JPH06192795A - 永久磁石合金 - Google Patents
永久磁石合金Info
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- JPH06192795A JPH06192795A JP4345785A JP34578592A JPH06192795A JP H06192795 A JPH06192795 A JP H06192795A JP 4345785 A JP4345785 A JP 4345785A JP 34578592 A JP34578592 A JP 34578592A JP H06192795 A JPH06192795 A JP H06192795A
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- permanent magnet
- saturation magnetization
- magnetic field
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/058—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IVa elements, e.g. Gd2Fe14C
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 添加元素Mを添加することにより、磁気特性
の改善を図ったBaCd11型結晶構造相を主相とする永
久磁石を提供する。 【構成】 組成式:RaTbSicMd(式中RはYを含む
全ての希土類元素のうち少なくとも1種、TはFeおよ
びCoの1種または2種、MはB,C,N,Al,T
i,V,Cr,Mn,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,
Zr,Nb,Mo,Re,Rh,Pd,Ag,In,S
n,Sb,Hf,Ta,W,Pt,Au,Biのうちの
少なくとも1種で、1≦ a ≦15 at%,0.1≦ b ≦1
00-a-c-d at%,5≦ c ≦30 at%,0.1≦ d ≦20
at%)で示され、主相が体心正方晶BaCd11型結
晶構造を有するように構成される。
の改善を図ったBaCd11型結晶構造相を主相とする永
久磁石を提供する。 【構成】 組成式:RaTbSicMd(式中RはYを含む
全ての希土類元素のうち少なくとも1種、TはFeおよ
びCoの1種または2種、MはB,C,N,Al,T
i,V,Cr,Mn,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,
Zr,Nb,Mo,Re,Rh,Pd,Ag,In,S
n,Sb,Hf,Ta,W,Pt,Au,Biのうちの
少なくとも1種で、1≦ a ≦15 at%,0.1≦ b ≦1
00-a-c-d at%,5≦ c ≦30 at%,0.1≦ d ≦20
at%)で示され、主相が体心正方晶BaCd11型結
晶構造を有するように構成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、VCM(ボイスコイル
モータ),回転機器等に使用される高性能希土類永久磁
石に関するものである。
モータ),回転機器等に使用される高性能希土類永久磁
石に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から知られ、量産されている高性能
希土類永久磁石にSm−Co系やNd−Fe−B系磁石
などがある。これらの磁石に含まれる希土類元素Sm,
Ndなどは、大きな結晶磁気異方性発現において重要な
役割を果たし、高い保磁力を得るため必要不可欠であ
る。
希土類永久磁石にSm−Co系やNd−Fe−B系磁石
などがある。これらの磁石に含まれる希土類元素Sm,
Ndなどは、大きな結晶磁気異方性発現において重要な
役割を果たし、高い保磁力を得るため必要不可欠であ
る。
【0003】しかし、希土類元素は一般に高価なため、
これらを多く含有することは製造コスト的に不利であ
る。このため、高性能希土類磁石のコスト低減には希土
類含有量の低減が必要である。
これらを多く含有することは製造コスト的に不利であ
る。このため、高性能希土類磁石のコスト低減には希土
類含有量の低減が必要である。
【0004】この含有希土類量の低減化を図った磁石材
料としてThMn12型結晶構造を有する金属間化合物S
m−Fe−Ti系が見いだされている(特公平4−50
722号)。しかし実際には、この組成系で焼結磁石が
作製された例はなく、超急冷,メカニカルアロイング法
による磁気特性が報告されている。
料としてThMn12型結晶構造を有する金属間化合物S
m−Fe−Ti系が見いだされている(特公平4−50
722号)。しかし実際には、この組成系で焼結磁石が
作製された例はなく、超急冷,メカニカルアロイング法
による磁気特性が報告されている。
