JPH0543989A - 硬質磁性材料およびその製法 - Google Patents
硬質磁性材料およびその製法Info
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- JPH0543989A JPH0543989A JP3224577A JP22457791A JPH0543989A JP H0543989 A JPH0543989 A JP H0543989A JP 3224577 A JP3224577 A JP 3224577A JP 22457791 A JP22457791 A JP 22457791A JP H0543989 A JPH0543989 A JP H0543989A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬質磁性材料において、優れたコストパフォ
ーマンス性を有する組成を用いながら磁気特性の向上を
図り、硬質磁性材料の用途拡大を目指すことを目的とす
る。 【構成】 下記組成式を有する硬質磁性材料である。 【化1】 但し、MはCo、Ni、Ti、V、Cr、Mn、Zr、
Nb、Mo、Hf、Ta、W、B、C、Si、P又はS
の内から選ばれる少なくとも一種。XはN、Hのうちの
少なくとも一種からなり、以下の原子比率の範囲を有す
る。 1≦α≦20 1≦β≦25 また、このような硬質磁性材料の製法は、前記組成式の
Xを除く構成元素を先ず合金化した後、これを急冷薄帯
法でリボン状もしくはフレーク状とし、そのままあるい
は粉砕したのち1500℃以下の温度において、窒素ガ
ス、水素ガス又はアンモニアガスのうちの少なくとも一
種を含む雰囲気中で熱処理することを基本としたことを
特徴としてる。
ーマンス性を有する組成を用いながら磁気特性の向上を
図り、硬質磁性材料の用途拡大を目指すことを目的とす
る。 【構成】 下記組成式を有する硬質磁性材料である。 【化1】 但し、MはCo、Ni、Ti、V、Cr、Mn、Zr、
Nb、Mo、Hf、Ta、W、B、C、Si、P又はS
の内から選ばれる少なくとも一種。XはN、Hのうちの
少なくとも一種からなり、以下の原子比率の範囲を有す
る。 1≦α≦20 1≦β≦25 また、このような硬質磁性材料の製法は、前記組成式の
Xを除く構成元素を先ず合金化した後、これを急冷薄帯
法でリボン状もしくはフレーク状とし、そのままあるい
は粉砕したのち1500℃以下の温度において、窒素ガ
ス、水素ガス又はアンモニアガスのうちの少なくとも一
種を含む雰囲気中で熱処理することを基本としたことを
特徴としてる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気特性に優れ、且つ
コストパフォーマンスにも優れた硬質磁性材料とその製
法に関する。
コストパフォーマンスにも優れた硬質磁性材料とその製
法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、硬質磁性材料は永久磁石あるいは
磁気記録媒体の材料として使用量が増大している。以下
に従来の硬質磁性材料について、永久磁石を主体にして
説明する。一般に、硬質磁性材料に要求される特性は、
飽和磁化(以下4πIsと記す)及び残留磁束密度(以
下Brと記す)が大きいこと、保持力(以下iHcと記
す)が大きいこと、そしてこれらの結果としての最大磁
気エネルギー(以下(BH)max と記す)が大きいこ
と、キュリー点(以下Tcと記す)が十分高いことなど
が挙げられる。現在、硬質磁性材料としては、ハードフ
ェライト系、アルニコ系及び希土類−遷移金属系が使用
されており、例えば希土類−遷移金属系としては、Sm
−Co系の1−5型、2−17型、Nd−Fe−B系な
どが使用されている。
磁気記録媒体の材料として使用量が増大している。以下
に従来の硬質磁性材料について、永久磁石を主体にして
説明する。一般に、硬質磁性材料に要求される特性は、
飽和磁化(以下4πIsと記す)及び残留磁束密度(以
下Brと記す)が大きいこと、保持力(以下iHcと記
す)が大きいこと、そしてこれらの結果としての最大磁
気エネルギー(以下(BH)max と記す)が大きいこ
と、キュリー点(以下Tcと記す)が十分高いことなど
が挙げられる。現在、硬質磁性材料としては、ハードフ
ェライト系、アルニコ系及び希土類−遷移金属系が使用
されており、例えば希土類−遷移金属系としては、Sm
−Co系の1−5型、2−17型、Nd−Fe−B系な
どが使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
硬質磁性材料は次のような問題点を有していた。即ち、
ハードフェライトは安価であるが磁気特性が低く、アル
