CN107614715A - 含有l10型铁镍规则相的铁镍合金组成物、含有l10型铁镍规则相的铁镍合金组成物的制造方法、以非晶作为主相的铁镍合金组成物、非晶材的母合金、非晶材、磁性材料以及磁性材料的制造方法 - Google Patents

含有l10型铁镍规则相的铁镍合金组成物、含有l10型铁镍规则相的铁镍合金组成物的制造方法、以非晶作为主相的铁镍合金组成物、非晶材的母合金、非晶材、磁性材料以及磁性材料的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，其满足以下至少一个：Fe的含量与Ni的含量的总和为90原子％以下；及含有Si；优选为满足以下至少一个：Fe的含量相对于Ni的含量的比为0.3以上5以下；及Fe的含量与Ni的含量的总和为65原子％以上。

Description

含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物、含有L10型铁镍规则 相的铁镍合金组成物的制造方法、以非晶作为主相的铁镍合 金组成物、非晶材的母合金、非晶材、磁性材料以及磁性材料 的制造方法
技术领域
本发明涉及一种含有L10型FeNi(铁镍)规则相的FeNi合金组成物、含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法、可生成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的以非晶作为主相的FeNi合金组成物、非晶材的母合金、自该母合金所得的非晶材、自该非晶材所得的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物、含有上述含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁性材料、以及该磁性材料的制造方法。
背景技术
具有费德曼结构(Widmanstaetten structure)的铁陨石为以Fe(铁)与Ni(镍)作为主成分的合金。该结构为通过在宇宙空间内以约0.3K/100万年的极其缓慢的速度缓冷而形成(非专利文献1)。八面石(Octahedrite)型陨石(八面晶体陨铁)(陨铁)中所见的费德曼结构较为特殊，且微量形成于已明确相分离的α(阿尔发)相(体心立方结构α-FeNi，矿物名：锥纹石(Kamacite))与γ相(面心立方结构fcc-FeNi，矿物名：镍纹石(Taenite))的界面。层状的镍纹石具有不同的Ni浓度区域(28％至50％)(非专利文献2)。已检测出Fe-Ni的不规则fcc相以及规则L10相双方。值得注意的是也作为“正方镍纹石(Tetrataenite)”周知的L10型FeNi规则相为具有高饱和磁化(～1270emu·cm-3)以及较大的单轴结晶磁各向异性(～1.3×107erg·cm-3)的硬磁性(非专利文献3至5)。L10型FeNi规则相的理论最大能量乘积(～42MG·Oe)显示接近最近已开发的稀土基硬磁铁的最高值的值(非专利文献3)。
若考虑用于制造高品质永久磁铁的稀土元素的缺点，则重要且需要的是开发无稀土元素的磁铁，即，L10型FeNi基硬磁铁。实际上，无法利用与陨石相同的方法于工业上制造L10型FeNi规则合金。其原因在于，L10型FeNi规则相的相规则-不规则相***温度为320℃(非专利文献2及3)。于该温度附近的Fe与Ni的扩散系数极低，实际上不会发生扩散。其为需要与宇宙起源产物(陨石)相同的10亿年的岁月来生成L10型FeNi规则相的理由。自发现L10型FeNi规则相的1960年代以来，为了人工制作该相而进行有如粒子束的照射(非专利文献6)、微粒子法(非专利文献7)、机械合金化(非专利文献8)、单原子积层(非专利文献9)、高压应变加工(非专利文献10)的类的各种尝试。
作为上述尝试的具体一例，专利文献1中揭示有一种L10型铁镍合金粒子的制造方法，该制造方法包括：工序(1)，调制将含铁化合物、含镍化合物及保护聚合物分散和/或溶解于溶剂中而成的液体；工序(2)，向所得的液体中添加针对所述含铁化合物中所含的铁离子及所述含镍化合物中所含的镍离子的还原剂，而调制含有铁及镍的前驱物粒子；及工序(3)，将所述前驱物粒子于氢气氛围下加热，使所述前驱物粒子还原且使合金粒子的结构规则化成L10型。认为根据上述制造方法，可合成具有较高规则度的L10型FeNi合金。
另外，非专利文献10、11中揭示有将以非晶作为主相的合金作为起始原料且利用纳米结晶化的非平衡制程。通过采用此种制程，可期待生成以通常的结晶系合金无法达成的特殊合金相。
专利文献2中记载有一种经纳米结构化的磁性合金组成物，该组成物具备具有Fe(0.5-a)Ni(0.5-b)Xa+b的化学式(其中，X为Ti(钛)、V(钒)、A1(铝)、S(硫)、P(磷)、B(硼)或C，且0＜(a+b)≤0.1)的合金，且具备L10相结构。专利文献2中，作为用于获得该组成物的方法有以下记载。即，准备Fe、Ni、以及选自Ti、V、Al、S、P、B及C所组成的群中的一种或其以上的元素的熔融物，利用熔融纺丝法将熔融物冷却而使熔融物成为固体形状物，且对该固体形状进行机械研磨而使该固体形状物还原成多个纳米结晶体，将上述多个纳米粒子压缩而形成经纳米结构化的磁性合金组成物。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：国际公开第2012/141205号。
专利文献2：美国专利申请公开第2014/0210581号说明书。
[非专利文献]
非专利文献1：Goldstei.Ji&Short，J.M.“Cooling Rates of 27Iron and Stony-Iron Meteorites”.Geochim Cosmochim Ac 31，p1001-1023，doi：10.1016/0016-7037(67)90076-2(1967)。
非专利文献2：Albertsen，J.F.，Knudsen，J.M.，Roy-Poulsen，N.O.&Vistisen，L.“Meteorites and Thermodynamic Equilibrium in f.c.c.Iron-Nickel Alloys(25-50％Ni)”.Phys Scripta 22，p171-175，doi：10.1088/0031-8949/22/2/014(1980)。
非专利文献3：Lewis，L.H.et al.“De Magnete et Meteorite：CosmicallyMotivated Materials”.Ieee Magn Lett 5，doi：10.1109/LMAG.2014.2312178(2014)。
非专利文献4：Pauleve，J.，Chamberod，A.，Krebs，K.&Bourret，A.“MagnetizationCurves of Fe-Ni(50-50)Single Crystals Ordered by Neutron Irradiation with anApplied Magnetic Field”.J Appl Phys 39，p989-990，doi：10.1063/1.1656361(1968)。
非专利文献5：Kojima，T.et al.“Addition of Co to L10-ordered FeNi films：influences on magnetic properties and ordered structures”.J Phys D Appl Phys47，doi：10.1088/0022-3727/47/42/425001(2014)。
非专利文献6：Neel，L.，Dautreppe，D.，Laugier，J.，Pauleve，J.&Pauthenet，R.“Magnetic Properties of Iron-Nickel Single Crystal Ordered by NeutronBombardment”.J Appl Phys 35，p873-876，doi：10.1063/1.1713516(1964)。
非专利文献7：Yang，C.W.，Williams，D.B.&Goldstein，J.I.“Low-temperaturephase decomposition in metal from iron，stony-iron，and stony meteorites”.Geochim Cosmochim Ac 61，p2943-2956，doi：10.1016/S0016-7037(97)00132-4(1997)。
非专利文献8：Geng，Y.et al.“Defect generation and analysis inmechanically alloyed stoichiometric Fe-Ni alloys”.J Alloys Compd 633，p250-255，doi：10.1016/j.jallcom.2015.02.038(2015)。
非专利文献9：Shima，T.，Okamura，M.，Mitani，S.&Takanashi，K.“Structure andmagnetic properties for L10-ordered FeNi films prepared by alternatemonatomic layer deposition”.J Magn Magn Mater 310，p2213-2214，doi：10.1016/j.jmmm.2006.10.799(2007)。