【0005】また同様に、Sm−Co系やNd−Fe−
B系よりも含有希土類量を低減した磁石材料として体心
正方晶のBaCd11型結晶構造を有する金属間化合物N
d−Fe−Co−Si系も報告されている(J.Chem.Res
earch(S),1987,138)。
B系よりも含有希土類量を低減した磁石材料として体心
正方晶のBaCd11型結晶構造を有する金属間化合物N
d−Fe−Co−Si系も報告されている(J.Chem.Res
earch(S),1987,138)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の金属間
化合物は飽和磁化,異方性磁界,キュリー温度が低く、
実用高性能希土類磁石には使用できなかった。本発明は
上記問題点を改善するためになされ、飽和磁化,異方性
磁界,キュリー温度の改善を図った高性能希土類永久磁
石を提供することを目的とする。
化合物は飽和磁化,異方性磁界,キュリー温度が低く、
実用高性能希土類磁石には使用できなかった。本発明は
上記問題点を改善するためになされ、飽和磁化,異方性
磁界,キュリー温度の改善を図った高性能希土類永久磁
石を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高価な希
土類元素量を低減し、BaCd11型結晶構造を有する金
属間化合物の磁気特性を向上させるために研究を重ねた
結果、R−Fe−Co−Si系に更に添加元素を添加す
ることにより、本金属間化合物を主相とする永久磁石を
形成したとき、飽和磁化,異方性磁界,キュリー温度を
大幅に高めることが可能となることを見いだし、本発明
を完成させた。
土類元素量を低減し、BaCd11型結晶構造を有する金
属間化合物の磁気特性を向上させるために研究を重ねた
結果、R−Fe−Co−Si系に更に添加元素を添加す
ることにより、本金属間化合物を主相とする永久磁石を
形成したとき、飽和磁化,異方性磁界,キュリー温度を
大幅に高めることが可能となることを見いだし、本発明
を完成させた。
【0008】すなわち、本発明にかかわる永久磁石合金
は、組成式:RaTbSiCMd(式中RはYを含む全ての
希土類元素のうち少なくとも1種、TはFeまたはCo
の1種または2種、MはB,C,N,Al,Ti,V,
Cr,Mn,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,Zr,N
b,Mo,Re,Rh,Pd,Ag,In,Sn,S
b,Hf,Ta,W,Pt,Au,Biのうちの少なく
とも1種で、1≦ a ≦15 at%,0.1≦ b ≦100-a-
c-d at%,5≦ c ≦30 at%,0.1≦ d≦20 a
t%)からなり、主相が体心正方晶BaCd11型結晶構
造を有することを特徴とする。
は、組成式:RaTbSiCMd(式中RはYを含む全ての
希土類元素のうち少なくとも1種、TはFeまたはCo
の1種または2種、MはB,C,N,Al,Ti,V,
Cr,Mn,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,Zr,N
b,Mo,Re,Rh,Pd,Ag,In,Sn,S
b,Hf,Ta,W,Pt,Au,Biのうちの少なく
とも1種で、1≦ a ≦15 at%,0.1≦ b ≦100-a-
c-d at%,5≦ c ≦30 at%,0.1≦ d≦20 a
t%)からなり、主相が体心正方晶BaCd11型結晶構
造を有することを特徴とする。
【0009】本発明にかかわる永久磁石合金において、
組成を上記のように限定した理由を下記に説明する。
組成を上記のように限定した理由を下記に説明する。
【0010】Rとしては、La,Ce,Pr,Nd,P
m,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,T
m,Yb,Luの希土類元素およびYで、これらの少な
くとも1種または2種以上の混合物が使用される。Rは
いずれも材料に磁気異方性をもたらし、高い保磁力を与
えるため1at%以上、15at%以下がよい。Rが1
at%未満ではα-Feが生成して保磁力を下げ、15
at%を越えると飽和磁化が大幅に低下する。また高価
な希土類元素を大量に使うことになり、製造コストが上
がるため不利である。
m,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,T
m,Yb,Luの希土類元素およびYで、これらの少な
くとも1種または2種以上の混合物が使用される。Rは
いずれも材料に磁気異方性をもたらし、高い保磁力を与
えるため1at%以上、15at%以下がよい。Rが1
at%未満ではα-Feが生成して保磁力を下げ、15
at%を越えると飽和磁化が大幅に低下する。また高価
な希土類元素を大量に使うことになり、製造コストが上
がるため不利である。
【0011】Feは磁気モーメントを増大するので0.
