(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネトプランバイト型六方晶フェライト磁石の製造方法において、仮焼後の粉末を平均粒径0.03〜0.1μmに湿式微粉砕し、この微粉砕粉から該粉砕により分解したFe3O4及びMCO3(MはSrまたはBa)を取り除き、実質的にMO・nFe2O3(MはSr、Baの少なくとも1種、nは5.5〜6.5)のみにした後、成形、焼結する高性能フェライト磁石の製造方法。
【請求項２】
請求項1において、湿式微粉砕後の微粉砕粉を乾燥後、熱処理を施し、該微粉砕粉中のFe3O4をFe2O3に変態させた後、磁気吸引によってMO・nFe2O3(MはSr、Baの少なくとも1種、nは5.5〜6.5)のみを取り出し、微粉砕粉から粉砕により分解したFe3O4及びMCO3を取り除くことを特徴とする高性能フェライト磁石の製造方法。
【請求項３】
請求項1において、湿式微粉砕後の微粉砕粉を分級し、0.02μm以下の微粒子をアンダーカットすることにより微粉砕粉から粉砕により分解したFe3O4及びMCO3を取り除くことを特徴とする高性能フェライト磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気特性に優れた高性能マグネトプランバイト型六方晶フェライト磁石に係り、フェライト粉末を微粉砕して焼結後の結晶粒径の微細化により高性能化を図るに際し、粉砕により分解したFe3O4及びMCO3(MはSrまたはBa)を取り除き、実質的にMO・nFe2O3のみから構成した高性能フェライト磁石の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳｒＯ・６Ｆｅ2Ｏ3で代表される酸化物磁石材料であるマグネトプランバイト型六方晶フェライト（以下Ｍ型フェライトという）、いわゆるＭ型フェライトは、１９５２年ＰｈｉｌｉｐｓのＪ．Ｊ．Ｗｅｎｔらによって提唱され、その優れた磁気特性、コストパフォーマンスから現在でも大量生産され、様々な分野で活用されている。
【０００３】
近年、環境問題から自動車の低燃費化実現のために自動車本体の軽量化が進められ、それに対応して電装品の小型軽量化を図るため、その主要構成部品である磁石の小型、高性能化が強く要望されている。
【０００４】
上記のＭ型フェライトにおいても、従来から様々な高性能化が試みられ、それに伴い磁気特性も向上したが、現在それも限界に達している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来から高性能化の手段として、仮焼の微粉砕工程において粉末の粒径をできるだけ小さくすることによって、焼結後の結晶粒径の微細化を図り、磁気特性、特に保磁力を向上させることが試みられている。しかし、Ｍ型フェライトの場合、湿式微粉砕によって粒径を０．１μｍ以下にすると、焼結後の結晶粒径の微細化は達成できるものの、却って磁気特性が低下するという問題がある。
【０００６】
従って、従来は、磁気特性の低下を防止するために、湿式微粉砕において粉末の粒径を０．１μｍ以上に制御していた。すなわち、その粉末を用いて成形、焼結した焼結体の結晶粒径は２μｍ程度あり、これ以下の結晶粒径の微細化により磁気特性を向上させた磁石は存在しなかった。
【０００７】
この発明は、従来の問題点を解決し、磁気特性を低下させることなく結晶粒径の微細化を図り、優れた磁気特性を有する高性能M型フェライト磁石を提供すること、並びにそれらを容易にかつ安価にして製造することができるマグネトプランバイト型六方晶フェライト磁石の製造方法の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記の湿式微粉砕による磁気特性低下の原因を詳細に解析した結果、湿式微粉砕によって粉末を０．１μｍ以下に粉砕すると、Ｍ型フェライトがマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）及び炭酸Ｓｒあるいは炭酸Ｂａに一部分解し、その分解したマグネタイト及び炭酸Ｓｒあるいは炭酸Ｂａが磁気特性低下の原因となっていることを知見した。
【０００９】
すなわち、湿式微粉砕によって粒径を０．１μｍ以下にした粉末を用いて成形、焼結した焼結体には、Ｍ型フェライト以外にマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）及び炭酸Ｓｒあるいは炭酸Ｂａなどの分解相が混在するため、たとえ焼結体の結晶粒径が微細化されていても、その分解相が原因となって磁気特性の向上が望めなかったのであり、また、該分解相は、粉末の粒径が小さくなるほど、言い換えれば湿式微粉砕の時間が長くなるほど増加することも分かった。
【００１０】
そこで、発明者らは、上記の分解したマグネタイト及び炭酸Ｓｒ（あるいは炭酸Ｂａ）を微粉砕粉から取り除き、実質的にＭＯ・ｎＦｅ2Ｏ3（ＭはＳｒ、Ｂａの少なくとも１種、ｎは５．５〜６．５）のみにすることにより、従来では存在しなかった、結晶粒径の微細化によって磁気特性を向上させた高性能フェライトが得られること確認し、この発明を完成した。
