铁氧体烧结磁铁以及具备该铁氧体烧结磁铁的发动机制造技术

本发明专利技术提供一种铁氧体烧结磁铁10，该铁氧体烧结磁铁10含有具有六方晶结构的Sr铁氧体，其中，将Na和K分别换算成Na2O和K2O时，Na和K的总计含量为0.01～0.09质量％，Si的含量换算成SiO2为0.1～0.29质量％，并且满足下述式(1)。2.5≤(SrF+Ba+Ca+2Na+2K)/Si≤5.4   (1)[式(1)中，SrF是除了构成Sr铁氧体的Sr以外的Sr的摩尔基准的含量，Ba、Ca、Na和K分别表示各元素的摩尔基准的含量]。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁氧体烧结磁铁以及具备该铁氧体烧结磁铁的发动机
本专利技术涉及铁氧体烧结磁铁以及具备该铁氧体烧结磁铁的发动机。
技术介绍
作为被用于铁氧体烧结磁铁的磁性材料，已知有具有六方晶系晶体结构的Ba铁氧体、Sr铁氧体以及Ca铁氧体。近年来，这些当中作为发动机用等的磁铁材料主要是采用了磁铅石型(M型)的Sr铁氧体。M型铁氧体例如由通式AFe12O19来表示。Sr铁氧体在晶体结构的A位点具有Sr。为了改善铁氧体烧结磁铁的磁特性，而尝试通过分别用La等稀土元素和Co来置换A位点的元素和B位点的元素的一部分来改善磁特性。例如，在专利文献1中公开了通过用特定量的稀土元素和Co置换A位点和B位点的一部分来提高剩余磁通密度(Br)和矫顽力(HcJ)的技术。作为铁氧体烧结磁铁的代表性用途可以列举发动机。虽然被用于发动机的铁氧体烧结磁铁要求在Br和HcJ两特性上表现优异，但是已知通常Br与HcJ处于一种权衡(trade-off)关系。因此，要求确立能够进一步提高Br和HcJ两特性的技术。作为表示考虑了Br和HcJ两特性的磁特性的指标，已知有Br+1/3HcJ的计算式(例如参照专利文献1)。可以说该值越高越是适合发动机等要求高磁特性的用途的铁氧体烧结磁铁。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-154604号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题如上述专利文献1所示，控制构成铁氧体烧结磁铁的主要晶粒组成来改善磁特性是有效的。然而，如果仅仅控制晶粒的组成也难以大幅度改善现有的铁氧体烧结磁铁的磁特性。另外，包含于铁氧体烧结磁铁中的副成分可能具有改善磁特性或烧结性的作用。然而，会有由于副成分的种类或量损坏铁氧体烧结磁铁的优异强度或外观等可靠性的情况。例如，如果将强度低的铁氧体烧结磁铁或者表面容易析出异物的铁氧体烧结磁铁用于发动机的话，则铁氧体烧结磁铁在发动机的使用中可能发生破损或剥落。为此，寻求不仅仅是磁特性而且还具有高可靠性的铁氧体烧结磁铁。本专利技术是鉴于上述技术问题而完成的专利技术，其目的在于提供一种在剩余磁通密度(Br)和矫顽力(HcJ)两个特性上都优异并且具有高可靠性的铁氧体烧结磁铁。另外，其目的在于提供一种效率高且可靠性优异的发动机。解决技术问题的手段本专利技术人等不仅针对晶粒的组成，而且还针对铁氧体烧结磁铁的整体组成以及晶界的组成来探讨提高磁特性。其结果发现通过含有规定的副成分能够提高铁氧体烧结磁铁的磁特性和可靠性，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供一种铁氧体烧结磁铁，是一种含有具有六方晶结构的Sr铁氧体的铁氧体烧结磁铁，其中，将Na以及K分别换算成Na2O和K2O时，Na和K的合计含量为0.01～0.09质量％，Si的含量换算成SiO2为0.1～0.29质量％，并且满足下式(1)。2.5≤(SrF+Ba+Ca+2Na+2K)/Si≤5.4(1)在此，式(1)中SrF是除了构成Sr铁氧体的Sr以外的Sr的摩尔基准的含量，Ba、Ca、Na和K分别表示各元素的摩尔基准的含量。上述本专利技术的铁氧体烧结磁铁在Br和HcJ两个特性上优异并且具有高可靠性。能够获得这样效果的理由不一定明确，但是本专利技术人认为是铁氧体烧结磁铁的晶界组成所作的贡献。即，认为在铁氧体烧结磁铁的晶界形成了以与构成Sr铁氧体的Sr不同的Sr，和Ba、Ca、Na和K中至少一种作为构成元素的硅酸玻璃。认为本专利技术的铁氧体烧结磁铁具有能稳定形成该硅酸玻璃的比率的晶界组成。为此，认为铁氧体烧结磁铁容易成为稳定而且致密的组织，并且具有高Br、HcJ以及高可靠性。本专利技术的铁氧体烧结磁铁优选满足下述式(2)。由此，就能够进一步提高Br+1/3HcJ的值。还有，在式(2)中，SrF是除了构成Sr铁氧体的Sr以外的Sr摩尔基准的含量，Ba、Ca、Na和K分别表示各元素的摩尔基准的含量。2.9≤(SrF+Ba+Ca+2Na+2K)/Si≤3.5(2)本专利技术的铁氧体烧结磁铁优选满足下述式(3)。由此，就能够成为在磁特性方面更优异的铁氧体烧结磁铁。