる。以下に好ましい準備工程の例を示す。
　Ca化合物、La化合物、Ba化合物、Sr化合物、鉄化合物、Co化合物等の原料粉末を上述した組成式に基づき、それぞれ好ましい範囲になるように配合する。原料粉末は、価数にかかわらず酸化物や炭酸塩以外に、水酸化物、硝酸塩、塩化物等でもよく、溶液状態であってもよい。具体的には、Ca化合物としては、Caの炭酸塩、酸化物、塩化物等を使用する。Laの化合物としては、La2O3等の酸化物、La(OH)3等の水酸化物、La2(CO3)3・8H2O等の炭酸塩等を使用する。A元素の化合物としては、Ba及び/又はSrの炭酸塩、酸化物、塩化物等を使用する。鉄化合物としては、酸化鉄、水酸化鉄、塩化鉄、ミルスケール等を使用する。Co化合物としては、CoO、Co3O4等の酸化物、CoOOH、Co(OH)2、Co3O4・m1H2O(m1は正の数である)等の水酸化物、CoCO3等の炭酸塩、及びm2CoCO3・m3Co(OH)2・m4H2O等の塩基性炭酸塩(m2、m3、m4は正の数である)を使用する。
　CaLaCoフェライト仮焼体を準備する場合、Ca化合物、鉄化合物、Co化合物及びLa化合物等の原料粉末は、原料混合時から全部添加して仮焼してもよいし、一部を仮焼後に添加してもよい。例えば、CaCO3、Fe2O3、La(OH)3の一部、及びCo3O4の一部を配合、混合及び仮焼して仮焼体を準備し、後述のSrLaCoフェライト仮焼体を混合する工程で、La(OH)3の残部、Co3O4の残部を添加し、粉砕、成形及び焼結してもよい。また、仮焼時には、反応性促進のため、必要に応じて、B2O3、H3BO3等を含む化合物を添加しても良い。
　H3BO3の添加は、HcJ及びBrの向上に有効である。H3BO3の添加量は、配合粉末又は仮焼体100質量%に対して0.3質量%以下であるのが好ましい。添加量の最も好ましい値は0.2質量%近傍である。H3BO3の添加量を0.1質量%よりも少なくするとBrの向上効果が得られず、0.3質量%よりも多くするとBrが低下する。H3BO3は、焼結時の結晶粒の形状やサイズを制御する機能を有するので、その効果を発揮させるため、仮焼後(微粉砕前又は焼結前)に添加しても良く、さらに仮焼前及び仮焼後の両方で添加してもよい。
　SrLaCoフェライト仮焼体を準備する場合は、Sr化合物、鉄化合物、Co化合物及びLa化合物等の原料粉末は、原料混合時から全部添加して仮焼してもよいし、一部を仮焼後に添加してもよい。例えば、SrCO3、Fe2O3、La(OH)3の一部、Co3O4の一部を配合、混合及び仮焼して仮焼体を準備し、後述のCaLaCoフェライト仮焼体へ混合する工程で、La(OH)3の残部、Co3O4の残部を添加し、粉砕、成形及び焼結してもよい。
　原料粉末の配合は、湿式、乾式いずれでもよい。スチールボール等の媒体とともに原料粉末を撹拌するとより均一に混合することができる。湿式の場合は、溶媒に水を用いる。原料粉末の分散性を高める目的でポリカルボン酸アンモニウムやグルコン酸カルシウム等の公知の分散剤を用いてもよい。混合した原料スラリーは脱水して混合原料粉末とする。
　混合原料粉末を電気炉、ガス炉等を用いて加熱することで、固相反応が進行し六方晶のM型マグネトプランバイト構造のフェライト化合物が形成される。このプロセスを「仮焼」と呼び、得られた化合物を「仮焼体」と呼ぶ。
　仮焼工程は、酸素濃度が5％以上の雰囲気中で行うのが好ましい。酸素濃度が5％未満であると、固相反応が進行し難い。より好ましい酸素濃度は20％以上である。
　仮焼工程では、温度の上昇とともに固相反応によりフェライト相が形成され、約1100℃で完了する。この温度以下では、未反応のヘマタイト(酸化鉄)が残存しており磁石特性が低い。本発明の効果を十分に発揮させるためには1100℃以上の温度で仮焼するのが好ましい。一方、仮焼温度が1450℃を超えると結晶粒が成長し過ぎ、粉砕工程において粉砕に多大な時間を要する等の不都合を生じる恐れがある。従って、仮焼温度は、1100～1450℃が好ましい。より好ましくは1200～1350℃である。仮焼時間は、0.5～5時間であるのが好ましい。仮焼前にH3BO3を添加した場合は、上記反応が促進されるため、1100～1300℃で仮焼を行うのが好ましい。
(3)フェライト仮焼体の混合工程
　上記の準備工程によって得られたCaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を90:10～50:50の質量比率で混合し、フェライト仮焼体混合物を得る。混合工程は、公知の混合方法を採用することができる。また、例えば、SrLaCoフェライト焼結磁石を製造した後の設備(ライン)でCaLaCoフェライト焼結磁石を製造することによっても混合が可能である。いわゆる「コンタミ」を利用して混合する。この場合は、どの工程でどの程度の量が混入するかをあらかじめ確認しておくのが好ましい。SrLaCoフェライト焼結磁石とCaLaCoフェライト焼結磁石を異なる設備(ライン)で製造できない場合は有効な手段となる。
　混合工程において、前記混合フェライト仮焼体に、結晶粒成長を抑制し、磁石特性の向上を図るべく、CaCO3、SiO2等の添加物を添加するのが好ましい。添加物は、仮焼体100質量%に対して1.8質量%以下のSiO2と、仮焼体100質量%に対してCaO換算で2質量%以下のCaCO3を添加するのが好ましい。
　SiO2は粉砕工程の前に、仮焼体に対して添加することが最も好ましいが、添加量のうちの一部を仮焼工程前の原料粉末配合工程にて添加することもできる。仮焼前に添加することにより、仮焼時の結晶粒の制御を行うことができるという利点がある。
(4)フェライト仮焼体混合物の粉砕工程
　前記フェライト仮焼体混合物を、振動ミル、ボールミル及び/又はアトライターによって粉砕し粉砕粉とする。粉砕粉は平均粒径0.4～0.8μm程度(空気透過法)とするのが好ましい。粉砕工程は、乾式粉砕及び湿式粉砕のいずれでもよいが、両者を組み合わせて行うのが好ましい。
　湿式粉砕に際しては、水等の水系溶媒や種々の非水系溶媒(例えば、アセトン、エタノール、キシレン等の有機溶剤)を用いることができる。湿式粉砕により、溶媒と仮焼体とが混合されたスラリーが生成される。スラリーには公知の各種分散剤及び界面活性剤を固形分比率で仮焼体100質量%に対して0.2～2質量%を添加するのが好ましい。湿式粉砕後は、スラリーを濃縮及び混練するのが好ましい。
　粉砕工程において、上述したCaCO3及びSiO2の他、磁石特性向上のために、仮焼体に対して、Cr2O3、Al2O3等の添加物を添加することもできる。これら添加物の添加量は仮焼体100質量%に対して、Cr2O3は5質量%以下、Al2O3は5質量%以下であるのが好ましい。
(5)成形工程
　前記スラリーは、含まれる溶媒を除去しながら、磁界中又は無磁界中でプレス成形する。磁界中でプレス成形することにより、粉末粒子の結晶方位を整列(配向)させる。磁界中プレス成形によって、磁石特性を飛躍的に向上させることができる。さらに、配向性を向上させるために、分散剤及び/又は潤滑剤を仮焼体100質量%に対して0.01～1質量%加えてもよい。また成形前にスラリーを必要に応じて濃縮してもよい。濃縮は遠心分離、フィルタープレス等により行うことができる。
(6)焼成工程
　プレス成形により得られた成形体は、必要に応じて脱脂を施した後、焼成する。焼成は、電気炉、ガス炉等を用いて行う。
　焼成工程は、酸素濃度が10％以上の雰囲気中で行うのが好ましい。酸素濃度が10％未満であると、異常粒成長や異相の生成を招き、磁石特性が劣化する。より好ましい酸素濃度は20％以上であり、最も好ましくは酸素濃度100％である。
　焼成温度は1150～1250℃が好ましく、焼成時間は0.5～2時間が好ましい。焼成工程によって得られる焼結磁石の平均結晶粒径は約0.5～2μmである。
　焼成工程の後は、加工工程、洗浄工程、検査工程等の公知の製造プロセスを経て、最終的にフェライト焼結磁石の製品が完成される。
　本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
実施例1
＜CaLaCoフェライト仮焼体の準備＞
　組成式：Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'において、x'=0.5、c'=0、y'=0.3及びn'=5.2となるようにCaCO3粉末、La(OH)3粉末、Fe2O3粉末及びCo3O4粉末を配合し、この配合粉末100質量%に対して0.1質量%のH3BO3を添加し混合原料粉末を得た。この混合原料粉末に水を添加して湿式ボールミルで4時間混合し、乾燥して整粒した後、大気中において1250℃で3時間仮焼し、得られた仮焼体をハンマーミルで粗粉砕してCaLaCoフェライト仮焼体の粗粉砕粉を準備した。
