铁氧体磁铁粉末和使用该磁铁粉末的磁铁及其制造方法技术

本发明专利技术的铁氧体磁铁粉末是以用Ｌａ置换Ｓｒ，用Ｃｏ置换Ｆｅ的Ｌａ－Ｃｏ系磁铁铅矿型铁氧体为主相的磁铁粉末，组成以（１－ｘ）ＳｒＯ.（ｘ／２）Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］.（ｎ－ｙ／２）Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］.ｙＭＯ表示，其中，ｘ、ｙ和ｎ表示摩尔比，０．２２－０．０２≤ｘ≤０．２２＋０．０２，０．１８－０．０２≤ｙ≤０．１８＋０．０２，５．２≤ｎ≤６．０，而且ｘ＞ｙ。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁氧体磁铁粉末和用该磁铁粉末制造的磁铁及其制造方法。
技术介绍
铁氧体是二价阳离子金属的氧化物和三价铁形成的化合物的总称，铁氧体磁铁已应用于电动机和发电机等各种用途。作为铁氧体磁铁的材料，广泛使用具有磁铁铅矿型六方晶构造的Sr铁氧体(SrFe12O19)或Ba铁氧体(BaFe12O19)。这些铁氧体是将氧化铁和锶(Sr)或钡(Ba)等的碳酸盐作为原料，通过粉末冶金法比较廉价地制造的。磁铁铅矿型铁氧体的基本组成，通常以(MO·nFe2O3)的化学式表示。元素M是由二价阳离子形成的金属，选自Sr、Ba、Pb、Ni等。这种铁氧体中各位置处的铁离子(Fe3+)具有自旋磁矩，借助氧离子(O2-)通过超交换相互作用而结合。在Fe3+的各位置中，Fe3+的磁矩呈沿着C轴“向上”或“向下”的状态。由于具有“向上”磁矩的位置数和具有“向下”磁矩的位置数之间存在差异，所以作为结晶整体显示出强磁性(铁磁性体)。在磁铁铅矿型铁氧体磁铁的磁性能中，已知通过提高结晶的Is、增加烧结体的密度和结晶的取向度，可改进残留磁通密度(Br)。另一方面还知道，通过提高单磁区结晶的存在率，可改进矫顽磁力(Hcj)。然而，以提高残留磁通密度(Br)为目的而提高烧结体的密度时，由于助长了结晶成长，所以降低了矫顽磁力(Hcj)。反之，通过添加Al2O3等抑制结晶粒子的大小，由此提高矫顽磁力时，又因为烧结体密度降低等而导致残留磁通密度的低下。以改善这种铁氧体磁铁的磁特性为目的，虽然对铁氧体的组成、添加物和制造条件进行了种种研究，但是，仍难以开发出同时提高残留磁通密度和矫顽磁力的磁铁。本申请人开发出一种铁氧体磁铁(特公平4-40843号公报和特公平5-42128号公报)，通过在原料中添加Co，不仅不降低残留磁通密度，而且提高了矫顽磁力。之后，又提出一种铁氧体磁铁(特开平9-115715号公报和特开平10-149910号公报)，通过用Zn置换Fe、用La置换Sr，提高了饱和磁化(σs)。如上所述，铁氧体磁铁为Fe3+的磁矩根据各位置向着相反方向的铁磁性体，所以其饱和磁化相对较低。然而，在所述公报中还记载了通过在Fe离子的特定位置处设置具有比Fe磁矩小的磁矩的离子，可减少“向下”的磁矩，由此可提高饱和磁化σs。在该公报中还记载了使用Nd或Pr取代La的实例，和用Mn、Co、Ni取代Zn的实例。在日本应用磁学会学术讲演概要集(1998年9月20日发布)中，公开了一种铁氧体磁铁，通过添加La和Co的Sr1-xLaxCox·Fe12-xO19组合物，同时提高了矫顽磁力(Hcj)和饱和磁化(σs)。然而，在这些铁氧体磁铁中，对于矫顽磁力和饱和磁化两方面特性的改进还不充分。