非专利文献10：Makino，A.“Nanocrystalline Soft Magnetic Fe-Si-B-P-CuAlloys With High B of 1.8-1.9T Contributable to Energy Saving”.IEEETransactions on Magnetics 48，p1331-1335，doi：10.1109/tmag.2011.2175210(2012)。
非专利文献11：Makino，A.，He，M.，Kubota，T.，Yubuta，K.&Inoue，A.“NewExcellent Soft Magnetic FeSiBPCu Nanocrystallized Alloys With High Bs of 1.9T From Nanohetero-Amorphous Phase”.IEEE Transactions on Magnetics 45，p4302-4305，doi：10.1109/tmag.2009.2023862(2009)。
发明内容
[发明所要解决的问题]
关于L10型FeNi基硬磁铁的制造，认为以于结晶状态利用原子扩散的通常的材料合成而言极其困难且不可能。结晶相的较高稳定性以及于结晶合金的规则-不规则转变温度附近的原子的极低扩散为最大阻碍。为了成功生成L10型FeNi规则相，需要达成低温下的原子的高速扩散。利用高压应变的结晶缺陷的制作以及高能量球磨法虽有助于提高元素的扩散能力，但并非所需水准。
专利文献2中未揭示实施例。即，专利文献2中未显示表示实际形成具备L10相结构的磁性合金组成物的实验性结果，而且，虽揭示有制造磁性合金组成物的方法，但构成该方法的各个工序的具体条件等均未记载。此外，明确记载有为了减少对磁特性的影响，使X所示的元素的最大量为10原子％以下。
本发明的目的在于以与专利文献2中所记载的FeNi合金组成物不同的技术观点，提供一种含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。本发明的目的在于提供一种使用如非专利文献10及11所揭示的将以非晶作为主相的合金作为前驱物且利用纳米结晶化的非平衡制程的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法、可生成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的以非晶作为主相的FeNi合金组成物、非晶材的母合金、自该母合金所得的非晶材、自该非晶材所得的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物、含有上述含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁性材料、以及该磁性材料的制造方法。
[解决问题的技术手段]
于自非晶状态向结晶状态的***时，可实现低温下的高速原子扩散。非晶合金中的元素的分配与所有物质为液体状态时的大霹雳初期类似。然而，非晶合金的液体状态可于室温下存在。自非晶状态到达稳定结晶状态时的较大不同为转变温度(即，结晶化温度)下的扩散的剧烈增加。其与熔态合金的冷却相反。若以具有接近规则-不规则转移温度的结晶化温度的非晶状态制作具有Fe50Ni50基的合金，则有生成L10型FeNi基硬磁铁的较大可能性。
至今为止，开发有各种Fe基非晶合金。然而，通常这些合金的结晶化温度较L10型FeNi规则相的规则-不规则***温度高非常多，为超过450℃的温度。关于该点，本发明人如非专利文献10及11所示那样开发一种新颖的高磁通密度FeSiBPCu基纳米结晶软磁性合金。
FeSiBPCu合金的初期状态为非晶，且于较400℃低的温度会结晶化成α-Fe(阿尔发-铁)与剩余非晶母相。该非晶合金的结晶化非常快。即，构成元素的原子扩散非常快。进而，该合金与存在于NWA6259陨石(非专利文献3)中同样地含有磷(P)作为元素。这些特性强烈约束L10型FeNi基硬磁铁的开发。因此，使用以Ni置换FeNiSiBPCu合金的Fe的一部分而成的合金组成物进行研究，结果取得可获得含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的新见解。
基于上述见解所完成的发明的若干示例如下所述。
(1)一种含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，其特征在于，Fe的含量与Ni的含量的总和为90原子％以下。
(2)如上述(1)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，含有非晶化元素。
(3)如上述(2)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，所述非晶化元素含有选自硅(Si)、B及P所组成的群中的一种或两种以上。
(4)如上述(2)或(3)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，所述非晶化元素的含量的总和为35原子％以下。
(5)如上述(2)或(3)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，所述非晶化元素的含量的总和为25原子％以下。
(6)如上述(2)或(3)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，所述非晶化元素的含量的总和为20原子％以下。
(7)一种含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，其特征在于，含有Si。
(8)如上述(7)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，Si的含量为0.5原子％以上。
(9)如上述(7)或(8)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，Si的含量为20原子％以下。
(10)如上述(7)至(9)中任一所述的FeNi合金组成物，Fe的含量与Ni的含量的总和为90原子％以下。
(11)如上述(7)至(10)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，进一步含有Si以外的非晶化元素。
(12)如上述(11)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，所述非晶化元素含有B及P的至少一个。
(13)如上述(11)或(12)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，所述非晶化元素的含量的总和为35原子％以下。
(14)如上述(11)或(12)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，所述非晶化元素的含量的总和为25原子％以下。
(15)如上述(11)或(12)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，所述非晶化元素的含量的总和为20原子％以下。
(16)如上述(1)至(15)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，Fe的含量相对于Ni的含量的比为0.3以上5以下。
(17)如上述(1)至(16)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，Fe的含量相对于Ni的含量的比为0.6以上1.5以下。
(18)如上述(1)至(17)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，Fe的含量与Ni的含量的总和为65原子％以上。
(19)如上述(1)至(18)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，含有结晶化元素。
(20)如上述(1)至(19)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，进一步含有选自Cu(铜)、Co(钴)、Ti、Zr(锆)、Hf(氟化氢)、V、Nb(铌)、Ta(钽)、Cr(铬)、Mo(钼)、W(钨)、Mn(锰)、Re(铼)、铂族元素、Au(金)、Ag(银)、Zn(锌)、In(铟)、Sn(锡)、As(砷)、Sb(锑)、Bi(铋)、S、Y(钇)、N(氮)、O(氧)、C(碳)及稀土元素所组成的群中的一种或两种以上。
(21)如上述(1)至(20)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，不含源自陨石的成分。