＜SrLaCoフェライト仮焼体の準備＞
　組成式：Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''において、x''=0.2、y''=0.2及びn''=5.8となるようにSrCO3粉末、La(OH)3粉末、Fe2O3粉末及びCo3O4粉末を配合し、この配合粉末100質量%に対して0.1質量%のH3BO3を添加し混合原料粉末を得た。この混合原料粉末に水を添加して湿式ボールミルで4時間混合し、乾燥して整粒した後、大気中において1250℃で3時間仮焼し、得られた仮焼体をハンマーミルで粗粉砕してSrLaCoフェライト仮焼体の粗粉砕粉を準備した。
＜フェライト焼結磁石の作製＞
　得られたCaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を70：30の質量比で混合し、フェライト仮焼体混合物100質量%に対して0.6質量%のSiO2粉末及びCaO換算で0.7質量%のCaCO3粉末を混合し、水を添加して湿式ボールミルで空気透過法による平均粒度が0.6μmになるまで微粉砕しスラリーを得た。この微粉砕スラリーを、加圧方向と磁場方向とが平行になるように約1 Tの磁場をかけながら、約50 MPaの圧力をかけ水を除去しながら成形した。得られた成形体を大気中で1200℃で1時間焼成しフェライト焼結磁石を得た。
＜フェライト焼結磁石の各元素の面分析＞
　得られたフェライト焼結磁石の各元素の面分析を、EPMA装置(島津製作所製EPMA-1610)を用いて、加速電圧15 kV、ビーム電流30 nA、照射時間3 msec/pointの条件で行い、Sr、Ca、La、Si、Co、Fe及びO(酸素)の各元素の濃度分布を示した。結果を図3(a)～図3(g)に示す。
　図3(a)～図3(g)は、それぞれ同じ視野におけるSr、Ca、La、Si、Co、Fe及びO(酸素)の濃度分布を示し、図3(h)は同視野の反射電子線像を示す。図3(a)～図3(g)において、白黒画像の濃淡が薄い部分(白色部分)は該当する元素の濃度が最も高く、黒色部分は該当する元素の濃度が最も低く、濃淡が両者の中間の部分(灰色部分)は該当する元素の濃度がそれらの間の濃度であることを示す。
　Caの濃度分布を示す図3(b)から、白い粒子状の部分(Ca濃度が最も高い部分A)、灰色の粒子状の部分(Ca濃度が高い部分B)、及び黒い粒子状の部分(Ca濃度が最も低い部分C)の大きく3つの領域が存在することが分かる。
　Caの濃度が最も高い部分Aは、その部分と対応する位置のSi濃度(図3(d)参照)もCaと同様に高く、逆にFeの濃度が低くなっていることから、焼成前に仮焼体混合物に添加したSiO2粉末及びCaCO3粉末に由来する粒界(特に粒界三重点)であると考えられる。
　Ca濃度が高い部分Bは粒子状に分布しており、その部分と対応する位置のLa、Co及びFe(図3(c)、図3(e)及び図3(f)参照)もCaと同様に濃度が高く(当該位置において濃淡が灰色であり、黒色部分がない)、Caの濃度が高い部分にはCa、La、Co、Feが含有されているのが分かる。つまりCaの濃度が高い部分BはCaLaCoフェライト仮焼体を由来とする第一の粒子状のフェライト化合物相であると特定される。
　Caの濃度が低い部分Cも粒子状に分布しており、その部分と対応する位置においてSrの濃度が高くなっている(図3(a)参照)とともに、La、Co及びFeの濃度が高い(図3(c)、図3(e)及び図3(f)参照、当該位置において濃淡が灰色であり、黒色部分がない)ので、SrLaCoフェライト仮焼体を由来とする第二の粒子状のフェライト化合物相であると特定される。
　このように、本発明のフェライト焼結磁石は、Ca、La、Fe及びCoを含有する粒子状のフェライト化合物相(第一のフェライト化合物相とする)と、Sr、La、Fe及びCoを含有する粒子状のフェライト化合物相(第二のフェライト化合物相とする)を有していることが分かる。
＜キュリー温度の測定＞
　得られたフェライト焼結磁石、CaLaCoフェライト焼結磁石及びSrLaCoフェライト焼結磁石について、熱磁気天秤を用いて、室温から500℃まで20℃/minの速度で昇温しTG曲線を求めた。熱磁気天秤1(Thermomagnetic Analysis)は、図21に示すように、熱天秤2(Thermogravimetric Analysis:TG、Mettler Toledo社製TGA/SDTA 851e)に永久磁石3,3'を取付けたものであり、サンプル4に付与した磁界A(10～15 mT)によってサンプル4中の強磁性相に作用する磁気的な吸引力FをTGの重量値として検出するものである。熱源5によってサンプル4を昇温させながらTGを測定し、強磁性から常磁性への変化に伴って磁気的な吸引力が作用しなくなる温度を検出することにより、サンプル4中の強磁性相のキュリー点を求めることができる。なお、本発明のフェライト焼結磁石においては、上述の昇温範囲では化学反応による相・組織変化は起こらないので、サンプル中の強磁性相、すなわち、第一のフェライト化合物相と第二のフェライト化合物相のキュリー点のみを求めることができる。
　CaLaCoフェライト焼結磁石及びSrLaCoフェライト焼結磁石は、それぞれCaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト焼結体を用いて、本発明のフェライト焼結磁石と同様な方法で粉砕、成形及び焼成することにより作製した。得られたTG曲線を図2に示す。
　図4は、本発明によるフェライト焼結磁石のTG曲線とその微分値(DTG)を示す。TG曲線の微分値の負のピーク値、すなわちTG曲線のTGの低下率が最大となる温度をキュリー温度と定義した。最初に現れるピーク(低温側のピーク)を第一のキュリー温度(Tc1)、次に現れるピーク(高温側のピーク)を第二のキュリー温度(Tc2)とした。
　図2及び図4より、本発明のフェライト焼結磁石は少なくとも2つの異なるキュリー温度を有しており、第一のキュリー温度(Tc1)は約423℃、第二のキュリー温度(Tc2)は約443℃であることが分かる。従って、本発明のフェライト焼結磁石は、キュリー温度が異なる少なくとも2つの化合物相を有していると推定できる。
　CaLaCoフェライト焼結磁石のキュリー温度が約415℃、及びSrLaCoフェライト焼結磁石のキュリー温度が約443℃であることから、本発明のフェライト焼結磁石の第二のキュリー温度(443℃)とSrLaCoフェライト焼結磁石のキュリー温度(443℃)がほぼ同じであることが分かった。従って、第二のキュリー温度(Tc2)を有する化合物相は、EPMAにより明らかになったSrLaCoフェライト仮焼体を由来とするSr、La、Fe及びCoを含有する第二のフェライト化合物相であると推定される。
　従って、第一のキュリー温度(Tc1)を有する化合物相は、EPMAによる元素分析から明らかになった、CaLaCoフェライト仮焼体を由来とするCa、La、Fe及びCoを含有する第一の粒子状のフェライト化合物相と考えられる。
　ここで、CaLaCoフェライト焼結磁石のキュリー温度(約415℃)に対して、CaLaCoフェライト仮焼体を由来とする第一のフェライト化合物相のキュリー温度(423℃)がやや高い。後述する実施例にて示すが、SrLaCoフェライト仮焼体を由来とする第二のフェライト化合物相のキュリー温度は、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率にかかわらずほぼ一定であるのに対し、第一のフェライト化合物相のキュリー温度は、CaLaCoフェライト仮焼体に混合するSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が大きくなるに従って上昇する傾向がある。
＜第一及び第二のフェライト化合物相の体積比率＞
　図3(a)に示すSrの濃度分布から、白く表示されている部分(Srの濃度が高い部分)を、焼結体の平均結晶粒(約1.5μm、後述するTEM/EDXの結果より算出)に相当する丸印で埋めてゆき、その丸印の総面積から第二の粒子状のフェライト化合物相の体積比率を求めた。
　その結果、第二の粒子状のフェライト化合物相の体積比率は26.2%であった。同様にして、Caの濃度分布(図3(b))及びSiの濃度分布(図3(d))とから求めた粒界相の体積比率は1.7%であった。残部は実質的に第一の粒子状のフェライト化合物相であるので、その体積比率は72.1%であった。
