[發明專利]MnAl合金及其制造方法

在審

• 申請號: 201910565254.0
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110660552A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 佐藤卓
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: H01F1/01
• 分類號: H01F1/01;H01F41/02;C25C3/36;C22C22/00
• 代理公司: 11322 北京尚誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊琦

本發明提供在寬幅的溫度內顯示變磁性的Mn系合金。本發明的MnAl合金具有變磁性，且具有包含τ－MnAl相的結晶顆粒和包含γ2－MnAl相及β－MnAl相的結晶顆粒。優選的是，在將τ－MnAl相的比率設為A的情況下，滿足75％≤A≤99％，在將γ2－MnAl相的比率設為B，將β－MnAl相的比率設為C的情況下，滿足B＜C。由此，能夠在寬幅的溫度、特別是－100℃～200℃的溫度范圍內得到變磁性，并且能夠得到高的飽和磁化。

技術領域

本發明涉及MnAl合金及其制造方法，特別是涉及具有變磁性的MnAl合金及其制造方法。

背景技術

MnAl合金很早開始就已知可作為磁性材料。例如，公開有專利文獻1中公開的MnAl合金具有正方晶結構，且通過將Mn和Al的原子比設為5：4而顯示磁性。另外，在專利文獻2中示出通過使由具有正方晶結構的MnAl合金構成的第一相和由Al₈Mn₅結晶粒構成的第二相混合存在，能夠將MnAl合金作為矯頑力高的永磁體利用。

另外，如專利文獻3中所示，已知以Mn為主要的構成元素的磁性材料的一部分顯示變磁性。變磁性是通過磁場從順磁性或反鐵磁性轉移為鐵磁性的性質。期待顯示變磁性的變磁性材料在磁冷凍器及促動器、限流器中的應用。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特公昭36－11110號公報

專利文獻2：日本特開2017－45824號公報

專利文獻3：日本特開2014－228166號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

但是，專利文獻3中記載的變磁性材料均利用通過磁場從順磁性到鐵磁性的一次相轉移，因此，僅在居里溫度附近顯現變磁性。因此，實際上是難以應用于限流器等的。

本發明是鑒于上述技術問題而開發的，其目的在于，提供在寬幅的溫度內顯示變磁性的Mn系合金。

用于解決技術問題的技術方案

為了解決上述的問題實現目的，本發明人關注于通過磁場從反鐵磁性轉移為鐵磁性的類型的變磁性材料(下稱“AFM－FM轉移型變磁性材料”)。這是由于，AFM－FM轉移型變磁性材料只要是在沒有反鐵磁性秩序的尼爾溫度以下就會顯現變磁性，因此，不需要如從順磁性轉移為鐵磁性的類型的變磁性材料(下稱“PM－FM轉移型變磁性材料”)那樣，維持在居里溫度附近這樣的窄的溫度帶。

為了實現AFM－FM轉移型變磁性，需要保持高的結晶磁各向異性且具有反鐵磁性。因此，作為AFM－FM轉移型變磁性材料，著眼于使用單體且顯示反鐵磁性的Mn的Mn系磁性材料，對各種合金、化合物進行研究。其結果，發現在Mn系合金中，通過對作為顯示鐵磁性的較稀有的MnAl合金賦予反鐵磁性的要素，可在大的溫度范圍顯示變磁性。本發明是基于該見解而完成，其特征在于，本發明的MnAl合金具有變磁性，且具有包含τ－MnAl相的結晶顆粒和包含γ2－MnAl相及β－MnAl相的結晶顆粒。

即，在單體中，τ－MnAl相的結晶顆粒顯示鐵磁性，包含γ2－MnAl相及β－MnAl相的結晶顆粒顯示非磁性，但它們混合存在時，對τ－MnAl相賦予反鐵磁性，顯示AFM－FM轉移型的變磁性。

另外，在將τ－MnAl相的比率設為A的情況下，通過滿足75％≤A≤99％，能夠得到高的飽和磁化，通過滿足95％≤A≤99％，能夠得到更高的飽和磁化。進而，在將γ2－MnAl相的比率設為B，將β－MnAl相的比率設為C的情況下，通過滿足B＜C，能夠得到高飽和磁化，通過滿足0.01≤B/C≤0.17，能夠得到更高的飽和磁化。