【００１１】
すなわち、この発明は、
マグネトプランバイト型六方晶フェライト磁石において、平均結晶粒径が０．５〜１．５μｍであり、かつＦｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3（ＭはＳｒまたはＢａ）が取り除かれて実質的にＭＯ・ｎＦｅ2Ｏ3（ＭはＳｒ、Ｂａの少なくとも１種、ｎは５．５〜６．５）のみから構成される高性能フェライト磁石である。
【００１２】
また、この発明は、
マグネトプランバイト型六方晶フェライト磁石の製造方法において、仮焼後の粉末を平均粒径０．０３〜０．１μｍに湿式微粉砕し、さらに該微粉砕粉から粉砕により分解したＦｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3（ＭはＳｒまたはＢａ）を取り除き、実質的にＭＯ・ｎＦｅ2Ｏ3（ＭはＳｒ、Ｂａの少なくとも１種、ｎは５．５〜６．５）のみにした後、成形、焼結することを特徴とする高性能フェライト磁石の製造方法である。
【００１３】
さらに、この発明は、上記の製造方法において、
湿式微粉砕後の微粉砕粉を乾燥後、熱処理を施し、該微粉砕粉中のＦｅ3Ｏ4をＦｅ2Ｏ3に変態させた後、磁気吸引によってＭＯ・ｎＦｅ2Ｏ3（ＭはＳｒ、Ｂａの少なくとも１種、ｎは５．５〜６．５）のみを取り出すこと、並びに湿式微粉砕後の微粉砕粉を分級し、０．０２μｍ以下の微粒子をアンダーカットすることにより微粉砕粉から粉砕により分解したＦｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3を取り除く方法を合わせて提案する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明において、対象となるＭ型フェライト磁石は、原料としてＳｒＣＯ3を用いるストロンチウムフェライト、ＢａＣＯ3を用いるバリウムフェライトのいずれであってもよく、同様な効果を得ることができる。
【００１５】
この発明において、仮焼後の粉末を湿式微粉砕して得られた平均粒径０．０３〜０．１μｍの微粉砕粉から、粉砕により分解したＦｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3（ＭはＳｒまたはＢａ）を取り除き、実質的にＭＯ・ｎＦｅ2Ｏ3（ＭはＳｒ、Ｂａの少なくとも１種、ｎは５．５〜６．５）のみにする方法は特に限定はしないが、簡単でかつ効率良くＦｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3を除去できる手段が好ましく、一例として以下の方法を提案する。
【００１６】
一つの方法は、湿式粉砕によって微粉砕したスラリーを乾燥した後、６００℃〜８００℃の温度で大気中にて熱処理を施し、分解したマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）をヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）に変態させた後、磁気吸引によってＭＯ・ｎＦｅ2Ｏ3のみを取り出す方法である。すなわち、分解したままのマグネタイトは磁石に吸引されるが、熱処理によって変態したヘマタイトは磁石に吸引されず、また、分解したＭＣＯ3も磁石に吸引されない。従って、磁石にはＭ型フェライトのみが吸引され、容易に粉砕により分解したＦｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3を取り除くことができる。
【００１７】
Ｆｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3を取り除いた後は、再び溶媒を添加してスラリー状となし、必要に応じてＣａＣＯ3、ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3等の添加剤を添加した後、磁界中成形、焼結することにより、高磁気特性を有するＭ型フェライト磁石を得ることができる。
【００１８】
もう一つの方法は、湿式粉砕によって微粉砕したスラリーを分級して、マグネタイトが多く含まれる０．０２μｍ以下の微粒子をアンダーカットする方法である。分級の方法は、公知の手段を用いることができ、例えば、微粉砕後のスラリーを水で希釈し、よく攪拌した後沈降させ、沈降した粉末の上層部に存在する微粒子部分を除去する方法なども採用することができる。
【００１９】
Ｆｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3を取り除いた後は、再度スラリー濃度を調整し、必要に応じてＣａＣＯ3、ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3等の添加剤を添加した後、磁界中プレス、焼結することにより、高磁気特性を有するＭ型フェライト磁石を得ることができる。
【００２０】