　ただし、EPMAによる面分析の測定データは、隣り合う粒子の境界が不明確なものであり、周囲の情報も含んでしまうことから、この方法によって求めた体積比率は、ある程度の誤差を含む可能性がある。さらに測定数を増やし画像解析装置等を使用して解析することにより、より高い精度の結果を得ることが可能である。
　しかしながら、CaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を70：30の質量比率で混合して得られた実施例1の焼結磁石は、第一の粒子状のフェライト化合物相と第二の粒子状のフェライト化合物相の体積比率がほぼ70:30となるので、EPMAから求めた上記の結果は、ほぼこの体積比率を反映しており、焼結磁石の化合物相は混合するフェライト仮焼体の質量比率を反映していることが分かる。
実施例2
＜CaLaCoフェライト仮焼体の準備＞
　組成式：Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'(c'=0)において、1-x'-c'、x'、y'及びn'が表1-1の各組成となるようにCaCO3粉末、La(OH)3粉末、Fe2O3粉末及びCo3O4粉末を配合し、この配合粉末100質量%に対して0.1質量%のH3BO3を添加し混合原料粉末を得た。この混合原料粉末に水を添加して湿式ボールミルで4時間混合し、乾燥して整粒した後、大気中において1250℃で3時間仮焼し、得られた仮焼体をハンマーミルで粗粉砕してC-1～C-5の各組成を有するCaLaCoフェライト仮焼体の粗粉砕粉を準備した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＜SrLaCoフェライト仮焼体の準備＞
　組成式：Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''において、1-x''、x''、y''及びn''が表1-2の各組成となるようにSrCO3粉末、La(OH)3粉末、Fe2O3粉末及びCo3O4粉末を配合し、この配合粉末100質量%に対して0.1質量%のH3BO3を添加し混合原料粉末を得た。この混合原料粉末に水を添加して湿式ボールミルで4時間混合し、乾燥して整粒した後、大気中において1250℃で3時間仮焼し、得られた仮焼体をハンマーミルで粗粉砕してS-1～S-10の各組成を有するSrLaCoフェライト仮焼体の粗粉砕粉を準備した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
＜フェライト焼結磁石の作製＞
　得られた各CaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を、表2-1及び表2-2に示すようにSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が0質量％、10質量％、30質量％、50質量％、70質量％及び100質量％(第一のフェライト化合物相及び第二のフェライト化合物相の体積比率がそれぞれ100:0、90:10、70:30、50:50、30:70及び0:100)となるように混合し、表3-1及び表3-2に示す組成のフェライト仮焼体混合物を作製した。各フェライト仮焼体混合物100質量%に対して0.6質量%のSiO2粉末及びCaO換算で0.7質量%のCaCO3粉末を混合し、水を添加して湿式ボールミルで空気透過法による平均粒度が0.6μmになるまで微粉砕しスラリーを得た。この微粉砕スラリーを、加圧方向と磁場方向とが平行になるように約1 Tの磁場をかけながら、約50 MPaの圧力をかけ水を除去しながら成形した。得られた成形体を大気中で1200℃で1時間焼成し、フェライト焼結磁石を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　ここでCaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体の密度は実質的に等しく、またフェライト仮焼体混合物に添加したSiO2粉末及びCaCO3粉末の量は無視できるので、これらのフェライト焼結磁石中のCaLaCoフェライト相及びSrLaCoフェライト相の体積比率はそれぞれの質量比率と同じであると考えた。なお「CaLaCoフェライト相及びSrLaCoフェライト相の体積比率」を単に「体積比率」と言う。
＜磁石特性の評価＞
　得られたフェライト焼結磁石の磁石特性を表4-1及び表4-2、並びに図5-1～図5-3、図6-1～図6-3及び図7-1～図7-3に示す。図5-1～図5-3、図6-1～図6-3及び図7-1～図7-3は、いずれもSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率(質量％)に対して、それぞれHcJ(図5-1～図5-3)、Br(図6-1～図6-3)及びHk/HcJ(図7-1～図7-3)をプロットしたグラフである。なお、磁石特性は、焼結体を加工後、B-Hトレーサーを用いて室温(約23℃)で測定した。Hk/HcJにおけるHkは、J(磁化の大きさ)-H(磁界の強さ)曲線の第2象限において、Jの値が0.95BrとなるときのHの値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　図5-1、図6-1及び図7-1はNo.1～16の試料、すなわちCo量y'が0.30のCaLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.C-1)に対して、Co量y''が0.10～0.20のCaLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.S-1～S-3)を混合してなる焼結磁石についての測定結果を示す。
　図5-2、図6-2及び図7-2はNo.1、12～16、33～42及び53～62の試料、すなわちCo量y'が0.25～0.40のCaLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.C-1～C-5)に対して、Co量y''が0.20のCaLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.S-3)を混合してなる焼結磁石についての測定結果を示す。
　図5-3、図6-3及び図7-3はNo.1、12～16、27～32及び43～52の試料、すなわちCo量y'が0.30のCaLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.C-1)に対して、Co量y''及びLa量x''がともに0.05～0.30のCaLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.S-3及びS-6～S-10)を混合してなる焼結磁石についての測定結果を示す。
(i)保磁力HcJ
　図5-1～図5-3から明らかなように、Co含有量(y')が0.25～0.40の範囲にあるCaLaCoフェライト仮焼体(No.C-1～C-5の仮焼体)を用いた場合、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が0質量％(すなわち、CaLaCoフェライト焼結磁石)におけるHcJと、混合比率が100質量％(すなわち、SrLaCoフェライト焼結磁石)におけるHcJとを結ぶ直線に対して、混合比率10～50質量％(体積比率90:10～50:50)の範囲でHcJが大きく向上しており、特に20～40質量％で高いHcJが得られ、30質量％近傍で最も高いHcJが得られた。さらに、混合比率10～50質量％の範囲のほとんどのフェライト焼結磁石は、混合比率0質量％のフェライト焼結磁石(CaLaCoフェライト焼結磁石)よりも高いHcJを有していた。また、高いHcJを得るためには、Co含有量が0.25≦y'≦0.35の範囲にあるCaLaCoフェライト仮焼体を使用するのが好ましい。
(ii)残留磁束密度Br
　図6-1～図6-3から明らかなように、Co含有量(y')が0.25～0.40の範囲にあるCaLaCoフェライト仮焼体(No.C-1～C-5の仮焼体)を用いた場合、混合比率が0質量％におけるBrと、混合比率が100質量％におけるBrとを結ぶ直線に対して、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率10～50質量％(体積比率90:10～50:50)の範囲でHcJが大きく向上しているにもかかわらず、Brの低下はほとんど見られず、むしろ若干向上するものもあった。
(iii)角形比Hk/HcJ