1at%以上添加することが好ましい。
1at%以上添加することが好ましい。
【0012】CoはFeと全量置換可能であり、飽和磁
化はFe:Co=1:1付近で最大になる。さらにCo
は耐食性の向上に効果があるが、高価なため製造コスト
との兼ね合いで任意の量の比で選択可能である。
化はFe:Co=1:1付近で最大になる。さらにCo
は耐食性の向上に効果があるが、高価なため製造コスト
との兼ね合いで任意の量の比で選択可能である。
【0013】SiはBaCd11型構造を安定化するため
に不可欠で、5at%以上、30at%以下がよい。S
iが5at%未満ではBaCd11型構造が生成せず、3
0at%を越えると飽和磁化が大幅に低下する。
に不可欠で、5at%以上、30at%以下がよい。S
iが5at%未満ではBaCd11型構造が生成せず、3
0at%を越えると飽和磁化が大幅に低下する。
【0014】M元素としては、B,C,N,Al,T
i,V,Cr,Mn,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,
Zr,Nb,Mo,Re,Rh,Pd,Ag,In,S
n,Sb,Hf,Ta,W,Pt,Au,Biのうちの
少なくとも1種または2種以上の混合物が使用される。
本来M元素を添加しなくともBaCd11型結晶構造はR
−Fe−Co−Si系により形成するが、M元素を20
at%以下の範囲で添加することにより、飽和磁化,異
方性磁界,キュリー温度の向上に有効な元素である。
i,V,Cr,Mn,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,
Zr,Nb,Mo,Re,Rh,Pd,Ag,In,S
n,Sb,Hf,Ta,W,Pt,Au,Biのうちの
少なくとも1種または2種以上の混合物が使用される。
本来M元素を添加しなくともBaCd11型結晶構造はR
−Fe−Co−Si系により形成するが、M元素を20
at%以下の範囲で添加することにより、飽和磁化,異
方性磁界,キュリー温度の向上に有効な元素である。
【0015】すなわち、R−Fe−Co−Si系による
BaCd11型結晶構造を有する化合物は、Rの強い異方
性と、FeまたはCoの3d−3d交換相互作用による
高いキュリー温度と、FeまたはCoの3dバンドギャ
ップの大きな磁気モーメントによる高い飽和磁化が期待
される。
BaCd11型結晶構造を有する化合物は、Rの強い異方
性と、FeまたはCoの3d−3d交換相互作用による
高いキュリー温度と、FeまたはCoの3dバンドギャ
ップの大きな磁気モーメントによる高い飽和磁化が期待
される。
【0016】しかし実際は、R−R距離が遠いため異方
性磁界が弱く、弱い3d−3d交換相互作用のためキュ
リー温度も低く、3dバンドへSi原子からの電子移入
によりギャップが埋められて飽和磁化も低い。
性磁界が弱く、弱い3d−3d交換相互作用のためキュ
リー温度も低く、3dバンドへSi原子からの電子移入
によりギャップが埋められて飽和磁化も低い。
【0017】本発明は、M元素をこのR−Fe−Co−
Si系に添加することにより、R−R距離を近づけて異
方性磁界を向上させ、3d−3d交換相互作用を強化し
てキュリー温度を改善し、3dバンドへSi原子からの
電子移入を抑えて飽和磁化を向上するのに効果がある。
Si系に添加することにより、R−R距離を近づけて異
方性磁界を向上させ、3d−3d交換相互作用を強化し
てキュリー温度を改善し、3dバンドへSi原子からの
電子移入を抑えて飽和磁化を向上するのに効果がある。
【0018】上記効果を現すためにMは0.1at%以
上の添加が好ましいが、20at%を越えて添加すると
飽和磁化が大幅に低下する。
上の添加が好ましいが、20at%を越えて添加すると
飽和磁化が大幅に低下する。
【0019】次に本発明にかかわる永久磁石の製造方法
について説明する。本発明にかかわる永久磁石は公知の
製造方法、例えば、溶解、鋳造、熱処理、または溶解、
鋳造、粉砕、成形、焼結、熱処理、または溶解、鋳造、
超急冷、熱処理することにより得られる。さらに、原料
または溶解合金の粉末を相互に固相反応させて合金化す
るメカニカルアロイング法や、CまたはNを添加する際
にガス−固体反応法を用いても得られる。また、上記の
ような合金材を一体化するための熱処理の代わりにホッ
トプレス処理を行ってもよい。なお、上記の合金材を熱
処理後、エポキシ樹脂,ナイロン系などの樹脂と混合し
成形してボンド磁石を製造することができる。
について説明する。本発明にかかわる永久磁石は公知の
製造方法、例えば、溶解、鋳造、熱処理、または溶解、
鋳造、粉砕、成形、焼結、熱処理、または溶解、鋳造、
超急冷、熱処理することにより得られる。さらに、原料
または溶解合金の粉末を相互に固相反応させて合金化す
るメカニカルアロイング法や、CまたはNを添加する際
にガス−固体反応法を用いても得られる。また、上記の
ような合金材を一体化するための熱処理の代わりにホッ
トプレス処理を行ってもよい。なお、上記の合金材を熱
処理後、エポキシ樹脂,ナイロン系などの樹脂と混合し
成形してボンド磁石を製造することができる。
【0020】本発明にかかわる永久磁石は、体心正方晶
の安定なBaCd11型結晶構造を有する化合物相を主体
とし、添加元素Mにより飽和磁化、異方性磁界、キュリ
ー温度が高く、従来の2元系または3元系の化合物と比
べて極めて優れた磁気特性を発揮する。
の安定なBaCd11型結晶構造を有する化合物相を主体
とし、添加元素Mにより飽和磁化、異方性磁界、キュリ
ー温度が高く、従来の2元系または3元系の化合物と比
べて極めて優れた磁気特性を発揮する。
【0021】
(実施例1)表1に示すR,Fe,Co,Si,Al,V,Ga,Mo,Hf,Zr,
Pd,Ti,Mn,Cの元素からなる組成の合金をアーク溶解によ
り作製した。得られたインゴットを粉砕し、さらに一部
をガス−固体反応法により窒化および炭化を500℃で4時