(22)如上述(1)至(21)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，具有如下部分：于对所述L10型FeNi规则相测定纳米电子束绕射(Nano Beam Diffraction，简称：NBD)图案时，基于测定结果所算出的所述L10型FeNi规则相的长程有序(Long RangeOrder，简称：LRO)参数S为0.65以上。
(23)如上述(22)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，具有所述参数S为0.75以上的部分。
(24)如上述(1)至(23)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，剩余保磁力Hcr为1×105A/m以上。
(25)如上述(1)至(24)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，所述FeNi合金组成物所含的所述L10型FeNi规则相的规则相-不规则相***温度为450℃以上600℃以下。
(26)如上述(1)至(25)中任一者所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，含有α-Fe。
(27)如上述(1)至(26)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，含有富Fe相及富Ni相。
(28)一种含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，包括：固化工序，对含有Fe及Ni的合金熔体进行液体急冷而制作以非晶作为主相的固体；及热处理工序，将利用所述固化工序所得的所述以非晶作为主相的固体加热使的结晶化，而形成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。
(29)如上述(28)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，所述固化工序中所得的所述以非晶作为主相的固体的结晶化温度为300℃以上550℃以下。
(30)如上述(29)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，所述结晶化温度为300℃以上500℃以下。
(31)如上述(28)至(30)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，所述热处理工序中的加热温度为300℃以上550℃以下。
(32)如上述(31)所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，所述加热温度为300℃以上500℃以下。
(33)如上述(28)至(32)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，所述热处理工序中的加热温度为所述以非晶作为主相的固体的结晶化温度以上。
(34)如上述(28)至(33)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，所述热处理工序中的加热温度为所述FeNi合金组成物中所含的所述L10型FeNi规则相的规则相-不规则相***温度以下。
(35)如上述(28)至(34)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，提供所述含有Fe及Ni的合金熔体的母合金的组成包含如上述(1)至(21)中任一技术方案所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的组成。
(36)一种以非晶作为主相的FeNi合金组成物，可生成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，且包含如上述(1)至(21)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的组成。
(37)如上述(36)所述的以非晶作为主相的FeNi合金组成物，结晶化温度为300℃以上550℃以下。
(38)如上述(36)所述的以非晶作为主相的FeNi合金组成物，结晶化温度为300℃以上500℃以下。
(39)一种非晶材的母合金，包含如上述(1)至(21)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的组成。本说明书中，所谓“非晶材”为指自合金熔体形成的以非晶作为主相的固体。形成方法的具体例可列举液体急冷法。
(40)一种非晶材，自如上述(39)所述的母合金所获得。
(41)一种含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，自如上述(40)所述的非晶材所获得。
(42)一种磁性材料，其含有如上述(1)至(27)及(41)中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。
(43)一种磁性材料的制造方法，该磁性材料含有利用如上述(28)至(35)中任一所述的制造方法所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。
(44)一种磁性材料，含有自如上述(36)至(38)中任一所述的以非晶作为主相的FeNi合金组成物获得的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。
另外，本说明书中，规则相-不规则相***温度、结晶化温度等FeNi合金组成物的热物性参数的测定为指于以升温速度40℃/分钟加热时所测定的值。
发明的效果
根据本发明，可提供含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。而且，根据本发明，可提供含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法、可生成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的以非晶作为主相的FeNi合金组成物、非晶材的母合金、自该母合金所得的非晶材、自该非晶材所得的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物、含有上述含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁性材料、以及该磁性材料的制造方法。
附图说明
图1为表示利用实施例1所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的X射线绕射图案以及通过计算所求出的X射线绕射图案的图。
图2为利用实施例1所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的利用电子显微镜进行的组织观察、电子绕射像的观察以及计算结果的图。
图3为表示利用实施例1所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁滞曲线及dc(直流)退磁曲线以及磁力显微镜像的图。
图4为表示利用实施例14-4所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的利用电子显微镜所得的组织观察结果的图。
图5为表示利用实施例15-3所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的利用电子显微镜所得的组织观察结果的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
(含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物)
本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物为通过如下制造方法而制造：对含有Fe及Ni的合金熔体进行液体急冷而制作以非晶作为主相的固体，且使所得的以非晶作为主相的固体结晶化。本说明书中，“主相为非晶”为指成为对象的材料(对含有Fe及Ni的合金熔体进行液体急冷所得的固体等)中体积分率最高的相为非晶相。
于不被限定的一例中，上述以非晶作为主相的固体的结晶化温度为300℃以上550℃以下，用于使上述以非晶作为主相的固体结晶化的加热温度为300℃以上550℃以下。有优选为上述以非晶作为主相的固体的结晶化温度为300℃以上500℃以下，用于使上述以非晶作为主相的固体结晶化的加热温度为300℃以上500℃以下的情况。通过使结晶化温度较低，可高生产性地获得含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。上述结晶化温度有更优选为300℃以上400℃以下的情况。
含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物优选为Fe的含量与Ni的含量的总和为65原子％以上90原子％以下。通过使Fe的含量与Ni的含量的总和为上述范围，FeNi合金组成物中的L10型FeNi规则相的含量变得易于提高。Fe的含量与Ni的含量的总和也可未达90原子％，且也可为88原子％以下、87原子％以下、86原子％以下、85.5原子％以下、85原子％以下、84.5原子％以下、84原子％以下、83.5原子％以下及83原子％以下的任一个。Fe的含量与Ni的含量的总和有更优选为70原子％以上85原子％以下的情况。