　図7-1～図7-3から明らかなように、全体的に混合比率0質量％及び100質量％のHk/HcJを結ぶ直線に対して、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率10～50質量％(体積比率90:10～50:50)の範囲でHk/HcJはほとんど低下しないか、あるいは若干低下する程度であり、ほとんどの組成においてHk/HcJは80%以上を維持していた。
　このように、CaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を混合して作製した本発明のフェライト焼結磁石は、CaLaCoフェライト焼結磁石に対して、高いBrとHk/HcJを維持したまま、より高いHcJを有することが分かった。
＜キュリー温度＞
　得られたフェライト焼結磁石のキュリー温度を表4-1及び表4-2並びに図8-1～図8-3及び図9-1～図9-3に示す。キュリー温度は実施例1と同様な方法で測定した。図8-1～図8-3はSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率(質量％)に対して、第一のキュリー温度(Tc1)をプロットしたグラフを示し、図9-1～図9-3はSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率(質量％)に対して、第二のキュリー温度(Tc2)をプロットしたグラフを示す。
　表4-1及び表4-2及び図8-1～図8-3から明らかなように、本発明のフェライト焼結磁石の第一のキュリー温度(Tc1)は、全ての組み合わせにおいてSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が大きくなるに従って上昇する傾向にあった。SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が10～50質量％(体積比率90:10～50:50)の領域では、第一のキュリー温度(Tc1)は約415℃から約430℃の範囲で変化した。つまり本発明のフェライト焼結磁石は、415～430℃のキュリー温度を持つ、Ca、La、Fe及びCoを含有する第一の粒子状のフェライト化合物相を有する。
　一方、表4-1及び表4-2及び図9-1～図9-3から明らかなように、本発明のフェライト焼結磁石の第二のキュリー温度(Tc2)は、使用するSrLaCoフェライト仮焼体の組成(特にLaの含有量)により約437℃から約455℃の間で変化するものの、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率にかかわらず、ほぼ一定であった。従って本発明のフェライト焼結磁石は、437～455℃のキュリー温度を持つ、Sr、La、Fe及びCoを含有する第二の粒子状のフェライト化合物相を有する。
＜成分分析＞
　得られたフェライト焼結磁石の成分分析結果を表5-1及び表5-2に示し、組成を原子比率及びモル比に換算して表した結果を表6-1及び表6-2に示す。成分分析は、ICP発光分光分析装置(島津製作所製ICPV-1017)にて行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　成分分析結果(質量%)を原子比率及びモル比に換算するに際しては、フェライト仮焼体混合物との対比ができるように、Ca、La、Sr、Fe及びCoの各元素を原子比率及びモル比で換算し、フェライト仮焼体混合物に対して添加したSiO2及びCaCO3は、CaCO3、La(OH)3、SrCO3、Fe2O3及びCo3O4の合計100質量%に対する含有比率(質量%)で表記した。
　なお、フェライト仮焼体混合物に対して添加したSiO2及びCaCO3は、全量が焼結磁石の粒子間(粒界又は粒界三重点)に集積すると仮定した。ただし、Ca量については、原料粉末として添加したCaCO3とフェライト仮焼体混合物に対して添加したCaCO3を成分分析結果から分けることができないので、その配合量(フェライト仮焼体混合物に対して添加した量)をCaO換算値で表し、それを成分分析結果から差し引いて化合物相の原子比率及びモル比を算出した。原料粉末としてCaCO3が添加されない場合(SrLaCoフェライトの混合比率が100質量%の場合)は、成分分析結果によるCaOの全てがフェライト仮焼体混合物に対して添加したCaCO3とし、それを差し引いて化合物相の原子比率及びモル比を算出した。またSiO2の量にばらつきがあるのは、フェライト仮焼体混合物に対して添加したSiO2に加えて、原料粉末として用いたFe2O3粉末の不純物としてSiO2が混入したためである。
　表3-1及び表3-2に示すフェライト仮焼体混合物の組成(原子比率及びモル比)と表6-1及び表6-2に示すフェライト焼結磁石の組成(原子比率及びモル比)とを対比すると、フェライト仮焼体混合物とフェライト焼結磁石の組成とはほぼ同じであることが分かる。
　前述したように、第一のフェライト化合物相と第二のフェライト化合物相とは相互拡散してしないと考えられることから、フェライト焼結磁石における第一の粒子状のフェライト化合物相と第二の粒子状のフェライト化合物相との体積比率は、CaLaCoフェライト仮焼体とSrLaCoフェライト仮焼体の質量比率と同じであると考えられる。
　従って、あらかじめCaLaCoフェライト仮焼体とSrLaCoフェライト仮焼体との混合比率、及び混合後のフェライト仮焼体混合物の組成(計算値)の関係を求めておくことにより、フェライト焼結磁石の成分分析結果から体積比率を求めることができる。
＜フェライト焼結磁石の各元素の面分析＞
　試料No.1、12、14及び15のフェライト焼結磁石のEPMAによる各元素の面分析を実施例1と同じ装置を用いて同じ条件で行った。前記各試料は、組成式：Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'において、x'=0.5、c'=0、y'=0.3、n'=5.2の組成のCaLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.C-1)と、組成式：Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''において、x''=0.2、y''=0.2、n''=5.8の組成のSrLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.S-3)とを、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率がそれぞれ0質量%、10質量%、50質量%及び70質量%となるように混合して得られたフェライト焼結磁石である。試料No.1、12、14及び15の結果をそれぞれ図10(a)～図10(h)、図11(a)～図11(h)、図12(a)～図12(h)及び図13(a)～図13(h)に示す。なお、試料No.13(混合比率30質量%)は実施例1で作製したフェライト焼結磁石と同じものであり、そのEPMAによる各元素の面分析の結果は実施例1の結果(図3(a)～図3(h))を参照した。
　Srの濃度分布図（図3(a)、図10(a)、図11(a)、図12(a)及び図13(a)）から、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が大きくなるに従ってSrの濃度が高くなっている(白色部分が多くなっている)ことが分かる。一方、Caの濃度分布図（図3(b)、図10(b)、図11(b)、図12(b)及び図13(b)）から、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が大きくなるに従ってCaの濃度が低くなっている(黒色部分が多くなっている)ことが分かる。また、Caの濃度分布図及びSiの濃度分布図（図3(d)、図10(d)、図11(d)、図12(d)及び図13(d)）から、フェライト仮焼体混合物に添加したCaCO3及びSiO2が粒子間(粒界)に集積し、特に粒界三重点に多く集積していることが分かる。
　これらの結果から、実施例1にて実証した、本発明のフェライト焼結磁石はCa、La、Fe及びCoを含有する第一の粒子状のフェライト化合物相と、Sr、La、Fe及びCoを含有する第二の粒子状のフェライト化合物相とを有しているという結果が裏付けられる。
＜残留磁束密度Br及び保磁力HcJの温度係数＞