在所述日本应用磁学会学术讲演概要集(1998年9月20日发布)中，虽然报导了通过用Co取代Zn来置换Fe，在某种程度上改进了矫顽磁力，但没有记载其原因，而且认为矫顽磁力的改进和残留磁通密度的改进程度还不理想。专利技术的公开本专利技术是鉴于所述问题而完成的，其主要目的是提供一种同时提高了饱和磁化和矫顽磁力的铁氧体磁铁粉末，以及用该磁铁粉末制造的磁铁。本专利技术的磁铁粉末是具有以(1-x)AO·(x/2)R2O3·(n-y/2)Fe2O3·yMO表示的磁铁铅矿型铁氧体主相(其中A是选自Sr或Ba的一种或两种金属，R是必须含有La的稀土元素、M是必须含有Co的二价金属)的磁铁粉末，其中，x、y和n表示摩尔比，0.22-0.02≤x≤0.22+0.02，0.18-0.02≤y≤0.18+0.02，5.2≤n≤6.0，而且x＞y。本专利技术的粘结磁铁含有所述磁铁粉末，本专利技术的烧结磁铁是由所述磁铁粉末形成的。本专利技术的磁铁粉末制造方法包括以下工序向SrCo3和Fe2O3的粉末中添加La和Co各自的氧化物粉末的准备原料混合粉末的工序；对所述原料混合粉末进行煅烧，形成铁氧体煅烧体的工序，所述铁氧体煅烧体是具有以(1-x)AO·(x/2)R2O3·(n-y/2)Fe2O3·yMO表示的铁氧体主相(其中A是选自Sr或Ba的一种或两种金属、R是必须含有La的稀土元素，M是必须含有Co的二价金属)的磁铁粉末，其中，x、y和n表示摩尔比，0.22-0.02≤x≤0.22+0.02，0.18-0.02≤y≤0.18+0.02，5.2≤n≤6.0，且x＞y；以及将所述煅烧体进行粉碎的工序。本专利技术的磁铁制造方法包括以下工序向SrCo3和Fe2O3的粉末中添加La和Co各自的氧化物粉末的准备原料混合粉末的工序；对所述原料混合粉末进行煅烧，由此形成铁氧体煅烧体的工序，所述铁氧体煅烧体是具有以(1-x)AO·(x/2)R2O3·(n-y/2)Fe2O3·yMO表示的铁氧体主相(其中A是选自Sr或Ba的一种或两种金属，R是必须含有La的稀土元素、M是必须含有Co的二价金属)的磁铁粉末，其中，x、y和n表示摩尔比，0.22-0.02≤x≤0.22+0.02，0.18-0.02≤y≤0.18+0.02，5.2≤n≤6.0，且x＞y；将所述煅烧体进行粉碎，形成铁氧体磁铁粉末的工序；以及将所述铁氧体磁铁粉末进行成型、烧结的工序。本专利技术其它的磁铁制造方法包括以下工序向SrCO3和Fe2O3的粉末中添加La和Co各自的氧化物粉末的准备原料混合粉末的工序；对所述原料混合粉末进行煅烧，由此形成铁氧体煅烧体的工序，所述铁氧体煅烧体是具有以(1-x)AO·(x/2)R2O3·(n-y/2)Fe2O3·yMO表示的铁氧体主相(其中A是选自Sr或Ba的一种或两种金属、R是必须含有La的稀土元素，M是必须含有Co的二价金属)的磁铁粉末，其中，x、y和n表示摩尔比，0.22-0.02≤x≤0.22+0.02，0.18-0.02≤y≤0.18+0.22，5.2≤n≤6.0，且x＞y；将所述煅烧体进行粉碎，形成铁氧体磁铁粉末的工序；以及由所述铁氧体磁铁粉末形成粘合磁铁的工序。n的范围优选是5.4≤n≤5.7，x/y的范围优选是1.1～1.3。本专利技术的磁铁粉末具有以(1-x)AO·(x/2)R2O3·(n-y/2)Fe2O3·yMO表示的铁氧体主相。其中A是从Sr或Ba中选出的一种或两种金属、R是必须含有La的稀土元素，M是必须含有Co的二价金属。上式中的x、y和n表示摩尔比，分别满足以下关系0.22-0.02≤x≤0.22+0.02，0.18-0.02≤y≤0.18+0.02，5.2≤n≤6.0。