含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物优选为Fe的含量相对于Ni的含量的比为0.6以上1.5以下。通过使Fe的含量相对于Ni的含量的比为上述范围，FeNi合金组成物中的L10型FeNi规则相的含量变得易于提高。就该观点而言，Fe的含量相对于Ni的含量的比有更优选为0.8以上1.2以下的情况。含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物中，就实现含有L10型FeNi规则相的观点而言，Fe的含量相对于Ni的含量的比有优选为0.3以上的情况，有更优选为0.35以上的情况，有进一步优选为0.4以上的情况。含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物中，就实现含有L10型FeNi规则相的观点而言，Fe的含量相对于Ni的含量的比有优选为5以下的情况，有更优选为4.6以下的情况，有进一步优选为4以下的情况。
含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物也可含有Si、P、B等非晶化元素。非晶化元素为有助于使被定位为前驱物的固体的主相为非晶的元素，该前驱物用于形成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。非晶化元素的含量的总和并无限定。非晶化元素的含量的总和有优选为20原子％以下的情况，有更优选为18原子％以下的情况，有进一步优选为16原子％以下的情况。非晶化元素的含量的总和过大有可能引起含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁特性下降，但有非晶化元素的含量的总和为25原子％以下(换言的，上述总和的上限为25原子％)的FeNi合金组成物具有优异磁特性的情况，且有非晶化元素的含量的总和为35原子％以下(换言的，上述总和的上限为35原子％)的FeNi合金组成物具有优异磁特性的情况。
含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物也可含有Cu等结晶化元素。结晶化元素为有助于使以非晶作为主相的固体结晶化而形成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的元素。含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物也可含有非晶化元素及结晶化元素双方。结晶化元素的含量并无限定。结晶化元素的含量有优选为5原子％以下的情况，有更优选为2原子％以下的情况，有进一步优选为1原子％以下的情况。
本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物也可含有任意添加元素X作为上述元素以外的元素，该任意添加元素X包含选自Co、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、铂族元素、Au、Ag、Zn、In、Sn、As、Sb、Bi、S、Y、N、O、C及稀土元素所组成的群中的一种或两种以上。上述任意添加元素X包含可发挥与Fe、Ni同样的功能的元素、与Si、B、P等同样的非晶化元素、以及与Cu同样的结晶化元素。任意添加元素X可根据其功能而以置换Fe和/或Ni的一部分的方式含有。于含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物含有非晶化元素和/或结晶化元素时，能以置换其一部分的方式含有任意元素。任意添加元素X的添加量根据任意添加元素X应发挥的功能而适当设定。
本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物除基于上述元素的成分以外，也可含有不可避免的杂质。就确保作为工业制品的供给稳定性的观点而言，本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物有优选为不含源自陨石的成分的情况。
含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物有含有α-Fe的情况。可根据含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的X射线绕射图案进行确认含有α-Fe。推测α-Fe为通过被定位为前驱物的以非晶作为主相的固体结晶化而生成，该前驱物用于形成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。
于对本发明的一实施方式的FeNi合金组成物中所含的L10型FeNi规则相测定纳米电子束绕射(NBD)图案时，有优选为包含基于测定结果所算出的L10型FeNi规则相的长程有序(LRO)参数S为0.65以上的部分的情况，有更优选为包含0.70以上的部分的情况，有尤优选为包含0.75以上的部分的情况。
本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物有剩余保磁力Hcr优选为1×105A/m(100kA/m)以上的情况。本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物有L10型FeNi规则相的规则相-不规则相***温度为450℃以上600℃以下的情况。此种情况下，若被加热至该温度域或其以上，则FeNi合金组成物中所含有的L10型FeNi规则相***为不规则相，FeNi合金组成物变成实质上不含L10型FeNi规则相的组成物。该状态下的剩余保磁力Hcr为8×104A/m左右。因此，本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的剩余保磁力Hcr为1×105A/m以上表示本发明的一实施方式的FeNi合金组成物以源于L10型FeNi规则相的磁特性稳定具体呈现的程度地适量含有L10型FeNi规则相。本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的剩余保磁力Hcr有更优选为1.1×105A/m以上的情况，有进一步优选为1.2×105A/m以上的情况，有尤优选为1.3×105A/m以上的情况，有显著优选为1.4×105A/m以上的情况。
含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物有含有富Fe相及富Ni相的情况。富Fc相及富Ni相可通过使用设于电子显微镜的能量分散型X射线分析装置(Energy DispersiveX-Ray Spectrometer，简称：EDS)等而确认。富Fe相为被测定出Fe的含量较其他相多的相，且有含有α-Fe的可能性。而且，于含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物含有B作为非晶化元素时，富Fe相有含有B的可能性。富Ni相为被测定出Ni的含量较其他相多的相。于含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物含有Si、P作为非晶化元素时，富Ni相有含有Si、P的情况。L10型FeNi规则相有存在于富Fe相与富Ni相之间的情况。
(含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法)
上述本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物可通过具备以下说明的固化工序及热处理工序的制造方法而制造。
(1)固化工序
首先，固化工序中，对含有Fe及Ni的合金熔体进行液体急冷而制作以非晶作为主相的固体(非晶材)。液体急冷的方法并无限定。可例示：单辊法、双辊法等急冷薄带法；气体雾化法、水雾化法等雾化法等。就易于提高冷却速度，且提高作为非平衡制程的程度的观点而言，优选为通过急冷薄带法而制造。
如所述，为了易于获得以非晶作为主相的固体，提供含有Fe及Ni的合金熔体的母合金(以下，仅简记为“母合金”)如所述那样优选为含有Si、P、B等非晶化元素，更优选为含有选自Si、P及B所组成的群中的一种或两种以上的元素。非晶化元素的其他例可列举C。
通过在母合金中添加Si，而易于获得以非晶作为主相的固体。于母合金中的Si的添加量过多时，FeNi合金组成物中所含有的L10型FeNi规则相变少的可能性提高。就实现易于获得以非晶作为主相的固体以及易于获得恰当含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的观点而言，在母合金中添加Si时的Si的添加量有优选为设为0.5原子％以上10原子％以下的情况，有更优选为设为2原子％以上8原子％以下的情况。Si的添加量过大有可能引起含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁特性下降，但有Si的含量为20原子％以下的FeNi合金组成物具有优异磁特性的情况。另外，通常的制造方法中，为了获得母合金，所添加的元素的添加量与自母合金所得的合金熔体中的该元素的含量实质上相等，且与自该合金熔体所形成的FeNi合金组成物中的该元素的含量实质上相等。因此，本说明书中，母合金中的元素的添加量与自该母合金所得的组成物(以非晶作为主相的组成物、含有L10型FeNi规则相的组成物)中的元素的含量为指实质上相等的量。
