JP2001068321A - 酸化物磁性材料、フェライト粒子、焼結磁石、ボンディッド磁石、磁気記録媒体およびモータ - Google Patents
酸化物磁性材料、フェライト粒子、焼結磁石、ボンディッド磁石、磁気記録媒体およびモータInfo
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- JP2001068321A JP2001068321A JP2000175824A JP2000175824A JP2001068321A JP 2001068321 A JP2001068321 A JP 2001068321A JP 2000175824 A JP2000175824 A JP 2000175824A JP 2000175824 A JP2000175824 A JP 2000175824A JP 2001068321 A JP2001068321 A JP 2001068321A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 飽和磁化と磁気異方性が共に高い六方晶フェ
ライトを実現して、高い残留磁束密度と高い保磁力とを
有すると共に、保磁力の温度特性が極めて優れ、特に低
温域においても保磁力の低下が少ないフェライト磁石を
提供する。 【解決手段】 六方晶構造を有するフェライトを主相と
し、かつSr、Ba、CaおよびPbから選択される少
なくとも1種の元素であって、Srを必ず含むものをA
とし、希土類元素(Yを含む)およびBiから選択され
る少なくとも1種の元素であってLaを必ず含むものを
Rとし、CoであるかCoおよびZnをMとしたとき、
A,R,FeおよびMそれぞれの金属元素の総計の構成
比率が、全金属元素量に対し、A:1〜13原子%、
R:0.05〜10原子%、Fe:80〜95原子%、
M:0.1〜5原子%である組成を有する酸化物磁性材
料を用い、フェライト粒子、焼結磁石、ボンディット磁
石、磁気記録媒体などを構成する。
ライトを実現して、高い残留磁束密度と高い保磁力とを
有すると共に、保磁力の温度特性が極めて優れ、特に低
温域においても保磁力の低下が少ないフェライト磁石を
提供する。 【解決手段】 六方晶構造を有するフェライトを主相と
し、かつSr、Ba、CaおよびPbから選択される少
なくとも1種の元素であって、Srを必ず含むものをA
とし、希土類元素(Yを含む)およびBiから選択され
る少なくとも1種の元素であってLaを必ず含むものを
Rとし、CoであるかCoおよびZnをMとしたとき、
A,R,FeおよびMそれぞれの金属元素の総計の構成
比率が、全金属元素量に対し、A:1〜13原子%、
R:0.05〜10原子%、Fe:80〜95原子%、
M:0.1〜5原子%である組成を有する酸化物磁性材
料を用い、フェライト粒子、焼結磁石、ボンディット磁
石、磁気記録媒体などを構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、それぞれフェライ
トを有する磁石粉末および焼結磁石と、前記磁石粉末を
それぞれ含むボンディッド磁石および磁気記録媒体と、
フェライト相を含む薄膜磁性層を有する磁気記録媒体
と、このような磁石を用いたモータとに関する。
トを有する磁石粉末および焼結磁石と、前記磁石粉末を
それぞれ含むボンディッド磁石および磁気記録媒体と、
フェライト相を含む薄膜磁性層を有する磁気記録媒体
と、このような磁石を用いたモータとに関する。
【0002】
【従来の技術】酸化物永久磁石材料には、六方晶系のS
rフェライトまたはBaフェライトがあるが、現在はマ
グネトプランバイト型(M型)のSrフェライト、また
はBaフェライトが主に用いられており、これらの焼結
磁石やボンディッド磁石が製造されている。
rフェライトまたはBaフェライトがあるが、現在はマ
グネトプランバイト型(M型)のSrフェライト、また
はBaフェライトが主に用いられており、これらの焼結
磁石やボンディッド磁石が製造されている。
【0003】磁石特性のうち特に重要なものは、残留磁
束密度(Br)および固有保磁力(HcJ)である。
束密度(Br)および固有保磁力(HcJ)である。
【0004】Brは、磁石の密度およびその配向度と、
その結晶構造で決まる飽和磁化(4πIs)とで決定さ
れ、 Br=4πIs×配向度×密度 で表わされる。M型のSrフェライトやBaフェライト
の4πIsは約4.65kGである。密度と配向度とは、
最も高い値が得られる焼結磁石の場合でもそれぞれ98
%程度が限界である。したがって、これらの磁石のBr
は4.46kG程度が限界であり、4.5kG以上の高いB
rを得ることは、従来、実質的に不可能であった。
その結晶構造で決まる飽和磁化(4πIs)とで決定さ
れ、 Br=4πIs×配向度×密度 で表わされる。M型のSrフェライトやBaフェライト
の4πIsは約4.65kGである。密度と配向度とは、
最も高い値が得られる焼結磁石の場合でもそれぞれ98
%程度が限界である。したがって、これらの磁石のBr
は4.46kG程度が限界であり、4.5kG以上の高いB
rを得ることは、従来、実質的に不可能であった。
【0005】本発明者らは、特開平9−115715号
公報において、M型フェライトに例えばLaとZnとを
適量含有させることにより、4πIsを最高約200G
高めることが可能であり、これによって4.5kG以上の
Brが得られることを見出した。しかしこの場合、後述
する異方性磁場(HA)が低下するため、4.5kG以上
のBrと3.5kOe以上のHcJとを同時に得ることは困
難であった。
公報において、M型フェライトに例えばLaとZnとを
適量含有させることにより、4πIsを最高約200G
高めることが可能であり、これによって4.5kG以上の
Brが得られることを見出した。しかしこの場合、後述
する異方性磁場(HA)が低下するため、4.5kG以上
のBrと3.5kOe以上のHcJとを同時に得ることは困
難であった。
【0006】HcJは、異方性磁場{HA(=2K1/I
s)}と単磁区粒子比率(fc)との積(HA×fc)
に比例する。ここで、K1は結晶磁気異方性定数であ
り、Isと同様に結晶構造で決まる定数である。M型B
aフェライトの場合、K1=3.3×106erg/cm3であ
り、M型Srフェライトの場合、K1=3.5×106er
g/cm 3である。このように、M型Srフェライトは最大
のK1をもつことが知られているが、K1をこれ以上向上
させることは困難であった。
s)}と単磁区粒子比率(fc)との積(HA×fc)
に比例する。ここで、K1は結晶磁気異方性定数であ
り、Isと同様に結晶構造で決まる定数である。M型B
aフェライトの場合、K1=3.3×106erg/cm3であ
り、M型Srフェライトの場合、K1=3.5×106er
g/cm 3である。このように、M型Srフェライトは最大
のK1をもつことが知られているが、K1をこれ以上向上
させることは困難であった。
【0007】一方、フェライト粒子が単磁区状態となれ
ば、磁化を反転させるためには異方性磁場に逆らって磁
化を回転させる必要があるから、最大のHcJが期待され
る。フェライト粒子を単磁区粒子化するためには、フェ
ライト粒子の大きさを下記の臨界径(dc)以下にする
ことが必要である。
ば、磁化を反転させるためには異方性磁場に逆らって磁
化を回転させる必要があるから、最大のHcJが期待され
る。フェライト粒子を単磁区粒子化するためには、フェ
ライト粒子の大きさを下記の臨界径(dc)以下にする
ことが必要である。
【0008】 dc=2(k・Tc・K1/a)1/2/Is2
【0009】ここで、kはボルツマン定数、Tcはキュ
リー温度、aは鉄イオン間距離である。M型Srフェラ
イトの場合、dcは約1μmであるから、例えば焼結磁
石を作製する場合は、焼結体の結晶粒径を1μm以下に
制御することが必要になる。高いBrを得るための高密
度化かつ高配向度と同時に、このように微細な結晶粒を
実現することは従来困難であったが、本発明者らは特開
平6−53064号において、新しい製造方法を提案
し、従来にない高特性が得られることを示した。しか
し、この方法においても、Brが4.4kGのときにはH
cJが4.0kOe程度となり、4.4kG以上の高いBrを
維持してかつ4.5kOe以上の高いHcJを同時に得るこ
とは困難であった。
リー温度、aは鉄イオン間距離である。M型Srフェラ
イトの場合、dcは約1μmであるから、例えば焼結磁
石を作製する場合は、焼結体の結晶粒径を1μm以下に
制御することが必要になる。高いBrを得るための高密
度化かつ高配向度と同時に、このように微細な結晶粒を
実現することは従来困難であったが、本発明者らは特開
平6−53064号において、新しい製造方法を提案
し、従来にない高特性が得られることを示した。しか
し、この方法においても、Brが4.4kGのときにはH
cJが4.0kOe程度となり、4.4kG以上の高いBrを
維持してかつ4.5kOe以上の高いHcJを同時に得るこ
とは困難であった。
【0010】また、焼結体の結晶粒径を1μm以下に制
御するためには、焼結段階での粒成長を考慮すると、成
形段階での粒子サイズを好ましくは0.5μm以下にす
る必要がある。このような微細な粒子を用いると、成形
時間の増加や成形時のクラックの増加などにより、一般
的に生産性が低下するという問題がある。このため、高
特性化と高生産性とを両立させることは非常に困難であ
った。
御するためには、焼結段階での粒成長を考慮すると、成
形段階での粒子サイズを好ましくは0.5μm以下にす
る必要がある。このような微細な粒子を用いると、成形
時間の増加や成形時のクラックの増加などにより、一般
的に生産性が低下するという問題がある。このため、高
特性化と高生産性とを両立させることは非常に困難であ
った。
【0011】一方、高いHcJを得るためには、Al2O3
やCr2O3の添加が有効であることが従来から知られて
いた。この場合、Al3+やCr3+はM型構造中の「上向
き」スピンをもつFe3+を置換してHAを増加させると
共に、粒成長を抑制する効果があるため、4.5kOe以
上の高いHcJが得られる。しかし、Isが低下すると共
に焼結密度も低下しやすくなるため、Brは著しく低下
する。このため、HcJが4.5kOeとなる組成では最高
でも4.2kG程度のBrしか得られなかった。
やCr2O3の添加が有効であることが従来から知られて
いた。この場合、Al3+やCr3+はM型構造中の「上向
き」スピンをもつFe3+を置換してHAを増加させると
共に、粒成長を抑制する効果があるため、4.5kOe以
上の高いHcJが得られる。しかし、Isが低下すると共
に焼結密度も低下しやすくなるため、Brは著しく低下
する。このため、HcJが4.5kOeとなる組成では最高
でも4.2kG程度のBrしか得られなかった。
【0012】ところで、従来のM型フェライト焼結磁石
のHcJの温度依存性は+13Oe/℃程度で、温度係数は
+0.3〜+0.5%/℃程度の比較的大きな値であっ
た。このため、低温側でHcJが大きく減少し、減磁する
場合があった。この減磁を防ぐためには、室温における
HcJを例えば5kOe程度の大きな値にする必要があるの
で、同時に高いBrを得ることは実質的に不可能であっ
た。M型フェライト粉末のHcJの温度依存性は異方性焼
結磁石に比べると優れているが、それでも少なくとも+
8Oe/℃程度で、温度係数は+0.15%/℃以上であ
り、温度特性をこれ以上改善することは困難であった。
のHcJの温度依存性は+13Oe/℃程度で、温度係数は
+0.3〜+0.5%/℃程度の比較的大きな値であっ
た。このため、低温側でHcJが大きく減少し、減磁する
場合があった。この減磁を防ぐためには、室温における
HcJを例えば5kOe程度の大きな値にする必要があるの
で、同時に高いBrを得ることは実質的に不可能であっ
た。M型フェライト粉末のHcJの温度依存性は異方性焼
結磁石に比べると優れているが、それでも少なくとも+
8Oe/℃程度で、温度係数は+0.15%/℃以上であ
り、温度特性をこれ以上改善することは困難であった。
【0013】本発明者らは、特開平6−53064号公
報において、粉砕によってフェライト粒子に結晶歪みを
導入することにより、HcJの温度変化率を低減できるこ
とを提案した。しかし、この場合、粒子のHcJも同時に
低下するため、サブミクロンサイズのM型Srフェライ
トを用いたとしても、高いHcJと優れたHcJの温度特性
を同時に実現することは困難であった。
報において、粉砕によってフェライト粒子に結晶歪みを
導入することにより、HcJの温度変化率を低減できるこ
とを提案した。しかし、この場合、粒子のHcJも同時に
低下するため、サブミクロンサイズのM型Srフェライ
トを用いたとしても、高いHcJと優れたHcJの温度特性
を同時に実現することは困難であった。
【0014】フェライト磁石は、耐環境性に優れ安価で
もあることから、自動車の各部に用いられるモータなど
に使用されることが多い。自動車は、寒冷あるいは酷暑
の環境で使用されることがあり、モータにもこのような
厳しい環境下での安定した動作が要求される。しかし、
従来のフェライト磁石は、上述したように低温環境下で
の保磁力の劣化が著しく、「低温減磁」と称する不可逆
減磁が起きる場合があり問題があった。
もあることから、自動車の各部に用いられるモータなど
に使用されることが多い。自動車は、寒冷あるいは酷暑
の環境で使用されることがあり、モータにもこのような
厳しい環境下での安定した動作が要求される。しかし、
従来のフェライト磁石は、上述したように低温環境下で
の保磁力の劣化が著しく、「低温減磁」と称する不可逆
減磁が起きる場合があり問題があった。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、飽和
磁化と磁気異方性が共に高い六方晶フェライトを実現す
ることにより、従来の六方晶フェライト磁石では達成不
可能であった高い残留磁束密度と高い保磁力とを有する
フェライト磁石を提供することである。また、本発明の
他の目的は、高い残留磁束密度と高い保磁力とを有する
と共に、保磁力の温度特性が極めて優れ、特に低温域に
おいても保磁力の低下が少ないフェライト磁石を提供す
ることである。また、本発明の他の目的は、粒径1μm
を超える比較的粗いフェライト粒子を用いて高残留磁束
密度と高保磁力とを有するフェライト磁石を実現するこ
とである。また、本発明の他の目的は、高い残留磁束密
度を有し、熱的にも安定な磁気記録媒体を提供すること
である。また、本発明の他の目的は、高効率、高トルク
で小型・軽量化の可能なモータを提供することである。
磁化と磁気異方性が共に高い六方晶フェライトを実現す
ることにより、従来の六方晶フェライト磁石では達成不
可能であった高い残留磁束密度と高い保磁力とを有する
フェライト磁石を提供することである。また、本発明の
他の目的は、高い残留磁束密度と高い保磁力とを有する
と共に、保磁力の温度特性が極めて優れ、特に低温域に
おいても保磁力の低下が少ないフェライト磁石を提供す
ることである。また、本発明の他の目的は、粒径1μm
を超える比較的粗いフェライト粒子を用いて高残留磁束
密度と高保磁力とを有するフェライト磁石を実現するこ
とである。また、本発明の他の目的は、高い残留磁束密
度を有し、熱的にも安定な磁気記録媒体を提供すること
である。また、本発明の他の目的は、高効率、高トルク
で小型・軽量化の可能なモータを提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(16)のいずれかの構成により達成される。 (1) 六方晶構造を有するフェライトを主相とし、か
つSr、Ba、CaおよびPbから選択される少なくと
も1種の元素であって、Srを必ず含むものをAとし、
希土類元素(Yを含む)およびBiから選択される少な
くとも1種の元素であってLaを必ず含むものをRと
し、CoであるかCoおよびZnをMとしたとき、A,
R,FeおよびMそれぞれの金属元素の総計の構成比率
が、全金属元素量に対し、A:1〜13原子%、R:
0.05〜10原子%、Fe:80〜95原子%、M:
0.1〜5原子%である組成を有する酸化物磁性材料。 (2) 式I A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 と表したとき、 0.04≦x≦0.9、 0.04≦y≦0.5、 0.7≦z≦1.2 である上記(1)の酸化物磁性材料。 (3) 前記M中のCoの比率が10原子%以上である