　EPMAによる各元素の面分析を行った試料No.1及び12～15並びにNo.16(SrLaCoフェライト焼結磁石)のBr及びHcJの温度係数(-40～20℃及び20～100℃)を図14及び図15に示す。図14は、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率に対して、Brの温度係数(縦軸左)及びBr(縦軸右)をプロットしたグラフを示し、図15は、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率に対して、縦軸左にHcJの温度係数(縦軸左)及びHcJ(縦軸右)をプロットしたグラフを示す。
　図14及び図15から明らかなように、Brの温度係数はSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率にかかわらずほぼ一定であるが、HcJの温度係数は混合比率10～50質量％の範囲で小さくなっており、-40～20℃の温度係数は混合比率50質量％近傍で、20～100℃の温度係数は混合比率30質量％近傍で最も小さくなった。
　このように、本発明のフェライト焼結磁石は、低温においても反磁界による減磁が起こり難いことが分かる。従って、本発明のフェライト焼結磁石を使用することにより、小型・軽量化、高能率化された自動車用電装部品、電気機器用部品を提供することができる。
実施例3
＜CaLaCoフェライト仮焼体の準備＞
　組成式：Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'において、A元素としてBaを使用し、1-x'-c'、x'、c'、y'及びn'が表1-1に示すNo.C-6の仮焼体組成となるようにCaCO3粉末、La(OH)3粉末、BaCO3粉末、Fe2O3粉末及びCo3O4粉末を配合し、この配合粉末100質量%に対して0.1質量%のH3BO3を添加し混合原料粉末を得た。この混合原料粉末に水を添加して湿式ボールミルで4時間混合し、乾燥して整粒した後、大気中におい1300℃で3時間仮焼し、得られた仮焼体をハンマーミルで粗粉砕してCaLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.C-6)の粗粉砕粉を準備した。
＜SrLaCoフェライト仮焼体の準備＞
　組成式：Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''において、1-x''、x''、y''及びn''が表1-2に示すNo.S-11の仮焼体組成となるようにSrCO3粉末、La(OH)3粉末、Fe2O3粉末及びCo3O4粉末を配合し、この配合粉末100質量%に対して0.1質量%のH3BO3を添加し混合原料粉末を得た。この混合原料粉末に水を添加して湿式ボールミルで4時間混合し、乾燥して整粒した後、大気中において1250℃で3時間仮焼し、得られた仮焼体をハンマーミルで粗粉砕してSrLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.S-11)の粗粉砕粉を準備した。
＜フェライト焼結磁石の作製＞
　準備したCaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を、表7に示すようにSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が0質量％、10質量％、30質量％、40質量％、50質量％、70質量％、90質量％及び100質量％(第一のフェライト化合物相及び第二のフェライト化合物相の体積比率がそれぞれ100:0、90:10、70:30、60:40、50:50、30:70、10:90、及び0:100)となるように混合し、表8に示す組成のフェライト仮焼体混合物を作製した。各フェライト仮焼体混合物100質量%に対して0.6質量%のSiO2粉末及びCaO換算で0.7質量%のCaCO3粉末を混合し、水を添加して湿式ボールミルで空気透過法による平均粒度が0.6μmになるまで微粉砕しスラリーを得た。この微粉砕スラリーを、加圧方向と磁場方向とが平行になるように約1 Tの磁場をかけながら、約50 MPaの圧力をかけ水を除去しながら成形した。得られた成形体を大気中で1200℃で1時間焼成し、フェライト焼結磁石を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
＜磁石特性の評価＞
　得られたフェライト焼結磁石の磁石特性を表9、並びに図16及び図17に示す。図16及び図17は、いずれもSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率(質量％)に対して、それぞれBr(図16の左縦軸)、HcJ(図16の右縦軸)及びHk/HcJ(図17)をプロットしたグラフを示す。なお、Hk/HcJにおけるHkは、J(磁化の大きさ)-H(磁界の強さ)曲線の第2象限において、Jの値が0.95BrとなるときのHの値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　図16から明らかなように、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が0質量％(すなわち、CaLaCoフェライト焼結磁石)におけるHcJと、混合比率が100質量％(すなわち、SrLaCoフェライト焼結磁石)におけるHcJとを結ぶ直線に対して、混合比率10～50質量％(体積比率90:10～50:50)の範囲でHcJが大きく向上しており、特に20～40質量％で高いHcJが得られ、30質量％近傍で最も高いHcJが得られた。さらに、混合比率10～50質量％の範囲のフェライト焼結磁石は、混合比率0質量％のフェライト焼結磁石(CaLaCoフェライト焼結磁石)よりも高いHcJを有していた。一方、混合比率0質量％のフェライト焼結磁石(CaLaCoフェライト焼結磁石)のBrに対して、混合比率10～50質量％の範囲ではほとんどBrは低下しないか、あるいは若干低下する程度であった。さらに、図17から明らかなように、混合比率10～50質量％の範囲で85%以上の優れたHk/HcJを有していた。
　また、本実施例の試料No.65(混合比率30%)と、CaLaCoフェライト仮焼体にA元素としてBaを添加しない以外はほぼ同様の組成からなる実施例2の試料No.8とを比較すると、本実施例のCaLaCoフェライト仮焼体にA元素としてBaを添加した焼結磁石の方が高いHcJを有していることが分かる。
＜キュリー温度＞
　得られたフェライト焼結磁石のキュリー温度を表9並びに図22及び図23に示す。キュリー温度は実施例1と同様な方法で測定した。図22はSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率(質量％)に対して第一のキュリー温度(Tc1)をプロットしたグラフを示し、図23はSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率(質量％)に対して第二のキュリー温度(Tc2)をプロットしたグラフを示す。実施例2と同様、第一のキュリー温度(Tc1)はSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が大きくなるに従って上昇する傾向にあり、好ましい磁石特性が得られるSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が10～50質量％(体積比率90:10～50:50)の範囲では、約419℃～約428℃で変化した。これに対して、第二のキュリー温度(Tc2)は、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率にかかわらずほぼ一定であった。
＜成分分析＞
　得られたフェライト焼結磁石の成分分析結果を表10に示し、組成を原子比率及びモル比に換算して表した結果を表11に示す。成分分析の測定並びに原子比率及びモル比への換算は実施例2と同様な方法で行った。表8に示すフェライト仮焼体混合物の組成(原子比率及びモル比)と表11に示すフェライト焼結磁石の組成(原子比率及びモル比)とを対比すると、フェライト仮焼体混合物とフェライト焼結磁石の組成とはほぼ同じであることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　このように、CaLaCoフェライト仮焼体にA元素としてBaを添加した場合においても、実施例2のA元素を添加しない場合と同様の結果及び効果が得られた。
＜TEM/EDXによる分析＞
　得られた試料No.65のフェライト焼結磁石のTEM/EDXによる分析結果を図18に示す。TEM/EDXによる分析は、TEM:日立製作所製HF-2100及びEDX：NORAN社製VOYAGER IIIを用いて、加速電圧200kVの条件で行った。図18(a)は明視野STEM像、図18(b)はSrの濃度分布を示す。実施例1で行ったEPMAによる各元素の面分析の結果と同様に、白色に近いほど濃度が高く、黒色に近いほど濃度が低いことを示している。