通过在母合金中添加B，而易于获得以非晶作为主相的固体。于母合金中的B的添加量过多时，有可见如下倾向的情况：用于自以非晶作为主相的固体生成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的热处理条件的范围变窄。就实现易于获得以非晶作为主相的固体以及易于获得恰当含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的观点而言，在母合金中添加B时的B的添加量有优选为设为2原子％以上15原子％以下的情况，有更优选为设为4原子％以上12原子％以下的情况，有进一步优选为设为4原子％以上10原子％以下的情况。B的添加量过大有可能引起含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁特性下降，但有B的含量为20原子％以下的FeNi合金组成物具有优异磁特性的情况。
通过在母合金中添加P，而易于获得以非晶作为主相的固体。于母合金中的P的添加量过多时，FeNi合金组成物中所含有的L10型FeNi规则相变少的可能性提高。就实现易于获得以非晶作为主相的固体以及易于获得恰当含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的观点而言，在母合金中添加P时的P的添加量有优选为设为2原子％以上8原子％以下的情况，有更优选为设为3原子％以上6原子％以下的情况。P的添加量过大有可能引起含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁特性下降，但有P的含量为20原子％以下的FeNi合金组成物具有优异磁特性的情况。
(2)热处理工序
热处理工序中，将利用上述固化工序所得的以非晶作为主相的固体加热使的结晶化，而形成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。加热条件根据以非晶作为主相的固体的性质而适当设定。由于通过加热进行结晶化，故热处理工序中的加热温度优选为高于上述以非晶作为主相的固体的结晶化温度。
一例中，上述以非晶作为主相的固体的结晶化温度为300℃以上550℃以下。此时，只要将热处理工序中的加热温度设为300℃以上550℃以下即可。优选一例中，上述以非晶作为主相的固体的结晶化温度为300℃以上500℃以下。此时，只要将热处理工序中的加热温度设为300℃以上500℃以下即可。进一步优选一例中，上述以非晶作为主相的固体的结晶化温度为300℃以上400℃以下。此时，只要将热处理工序中的加热温度设为300℃以上400℃以下即可。加热时间根据加热温度而适当设定。基本倾向为于加热温度较高时将加热时间设定为短，于加热温度较低时将加热时间设定为长。若进行不被限定的例示，则加热时间自30分钟以上300小时以下的范围选择。若考虑到如所述那样自然界中为了形成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物而需要甚至10亿年左右的时间，便应当惊讶通过300小时左右的加热而形成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。上述L10型FeNi规则相的生成时间的缩短也受到利用分子动力学法的模拟支持。即，于非晶相的情况下，Fe及Ni的自扩散系数获得显示较平衡结晶相的情况高至少两位以上的值的计算结果。
就热处理工序中易于使上述以非晶作为主相的固体结晶化的观点而言，母合金优选为含有Cu等结晶化元素。
若以Cu为具体例进行说明，则通过在母合金中添加Cu，热处理工序中以非晶作为主相的固体的结晶化变得易于进行。于含有Fe及Ni的合金熔体中的Cu的添加量过多时，即便对含有Fe及Ni的合金熔体进行急冷也难以获得以非晶作为主相的合金的可能性变高，或者所得的以非晶作为主相的合金的均匀性下降的可能性变高。就实现易于使以非晶作为主相的固体结晶化以及易于获得以非晶作为主相的固体的观点而言，在母合金中添加Cu时的Cu的添加量有优选为设为0.1原子％以上3原子％以下的情况，有更优选为设为0.2原子％以上1.5原子％以下的情况，有进一步优选为设为0.4原子％以上1.0原子％以下的情况。
根据本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的组成，含有Fe及Ni的合金熔体中Fe的添加量与Ni的添加量的总和也可为65原子％以上90原子％以下，且含有Fe及Ni的合金熔体中Fe的添加量相对于Ni的添加量的比也可为0.6以上1.5以下。
若进行不被限定的例示，则作为母合金可列举具有Fe42Ni41.3SixB12-xP4Cu0.7(数值表示原子％，x为2以上8以下。以下相同)的组成的FeNi基合金。上述FeNi基合金中，于x为8时、即Fe42Ni41.3Si8B4P4Cu0.7更易生成L10型FeNi规则相。另外，于使用FeNi的二元系合金时，即便使组成变化或进行制造方法的调整，也极难实现L10型FeNi规则相的工业生产。
(以非晶作为主相的FeNi合金组成物)
本发明的一实施方式的以非晶作为主相的FeNi合金组成物可生成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，Fe的含量与Ni的含量的总和为65原子％以上90原子％以下，且含有非晶化元素及结晶化元素。该以非晶作为主相的FeNi合金组成物的制造方法并无限定。若实施上述含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法所具备的固化工序，则作为该工序的结果物所得的以非晶作为主相的固体可相当于上述以非晶作为主相的FeNi合金组成物。
以非晶作为主相的FeNi合金组成物的结晶化温度优选为300℃以上500℃以下，上述结晶化温度更优选为300℃以上400℃以下。
(磁性材料)
含有本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的材料可适宜用作磁性材料。而且，含有利用本发明的一实施方式的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的材料也可适宜用作磁性材料。进而，含有自本发明的一实施方式的以非晶作为主相的FeNi合金组成物所生成的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的材料也可适宜用作磁性材料。
以上说明的实施方式为了易于理解本发明而记载，并非为了限定本发明而记载。因此，以上述实施方式中所揭示的各要素也包括属于本发明的技术范围的所有设计变更及均等物为主旨。
实施例
以下，利用实施例等对本发明更具体地进行说明，但本发明的范围并不限定于这些实施例等。
(实施例1)
利用高频熔解而制作Fe42Ni41.3SixB12-xP4Cu0.7母合金，且于大气中通过单辊液体急冷法而获得带状试样(带材)。热处理为将带状试样密封于填充有氩气的石英管(silicaTube)中进行。利用以特定的热处理温度预热过的热处理炉对上述管进行热处理，而获得FeNi合金组成物。
于Fe42Ni41.3SixB12-xP4Cu0.7母合金中Si浓度较高时、即x较大时，可见易于获得非晶相的倾向。由上述母合金中的x＝8时的Fe42Ni41.3Si8B4P4Cu0.7合金所构成的带材的主相为非晶，且利用示差扫描热量计测定出的结晶化温度为400℃(升温速度为40℃/分钟)。主相为非晶的带材利用400℃且288小时的热处理而结晶化。
针对结晶化后的带材，利用X射线绕射装置(Rigaku公司制造的“SmartLab”)鉴定结构。利用市售的软件(Hulinks公司制造的“CrystalMaker”)进行实验所得的XRD(X-rayDiffraction；X射线绕射)曲线的拟合(fitting)。
将结晶化后的带材的X射线绕射图案示于图1。图1为表示利用本实施例所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的X射线绕射图案(实线)以及通过计算所求出的X射线绕射图案(虚线)的图。右侧的***图为(001)绕射的2θ为20°至30°的范围的放大图。左侧的***图为晶格常数及且以Fe原子(亮色)及Ni(暗色)原子所描绘的L10型FeNi规则相的原子排列。
如图1所示，与α-Fe及数种未知相一并检测出对应于L10型FeNi规则相的绕射波峰(图1的***图)。该实验中所得的XRD图案为以L10型FeNi规则相进行拟合。L10型FeNi规则相的晶格常数a及c分别为及L10型FeNi规则相的晶格常数成为极接近天然陨石(及)的结果。由于Fe及Ni的X射线散射因子接近，故超晶格绕射的强度微弱。计算出的(001)超晶格反射的强度为(111)基本面的0.3％，成为较至今为止以实验值观察到的值(～1.7％)低非常多的结果。其暗示带材的面垂直方向的组织的存在。
