[發明專利]磁性材料及磁性材料的制造方法

有效

• 申請號: 201480004810.2
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN104919545B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 杉本諭;磯谷桂太
• 申請（專利權）人: 國立研究開發法人科學技術振興機構
• 主分類號: H01F1/032
• 分類號: H01F1/032;B22F1/00;B22F3/00;B22F3/24;C22C1/04;C22C22/00;H01F1/08;H01F1/11;H01F41/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 葛凡

技術領域

本發明涉及磁性材料及磁性材料的制造方法。

背景技術

以往，已知以過渡金屬為基礎的合金系磁石(例如非專利文獻1)。非專利文獻1中記載，通過使FeCo等粒子分散于非磁性中，從而由于形狀磁各向異性而體現40～80kA/m左右的矯頑力。另外，作為具有起因于形狀磁各向異性的矯頑力的磁石，記載有以Fe、Al、Ni、Co、Cu、Ti為基礎的多元系合金的磁石(鋁鎳鈷磁石)，其矯頑力為40～130kA/m左右。另外，作為由于磁各向異性而體現矯頑力的化合物，記載有BaO·6Fe₂O₃、SrO·6Fe₂O₃等M型鐵氧體化合物。

另一方面，已知利用了稀土元素等具有4f電子的元素或Ga等半金屬元素與Fe、Co、Ni、Mn等過渡金屬元素的化合物的稀土類磁石(例如專利文獻1)。專利文獻1中記載，稀土類磁石與作為一般的永久磁石的鐵氧體等相比矯頑力等磁特性更優異。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-14600號公報

非專利文獻

非專利文獻1：佐川真人編《永久磁石-材料科學與應用-》株式會社AGNE技術中心，2007年9月15日，p.170、p.174、p.194

發明內容

發明要解決的課題

由于上述專利文獻1中記載的稀土類磁石等使用稀土元素的磁性材料一般來說耐蝕性低，因而不得不實施表面涂層。另外，使用稀土元素等稀有金屬作為材料成為成本高的原因。

因此，在本技術領域內，期望的是能夠不損害耐蝕性而提高磁特性的磁性材料。

用于解決課題的手段

本發明的一個方面的磁性材料的內部組織至少相分離為第1相和第2相，第1相和第2相中的至少一個具有呈鈣鈦礦結構的化合物，第1相和第2相包含Mn、Sn和N。

根據該磁性材料，內部組織至少相分離為第1相和第2相，第1相和第2相按照包含Mn、Sn和N作為構成元素的方式分離。第1相和第2相中的至少一個具有呈鈣鈦礦結構的化合物。例如，通過相分離從而按照第1相主要包含Mn₄N(鈣鈦礦結構)或Mn₃SnN(鈣鈦礦結構)、第2相主要包含α-Mn或β-Mn的方式分離為兩相時，能夠得到提高矯頑力的磁性材料。進而，能夠在磁性材料中不含稀土元素的條件下提高矯頑力，由此能夠兼顧提高矯頑力和具有耐蝕性。因此，能夠不損害耐蝕性而提高矯頑力等磁特性。

在一個實施方式中，可以進一步包含Co、Fe、Cr、Nb、Ga、Cu、V、Ni、Zr、Ti、Zn和Al中的至少1種以上作為構成元素而構成。構成第1相中所含的Mn₄N或Mn₃SnN的元素中的至少一部分與Co、Fe、Cr、Nb、Ga、Cu、V、Ni、Zr、Ti、Zn和Al中的至少1種以上的元素進行置換。通過包含這些元素，能夠進一步提高磁性材料的磁特性。

在一個實施方式中，由組成式(Mn_aSn_bX_c)_100-dN_d表示，其中，a+b+c＝100、30≤a≤90、5≤b≤35、0≤c≤35、且10≤d，元素X可以為選自Co、Fe、Cr、Nb、Ga、Cu、V、Ni、Zr、Ti、Zn和Al中的至少一種。通過形成這樣的組成，能夠不損害耐蝕性而進一步提高磁性材料的磁特性。

本發明的一個方面的磁性材料的制造方法是制造上述的磁性材料的方法，其包括如下步驟：將除了氮的金屬構成元素熔解并合金化的熔解步驟；將通過所述熔解步驟得到的合金粉末化的粉末化步驟；和在含有氮源的氣氛內對通過所述粉末化步驟得到的粉末進行熱處理的熱處理步驟。