JPH0436401A - 超磁歪材料の製造方法 - Google Patents
超磁歪材料の製造方法Info
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- JPH0436401A JPH0436401A JP2141497A JP14149790A JPH0436401A JP H0436401 A JPH0436401 A JP H0436401A JP 2141497 A JP2141497 A JP 2141497A JP 14149790 A JP14149790 A JP 14149790A JP H0436401 A JPH0436401 A JP H0436401A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は磁歪が大きく磁気−機械変位変換デバイス等に
用いられる磁歪素子用として好適な超磁歪材料の製造方
法に関する。
用いられる磁歪素子用として好適な超磁歪材料の製造方
法に関する。
（従来の技術）
磁性体に外部磁場を印加した際、磁性体が変形する磁歪
の応用として変位制御アクチュエータ、磁歪振動子、磁
歪センサ、磁歪フィルタ、超音波遅延線等がある。従来
はＮｉ基合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、フェライト等が用いら
れている。
の応用として変位制御アクチュエータ、磁歪振動子、磁
歪センサ、磁歪フィルタ、超音波遅延線等がある。従来
はＮｉ基合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、フェライト等が用いら
れている。
近年、計測工学の進歩およびｎ密機械分野の発展に伴い
、ミクロンオーダーの微小変位制御に不町決゛の変位駆
動部の開発が必要とされている。この変位駆動部の駆動
機構の１つとして磁歪合金を用いた磁気−機械変換デバ
イスが有力である。しかしながら従来の磁歪合金では、
変位の絶対量が充分でなく、ミクロンオーダーの精密変
位制御駆動部材料としては絶対駆動変位量のみならず精
密制御の点からも満足し得る本のではなかった。
、ミクロンオーダーの微小変位制御に不町決゛の変位駆
動部の開発が必要とされている。この変位駆動部の駆動
機構の１つとして磁歪合金を用いた磁気−機械変換デバ
イスが有力である。しかしながら従来の磁歪合金では、
変位の絶対量が充分でなく、ミクロンオーダーの精密変
位制御駆動部材料としては絶対駆動変位量のみならず精
密制御の点からも満足し得る本のではなかった。
一方、希土類−鉄系のラーベス型金属間化合物で飽和磁
歪（λＳ）が１００ＯＸＩＯを越えるものが報告されて
いる（例えば特公昭６１−３３８９２号）。
歪（λＳ）が１００ＯＸＩＯを越えるものが報告されて
いる（例えば特公昭６１−３３８９２号）。
このような希土類−鉄系金属間化合物は通常所定量の構
成元素を溶解して作成されるが、溶解による合金の作成
により、蒸発等による組成のズレ、局所的な元素の不均
一性又は磁歪値の低いマイナー相の生成などが見られ、
得られた磁歪合金の特性が低下し、また製造ロフト毎に
特性のパラツキが生じるという問題があり九。
成元素を溶解して作成されるが、溶解による合金の作成
により、蒸発等による組成のズレ、局所的な元素の不均
一性又は磁歪値の低いマイナー相の生成などが見られ、
得られた磁歪合金の特性が低下し、また製造ロフト毎に
特性のパラツキが生じるという問題があり九。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、大
きな磁歪を示し、機械的応答性が良好で組成、金属組織
が均一であシ、磁歪特性の一定した超磁歪材料を得る製
造方法を提供しようとするものである。
きな磁歪を示し、機械的応答性が良好で組成、金属組織
が均一であシ、磁歪特性の一定した超磁歪材料を得る製
造方法を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段及び作用）本発明は、希土
類鉄系合金からなる超磁歪材料を製造する際に、所望の
組成となるように少なくとも２種以上の粉末を混合し、
機械的エネルギーによる固相反応で合金化することを特
徴とする超磁歪材料の製造方法である。
類鉄系合金からなる超磁歪材料を製造する際に、所望の