ニコ系は比較的高価であるうえに磁気特性のうちiHc
が低く、また希土類−遷移金属系は磁気特性は高いもの
のかなり高価であるという問題がある。すなわち、従来
の硬質磁性材料はいずれも(BH)max /(グラム・
円)で表されるコストパフォーマンスがさほど大きくな
いため、工業的な使用に際して制限があり、また応用機
器の小型高性能化を十分に達成することができない問題
点を有していた。
硬質磁性材料は次のような問題点を有していた。即ち、
ハードフェライトは安価であるが磁気特性が低く、アル
ニコ系は比較的高価であるうえに磁気特性のうちiHc
が低く、また希土類−遷移金属系は磁気特性は高いもの
のかなり高価であるという問題がある。すなわち、従来
の硬質磁性材料はいずれも(BH)max /(グラム・
円)で表されるコストパフォーマンスがさほど大きくな
いため、工業的な使用に際して制限があり、また応用機
器の小型高性能化を十分に達成することができない問題
点を有していた。
【0004】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、安価且つ高磁気特性を有し優れた価格対比磁気特
性が発揮できるコストパフォーマンスに優れた硬質磁性
材料とその製法を提供することを目的とする。
ので、安価且つ高磁気特性を有し優れた価格対比磁気特
性が発揮できるコストパフォーマンスに優れた硬質磁性
材料とその製法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は以下の組成式を有する硬質磁性材料を提案す
る。
に本発明は以下の組成式を有する硬質磁性材料を提案す
る。
【化2】 但し、MはCo、Ni、Ti、V、Cr、Mn、Zr、
Nb、Mo、Hf、Ta、W、B、C、Si、Pおよび
Sの内から選ばれる少なくとも一種。XはN、Hのうち
の少なくとも一種からなり、以下の原子比率の範囲を有
する。 1≦α≦20 1≦β≦25
Nb、Mo、Hf、Ta、W、B、C、Si、Pおよび
Sの内から選ばれる少なくとも一種。XはN、Hのうち
の少なくとも一種からなり、以下の原子比率の範囲を有
する。 1≦α≦20 1≦β≦25
【0006】また、上記組成の硬質磁性材料の製造は、
先ず上記の組成式のXを除く構成元素を先ず合金化した
後、これを急冷薄帯法でリボン状もしくはフレーク状と
し、そのままあるいは粉砕したのち1500℃以下の温
度において、窒素ガス、水素ガス又はアンモニアガスの
うちの少なくとも一種を含む雰囲気中で熱処理すること
を基本的な工程とすることによって得られる。
先ず上記の組成式のXを除く構成元素を先ず合金化した
後、これを急冷薄帯法でリボン状もしくはフレーク状と
し、そのままあるいは粉砕したのち1500℃以下の温
度において、窒素ガス、水素ガス又はアンモニアガスの
うちの少なくとも一種を含む雰囲気中で熱処理すること
を基本的な工程とすることによって得られる。
【0007】
【作用】このような構成とすることによって、高い磁気
特性を有し、且つ鉄合金を主体とした安価な原料使用が
可能であるという両利点を兼ね備えることになり、高コ
ストパフォーマンスを有する硬質磁性材料を提供するこ
とができる。
特性を有し、且つ鉄合金を主体とした安価な原料使用が
可能であるという両利点を兼ね備えることになり、高コ
ストパフォーマンスを有する硬質磁性材料を提供するこ
とができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
発明は、
発明は、
【化3】 の一般式で示される組成を有する鉄主体の硬質磁性材料
である。MはCo(コバルト)、Ni(ニッケル)、T
i(チタン)、V(バナジウム)、Cr(クロム)、M
n(マンガン)、Zr(ジルコニウム)、Nb(ニオ
ブ)、Mo(モリブデン)、Hf(ハフニウム)、Ta
(タンタル)、W(タングステン)、B(ホウ素)、C
(炭素)、Si(ケイ素)、P(リン)又はS(硫黄)
の内から一種又は複数が選択され、その原子比αは1≦
α≦20の範囲に設定される。
である。MはCo(コバルト)、Ni(ニッケル)、T
i(チタン)、V(バナジウム)、Cr(クロム)、M
n(マンガン)、Zr(ジルコニウム)、Nb(ニオ
ブ)、Mo(モリブデン)、Hf(ハフニウム)、Ta
(タンタル)、W(タングステン)、B(ホウ素)、C
(炭素)、Si(ケイ素)、P(リン)又はS(硫黄)
の内から一種又は複数が選択され、その原子比αは1≦
α≦20の範囲に設定される。
【0009】また、XはN(窒素)、H(水素)のうち
のいずれか、あるいは両方が選択され、その原子比βは
1≦β≦25の範囲に設定される。
のいずれか、あるいは両方が選択され、その原子比βは