上記(1)または(2)の酸化物磁性材料。 (4) 上記(1)〜(3)のいずれかの酸化物磁性材
料を含有するフェライト粒子。 (5) 式I A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 と表したとき、 0.04≦x≦0.9、 0.04≦y≦0.5、 0.8≦x/y≦20、 0.7≦z≦1.2 である上記(4)のフェライト粒子。 (6) Sr、Ba、CaおよびPbから選択される少
なくとも1種の元素であって、Srを必ず含むものをA
とし、希土類元素(Yを含む)およびBiから選択され
る少なくとも1種の元素であってLaを必ず含むものを
Rとし、CoであるかCoおよびZnをMとしたとき、
A,R,FeおよびMを含有し、−50℃〜50℃にお
ける固有保磁力(HcJ)の温度依存性(Oe /℃)の絶
対値を|ΔHcJ/ΔT|と表し、HcJの単位をkOe と
したとき、 式III |ΔHcJ/ΔT|≦5/3HcJ−7/3 を満足する固有保磁力(HcJ)および温度依存性(Oe
/℃)を有するフェライト粒子。 (7) 上記(4)〜(6)のいずれかのフェライト粒
子を含むボンディッド磁石。 (8) 上記(1)〜(3)のいずれかの酸化物磁性材
料を含有する焼結磁石。
(1)〜(16)のいずれかの構成により達成される。 (1) 六方晶構造を有するフェライトを主相とし、か
つSr、Ba、CaおよびPbから選択される少なくと
も1種の元素であって、Srを必ず含むものをAとし、
希土類元素(Yを含む)およびBiから選択される少な
くとも1種の元素であってLaを必ず含むものをRと
し、CoであるかCoおよびZnをMとしたとき、A,
R,FeおよびMそれぞれの金属元素の総計の構成比率
が、全金属元素量に対し、A:1〜13原子%、R:
0.05〜10原子%、Fe:80〜95原子%、M:
0.1〜5原子%である組成を有する酸化物磁性材料。 (2) 式I A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 と表したとき、 0.04≦x≦0.9、 0.04≦y≦0.5、 0.7≦z≦1.2 である上記(1)の酸化物磁性材料。 (3) 前記M中のCoの比率が10原子%以上である
上記(1)または(2)の酸化物磁性材料。 (4) 上記(1)〜(3)のいずれかの酸化物磁性材
料を含有するフェライト粒子。 (5) 式I A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 と表したとき、 0.04≦x≦0.9、 0.04≦y≦0.5、 0.8≦x/y≦20、 0.7≦z≦1.2 である上記(4)のフェライト粒子。 (6) Sr、Ba、CaおよびPbから選択される少
なくとも1種の元素であって、Srを必ず含むものをA
とし、希土類元素(Yを含む)およびBiから選択され
る少なくとも1種の元素であってLaを必ず含むものを
Rとし、CoであるかCoおよびZnをMとしたとき、
A,R,FeおよびMを含有し、−50℃〜50℃にお
ける固有保磁力(HcJ)の温度依存性(Oe /℃)の絶
対値を|ΔHcJ/ΔT|と表し、HcJの単位をkOe と
したとき、 式III |ΔHcJ/ΔT|≦5/3HcJ−7/3 を満足する固有保磁力(HcJ)および温度依存性(Oe
/℃)を有するフェライト粒子。 (7) 上記(4)〜(6)のいずれかのフェライト粒
子を含むボンディッド磁石。 (8) 上記(1)〜(3)のいずれかの酸化物磁性材
料を含有する焼結磁石。
【0017】(9) 式II A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 と表したとき、 0.04≦x≦0.9、 0.04≦y≦0.5、 0.4≦x/y≦4、 0.7≦z≦1.2 である上記(8)の焼結磁石。 (10) 25℃での固有保磁力HcJ(単位kOe)と残
留磁束密度Br(単位kG)とが、HcJ≧4のとき 式IV Br+1/3HcJ≧5.75 を満足し、HcJ<4のとき 式V Br+1/10HcJ≧4.82 を満足する上記(8)〜(9)のいずれかの焼結磁石。 (11) −25℃での保磁力HcJ(単位kOe)と残留
磁束密度Br(単位kG)とが、 式VI Br+1/3HcJ≧5.95 を満足する上記(8)〜(10)のいずれかの焼結磁
石。 (12) −50℃〜50℃における保磁力の温度係数
の絶対値が0.25%/℃以下である上記(8)〜(1
1)のいずれかの焼結磁石。 (13) Sr、Ba、CaおよびPbから選択される
少なくとも1種の元素であって、Srを必ず含むものを
Aとし、希土類元素(Yを含む)およびBiから選択さ
れる少なくとも1種の元素であってLaを必ず含むもの
をRとし、CoであるかCoおよびZnをMとしたと
き、A,R,FeおよびMを含有し、25℃での保磁力
HcJ(単位kOe)と残留磁束密度Br(単位kG)とが、
HcJ≧4のとき 式IV Br+1/3HcJ≧5.75 を満足し、HcJ<4のとき 式V Br+1/10HcJ≧4.82 を満足する焼結磁石。 (14) Sr、Ba、CaおよびPbから選択される
少なくとも1種の元素であって、Srを必ず含むものを
Aとし、希土類元素(Yを含む)およびBiから選択さ
れる少なくとも1種の元素であってLaを必ず含むもの
をRとし、CoであるかCoおよびZnをMとしたと
き、A,R,FeおよびMを含有し、−25℃での保磁
力HcJ(単位kOe)と残留磁束密度Br(単位kG)と
が、 式VI Br+1/3HcJ≧5.95 を満足する焼結磁石。 (15) 上記(8)〜(14)のいずれかの焼結磁石
を有するモータ。 (16) 上記(1)〜(3)の酸化物磁性材料を含有
する薄膜磁性層を有する磁気記録媒体。
留磁束密度Br(単位kG)とが、HcJ≧4のとき 式IV Br+1/3HcJ≧5.75 を満足し、HcJ<4のとき 式V Br+1/10HcJ≧4.82 を満足する上記(8)〜(9)のいずれかの焼結磁石。 (11) −25℃での保磁力HcJ(単位kOe)と残留
磁束密度Br(単位kG)とが、 式VI Br+1/3HcJ≧5.95 を満足する上記(8)〜(10)のいずれかの焼結磁
石。 (12) −50℃〜50℃における保磁力の温度係数
の絶対値が0.25%/℃以下である上記(8)〜(1
1)のいずれかの焼結磁石。 (13) Sr、Ba、CaおよびPbから選択される
少なくとも1種の元素であって、Srを必ず含むものを
Aとし、希土類元素(Yを含む)およびBiから選択さ
れる少なくとも1種の元素であってLaを必ず含むもの
をRとし、CoであるかCoおよびZnをMとしたと
き、A,R,FeおよびMを含有し、25℃での保磁力
HcJ(単位kOe)と残留磁束密度Br(単位kG)とが、
HcJ≧4のとき 式IV Br+1/3HcJ≧5.75 を満足し、HcJ<4のとき 式V Br+1/10HcJ≧4.82 を満足する焼結磁石。 (14) Sr、Ba、CaおよびPbから選択される
少なくとも1種の元素であって、Srを必ず含むものを
Aとし、希土類元素(Yを含む)およびBiから選択さ
れる少なくとも1種の元素であってLaを必ず含むもの
をRとし、CoであるかCoおよびZnをMとしたと
き、A,R,FeおよびMを含有し、−25℃での保磁
力HcJ(単位kOe)と残留磁束密度Br(単位kG)と
が、 式VI Br+1/3HcJ≧5.95 を満足する焼結磁石。 (15) 上記(8)〜(14)のいずれかの焼結磁石
を有するモータ。 (16) 上記(1)〜(3)の酸化物磁性材料を含有
する薄膜磁性層を有する磁気記録媒体。
【0018】
【作用および効果】本発明では、上記各式に示されるよ
うに、六方晶Srフェライトにおいて、少なくとも、L
aとCoを共に最適量含有させるような組成とする。そ
の結果、Isを低下させず、むしろIsを高めると同時
にK1を高めることによりHAを増加させることができ、
これにより高Brかつ高HcJを実現した。具体的には、
本発明の焼結磁石では、25℃程度の常温において、上
記式IVまたは上記式Vを満足する特性が容易に得られ
る。従来のSrフェライト焼結磁石では、4.4kGのB
rと4.0kOeのHcJとが得られたことは報告されてい
るが、HcJが4kOe以上であって、かつ上記式IVを満足
する特性のものは得られていない。すなわち、HcJを高
くした場合にはBrが低くなってしまう。本発明の焼結
磁石において、CoとZnとを複合添加した場合、保磁
力はCo単独添加よりも低くなり、4kOeを下回ること
もあるが、残留磁束密度は著しく向上する。このとき、
上記式Vを満足する磁気特性が得られる。従来、HcJが
4kOe未満のSrフェライト焼結磁石において、上記式
Vを満足するものは得られていない。
うに、六方晶Srフェライトにおいて、少なくとも、L
aとCoを共に最適量含有させるような組成とする。そ
の結果、Isを低下させず、むしろIsを高めると同時
にK1を高めることによりHAを増加させることができ、
これにより高Brかつ高HcJを実現した。具体的には、
本発明の焼結磁石では、25℃程度の常温において、上
記式IVまたは上記式Vを満足する特性が容易に得られ
る。従来のSrフェライト焼結磁石では、4.4kGのB
rと4.0kOeのHcJとが得られたことは報告されてい
るが、HcJが4kOe以上であって、かつ上記式IVを満足
する特性のものは得られていない。すなわち、HcJを高
くした場合にはBrが低くなってしまう。本発明の焼結
磁石において、CoとZnとを複合添加した場合、保磁
力はCo単独添加よりも低くなり、4kOeを下回ること
もあるが、残留磁束密度は著しく向上する。このとき、
上記式Vを満足する磁気特性が得られる。従来、HcJが
4kOe未満のSrフェライト焼結磁石において、上記式
Vを満足するものは得られていない。
【0019】本発明によるフェライトは、異方性定数
(K1)または異方性磁場(HA)が従来のフェライトよ
りも大きくなるため、同じ粒子サイズであればより大き
なHcJが得られ、また同じHcJを得るのであれば、粒子
サイズを大きくすることができる。例えば焼結体の平均
粒径が、0.3〜1μm だと4.5kOe以上のHcJが得
られ、1〜2μm でも3.5kOe以上のHcJを得ること
ができる。このため、粉砕時間や成形時間を短縮するこ
とができ、また、製品歩留まりの改善が可能となる。
(K1)または異方性磁場(HA)が従来のフェライトよ
りも大きくなるため、同じ粒子サイズであればより大き
なHcJが得られ、また同じHcJを得るのであれば、粒子
サイズを大きくすることができる。例えば焼結体の平均
粒径が、0.3〜1μm だと4.5kOe以上のHcJが得
られ、1〜2μm でも3.5kOe以上のHcJを得ること
ができる。このため、粉砕時間や成形時間を短縮するこ
とができ、また、製品歩留まりの改善が可能となる。
【0020】本発明の組成におけるM型フェライトは、
飽和磁化(4πIs)が約2%増加するとともに、結晶磁
気異方性定数(K1)または異方性磁場(HA)が最高1
0〜20%増加する。結晶磁気異方性定数(K1)また
は異方性磁場(HA)を精度よく測定することは簡単で
はなく、確立した方法はないが、例えばトルクメータに
より異方性試料のトルク曲線を測定、解析して、結晶磁
気異方性定数(K1、K2等)を算出する方法や、異方性
試料の初磁化曲線を磁化容易軸方向(c軸)と磁化困難
軸方向(a軸)で各々測定して、その交点から異方性磁
場(HA)を求める方法、あるいは 磁化困難軸方向(a
軸)の初磁化曲線の二階微分から求める方法などがあ
る。
飽和磁化(4πIs)が約2%増加するとともに、結晶磁
気異方性定数(K1)または異方性磁場(HA)が最高1
0〜20%増加する。結晶磁気異方性定数(K1)また
は異方性磁場(HA)を精度よく測定することは簡単で
はなく、確立した方法はないが、例えばトルクメータに
より異方性試料のトルク曲線を測定、解析して、結晶磁
気異方性定数(K1、K2等)を算出する方法や、異方性
試料の初磁化曲線を磁化容易軸方向(c軸)と磁化困難
軸方向(a軸)で各々測定して、その交点から異方性磁
場(HA)を求める方法、あるいは 磁化困難軸方向(a
軸)の初磁化曲線の二階微分から求める方法などがあ
る。
【0021】異方性試料の初磁化曲線を磁化容易軸方向
(c軸)と磁化困難軸方向(a軸)で各々測定して、そ
の交点から異方性磁場(HA)を求める方法によって、
本発明のHA を求めると、後述の表6に示すように少な
くとも19kOe以上、さらに最高20kOe以上の高い値が
得られる。これは、従来の組成のSrフェライトに比べ
て、最高10%以上の改善になる。
(c軸)と磁化困難軸方向(a軸)で各々測定して、そ
の交点から異方性磁場(HA)を求める方法によって、
本発明のHA を求めると、後述の表6に示すように少な
くとも19kOe以上、さらに最高20kOe以上の高い値が
得られる。これは、従来の組成のSrフェライトに比べ
て、最高10%以上の改善になる。
【0022】本発明は、特に焼結磁石に適用した場合に
HcJ向上効果が大きいが、本発明にしたがって製造され
たフェライト粒子をプラスチックやゴムなどのバインダ
と混合したボンディッド磁石としてもよい。
HcJ向上効果が大きいが、本発明にしたがって製造され
たフェライト粒子をプラスチックやゴムなどのバインダ
と混合したボンディッド磁石としてもよい。
【0023】本発明のフェライト粒子および焼結磁石は
HcJの温度依存性が小さく、特に本発明のフェライト粒
子ではHcJの温度依存性が著しく小さい。具体的には、
本発明の焼結磁石の−50〜50℃におけるHcJの温度
係数(絶対値)は12Oe/℃以下(0.25%/℃以
下)であり、9Oe/℃以下(0.20%/℃以下)とす
ることも容易にできる。また、本発明のフェライト粒子
の−50〜50℃におけるHcJの温度係数(絶対値)は
7Oe/℃以下(0.1%/℃以下)であり、5Oe/℃以
下(0.05%/℃以下)とすることも容易にでき、温
度係数をゼロとすることも可能である。そして、このよ
うにHcJの温度特性が良好であることから、−25℃に
おいて上記式VIを満足する良好な磁気特性が得られる。
低温環境下におけるこのような高磁気特性は、従来のS
rフェライト磁石では達成できなかったものである。
HcJの温度依存性が小さく、特に本発明のフェライト粒
子ではHcJの温度依存性が著しく小さい。具体的には、
本発明の焼結磁石の−50〜50℃におけるHcJの温度
係数(絶対値)は12Oe/℃以下(0.25%/℃以
下)であり、9Oe/℃以下(0.20%/℃以下)とす
ることも容易にできる。また、本発明のフェライト粒子
の−50〜50℃におけるHcJの温度係数(絶対値)は
7Oe/℃以下(0.1%/℃以下)であり、5Oe/℃以
下(0.05%/℃以下)とすることも容易にでき、温
度係数をゼロとすることも可能である。そして、このよ
うにHcJの温度特性が良好であることから、−25℃に
おいて上記式VIを満足する良好な磁気特性が得られる。
低温環境下におけるこのような高磁気特性は、従来のS
rフェライト磁石では達成できなかったものである。
【0024】本発明は、上記フェライト粒子がバインダ
中に分散された磁性層を有する塗布型磁気記録媒体も包
含する。また、本発明は、上記磁石と同様な六方晶マグ
ネトプランバイト型フェライト相を有する薄膜磁性層を
もつ磁気記録媒体も包含する。これらいずれの場合で
も、高残留磁束密度を活かして高出力および高S/Nの
磁気記録媒体が実現する。また、本発明の磁気記録媒体
は、垂直磁気記録媒体として利用できるので、記録密度
を高くすることができる。また、HcJの温度係数(絶対
値)を小さくできるので、熱的にも安定な磁気記録媒体
を実現することができる。
中に分散された磁性層を有する塗布型磁気記録媒体も包
含する。また、本発明は、上記磁石と同様な六方晶マグ
ネトプランバイト型フェライト相を有する薄膜磁性層を
もつ磁気記録媒体も包含する。これらいずれの場合で
も、高残留磁束密度を活かして高出力および高S/Nの
磁気記録媒体が実現する。また、本発明の磁気記録媒体
は、垂直磁気記録媒体として利用できるので、記録密度
を高くすることができる。また、HcJの温度係数(絶対
値)を小さくできるので、熱的にも安定な磁気記録媒体
を実現することができる。
【0025】ところで、Bull.Acad.Sci.USSR,phys.Ser.