　図18(b)から、Sr濃度が高い粒子とSr濃度が低い粒子とが存在することが分かる。このSr濃度が高い粒子は、SrLaCoフェライト仮焼体を由来とする第二の粒子状のフェライト化合物相である。TEM/EDXは、実施例1で行ったEPMAよりも高い分解能を有するため、第二のフェライト化合物相が粒子状を呈している様子がよりよく分かる。
　Srの濃度が高くなっている粒子のうち、長方形の粒子(図中上側の粒子)は、短軸が約500 nm(0.5μm)、長軸が約1500 nm(1.5μm)である。この明視野STEM像は焼結体のa面を観察しているため、短軸方向が磁化容易軸(結晶構造・M型マグネトプランバイト構造のc軸)方向である。本発明のフェライト焼結磁石は、六方晶のM型マグネトプランバイト構造を有しており、その結晶粒子は六角板状を呈している。図18(a)の明視野STEM像はその六角板状の厚み方向を観察していることになるので、結晶粒子の直径は約1.5μmであると言える。
　このように、CaLaCoフェライト仮焼体にA元素としてBaを添加した場合においても、実施例1と同様の結果が得られた。つまり、A元素の有無にかかわらず、本発明のフェライト焼結磁石は、Ca、La、Fe及びCoを含有する第一の粒子状のフェライト化合物相と、Sr、La、Fe及びCoを含有する第二の粒子状のフェライト化合物相を有していた。
実施例4
　組成式：SrFe12(酸素を含めた組成がSrFe12O19)となるようにSrCO3粉末、Fe2O3粉末を配合し、混合原料粉末を得た。この混合原料粉末に水を添加して湿式ボールミルで4時間混合し、乾燥して整粒した後、大気中において1250℃で3時間仮焼し、得られた仮焼体をハンマーミルで粗粉砕してSrフェライト仮焼体の粗粉砕粉を準備した。
　実施例3で準備したCaLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.C-6)に、得られたSrフェライト仮焼体を、その混合比率が0質量％、10質量％、20質量％、30質量％、40質量％、50質量％、60質量％及び100質量％となるように混合し、8種類のフェライト仮焼体混合物を得た。さらに、実施例3で準備したSrLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.S-11)にも同様にSrフェライト仮焼体を混合し、8種類のフェライト仮焼体混合物を得た。これらの各フェライト仮焼体混合物100質量%に対して0.6質量%のSiO2粉末及びCaO換算で0.7質量%のCaCO3粉末を混合し、水を添加して湿式ボールミルで空気透過法による平均粒度が0.6μmになるまで微粉砕しスラリーを得た。この微粉砕スラリーを、加圧方向と磁場方向とが平行になるように約1 Tの磁場をかけながら、約50 MPaの圧力をかけ水を除去しながら成形した。得られた成形体を大気中で1200℃で1時間焼成し、フェライト焼結磁石を得た。
　得られたフェライト焼結磁石のHcJ、及び実施例3でCaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を混合して得られたフェライト焼結磁石のHcJを図19に示す。本実施例で得られたフェライト焼結磁石についてはSrフェライト仮焼体の混合比率に対して、そのHcJをプロットし、実施例3のフェライト焼結磁石についてはSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率に対して、そのHcJをプロットした。
　図19から明らかなように、CaLaCoフェライト仮焼体又はSrLaCoフェライト仮焼体にSrフェライト仮焼体を混合して得られたフェライト焼結磁石は、Srフェライト仮焼体の混合比率の増大に比例してHcJが低下した。
　一方、実施例3のCaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を混合して得られたフェライト焼結磁石は、前述のようにSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率10～50質量％(体積比率90:10～50:50)の範囲でHcJが向上していた。
　一般に、高い磁石特性の材料に低い磁石特性の材料を混合してゆくと、磁石特性は低下してゆくと予想される。磁石特性はCaLaCoフェライトが最も高く、SrLaCoフェライト、Srフェライトの順に低くなるので、CaLaCoフェライトにSrLaCoフェライトを混合してゆく場合、CaLaCoフェライトにSrフェライトを混合してゆく場合、及びSrLaCoフェライトにSrフェライトを混合してゆく場合、磁石特性は低下してゆくと予想される。
　事実、上記実施例によれば、CaLaCoフェライトにSrフェライトを混合してゆく場合、及びSrLaCoフェライトにSrフェライトを混合してゆく場合は、Srフェライト仮焼体の混合比率の増大に比例してHcJが低下している。
　しかしながら、CaLaCoフェライトにSrLaCoフェライトを混合した場合はそのような傾向にはならず、逆に、SrLaCoフェライトの混合比率10～50質量％の範囲でHcJが向上するという予想に反する結果が得られた。
実施例5
　図20は、実施例2で作製した試料No.17～21及び試料No.22～26のフェライト焼結磁石のHcJを示す。試料No.17～21はCoを含有しないSrLaCoフェライト仮焼体を用いたものであり、試料No.22～26はLaを含有しないSrLaCoフェライト仮焼体を用いたものである。
　図20から明らかなように、Laを含有しないSrLaCoフェライト仮焼体を用いたものは、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が10質量％近傍で若干HcJが向上するものの、10質量％以では混合比率の増大に伴ってHcJが低下した。Coを含有しないSrLaCoフェライト仮焼体を用いたものは、混合比率の増大に伴ってHcJが低下した。いずれも、本発明のように混合比率10～50質量％でHcJが向上するという効果は得られなかった。
　これらの結果から、CaLaCoフェライト及びSrLaCoフェライトを混合したときに、SrLaCoフェライトの混合比率が10～50質量％の範囲でHcJが向上するという効果は、La及びCoを含有する仮焼体同士を混合した場合のみに現れる特異な現象であると言える。
実施例6
＜CaLaCoフェライト仮焼体の準備＞
　組成式：Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'において、A元素としてSrを使用し、1-x'-c'、x'、c'、y'及びn'が表1-1に示すNo.C-7の仮焼体組成となるようにCaCO3粉末、La(OH)3粉末、SrCO3粉末、Fe2O3粉末及びCo3O4粉末を配合し、この配合粉末100質量%に対して0.1質量%のH3BO3を添加し混合原料粉末を得た。この混合原料粉末に水を添加して湿式ボールミルで4時間混合し、乾燥して整粒した後、大気中におい1300℃で3時間仮焼し、得られた仮焼体をハンマーミルで粗粉砕してCaLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.C-7)の粗粉砕粉を準備した。
＜SrLaCoフェライト仮焼体の準備＞
　組成式：Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''において、1-x''、x''、y''及びn''が表1-2に示すNo.S-11の仮焼体組成となるようにSrCO3粉末、La(OH)3粉末、Fe2O3粉末及びCo3O4粉末を配合し、この配合粉末100質量%に対して0.1質量%のH3BO3を添加し混合原料粉末を得た。この混合原料粉末に水を添加して湿式ボールミルで4時間混合し、乾燥して整粒した後、大気中において1250℃で3時間仮焼し、得られた仮焼体をハンマーミルで粗粉砕してSrLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.S-11)の粗粉砕粉を準備した。
＜フェライト焼結磁石の作製＞