組成となるように少なくとも２種以上の粉末を混合し、
機械的エネルギーによる固相反応で合金化することを特
徴とする超磁歪材料の製造方法である。
希土類元素とはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ。
Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌ
ｕ であり、これらから選ばれる一種以上の組み合わせ
としてはＰｒ、Ｎｄ、ａｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、
Ｔｍ。
ｕ であり、これらから選ばれる一種以上の組み合わせ
としてはＰｒ、Ｎｄ、ａｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、
Ｔｍ。
ＴｂＤｙ、ＴｂＨｏ、ＴｂＰｒ、ＳｍＹｂ、ＴｂＤｙＨ
ｏ。
ｏ。
ＴｂＤｙＰｒ、ＴｂＰｒＨｏ０組み合ワセカ好マシイ。
Ｒ以外の超磁歪合金の構成元素はＦｅであるが、必要に
応じてこのＦｅの一部をＣＯで置換してもよい。
応じてこのＦｅの一部をＣＯで置換してもよい。
した時ｘ、４α９５が限界でおる。
またＦｅの一部を鳩で置換することができる。
Ｒ−Ｆｅ系の超磁歪合金はＭｎを含有することにより希
土類原子の磁気異方性を変化させ、高磁界のみならず低
磁界においても優ｎた磁歪特性が得られ、実用上好まし
い。鳩置換の上限はＦｅの５０ａｔ％までであり、この
上限値を超えると磁歪特性が劣化する。また、Ｆｅは磁
歪特性改善のため鳩の他に、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｍｏ及びＷで置換しても
よい。かかる置換元素の量は鳩と同様Ｆｅの５０チまで
であシ、５０％を超える置換はかえって磁歪特性の低下
をもたらす。
土類原子の磁気異方性を変化させ、高磁界のみならず低
磁界においても優ｎた磁歪特性が得られ、実用上好まし
い。鳩置換の上限はＦｅの５０ａｔ％までであり、この
上限値を超えると磁歪特性が劣化する。また、Ｆｅは磁
歪特性改善のため鳩の他に、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｍｏ及びＷで置換しても
よい。かかる置換元素の量は鳩と同様Ｆｅの５０チまで
であシ、５０％を超える置換はかえって磁歪特性の低下
をもたらす。
本発明の超磁歪材料の製造方法を説明する。出発原料と
しては、所要の元素毎の粉末、単一若しくは複数の金属
間化合物の粉末又は金属間化合物の粉末と元素粉末の混
合体のいずれを用いてもよい、１＆ｉ相反応の手段とし
ては、例えば遊星ボールミル、回転式ボールミル、アト
ライタ、振動ボールミル、スクリエー式ボールミル等を
用いる。このような機械的な方法による固相反応におい
ては、反応中の温度管理が重要であり、槽内温度は２５
０℃以下となるよう必要に応じて冷却を行う。ミリング
の所要時間は組成によって異るが、α５〜５００時間の
範囲とすることが好ましい。α５時間以下では十分に反
応が促進せず、５００時間以上では生産コストの上昇を
招く。また２′ｓの合金帯を圧延により固相反応を生じ
せしめてもよい。
しては、所要の元素毎の粉末、単一若しくは複数の金属
間化合物の粉末又は金属間化合物の粉末と元素粉末の混
合体のいずれを用いてもよい、１＆ｉ相反応の手段とし
ては、例えば遊星ボールミル、回転式ボールミル、アト
ライタ、振動ボールミル、スクリエー式ボールミル等を
用いる。このような機械的な方法による固相反応におい
ては、反応中の温度管理が重要であり、槽内温度は２５
０℃以下となるよう必要に応じて冷却を行う。ミリング
の所要時間は組成によって異るが、α５〜５００時間の
範囲とすることが好ましい。α５時間以下では十分に反
応が促進せず、５００時間以上では生産コストの上昇を
招く。また２′ｓの合金帯を圧延により固相反応を生じ
せしめてもよい。
得られた合金粉末は、融点以下、好ましくは３００〜１
０００℃での熱処理を施す。この熱処理により磁歪特性
の向上を図ることができる。熱処理温度が上記温度の範
囲外では磁歪特性の改善が見られない。また熱処理時間
Ｆｉ０．１〜２００時間、不活性雰囲気中又は真空中で
行う。
０００℃での熱処理を施す。この熱処理により磁歪特性
の向上を図ることができる。熱処理温度が上記温度の範