(English Transl.)vol.25,(1961)pp1405-1408(以下、
文献1)には、 Ba1-xM3+ xFe12-xM2+ xO19 で表されるBaフェライトが記載されている。このBa
フェライトにおいて、M 3+はLa3+、Pr3+またはBi
3+であり、M2+はCo2+またはNi2+である。文献1の
Baフェライトは、粉体か焼結体か不明確であるが、L
aおよびCoを含有する点では本発明のSrフェライト
と類似している。文献1のFig.1には、LaおよびCo
を含有するBaフェライトについてxの変化に伴う飽和
磁化の変化が記載されているが、このFig.1ではxの増
大にともなって飽和磁化が減少している。また、文献1
には保磁力が数倍になったとの記載があるが、具体的数
値の記載はない。
(English Transl.)vol.25,(1961)pp1405-1408(以下、
文献1)には、 Ba1-xM3+ xFe12-xM2+ xO19 で表されるBaフェライトが記載されている。このBa
フェライトにおいて、M 3+はLa3+、Pr3+またはBi
3+であり、M2+はCo2+またはNi2+である。文献1の
Baフェライトは、粉体か焼結体か不明確であるが、L
aおよびCoを含有する点では本発明のSrフェライト
と類似している。文献1のFig.1には、LaおよびCo
を含有するBaフェライトについてxの変化に伴う飽和
磁化の変化が記載されているが、このFig.1ではxの増
大にともなって飽和磁化が減少している。また、文献1
には保磁力が数倍になったとの記載があるが、具体的数
値の記載はない。
【0026】これに対し本発明では、Srフェライト焼
結磁石にLaとCoとをそれぞれ最適量含有させた組成
を用いることにより、HcJの著しい向上と共に、Brの
微増を実現し、かつ、HcJの温度依存性の著しい改善を
も成し遂げたものである。また、本発明は、Srフェラ
イト粒子にLaとCoとをそれぞれ最適量含有させるこ
とにより、HcJを増大させると共にその温度依存性を著
しく減少させたものである。LaおよびCoの複合添加
をSrフェライトに適用したときにこのような効果が得
られることは、本発明において初めて見出されたもので
ある。
結磁石にLaとCoとをそれぞれ最適量含有させた組成
を用いることにより、HcJの著しい向上と共に、Brの
微増を実現し、かつ、HcJの温度依存性の著しい改善を
も成し遂げたものである。また、本発明は、Srフェラ
イト粒子にLaとCoとをそれぞれ最適量含有させるこ
とにより、HcJを増大させると共にその温度依存性を著
しく減少させたものである。LaおよびCoの複合添加
をSrフェライトに適用したときにこのような効果が得
られることは、本発明において初めて見出されたもので
ある。
【0027】Indian Journal of Pure & Applied Physi
cs Vol.8,July 1970,pp.412-415 (以下、文献2)に
は、 式 La3+Me2+Fe3+ 11O19 (Me2+=Cu2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Co2+ま
たはMg2+)で表わされるフェライトが記載されてい
る。このフェライトは、LaおよびCoを同時に含有す
る点では本発明のフェライト粒子および焼結磁石と同じ
である。しかし、文献2においてMe2+=Co2+の場合
の飽和磁化σsは、室温で42cgs unit、0Kで50cg
s unitという低い値である。また、具体的な値は示され
ていないが、文献2には、保磁力は低く磁石材料にはな
らない、という記述がある。これは、文献2記載のフェ
ライトの組成が本発明範囲を外れている(LaおよびC
oの量が多すぎる)ためと考えられる。
cs Vol.8,July 1970,pp.412-415 (以下、文献2)に
は、 式 La3+Me2+Fe3+ 11O19 (Me2+=Cu2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Co2+ま
たはMg2+)で表わされるフェライトが記載されてい
る。このフェライトは、LaおよびCoを同時に含有す
る点では本発明のフェライト粒子および焼結磁石と同じ
である。しかし、文献2においてMe2+=Co2+の場合
の飽和磁化σsは、室温で42cgs unit、0Kで50cg
s unitという低い値である。また、具体的な値は示され
ていないが、文献2には、保磁力は低く磁石材料にはな
らない、という記述がある。これは、文献2記載のフェ
ライトの組成が本発明範囲を外れている(LaおよびC
oの量が多すぎる)ためと考えられる。
【0028】特開昭62−100417号公報(以下、
文献3)には、 式 Mx(I)My(II)Mz(III)Fe12-(y+z)O19 で表される組成の等軸ヘキサフェライト顔料類が記載さ
れている。上記式において、M(I)は、Sr、Ba、
希土類金属等と、一価の陽イオンとの組み合わせであ
り、M(II)は、Fe(II)、Mn、Co、Ni、C
u、Zn、CdまたはMgであり、M(III)はTi等
である。文献3に記載されたヘキサフェライト顔料類
は、希土類金属とCoとを同時に含みうる点では本発明
のフェライト粒子および焼結磁石と同じである。しか
し、文献3には、LaとCoとを同時に添加した実施例
は記載されておらず、これらの同時添加により飽和磁化
および保磁力が共に向上する旨の記載もない。しかも、
文献3の実施例のうちCoを添加したものでは、同時に
元素M(III)としてTiが添加されている。元素M(I
II)、特にTiは、飽和磁化および保磁力を共に低下さ
せる元素なので、文献3において本発明の構成および効
果が示唆されていないのは明らかである。
文献3)には、 式 Mx(I)My(II)Mz(III)Fe12-(y+z)O19 で表される組成の等軸ヘキサフェライト顔料類が記載さ
れている。上記式において、M(I)は、Sr、Ba、
希土類金属等と、一価の陽イオンとの組み合わせであ
り、M(II)は、Fe(II)、Mn、Co、Ni、C
u、Zn、CdまたはMgであり、M(III)はTi等
である。文献3に記載されたヘキサフェライト顔料類
は、希土類金属とCoとを同時に含みうる点では本発明
のフェライト粒子および焼結磁石と同じである。しか
し、文献3には、LaとCoとを同時に添加した実施例
は記載されておらず、これらの同時添加により飽和磁化
および保磁力が共に向上する旨の記載もない。しかも、
文献3の実施例のうちCoを添加したものでは、同時に
元素M(III)としてTiが添加されている。元素M(I
II)、特にTiは、飽和磁化および保磁力を共に低下さ
せる元素なので、文献3において本発明の構成および効
果が示唆されていないのは明らかである。
【0029】特開昭62−119760号公報(以下、
文献4)には、マグネトプランバイト型のバリウムフェ
ライトのBaの一部をLaで置換するとともに、Feの
一部をCoで置換したことを特徴とする光磁気記録材料
が記載されている。このBaフェライトにおいて、La
およびCoを含有する点では本発明のSrフェライトと
類似しているようにも見える。しかし、文献4のフェラ
イトは光の熱効果を利用して磁性薄膜に磁区を書き込ん
で情報を記録し、磁気光学効果を利用して情報を読み出
すようにした「光磁気記録」用の材料であり、本発明の
磁石および「磁気記録」材料とは技術分野が異なる。ま
た、文献4は(I)の組成式でBa,La,Coを必須
とし、式(II)および(III)では、これに4価以上の
金属イオン(特定されていない)が添加された場合が示
されているのみである。これに対し、本発明のフェライ
トは、Srを必須とするSrフェライトであり、これに
La,Coが適量添加される点で文献4の組成とは異な
る。すなわち、本発明のSrフェライトは、上記文献1
で説明したように、SrフェライトにLaとCoとをそ
れぞれ最適量含有させた組成を用いることにより、HcJ
の著しい向上や、Brの微増を実現し、かつ、HcJの温
度依存性の著しい改善等を可能としたものである。これ
は、文献4とは異なる本発明の組成において初めて実現
されたものである。
文献4)には、マグネトプランバイト型のバリウムフェ
ライトのBaの一部をLaで置換するとともに、Feの
一部をCoで置換したことを特徴とする光磁気記録材料
が記載されている。このBaフェライトにおいて、La
およびCoを含有する点では本発明のSrフェライトと
類似しているようにも見える。しかし、文献4のフェラ
イトは光の熱効果を利用して磁性薄膜に磁区を書き込ん
で情報を記録し、磁気光学効果を利用して情報を読み出
すようにした「光磁気記録」用の材料であり、本発明の
磁石および「磁気記録」材料とは技術分野が異なる。ま
た、文献4は(I)の組成式でBa,La,Coを必須
とし、式(II)および(III)では、これに4価以上の
金属イオン(特定されていない)が添加された場合が示
されているのみである。これに対し、本発明のフェライ
トは、Srを必須とするSrフェライトであり、これに
La,Coが適量添加される点で文献4の組成とは異な
る。すなわち、本発明のSrフェライトは、上記文献1
で説明したように、SrフェライトにLaとCoとをそ
れぞれ最適量含有させた組成を用いることにより、HcJ
の著しい向上や、Brの微増を実現し、かつ、HcJの温
度依存性の著しい改善等を可能としたものである。これ
は、文献4とは異なる本発明の組成において初めて実現
されたものである。
【0030】特公平5−41218号公報(以下文献
5)には、M型Ba,Sr,Pbフェライトの仮焼体
に、CaO,SiO2 ,CoO,(Cr2O3,Al2O3
の1種または2種)を添加することにより、高保磁力
のフェライト焼結体が製造できる旨が記載されている。
しかし、La等の希土類元素についてはまったく記載さ
れていない。また、実施例に記載されている磁気特性も
低く、同一のBrのもので比較すると、HcJは100O
e 程度しか改善されていない。これは、本発明と異なっ
てLa等の希土類元素を含有していないためであり、文
献5に記載されているフェライトと本発明のものとは明
らかに異なっている。
5)には、M型Ba,Sr,Pbフェライトの仮焼体
に、CaO,SiO2 ,CoO,(Cr2O3,Al2O3
の1種または2種)を添加することにより、高保磁力
のフェライト焼結体が製造できる旨が記載されている。
しかし、La等の希土類元素についてはまったく記載さ
れていない。また、実施例に記載されている磁気特性も
低く、同一のBrのもので比較すると、HcJは100O
e 程度しか改善されていない。これは、本発明と異なっ
てLa等の希土類元素を含有していないためであり、文
献5に記載されているフェライトと本発明のものとは明
らかに異なっている。
【0031】
【発明の実施の形態】本発明の酸化物磁性材料は、六方
晶フェライト、好ましくは六方晶マグネトプランバイト
型(M型)フェライトを主相とし、かつSr、Ba、C
aおよびPbから選択される少なくとも1種の元素であ
って、Srを必ず含むものをAとし、希土類元素(Yを
含む)およびBiから選択される少なくとも1種の元素
であってLaを必ず含むものをRとし、CoであるかC
oおよびZnをMとしたとき、A,R,FeおよびMそ
れぞれの金属元素の総計の構成比率が、全金属元素量に
対し、A:1〜13原子%、R:0.05〜10原子
%、Fe:80〜95原子%、M:0.1〜5原子%で
ある組成を有する。
晶フェライト、好ましくは六方晶マグネトプランバイト
型(M型)フェライトを主相とし、かつSr、Ba、C
aおよびPbから選択される少なくとも1種の元素であ
って、Srを必ず含むものをAとし、希土類元素(Yを
含む)およびBiから選択される少なくとも1種の元素
であってLaを必ず含むものをRとし、CoであるかC
oおよびZnをMとしたとき、A,R,FeおよびMそ
れぞれの金属元素の総計の構成比率が、全金属元素量に
対し、A:1〜13原子%、R:0.05〜10原子
%、Fe:80〜95原子%、M:0.1〜5原子%で
ある組成を有する。
【0032】また、好ましくは、A:3〜11原子%、
R:0.2〜6原子%、Fe:83〜94原子%、M:
0.3〜4原子%であり、より好ましくは、A:3〜9
原子%、R:0.5〜4原子%、Fe:86〜93原子
%、M:0.5〜3原子%である。
R:0.2〜6原子%、Fe:83〜94原子%、M:
0.3〜4原子%であり、より好ましくは、A:3〜9
原子%、R:0.5〜4原子%、Fe:86〜93原子
%、M:0.5〜3原子%である。
【0033】上記各構成元素において、Aは、Sr、B
a、CaおよびPbから選択される少なくとも1種の元
素であって、Srを必ず含む。Aが小さすぎると、M型
フェライトが生成しないか、α−Fe2O3 等の非磁性
相が多くなる。Aが大きすぎるとM型フェライトが生成
しないか、SrFeO3-x 等の非磁性相が多くなる。A
中のSrの比率は、好ましくは51原子%以上、より好
ましくは70原子%以上、さらに好ましくは100原子
%である。A中のSrの比率が低すぎると、飽和磁化向
上と保磁力の著しい向上とを共に得ることができなくな
る。
a、CaおよびPbから選択される少なくとも1種の元
素であって、Srを必ず含む。Aが小さすぎると、M型
フェライトが生成しないか、α−Fe2O3 等の非磁性
相が多くなる。Aが大きすぎるとM型フェライトが生成
しないか、SrFeO3-x 等の非磁性相が多くなる。A
中のSrの比率は、好ましくは51原子%以上、より好
ましくは70原子%以上、さらに好ましくは100原子
%である。A中のSrの比率が低すぎると、飽和磁化向
上と保磁力の著しい向上とを共に得ることができなくな
る。
【0034】Rは、希土類元素(Yを含む)およびBi
から選択される少なくとも1種の元素である。Rには、
Laが必ず含まれる。Rが小さすぎると、Mの固溶量が
少なくなり、本発明の効果が得られない。Rが大きすぎ
ると、オルソフェライト等の非磁性の異相が多くなる。
R中においてLaの占める割合は、好ましくは40原子
%以上、より好ましくは70原子%以上であり、飽和磁
化向上のためにはRとしてLaだけを用いることが最も
好ましい。これは、六方晶M型フェライトに対する固溶
限界量を比較すると、Laが最も多いためである。した
がって、R中のLaの割合が低すぎるとRの固溶量を多
くすることができず、その結果、元素Mの固溶量も多く
することができなくなり、本発明の効果が小さくなって
しまう。また、Biを併用すれば仮焼温度および焼結温
度を低くすることができるので、生産上有利である。
から選択される少なくとも1種の元素である。Rには、
Laが必ず含まれる。Rが小さすぎると、Mの固溶量が
少なくなり、本発明の効果が得られない。Rが大きすぎ
ると、オルソフェライト等の非磁性の異相が多くなる。
R中においてLaの占める割合は、好ましくは40原子
%以上、より好ましくは70原子%以上であり、飽和磁
化向上のためにはRとしてLaだけを用いることが最も
好ましい。これは、六方晶M型フェライトに対する固溶
限界量を比較すると、Laが最も多いためである。した
がって、R中のLaの割合が低すぎるとRの固溶量を多
くすることができず、その結果、元素Mの固溶量も多く
することができなくなり、本発明の効果が小さくなって
しまう。また、Biを併用すれば仮焼温度および焼結温
度を低くすることができるので、生産上有利である。
【0035】元素Mは、CoであるかCoおよびZnで
ある。Mが小さすぎると、本発明の効果が得られず、M
が大きすぎると、BrやHcJが逆に低下し本発明の効果
が得られない。M中のCoの比率は、好ましくは10原
子%以上、より好ましくは20原子%以上である。Co
の比率が低すぎると、保磁力向上が不十分となる。
ある。Mが小さすぎると、本発明の効果が得られず、M
が大きすぎると、BrやHcJが逆に低下し本発明の効果
が得られない。M中のCoの比率は、好ましくは10原
子%以上、より好ましくは20原子%以上である。Co
の比率が低すぎると、保磁力向上が不十分となる。
【0036】また、好ましくは本発明の酸化物磁性材料
は、 式I A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 (x,y,zはモル数を表す)と表したとき、 0.04≦x≦0.9、特に0.04≦x≦0.6、 0.04≦y≦0.5、 0.7≦z≦1.2 である。
は、 式I A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 (x,y,zはモル数を表す)と表したとき、 0.04≦x≦0.9、特に0.04≦x≦0.6、 0.04≦y≦0.5、 0.7≦z≦1.2 である。
【0037】また、より好ましくは 0.04≦x≦0.5、 0.04≦y≦0.5、 0.7≦z≦1.2 であり、さらに好ましくは 0.1≦x≦0.4、 0.1≦y≦0.4、 0.8≦z≦1.1 であり、特に好ましくは 0.9≦z≦1.05 である。
【0038】上記式Iにおいて、xが小さすぎると、す
なわち元素Rの量が少なすぎると、六方晶フェライトに
対する元素Mの固溶量を多くできなくなり、飽和磁化向
上効果および/または異方性磁場向上効果が不十分とな
る。xが大きすぎると六方晶フェライト中に元素Rが置
換固溶できなくなり、例えば元素Rを含むオルソフェラ
イトが生成して飽和磁化が低くなってしまう。yが小さ
すぎると飽和磁化向上効果および/または異方性磁場向
上効果が不十分となる。yが大きすぎると六方晶フェラ
イト中に元素Mが置換固溶できなくなる。また、元素M
が置換固溶できる範囲であっても、異方性定数(K1)
や異方性磁場(HA)の劣化が大きくなってしまう。z
が小さすぎるとSrおよび元素Rを含む非磁性相が増え
るため、飽和磁化が低くなってしまう。zが大きすぎる
とα−Fe2O3相または元素Mを含む非磁性スピネルフ
ェライト相が増えるため、飽和磁化が低くなってしま
う。なお、上記式Iは不純物が含まれていないものとし
て規定されている。
なわち元素Rの量が少なすぎると、六方晶フェライトに
対する元素Mの固溶量を多くできなくなり、飽和磁化向
上効果および/または異方性磁場向上効果が不十分とな
る。xが大きすぎると六方晶フェライト中に元素Rが置
換固溶できなくなり、例えば元素Rを含むオルソフェラ
イトが生成して飽和磁化が低くなってしまう。yが小さ
すぎると飽和磁化向上効果および/または異方性磁場向
上効果が不十分となる。yが大きすぎると六方晶フェラ
イト中に元素Mが置換固溶できなくなる。また、元素M
が置換固溶できる範囲であっても、異方性定数(K1)
や異方性磁場(HA)の劣化が大きくなってしまう。z
が小さすぎるとSrおよび元素Rを含む非磁性相が増え
るため、飽和磁化が低くなってしまう。zが大きすぎる
とα−Fe2O3相または元素Mを含む非磁性スピネルフ
ェライト相が増えるため、飽和磁化が低くなってしま
う。なお、上記式Iは不純物が含まれていないものとし
て規定されている。
【0039】組成を表わす上記式Iにおいて、酸素
(O)のモル数は19となっているが、これは、Rがす
べて3価であって、かつx=y、z=1のときの化学量
論組成比を示したものである。Rの種類やx、y、zの
値によって、酸素のモル数は異なってくる。また、例え
ば焼成雰囲気が還元性雰囲気の場合は、酸素の欠損(ベ
イカンシー)ができる可能性がある。さらに、FeはM
型フェライト中においては通常3価で存在するが、これ
が2価などに変化する可能性もある。また、Co等のM
で示される元素も価数が変化する可能性があり、これら
により金属元素に対する酸素の比率は変化する。本明細
書では、Rの種類やx、y、zの値によらず酸素のモル
数を19と表示してあるが、実際の酸素のモル数は化学
量論組成比から多少偏倚していてもよい。例えば、Sr
フェライト中に二価のFeが生成すると、フェライトの
比抵抗は低下すると考えられる(Fe2+→Fe3++e
- )。多結晶体の場合は、通常、粒界抵抗の方が粒内抵
抗よりも大きいが、この原因により実際の焼結磁石の比
抵抗は変化する場合がある。
(O)のモル数は19となっているが、これは、Rがす
べて3価であって、かつx=y、z=1のときの化学量
論組成比を示したものである。Rの種類やx、y、zの
値によって、酸素のモル数は異なってくる。また、例え
ば焼成雰囲気が還元性雰囲気の場合は、酸素の欠損(ベ
イカンシー)ができる可能性がある。さらに、FeはM
型フェライト中においては通常3価で存在するが、これ
が2価などに変化する可能性もある。また、Co等のM
で示される元素も価数が変化する可能性があり、これら
により金属元素に対する酸素の比率は変化する。本明細
書では、Rの種類やx、y、zの値によらず酸素のモル
数を19と表示してあるが、実際の酸素のモル数は化学
量論組成比から多少偏倚していてもよい。例えば、Sr
フェライト中に二価のFeが生成すると、フェライトの
比抵抗は低下すると考えられる(Fe2+→Fe3++e
- )。多結晶体の場合は、通常、粒界抵抗の方が粒内抵
抗よりも大きいが、この原因により実際の焼結磁石の比
抵抗は変化する場合がある。
【0040】酸化物磁性材料の組成は、蛍光X線定量分
析などにより測定することができる。また、上記の主相
の存在はX線回折から確認される。
析などにより測定することができる。また、上記の主相
の存在はX線回折から確認される。
【0041】酸化物磁性材料には、B2O3が含まれてい
てもよい。B2O3を含むことにより仮焼温度および焼結
温度を低くすることができるので、生産上有利である。
B2O3の含有量は、酸化物磁性材料に対しての0.5重
量%以下であることが好ましい。B2O3含有量が多すぎ
ると、飽和磁化が低くなってしまう。
てもよい。B2O3を含むことにより仮焼温度および焼結
温度を低くすることができるので、生産上有利である。
B2O3の含有量は、酸化物磁性材料に対しての0.5重
量%以下であることが好ましい。B2O3含有量が多すぎ
ると、飽和磁化が低くなってしまう。
【0042】酸化物磁性材料中には、Na、KおよびR
bの少なくとも1種が含まれていてもよい。これらをそ
れぞれNa2O、K2OおよびRb2Oに換算したとき、
これらの含有量の合計は、酸化物磁性材料全体の3重量
%以下であることが好ましい。これらの含有量が多すぎ
ると、飽和磁化が低くなってしまう。これらの元素をM
Iで表わしたとき、酸化物磁性材料中においてMIは例え
ば Sr1.3-2aRaMI a-0.3Fe11.7M0.3O19 の形で含有される。なお、この場合、0.3<a≦0.