1≦β≦25の範囲に設定される。
【0010】1≦α≦20としたのは、α<1では安定
な窒素もしくは窒素と水素の含有合金が得られない為で
あり、またα>20では磁気特性のうちBrが低下する
為である。また1≦β≦25としたのは、β<1では窒
素もしくは窒素と水素の含有量が少なすぎて高磁気特性
を示さないし、β>25では非磁性成分が多くなりすぎ
る結果、やはり磁気特性に優れたものが得られない為で
ある。但し、βの値は熱処理によって多少調整すること
はできる。
な窒素もしくは窒素と水素の含有合金が得られない為で
あり、またα>20では磁気特性のうちBrが低下する
為である。また1≦β≦25としたのは、β<1では窒
素もしくは窒素と水素の含有量が少なすぎて高磁気特性
を示さないし、β>25では非磁性成分が多くなりすぎ
る結果、やはり磁気特性に優れたものが得られない為で
ある。但し、βの値は熱処理によって多少調整すること
はできる。
【0011】次にこのような硬質磁性材料の製法を、本
発明の硬質磁性材料の効果を確かめる為に行った実験手
順とともに述べる。実験は表1に示すFe−M合金構成
を対象とし、このFe−M系硬質磁性材料に窒素又は水
素を侵入処理もしくは化合処理して得られる本願実施例
のFe−M−X系硬質磁性材料の磁気特性を測定し、一
方、比較例として前記実施例と同じFe−M合金構成を
有しながらも窒素の侵入処理もしくは化合処理を行わな
かったものの磁気特性も測定してこれらを比較すること
によって行った。実験は次の手順によった。
発明の硬質磁性材料の効果を確かめる為に行った実験手
順とともに述べる。実験は表1に示すFe−M合金構成
を対象とし、このFe−M系硬質磁性材料に窒素又は水
素を侵入処理もしくは化合処理して得られる本願実施例
のFe−M−X系硬質磁性材料の磁気特性を測定し、一
方、比較例として前記実施例と同じFe−M合金構成を
有しながらも窒素の侵入処理もしくは化合処理を行わな
かったものの磁気特性も測定してこれらを比較すること
によって行った。実験は次の手順によった。
【0012】元素Xの導入前の合金、すなわちFe−M
合金は、それぞれの金属元素あるいは半金属元素を秤量
混合し、これをアーク溶解することにより作製した。ア
ークボタンを必要により熱処理を施して均一化したの
ち、小片に砕き、これを急冷薄帯法でリボン状もしくは
フレーク状とした。Fe−M合金の組成によっては、射
出しにくいものもあったが、その場合はノズル径とガス
加圧力で調整した。また急冷薄帯法ではアモルファス状
のものか、あるいは微結晶粒集合体状のもののいずれを
得ることもできるが、急冷速度を調整することにより、
微結晶粒集合体とした。しかしながら、一旦アモルファ
ス化した後、熱処理によって微結晶を析出させること
も、他の実施態様として適宜採用される。
合金は、それぞれの金属元素あるいは半金属元素を秤量
混合し、これをアーク溶解することにより作製した。ア
ークボタンを必要により熱処理を施して均一化したの
ち、小片に砕き、これを急冷薄帯法でリボン状もしくは
フレーク状とした。Fe−M合金の組成によっては、射
出しにくいものもあったが、その場合はノズル径とガス
加圧力で調整した。また急冷薄帯法ではアモルファス状
のものか、あるいは微結晶粒集合体状のもののいずれを
得ることもできるが、急冷速度を調整することにより、
微結晶粒集合体とした。しかしながら、一旦アモルファ
ス化した後、熱処理によって微結晶を析出させること
も、他の実施態様として適宜採用される。
【0013】次に、このものを平均粒径が約100μm
となるまで粉砕して粉体とした。この粉体を熱処理炉に
入れ、窒素ガスまたはアンモニアガス雰囲気中で300
〜1500℃の温度で1〜10時間加熱し、窒素単独又
は窒素と水素を同時にFe−M合金に導入し、Fe−M
−X系硬質磁性材料粉末とした。この粉末のBrとiH
cをVSMにより測定した。結果を表1に示す。
となるまで粉砕して粉体とした。この粉体を熱処理炉に
入れ、窒素ガスまたはアンモニアガス雰囲気中で300
〜1500℃の温度で1〜10時間加熱し、窒素単独又
は窒素と水素を同時にFe−M合金に導入し、Fe−M
−X系硬質磁性材料粉末とした。この粉末のBrとiH
cをVSMにより測定した。結果を表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】表1から明かなように、本発明の硬質磁性
材料である実施例1〜15は、比較例1〜3に比べて高
いBrと高いiHcが得られることがわかり、特にiH
cに関しては実用上必要なiHcの大きさである1KO
e以上の優れた値が実現できていることがわかる。
材料である実施例1〜15は、比較例1〜3に比べて高