对结晶化后的带材的一部分进行氩气氛围的离子研磨处理(ion millingmethod)且设为电子显微镜试样。使用穿透式电子显微镜(日本电子公司制造的“JEM-ARM200F”)，于加速电压200kV下利用扫描穿透(STEM)模式观察试样的微细组织。本装置搭载有冷阴极型场发射电子枪与照射***像差修正器(Cs corrector)。纳米电子束绕射(NBD)图案为通过将约0.1nm大小的收敛电子束(收敛半角为4mrad)于试样面上扫描而进行观察。组成分析为使用附属于STEM的能量分散型X射线分光器(EDS)而进行。试样厚度为通过电子能量损失分光法(Electron Energy Loss Spectroscopy，简称：EELS)利用STEM模式进行估计。
图2a中表示将Fe42Ni41.3Si8B4P4Cu0.7合金于400℃退火288小时后的STEM-亮视野像。图2为表示利用本实施例所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的利用扫描式穿透电子显微镜(STEM)进行的组织观察、电子绕射像的观察以及计算结果的图。图2a为STEM-亮视野像。图2b为STEM-EDX元素映射(element mapping)，亮色部为富Fe相，暗色部为富Ni相，中间色部为Fe及Ni的合金部，认为L10型FeNi规则相包含于合金部内。图2c及图2d分别为自图2a及图2b内的圆圈的位置获得的纳米电子束绕射(NBD)像。图2e为长程有序(LRO)参数S为0.8的L10型FeNi规则结构的计算NBD图案。
如图2a所示，确认到组织包含粒径为30nm～50nm的多晶粒。STEM-EDX元素映射的结果为，判明这些微细组织如图2b所示那样包含富Fe相、富Ni相及等比组成附近的Fe-Ni合金相的至少三相。此时，Si及P于富Ni相中检测出，未自富Fe相及Fe-Ni合金相中检测出。因此，此种溶质浓度分配显示出对应于如自X射线测定(图1)检测出的α-Fe的富Fe相。XRD的未知的绕射波峰有硅化/磷化Ni相的可能性。
自Fe-Ni合金相的某一区域获得超晶格反射的纳米束绕射(NBD)图案。图2c及d为自图2a及b的以圆圈包围的区域获得的[001]入射的纳米电子束绕射(NBD)图案。明确观察到四次对称的110规则晶格绕射。其表示c轴于带试样表面垂直配向的L10型规则结构的形成。该结果与XRD测定一致。推定出的长程有序(LRO)参数S大致为0.8以上，该值为通过以LRO参数的函数的形式模拟NBD图案而进行评价。该值高于天然陨石的值(S＝0.608)，为0.65以上。有较大可能性在于闯入大气圈时陨石表面暴露于高温下而引起S减少。
图2e中表示具有S＝0.8的值的L10型FeNi规则结构的NBD图案。规则晶格绕射以白字表示。于多晶体的情况下，规则晶格反射的观察频度变低。其原因在于就超晶格绕射的强度而言因自晶带轴的方位偏离而引起规则晶格反射强度急遽下降。因此，规则度的分布也无法以实验观察到。于S为0.75以下时，规则晶格反射强度极弱而实际上未观察到。虽有此种制约，但如图2c及d所示那样成功检测出单晶电子绕射图案。其为形成有L10型FeNi规则相的强有力的实验证据。如上述，通过NBD可确认到经纳米结晶化的急冷薄带中形成高度规则化的L10型FeNi规则相。
针对结晶化后的带材，使用振动试样磁力计(Vibrating Sample Magnetometer，简称：VSM)测定饱和磁化(Ms)、保磁力(Hc)以及直流退磁剩余磁化(Md)曲线。为了测定垂直试样面的直流退磁剩余磁化(Md)，对带试样在相对于带面垂直的方向施加正方向的10000Oe的磁场。使磁场为零且记录剩余磁化。的后，于负方向施加微弱的磁场，且使磁场恢复为零并测定剩余磁化。使负的磁场增加且重复进行同样的工序而获得Md-H曲线。
将对包含带材的试样(带试样)的表面垂直地施加最大磁场为12000Oe的磁场并进行测定所得的磁滞曲线(纵轴为左侧)示于图3。图3为对带试样面垂直地施加约12000Oe的最大磁场并进行测定所得。图3的***图为表示磁畴(magnetic domain)的磁力显微镜像。图3所示的dc退磁曲线(纵轴为右侧)显示出包含L10型FeNi规则相的晶粒的磁化反转需要至少约3.5kOe。
饱和磁化(Ms)及保磁力分别为约100emu/g(以根据Fe及Ni的纯金属的密度的相加平均所得的Fe50Ni50原子分率合金的密度8.367g·cm-3换算时的饱和磁化(Ms)为约836.7g·cm-3)及700Oe。低磁场下的磁化的急激增加以及高磁场下的线性变化暗示以下两个过程。
(1)低磁场下的畴壁运动所引起的面外磁化的整齐排列(alignment；校准)。
(2)高磁场下的面内磁化向面垂直方向的旋转。
后者的过程基于在带面内具有易磁化轴的软磁性相(富Fe相及富Ni相)的存在而可容易地理解。L10型FeNi规则相的易磁化轴沿着c轴，且(基于织构)与带表面垂直。认为低磁场下的面外磁化的整齐排列为由于包含硬磁性L10型FeNi规则相的晶粒的存在。于无磁场时，磁化倾向保持于易磁化轴，即，L10型FeNi规则相的面垂向及软磁性相的面内。因此，图3中的剩余磁化(Mr)基本上取决于包含L10型FeNi规则相的晶粒，但由于面垂向的保磁力受到面内磁化的旋转的强烈影响，故软磁性相的体积分率越高则试样的保磁力越低。
L10型FeNi规则相的磁反转可根据直流退磁剩余磁化(Md)曲线(图3)而理解。基本上Md为初期饱和的包含L10型FeNi规则相的晶粒于施加有反转磁场时会剩余的磁化。图3显示出带试样中存在的包含L10型FeNi规则相的晶粒的磁化反转需要至少约3.5kOe。包含L10型FeNi规则相的晶粒向其他方向的规则化[例如(111)等]会于更低的反转磁场下产生磁反转。因此，认为包含L10型FeNi规则相的晶粒的磁反转磁场超过3.5kOe。该较高的反转磁场与L10型FeNi规则相的较高磁各向异性的性质一致。使用磁力显微镜(MFM)也获得磁畴影像。将沿着表面形貌的典型MFM像示于图3的***图。为了排除MFM像中的表面形貌的效果，而使针尖(tip)与试样表面的距离于25nm至100nm内变化。显示出所有情况下MFM像均相同，像的对比主要通过磁针尖(magnetic tip)与试样的面垂向磁气的相互作用而产生。试样的磁畴(图3的***图)与包含软磁性相与硬磁性相双方的其他硬磁性纳米复合磁铁类似。通过以上的结构特性及磁特性双方，认为确认到人工L10型FeNi规则相的生成。
通过以上的实施例可理解以下内容。
可利用简便的方法人工地制作较天然陨石高品质的化学规则化的硬磁性L10型FeNi规则相。即，利用本实施例所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物不含源自陨石的成分。通过使对FeNiSiBPCu合金进行液体急冷所得的以非晶相作为主相的固体结晶化，可将对天然陨石而言估计需要数亿年的L10型FeNi规则相的生成时间缩短为300小时。
本发明的FeNi合金组成物所含的人工L10型FeNi规则相显示出至今为止未观察到的明确的110超晶格绕射，且具有通过至少3.5kOe以上的施加磁场所产生的较高磁化反转。本发明的FeNi合金组成物所含的人工L10型FeNi规则相具有所推定的规则度参数(S≥0.8)，该值于天然陨石中所含有的L10型FeNi规则相的规则度参数、人工制造的其他组成物中的L10型FeNi规则相的规则度参数、以及利用特别方法所制作的积层膜中所含的L10型FeNi规则相中为最高。
认为通过液体急冷非平衡非晶相的结晶化而以短时间生成人工L10型FeNi规则相的原因为由于同时满足以下三个因素：
(因素1)非晶中的构成元素的高速扩散；
(因素2)L10型FeNi规则相自非晶析出时的高驱动力；以及
(因素3)不均匀非晶中团簇(cluster)的内含含有L10型FeNi规则相。
(实施例2至实施例24)
准备表1至表16所示的组成的母合金。利用高频熔解而制作母合金，且于大气中通过单辊液体急冷法而获得带状试样(带材)。热处理为将带状试样密封于填充有氩气的石英管中进行。利用以特定的热处理温度预热过的热处理炉对这些管进行热处理，而获得FeNi合金组成物。另外，表1中，“Fe/Ni”为母合金中的Fe的含量(原子％)相对于Ni的含量(原子％)的比。该比与热处理后的FeNi合金组成物中的Fe的含量(原子％)相对于Ni的含量(原子％)的比实质上相等。而且，“磁性元素比率”为母合金中的磁性元素(具体而言为Fe及Ni)的含量(原子％)相对于母合金整体的比。该比与热处理后的FeNi合金组成物中的磁性元素(具体而言为Fe及Ni)的含量(原子％)相对于FeNi合金组成物整体的比实质上相等。另外，实施例16-3的热处理后的带材(FeNi合金组成物)等于实施例1中详细评价过的将Fe42Ni41.3SixB12-xP4Cu0.7作为母合金且利用400℃且288小时的热处理而结晶化的带材。
