JPH11121218A - フェライト永久磁石及びその製造方法 - Google Patents

フェライト永久磁石及びその製造方法

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JPH11121218A
JPH11121218A JP9282248A JP28224897A JPH11121218A JP H11121218 A JPH11121218 A JP H11121218A JP 9282248 A JP9282248 A JP 9282248A JP 28224897 A JP28224897 A JP 28224897A JP H11121218 A JPH11121218 A JP H11121218A
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JP
Japan
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permanent magnet
ferrite
sintering
sintered body
ferrite permanent
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JP9282248A
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English (en)
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Wataru Tsuchiya
亙 土屋
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Tokin Corp
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Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 残留磁束密度大と保磁力大を両立させた高特
性のフェライト永久磁石及びその製造方法とを提供する
こと。 【解決手段】 フェライト永久磁石は,ストロンチウム
フェライト又はバリウムフェライトからなる永久磁石の
製造方法において,焼結用粉末を放電プラズマ焼結し,
焼結体を得る。この焼結体は,SiO2 ,CaO,Na
2 O,及びCr23 の内の少なくとも1種の酸化物の
含有量が0.1wt%以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,高特性なフェライ
ト永久磁石及びその製造方法に関し,特に,高特性なス
トロンチウムフェライト焼結体又はバリウムフェライト
フェライト焼結体からなるフェライト永久磁石及びその
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】永久磁石材料は,自動車部品,コンピュ
ータ周辺機器,スピーカ,家庭用電化製品に至るまで幅
広く,かつ大量に使用される電気・電子部品である。永
久磁石材料の中で,ストロンチウムフェライトやバリウ
ムフェライト焼結磁石は,コストパフォーマンスの高さ
という利点を有するので,幅広く用いられている。ま
た,使用される機器の小型化や高性能化のため,磁石材
料自体の磁気特性の向上が求められている。
【0003】フェライト永久磁石の高性能化のために
は,残留磁束密度(Br)と保磁力(Hc)の2つの特
性を大きくすることが重要である。残留磁束密度を向上
させるためには,高い焼結密度が必要である。これに対
し,保磁力を大きくするためには,焼結体の結晶粒径が
微細であることが必要である。
【0004】一般的な粉末冶金法においては,高い焼結
密度を得るには,焼結反応を進めることが必要である
が,このことは焼結体の結晶粒径の粗大化を招き,必然
的に保磁力は低下する。したがって,残留磁束密度大と
保磁力大とは,相反する関係を有している。
【0005】このような欠点を解消するために,粉末に
微量の金属酸化物を加えることが,通常行われている。
用いられる金属酸化物としては,SiO2 ,CaO,N
2O,Cr2 3 ,などが用いられている。これら
は,焼結過程において結晶粒成長を抑えて,焼結密度を
上げる働きがあり,残留磁束密度大と保磁力大を両立さ
せるためには,必要不可欠の添加物である。
【0006】ところで,近年の電子部品の小型化,高性