而且x＞y。如后所述，满足5.4≤n≤5.7的关系更好。而且，x/y在1.1以上，1.3以下的范围内较好，x/y＝1.2时更好。在本专利技术中，为了用不同价数的M2+置换磁铁铅矿型铁氧体的Fe3+，可用元素A置换一部分Fe，以补偿所述价数的不同。以前认为置换量x大致等于置换量y较好，但在本专利技术中，如上所述，将x/y设定在1.1以上，1.3以下的范围内。下面对本专利技术磁铁粉末的制造方法进行说明。首先，按摩尔比1∶5.2～1∶6.0的范围，将元素A的氧化物粉末和Fe2O3(α氧化铁)的粉末进行混合。这时，向原料粉末中添加元素R的氧化物和元素M的氧化物。各粉末的一次粒径如下SrCO3约0.8μm、Fe2O3粉末约0.5μm、La2O3约1.0μm、CoO约1.0μm。元素R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁铁铅矿型铁氧体的磁铁粉末，所述磁铁粉末为具有以（１－ｘ）ＡＯ.（ｘ／２）Ｒ↓［２］Ｏ↓［３］.（ｎ－ｙ／２）Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］.ｙＭＯ表示的铁氧体主相（其中Ａ是选自Ｓｒ或Ｂａ的一种或两种金属，Ｒ是必须含有Ｌａ的稀土元素、Ｍ是必须含有Ｃｏ的二价金属）的磁铁粉末，其中，ｘ、ｙ和ｎ表示摩尔比，０．２２－０．０２≤ｘ≤０．２２＋０．０２，０．１８－０．０２≤ｙ≤０．１８＋０．０２，５．２≤ｎ≤６．０，而且ｘ＞ｙ。

【技术特征摘要】
JP 1999-11-8 316306/991.一种磁铁铅矿型铁氧体的磁铁粉末，所述磁铁粉末为具有以(1-x)AO·(x/2)R2O3·(n-y/2)Fe2O3·yMO表示的铁氧体主相(其中A是选自Sr或Ba的一种或两种金属，R是必须含有La的稀土元素、M是必须含有Co的二价金属)的磁铁粉末，其中，x、y和n表示摩尔比，0.22-0.02≤x≤0.22+0.02，0.18-0.02≤y≤0.18+0.02，5.2≤n≤6.0，而且x＞y。2.一种磁铁铅矿型铁氧体的磁铁粉末，所述磁铁粉末为具有以(1-x)AO·(x/2)R2O3·(n-y/2)Fe2O3·yMO表示的铁氧体主相(其中A是选自Sr或Ba的一种或两种金属，R是必须含有La的稀土元素、M是必须含有Co的二价金属)的磁铁粉末，其中，x、y和n表示摩尔比，0.22-0.02≤x≤0.22+0.02，0.18-0.02≤y≤0.18+0.02，5.4≤n≤5.7，而且x＞y。3.一种含有权利要求1或2所述的磁铁粉末的粘结磁铁。4.一种由权利要求1或2所述的磁铁粉末形成的烧结磁铁。5.一种磁铁粉末的制造方法，包括以下工序向SrCO3和Fe2O3的粉末中添加La和Co各自的氧化物粉末的准备原料混合粉末的工序；对所述原料混合粉末进行煅烧，由此形成铁氧体煅烧体的工序，该铁氧体煅烧体是具有以(1-x)AO·(x/2)R2O3·(n-y/2)Fe2O3·yMO表示的铁氧体主相(其中A是选自Sr或Ba的一种或两种金属、R是必须含有La的稀土元素，M是必须含有Co的二价金属)的磁铁粉末，其中，x、y和n表示摩尔比，0.22-0.02≤x≤0.22+0.02，0.18-0.02≤y≤0.18+0.02...

【专利技术属性】
技术研发人员：穴本修司，古地勇，
申请(专利权)人：住友特殊金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]