针对热处理前及热处理后的带材(FeNi合金组成物)，利用X射线绕射装置(Rigaku公司制造的“SmartLab”)鉴定结构。将其结果示于表1至表16。X射线绕射的结果以如下方式显示。于判定测定对象为非晶状态时显示“A”。于虽确认到若干波峰但实质上无法鉴定该波峰，且判定测定对象大致为非晶状态时显示“AA”。X射线绕射的结果中的“AM”表示判定测定对象为主相为非晶且有微晶析出的状态的情况。X射线绕射的结果中的“AC”表示判定测定对象为非晶相与结晶相混合存在的状态的情况。关于热处理后的带材，确认到角度(2θ)位于45°左右的归属为α-Fe的波峰(波峰α)与角度(2θ)位于24°左右的归属为L10型FeNi规则相的波峰(波峰L10)时，显示波峰L10的强度相对于波峰α的强度的比。该比为“0”的情况表示虽确认到波峰L10但相对于杂信位准的强度较低，因此无法算出波峰L10的强度。X射线绕射的结果中的“-”表示未进行测定。
针对热处理后的带材测定保磁力Hc及剩余保磁力Hcr。将测定结果示于表1至表16。保磁力Hc的测定使用振动试样型磁力计(东英工业公司制造的“PV-M10-5”)，测定时的振动频率为80Hz。剩余保磁力Hcr的测定使用振动试样型磁力计(东荣科学产业公司制造的“PV-M10-5”)，测定时的振动频率为1.7kHz。基于测定器的功能，测定结果的单位为cgs-Gauss单位制(Oe)，因此也显示换算成SI单位制(A/m)的结果。也有未测定剩余保磁力Hcr的情况，此时表中显示为“-”。其他测定中，“-”也表示未进行测定。
剩余保磁力Hcr为将于与测定对象的磁化方向相反的方向强度变动的外部磁场一面分阶段提高其最大强度一面施加而进行测定。因此，剩余保磁力Hcr表示测定对象内被最强磁化的部分的保磁力。于热处理后的带材(FeNi合金组成物)中含有L10型FeNi规则相时，L10型FeNi规则相较FeNi合金组成物中的其他部分更强地磁化。因此，于FeNi合金组成物中含有L10型FeNi规则相时，认为FeNi合金组成物的剩余保磁力Hcr表示FeNi合金组成物中所含的L10型FeNi规则相的保磁力。即，认为通过剩余保磁力Hcr可简易地判别FeNi合金组成物内是否含有L10型FeNi规则相，且于判定FeNi合金组成物内含有L10型FeNi规则相时，可根据剩余保磁力Hcr的值获得L10型FeNi规则相的质的或量的信息。例如，关于实施例3-3的FeNi合金组成物，虽通过X射线绕射无法算出波峰L10的强度，但剩余保磁力Hcr为1.9×105A/m，成为充分高的值。因此，判定实施例3-3的FeNi合金组成物中含有L10型FeNi规则相。
关于实施例14-4、实施例15-3及实施例16-3各自的FeNi合金组成物，使用穿透式电子显微镜(TEM)进行结晶结构的观察，而直接观察到这些FeNi合金组成物中的L10型FeNi规则相的存在。将实施例14-4的观察结果示于图4，将实施例15-3的观察结果示于图5。如所述，实施例16-3的FeNi合金组成物与实施例1中详细评价过的FeNi合金组成物相等，因此实施例16-3的观察结果为图2所示的结果。
(实施例25)
针对具有实施例16的组成的带材(参照表17)进行用于结晶化的热处理(288℃，1小时)后，进行如表18所示的追加热处理，且针对热处理后的FeNi合金组成物(带材)进行X射线绕射光谱的测定及磁特性的评价。利用磁特性的测定也测定饱和磁化Ms(单位：emu/g)。将结果示于表18。
如表18所示，若提高追加热处理的条件中的加热温度，则剩余保磁力Hcr会下降，于追加热处理的温度为600℃以上时，剩余保磁力Hcr未达1×105A/m。该温度域有超过FeNi合金组成物中所含的L10型FeNi规则相的规则相-不规则相***温度的可能性。
本发明的若干实施例的目的在于使用如非专利文献10及11所揭示的将以非晶作为主相的合金作为前驱物且利用纳米结晶化的非平衡制程，而提供含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。而且，本发明的若干实施例的目的在于提供含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法、可生成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的以非晶作为主相的FeNi合金组成物、以及含有上述含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁性材料、含有利用含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁性材料、及含有自上述以非晶作为主相的FeNi合金组成物所生成的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁性材料。
为了上述目的而提供的本发明的若干实施例如下所述。
[1]一种含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，其特征在于，利用如下制造方法而制造：对含有Fe及Ni的合金熔体进行液体急冷而制作以非晶作为主相的固体，且使所得的所述以非晶作为主相的固体结晶化。
[2]如上述[1]所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，所述以非晶作为主相的固体的结晶化温度为300℃以上500℃以下，用于使所述以非晶作为主相的固体结晶化的加热温度为300℃以上500℃以下。
[3]如上述[1]或[2]所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，Fe的含量与Ni的含量的总和为65原子％以上90原子％以下。
[4]如上述[1]至[3]中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，Fe的含量相对于Ni的含量的比为0.6以上1.5以下。
[5]如上述[1]至[4]中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，含有非晶化元素及结晶化元素。
[6]如上述[1]至[5]中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，含有α-Fe。
[7]如上述[1]至[6]中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，含有富Fe相及富Ni相。
[8]一种含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，其特征在于，包括：固化工序，对含有Fe及Ni的合金熔体进行液体急冷而制作以非晶作为主相的固体；及热处理工序，将利用所述固化工序所得的所述以非晶作为主相的固体加热使的结晶化，而形成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。
[9]如上述[8]所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，所述固化工序中所得的所述以非晶作为主相的固体的结晶化温度为300℃以上500℃以下，所述热处理工序中的加热温度为300℃以上500℃以下。
[10]如上述[8]或[9]所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，提供所述含有Fe及Ni的合金熔体的母合金含有非晶化元素及结晶化元素。
[11]如上述[8]至[10]中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，提供所述含有Fe及Ni的合金熔体的母合金中Fe的添加量与Ni的添加量的总和为65原子％以上90原子％以下。
[12]如上述[8]至[11]中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法，提供所述含有Fe及Ni的合金熔体的母合金中Fe的添加量相对于Ni的添加量的比为0.6以上1.5以下。
[13]一种以非晶作为主相的FeNi合金组成物，其特征在于，可生成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物，Fe的含量与Ni的含量的总和为65原子％以上90原子％以下，且含有非晶化元素及结晶化元素。
[14]如上述[13]所述的以非晶作为主相的FeNi合金组成物，结晶化温度为300℃以上500℃以下。
[15]一种磁性材料，含有如上述[1]至[7]中任一所述的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。
[16]一种磁性材料，其特征在于，含有利用如上述[8]或[12]中任一所述的制造方法所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。
[17]一种磁性材料，其特征在于，含有自如上述[13]或[14]所述的以非晶作为主相的FeNi合金组成物所生成的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。