能化の動きで,モーターの高回転化も求められている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし,モータの高回
転化に伴い印可磁界の反転も高速,高周波になり,必然
的に磁石に流れる渦電流による発熱が大きくなる。この
ような磁石の発熱は,エネルギー効率の低下や信頼性の
問題と結びつき問題となる。
【0008】そこで,磁石に流れる渦電流を低下させて
発熱を押さえるためには,磁石材料の比抵抗を大きくす
ることが必要である。しかし,上記の微量添加物をフェ
ライト永久磁石材料に添加すると比抵抗が低下してしま
い,モーターの高回転化が困難になると言う問題があっ
た。
【0009】そこで,本発明の技術的課題は,上記微量
添加物を用いないで,残留磁束密度大と保磁力大を両立
させた高特性のフェライト永久磁石及びその製造方法と
を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば,ストロ
ンチウムフェライト焼結体又はバリウムフェライト焼結
体からなるフェライト永久磁石において,SiO2 ,C
aO,Na2 O,及びCr2 3 の中で少なくとも1種
の酸化物の含有量が0.1wt%以下であることを特徴
とするフェライト永久磁石が得られる。
【0011】また,本発明によれば,ストロンチウムフ
ェライト又はバリウムフェライトからなる永久磁石の製
造方法において,焼結用粉末を放電プラズマ焼結し,焼
結体を得ることを特徴とするフェライト永久磁石の製造
方法が得られる。
【0012】さらに,本発明によれば,前記フェライト
永久磁石の製造方法において,前記焼結体は,Si
2 ,CaO,Na2 O,及びCr2 3 の内の少なく
とも1種の酸化物の含有量が0.1wt%以下であるこ
とを特徴とするフェライト永久磁石の製造方法が得られ
る。ここで,本発明において,フェライト永久磁石焼結
体のSiO2 ,CaO,Na2 O,Cr2 3 の中で少
なくとも1種の酸化物の含有量を,0.1wt%以下と
限定した理由は,放電プラズマ焼結法によれば,これら
の微量成分の添加なしの場合においても,残留磁束密度
大と保磁力大とを両立させ,同時に高い比祇抗を得るこ
とが可能となり,本発明の有効性が大きいためである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下,本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0014】まず,本発明の実施の形態によるフェライ
ト永久磁石の製造方法の概要を述べる。
【0015】SrCO3 又はBaCO3 ,Fe2 3
のストロンチウムフェライト又はバリウムフェライトの
原料粉末を混合,乾燥し,仮焼する。仮焼した粉末を微
粉砕し,焼結用粉末を得る。次に,必要に応じてプレス
を行い成形体を得る。この成形体もしくは粉末をカーボ
ン製モールドに挿入し,放電プラズマ焼結して,焼結体
を得る。
【0016】ここで,放電プラズマ焼結は,大森 守,
平井敏雄:「放電プラズマ焼結」,ニューセラミックス
&エレクトロニク・セラミクス,(1994)7月号,
第23〜25頁,(株)ティー・アイ・シィー,平成6
年発行に述べられているように,低温,短時間で高密度
の焼結体が得られる方法として注目されている。これ
は,カーボン等の導電性を備えたモールドに粉末を充填
して加圧焼結を行うもので,この際に,モールドに直
接,オンオフ直流パルス電流を流すことでモールドと粉
体を発熱体として粉末を昇温する。また,加熱の際に流
れる電流は,粉体粒子間の空隙にプラズマを発生させ,
そのプラズマは,粉体表面を活性化させて拡散を促進す
る。この放電プラズマ焼結方法によれば,短時間で焼結
が終了するために,得られた焼結体の結晶粒径は微細な
ものとなり,同時に高い焼結密度が得られる。
【0017】本発明の実施の形態においては,上記した
ように,放電プラズマ焼結をフェライト永久磁石用原料
粉末に適用することで,微量添加物なしで,残留磁束密
度大と保持力大を両立させた高特性のフェライト焼結磁
石を得ることが可能となる。
【0018】また,本発明の実施の形態において,フェ
ライト永久磁石焼結体のSiO2 ,CaO,Na2 O,
Cr2 3 の内で少なくとも1種の酸化物の含有量を,
0.1wt%以下としている。放電プラズマ焼結法によ
れば,これらの微量成分の添加なしの場合においても,
残留磁束密度大と保磁力大とを両立させ,同時に高い比
祇抗を得ることが可能となり,本発明の有効性が大きい
ためである。