5であることが好ましい。aが大きすぎると、飽和磁化
が低くなってしまう他、焼成時に元素MIが多量に蒸発
してしまうという問題が生じる。
bの少なくとも1種が含まれていてもよい。これらをそ
れぞれNa2O、K2OおよびRb2Oに換算したとき、
これらの含有量の合計は、酸化物磁性材料全体の3重量
%以下であることが好ましい。これらの含有量が多すぎ
ると、飽和磁化が低くなってしまう。これらの元素をM
Iで表わしたとき、酸化物磁性材料中においてMIは例え
ば Sr1.3-2aRaMI a-0.3Fe11.7M0.3O19 の形で含有される。なお、この場合、0.3<a≦0.
5であることが好ましい。aが大きすぎると、飽和磁化
が低くなってしまう他、焼成時に元素MIが多量に蒸発
してしまうという問題が生じる。
【0043】また、これらの不純物の他、例えばSi,
Al,Ga,In,Li,Mg,Mn,Ni,Cr,C
u,Ti,Zr,Ge,Sn,V,Nb,Ta,Sb,
As,W,Mo等を酸化物の形で、それぞれ酸化シリコ
ン1重量%以下、酸化アルミニウム5重量%以下、酸化
ガリウム5重量%以下、酸化インジウム3重量%以下、
酸化リチウム1重量%以下、酸化マグネシウム3重量%
以下、酸化マンガン3重量%以下、酸化ニッケル3重量
%以下、酸化クロム5重量%以下、酸化銅3重量%以
下、酸化チタン3重量%以下、酸化ジルコニウム3重量
%以下、酸化ゲルマニウム3重量%以下、酸化スズ3重
量%以下、酸化バナジウム3重量%以下、酸化ニオブ3
重量%以下、酸化タンタル3重量%以下、酸化アンチモ
ン3重量%以下、酸化砒素3重量%以下、酸化タングス
テン3重量%以下、酸化モリブデン3重量%以下程度含
有されていてもよい。
Al,Ga,In,Li,Mg,Mn,Ni,Cr,C
u,Ti,Zr,Ge,Sn,V,Nb,Ta,Sb,
As,W,Mo等を酸化物の形で、それぞれ酸化シリコ
ン1重量%以下、酸化アルミニウム5重量%以下、酸化
ガリウム5重量%以下、酸化インジウム3重量%以下、
酸化リチウム1重量%以下、酸化マグネシウム3重量%
以下、酸化マンガン3重量%以下、酸化ニッケル3重量
%以下、酸化クロム5重量%以下、酸化銅3重量%以
下、酸化チタン3重量%以下、酸化ジルコニウム3重量
%以下、酸化ゲルマニウム3重量%以下、酸化スズ3重
量%以下、酸化バナジウム3重量%以下、酸化ニオブ3
重量%以下、酸化タンタル3重量%以下、酸化アンチモ
ン3重量%以下、酸化砒素3重量%以下、酸化タングス
テン3重量%以下、酸化モリブデン3重量%以下程度含
有されていてもよい。
【0044】また、本発明のフェライト粒子は上記酸化
物磁性材料を含有し、 式I A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 (x,y,zはモル数を表す)と表したとき、 0.04≦x≦0.9、特に0.04≦x≦0.6、 0.04≦y≦0.5、 0.8≦x/y≦20、特に0.8≦x/y≦5、 0.7≦z≦1.2 である。
物磁性材料を含有し、 式I A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 (x,y,zはモル数を表す)と表したとき、 0.04≦x≦0.9、特に0.04≦x≦0.6、 0.04≦y≦0.5、 0.8≦x/y≦20、特に0.8≦x/y≦5、 0.7≦z≦1.2 である。
【0045】また、より好ましくは 0.04≦x≦0.5、 0.04≦y≦0.5、 0.8≦x/y≦5、 0.7≦z≦1.2 であり、さらに好ましくは 0.1≦x≦0.4、 0.1≦y≦0.4、 0.8≦x/y≦5、 0.8≦z≦1.1 であり、特に好ましくは 0.9≦z≦1.05 である。
【0046】上記式Iにおいて、x/yが小さすぎても
大きすぎても元素Rと元素Mとの価数の平衡がとれなく
なり、異相が生成しやすくなる。元素Mは2価であるか
ら、元素Rが3価イオンである場合、理想的にはx/y
=1である。なお、x/yが1超の領域で許容範囲が大
きい理由は、yが小さくてもFe3+→Fe2+の還元によ
って価数の平衡がとれるためである。その他、x,yお
よびzの限定理由は上記と同様である。また、x/yが
1よりも多少大きいと、仮焼時の雰囲気(酸素分圧)に
対して磁気特性(HcJ)が安定になってくるという効果
もある。
大きすぎても元素Rと元素Mとの価数の平衡がとれなく
なり、異相が生成しやすくなる。元素Mは2価であるか
ら、元素Rが3価イオンである場合、理想的にはx/y
=1である。なお、x/yが1超の領域で許容範囲が大
きい理由は、yが小さくてもFe3+→Fe2+の還元によ
って価数の平衡がとれるためである。その他、x,yお
よびzの限定理由は上記と同様である。また、x/yが
1よりも多少大きいと、仮焼時の雰囲気(酸素分圧)に
対して磁気特性(HcJ)が安定になってくるという効果
もある。
【0047】本発明におけるフェライト粒子は、上記酸
化物磁性材料を含有するが、その1次粒子の平均粒径が
1μmを超えていても、従来に比べ高い保磁力を得るこ
とができる。1次粒子の平均粒径は、好ましくは2μm
以下、より好ましくは1μm以下であり、さらに好まし
くは0.1〜1μmである。平均粒径が大きすぎると、
磁石粉末中の多磁区粒子の比率が高くなってHcJが低く
なり、平均粒径が小さすぎると、熱擾乱によって磁性が
低下したり、磁場中成形時の配向性や成形性が悪くな
る。
化物磁性材料を含有するが、その1次粒子の平均粒径が
1μmを超えていても、従来に比べ高い保磁力を得るこ
とができる。1次粒子の平均粒径は、好ましくは2μm
以下、より好ましくは1μm以下であり、さらに好まし
くは0.1〜1μmである。平均粒径が大きすぎると、
磁石粉末中の多磁区粒子の比率が高くなってHcJが低く
なり、平均粒径が小さすぎると、熱擾乱によって磁性が
低下したり、磁場中成形時の配向性や成形性が悪くな
る。
【0048】また、本発明のフェライト粒子は、Sr、
Ba、CaおよびPbから選択される少なくとも1種の
元素であって、Srを必ず含むものをAとし、希土類元
素(Yを含む)およびBiから選択される少なくとも1
種の元素であってLaを必ず含むものをRとし、Coで
あるかCoおよびZnをMとしたとき、A,R,Feお
よびMを含有し、−50℃〜50℃における固有保磁力
(HcJ)の温度依存性(Oe /℃)の絶対値を|ΔHcJ
/△T|と表し、HcJの単位をKOe としたとき、 式III HcJ≦5/3×HcJ−7/3 を満足する固有保磁力(HcJ)および温度依存性(Oe
/℃)を有するものであってもよい。このような特性を
有するフェライト粒子は上記組成の酸化物磁性材料を用
いたり。以下に述べる製造方法等により得ることができ
る。
Ba、CaおよびPbから選択される少なくとも1種の
元素であって、Srを必ず含むものをAとし、希土類元
素(Yを含む)およびBiから選択される少なくとも1
種の元素であってLaを必ず含むものをRとし、Coで
あるかCoおよびZnをMとしたとき、A,R,Feお
よびMを含有し、−50℃〜50℃における固有保磁力
(HcJ)の温度依存性(Oe /℃)の絶対値を|ΔHcJ
/△T|と表し、HcJの単位をKOe としたとき、 式III HcJ≦5/3×HcJ−7/3 を満足する固有保磁力(HcJ)および温度依存性(Oe
/℃)を有するものであってもよい。このような特性を
有するフェライト粒子は上記組成の酸化物磁性材料を用
いたり。以下に述べる製造方法等により得ることができ
る。
【0049】フェライト粒子は、通常、これをバインダ
で結合したボンディッド磁石に用いられる。バインダと
しては、通常NBRゴム、塩素化ポリエチレン、ナイロ
ン12(ポリアミド樹脂)、ナイロン6(ポリアミド樹
脂)等が用いられる。
で結合したボンディッド磁石に用いられる。バインダと
しては、通常NBRゴム、塩素化ポリエチレン、ナイロ
ン12(ポリアミド樹脂)、ナイロン6(ポリアミド樹
脂)等が用いられる。
【0050】上記組成の酸化物磁性材料のキュリー温度
は、通常、425〜460℃である。
は、通常、425〜460℃である。
【0051】フェライト粒子の製造方法としては、固相
反応法、共沈法や水熱合成法等の液相法、ガラス析出化
法、噴霧熱分解法および、気相法等の各種の方法があ
る。このうち、ボンド磁石用のフェライト粒子の製造方
法として、現在工業的に最も広く行われているのは、固
相反応法である。塗布型磁気記録媒体に用いられるフェ
ライト粒子は、液相法またはガラス析出化法によって主
に製造されている。
反応法、共沈法や水熱合成法等の液相法、ガラス析出化
法、噴霧熱分解法および、気相法等の各種の方法があ
る。このうち、ボンド磁石用のフェライト粒子の製造方
法として、現在工業的に最も広く行われているのは、固
相反応法である。塗布型磁気記録媒体に用いられるフェ
ライト粒子は、液相法またはガラス析出化法によって主
に製造されている。
【0052】固相反応法では、原料として、酸化鉄粉
末、元素A、元素Rおよび元素Mを含む粉末を用い、こ
れらの粉末の混合物を焼成(仮焼)することにより製造
される。この仮焼体においては、フェライトの一次粒子
は凝集しており、所謂「顆粒」状態となっている。この
ため、その後粉砕を行う場合が多い。粉砕は、乾式また
は湿式にて行われるが、その場合にフェライト粒子に歪
みが導入されて磁気特性(主にHcJ)が劣化するため、
粉砕後にアニール処理が行われる場合が多い。
末、元素A、元素Rおよび元素Mを含む粉末を用い、こ
れらの粉末の混合物を焼成(仮焼)することにより製造
される。この仮焼体においては、フェライトの一次粒子
は凝集しており、所謂「顆粒」状態となっている。この
ため、その後粉砕を行う場合が多い。粉砕は、乾式また
は湿式にて行われるが、その場合にフェライト粒子に歪
みが導入されて磁気特性(主にHcJ)が劣化するため、
粉砕後にアニール処理が行われる場合が多い。
【0053】さらに、シート状のゴム磁石を製造する場
合等には、機械的な応力によってフェライト粒子を配向
させる必要がある。この場合、高い配向度を得るために
は、フェライト粒子の形状が板状となっていることが好
ましい。
合等には、機械的な応力によってフェライト粒子を配向
させる必要がある。この場合、高い配向度を得るために
は、フェライト粒子の形状が板状となっていることが好
ましい。
【0054】固相反応法によってフェライト粒子を製造
する場合、以下の点が重要である。 フェライト粒子の凝集を防ぐ。 フェライト粒子の歪みを除去する。 フェライト粒子を機械的に配向させる場合は、フェ
ライト粒子を板状にする。 フェライト粒子の大きさを適度な範囲に揃える。
する場合、以下の点が重要である。 フェライト粒子の凝集を防ぐ。 フェライト粒子の歪みを除去する。 フェライト粒子を機械的に配向させる場合は、フェ
ライト粒子を板状にする。 フェライト粒子の大きさを適度な範囲に揃える。
【0055】上記を実現するために、酸化鉄粉末と、元
素Aを含む粉末と、元素Rを含む粉末と、元素Mを含む
粉末とに加えて、さらにBaまたはSrの塩化物等を添
加した混合物を焼成(仮焼)し、その後、添加した塩化
物を洗浄除去する方法がある。あるいは、通常の仮焼体
を粉砕後、BaまたはSrの塩化物等を添加して再度焼
成(仮焼)を行い、その後、これらの塩化物を洗浄除去
する方法がある(特公昭55−19046号公報)。
素Aを含む粉末と、元素Rを含む粉末と、元素Mを含む
粉末とに加えて、さらにBaまたはSrの塩化物等を添
加した混合物を焼成(仮焼)し、その後、添加した塩化
物を洗浄除去する方法がある。あるいは、通常の仮焼体
を粉砕後、BaまたはSrの塩化物等を添加して再度焼
成(仮焼)を行い、その後、これらの塩化物を洗浄除去
する方法がある(特公昭55−19046号公報)。
【0056】なお、上記の原料粉末の他、必要に応じて
B2O3等や、他の化合物、例えばSi,Al,Ga,I
n,Li,Mg,Mn,Ni,Cr,Cu,Ti,Z
r,Ge,Sn,V,Nb,Ta,Sb,As,W,M
o等を含む化合物を添加物あるいは不可避成分等の不純
物として含有していてもよい。
B2O3等や、他の化合物、例えばSi,Al,Ga,I
n,Li,Mg,Mn,Ni,Cr,Cu,Ti,Z
r,Ge,Sn,V,Nb,Ta,Sb,As,W,M
o等を含む化合物を添加物あるいは不可避成分等の不純
物として含有していてもよい。
【0057】仮焼は、空気中において例えば1000〜
1350℃で1秒間〜10時間、特に1秒間〜3時間程
度行えばよい。
1350℃で1秒間〜10時間、特に1秒間〜3時間程
度行えばよい。
【0058】このようにして得られた仮焼体は、実質的
にマグネトプランバイト型のフェライト構造をもち、そ
の一次粒子の平均粒径は、好ましくは2μm以下、より
好ましくは1μm以下、さらに好ましくは0.1〜1μ
m、最も好ましくは0.1〜0.5μmである。平均粒径
は走査型電子顕微鏡により測定すればよい。
にマグネトプランバイト型のフェライト構造をもち、そ
の一次粒子の平均粒径は、好ましくは2μm以下、より
好ましくは1μm以下、さらに好ましくは0.1〜1μ
m、最も好ましくは0.1〜0.5μmである。平均粒径
は走査型電子顕微鏡により測定すればよい。
【0059】次いで、通常、仮焼体を粉砕ないし解砕し
てフェライト粒子の粉末とする。そして、このフェライ
ト粒子を樹脂、金属、ゴム等の各種バインダと混練し、
磁場中または無磁場中で成形する。その後、必要に応じ
て硬化を行なってボンディッド磁石とする。
てフェライト粒子の粉末とする。そして、このフェライ
ト粒子を樹脂、金属、ゴム等の各種バインダと混練し、
磁場中または無磁場中で成形する。その後、必要に応じ
て硬化を行なってボンディッド磁石とする。
【0060】また、フェライト粒子をバインダと混練し
て塗料化し、これを樹脂等からなる基体に塗布し、必要
に応じて硬化することにより磁性層を形成すれば、塗布
型の磁気記録媒体とすることができる。
て塗料化し、これを樹脂等からなる基体に塗布し、必要
に応じて硬化することにより磁性層を形成すれば、塗布
型の磁気記録媒体とすることができる。
【0061】本発明の焼結磁石は、六方晶フェライトを
主相とし、上記の酸化物磁性材料の組成比率、特に 式II A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 と表したとき、好ましくは 0.04≦x≦0.9、 0.04≦y≦0.5、 0.4≦x/y≦4、特に0.8≦x/y≦4、 0.7≦z≦1.2 である酸化物磁性材料を含有する。
主相とし、上記の酸化物磁性材料の組成比率、特に 式II A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 と表したとき、好ましくは 0.04≦x≦0.9、 0.04≦y≦0.5、 0.4≦x/y≦4、特に0.8≦x/y≦4、 0.7≦z≦1.2 である酸化物磁性材料を含有する。
【0062】また、より好ましくは、 0.04≦x≦0.9、 0.04≦y≦0.5、 0.8≦x/y≦2、 0.7≦z≦1.2 である。
【0063】また、特に好ましくは 0.04≦x≦0.5、 0.04≦y≦0.5、 0.8≦x/y≦2、 0.7≦z≦1.2 であり、さらには 0.8≦x/y≦1.7 である。
【0064】上記式IIにおけるA、R、M、x、y、z
およびこれらの限定理由は、前記式Iにおけるそれぞれ
と同じである。x/yの限定理由は、前記式Iにおける
ものと同様である。また、これらに加えて含有していて
もよい不純物は、上記酸化物磁性材料の場合と同等であ
