(57)【要約】【課題】  ハード相とソフト相の両相の粒子の粒径や界面、混合割合などが最適に制御されながら精製され、双方の粒子がナノコンポジット化されることにより得られる、高い最大エネルギー積を備えたナノコンポジット磁石を提供する。【解決手段】  硬質磁性粒子（ハード相）を液相法に含まれる共沈法によって精製し、軟質磁性粒子（ソフト相）を液相法に含まれる還元法によって精製し、双方の粒子をナノコンポジット化することによりナノコンポジット磁石が精製される。【選択図】  図３
2006278470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質磁性粒子と軟質磁性粒子が交換相互結合によって結合されてなるナノコンポジット磁石であって、
前記硬質磁性粒子と前記軟質磁性粒子がともに液相法にて製造され、双方の粒子が混合されることによって製造されることを特徴とするナノコンポジット磁石。
【請求項２】
前記硬質磁性粒子は液相法に含まれる共沈法によって製造され、前記軟質磁性粒子は液相法に含まれる還元法によって製造されることを特徴とする請求項１に記載のナノコンポジット磁石。
【請求項３】
前記硬質磁性粒子は、ＭｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３粒子またはＭｅＯ・６Ｆｅ２Ｏ３粒子（ＭｅはＭｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｌｉ，Ｃｄ、Ｂａ，Ｓｒ，Ｌａのいずれか１種または２種以上）、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子、ＭｎＢｉ粒子、ＲＥ−Ｆｅ−Ｂ系粒子、ＲＥ−Ｃｏ系粒子、ＲＥ−Ｆｅ−Ｎ系粒子（ＲＥはＮｄ、Ｓｍを含む希土類金属元素）のいずれか一種からなり、前記軟質磁性粒子は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉを含む金属またはそれらの合金、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｇ−Ｍｎフェライト、Ｃｕ−Ｚｎフェライトのいずれか一種からなることを特徴とする請求項１または２に記載のナノコンポジット磁石。
【請求項４】
前記硬質磁性粒子がＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子からなり、前記軟質磁性粒子がＣｏ粒子からなり、該Ｃｏ粒子の体積分率が０．２０〜０．７０であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のナノコンポジット磁石。
【請求項５】
前記硬質磁性粒子の平均粒径が２５〜３５ｎｍであり、前記軟質磁性粒子の平均粒径が１０〜５０ｎｍであり、好ましくは双方の粒径がともに３０ｎｍ程度であることを特徴とする請求項４に記載のナノコンポジット磁石。
【請求項６】
前記硬質磁性粒子および前記軟質磁性粒子の平均粒径が、交換相互作用の及ぼす距離（交換長）の１〜４倍であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のナノコンポジット磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質磁性粒子（ハード相）と軟質磁性粒子（ソフト相）が交換相互結合によって結合されてなるナノコンポジット磁石に係り、特に、両相の粒子の粒径や界面、混合割合などが最適に制御されながら精製され、双方の粒子がナノコンポジット化されることにより得られる、高い最大エネルギー積を備えたナノコンポジット磁石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
我が国における磁石の歴史を紐解くと、１９３０年代〜１９７０年代まで主流であったコバルトを多用してなるアルニコ磁石、１９５０年代〜１９８０年に脱コバルトによって安価に製造が可能となったフェライト磁石を経て、１９８０年以降、現在に至るまで希土類磁石、中でもネオジム磁石が主流となっている。アルニコ磁石の最大磁気エネルギー積（以下、ＢＨｍａｘとする）が１２ＭＧＯｅ程度であるのに対して、ネオジム磁石（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）のそれが６４ＭＧＯｅ程度にも及ぶと言われており、その性能の高さがうかがえる。当初は高価であったネオジム磁石の価格も年々下落の一途をたどることでその適用が拡大している一方で、その強さ、すなわち、保磁力性能と磁化性能の双方からなる磁石性能（ＢＨｍａｘ）は限界に達しつつあり、今後の大きな進展は望めない現状となっている。その一方で、家電製品や自動車（ハイブリット自動車や電気自動車）など、我々の生活を支えるメカには高性能化や小型化が追求されており、かかるメカの構成に不可欠である発電機やモータに適用される磁石もその更なる性能向上が切望されているのが現状である。