間おこなった。これら粉末の飽和磁化(σs),異方性
磁界(HA),キュリー温度(Tc)を測定したところ、
表2に示す結果が得られた。
Pd,Ti,Mn,Cの元素からなる組成の合金をアーク溶解によ
り作製した。得られたインゴットを粉砕し、さらに一部
をガス−固体反応法により窒化および炭化を500℃で4時
間おこなった。これら粉末の飽和磁化(σs),異方性
磁界(HA),キュリー温度(Tc)を測定したところ、
表2に示す結果が得られた。
【0022】
【表1】 ┃
【0023】
【表2】
【0024】以上のように、R−Fe−Co−Si−M
系材料は高い磁気特性が得られる。
系材料は高い磁気特性が得られる。
【0025】(実施例2)表3に示すR,Fe,Co,Si,Al,Z
r,B,Cr,Mo,In,Ta,W,Nb,Cu,Ge,Snの元素からなる組成の
合金をアーク溶解により作製した。得られたインゴット
をディスクミルで平均5〜10μmの大きさに粗粉砕し、ジ
ェットミルで平均2〜3μmの大きさに微粉砕し、横磁場
成形した。1000〜1200℃で2時間焼結し、550〜950℃で2
時間熱処理した後急冷した。熱処理後の異方性焼結体の
残留磁束密度(Br),保磁力(iHc),最大エネルギ
ー積((BH)max)を測定したところ、表4に示す結
果が得られた。
r,B,Cr,Mo,In,Ta,W,Nb,Cu,Ge,Snの元素からなる組成の
合金をアーク溶解により作製した。得られたインゴット
をディスクミルで平均5〜10μmの大きさに粗粉砕し、ジ
ェットミルで平均2〜3μmの大きさに微粉砕し、横磁場
成形した。1000〜1200℃で2時間焼結し、550〜950℃で2
時間熱処理した後急冷した。熱処理後の異方性焼結体の
残留磁束密度(Br),保磁力(iHc),最大エネルギ
ー積((BH)max)を測定したところ、表4に示す結
果が得られた。
【0026】
【表3】 ┃
【0027】
【表4】 ┃
【0028】以上のように、R−Fe−Co−Si−M
系焼結磁石は高い磁気特性が得られる。
系焼結磁石は高い磁気特性が得られる。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明によればR−Fe
−Co−Si系にM元素を添加することにより、安定し
た体心正方晶BaCd11型構造を有する金属間化合物の
飽和磁化,異方性磁界,キュリー温度を改善し、さらに
本金属間化合物を主相とする磁気特性の高い永久磁石を
提供することができる。
−Co−Si系にM元素を添加することにより、安定し
た体心正方晶BaCd11型構造を有する金属間化合物の
飽和磁化,異方性磁界,キュリー温度を改善し、さらに
本金属間化合物を主相とする磁気特性の高い永久磁石を
提供することができる。
【図1】 BaCd11型結晶構造の粉末X線回折図を示
す。
す。
Claims (1)
- 【請求項1】 組成式:RaTbSiCMd(式中RはYを
含む全ての希土類元素のうち少なくとも1種、TはFe
またはCoの1種または2種、MはB,C,N,Al,
Ti,V,Cr,Mn,Ni,Cu,Zn,Ga,G
e,Zr,Nb,Mo,Re,Rh,Pd,Ag,I
n,Sn,Sb,Hf,Ta,W,Pt,Au,Biの
うちの少なくとも1種で、1≦ a ≦15 at%,0.1≦
b ≦100-a-c-d at%,5≦ c ≦30 at%,0.1
≦ d ≦20 at%)からなり、主相が体心正方晶Ba
Cd11型結晶構造を有することを特徴とする永久磁石合
金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4345785A JPH06192795A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 永久磁石合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4345785A JPH06192795A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 永久磁石合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06192795A true JPH06192795A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=18378964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4345785A Pending JPH06192795A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 永久磁石合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06192795A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016528717A (ja) * | 2013-06-13 | 2016-09-15 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | 磁性材料、磁性材料の使用、及び、磁性材料の製造方法 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4345785A patent/JPH06192795A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016528717A (ja) * | 2013-06-13 | 2016-09-15 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | 磁性材料、磁性材料の使用、及び、磁性材料の製造方法 |
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