る。また、x/yが1よりも多少大きいと、本焼成時の
雰囲気(酸素分圧)に対して磁気特性(HcJ)が安定に
なってくるという効果もある。
およびこれらの限定理由は、前記式Iにおけるそれぞれ
と同じである。x/yの限定理由は、前記式Iにおける
ものと同様である。また、これらに加えて含有していて
もよい不純物は、上記酸化物磁性材料の場合と同等であ
る。また、x/yが1よりも多少大きいと、本焼成時の
雰囲気(酸素分圧)に対して磁気特性(HcJ)が安定に
なってくるという効果もある。
【0065】焼結磁石は、上記フェライト粒子の製造法
で述べた各種の方法で製造したフェライト粒子を、成形
し、焼結することにより製造する。この場合、焼結磁石
用としては、現在工業的に最も広く行われているのは、
固相反応法によって作製したフェライト粒子を用いる方
法であるが、他の方法によって作製したフェライト粒子
を用いてもよく、特に制限されるものではない。
で述べた各種の方法で製造したフェライト粒子を、成形
し、焼結することにより製造する。この場合、焼結磁石
用としては、現在工業的に最も広く行われているのは、
固相反応法によって作製したフェライト粒子を用いる方
法であるが、他の方法によって作製したフェライト粒子
を用いてもよく、特に制限されるものではない。
【0066】仮焼体は一般に顆粒状なので、これを粉砕
ないし解砕するために、まず、乾式粗粉砕を行うことが
好ましい。乾式粗粉砕には、フェライト粒子に結晶歪を
導入して保磁力HcBを小さくする効果もある。保磁力の
低下により粒子の凝集が抑制され、分散性が向上する。
また、粒子の凝集を抑制することにより、配向度が向上
する。粒子に導入された結晶歪は、後の焼結工程におい
て解放され、保磁力が回復することによって永久磁石と
することができる。なお、乾式粗粉砕の際には、通常、
SiO2 と、焼成によりCaOとなるCaCO3 とが添
加される。SiO2 およびCaCO3 は、一部を仮焼前
に添加してもよい。不純物および添加されたSiやCa
は、大部分粒界や三重点部分に偏析するが、一部は粒内
のフェライト部分(主相)にも取り込まれる。特にCa
は、Srサイトにはいる可能性が高い。
ないし解砕するために、まず、乾式粗粉砕を行うことが
好ましい。乾式粗粉砕には、フェライト粒子に結晶歪を
導入して保磁力HcBを小さくする効果もある。保磁力の
低下により粒子の凝集が抑制され、分散性が向上する。
また、粒子の凝集を抑制することにより、配向度が向上
する。粒子に導入された結晶歪は、後の焼結工程におい
て解放され、保磁力が回復することによって永久磁石と
することができる。なお、乾式粗粉砕の際には、通常、
SiO2 と、焼成によりCaOとなるCaCO3 とが添
加される。SiO2 およびCaCO3 は、一部を仮焼前
に添加してもよい。不純物および添加されたSiやCa
は、大部分粒界や三重点部分に偏析するが、一部は粒内
のフェライト部分(主相)にも取り込まれる。特にCa
は、Srサイトにはいる可能性が高い。
【0067】乾式粗粉砕の後、フェライト粒子と水とを
含む粉砕用スラリーを調製し、これを用いて湿式粉砕を
行うことが好ましい。
含む粉砕用スラリーを調製し、これを用いて湿式粉砕を
行うことが好ましい。
【0068】湿式粉砕後、粉砕用スラリーを濃縮して成
形用スラリーを調製する。濃縮は、遠心分離やフィルタ
ープレス等によって行えばよい。
形用スラリーを調製する。濃縮は、遠心分離やフィルタ
ープレス等によって行えばよい。
【0069】成形は、乾式で行っても湿式で行ってもよ
いが、配向度を高くするためには、湿式成形を行うこと
が好ましい。
いが、配向度を高くするためには、湿式成形を行うこと
が好ましい。
【0070】湿式成形工程では、成形用スラリーを用い
て磁場中成形を行う。成形圧力は0.1〜0.5ton/cm
2 程度、印加磁場は5〜15kOe 程度とすればよい。
て磁場中成形を行う。成形圧力は0.1〜0.5ton/cm
2 程度、印加磁場は5〜15kOe 程度とすればよい。
【0071】湿式成形では、非水系の分散媒を用いても
よく、水系の分散媒を用いてもよい。非水系の分散媒を
用いる場合には、例えば特開平6−53064号公報に
記載されているように、トルエンやキシレンのような有
機溶媒に、例えばオレイン酸のような界面活性剤を添加
して、分散媒とする。このような分散媒を用いることに
より、分散しにくいサブミクロンサイズのフェライト粒
子を用いた場合でも最高で98%程度の高い磁気的配向
度を得ることが可能である。一方、水系の分散媒として
は、水に各種界面活性剤を添加したものを用いればよ
い。
よく、水系の分散媒を用いてもよい。非水系の分散媒を
用いる場合には、例えば特開平6−53064号公報に
記載されているように、トルエンやキシレンのような有
機溶媒に、例えばオレイン酸のような界面活性剤を添加
して、分散媒とする。このような分散媒を用いることに
より、分散しにくいサブミクロンサイズのフェライト粒
子を用いた場合でも最高で98%程度の高い磁気的配向
度を得ることが可能である。一方、水系の分散媒として
は、水に各種界面活性剤を添加したものを用いればよ
い。
【0072】成形工程後、成形体を大気中または窒素中
において100〜500℃の温度で熱処理して、添加し
た分散剤を十分に分解除去する。次いで焼結工程におい
て、成形体を例えば大気中で好ましくは1150〜12
70℃、より好ましくは1160〜1240℃の温度で
0.5〜3時間程度焼結して、異方性フェライト焼結磁
石を得る。
において100〜500℃の温度で熱処理して、添加し
た分散剤を十分に分解除去する。次いで焼結工程におい
て、成形体を例えば大気中で好ましくは1150〜12
70℃、より好ましくは1160〜1240℃の温度で
0.5〜3時間程度焼結して、異方性フェライト焼結磁
石を得る。
【0073】本発明の焼結磁石の平均結晶粒径は、好ま
しくは2μm以下、より好ましくは1μm以下、さらに好
ましくは0.5〜1.0μmであるが、本発明では平均
結晶粒径が1μmを超えていても、十分に高い保磁力が
得られる。結晶粒径は走査型電子顕微鏡によって測定す
ることができる。なお、比抵抗は100Ωm 以上程度の
値である。
しくは2μm以下、より好ましくは1μm以下、さらに好
ましくは0.5〜1.0μmであるが、本発明では平均
結晶粒径が1μmを超えていても、十分に高い保磁力が
得られる。結晶粒径は走査型電子顕微鏡によって測定す
ることができる。なお、比抵抗は100Ωm 以上程度の
値である。
【0074】なお、前記成形体をクラッシャー等を用い
て解砕し、ふるい等により平均粒径が100〜700μ
m程度となるように分級して磁場配向顆粒を得、これを
乾式磁場成形した後、焼結することにより焼結磁石を得
てもよい。
て解砕し、ふるい等により平均粒径が100〜700μ
m程度となるように分級して磁場配向顆粒を得、これを
乾式磁場成形した後、焼結することにより焼結磁石を得
てもよい。
【0075】本発明には、薄膜磁性層を有する磁気記録
媒体も包含される。この薄膜磁性層は、上記した本発明
のフェライト粒子と同様に、上記式Iで表わされる六方
晶フェライト相を有する酸化物磁性材料を含有する。ま
た、不純物等の含有量は上記酸化物磁性材料と同等であ
る。
媒体も包含される。この薄膜磁性層は、上記した本発明
のフェライト粒子と同様に、上記式Iで表わされる六方
晶フェライト相を有する酸化物磁性材料を含有する。ま
た、不純物等の含有量は上記酸化物磁性材料と同等であ
る。
【0076】薄膜磁性層の形成には、通常、スパッタリ
ング法を利用することが好ましい。スパッタリング法を
用いる場合、上記焼結磁石をターゲットとして用いても
よく、少なくとも2種の酸化物ターゲットを用いる多元
スパッタリング法を利用してもよい。スパッタリング膜
形成後、六方晶マグネトプランバイト構造を形成するた
めに、熱処理を施す場合もある。
ング法を利用することが好ましい。スパッタリング法を
用いる場合、上記焼結磁石をターゲットとして用いても
よく、少なくとも2種の酸化物ターゲットを用いる多元
スパッタリング法を利用してもよい。スパッタリング膜
形成後、六方晶マグネトプランバイト構造を形成するた
めに、熱処理を施す場合もある。
【0077】本発明の酸化物磁性材料を応用することに
より、一般に次に述べるような効果が得られ、優れた応
用製品を得ることができる。すなわち、従来のフェライ
ト製品と同一形状であれば、磁石から発生する磁束密度
を増やすことができるため、モータであれば高トルク化
等を実現でき、スピーカーやヘッドホーンであれば磁気
回路の強化により、リニアリティーのよい音質が得られ
るなど応用製品の高性能化に寄与できる。また、従来と
同じ機能でよいとすれば、磁石の大きさ(厚み)を小さ
く(薄く)でき、小型軽量化(薄型化)に寄与できる。
また、従来は界磁用の磁石を巻線式の電磁石としていた
ようなモータにおいても、これをフェライト磁石で置き
換えることが可能となり、軽量化、生産工程の短縮、低
価格化に寄与できる。さらに、保磁力(HcJ)の温度特
性に優れているため、従来はフェライト磁石の低温減磁
(永久減磁)の危険のあった低温環境でも使用可能とな
り、特に寒冷地、上空域などで使用される製品の信頼性
を著しく高めることができる。
より、一般に次に述べるような効果が得られ、優れた応
用製品を得ることができる。すなわち、従来のフェライ
ト製品と同一形状であれば、磁石から発生する磁束密度
を増やすことができるため、モータであれば高トルク化
等を実現でき、スピーカーやヘッドホーンであれば磁気
回路の強化により、リニアリティーのよい音質が得られ
るなど応用製品の高性能化に寄与できる。また、従来と
同じ機能でよいとすれば、磁石の大きさ(厚み)を小さ
く(薄く)でき、小型軽量化(薄型化)に寄与できる。
また、従来は界磁用の磁石を巻線式の電磁石としていた
ようなモータにおいても、これをフェライト磁石で置き
換えることが可能となり、軽量化、生産工程の短縮、低
価格化に寄与できる。さらに、保磁力(HcJ)の温度特
性に優れているため、従来はフェライト磁石の低温減磁
(永久減磁)の危険のあった低温環境でも使用可能とな
り、特に寒冷地、上空域などで使用される製品の信頼性
を著しく高めることができる。
【0078】本発明の酸化物磁性材料を用いたボンディ
ッド磁石、焼結磁石は所定の形状に加工され、下記に示
すような幅広い用途に使用される。
ッド磁石、焼結磁石は所定の形状に加工され、下記に示
すような幅広い用途に使用される。
【0079】例えば、フュエールポンプ用、パワーウイ
ンド用、ABS用、ファン用、ワイパ用、パワーステア
リング用、アクティブサスペンション用、スタータ用、
ドアロック用、電動ミラー用等の自動車用モータ;FD
Dスピンドル用、VTRキャプスタン用、VTR回転ヘ
ッド用、VTRリール用、VTRローディング用、VT
Rカメラキャプスタン用、VTRカメラ回転ヘッド用、
VTRカメラズーム用、VTRカメラフォーカス用、ラ
ジカセ等キャプスタン用、CD,LD,MDスピンドル
用、CD,LD,MDローディング用、CD,LD光ピ
ックアップ用等のOA、AV機器用モータ;エアコンコ
ンプレッサー用、冷蔵庫コンプレッサー用、電動工具駆
動用、扇風機用、電子レンジファン用、電子レンジプレ
ート回転用、ミキサ駆動用、ドライヤーファン用、シェ
ーバー駆動用、電動歯ブラシ用等の家電機器用モータ;
ロボット軸、関節駆動用、ロボット主駆動用、工作機器
テーブル駆動用、工作機器ベルト駆動用等のFA機器用
モータ;その他、オートバイ用発電器、スピーカ・ヘッ
ドホン用マグネット、マグネトロン管、MRI用磁場発
生装置、CD−ROM用クランパ、ディストリビュータ
用センサ、ABS用センサ、燃料・オイルレベルセン
サ、マグネットラッチ等に好適に使用される。
ンド用、ABS用、ファン用、ワイパ用、パワーステア
リング用、アクティブサスペンション用、スタータ用、
ドアロック用、電動ミラー用等の自動車用モータ;FD
Dスピンドル用、VTRキャプスタン用、VTR回転ヘ
ッド用、VTRリール用、VTRローディング用、VT
Rカメラキャプスタン用、VTRカメラ回転ヘッド用、
VTRカメラズーム用、VTRカメラフォーカス用、ラ
ジカセ等キャプスタン用、CD,LD,MDスピンドル
用、CD,LD,MDローディング用、CD,LD光ピ
ックアップ用等のOA、AV機器用モータ;エアコンコ
ンプレッサー用、冷蔵庫コンプレッサー用、電動工具駆
動用、扇風機用、電子レンジファン用、電子レンジプレ
ート回転用、ミキサ駆動用、ドライヤーファン用、シェ
ーバー駆動用、電動歯ブラシ用等の家電機器用モータ;
ロボット軸、関節駆動用、ロボット主駆動用、工作機器
テーブル駆動用、工作機器ベルト駆動用等のFA機器用
モータ;その他、オートバイ用発電器、スピーカ・ヘッ
ドホン用マグネット、マグネトロン管、MRI用磁場発
生装置、CD−ROM用クランパ、ディストリビュータ
用センサ、ABS用センサ、燃料・オイルレベルセン
サ、マグネットラッチ等に好適に使用される。
【0080】
【実施例】実施例1(焼結磁石:A−R−Fe−Mの組
成による比較) 原料としては、次のものを用いた。Fe2O3粉末(一次
粒子径0.3μm:不純物としてMn,Cr,Si,C
lを含む)、SrCO3粉末(一次粒子径2μm:不純物
としてBa,Caを含む)、Co3O4粉末とCoO粉末
との混合物(一次粒子径1〜5μm)、La2O3粉末
(純度99.9%)
成による比較) 原料としては、次のものを用いた。Fe2O3粉末(一次
粒子径0.3μm:不純物としてMn,Cr,Si,C
lを含む)、SrCO3粉末(一次粒子径2μm:不純物
としてBa,Caを含む)、Co3O4粉末とCoO粉末
との混合物(一次粒子径1〜5μm)、La2O3粉末
(純度99.9%)
【0081】上記原料を、組成が所定の値となるように
配合した。さらに、SiO2粉末(一次粒子径0.01
μm)およびCaCO3粉末(一次粒子径1μm)を上記
原料に対してそれぞれ0.2重量%および0.15重量
%添加して混合した。得られた混合物を湿式アトライタ
ーで2時間粉砕し、乾燥して整粒した後、空気中におい
て1200℃で3時間仮焼して、顆粒状の仮焼体(磁石
粉末)を得た。
配合した。さらに、SiO2粉末(一次粒子径0.01
μm)およびCaCO3粉末(一次粒子径1μm)を上記
原料に対してそれぞれ0.2重量%および0.15重量
%添加して混合した。得られた混合物を湿式アトライタ
ーで2時間粉砕し、乾燥して整粒した後、空気中におい
て1200℃で3時間仮焼して、顆粒状の仮焼体(磁石
粉末)を得た。
【0082】1200℃で仮焼して得られた仮焼体に対
し、上記SiO2を0.4重量%および上記CaCO3を
1.25重量%添加し、乾式ロッドミルにより、仮焼体
の比表面積が7m2/gとなるまで粉砕を行なった。
し、上記SiO2を0.4重量%および上記CaCO3を
1.25重量%添加し、乾式ロッドミルにより、仮焼体
の比表面積が7m2/gとなるまで粉砕を行なった。
【0083】次いで、非水系溶媒としてキシレンを用
い、界面活性剤としてオレイン酸を用いて、ボールミル
中で仮焼体粉末を湿式粉砕した。オレイン酸は、仮焼体
粉末に対して1.3重量%添加した。スラリー中の仮焼
体粉末は、33重量%とした。粉砕は、比表面積が8〜
9m2/gとなるまで行なった。
い、界面活性剤としてオレイン酸を用いて、ボールミル
中で仮焼体粉末を湿式粉砕した。オレイン酸は、仮焼体
粉末に対して1.3重量%添加した。スラリー中の仮焼
体粉末は、33重量%とした。粉砕は、比表面積が8〜
9m2/gとなるまで行なった。
【0084】以上の粉砕により仮焼体粉末に粉砕歪が導
入され、仮焼体粉末のHcJは粉砕前の15〜60%まで
減少した。また、粉砕機から、Fe,Crが若干混入す
る。
入され、仮焼体粉末のHcJは粉砕前の15〜60%まで
減少した。また、粉砕機から、Fe,Crが若干混入す
る。
【0085】次に、粉砕スラリーを遠心分離器によりス
ラリー中の仮焼体粉末の濃度が約85重量%になるよう
に調整した。このスラリーから溶媒を除去しつつ、約1
3kGの高さ方向磁場中で直径30mm、高さ15mmの円柱
状に成形した。成形圧力は0.4ton/cm2とした。ま
た、このスラリーの一部を乾燥後、1000℃で焼成し
て全て酸化物となるよう処理した後、蛍光X線定量分析
法により各成分量を分析した。結果を表1に示す。
ラリー中の仮焼体粉末の濃度が約85重量%になるよう
に調整した。このスラリーから溶媒を除去しつつ、約1
3kGの高さ方向磁場中で直径30mm、高さ15mmの円柱
状に成形した。成形圧力は0.4ton/cm2とした。ま
た、このスラリーの一部を乾燥後、1000℃で焼成し
て全て酸化物となるよう処理した後、蛍光X線定量分析
法により各成分量を分析した。結果を表1に示す。
【0086】
【表1】
【0087】次に、成形体を100〜300℃で熱処理
してオレイン酸を十分に除去した後、空気中において、
昇温速度を5℃/分間とし、1200℃に1時間保持す
ることにより焼結を行い、焼結体を得た。得られた焼結
体の上下面を加工した後、4πIs、残留磁束密度(B
r)、保磁力(HcJ)、Ir/Is、Hk /HcJ、最大
エネルギー積[(BH)max]、焼結密度を調べた。結果
を、表2に示す。
してオレイン酸を十分に除去した後、空気中において、
昇温速度を5℃/分間とし、1200℃に1時間保持す
ることにより焼結を行い、焼結体を得た。得られた焼結
体の上下面を加工した後、4πIs、残留磁束密度(B
r)、保磁力(HcJ)、Ir/Is、Hk /HcJ、最大
エネルギー積[(BH)max]、焼結密度を調べた。結果
を、表2に示す。
【0088】
【表2】
【0089】表2から明らかなように、サンプルNo.1
1〜14の本発明範囲の焼結体コアは極めて優れた特性
を示している。
1〜14の本発明範囲の焼結体コアは極めて優れた特性
を示している。
【0090】実施例2(焼結磁石:R−M置換率による
比較) 原料としては、次のものを用いた。Fe2O3粉末(一次
粒子径0.3μm:不純物としてMn,Cr,Si,C
lを含む)、SrCO3粉末(一次粒子径2μm:不純物
としてBa,Caを含む)、Co3O4粉末とCoO粉末
との混合物(一次粒子径1〜5μm)、La2O3粉末
(純度99.9%)
比較) 原料としては、次のものを用いた。Fe2O3粉末(一次
粒子径0.3μm:不純物としてMn,Cr,Si,C
lを含む)、SrCO3粉末(一次粒子径2μm:不純物
としてBa,Caを含む)、Co3O4粉末とCoO粉末
との混合物(一次粒子径1〜5μm)、La2O3粉末
(純度99.9%)
【0091】上記原料を、組成が Sr1-xLaxFe12-yCoyO19 となるように配合した。さらに、SiO2粉末(一次粒
子径0.01μm)およびCaCO3粉末(一次粒子径1
μm)を上記原料に対してそれぞれ0.2重量%および
0.15重量%添加して混合した。得られた混合物を湿
式アトライターで2時間粉砕し、乾燥して整粒した後、
空気中において1150〜1300℃の範囲内でそれぞ
れ3時間仮焼して、仮焼体を得た。以下、実施例1と同
様にして焼結体を作製した。
子径0.01μm)およびCaCO3粉末(一次粒子径1
μm)を上記原料に対してそれぞれ0.2重量%および
0.15重量%添加して混合した。得られた混合物を湿
式アトライターで2時間粉砕し、乾燥して整粒した後、
空気中において1150〜1300℃の範囲内でそれぞ
れ3時間仮焼して、仮焼体を得た。以下、実施例1と同
様にして焼結体を作製した。
【0092】得られた焼結体の上下面を加工した後、残
留磁束密度(Br)、保磁力(HcJおよびHcB)および
最大エネルギー積[(BH)max]と、LaおよびCoの置
換率x、y(ただし、x=yとした)との関係を調べ
た。結果を、焼結温度と共に図1および図2に示す。
留磁束密度(Br)、保磁力(HcJおよびHcB)および
最大エネルギー積[(BH)max]と、LaおよびCoの置
換率x、y(ただし、x=yとした)との関係を調べ
た。結果を、焼結温度と共に図1および図2に示す。
【0093】図1および図2から、x、yが本発明範囲
内にあるとき、焼結温度を最適化することで、Br≧
4.4kGかつ(BH)max≧4.6MGOeという高い磁気特性
を維持したまま、HcJまたはHcBの大幅な改善ができる
ことがわかる。このことを明瞭に示すために、図3に、
仮焼温度と焼結温度とをいずれも1200℃とした焼結
体について、xを変えた場合のHcJとBrとの関係およ
びHcJと(BH)maxとの関係を示す。なお、比較のため
に、前記した特願平8−145006号記載の焼結体に
ついてのデータも、「比較例(LaZn置換)」として
図3に示してある。この比較例の焼結体は、 Sr0.7La0.3Fe11.7Zn0.3O19 で表される主相を有するものである。図3に示す実施例
の焼結体(x=0.1〜0.4)は、HcJが4kOe以上
であり、BrとHcJとが前記した 式IV Br+1/3HcJ≧5.75 を満足するものとなっている。これに対し、図3に示す
比較例の焼結体(HcJがすべて4kOe未満)は、 式V Br+1/10HcJ≧4.82 を満足していない。
内にあるとき、焼結温度を最適化することで、Br≧
4.4kGかつ(BH)max≧4.6MGOeという高い磁気特性
を維持したまま、HcJまたはHcBの大幅な改善ができる
ことがわかる。このことを明瞭に示すために、図3に、
仮焼温度と焼結温度とをいずれも1200℃とした焼結
体について、xを変えた場合のHcJとBrとの関係およ
びHcJと(BH)maxとの関係を示す。なお、比較のため
に、前記した特願平8−145006号記載の焼結体に
ついてのデータも、「比較例(LaZn置換)」として
図3に示してある。この比較例の焼結体は、 Sr0.7La0.3Fe11.7Zn0.3O19 で表される主相を有するものである。図3に示す実施例
の焼結体(x=0.1〜0.4)は、HcJが4kOe以上
であり、BrとHcJとが前記した 式IV Br+1/3HcJ≧5.75 を満足するものとなっている。これに対し、図3に示す
比較例の焼結体(HcJがすべて4kOe未満)は、 式V Br+1/10HcJ≧4.82 を満足していない。
【0094】焼結温度を1220℃とした焼結体のキュ
リー温度(Tc)と置換率x、y(ただし、x=y)と
の関係を図4に示す。図4から、x、yの増大と共にT
cが減少することがわかる。
リー温度(Tc)と置換率x、y(ただし、x=y)と
の関係を図4に示す。図4から、x、yの増大と共にT
cが減少することがわかる。
【0095】実施例3(焼結磁石:仮焼温度および焼結
温度による比較) 組成が Sr1-xLaxFe12-yCoyO19 においてx=0.3、y=0.3となるように原料を配
合し、仮焼温度および焼結温度を図5に示すように変え
たほかは実施例1と同様にして、焼結体を作製した。こ
れらの焼結体の磁気特性を、図5に示す。図5から、高
Brかつ高HcJとするためには、仮焼温度を1300℃
未満とし、焼結温度を1180〜1220℃とすること
が好ましいことがわかる。ただし、仮焼を1300℃で
行った場合でも、焼結温度を1240℃としたときにB
r≒4.4kGかつHcJ≒4.0kOeという高い磁気特性
が得られている。
温度による比較) 組成が Sr1-xLaxFe12-yCoyO19 においてx=0.3、y=0.3となるように原料を配
合し、仮焼温度および焼結温度を図5に示すように変え
たほかは実施例1と同様にして、焼結体を作製した。こ
れらの焼結体の磁気特性を、図5に示す。図5から、高
Brかつ高HcJとするためには、仮焼温度を1300℃
未満とし、焼結温度を1180〜1220℃とすること
が好ましいことがわかる。ただし、仮焼を1300℃で
行った場合でも、焼結温度を1240℃としたときにB
r≒4.4kGかつHcJ≒4.0kOeという高い磁気特性
が得られている。
【0096】このような特徴的な現象を解析するため
に、仮焼体および焼結体の組織構造を走査型電子顕微鏡
(SEM)により調べた。図6、図7および図8に、仮
焼温度(T1)を1200℃、1250℃および130
0℃として得られた仮焼体のSEM写真をそれぞれ示
す。仮焼温度を1300℃として得られた仮焼体では、
粒径10μm を超える粗粒子が大きな割合を占めている
ことがわかる。
に、仮焼体および焼結体の組織構造を走査型電子顕微鏡
(SEM)により調べた。図6、図7および図8に、仮
焼温度(T1)を1200℃、1250℃および130
0℃として得られた仮焼体のSEM写真をそれぞれ示
す。仮焼温度を1300℃として得られた仮焼体では、
粒径10μm を超える粗粒子が大きな割合を占めている
ことがわかる。
【0097】また、焼結体の組織構造も、SEMにより
調べた。SEM写真を図9〜図12に示す。仮焼温度
(T1)および焼結温度(T2)は、 図9 :T1=1200℃、T2=1200℃、 図10:T1=1200℃、T2=1240℃、 図11:T1=1300℃、T2=1200℃、 図12:T1=1300℃、T2=1240℃ である。これらの写真は、結晶のa面と平行な破断面を
示すものである。4.5kOe以上のHcJが得られた焼結
体でも、粒径が1μmを超える結晶粒が比較的多く存在
していることがわかる。また、仮焼温度を1300℃と
したものでは、ほとんどの結晶粒が粒径1μm超となっ
ていることがわかる。しかし、このように結晶粒径が大
きいにもかかわらず、最高で約4kOeものHcJが得られ
ていることから、本発明により、磁気特性、特にHcJの
結晶粒径依存性が改善されることが明らかである。
調べた。SEM写真を図9〜図12に示す。仮焼温度
(T1)および焼結温度(T2)は、 図9 :T1=1200℃、T2=1200℃、 図10:T1=1200℃、T2=1240℃、 図11:T1=1300℃、T2=1200℃、 図12:T1=1300℃、T2=1240℃ である。これらの写真は、結晶のa面と平行な破断面を
示すものである。4.5kOe以上のHcJが得られた焼結
体でも、粒径が1μmを超える結晶粒が比較的多く存在
していることがわかる。また、仮焼温度を1300℃と
したものでは、ほとんどの結晶粒が粒径1μm超となっ
ていることがわかる。しかし、このように結晶粒径が大
きいにもかかわらず、最高で約4kOeものHcJが得られ
ていることから、本発明により、磁気特性、特にHcJの
結晶粒径依存性が改善されることが明らかである。
【0098】なお、仮焼体(x=0.3、y=0.3)
の平均一次粒径は、仮焼温度1250℃以下のときは1
μm以下であり、これを1220℃以下で焼結して得ら
れた焼結体の平均結晶粒径は1.5μm以下であった。
一方、仮焼温度1300℃のときの仮焼体の平均一次粒
径は3μm以上であり、これを粉砕して成形した後、1
220℃以下で焼結して得られた焼結体の平均結晶粒径
は3μm以下であった。
の平均一次粒径は、仮焼温度1250℃以下のときは1
μm以下であり、これを1220℃以下で焼結して得ら
れた焼結体の平均結晶粒径は1.5μm以下であった。
一方、仮焼温度1300℃のときの仮焼体の平均一次粒
径は3μm以上であり、これを粉砕して成形した後、1
220℃以下で焼結して得られた焼結体の平均結晶粒径
は3μm以下であった。
【0099】実施例4(焼結磁石:Srフェライト磁石
とBaフェライト磁石との比較) 組成が Sr1-xLaxFe12-yCoyO19 においてx=yであり、x、yが0.2または0.3と
なるように原料を配合したほかは実施例1と同様にし
て、仮焼体を作製した。なお、仮焼温度は1200℃と
した。この仮焼体を焼結して、Srフェライト焼結磁石
を得た。焼結温度は1180〜1260℃の範囲から選
択した。
とBaフェライト磁石との比較) 組成が Sr1-xLaxFe12-yCoyO19 においてx=yであり、x、yが0.2または0.3と
なるように原料を配合したほかは実施例1と同様にし
て、仮焼体を作製した。なお、仮焼温度は1200℃と
した。この仮焼体を焼結して、Srフェライト焼結磁石
を得た。焼結温度は1180〜1260℃の範囲から選
択した。
【0100】また、比較のために、主相組成が Ba1-xLaxFe12-yCoyO19 においてx=yであり、x、yが0.2または0.3と
なるように原料を配合し、仮焼温度を1200℃とし、
焼結温度をSrフェライト磁石と同様に1180〜12
60℃の範囲から選択して、Baフェライト焼結磁石を
得た。焼結体の組織を走査型電子顕微鏡(SEM)で観
察したところ、Baフェライトの方がアスペクト比が大
きく、扁平化していた。得られたBaフェライトのう
ち、x=0.3、y=0.3のときのHcJ、焼結温度を
1220℃としたときのa軸(直径)方向とc軸(高
さ)方向の収縮率の比および焼結密度を表3に示す。一
般的に収縮率の比(shh/shΦ)が大きい場合は、
粒子が扁平化する傾向がある。また、実施例7の方法で
Baフェライト(x=0.3)の異方性磁場(HA)を
測定したところ、16.6kOeであった。
なるように原料を配合し、仮焼温度を1200℃とし、
焼結温度をSrフェライト磁石と同様に1180〜12
60℃の範囲から選択して、Baフェライト焼結磁石を
得た。焼結体の組織を走査型電子顕微鏡(SEM)で観
察したところ、Baフェライトの方がアスペクト比が大
きく、扁平化していた。得られたBaフェライトのう
ち、x=0.3、y=0.3のときのHcJ、焼結温度を
1220℃としたときのa軸(直径)方向とc軸(高
さ)方向の収縮率の比および焼結密度を表3に示す。一
般的に収縮率の比(shh/shΦ)が大きい場合は、
粒子が扁平化する傾向がある。また、実施例7の方法で
Baフェライト(x=0.3)の異方性磁場(HA)を
測定したところ、16.6kOeであった。
【0101】
【表3】
【0102】これらの各焼結体の磁気特性を図13に示
す。なお、図13には、各組成について焼結温度の異な
る複数の焼結体の特性を示してある。これにより、Ba
系フェライトの場合は、異方性磁場(HA )が低いと共
に、粒子が扁平化し易いために大きなHcJが得られな
い。実際、表3に示すようにHcJは最高3.5kOe程度
で、これは従来のSrで得られる程度の値である。
す。なお、図13には、各組成について焼結温度の異な
る複数の焼結体の特性を示してある。これにより、Ba
系フェライトの場合は、異方性磁場(HA )が低いと共
に、粒子が扁平化し易いために大きなHcJが得られな
い。実際、表3に示すようにHcJは最高3.5kOe程度
で、これは従来のSrで得られる程度の値である。
【0103】図13では、Srフェライト焼結体(HcJ
がすべて4kOe以上)のBrとHcJとは前記式IVを満足
するものとなっている。これに対し、Baフェライト焼
結体(HcJがすべて4kOe未満)は、前記式Vを満足し
ていない。
がすべて4kOe以上)のBrとHcJとは前記式IVを満足
するものとなっている。これに対し、Baフェライト焼
結体(HcJがすべて4kOe未満)は、前記式Vを満足し
ていない。
【0104】実施例5(フェライト粒子:HcJの温度特
性) 組成および仮焼温度が表4に示すものであるSrフェラ
イト仮焼体について、図14に示す温度範囲でI−Hヒ
ステリシス曲線をVSMにより求めた。このI−Hヒス
テリシス曲線により、HcJの温度依存性を調べた。HcJ
の温度依存性グラフを、図14に示す。この結果を用い
て、−50℃から+50℃までの範囲で直線近似により
HcJの温度係数を算出した。温度係数と、−50〜50
℃における相関係数とを、表4に示す。なお、表4の温
度係数△HcJ/HcJ/△Tは、25℃でのHcJに対する
変化率である。
性) 組成および仮焼温度が表4に示すものであるSrフェラ
イト仮焼体について、図14に示す温度範囲でI−Hヒ
ステリシス曲線をVSMにより求めた。このI−Hヒス
テリシス曲線により、HcJの温度依存性を調べた。HcJ
の温度依存性グラフを、図14に示す。この結果を用い
て、−50℃から+50℃までの範囲で直線近似により
HcJの温度係数を算出した。温度係数と、−50〜50
℃における相関係数とを、表4に示す。なお、表4の温
度係数△HcJ/HcJ/△Tは、25℃でのHcJに対する
変化率である。
【0105】
【表4】
【0106】表4から、LaとCoとを複合添加するこ
とにより、Srフェライト仮焼体のHcJの温度係数が著
しく小さくなることがわかる。
とにより、Srフェライト仮焼体のHcJの温度係数が著
しく小さくなることがわかる。
【0107】実施例6(焼結磁石:HcJおよびBrの温
度特性) x=y=0〜1,z=1の相組成を有するSrフェライ
ト焼結体を作製した。仮焼温度および焼結温度は、いず
れも1200℃とした。これらの焼結体を、直径5mm、
高さ6.5mmの円柱状(高さ方向がc軸方向)に加工
し、実施例5と同様にしてHcJの温度依存性を調べた。
結果を図15および表5に示す。なお、表5には、25
℃におけるBrおよびHcJと、−25℃におけるBrお
よびHcJも示してある。
度特性) x=y=0〜1,z=1の相組成を有するSrフェライ
ト焼結体を作製した。仮焼温度および焼結温度は、いず
れも1200℃とした。これらの焼結体を、直径5mm、
高さ6.5mmの円柱状(高さ方向がc軸方向)に加工
し、実施例5と同様にしてHcJの温度依存性を調べた。
結果を図15および表5に示す。なお、表5には、25
℃におけるBrおよびHcJと、−25℃におけるBrお
よびHcJも示してある。
【0108】
【表5】
【0109】表5から、LaとCoとを複合添加するこ
とにより、Srフェライト焼結体のHcJの温度特性が著
しく改善されることがわかる。
とにより、Srフェライト焼結体のHcJの温度特性が著
しく改善されることがわかる。
【0110】また、25℃における磁気特性について
は、x=0.3、y=0.3の焼結体(HcJが4kOe以
上)は、 Br+1/3HcJ=6.07 であり、前記式IVを満足しているのに対し、x=0、y
=0の焼結体(HcJが4kOe未満)は Br+1/10HcJ=4.78 であり、前記式Vを満足していない。また、−25℃に
おける磁気特性については、x=0.3の焼結体が Br+1/3HcJ=6.44 であり、前記式VIを満足しているのに対し、x=0、y
=0の焼結体は Br+1/3HcJ=5.89 にすぎず、前記式VIを満足していない。
は、x=0.3、y=0.3の焼結体(HcJが4kOe以
上)は、 Br+1/3HcJ=6.07 であり、前記式IVを満足しているのに対し、x=0、y
=0の焼結体(HcJが4kOe未満)は Br+1/10HcJ=4.78 であり、前記式Vを満足していない。また、−25℃に
おける磁気特性については、x=0.3の焼結体が Br+1/3HcJ=6.44 であり、前記式VIを満足しているのに対し、x=0、y
=0の焼結体は Br+1/3HcJ=5.89 にすぎず、前記式VIを満足していない。
【0111】実施例7(焼結磁石:異方性磁場) 組成が Sr1-xLaxFe12-yCoyO19 においてx,y(但しx=y)が表6に示す値となるよ
うに原料を配合し、そのほかは実施例1と同様にして焼
結体を作製した。これらの焼結体から、一辺が12mmの
立方体を切り出した。この立方体は、図16に示すよう
に、その一側面とc軸とが直交するものである。これら
の立方体におけるa軸方向とc軸方向とについて、それ
ぞれ4πI−Hカーブの第1象限を測定し、その交点か
ら異方性磁場(HA)を求めた。結果を表6に示す。ま
た、各立方体の飽和磁化4πIsおよび密度も表6に示
す。
うに原料を配合し、そのほかは実施例1と同様にして焼
結体を作製した。これらの焼結体から、一辺が12mmの
立方体を切り出した。この立方体は、図16に示すよう
に、その一側面とc軸とが直交するものである。これら
の立方体におけるa軸方向とc軸方向とについて、それ
ぞれ4πI−Hカーブの第1象限を測定し、その交点か
ら異方性磁場(HA)を求めた。結果を表6に示す。ま
た、各立方体の飽和磁化4πIsおよび密度も表6に示
す。
【0112】
【表6】
【0113】表6から、本発明範囲内であるx=0.1
〜0.4、y=0.1〜0.4において4πIsとHA
とが共に増大することがわかる。また、これにより、K
1[=(HA・Is)/2]も増大したことがわかる。
〜0.4、y=0.1〜0.4において4πIsとHA
とが共に増大することがわかる。また、これにより、K
1[=(HA・Is)/2]も増大したことがわかる。
【0114】実施例8(焼結磁石、フェライト粒子:La≠Co) 組成が Sr0.7La0.3Fe11.7(Co(1-v)Fev)0.3O19 〔ここで、Sr1-xLaxFe12-yCoyO19としたと
き、y=0.3(1−v)であり、v=0.3−y/
0.3である〕となるように原料を配合したほかは実施
例1と同様にして、仮焼体および焼結体を作製した。v
の変化に伴う仮焼体の磁気特性の変化を、仮焼温度と共
に図17に示す。また、vの変化に伴う焼結体の磁気特
性の変化を、仮焼温度および焼結温度と共に図18に示
す。
き、y=0.3(1−v)であり、v=0.3−y/
0.3である〕となるように原料を配合したほかは実施
例1と同様にして、仮焼体および焼結体を作製した。v
の変化に伴う仮焼体の磁気特性の変化を、仮焼温度と共
に図17に示す。また、vの変化に伴う焼結体の磁気特
性の変化を、仮焼温度および焼結温度と共に図18に示
す。
【0115】図17から、1200℃で仮焼を行った場
合および1250℃で仮焼を行った場合には、HcJが6
kOe以上(最高6.6kOe)という従来にない高いHcJを
もつフェライト粒子が得られることがわかる。ただし、 Sr0.7La0.3Fe11.7(Co(1-v)Fev)0.3O19 においてv>0.8、すなわち Sr1-xLaxFe12-vCovO19 においてはLa/Co=x/y>5の範囲で、磁気特性
の劣化が著しくなることがわかる。
合および1250℃で仮焼を行った場合には、HcJが6
kOe以上(最高6.6kOe)という従来にない高いHcJを
もつフェライト粒子が得られることがわかる。ただし、 Sr0.7La0.3Fe11.7(Co(1-v)Fev)0.3O19 においてv>0.8、すなわち Sr1-xLaxFe12-vCovO19 においてはLa/Co=x/y>5の範囲で、磁気特性
の劣化が著しくなることがわかる。
【0116】また、図18から、 Sr0.7La0.3Fe11.7(Co(1-v)Fev)0.3O19 においてv>0.5、すなわち Sr1-xLaxFe12-yCoyO19 においてはLa/Co=x/y>2の範囲で磁気特性の
劣化が著しくなることがわかる。
劣化が著しくなることがわかる。
【0117】実施例9(焼結磁石:Co+Zn添加) 組成が Sr0.7La0.3Fe11.7(Co(1-w)Znw)0.3O19 となるように原料を配合したほかは実施例1と同様にし
て、仮焼体および焼結体を作製した。仮焼温度を120
0℃とした焼結体のwの変化に伴う磁気特性の変化を、
焼結温度と共に図19に示す。
て、仮焼体および焼結体を作製した。仮焼温度を120
0℃とした焼結体のwの変化に伴う磁気特性の変化を、
焼結温度と共に図19に示す。
【0118】図19から、CoとZnとの比率を変更す
ることにより、4πIsを重点的に向上させたり、HcJ
を重点的に向上させたりすることができることがわか
り、また、高飽和磁化型と高保磁力型との間で連続的に
特性を変化させることが可能であることがわかる。
ることにより、4πIsを重点的に向上させたり、HcJ
を重点的に向上させたりすることができることがわか
り、また、高飽和磁化型と高保磁力型との間で連続的に
特性を変化させることが可能であることがわかる。
【0119】実施例10(焼結磁石) 主相組成が Sr0.7La0.3Fe11.7M0.3O19 (M=Zn、Mg、Mn、Ni、Co、Li+Fe)と
なるように原料を配合し、仮焼温度を1200℃、焼結
温度を1220℃としたほかは実施例1と同様にして焼
結体を作製した。これらの焼結体について、磁気特性お
よび密度を測定した。結果を表7に示す。
なるように原料を配合し、仮焼温度を1200℃、焼結
温度を1220℃としたほかは実施例1と同様にして焼
結体を作製した。これらの焼結体について、磁気特性お
よび密度を測定した。結果を表7に示す。
【0120】
【表7】
【0121】表7から、LaとCoとの複合添加による
保磁力向上効果が明らかである。M=Znである場合に
は、高Brかつ高(BH)maxが得られているが、HcJが低
い。Zn以外の元素を添加した場合には、すべての特性
がM=Coの場合より劣っている。
保磁力向上効果が明らかである。M=Znである場合に
は、高Brかつ高(BH)maxが得られているが、HcJが低
い。Zn以外の元素を添加した場合には、すべての特性
がM=Coの場合より劣っている。
【0122】なお、上記各実施例で作製したSrフェラ
イトにおいてLaの一部をBiで置換したところ、Bi
添加により仮焼温度を低くできることがわかった。すな
わち、最良の特性が得られる仮焼温度が低温側に移動
し、しかも、保磁力はほとんど劣化しなかった。また、
Laの一部を他の希土類元素で置換した組成について仮
焼体および焼結体を作製したところ、上記各実施例と同
様にCoとの複合添加によりHcJの向上が認められた。
イトにおいてLaの一部をBiで置換したところ、Bi
添加により仮焼温度を低くできることがわかった。すな
わち、最良の特性が得られる仮焼温度が低温側に移動
し、しかも、保磁力はほとんど劣化しなかった。また、
Laの一部を他の希土類元素で置換した組成について仮
焼体および焼結体を作製したところ、上記各実施例と同
様にCoとの複合添加によりHcJの向上が認められた。
【0123】また、上記各実施例で作製したSrフェラ
イト粒子を含有する塗布型磁性層を基体上に形成して、
磁気カードを作製した。これらの磁気カードでは、置換
率x、yに応じて上記各実施例と同様な結果が得られ、
置換率x、yが本発明範囲内であるときには高出力およ
び高S/Nが得られた。
イト粒子を含有する塗布型磁性層を基体上に形成して、
磁気カードを作製した。これらの磁気カードでは、置換
率x、yに応じて上記各実施例と同様な結果が得られ、
置換率x、yが本発明範囲内であるときには高出力およ
び高S/Nが得られた。
【0124】また、スパッタリング法により薄膜を基体
上に形成し、これを熱処理して上記実施例と同様な六方
晶マグネトプランバイト型フェライト相を形成して薄膜
磁性層とすることにより、磁気記録媒体を作製した。こ
れらの磁気記録媒体では、置換率xに応じて上記各実施
例と同様な結果が得られ、置換率x、yが本発明範囲内
であるときには高出力および高S/Nが得られた。
上に形成し、これを熱処理して上記実施例と同様な六方
晶マグネトプランバイト型フェライト相を形成して薄膜
磁性層とすることにより、磁気記録媒体を作製した。こ
れらの磁気記録媒体では、置換率xに応じて上記各実施
例と同様な結果が得られ、置換率x、yが本発明範囲内
であるときには高出力および高S/Nが得られた。
【0125】実施例11(焼結磁石:比抵抗の測定) 実施例2において、仮焼温度を1200℃、焼結温度を
1180℃とし、その他は実施例2と同様にしてx:0
〜1、y:0〜1(ただしx=y)に変化させたサンプ
ルを作製した。x、yの値によって、比抵抗は大きく変
化した。この原因は明らかではないが、Fe2+の生成な
どが考えられる。
1180℃とし、その他は実施例2と同様にしてx:0
〜1、y:0〜1(ただしx=y)に変化させたサンプ
ルを作製した。x、yの値によって、比抵抗は大きく変
化した。この原因は明らかではないが、Fe2+の生成な
どが考えられる。
【0126】得られた各サンプルについて、a軸方向と
c軸方向の直流の比抵抗を測定した。結果を表8に示
す。このように、比抵抗は小さくなるが、実用的には問
題のない範囲であった。
c軸方向の直流の比抵抗を測定した。結果を表8に示
す。このように、比抵抗は小さくなるが、実用的には問
題のない範囲であった。
【0127】
【表8】
【0128】実施例12(焼結磁石:仮焼温度1200
℃でのLa添加量による比較) 実施例1において、最終組成が、 Sr1-x Lax Fe11.7 Co0.3 O19 としたとき、x=0.0〜1.0となるよう原料を配合
し、仮焼温度を1200℃としたときのBr−HcJ特
性、ρsおよびHcJ、HK /HcJおよび[BH]max につい
て測定した。得られた結果を図20〜22に示す。B−
Hトレーサで1240℃の焼結体を磁化困難軸方向の初
磁化曲線と、容易磁化方向のヒステリシス曲線とによ
り、異方性磁場HA を求めた。結果を表9に示す。さら
に、大気中1200℃で焼成した焼結体のc軸方向(高
さ方向)の比抵抗を測定した。結果を表10に示す。x
が0.1と0.2のサンプルは、比抵抗が106 以上の
高い値で、使用した測定器の測定範囲を超えていた。
℃でのLa添加量による比較) 実施例1において、最終組成が、 Sr1-x Lax Fe11.7 Co0.3 O19 としたとき、x=0.0〜1.0となるよう原料を配合
し、仮焼温度を1200℃としたときのBr−HcJ特
性、ρsおよびHcJ、HK /HcJおよび[BH]max につい
て測定した。得られた結果を図20〜22に示す。B−
Hトレーサで1240℃の焼結体を磁化困難軸方向の初
磁化曲線と、容易磁化方向のヒステリシス曲線とによ
り、異方性磁場HA を求めた。結果を表9に示す。さら
に、大気中1200℃で焼成した焼結体のc軸方向(高
さ方向)の比抵抗を測定した。結果を表10に示す。x
が0.1と0.2のサンプルは、比抵抗が106 以上の
高い値で、使用した測定器の測定範囲を超えていた。
【0129】
【表9】
【0130】
【表10】
【0131】図20〜22から明らかなように、x=
0.3,0.4の場合、Br−HcJ特性曲線はほぼ同一
の曲線となり、これらの条件で最も高い磁気特性が得ら
れた。この両者はHK /HcJも同程度であった。単位重
量当たりの飽和磁化(σs)はx=0〜0.4の範囲で
殆ど変化はないが、HcJはLaまたはSr量が少なくな
るとかなり急速に低下した。
0.3,0.4の場合、Br−HcJ特性曲線はほぼ同一
の曲線となり、これらの条件で最も高い磁気特性が得ら
れた。この両者はHK /HcJも同程度であった。単位重
量当たりの飽和磁化(σs)はx=0〜0.4の範囲で
殆ど変化はないが、HcJはLaまたはSr量が少なくな
るとかなり急速に低下した。
【0132】表9では、異方性磁界の測定値はx=0.