【０００３】
近時、ナノテクノロジーという材料設計テクノロジーが開発され、様々な新素材の研究／開発が盛んになされている。永久磁石の分野においても、既述するＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ磁石を超えた次世代型の磁石の製造が試みられているが、その中でも、特に注目されているのが、自発磁化の高い軟質磁性相と保磁力の高い硬質磁性相をナノレベルで複合化させることにより、そのＢＨｍａｘを１００ＭＧＯｅ以上にまで向上させようとするナノコンポジット磁石である。これは、磁化の高い軟質磁性粒子と保磁力の高い硬質磁性粒子の双方をナノサイズとしながら粒子間距離を一定範囲内に制御することにより、双方の粒子が互に電子を交換して電子や原子の磁化方向を揃えようとする交換相互作用が働くことに起因するものである。
【０００４】
かかるナノコンポジット磁石の製法に関しては、従来、様々な発明が開示されている。例えば、特許文献１では、公知のアトマイズ法などによって粉砕された原料合金を熱プラズマを用いて気相化し、その後に冷却凝縮させて微粒子を形成し、バルク状のナノコンポジット磁石を製造するものである。また、特許文献２、３には、ボールミルによって粉砕して得られた希土類磁石粉末を利用して、ソフト相の最小幅やソフト相およびハード相の相間距離を適宜に調整することによって得られるナノコンポジット磁石が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３９０８９号公報
【特許文献２】特開２００４−１７９６３２号公報
【特許文献３】特開２００２−３４３６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜３をはじめとする従来の製造方法からなるナノコンポジット磁石は全て、その原料となる硬質磁性粒子と軟質磁性粒子の双方が熱プラズマ法やレーザー法、電気炉加熱法といったいわゆる気相法によって製造されているが、結果として、粒子間の交換相互作用が最大限発揮できる組織制御が達成されていないのが現状である。その結果、焼結ネオジム磁石のＢＨｍａｘに比してその理論値が格段に高いナノコンポジット磁石のＢＨｍａｘは、現状では焼結ネオジム磁石に比して極めて低い。また、ナノコンポジット磁石においては、ネオジム磁石のように未だ高精度な磁化異方性を得るための制御方法が確立しておらず、かかる制御方法の確立も切望されている。
【０００６】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、硬質磁性粒子（ハード相）と軟質磁性粒子（ソフト相）の精製過程において双方の粒径や粒間距離、界面や両相の割合などを最適に制御することにより、可及的にそのＢＨｍａｘ理論値に近似した磁石性能を有するナノコンポジット磁石を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成すべく、本発明によるナノコンポジット磁石は、硬質磁性粒子と軟質磁性粒子が交換相互結合によって結合されてなるナノコンポジット磁石であって、前記硬質磁性粒子と前記軟質磁性粒子がともに液相法にて製造され、双方の粒子が混合されることによって製造されることを特徴とする。
【０００８】
硬質磁性粒子とは硬質磁性相またはハード相とも称することができ、軟質磁性粒子も同等に軟質磁性相またはソフト相と称することができる。硬質磁性粒子および軟質磁性粒子は特に限定するものではないが、硬質磁性粒子としては、例えばサマリウム系やネオジム系からなる希土類金属からなる粒子が、軟質磁性粒子としては、例えば鉄やコバルト、それらの合金などからなる粒子が使用できる。
【０００９】
ここで、液相法とは、硬質磁性粒子と軟質磁性粒子の双方をナノレベルの微粒子として精製する方法であり、従来適用されてきた気相法と異なる粒子精製方法のことである。液相法には化合物沈殿法や金属アルコキシド法、噴霧熱分解法など種々の方法があり、ハード相やソフト相の精製に際しては適宜の液相法が適用できる。例えば、噴霧熱分解法によれば、噴霧した液滴を加熱炉内に導入し、溶媒の蒸発と化学反応によって微粒子を核生成／成長させた後、熱処理して組織と形状を整えることにより、大きさの揃ったナノメータサイズの粒子を合成することが可能となる。
【００１０】
また、ここでいう混合するとは、界面活性剤などを含んだ水溶液中でナノ微粒子の表面や界面の状態を制御し、これらを集めて粒子の凝集を抑制しながら機能的に配列させた後、最終的に溶媒成分を取り除くことによって、硬質磁性粒子（ハード相）と軟質磁性粒子（ソフト相）が交換相互作用の及ぶ範囲内で均一に結合されることを意味している。