いBrと高いiHcが得られることがわかり、特にiH
cに関しては実用上必要なiHcの大きさである1KO
e以上の優れた値が実現できていることがわかる。
【0016】なお、実施例においてはより好適なMとし
てCo、Ni、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、M
o、Hf、Ta、W、B、C、Si、PおよびSのうち
から選択される少なくとも一種としたが、磁気特性を向
上させる目的でこれら以外にAl(アルミニウム)、C
u(銅)、Zn(亜鉛)、Ga(ガリウム)、Ge(ゲ
ルマニウム)、Sn(スズ)、Sb(アンチモン)、B
i(ビスマス)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシ
ウム)又はミッシュメタル、ジジム合金などを合わせて
使用することもできる。
てCo、Ni、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、M
o、Hf、Ta、W、B、C、Si、PおよびSのうち
から選択される少なくとも一種としたが、磁気特性を向
上させる目的でこれら以外にAl(アルミニウム)、C
u(銅)、Zn(亜鉛)、Ga(ガリウム)、Ge(ゲ
ルマニウム)、Sn(スズ)、Sb(アンチモン)、B
i(ビスマス)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシ
ウム)又はミッシュメタル、ジジム合金などを合わせて
使用することもできる。
【0017】また工業的に不可避な不純物である酸素や
塩素などを組成上含むものも、当然本発明に包含され
る。また、前記実施例においては、より好適な製造方法
である急冷薄帯法を示し、リボン状もしくはフレーク状
のFe−M合金を得た後、これを粉砕して粉体とした
が、他の一般的に行われている合金化の手法や粉体化の
手法を採用することも可能であり、例えば高周波溶解や
各種ミリング法等が採用できる。また、急冷法について
も、片ロール法、双ロール法、ディスク法、アトマイズ
法、溶射法等の各種の高速急冷法を用いることができ
る。さらに、X成分の導入についても、好適には窒素ガ
ス、水素ガス又はアンモニアガスのうちの少なくとも1
種以上からなる雰囲気としたが、これらのガス以外にア
ルゴンガス等が混在していても良いし、浸炭性のあるガ
スが混在しても良い。また、ガス圧力も1気圧に限定す
ることはなく、例えば高圧下で熱処理することもでき
る。さらに、実施例では一旦粉体にして窒素等を導入し
たが、可能であればリボン状、フレーク状あるいは小塊
状のFe−M合金に窒素等を導入することもありうる。
また、各工程において、磁場の印加を組合せて、より高
特性の硬質磁性材料を製造することもできる。同じく、
各工程の前後に必要に応じて熱処理工程や養生工程を付
加することもできる。
塩素などを組成上含むものも、当然本発明に包含され
る。また、前記実施例においては、より好適な製造方法
である急冷薄帯法を示し、リボン状もしくはフレーク状
のFe−M合金を得た後、これを粉砕して粉体とした
が、他の一般的に行われている合金化の手法や粉体化の
手法を採用することも可能であり、例えば高周波溶解や
各種ミリング法等が採用できる。また、急冷法について
も、片ロール法、双ロール法、ディスク法、アトマイズ
法、溶射法等の各種の高速急冷法を用いることができ
る。さらに、X成分の導入についても、好適には窒素ガ
ス、水素ガス又はアンモニアガスのうちの少なくとも1
種以上からなる雰囲気としたが、これらのガス以外にア
ルゴンガス等が混在していても良いし、浸炭性のあるガ
スが混在しても良い。また、ガス圧力も1気圧に限定す
ることはなく、例えば高圧下で熱処理することもでき
る。さらに、実施例では一旦粉体にして窒素等を導入し
たが、可能であればリボン状、フレーク状あるいは小塊
状のFe−M合金に窒素等を導入することもありうる。
また、各工程において、磁場の印加を組合せて、より高
特性の硬質磁性材料を製造することもできる。同じく、
各工程の前後に必要に応じて熱処理工程や養生工程を付
加することもできる。
【0018】このように本発明の硬質磁性材料によれ
ば、優れた磁気特性を有する粉末状の硬質磁性材料を安
価に得ることが可能で高いコストパフォーマンスを実現
することができるので、この粉末を用いてボンド磁石や
バルク状の永久磁石を製造することにより永久磁石の用
途拡大に貢献することができる。
ば、優れた磁気特性を有する粉末状の硬質磁性材料を安
価に得ることが可能で高いコストパフォーマンスを実現
することができるので、この粉末を用いてボンド磁石や
バルク状の永久磁石を製造することにより永久磁石の用