3まで単調に増加し、x=0.3〜0.8の範囲でほぼ
一定の値である20kOe となり、x=1.0で再び低
下した。
3まで単調に増加し、x=0.3〜0.8の範囲でほぼ
一定の値である20kOe となり、x=1.0で再び低
下した。
【0133】実施例13(焼結磁石:仮焼温度1300
℃でのLa添加量による比較) 実施例1において、最終組成が、 Sr1-x Lax Fe11.7 Co0.3 O19 としたとき、x=0.0〜1.0となるよう原料を配合
し、仮焼温度を1300℃としたときのBr−HcJ特
性、HcJとHK /HcJおよびBr、xとBrおよびHcJ
について評価した。得られた結果を図23〜25に示
す。
℃でのLa添加量による比較) 実施例1において、最終組成が、 Sr1-x Lax Fe11.7 Co0.3 O19 としたとき、x=0.0〜1.0となるよう原料を配合
し、仮焼温度を1300℃としたときのBr−HcJ特
性、HcJとHK /HcJおよびBr、xとBrおよびHcJ
について評価した。得られた結果を図23〜25に示
す。
【0134】図23〜25から明らかなように、最も磁
気特性が高かったのはx=0.4の条件で、焼成温度と
共にBr、HcJはいずれも上昇した。しかし、1200
℃の仮焼の場合とほぼ同レベルまでBr、HcJの高くな
る1240℃の焼成温度では、HK /HcJは86.5%
に低下した。1200℃の仮焼の場合はx=0.3,
0.4で、ほぼ同特性であったが、1300℃仮焼では
x=0.4の方が高特性であった。また、x=0.8
で、HcJが6kOe以上の高い値となった。
気特性が高かったのはx=0.4の条件で、焼成温度と
共にBr、HcJはいずれも上昇した。しかし、1200
℃の仮焼の場合とほぼ同レベルまでBr、HcJの高くな
る1240℃の焼成温度では、HK /HcJは86.5%
に低下した。1200℃の仮焼の場合はx=0.3,
0.4で、ほぼ同特性であったが、1300℃仮焼では
x=0.4の方が高特性であった。また、x=0.8
で、HcJが6kOe以上の高い値となった。
【0135】実施例14(焼結磁石:x,yによる磁気特性の評価) 実施例1において、最終組成が、 Sr1-x Lax Fe12-y Coy O19 としたとき、x,yを所定の値となるようにして、仮焼
温度を1250℃とした以外は実施例1と同様にして仮
焼体、焼結体を作製し、磁気特性を評価した。また、実
施例1と同様な方法で各成分の分析を行った。
温度を1250℃とした以外は実施例1と同様にして仮
焼体、焼結体を作製し、磁気特性を評価した。また、実
施例1と同様な方法で各成分の分析を行った。
【0136】図26に仮焼体の磁気特性(σs とHcJ)
を示す。表11に実験を行った各サンプルの分析値を示
す。また表11には、この分析値をもとにして計算した
x,y,zの値を併せて示す。図27に、空気中122
0℃で1時間焼成した焼結体の磁気特性(Br とHcJ)
を表11のx,yに対してプロットした結果を示す。図
28に、本焼成時の酸素濃度を100%としたときの焼
結体のHcJから、酸素濃度を20%としたときの焼結体
のHcJを引いた値をプロットした結果を示す。
を示す。表11に実験を行った各サンプルの分析値を示
す。また表11には、この分析値をもとにして計算した
x,y,zの値を併せて示す。図27に、空気中122
0℃で1時間焼成した焼結体の磁気特性(Br とHcJ)
を表11のx,yに対してプロットした結果を示す。図
28に、本焼成時の酸素濃度を100%としたときの焼
結体のHcJから、酸素濃度を20%としたときの焼結体
のHcJを引いた値をプロットした結果を示す。
【0137】
【表11】
【0138】図から明らかなように、本発明範囲では高
い磁気特性が得られていることがわかる。このとき、X
線回折により、解析した結果、いずれの点においてもマ
グネトプランバイト相(M相)の存在が確認された。図
27、28から、x/y=1.3〜2で高いHcJが得ら
れることがわかる。また、この範囲でHcJの焼成雰囲気
依存性小さくなることがわかる。
い磁気特性が得られていることがわかる。このとき、X
線回折により、解析した結果、いずれの点においてもマ
グネトプランバイト相(M相)の存在が確認された。図
27、28から、x/y=1.3〜2で高いHcJが得ら
れることがわかる。また、この範囲でHcJの焼成雰囲気
依存性小さくなることがわかる。
【0139】実施例15(ボンド磁石用フェライト粒子) 実施例14において、x=y=0(比較例)と、x=y
=0.3(実施例)の仮焼体を、乾式振動ミルで粉砕を
行った後、空気中1000℃で5分間アニールを行っ
た。このときのフェライト粒子のHcJおよびHcJの温度
特性を測定した。また、市販のプラマグについても同様
にHcJおよびHcJの温度特性をVSMにより測定した。
結果を下記に示す。
=0.3(実施例)の仮焼体を、乾式振動ミルで粉砕を
行った後、空気中1000℃で5分間アニールを行っ
た。このときのフェライト粒子のHcJおよびHcJの温度
特性を測定した。また、市販のプラマグについても同様
にHcJおよびHcJの温度特性をVSMにより測定した。
結果を下記に示す。
【0140】
【表12】
【0141】上記表から明らかなように、本発明のサン
プルは、HcJおよびHcJの温度特性が改善されていた。
プルは、HcJおよびHcJの温度特性が改善されていた。
【0142】上記のようにして作製したボンド磁石用フ
ェライト粒子に、シランカップリング剤を添加して表面
処理を行ったフェライト粒子:90重量部と、ナイロン
12:10重量部とを配合し、混練、造粒を行った。そ
の後、磁場中射出成型機によって成形を行い磁気特性等
を評価した。その結果HcJの温度特性は、上記実施例と
同様に改善されていた。
ェライト粒子に、シランカップリング剤を添加して表面
処理を行ったフェライト粒子:90重量部と、ナイロン
12:10重量部とを配合し、混練、造粒を行った。そ
の後、磁場中射出成型機によって成形を行い磁気特性等
を評価した。その結果HcJの温度特性は、上記実施例と
同様に改善されていた。
【0143】実施例16(焼結磁石の応用) 実施例1において、本発明サンプルを、測定用の円柱形
状からC型のモータの界磁用磁石の形状に変えた他は実
施例1と同様にしてモータ用C型形状焼結磁石を得た。
得られたコア材を従来の材質の焼結磁石に代えてモータ
中に組み込み、定格条件で動作させたところ良好な特性
を示した。また、そのトルクを測定したところ、従来の
コア材を用いたモータより上昇していた。
状からC型のモータの界磁用磁石の形状に変えた他は実
施例1と同様にしてモータ用C型形状焼結磁石を得た。
得られたコア材を従来の材質の焼結磁石に代えてモータ
中に組み込み、定格条件で動作させたところ良好な特性
を示した。また、そのトルクを測定したところ、従来の
コア材を用いたモータより上昇していた。
【0144】以上の実施例から、本発明の効果が明らか
である。
である。
【0145】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、六方晶フ
ェライトの飽和磁化と磁気異方性とを同時に高めること
により、従来の六方晶フェライト磁石では達成不可能で
あった高い残留磁束密度と高い保磁力とを有するフェラ
イト磁石を提供することである。また、本発明の他の目
的は、高い残留磁束密度と高い保磁力とを有すると共
に、保磁力の温度特性が極めて優れ、特に低温域におい
ても保磁力の低下が少ないフェライト磁石を提供するこ
とである。また、本発明の他の目的は、粒径1μmを超
える比較的粗いフェライト粒子を用いて高残留磁束密度
と高保磁力とを有するフェライト磁石を実現することで
ある。また、本発明の他の目的は、高い残留磁束密度を
有する磁気記録媒体を提供することである。また、本発
明の他の目的は、高効率、高トルクで小型・軽量化の可
能なモータを提供することができる。
ェライトの飽和磁化と磁気異方性とを同時に高めること
により、従来の六方晶フェライト磁石では達成不可能で
あった高い残留磁束密度と高い保磁力とを有するフェラ
イト磁石を提供することである。また、本発明の他の目
的は、高い残留磁束密度と高い保磁力とを有すると共
に、保磁力の温度特性が極めて優れ、特に低温域におい
ても保磁力の低下が少ないフェライト磁石を提供するこ
とである。また、本発明の他の目的は、粒径1μmを超
える比較的粗いフェライト粒子を用いて高残留磁束密度
と高保磁力とを有するフェライト磁石を実現することで
ある。また、本発明の他の目的は、高い残留磁束密度を
有する磁気記録媒体を提供することである。また、本発
明の他の目的は、高効率、高トルクで小型・軽量化の可
能なモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Srフェライト焼結体についてLaおよびCo
の置換率(x、y)と磁気特性との関係を示すグラフで
ある。
の置換率(x、y)と磁気特性との関係を示すグラフで
ある。
【図2】Srフェライト焼結体についてLaおよびCo
の置換率(x、y)と磁気特性との関係を示すグラフで
ある。
の置換率(x、y)と磁気特性との関係を示すグラフで
ある。
【図3】Srフェライト焼結体についてLaおよびCo
の置換率(x、y)と磁気特性との関係を示すグラフで
ある。
の置換率(x、y)と磁気特性との関係を示すグラフで
ある。
【図4】Srフェライト焼結体についてLaおよびCo
の置換率(x、y)とキュリー温度(Tc)との関係を
示すグラフである。
の置換率(x、y)とキュリー温度(Tc)との関係を
示すグラフである。
【図5】Srフェライト焼結体について仮焼温度および
焼結温度と磁気特性との関係を示すグラフである。
焼結温度と磁気特性との関係を示すグラフである。
【図6】粒子構造を示す図面代用写真であって、Srフ
ェライト仮焼体の走査型電子顕微鏡写真である。
ェライト仮焼体の走査型電子顕微鏡写真である。
【図7】粒子構造を示す図面代用写真であって、Srフ
ェライト仮焼体の走査型電子顕微鏡写真である。
ェライト仮焼体の走査型電子顕微鏡写真である。
【図8】粒子構造を示す図面代用写真であって、Srフ
ェライト仮焼体の走査型電子顕微鏡写真である。
ェライト仮焼体の走査型電子顕微鏡写真である。
【図9】粒子構造を示す図面代用写真であって、Srフ
ェライト焼結体断面(結晶のa面と平行な断面)の走査
型電子顕微鏡写真である。
ェライト焼結体断面(結晶のa面と平行な断面)の走査
型電子顕微鏡写真である。
【図10】粒子構造を示す図面代用写真であって、Sr
フェライト焼結体断面(結晶のa面と平行な断面)の走
査型電子顕微鏡写真である。
フェライト焼結体断面(結晶のa面と平行な断面)の走
査型電子顕微鏡写真である。
【図11】粒子構造を示す図面代用写真であって、Sr
フェライト焼結体断面(結晶のa面と平行な断面)の走
査型電子顕微鏡写真である。
フェライト焼結体断面(結晶のa面と平行な断面)の走
査型電子顕微鏡写真である。
【図12】粒子構造を示す図面代用写真であって、Sr
フェライト焼結体断面(結晶のa面と平行な断面)の走
査型電子顕微鏡写真である。
フェライト焼結体断面(結晶のa面と平行な断面)の走
査型電子顕微鏡写真である。
【図13】Srフェライト焼結体およびBaフェライト
焼結体について、HcJと、(BH)maxおよびBrとの関係
を示すグラフである。
焼結体について、HcJと、(BH)maxおよびBrとの関係
を示すグラフである。
【図14】Srフェライト仮焼体のHcJの温度依存性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図15】Srフェライト焼結体のHcJの温度依存性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図16】異方性磁場(HA)測定に用いた立方体状S
rフェライト焼結体の結晶軸の方向を示す斜視図であ
る。
rフェライト焼結体の結晶軸の方向を示す斜視図であ
る。
【図17】Srフェライト仮焼体についてLaの置換率
とCoの置換率との関係が磁気特性に及ぼす影響を示す
グラフである。
とCoの置換率との関係が磁気特性に及ぼす影響を示す
グラフである。
【図18】Srフェライト焼結体についてLaの置換率
とCoの置換率との関係が磁気特性に及ぼす影響を示す
グラフである。
とCoの置換率との関係が磁気特性に及ぼす影響を示す
グラフである。
【図19】Srフェライト焼結体についてCoの置換率
とZnの置換率との関係が磁気特性に及ぼす影響を示す
グラフである。
とZnの置換率との関係が磁気特性に及ぼす影響を示す
グラフである。
【図20】La添加量の違いによる磁気特性を比較した
グラフであって、仮焼温度を1200℃としたときのB
r−HcJ特性を示した図である。
グラフであって、仮焼温度を1200℃としたときのB
r−HcJ特性を示した図である。
【図21】La添加量の違いによる磁気特性を比較した
グラフであって、仮焼温度を1200℃としたときのρ
sおよびHcJの特性を示した図である。
グラフであって、仮焼温度を1200℃としたときのρ
sおよびHcJの特性を示した図である。
【図22】La添加量の違いによる磁気特性を比較した
グラフであって、仮焼温度を1200℃としたときのH
K /HcJおよび(BH)max を示した図である。
グラフであって、仮焼温度を1200℃としたときのH
K /HcJおよび(BH)max を示した図である。
【図23】La添加量の違いによる磁気特性を比較した
グラフであって、仮焼温度を1300℃としたときのB
r−HcJ特性を示した図である。
グラフであって、仮焼温度を1300℃としたときのB
r−HcJ特性を示した図である。
【図24】La添加量の違いによる磁気特性を比較した
グラフであって、仮焼温度を1300℃としたときのH
cJとHK /HcJおよびBrの特性を示した図である。
グラフであって、仮焼温度を1300℃としたときのH
cJとHK /HcJおよびBrの特性を示した図である。
【図25】La添加量の違いによる磁気特性を比較した
グラフであって、仮焼温度を1300℃としたときのx
とBrおよびHcJの関係を示した図である。
グラフであって、仮焼温度を1300℃としたときのx
とBrおよびHcJの関係を示した図である。
【図26】仮焼温度を1250℃としたときの仮焼体の
磁気特性(σs とHcJ)を示したグラフである。
磁気特性(σs とHcJ)を示したグラフである。
【図27】図26の仮焼体を空気中1220℃で1時間
焼成した焼結体の磁気特性(BrとHcJ)を示したグラ
フである。
焼成した焼結体の磁気特性(BrとHcJ)を示したグラ
フである。
【図28】図26の仮焼体の本焼成時の酸素濃度を10
0%としたときの焼結体のHcJから、酸素濃度を20%
としたときの焼結体のHcJを引いた値をプロットした図
である。
0%としたときの焼結体のHcJから、酸素濃度を20%
としたときの焼結体のHcJを引いた値をプロットした図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 15/03 H02K 15/03 C (72)発明者 増澤 清幸 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 皆地 良彦 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内
Claims (16)
- 【請求項1】 六方晶構造を有するフェライトを主相と
し、かつSr、Ba、CaおよびPbから選択される少
なくとも1種の元素であって、Srを必ず含むものをA
とし、 希土類元素(Yを含む)およびBiから選択される少な
くとも1種の元素であってLaを必ず含むものをRと
し、 CoであるかCoおよびZnをMとしたとき、 A,R,FeおよびMそれぞれの金属元素の総計の構成
比率が、全金属元素量に対し、 A:1〜13原子%、 R:0.05〜10原子%、 Fe:80〜95原子%、 M:0.1〜5原子%である組成を有する酸化物磁性材
料。 - 【請求項2】式I A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 と表したとき、 0.04≦x≦0.9、 0.04≦y≦0.5、 0.7≦z≦1.2 である請求項1の酸化物磁性材料。
- 【請求項3】 前記M中のCoの比率が10原子%以上
である請求項1または2の酸化物磁性材料。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの酸化物磁性材
料を含有するフェライト粒子。 - 【請求項5】式I A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 と表したとき、 0.04≦x≦0.9、 0.04≦y≦0.5、 0.8≦x/y≦20、 0.7≦z≦1.2 である請求項4のフェライト粒子。
- 【請求項6】 Sr、Ba、CaおよびPbから選択さ
れる少なくとも1種の元素であって、Srを必ず含むも
のをAとし、 希土類元素(Yを含む)およびBiから選択される少な
くとも1種の元素であってLaを必ず含むものをRと
し、 CoであるかCoおよびZnをMとしたとき、 A,R,FeおよびMを含有し、 −50℃〜50℃における固有保磁力(HcJ)の温度依
存性(Oe /℃)の絶対値を|ΔHcJ/ΔT|と表し、
HcJの単位をkOe としたとき、 式III |ΔHcJ/ΔT|≦5/3HcJ−7/3 を満足する固有保磁力(HcJ)および温度依存性(Oe
/℃)を有するフェライト粒子。 - 【請求項7】 請求項4〜6のいずれかのフェライト粒
子を含むボンディッド磁石。 - 【請求項8】 請求項1〜3のいずれかの酸化物磁性材
料を含有する焼結磁石。 - 【請求項9】式II A1-xRx(Fe12-yMy)zO19 と表したとき、 0.04≦x≦0.9、 0.04≦y≦0.5、 0.4≦x/y≦4、 0.7≦z≦1.2 である請求項8の焼結磁石。
- 【請求項10】 25℃での固有保磁力HcJ(単位kO
e)と残留磁束密度Br(単位kG)とが、HcJ≧4のと
き 式IV Br+1/3HcJ≧5.75 を満足し、HcJ<4のとき 式V Br+1/10HcJ≧4.82 を満足する請求項8〜9のいずれかの焼結磁石。 - 【請求項11】 −25℃での保磁力HcJ(単位kOe)
と残留磁束密度Br(単位kG)とが、 式VI Br+1/3HcJ≧5.95 を満足する請求項8〜10のいずれかの焼結磁石。 - 【請求項12】 −50℃〜50℃における保磁力の温
度係数の絶対値が0.25%/℃以下である請求項8〜
11のいずれかの焼結磁石。 - 【請求項13】 Sr、Ba、CaおよびPbから選択
される少なくとも1種の元素であって、Srを必ず含む
ものをAとし、 希土類元素(Yを含む)およびBiから選択される少な
くとも1種の元素であってLaを必ず含むものをRと
し、 CoであるかCoおよびZnをMとしたとき、 A,R,FeおよびMを含有し、 25℃での保磁力HcJ(単位kOe)と残留磁束密度Br
(単位kG)とが、HcJ≧4のとき 式IV Br+1/3HcJ≧5.75 を満足し、HcJ<4のとき 式V Br+1/10HcJ≧4.82 を満足する焼結磁石。 - 【請求項14】 Sr、Ba、CaおよびPbから選択
される少なくとも1種の元素であって、Srを必ず含む
ものをAとし、 希土類元素(Yを含む)およびBiから選択される少な
くとも1種の元素であってLaを必ず含むものをRと
し、 CoであるかCoおよびZnをMとしたとき、 A,R,FeおよびMを含有し、 −25℃での保磁力HcJ(単位kOe)と残留磁束密度B
r(単位kG)とが、 式VI Br+1/3HcJ≧5.95 を満足する焼結磁石。 - 【請求項15】 請求項8〜14のいずれかの焼結磁石
を有するモータ。 - 【請求項16】 請求項1〜3のいずれかの酸化物磁性
材料を含有する薄膜磁性層を有する磁気記録媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000175824A JP2001068321A (ja) | 1997-02-25 | 2000-06-12 | 酸化物磁性材料、フェライト粒子、焼結磁石、ボンディッド磁石、磁気記録媒体およびモータ |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5685697 | 1997-02-25 | ||
JP9-273931 | 1997-09-19 | ||
JP9-56856 | 1997-09-19 | ||
JP27393197 | 1997-09-19 | ||
JP2000175824A JP2001068321A (ja) | 1997-02-25 | 2000-06-12 | 酸化物磁性材料、フェライト粒子、焼結磁石、ボンディッド磁石、磁気記録媒体およびモータ |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32280898A Division JP3337990B2 (ja) | 1997-02-25 | 1998-10-28 | 酸化物磁性材料、フェライト粒子、焼結磁石、ボンディッド磁石、磁気記録媒体およびモータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001068321A true JP2001068321A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=27296058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000175824A Withdrawn JP2001068321A (ja) | 1997-02-25 | 2000-06-12 | 酸化物磁性材料、フェライト粒子、焼結磁石、ボンディッド磁石、磁気記録媒体およびモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001068321A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006033335A1 (ja) * | 2004-09-21 | 2006-03-30 | Tdk Corporation | フェライト磁性材料の製造方法 |
JP2006093196A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Tdk Corp | フェライト磁性材料 |
JP2007214510A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Dowa Holdings Co Ltd | ボンド磁石用フェライト磁性粉およびその製造方法、並びにボンド磁石 |
JP2009246243A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Tdk Corp | フェライト焼結磁石 |
-
2000
- 2000-06-12 JP JP2000175824A patent/JP2001068321A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006033335A1 (ja) * | 2004-09-21 | 2006-03-30 | Tdk Corporation | フェライト磁性材料の製造方法 |
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JP4543849B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2010-09-15 | Tdk株式会社 | フェライト磁性材料 |
JP2007214510A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Dowa Holdings Co Ltd | ボンド磁石用フェライト磁性粉およびその製造方法、並びにボンド磁石 |
JP2009246243A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Tdk Corp | フェライト焼結磁石 |
JP4640432B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2011-03-02 | Tdk株式会社 | フェライト焼結磁石 |
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