【００１１】
ナノコンポジット磁石の性能を向上させるためには、硬質磁性粒子と軟質磁性粒子の双方の粒径や粒間距離、界面などを最適に制御する必要があるが、本発明はナノ微粒子の精製プロセスに着目し、該ナノ微粒子の精製を適宜の液相法にておこない、双方の微粒子をナノコンポジット化することにより、磁石性能（例えばＢＨｍａｘ）が格段に向上したナノコンポジット磁石を得ようとするものである。
【００１２】
また、本発明によるナノコンポジット磁石の他の実施形態において、前記硬質磁性粒子は液相法に含まれる共沈法によって製造され、前記軟質磁性粒子は液相法に含まれる還元法によって製造されることを特徴とする。
【００１３】
ここで、共沈法とは、溶媒共沈法とも称され、２種類以上の溶媒可溶な塩などの無機化合物を混合する方法の一種であり、双方の塩などの無機化合物に対して可溶な溶媒(良溶媒)を選択してできるだけ少量の溶媒に塩などの無機化合物を溶解させておき、この双方の無機化合物に対して溶解度の低い溶媒(貧溶媒)に滴下して沈殿を生じさせて行う粒子精製法のことである。共沈法においては、例えばＮａＯＨなどの適宜の沈殿剤を使用して、沈殿させたい硬質磁性粒子に応じた適宜のｐＨに溶媒ｐＨを調整することにより、任意な組成の沈殿物を組成のばらつきを極力少ない態様で得ることが可能となる。なお、硬質磁性粒子の精製においては、共沈法以外にも、アルコキシド加水分解法、金属イオン加水分解法、化合物分解法、キレートかい離法、酸化還元法、塩析法、エマルジョン法、サイクロエマルジョン法、ホスト・ゲスト法、水熱合成法などによっても精製することができる。
【００１４】
一方、還元法とは、溶媒の中に合成したい金属などの結晶の原料と界面活性剤などを入れて溶かし、順次適宜の温度で還元していくことにより、金属の結晶を析出させる方法のことである。加熱温度を数段階に分けて結晶を成長させることで、析出結晶が凝集することなく、均一な粒径の金属粒子を得ることが可能となる。
【００１５】
精製された硬質磁性粒子と軟質磁性粒子は、それぞれ洗浄された後に例えば超音波等によって混合され、遠心分離などによって回収され、最終的なナノコンポジット磁石が精製されることとなる。尤も、双方の粒子の最終的なナノコンポジット化はかかる実施形態に限定されるものではない。本発明では、共沈法と還元法を硬質磁性粒子および軟質磁性粒子の精製にそれぞれ適用することで、双方の粒子の粒径（粒間距離を含む）と界面を適宜に制御することができ、したがって高いＢＨｍａｘを有するナノコンポジット磁石を得ることが可能となる。なお、上記するナノコンポジット磁石の精製方法によれば、各相の磁化の方向性を揃えることができ（磁化異方性）、これが該磁石の高いＢＨｍａｘの一要因ともなっている。
【００１６】
また、本発明によるナノコンポジット磁石の他の実施形態において、前記硬質磁性粒子は、ＭｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３粒子またはＭｅＯ・６Ｆｅ２Ｏ３粒子（ＭｅはＭｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｌｉ，Ｃｄ、Ｂａ，Ｓｒ，Ｌａのいずれか１種または２種以上）、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子、ＭｎＢｉ粒子、ＲＥ−Ｆｅ−Ｂ系粒子、ＲＥ−Ｃｏ系粒子、ＲＥ−Ｆｅ−Ｎ系粒子（ＲＥはＮｄ、Ｓｍを含む希土類金属元素）のいずれか一種からなり、前記軟質磁性粒子は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉを含む金属またはそれらの合金、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｇ−Ｍｎフェライト、Ｃｕ−Ｚｎフェライトのいずれか一種からなることを特徴とする。
【００１７】
例えば、ＲＥ−Ｆｅ−Ｂ系粒子としてはＮｄ２Ｆｅ１４Ｂが、ＲＥ−Ｃｏ系粒子としてはＳｍＣｏ５、Ｓｍ２Ｃｏ１７が、ＲＥ−Ｆｅ−Ｎ系粒子としてはＳｍ２Ｆｅ１７Ｎなどがある。
【００１８】
また、本発明によるナノコンポジット磁石の他の実施形態は、前記硬質磁性粒子がＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子からなり、前記軟質磁性粒子がＣｏ粒子からなり、該Ｃｏ粒子の体積分率が０．２０〜０．７０であることを特徴とする。
【００１９】
Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子（（ＣｏＯ）１−ｘ（ＮｉＯ）ｘ（Ｆｅ２Ｏ３））は、例えば既述する共沈法により、ｐＨ値が１３．８〜１４程度に調整された溶媒内で沈殿精製できる。一方、Ｃｏ粒子は、既述する還元法により、適宜の界面活性剤が含まれた溶媒内で、例えばコバルトアセチルアセテートを還元することにより粒子の析出を図ることができる。
【００２０】
発明者等の解析によれば、かかるＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子とＣｏ粒子とからなるナノコンポジット磁石においては、Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子の有する保磁力性能と、Ｃｏ粒子の有する飽和磁化性能の双方の最適値を与える粒子混合割合として、Ｃｏ粒子の体積分率を０．２０〜０．７０の範囲とするのがよく、より好ましくは、Ｃｏ粒子の体積分率が０．４５〜０．６５の範囲であるとする結論に至っている。すなわち、Ｃｏ粒子の体積分率が０．２０未満の場合（Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子の体積分率が０．８０よりも大きな場合）には磁石の保磁力が高いものの飽和磁化が低くなり、例えば、かかる磁石をモータに適用した場合にはそのトルク性能の向上が見込めなくなる。一方、Ｃｏ粒子の体積分率が０．７０を超えてしまうと、磁石の保磁力性能が低くなり、自動車駆動用モータの永久磁石としては好ましくない。しがたって、かかる体積分率にて両相を混合することにより、高いＢＨｍａｘを得ることが可能となる。尤も、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）用途など、保磁力が重要でない用途についてはこの限りではなく、軟質磁性相の体積分率を増やすことによって磁束密度を増加させることが有効な場合もある。
【００２１】
また、本発明によるナノコンポジット磁石の好ましい実施形態は、前記硬質磁性粒子の平均粒径が２５〜３５ｎｍであり、前記軟質磁性粒子の平均粒径が１０〜５０ｎｍであり、好ましくは双方の粒径がともに３０ｎｍ程度であることを特徴とする。
【００２２】
粒子径に関しても、硬質磁性粒子や軟質磁性粒子の種類によってその最適値は相違してくるが、Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子とＣｏ粒子との交換相互作用が十分に発揮できる双方の粒径としては、それぞれの粒子が２５〜３５ｎｍの範囲と１０〜５０ｎｍの範囲に調整されるのが好ましい。また、各相の粒子はそれぞれ均一な大きさに精製されるのが望ましい（例えば硬質磁性粒子は４０ｎｍの均一な粒径に精製され、軟質磁性粒子は２０ｎｍの均一な粒径に精製される形態など）。また、より望ましくは、双方の相の粒径が３０ｎｍ程度に精製されることが理想的であり、この場合には、より大きなＢＨｍａｘを得ることが期待できる。
【００２３】
さらに、本発明によるナノコンポジット磁石の好ましい実施形態は、前記硬質磁性粒子および前記軟質磁性粒子の平均粒径が、交換相互作用の及ぼす距離（交換長）の１〜４倍であることを特徴とする。
【００２４】
平均粒径の最適値は、交換相互作用の及ぼす距離（交換長）によって決まり、粒子の半径が交換長となるため、粒子の平均粒径は交換長の２倍程度が最も効果的であるものと考えられる。現状考えられる交換長としては、５〜３０ｎｍ程度が好ましい。
【００２５】
前述する高い磁石性能を備えたナノコンポジット磁石は、様々な分野に適用可能である。例えば、高性能化／小型化が隆盛の家電製品に搭載されるモータや、環境影響を勘案して今後の需要の増大が確実視されているハイブリット自動車や電気自動車用のモータなどには好適である。
【発明の効果】
【００２６】
以上の説明から理解できるように、本発明のナノコンポジット磁石によれば、液相法によって硬質磁性粒子と軟質磁性粒子を精製することにより、各相の粒子精製過程において粒子の粒径や粒間距離、界面を最適に制御することが可能となり、それらをナノコンポジット化することによって、極めて高い磁石性能（ＢＨｍａｘ）を有するナノコンポジット磁石を得ることができる。液相法の中でも、特に共沈法や還元法を使用することで、各相の粒子の最適制御を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、共沈法によってＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子を精製するフローを、図２は、還元法によってＣｏ粒子を精製するフローを、図３は、Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子とＣｏ粒子をナノコンポジット化するフローをそれぞれ示したものである。