【0019】なお,上記の微量成分を添加した粉末によ
る放電プラズマ焼結においても,従来法の普通焼結によ
る方法よりも,大きな残留磁束密度と保持力が得られ,
本発明は有効である。
【0020】また,通常のフェライト永久磁石において
は,大きな残留磁束密度を得るためには,異方性焼結磁
石と呼ばれる結晶の磁化容易軸を揃えて,残留磁束密度
と最大エネルギー積を向上させることが通常行われてい
る。これは,焼結に供する磁石原料を単磁区粒子径以下
あるいはそれに近い粒径まで粉砕して粉末を得て,その
成形体を磁場中で粉末の磁化容易軸を揃えた方向に配向
させた状態で成形し,これを焼結するものである。
【0021】本発明の実施の形態においても,この成形
方法によって得られた成形体を放電ブラズマ焼結の際の
モールドに挿入し,焼結を行うことにより,大きな残留
磁束密度が得られる。
【0022】次に,本発明の実施の形態によるフェライ
ト永久磁石の具体例について説明する。
【0023】(本発明例1)高純度のSrCO3 とFe
2 3 をSrO及びFe2 3 で,夫々換算してモル比
で1:5.6になるように秤量し,純水を加え,ボール
ミルで混合,乾燥し,1200℃で仮焼した粉末をボー
ルミルを用いて気体透過法による平均粒径0.8μmま
で,粉砕し,ストロンチウムフェライト焼結用粉末を作
製した。得られたスラリーをφ30×15mmの形状に
湿式磁場プレスを行い成形体を作製した。
【0024】得られた成形体を,カーボン製モールドに
挿入し,放電プラズマ焼結を行った。焼結条件として
は,大気中で500kgf/cm2 で圧縮しながら,5
0℃/minの昇温速度で加熱し,900℃で10分間
保持した。得られた焼結体の残留磁束密度Brと固有保
持力iHcをB−Hトレーサーで評価した。また,アル
キメデス法により焼結密度を,2端子法により,直流比
抵抗を夫々測定した。得られた結果を下記表1に示す。
【0025】(比較例1)本発明例1と同様に作製した
成形体を,普通焼結を行つた。焼結条件としては,大気
中で200℃/hrの昇温速度で加熱し,1250℃で
2時間保持した。得られた焼結体を本発明例1と同様に
評価した。得られた結果を下記表1に示す。
【0026】下記表1より,本発明の本発明例1では,
従来法による比較例1とほぼ同じ焼桔密度と残留磁束密
度でありながら,大きな固有保持力iHcが得られ,本
発明の優位性が確認された。
【0027】(本発明例2)本発明例1と同様に秤量,
混合,仮焼した。得られた仮焼粉末を3分割し,それぞ
れにNa2 CO3 をNa2 O換算で0.5wt%,Si
2 を0.4wt%と,CaCO3 をCaO換算で0.
7wt%,Cr2 3 を0.5wt%加え,本発明例1
と同様に粉砕,成形し,成形体を得た。得られた成形体
をカーボン製モールドに挿入し,放電プラズマ焼結を行
った。焼結条件としては,大気中で500kgf/cm
2 で圧縮しながら,50℃/minの昇温速度で加熱し
880℃で10分間保持した。得られた焼結体を本発明
例1と同様に評価した。得られた結果を下記表1に示
す。
【0028】(比較例2)本発明例2と同様に作製した
成形体を,普通焼結を行った。焼結条件としては,大気
中で200℃/hrの昇温速度で加熱し1200℃で2
時間保持した。得られた焼結体を本発明例1と同様に評
価した。得られた結果を下記表1に示す。下記表1よ
り,本発明の本発明例2では,従来法の比較例2とほぼ
同じ焼結密度と残留磁束密度でありながら,大きな固有
保持力iHcが得られ,本発明の優位性が確認された。
また,本発明例1と本発明例2の比較より,本発明では
大きい比抵抗が得られる微量添加物無しの場合において
も大きい固有保持力iHcが得られることがわかる。
【0029】
【表1】
【0030】(本発明例3)高純度のBaCO3 とFe
2 3 をBaO,Fe2 3 で換算してモル比で1:
5.5になるように秤量し,純水を加え,ボールミルで
混合,乾燥し,1250℃で仮焼した。仮焼した粉末を
ボールミルを用いて,気体透過法による平均粒径0.8
μmまで粉砕し,バリウムフェライト焼結用粉末を作製
した。得られたスラリーをφ30×15mmの形状に湿
式磁場プレスを行い,成形体を作製した。得られた成形
体をカーボン製モールドに挿入し,放電プラズマ焼結を
行った。
【0031】焼結条件としては,大気中で500kgf
/cm2 で圧縮しながら,50℃/minの昇温速度で
加熱し,940℃で10分間保持した。得られた焼結体
を本発明例1と同様に評価した。その結果を下記表2に
示す。