　準備したCaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を、表12に示すようにSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が0質量％、10質量％、20質量%、30質量％、40質量％、50質量％、70質量％、90質量％及び100質量％(第一のフェライト化合物相及び第二のフェライト化合物相の体積比率がそれぞれ100:0、90:10、80:20、70:30、60:40、50:50、30:70、10:90、及び0:100)となるように混合し、表13に示す組成のフェライト仮焼体混合物を作製した。各フェライト仮焼体混合物100質量%に対して0.6質量%のSiO2粉末及びCaO換算で0.7質量%のCaCO3粉末を混合し、水を添加して湿式ボールミルで空気透過法による平均粒度が0.6μmになるまで微粉砕しスラリーを得た。この微粉砕スラリーを、加圧方向と磁場方向とが平行になるように約1 Tの磁場をかけながら、約50 MPaの圧力をかけ水を除去しながら成形した。得られた成形体を大気中で1200℃で1時間焼成し、フェライト焼結磁石を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
＜磁石特性の評価＞
　得られたフェライト焼結磁石の磁石特性を表14、並びに図24及び図25に示す。図24及び図25は、いずれも混合したSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率(質量％)に対して、それぞれBr(図24の左縦軸)、HcJ(図24の右縦軸)及びHk/HcJ(図25)をプロットしたグラフを示す。なお、Hk/HcJにおけるHkは、J(磁化の大きさ)-H(磁界の強さ)曲線の第2象限において、Jの値が0.95BrとなるときのHの値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
　図24から明らかなように、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が0質量％(すなわち、CaLaCoフェライト焼結磁石)におけるHcJと、混合比率が100質量％(すなわち、SrLaCoフェライト焼結磁石)におけるHcJとを結ぶ直線に対して、混合比率10～50質量％(体積比率90:10～50:50)の範囲でHcJが大きく向上しており、特に20～50質量％で高いHcJが得られ、30質量％近傍で最も高いHcJが得られた。さらに、混合比率10～50質量％の範囲のフェライト焼結磁石は、混合比率0質量％のフェライト焼結磁石(CaLaCoフェライト焼結磁石)よりも高いHcJを有していた。一方、混合比率0質量％のフェライト焼結磁石(CaLaCoフェライト焼結磁石)のBrに対して、混合比率10～50質量％の範囲ではBrが若干低下する程度であった。さらに、図25から明らかなように、混合比率10～50質量％の範囲で80%以上の優れたHk/HcJを有していた。
＜キュリー温度＞
　得られたフェライト焼結磁石のキュリー温度を表14並びに図26に示す。キュリー温度は実施例1と同様な方法で測定した。図26はSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率(質量％)に対して第一のキュリー温度(Tc1)及び第二のキュリー温度(Tc2)をプロットしたグラフを示す。実施例2と同様、第一のキュリー温度(Tc1)はSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が大きくなるに従って上昇する傾向にあり、好ましい磁石特性が得られるSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が10～50質量％(体積比率90:10～50:50)の範囲では、約419℃～約427℃で変化した。これに対して、第二のキュリー温度(Tc2)は、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率にかかわらずほぼ一定であった。
＜成分分析＞
　得られたフェライト焼結磁石の成分分析結果を表15に示し、組成を原子比率及びモル比に換算して表した結果を表16に示す。成分分析の測定並びに原子比率及びモル比への換算は実施例2と同様な方法で行った。表13に示すフェライト仮焼体混合物の組成(原子比率及びモル比)と表16に示すフェライト焼結磁石の組成(原子比率及びモル比)とを対比すると、フェライト仮焼体混合物とフェライト焼結磁石の組成とはほぼ同じであることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
　このように、CaLaCoフェライト仮焼体にA元素としてSrを添加した場合においても、実施例2のA元素を添加しない場合及び実施例3のA元素としてBaを添加した場合と同様の結果及び効果が得られた。
実施例7
＜CaLaCoフェライト仮焼体の準備＞
　組成式：Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'において、1-x'-c'、x'、c'、y'及びn'が表1-1に示すNo.C-1の仮焼体組成となるようにCaCO3粉末、La(OH)3粉末、Fe2O3粉末及びCo3O4粉末を配合し、この配合粉末100質量%に対して0.1質量%のH3BO3を添加し混合原料粉末を得た。この混合原料粉末に水を添加して湿式ボールミルで4時間混合し、乾燥して整粒した後、大気中におい1300℃で3時間仮焼し、得られた仮焼体をハンマーミルで粗粉砕してCaLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.C-1)の粗粉砕粉を準備した。
＜SrLaCoフェライト仮焼体の準備＞
　組成式：Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''において、1-x''、x''、y''及びn''が表1-2に示すNo.S-3の仮焼体組成となるようにSrCO3粉末、La(OH)3粉末、Fe2O3粉末及びCo3O4粉末を配合し、この配合粉末100質量%に対して0.1質量%のH3BO3を添加し混合原料粉末を得た。この混合原料粉末に水を添加して湿式ボールミルで4時間混合し、乾燥して整粒した後、大気中において1250℃で3時間仮焼し、得られた仮焼体をハンマーミルで粗粉砕してSrLaCoフェライト仮焼体(仮焼体No.S-3)の粗粉砕粉を準備した。
＜フェライト焼結磁石の作製＞
　準備したCaLaCoフェライト仮焼体及びSrLaCoフェライト仮焼体を、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率が0質量％、10質量％、30質量%、50質量％、70質量％及び100質量％(第一のフェライト化合物相及び第二のフェライト化合物相の体積比率がそれぞれ100:0、90:10、70:30、50:50、30:70及び0:100)となるように混合し、フェライト仮焼体混合物を作製した。各フェライト仮焼体混合物100質量%に対して0.6質量%のSiO2粉末及びCaO換算で0.7質量%のCaCO3粉末を混合し、水を添加して湿式ボールミルで空気透過法による平均粒度が0.6μmになるまで微粉砕しスラリーを得た。この微粉砕スラリーを、加圧方向と磁場方向とが平行になるように約1 Tの磁場をかけながら、約50 MPaの圧力をかけ水を除去しながら成形した。得られた成形体を大気中で1200℃で1時間焼成し、フェライト焼結磁石を得た。
＜第一及び第二のフェライト化合物相の体積比率＞
　得られた各フェライト焼結磁石を2.8 mm×2.8 mm×2.8 mmの寸法に加工した後、振動試料型磁力計(VSM)を用いて、1.6 MA/mの磁界中で着時し、無磁界中で室温から400℃までを10℃/min、400℃から460℃までを1℃/minで昇温し、各フェライト焼結磁石のσ-T曲線(σは磁化、及びTは温度)を求めた。結果を図27に示す。なお、図27において、最も上に位置しているσ-T曲線が、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率100質量％の場合であり、下へ順番に70質量％、50質量％、30質量%、10質量％、0質量％の場合のσ-T曲線である(0質量％のみ点線で表示し、他は実線で表示した。)。
　図27に示す結果から、SrLaCoフェライト仮焼体の混合比率(質量％)に対する各温度（440～445℃の間で1℃ごと）でのσ値の関係を調べたところ、図28に示すように、445℃においてほぼ直線関係が得られることが分かった。従って、この445℃における関係を検量線として用いて、任意のフェライト焼結磁石のSrLaCoフェライト仮焼体の混合比率(質量％)を、振動試料型磁力計(VSM)によってσ-T曲線を測定することにより求めることができる。