なお、取り除かれたＦｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3は、再度出発原料としてリサイクルできるため、製造コストを上げることがない。
【００２１】
Ｆｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3を取り除いた粉末に、ＣａＣＯ3、ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3等の添加剤を添加することにより、焼結後のＭ型フェライト磁石の保磁力、残留磁束密度の向上を図ることができる。
但し、過度の添加は却って磁気特性を低下させるため、ＣａＣＯ3は１．０ｗｔ％以下、ＳｉＯ2は０．５ｗｔ％以下、Ｃｒ2Ｏ3は５．０ｗｔ％以下での添加が好ましい。
【００２２】
上述した製造方法によって、従来では達成することができなかった、平均結晶粒径が０．５〜１．５μｍと微細であり、かつ高い磁気特性を有する高性能フェライト磁石を容易に得ることができる。
【００２３】
【実施例】
実施例１
ＳｒＣｏ3とＦｅ2０3を１：５．９のモル比で秤量し、混合後、大気中で１３００℃×１時間の条件で仮焼し、該仮焼粉を水を媒体としてボールミルにより粉砕し、平均粒径０．０５μｍ（ＢＥＴ値）の微粉砕粉を得た。得られた粉末の構成相をＣｕ−Ｋα線を用いた粉末Ｘ線回折法によって調べた。その結果を図１（Ａ）に示す。図１（Ａ）から明らかなように、得られた平均粒径０．０５μｍの微粉砕粉には、Ｍ型フェライトとともに、Ｍ型フェライトから分解したＦｅ3Ｏ4及びＳｒＣＯ3が含まれている。
【００２４】
次に、上記微粉砕粉を乾燥し、さらに６００℃×１０時間大気中で熱処理し、該微粉砕粉中に含まれるＦｅ3Ｏ4をＦｅ2Ｏ3に変態させた後、該微粉砕粉に磁石を近づけ、その磁石に吸引された粉末のみを取り出した。該粉末の構成相をＣｕ−Ｋα線を用いた粉末Ｘ線回折法によって調べた。その結果を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）から明らかなように、磁石によって吸引された粉末はＭ型フェライトのみからなることが分かる。
【００２５】
次に、該粉末に水を添加してスラリー状となし、添加物としてＣａＣＯ3を０．６ｗｔ％、ＳｉＯ2を０．４ｗｔ％、Ｃｒ2Ｏ3を１．０ｗｔ％添加し、７ｋＯｅの磁界中で成形した後、大気中で１２２０℃×１時間の条件で焼結した。得られたＭ型フェライト磁石の磁気特性を表１に示す。
【００２６】
また、得られたフェライト磁石の顕微鏡観察（５０００倍）を行なった。その結果、マグネタイトや炭酸Ｓｒなどの分解相の存在は一切は認められなかった。また、顕微鏡写真より求めた平均結晶粒径は１．３５μｍであった。該顕微鏡写真を図２に示す。
【００２７】
実施例２
実施例１と同じ平均粒径０．０５μｍの微粉砕粉を水で希釈し、よく混合した後沈降させ、沈降した粉末の所定位置における粒度をＢＥＴで測定した。次いで、粒度が０．０２μｍ以下に相当する部分を取り除いた後、再度スラリー濃度を調整し、添加物として、ＣａＣＯ3を０．６ｗｔ％、ＳｉＯ2を０．４ｗｔ％、Ｃｒ2Ｏ3を１．０ｗｔ％添加し、７ｋＯｅの磁界中で成形した後、大気中で１２２０℃×１時間の条件で焼結した。得られたＭ型フェライト磁石の磁気特性を表１に示す。
【００２８】
比較例１
実施例１と同じ平均粒径０．０５μｍの微粉砕粉に、添加物として、ＣａＣＯ3を０．６ｗｔ％、ＳｉＯ2を０．４ｗｔ％、Ｃｒ2Ｏ3を１．０ｗｔ％添加し、７ｋＯｅの磁界中で成形した後、大気中で１２２０℃×１時間の条件で焼結した。得られたＭ型フェライト磁石の磁気特性を表１に示す。
【００２９】
【表１】
0003696705.tif 000002
【００３０】
【発明の効果】
この発明によれば、湿式微粉砕により粉末の粒径を０．１μｍ以下としても、磁気特性低下の原因となるＦｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3（ＭはＳｒまたはＢａ）を取り除き、実質的にＭＯ・ｎＦｅ2Ｏ3（ＭはＳｒ、Ｂａの少なくとも１種、ｎは５．５〜６．５）のみにするため、従来では達成することができなかった、平均結晶粒径が０．５〜１．５μｍと微細で、かつ高い磁気特性を有する高性能フェライト磁石を容易にかつ安価にして提供することができる。
また、取り除いたＦｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3は、再度出発原料してリサイクルできるため、製造コストを上げることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１における、湿式微粉砕後の微粉末（Ａ）及び湿式微粉砕後の微粉末からＦｅ3Ｏ4及びＭＣＯ3を取り除いた後の粉末（Ｂ）のＸ線回折パターンを示す図である。
【図２】この発明による高性能フェライト磁石を示す顕微鏡写真である。
【図１】
0003696705.tif 000003
【図２】
0003696705.tif 000004