根据上述本发明的若干实施例，可使用将以非晶作为主相的合金作为前驱物且利用纳米结晶化的非平衡制程，而提供含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物。而且，根据本发明，可提供含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法、可生成含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的以非晶作为主相的FeNi合金组成物、以及含有上述含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁性材料、含有利用含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的制造方法所制造的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁性材料、及含有自上述以非晶作为主相的FeNi合金组成物所生成的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物的磁性材料。
[产业上的可利用性]
本发明的含有L10型FeNi规则相的FeNi合金组成物完全无稀土元素，且根据具有较高的大量生产性的特色而为革新的下一代硬磁铁材料，可有助于解决21世纪的人类社会所存在的资源问题。

Claims (35)

1.一种含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，铁的含量与镍的含量的总和为90原子％以下。
2.根据权利要求1所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，含有非晶化元素。
3.根据权利要求2所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，所述非晶化元素含有选自硅、硼及磷所组成的群中的一种或两种以上。
4.根据权利要求2或3所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，所述非晶化元素的含量的总和为35原子％以下。
5.一种含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，含有硅。
6.根据权利要求5所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，硅的含量为0.5原子％以上。
7.根据权利要求5或6所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，硅的含量为20原子％以下。
8.根据权利要求5至7中任一所述的铁镍合金组成物，其特征在于，铁的含量与镍的含量的总和为90原子％以下。
9.根据权利要求5至8中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，进一步含有硅以外的非晶化元素。
10.根据权利要求9所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，所述非晶化元素含有硼及磷的至少一个。
11.根据权利要求9或10所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，所述非晶化元素的含量的总和为35原子％以下。
12.根据权利要求1至11中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，铁的含量相对于镍的含量的比为0.3以上5以下。
13.根据权利要求1至12中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，铁的含量与镍的含量的总和为65原子％以上。
14.根据权利要求1至13中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，含有结晶化元素。
15.根据权利要求1至14中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，进一步含有选自铜、钴、钛、锆、氟化氢、钒、铌、钽、铬、钼、钨、锰、铼、铂族元素、金、银、锌、铟、锡、砷、锑、铋、硫、钇、氮、氧、碳及稀土元素所组成的群中的一种或两种以上。
16.根据权利要求1至15中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，不含源自陨石的成分。
17.根据权利要求1至16中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，具有如下部分：于对所述L10型铁镍规则相测定纳米电子束绕射(NBD)图案时，基于测定结果所算出的所述L10型铁镍规则相的长程有序参数S为0.65以上。
18.根据权利要求1至17中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，剩余保磁力Hcr为1×105A/m以上。
19.根据权利要求1至18中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，所述铁镍合金组成物所含的所述L10型铁镍规则相的规则相-不规则相***温度为450℃以上600℃以下。
20.根据权利要求1至19中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，含有阿尔发-铁。
21.根据权利要求1至20中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，含有富铁相及富镍相。
22.一种含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物的制造方法，其特征在于，包括：
固化工序，对含有铁及镍的合金熔体进行液体急冷而制作以非晶作为主相的固体；及
热处理工序，将利用所述固化工序所得的所述以非晶作为主相的固体加热使的结晶化，而形成含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物。
23.根据权利要求22所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物的制造方法，其特征在于，所述固化工序中所得的所述以非晶作为主相的固体的结晶化温度为300℃以上550℃以下。
24.根据权利要求22或23所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物的制造方法，其特征在于，所述热处理工序中的加热温度为300℃以上550℃以下。
25.根据权利要求22至24中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物的制造方法，其特征在于，所述热处理工序中的加热温度为所述以非晶作为主相的固体的结晶化温度以上。
26.根据权利要求22至25中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物的制造方法，其特征在于，所述热处理工序中的加热温度为所述铁镍合金组成物中所含的所述L10型铁镍规则相的规则相-不规则相***温度以下。
27.根据权利要求22至26中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物的制造方法，其特征在于，提供所述含有铁及镍的合金熔体的母合金的组成包含根据权利要求1至16中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物的组成。
28.一种以非晶作为主相的铁镍合金组成物，其特征在于，可生成含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，且包含根据权利要求1至16中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物的组成。
29.根据权利要求28所述的以非晶作为主相的铁镍合金组成物，其特征在于，结晶化温度为300℃以上550℃以下。
30.一种非晶材的母合金，其特征在于，包含根据权利要求1至16中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物的组成。
31.一种非晶材，其特征在于，自根据权利要求30所述的母合金获得。
32.一种含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物，其特征在于，自根据权利要求31所述的非晶材获得。
33.一种磁性材料，其特征在于，含有根据权利要求1至21及32中任一所述的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物。
34.一种磁性材料的制造方法，其特征在于，该磁性材料含有利用根据权利要求22至27中任一所述的制造方法所制造的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物。
35.一种磁性材料，其特征在于，含有自根据权利要求28或29所述的以非晶作为主相的铁镍合金组成物获得的含有L10型铁镍规则相的铁镍合金组成物。
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