図４は、Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子とＣｏ粒子とからなるナノコンポジット磁石において、Ｃｏ粒子の体積分率と保磁力性能および磁化性能との関係を示した解析結果を、図５は、Ｃｏ粒子とＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子の体積分率が６：４で混合されたナノコンポジット磁石のＭ−Ｈヒステリシス曲線を示したグラフを、図６は、Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子とＣｏ粒子からなるナノコンポジット磁石の透過電子顕微鏡画像をそれぞれ示したものである。なお、図示する実施形態は、硬質磁性粒子であるＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子と軟質磁性粒子であるＣｏ粒子とから精製されるナノコンポジット磁石に関するものであるが、本発明のナノコンポジット磁石がかかる実施形態に限定されるものでないことは勿論のことである。すなわち、各相の粒子が適宜の液相法にて精製され、ハード相とソフト相が交換相互結合されてできるナノコンポジット磁石であれば、全て本発明に含まれるものである。
【００２８】
図１〜図３に基づいて、硬質磁性粒子であるＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子の精製法と軟質磁性粒子であるＣｏ粒子の精製法、さらに、双方の粒子からナノコンポジット磁石を精製する方法について説明する。
【００２９】
図１は、共沈法によってＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子を精製するフローを示したものである。まず、ＣｏＣｌ２６・Ｈ２Ｏと、ＮｉＣｌ２・６Ｈ２Ｏと、ＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏを体積分率で１−ｘ：ｘ：１の割合で用意し（図中のＳ１１ステップ、Ｓ１２ステップ、Ｓ１３ステップ）、それらを水溶液中に混合させる（Ｓ１４ステップ）。この水溶液に沈殿剤としてＮａＯＨを混合し（Ｓ１５ステップ）して水溶液のｐＨ値を１３．８〜１４程度の強塩基の状態とする。かかる強塩基性水溶液において、その組成が任意のＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子：（ＣｏＯ）１−ｘ（ＮｉＯ）ｘ（Ｆｅ２Ｏ３）が精製／沈殿され（Ｓ１６ステップ）、この沈殿物を回収する。かかる共沈法Ｓ１０により、適宜の組成を有し、全ての平均粒径が所望の範囲（２５〜３５ｎｍ）でかつ均一な大きさのＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子を精製することができる。
【００３０】
一方、図２は、還元法によってＣｏ粒子を精製するフローを示したものである。まずＳ２１ステップで、コバルトアセチルアセテートをオレイン酸やアレインアミンなどの界面活性剤を、１，２ヘキサデカンジオールを含んだオクチルエーテル内に混合する。次に、かかる混合溶液を２００℃の高温雰囲気で０．５ｈ（３０分）程度残置させる（Ｓ２２ステップ）。次に、温度を２４０〜２７０℃として０．２５〜１ｈ（１５分〜１時間）程度残置させる（Ｓ２３ステップ）。このように、徐々に温度を上げながら溶液を高温雰囲気下で所要時間残置させることにより、金属の微粒子が溶液内で凝集することなく成長していくことができる。所望の大きさのＣｏ粒径で、それぞれの粒径がほぼ均一となっていることを確認し、Ｃｏ粒子を回収する（Ｓ２４ステップ）。かかる還元法Ｓ２０により、全ての粒径が所望の範囲（１０〜５０ｎｍ）でかつ均一な大きさのＣｏ粒子を得ることができる。
【００３１】
次に、図３に基づいて、精製されたＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子とＣｏ粒子をナノコンポジット化する方法を説明する。
【００３２】
Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子はＳ１０にて、Ｃｏ粒子はＳ２０にてそれぞれ精製されている。これらの粒子をまず清水またはエタノールにて洗浄し（Ｓ３３ステップ、Ｓ３１ステップ）、洗浄されたそれぞれの粒子をヘキサン溶液中に分散する。ここで、Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子の分散に際しては、オレイン酸とオレインアミンがそれぞれ０．２ｍｌ混合されたヘキサン１ｍｌ内にフェライト粒子を分散する（Ｓ３４ステップ）。一方、Ｃｏ粒子の分散に際しては、オレイン酸とオレインアミンがそれぞれ１ｍｌ混合されたヘキサン４０ｍｌ内にＣｏ粒子を分散する（Ｓ３２ステップ）。双方のヘキサン溶液を混ぜ合わせ、超音波を３０分間程度照射しながら溶液の混合をおこなうことにより、双方の粒子がナノコンポジット化される（Ｓ３５ステップ）。超音波混合の後、遠心分離機によってナノコンポジット粒子を回収し（Ｓ３６ステップ）、洗浄後（Ｓ３７ステップ）、粒径や粒子間距離、結晶構造などを測定して所望のナノコンポジット粒子が精製されていることの確認をおこなう（Ｓ３８ステップ）。