囲外では磁歪特性の改善が見られない。また熱処理時間
Ｆｉ０．１〜２００時間、不活性雰囲気中又は真空中で
行う。
この合金粉末をエポキシ系、ナイロン系等の樹脂と混合
して一体化することにより超磁歪材料を得ることができ
る。
して一体化することにより超磁歪材料を得ることができ
る。
また、上記方法の他、固相反応後の粉末をホットプレス
により一体化して超磁歪材料を得ることができる。この
場合ホットプレス温度は３００〜１０００℃の範囲で行
うことが望ましい。
により一体化して超磁歪材料を得ることができる。この
場合ホットプレス温度は３００〜１０００℃の範囲で行
うことが望ましい。
（実施例）
以下本発明の詳細な説明する。
実施例Ｉ
ＴｂａｓｚＤｙｕｓ（Ｆｅｃｕ＋ｓ”ａｓ５）２組成と
なるよう構成各元素の粉本を混合し、Ａｒ雰囲気中遊星
ボールミルを用いて３２０ｒｐｍで２４時間のミリング
を行った。
なるよう構成各元素の粉本を混合し、Ａｒ雰囲気中遊星
ボールミルを用いて３２０ｒｐｍで２４時間のミリング
を行った。
なお、ポット内温度は２５０℃を超えないよう適宜冷却
した。得られた台金粉末は、真空中、７００ｔ ℃で２θ分間の熱処理後エポキシ系樹脂５−８と混合し
、圧縮成型をした後、真空中１２０℃、２時間のキーア
処理を施して４１ｇ脂結金型超磁歪材料を作成した。
した。得られた台金粉末は、真空中、７００ｔ ℃で２θ分間の熱処理後エポキシ系樹脂５−８と混合し
、圧縮成型をした後、真空中１２０℃、２時間のキーア
処理を施して４１ｇ脂結金型超磁歪材料を作成した。
磁歪特性は室温下で歪みゲージを用い、磁界は対向磁極
屋磁石により発生させ１ＱｋＯｅ印加磁界中で評価した
。得られた１ＱｋＯｅ磁界中での磁歪（λ１ｏｋＯｅ）
は９８０ Ｐｐｍであった。
屋磁石により発生させ１ＱｋＯｅ印加磁界中で評価した
。得られた１ＱｋＯｅ磁界中での磁歪（λ１ｏｋＯｅ）
は９８０ Ｐｐｍであった。
によシ得られたインゴットの粉砕粉を樹脂で結合し一体
化したことを除いて（実施例１）と同様の方法で試料作
成・磁歪評価を行った。得られた１ＱｋＯｅ磁界中での
磁歪（λｌ ＱｋＯｅ ）はｓｓｏｐｐｍであシ、（実
施例１）に比べ磁歪値はＩＺ５’ｎ低かった。
化したことを除いて（実施例１）と同様の方法で試料作
成・磁歪評価を行った。得られた１ＱｋＯｅ磁界中での
磁歪（λｌ ＱｋＯｅ ）はｓｓｏｐｐｍであシ、（実
施例１）に比べ磁歪値はＩＺ５’ｎ低かった。
実施例２
−の圧力を加えてホットプレスした。この試料の磁歪を
（実施ｇ４Ｕｌ）と同様の方法で評価したところ、ｌ
Ｑ ｋＯｅ磁界中での磁歪（λ１ ｇｋＯｅ ）は１４
８０ｐｐｍであった。
（実施ｇ４Ｕｌ）と同様の方法で評価したところ、ｌ
Ｑ ｋＯｅ磁界中での磁歪（λ１ ｇｋＯｅ ）は１４
８０ｐｐｍであった。
またＳＥＭ−ＥＤＸ により試料の金属組織の観察組成
分析を行ったところ組織は非常に均一でかつ偏析等も見
られなかった。
分析を行ったところ組織は非常に均一でかつ偏析等も見
られなかった。
比較例２
（実施例１）と同一の組成のインゴットをＡｒ雰囲気中
水冷鋼ボートを用いてアーク溶解により作成した。（実
施例１）と同様の方法によジインゴツトの磁歪を測定し
たところ、１０ｋＯｅ磁界中での磁歪（λ１ＱｋＯｅ）
は１２００ ｐＩ）ＩｎでＴｏフ、（実施例２）と比べ
て磁歪値は１＆９％低くなっていた。
水冷鋼ボートを用いてアーク溶解により作成した。（実
施例１）と同様の方法によジインゴツトの磁歪を測定し
たところ、１０ｋＯｅ磁界中での磁歪（λ１ＱｋＯｅ）
は１２００ ｐＩ）ＩｎでＴｏフ、（実施例２）と比べ
て磁歪値は１＆９％低くなっていた。
またＳＥＭ−ＥＤＸ Ｋより、試料の金属組織の観察、
岨底分析を行ったところ、組織の一部に不均一な部分が
見られ、また希土類元素の粒界部分への偏析が見られた
。
岨底分析を行ったところ、組織の一部に不均一な部分が
見られ、また希土類元素の粒界部分への偏析が見られた
。
実施？！１３
表１に示す組成の超磁歪材料を（実施例１）と同様の方
法で作成し、ｌ Ｑ ｋｏｅ磁界中での磁歪を測定した
。結果を表１に示す。
法で作成し、ｌ Ｑ ｋｏｅ磁界中での磁歪を測定した
。結果を表１に示す。
以下余白
表 １
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明の製造方法により大きな磁歪
を示し機械的応答が良好で組成、金属組織が均一であシ