【0032】(比較例3)本発明例3と同様に作製した
成形体を,普通焼結を行った。焼結条件としては,大気
中で200℃/hrの昇温速度で加熱し1280℃で2
時間保持した。
【0033】得られた焼結体を本発明例1と同様に評価
した。得られた結果を下記表2に示す。表2より,本発
明の本発明例3では,従来法の比較例3とほぼ同じ焼結
密度と残留磁束密度でありながら,大きな固有保磁力i
Hcが得られ,本発明の優位性が確認された。
【0034】(本発明例4)本発明例3と同様に秤量,
混合,仮焼した。得られた仮焼粉末を3分割し,それぞ
れにNa2 CO3 をNa2 O換算で,0.5wt%,S
iO2 を0.4%と,CaCO3 をCaO換算で0.7
wt%,Cr2 3 を0.5wt%加え,本発明例1と
同様に粉砕し,成形し,成形体を得た。得られた成形体
を,カーボン製モールドに挿入し,放電プラズマ焼結を
行った。
【0035】焼結条件としては,大気中で500kgf
/cm2 で圧縮しながら,50℃/minの昇温速度で
加熱し920℃で10分間保持した。得られた焼結体を
本発明例1と同様に評価した。その結果を下記表2に示
す。
【0036】(比較例4)本発明例4と同様に作製した
成形体を,普通焼結を行った。焼結条件としては,大気
中で200℃/hrの昇温速度で加熱し,1250℃で
2時間保持した。得られた焼結体を本発明例1と同様に
評価した。得られた結果を下記表2に示す。
【0037】
【表2】
【0038】上記表2より,本発明の本発明例4では,
従来法の比較例4とぼぼ同じ焼結密度と残留磁束密度で
ありながら,大きな固有保持力iHcが得られ,本発明
の優位性が確認された。また,本発明例3と本発明例4
の比較より,本発明では,大きい比抵抗が得られる微量
添加物無しの場合においても,大きい固有保持力iHc
が得られることがわかる。
【0039】
【発明の効果】以上述べた様に,本発明によれば,放電
プラズマ焼結法を用いることによって,残留磁束密度大
と保磁力大を両立させた高特性のフェライト永久磁石及
びその製造方法とを提供することができ,工業上極めて
有効である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ストロンチウムフェライト焼結体又はバ
    リウムフェライト焼結体からなるフェライト永久磁石に
    おいて,SiO2 ,CaO,Na2 O,及びCr2 3
    の内で少なくとも1種の酸化物の含有量が0.1wt%
    以下であることを特徴とするフェライト永久磁石。
  2. 【請求項2】 ストロンチウムフェライト又はバリウム
    フェライトからなる永久磁石の製造方法において,焼結
    用粉末を放電プラズマ焼結し,焼結体を得ることを特徴
    とするフェライト永久磁石の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のフェライト永久磁石の製
    造方法において,前記焼結体は,SiO2 ,CaO,N
    2 O,及びCr2 3 の内の少なくとも1種の酸化物
    の含有量が0.1wt%以下であることを特徴とするフ
    ェライト永久磁石の製造方法。
JP9282248A 1997-10-15 1997-10-15 フェライト永久磁石及びその製造方法 Withdrawn JPH11121218A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1153900A2 (en) * 2000-05-11 2001-11-14 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Process for producing magnetoplumbite-type ferrite sintered magnet
JP2002029829A (ja) * 2000-05-11 2002-01-29 National Institute Of Advanced Industrial & Technology マグネトプランバイト型フェライト焼結磁石の製造方法
WO2014017551A1 (ja) * 2012-07-25 2014-01-30 Tdk株式会社 Srフェライト焼結磁石の製造方法、並びにモータ及び発電機

Cited By (4)

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Effective date: 20050104