【００３３】
図４は、Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子とＣｏ粒子とからなるナノコンポジット磁石において、磁石性能の最も優れた粒子の混合割合を示した解析結果である。図中の一点鎖線はナノコンポジット磁石の保磁力性能を、二点鎖線はナノコンポジット磁石の飽和磁化を示したものである。図からも明らかなように、かかるナノコンポジット磁石においては、Ｃｏ粒子の体積分率がおよそ０．２０〜０．７０の範囲（図中の斜線範囲）にある際に双方の性能を勘案した最適値、すなわち、高い磁石性能を有することが分かり、より好ましくは、Ｃｏ粒子の体積分率が０．４５〜０．６５の範囲がよい。
【００３４】
ここで、Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子の平均粒径は２５〜３５ｎｍの範囲に調整されており、Ｃｏ粒子の平均粒径は１０〜５０ｎｍの範囲に調整されている。
【００３５】
なお、ナノコンポジット磁石を構成するハード相とソフト相の各粒子の種類が相違することにより、ハード相とソフト相のそれぞれの体積分率や最適粒径も相違するため、他の粒子に関しても解析や実験を積み重ねていく必要がある。
【００３６】
図５は、Ｃｏ粒子とＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子の体積分率が６：４で混合されたナノコンポジット磁石の磁気特性を、コバルト磁石の磁気特性とフェライト磁石の磁気特性と比較した図である。磁気特性を評価する際には、磁化：Ｍと磁界：Ｈとからなるヒステリシスの面積がより大きくなることが磁気特性の向上に繋がる。図からも明らかなように、コバルト磁石やフェライト磁石に比してナノコンポジット磁石のヒステリシス面積が格段に大きくなっており、磁石性能が向上していることが理解できる。なお、図示するナノコンポジット磁石においては、Ｍｍａｘが１１２．４ｅｍｕ／ｇであり、Ｈｃが１．４ｋＯｅである。
【００３７】
図６は、Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子とＣｏ粒子からなるナノコンポジット粒子の透過電子顕微鏡画像である。図中のａ図は、ナノコンポジット粒子の組織を示したものであり、ナノレベルで双方の粒子が交換結合している様子が理解できる。一方、ｂ図は電子線回折パターンであり、Ｃｏ粒子とスピネルフェライト粒子からの回折パターンが一つの平面上に表されている。
【００３８】
本発明のナノコンポジット磁石は、ハード相とソフト相を構成するそれぞれの粒子が液相法の精製プロセスを経ることによって、粒子の粒径や粒間距離、界面を最適に制御することができ、それらを混合してなるナノコンポジット磁石は極めて高い磁気特性を有することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】共沈法によってＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子を精製するフロー。
【図２】還元法によってＣｏ粒子を精製するフロー。
【図３】Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子とＣｏ粒子をナノコンポジット化するフロー。
【図４】Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子とＣｏ粒子とからなるナノコンポジット磁石において、Ｃｏ粒子の体積分率と保磁力性能および磁化性能との関係を示した解析結果。
【図５】Ｃｏ粒子とＣｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子の体積分率が６：４で混合されたナノコンポジット磁石のＭ−Ｈヒステリシス曲線を示したグラフ。
【図６】Ｃｏ−Ｎｉスピネルフェライト粒子とＣｏ粒子からなるナノコンポジット粒子の透過電子顕微鏡画像。
【図１】
2006278470.tif 000003
【図２】
2006278470.tif 000004
【図３】
2006278470.tif 000005
【図４】
2006278470.tif 000006
【図５】
2006278470.tif 000007
【図６】
2006278470.tif 000008