磁歪特性の一定した超磁歪材料が製造できる。
を示し機械的応答が良好で組成、金属組織が均一であシ
磁歪特性の一定した超磁歪材料が製造できる。
代理人 弁理士 則 近 憲 佑
Claims (1)
- 希土類鉄系合金からなる超磁歪材料を製造する際に、
所望の組成となるように少なくとも２種類以上の粉末を
混合し、機械的エネルギーによる固相反応で合金化する
ことを特徴とする超磁歪材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141497A JPH0436401A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 超磁歪材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141497A JPH0436401A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 超磁歪材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436401A true JPH0436401A (ja) | 1992-02-06 |
Family
ID=15293316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2141497A Pending JPH0436401A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 超磁歪材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0436401A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07236291A (ja) * | 1994-02-22 | 1995-09-05 | Benkan Corp | 超磁歪変位拡大機構 |
| JPH07256719A (ja) * | 1993-10-27 | 1995-10-09 | Ferromatik Milacron Mas Bau Gmbh | 殊に射出成形機において閉鎖圧力を発生させるための装置 |
| EP0678585A1 (en) * | 1994-04-19 | 1995-10-25 | TDK Corporation | Preparation of magnetostrictive material |
| CN103240412A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-08-14 | 北京科技大学 | 一种近终形制备粉末超合金的方法 |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP2141497A patent/JPH0436401A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07256719A (ja) * | 1993-10-27 | 1995-10-09 | Ferromatik Milacron Mas Bau Gmbh | 殊に射出成形機において閉鎖圧力を発生させるための装置 |
| JPH07236291A (ja) * | 1994-02-22 | 1995-09-05 | Benkan Corp | 超磁歪変位拡大機構 |
| EP0678585A1 (en) * | 1994-04-19 | 1995-10-25 | TDK Corporation | Preparation of magnetostrictive material |
| US5529745A (en) * | 1994-04-19 | 1996-06-25 | Tdk Corporation | Preparation of magnetostrictive material |
| CN103240412A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-08-14 | 北京科技大学 | 一种近终形制备粉末超合金的方法 |
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