　具体的には、(1)任意のフェライト焼結磁石(焼結磁石A)中の第一のフェライト化合物相及び第二のフェライト化合物相の組成を、例えば成分分析、EPMA装置又は熱磁気天秤によって求め、(2)第一及び第二の組成を有する仮焼体1及び仮焼体2を任意の体積比率（例えば、0:100、25:75、50:50、75:25及び100:0）で混合して複数のフェライト焼結磁石を作製し、(3)振動試料型磁力計(VSM)によって測定したこれらの複数のフェライト焼結磁石のσ-T曲線から、良好な直線関係が得られる温度T0において検量線を作成し、(4)焼結磁石AのT0におけるσ値から、焼結磁石A中の第一のフェライト化合物相及び第二のフェライト化合物相の体積比率を求めることができる。なお、良好な直線関係が得られる温度T0があらかじめ分かっている場合は、複数のフェライト焼結磁石は、仮焼体1のみからなるものと、仮焼体2のみからなるものとの２点のみでも良い。

Claims (16)

  1. 　Ca、La、Fe及びCoを含有し415～430℃にキュリー温度が存在する第一の粒子状のフェライト化合物相と、
    Sr、La、Fe及びCoを含有し437～455℃にキュリー温度が存在する第二の粒子状のフェライト化合物相とを有するフェライト焼結磁石であって、
    前記第一の粒子状のフェライト化合物相の体積比率が50～90％、前記第二の粒子状のフェライト化合物相の体積比率が10～50％であり、両体積比率の和が95％以上であることを特徴とするフェライト焼結磁石。
  2. 　請求項1に記載のフェライト焼結磁石において、前記第一の粒子状のフェライト化合物相の体積比率が60～80％、前記第二の粒子状のフェライト化合物相の体積比率が20～40％であり、両体積比率の和が95％以上であることを特徴とするフェライト焼結磁石。
  3. 　請求項1又は2に記載のフェライト焼結磁石において、前記第一の粒子状のフェライト化合物相に、さらにBa及び/又はSrを含有することを特徴とするフェライト焼結磁石。
  4. 　請求項3に記載のフェライト焼結磁石において、前記Ca、La、Sr、Ba、Fe及びCoの金属元素の組成比が、一般式：
    Ca1-x-a-bLaxSraBabFe2n-yCoy
    (ただし、Ca、La、Sr、Ba、Fe及びCoの原子比率を表わすx、a、b及びy並びにモル比を表わすnが、
    0.2≦x≦0.6、
    0.01≦a≦0.6、
    0≦b≦0.3、
    0.1≦1-x-a-b、
    0.1≦y≦0.5、及び
    3≦n≦6
    を満足する数値である。)により表わされることを特徴とするフェライト焼結磁石。
  5. 　請求項4に記載のフェライト焼結磁石において、前記Ca、La、Sr、Ba、Fe及びCoの原子比率を表わすx、a、b及びy並びにモル比を表わすnが、
    0.3≦x≦0.5、
    0.05≦a≦0.5、
    0≦b≦0.2、
    0.2≦1-x-a-b、
    0.15≦y≦0.4、及び
    3.7≦n≦5.5
    を満足する数値であることを特徴とするフェライト焼結磁石。
  6. 　請求項4又は5に記載のフェライト焼結磁石において、前記x及びyが、
    x/y≧1.3
    を満足する数値であることを特徴とするフェライト焼結磁石。
  7. 　請求項3～6のいずれかに記載のフェライト焼結磁石において、前記第一の粒子状のフェライト化合物相のCa、La、(Ba＋Sr)、Fe及びCoの金属元素の組成比が、(Ba＋Sr)をA元素としたとき、一般式：
    Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'
    (ただし、Ca、La、A元素、Fe及びCoの原子比率を表わすx'、c'及びy'並びにモル比を表わすn'が、
    0.4≦x'≦0.6、
    0≦c'≦0.2、
    0.2＜y'≦0.5、及び
    4≦n'≦6
    を満足する数値である。)により表わされることを特徴とするフェライト焼結磁石。
  8. 　請求項7に記載のフェライト焼結磁石において、前記Coの原子比率を表わすy'が、
    0.2＜y'≦0.4
    を満足する数値であることを特徴とするフェライト焼結磁石。
  9. 　請求項7又は8に記載のフェライト焼結磁石において、前記Coの原子比率を表わすy'が、
    0.25≦y'≦0.35
    を満足する数値であることを特徴とするフェライト焼結磁石。
  10. 　請求項1～9のいずれかに記載のフェライト焼結磁石において、前記第二の粒子状のフェライト化合物相のSr、La、Fe及びCoの金属元素の組成比が、一般式：
    Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''
    (ただし、Sr、La、Fe及びCoの原子比率を表わすx''及びy''並びにモル比を表わすn''が、
    0.05≦x''≦0.3、
    0.05≦y''≦0.3、及び
    5≦n''≦6
    を満足する数値である。)により表わされることを特徴とするフェライト焼結磁石。
  11. 　Ca、La、(Ba＋Sr)、Fe及びCoの金属元素の組成比が、(Ba＋Sr)をA元素としたとき、一般式：Ca1-x'-c'Lax'Ac'Fe2n'-y'Coy'(ただし、Ca、La、A元素、Fe及びCoの原子比率を表わすx'、c'及びy'並びにモル比を表わすn'が、0.4≦x'≦0.6、0≦c'≦0.2、0.2＜y'≦0.5、及び4≦n'≦6を満足する数値である。)で表される第一のフェライト仮焼体、及び
    Sr、La、Fe及びCoの金属元素の組成比が、一般式：Sr1-x''Lax''Fe2n''-y''Coy''(ただし、Sr、La、Fe及びCoの原子比率を表わすx''及びy''並びにモル比を表わすn''が、0.05≦x''≦0.3、0.05≦y''≦0.3、及び5≦n''≦6を満足する数値である。)で表される第二のフェライト仮焼体を90:10～50:50の質量比率で混合し、フェライト仮焼体混合物を得る混合工程、
    前記フェライト仮焼体混合物を粉砕し、粉末を得る粉砕工程、
    前記粉末を成形し、成形体を得る成形工程、及び
    成形体を焼成し、焼結体を得る焼成工程
    を含むことを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
  12. 　請求項11に記載のフェライト焼結磁石の製造方法において、前記第一のフェライト仮焼体及び前記第二のフェライト仮焼体を80:20～60:40の質量比率で混合することを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
  13. 　請求項11又は12に記載のフェライト焼結磁石の製造方法において、前記Coの原子比率を表わすy'が、
    0.2＜y'≦0.4
    を満足する数値であることを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
  14. 　請求項11～13のいずれかに記載のフェライト焼結磁石の製造方法において、前記Coの原子比率を表わすy'が、
    0.25≦y'≦0.35
    を満足する数値であることを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
  15. 　請求項11～14のいずれかに記載のフェライト焼結磁石の製造方法において、前記フェライト焼結磁石のCa、La、Sr、Ba、Fe及びCoの金属元素の組成比が、一般式：
    Ca1-x-a-bLaxSraBabFe2n-yCoy
    (ただし、Ca、La、Sr、Ba、Fe及びCoの原子比率を表わすx、a、b及びy並びにモル比を表わすnが、
    0.2≦x≦0.6、
    0.01≦a≦0.6、
    0≦b≦0.3、
    0.1≦1-x-a-b、
    0.1≦y≦0.5、及び
    3≦n≦6
    を満足する数値である。)により表わされることを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
  16. 　請求項15に記載のフェライト焼結磁石の製造方法において、前記x及びyが、
    x/y≧1.3
    を満足する数値であることを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
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