途拡大に貢献することができる。
【0019】
【発明の効果】本発明の組成並びに製法によれば、高磁
気特性を有し且つ安価なコストパフォーマンスに優れた
鉄主体の硬質磁性材料を得ることができる。したがって
従来のハードフェライト系やアルニコ系、希土類−遷移
金属系の硬質磁性材料では実現困難であった安価な原材
料を使用しながら高い磁気特性を実現するという課題が
達成でき、硬質磁性材料の工業的使用における制約を大
きく緩和することが可能となって、硬質磁性材料の用途
の拡大がはかれる。
気特性を有し且つ安価なコストパフォーマンスに優れた
鉄主体の硬質磁性材料を得ることができる。したがって
従来のハードフェライト系やアルニコ系、希土類−遷移
金属系の硬質磁性材料では実現困難であった安価な原材
料を使用しながら高い磁気特性を実現するという課題が
達成でき、硬質磁性材料の工業的使用における制約を大
きく緩和することが可能となって、硬質磁性材料の用途
の拡大がはかれる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 1/06
Claims (2)
- 【請求項1】 下記の組成式を有する硬質磁性材料。 【化1】 但し、MはCo、Ni、Ti、V、Cr、Mn、Zr、
Nb、Mo、Hf、Ta、W、B、C、Si、P又はS
の内から選ばれる少なくとも一種。XはN、Hのうちの
少なくとも一種からなり、以下の原子比率の範囲を有す
る。 1≦α≦20 1≦β≦25 - 【請求項2】 請求項1記載の組成式においてXを除く
構成元素を先ず合金化した後、これを急冷薄帯法でリボ
ン状もしくはフレーク状とし、そのままあるいは粉砕し
たのち1500℃以下の温度において、窒素ガス、水素
ガス又はアンモニアガスのうちの少なくとも一種を含む
雰囲気中で熱処理することから基本的に構成される硬質
磁性材料の製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3224577A JPH0543989A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 硬質磁性材料およびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3224577A JPH0543989A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 硬質磁性材料およびその製法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0543989A true JPH0543989A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16815921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3224577A Pending JPH0543989A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 硬質磁性材料およびその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0543989A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100394993B1 (ko) * | 2001-02-20 | 2003-08-19 | 한국과학기술연구원 | FeCoNiN계 연자성 박막합금 조성물 |
JP2018538437A (ja) * | 2015-10-30 | 2018-12-27 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | マンガン、鉄、ケイ素、リン、及び窒素を含む磁気熱量材料 |
-
1991
- 1991-08-08 JP JP3224577A patent/JPH0543989A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100394993B1 (ko) * | 2001-02-20 | 2003-08-19 | 한국과학기술연구원 | FeCoNiN계 연자성 박막합금 조성물 |
JP2018538437A (ja) * | 2015-10-30 | 2018-12-27 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | マンガン、鉄、ケイ素、リン、及び窒素を含む磁気熱量材料 |
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