Br+1/3HcJ≥5.2(3)上述式(3)中，Br和HcJ分别表示剩余磁通密度(kG)以及矫顽力(kOe)。本专利技术的铁氧体烧结磁铁中，Sr铁氧体晶粒的平均粒径为1.0μm以下且粒径为2.0μm以上的晶粒的个数基准的比例优选为1％以下。由此，就能够以更高的水平来兼备磁特性和可靠性。本专利技术还提供一种具备上述铁氧体烧结磁铁的发动机。该发动机由于具备具有上述特征的铁氧体烧结磁铁，从而兼备高效率和高可靠性。专利技术效果通过本专利技术，能够提供一种在Br和HcJ两个特性方面表现优异并且具有高可靠性的铁氧体烧结磁铁。另外，能够提供一种效率高并且可靠性优异的发动机。附图说明[图1]是示意性地表示本专利技术的铁氧体烧结磁铁的优选实施方式的立体图。[图2]是描绘本专利技术的实施例和比较例中的多个铁氧体烧结磁铁的Br(G)和HcJ(Oe)的关系的图表。符号说明10.铁氧体烧结磁铁具体实施方式以下根据需要参照附图并就本专利技术的优选实施方式进行详细说明。图1是示意性地表示本实施方式的铁氧体烧结磁铁的立体图。铁氧体烧结磁铁10具有以端面成为圆弧状的方式弯曲的形状，一般具有被称作圆弧段形状、C形形状、瓦形形状或者弓形形状的形状。铁氧体烧结磁铁10例如优选作为发动机用的磁铁使用。铁氧体烧结磁铁10是作为主要成分含有具有六方晶结构的M型Sr铁氧体的Sr铁氧体烧结磁铁。作为主要成分的Sr铁氧体例如由下述式(4)进行表示。SrFe12O19(4)上述式(4)的Sr铁氧体中A位点的Sr和B位点的Fe的一部分可以被不纯物或者有意添加的元素置换。另外，A位点与B位点的比率可以有一点偏离。在这种情况下，Sr铁氧体例如能够由下述通式(5)表示。RxSr1-x(Fe12-yMy)zO19(5)在上述式(5)中x和y为例如0.1～0.5，z为0.7～1.2。通式(5)中的M例如是选自Co(钴)、Zn(锌)、Ni(镍)、Mn(锰)、Al(铝)以及Cr(铬)中的一种以上的元素。另外，通式(5)中的R为稀土元素，例如是选自La(镧)、Ce(铈)、Pr(镨)、Nd(钕)和Sm(钐)中的一种以上的元素。另外，在这种情况下，SrF能够通过以M和R如通式(5)所示构成Sr铁氧体来计算。铁氧体烧结磁铁10中的Sr铁氧体的质量比率优选为90质量％以上，进一步优选为95质量％以上，更加优选为97质量％以上。这样通过降低不同于Sr铁氧体的结晶相的质量比率就能够进一步提高磁特性。铁氧体烧结磁铁10中，作为副成分含有不同于Sr铁氧体的成分。作为副成分可以列举氧化物。作为氧化物可以列举具有作为构成元素的选自K(钾)、Na(钠)、Si(硅)、Ca(钙)、Sr(锶)和Ba(钡)中的至少一种的氧化物以及复合氧化物。作为氧化物例如可以列举SiO2、K2O、Na2O、CaO、SrO、BaO。另外，还可以包含硅酸玻璃。铁氧体烧结磁铁10中，将Na和K分别换算成Na2O以及K2O时，Na和K的总计含量为0.01～0.09质量％。将Na和K分别换算成Na2O以及K2O时，Na和K的总计含量的下限优选为0.02质量％，更加优选成为0.04质量％。如果Na和K的总计含量过低则不能降低烧结温度，有晶粒生长从而难以充分获得高磁特性的倾向。将Na和K分别换算为N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁氧体烧结磁铁，其中，所述铁氧体烧结磁铁含有具有六方晶结构的Sr铁氧体，其中，分别将Na和K换算成Na2O和K2O时，Na和K的总计含量为0.01～0.09质量％，Si的含量换算成SiO2为0.1～0.29质量％，并且满足下述式(1)，2.5≤(SrF+Ba+Ca+2Na+2K)/Si≤5.4   (1)式(1)中，SrF是除了构成所述Sr铁氧体的Sr以外的Sr的摩尔基准的含量，Ba、Ca、Na和K分别表示各元素的摩尔基准的含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.20 JP 2012-0340921.一种铁氧体烧结磁铁，其中，所述铁氧体烧结磁铁含有具有六方晶结构的M型Sr铁氧体，其中，分别将Na和K换算成Na2O和K2O时，Na和K的总计含量为0.01～0.09质量％，Si的含量换算成SiO2为0.1～0.29质量％，Ca的含量换算为CaO为0.1～0.3质量％，并且满足下述式(1)，2.5≤(SrF+Ba+Ca+2Na+2K)/Si≤5.4(1)式(1)中，SrF是除了构成所述Sr铁氧体的Sr以外的Sr的摩尔基准的含量，Ba、Ca、Na和K分别表示各元素的摩尔基准的含量，所述Sr铁氧体的晶粒的平均粒径为1.0μm以下，粒径为2.0μm以上的所述晶粒的个数基准的比例为1％以下。2.如权利要求1所述的铁氧体烧结磁铁，其中，满足下述式(2)，3.2≤(SrF+Ba+...

【专利技术属性】
技术研发人员：田口仁，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP