(57)【要約】【課題】  巣の発生を防止し、歩留まりを向上させることのできる磁歪素子の製造方法、焼結方法を提供することを目的とする。【解決手段】  最終的に磁歪素子となる成形体の焼結工程にて、炉内を昇温するに際し、成形体に含まれる水素化物が熱分解して水素ガスが放散される温度領域にて、炉内雰囲気を真空ポンプで吸引し、炉内の圧力を負圧に維持し、成形体からの水素の放散を促進するようにした。【選択図】図１
2005060833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素化物を含む原料合金粉を磁場中成形し、成形体を得る工程と、
前記成形体を、雰囲気を所定圧力以下に低減させた状態で第一の温度まで上昇させる工程と、
前記第一の温度に到達した後、所定の雰囲気を供給し、雰囲気温度を第二の温度まで上昇させ、前記成形体を焼結する工程と、
を含むことを特徴とする磁歪素子の製造方法。
【請求項２】
前記第一の温度は、４５０℃以上７５０℃未満であることを特徴とする請求項１に記載の磁歪素子の製造方法。
【請求項３】
前記第一の温度まで上昇させる工程において、前記雰囲気は略真空状態であることを特徴とする請求項１に記載の磁歪素子の製造方法。
【請求項４】
前記第一の温度に到達した後に供給される前記所定の雰囲気は、非酸化性ガス雰囲気であることを特徴とする請求項１に記載の磁歪素子の製造方法。
【請求項５】
前記第二の温度は、１１５０℃以上１２３０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁歪素子の製造方法。
【請求項６】
前記原料合金粉は、式(１)ＲＴy(ここで、Ｒは１種類以上の希土類金属（但し、希土類金属はＹを含む概念である。）、Ｔは１種類以上の遷移金属であり、ｙは１＜ｙ＜４を表す。)で示す組成を有することを特徴とする請求項１に記載の磁歪素子の製造方法。
【請求項７】
前記Ｒが、Ｔｂ及びＤｙであることを特徴とする請求項６に記載の磁歪素子の製造方法。
【請求項８】
前記Ｒは、式(２)ＴｂaＤｙ(1-a)で示す組成であって、ａが、０．２７＜ａ≦０．５０の範囲にあることを特徴とする請求項７に記載の磁歪素子の製造方法。
【請求項９】
前記ＴはＦｅであることを特徴とする請求項６に記載の磁歪素子の製造方法。
【請求項１０】
水素化物を含む焼結対象物の焼結方法であって、
前記焼結対象物を炉に入れ、当該炉内を負圧にした状態で当該炉内の温度を第一の温度まで上昇させることで、前記焼結対象物に含まれる水素化物の熱分解により発生した水素ガスを当該焼結対象物から放散させる工程と、
前記第一の温度に到達した後、前記炉内に所定の雰囲気を供給し、当該炉内の温度を第二の温度まで上昇させ、前記焼結対象物を焼結する工程と、
を含むことを特徴とする焼結方法。
【請求項１１】
前記第一の温度は、前記水素化物の熱分解が始まる温度以上であることを特徴とする請求項１０に記載の焼結方法。
【請求項１２】
前記第一の温度に到達した後、前記炉内に所定の雰囲気を供給する温度は、６５０℃以上であることを特徴とする請求項１０に記載の焼結方法。
【請求項１３】
前記成形体を焼結する工程では、前記炉内の温度を所定時間、所定の温度領域内に維持することを特徴とする請求項１０に記載の焼結方法。
【請求項１４】
前記成形体を焼結する工程では、前記炉内に水素ガス雰囲気または水素ガス及び不活性ガスの混合雰囲気を供給することを特徴とする請求項１０に記載の焼結方法。
【請求項１５】
前記焼結対象物は、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｆｅを含み、焼結により磁歪素子となる成形体であることを特徴とする請求項１０に記載の焼結方法。                                                                             
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁歪素子の製造方法、水素化物を含む焼結対象物の焼結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リニアアクチュエータ、振動子、圧力トルクセンサ、振動センサ、ジャイロセンサ等に磁歪素子が用いられている。
この磁歪素子は、リニアアクチュエータ、振動子等に用いる場合、付与する磁界を変化させることで、磁歪素子の寸法を変化させて駆動力を発生している。
また、磁歪素子を圧力トルクセンサ、振動センサ、ジャイロセンサ等に用いる場合は、外部から加わった圧力によって磁歪素子の寸法が変化し、これに伴って変化する透磁率を検出することで、センシングを行っている。
【０００３】
このような磁歪素子は、所定の組成の合金粉を磁場中成形することで成形体を形成した後、この成形体を不活性ガス雰囲気中で焼結することで製造されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２０３号公報（第４頁）
【０００５】
その磁歪素子の焼結工程では、磁歪素子となる成形体が焼結中に酸化しやすく、また焼結の熱源となるヒータの輻射熱の影響により変色等を生じやすいため、成形体を密閉容器内に収容している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記したような従来の技術では、以下に示すような問題が存在する。
磁歪素子となる成形体が原料に水素化物を含んでいる場合、焼結工程において成形体を加熱すると、水素化物が熱分解して水素が発生し、これが成形体から放散する。磁歪素子となる成形体を密閉容器内に収容した状態で水素が発生すると、密閉容器内に水素が充満して蒸気圧が高まり、最終的には、成形体内で発生した水素が成形体外に放散されにくくなる。加えて、焼結工程が進むにつれ、成形体の表面から組織の固相反応が始まり、これによって成形体内で発生した水素は益々外部に出にくくなる。
その結果、最終的に得られる磁歪素子には、ガス化した水素の気泡によって巣が発生し、磁歪素子の強度低下、磁気特性の低下等を招き、歩留まりを低下させる要因となる。このような傾向は、成形体が大径であるほど顕著になる。
【０００７】
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、巣の発生を防止し、歩留まりを向上させることのできる磁歪素子の製造方法、焼結方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従来は、焼結を行うために成形体を炉内で昇温する過程で、炉内を不活性ガス等の非酸化性ガス雰囲気に置換していた。ところが、本発明者らは、ある一定の温度領域まで炉内の圧力を低減させ、略真空状態とすることで、成形体からの水素ガスの放散が促進されることを見出した。
この知見に基づいてなされた本発明の磁歪素子の製造方法は、水素化物を含む原料合金粉を磁場中成形し、成形体を得る工程と、この成形体を、雰囲気を所定圧力以下に低減させた状態で第一の温度まで上昇させる工程と、第一の温度に到達した後、所定の雰囲気を供給し、雰囲気温度を第二の温度まで上昇させ、成形体を焼結する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
ここで、原料合金粉としては、式(１)ＲＴy(ここで、Ｒは１種類以上の希土類金属（但し、希土類金属はＹを含む概念である。）、Ｔは１種類以上の遷移金属であり、ｙは１＜ｙ＜４。)で示す組成のものを用いるのが好ましい。Ｒは、Ｔｂ及びＤｙであることが好ましく、さらにＲは、式(２)ＴｂaＤｙ(1-a)で示す組成であって、ａが、０．２７＜ａ≦０．５０の範囲にあるのが好ましい。
また、ＴとしてＦｅを選択することが望ましい。Ｔの一部を、Ｃｏ及び／又はＮｉで置換してもよい。
合金粉に水素化物が含まれている成形体を焼結させると、その過程で、水素化物が熱分解し、水素ガスが成形体から放散される。このとき、炉内の圧力が所定圧力以下に低減されていることで、放散された水素ガスが充満することもなく、成形体からの水素の放散が妨げられることがない。
【００１０】
成形体を、雰囲気を所定圧力以下に低減させた状態で第一の温度まで上昇させる工程では、雰囲気を略真空状態とするのが好ましい。ここで、略真空状態とは、圧力が２×１０-5Ｔｏｒｒ（１Ｔｏｒｒ≒１３３．３２２Ｐａ）以下であることを意味する。
また、第一の温度は、４５０〜７５０℃に設定するのが好ましく、さらには５５０〜７５０℃に設定するのが好ましい。
成形体に含まれる水素化物は、６５０℃近辺で熱分解し水素ガスを発生する。このため、雰囲気を所定圧力以下に維持する上限温度となる第一の温度を４５０℃を下回る値とすると、水素ガスの放散を促進させることができず、また、７５０℃を上回る値とすると、焼結体密度が低下してしまう。
第一の温度に到達した後に供給する所定の雰囲気としては、非酸化性ガスであることが好ましい。例えば、不活性ガスである。さらに、水素ガス、または水素ガス及び不活性ガスを供給することも、最終的に得られる焼結体密度を向上させるのに有効である。水素ガス及び不活性ガスを供給する場合、昇温過程の少なくとも６５０℃以上で水素ガス及び不活性ガスの混合雰囲気とするのが好ましい。これは、残留する微量の酸素による酸化を防止するためである。
また、雰囲気温度を第二の温度まで上昇させ、成形体を焼結する工程では、雰囲気温度をほぼ一定に保持するのが好ましい。この、ほぼ一定に保持する安定温度は、１１５０〜１２３０℃の範囲が好ましい。安定温度が１１５０℃未満では、内部歪みを除去するために長時間の保持が必要であり効率的ではない。一方、安定温度が１２３０℃を超えると、ＲＴyで表される合金の融点に近くなるために焼結体が溶融することがあり、また、他のＲＴ3相等の異相が析出することがあるからである。
【００１１】
本発明は、水素化物を含む焼結対象物の焼結方法として捉えることもできる。この方法は、焼結対象物を炉に入れ、炉内を負圧にした状態で炉内の温度を第一の温度まで上昇させることで、焼結対象物に含まれる水素化物の熱分解により発生した水素ガスを焼結対象物から放散させる工程と、第一の温度に到達した後、炉内に所定の雰囲気を供給し、炉内の温度を第二の温度まで上昇させ、成形体を焼結する工程と、を含むことを特徴とする。
第一の温度を、水素化物の熱分解が始まる温度以上とすることは、焼結体中の巣の発生率を低減する上で有効である。
また第一の温度に到達した後、炉内に所定の雰囲気を供給する温度は、６５０℃以上であることが望ましい。
成形体を焼結する工程では、炉内の温度を所定時間、所定の温度領域内に維持するのが好ましい。また、この工程では、炉内に水素ガス雰囲気または水素ガス及び不活性ガスの混合雰囲気を供給するのが好ましい。
このような焼結対象物は、水素化物を含むのであれば、磁歪素子の材料に限るものではないが、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｆｅを含み、焼結により磁歪素子となる成形体とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、焼結時での昇温過程で、炉内圧力を低く保つことで、焼結時に成形体からの水素の放散を抑制することもなく、最終的に得られる磁歪素子等の焼結対象物に巣が生じるのを防止することができ、その歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
ここでまず、本実施の形態における磁歪素子の製造方法について説明する。
本実施の形態においては、式(１)ＲＴy(ここで、Ｒは１種類以上の希土類金属、Ｔは１種類以上の遷移金属であり、ｙは１＜ｙ＜４を表す。)で示す組成の合金粉を焼結して磁歪素子を得る。
ここで、Ｒは、ランタノイド系列、アクチノイド系列の希土類金属から選択される１種以上を表しており、希土類金属はＹを含む概念である。これらの中で、Ｒとしては、特に、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏの希土類金属が好ましく、Ｔｂ、Ｄｙがより一層好ましく、これらを混合して用いることができる。Ｔは、１種以上の遷移金属を表している。これらの中で、Ｔとしては、特に、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ等の遷移金属が好ましく、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉが一層好ましく、これらを混合して用いることができる。
【００１４】
式(１)ＲＴyで表す合金で、ｙは、１＜ｙ＜４を表す。ＲＴyは、ｙ＝２で、ＲとＴとが形成するＲＴ2ラーベス型金属間化合物は、キュリー温度が高く、磁歪値が大きいため、磁歪素子に適する。ここで、ｙが１以下では、焼結後の熱処理でＲＴ相が析出して磁歪値が低下する。また、ｙが４以上では、ＲＴ3相又はＲＴ5相が多くなり、磁歪値が低下する。このため、ＲＴ2相を多くするために、ｙは、１＜ｙ＜４の範囲が好ましい。Ｒは、希土類金属を混合してもよく、特に、ＴｂとＤｙを混合して用いることが好ましい。この場合、式(２)ＴｂaＤｙ(1-a)で表される合金で、ａは０．２７＜ａ≦０．５０の範囲にあることが一層好ましい。これにより、(ＴｂaＤｙ(1-a))Ｔyの合金で、飽和磁歪定数が大きく、大きな磁歪値が得られる。ここで、ａが０．２７以下では室温以下では十分な磁歪値を示さず、０．５０を超えると室温付近では十分な磁歪値を示さない。Ｔは、特に、Ｆｅが好ましく、ＦｅはＴｂ、Ｄｙと(Ｔｂ、Ｄｙ)Ｆｅ2金属間化合物を形成して、大きな磁歪値を有し磁歪特性の高い焼結体が得られる。このときに、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｎｉで置換するものであってもよい。但し、Ｃｏは磁気異方性を大きくするが透磁率を低下させる。また、Ｎｉはキュリー温度を下げ、結果として常温・高磁場での磁歪値を低下させる。よって、Ｔに占めるＦｅの割合は７０wt％以上、一層好ましくは８０wt％以上が良い。
【００１５】
また、合金粉の一部又は全部が水素吸蔵処理される原料であることが好ましい。合金粉に水素を吸蔵させることにより、合金粉を構成する粒子に歪みが生じ、その内部応力によって割れが生ずる。このために、混合される合金粉は、成形体を形成する時に圧力を受け、混合した状態の内部で粉砕されて細かくなり、焼結したときに緻密な高密度焼結体を得ることができる。さらに、Ｔｂ、Ｄｙの希土類は酸化されやすいために、わずかな酸素があっても表面に融点の高い酸化膜を形成し、焼結の進行を抑制するが、水素を吸蔵することで、酸化されにくくなる。したがって、合金粉の一部を水素吸蔵処理することで高密度焼結体を製造することができる。
ここで、水素を吸蔵する原料は、式(３)ＤｙbＴ(1-b)で、ｂが０．３７≦ｂ≦１．００で表される組成であることが好ましい。ＴはＦｅ単独でも、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｎｉで置換されたものでもよい。これにより、原料の合金粉の焼結体密度を高くすることができる。
【００１６】
上記のような合金粉を得るための具体例は以下の通りである。
まず、原料の一つとして、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｆｅを秤量して、Ａｒガスの不活性雰囲気中で溶融して、合金を製造する(以下、これを「原料Ａ」と記す。)。ここでは、原料Ａとして、例えばＴｂ0.4Ｄｙ0.6Ｆｅ1.94の組成にする。この原料Ａを、アニールする熱処理を行い、合金製造時の各金属元素の濃度分布を一様にし、また、析出した異相を消滅させてから、例えばアトマイザーで粉砕する。
【００１７】
また、原料の一つとして、ＤｙＨ2、Ｆｅを秤量して、Ａｒガスの不活性雰囲気中で溶融して、合金を製造する(以下、これを「原料Ｂ」と記す。)。ここでは、原料Ｂとして、焼結過程で水素が消失した後に例えばＤｙ2.0Ｆｅの組成になるようにＤｙＨ2及びＦｅの割合を設定する。この原料Ｂを、同様に、例えばアトマイザーで粉砕する。
【００１８】
さらに、原料の一つとして、Ｆｅを水素ガス雰囲気中で酸素を除去する還元処理を行ってから、例えばアトマイザーで粉砕して用いる(以下、これを「原料Ｃ」と記す。)。
還元処理を行うために用いる水素ガスを含む還元性雰囲気としては、水素ガス：アルゴン(Ａｒ)ガス＝Ｘ：１００−Ｘと表す式(４)で、Ｘ(vol％)が、０＜Ｘ＜５０であることが好ましい。Ａｒガスは不活性ガスでＲを酸化することがないので水素ガスと混合して還元作用を有する雰囲気を得ることができる。このために、還元作用を有するために、Ｘ(vol％)は、少なくとも０＜Ｘであることがよい。また、Ｘ(vol％)は、５０≦Ｘでは還元作用が飽和するため、Ｘ＜５０であることがよい。
【００１９】
次いで、得られた原料Ａ、Ｂ、Ｃを秤量した後、粉砕・混合処理することで、組成を例えばＴｂ0.3Ｄｙ0.7Ｆｅ1.88にした原料合金粉を得ることができる。
【００２０】
本実施の形態では、上記したような原料合金粉を型に入れ、所定強度、例えば８ｋＯｅの磁場中で成形し、成形体を得た後、この成形体を炉中で焼結させる。
この焼結工程では、炉内の温度を、図１に示すような所定のプロファイルで変化させる。焼結を開始する第１過程では、成形体からの水素ガスの放散を促進させるため、炉内を真空ポンプで吸引し、所定以上の真空度に維持する。この真空度としては、例えば２×１０-5Ｔｏｒｒ（１Ｔｏｒｒ≒１３３．３２２Ｐａ）とするのが好ましい。
そして、炉内の温度が、所定温度に到達するまで、前記の真空度を維持したまま、所定の昇温速度で昇温する。ここで、真空度を維持する上限温度（第一の温度）Ｔ１は、４５０〜７５０℃に設定するのが好ましい。成形体に含まれる水素化物は、６５０℃近辺で熱分解し水素ガスを発生する。このため、真空度を維持する上限温度Ｔ１を４５０℃を下回る値とすると、水素ガスの放散を促進させることができない。また上限温度Ｔ１を７５０℃を上回る値とすると、焼結体密度が低下してしまう。
この上限温度Ｔ１は、焼結対象となる成形体の大きさ(断面積)に応じて設定するのが好ましい。当然、成形体の断面積が大きい程、水素ガスの放散の促進効果を高めるため、上限温度Ｔ１を高く設定する。
また、第１過程において、昇温中、炉内の温度は一定温度に維持することなく、所定の昇温速度で継続的に昇温させるのが好ましい。このときの昇温速度は、３〜２０℃／minで行うのが好ましい。昇温速度が、３℃／min未満では生産性が低く、昇温速度が２０℃／minを超えると炉中で成形した原料粉の温度が均一にならず偏析や異相が生ずる。
【００２１】
焼結工程において、第１過程が完了、すなわち炉内の温度が予め設定した上限温度に到達した時点で、真空ポンプによる吸引を停止し、第２過程に移行する。
第２過程では、炉内に水素ガス雰囲気または水素ガス及び不活性ガスの混合雰囲気を供給し、昇温を続行する。ここで、成形体を構成するＲＴyで表す合金の場合、昇温過程で上限温度Ｔ１以上の所定温度Ｔ２に到達するまでに、炉内を水素ガス及び不活性ガスの混合雰囲気（所定の雰囲気）にする。この、水素ガス及び不活性ガスの混合雰囲気にする所定温度Ｔ２は、少なくとも６５０℃以上とするのが好ましい。これは、残留する微量の酸素による希土類金属の酸化を防止するためである。なお、水素ガス及び不活性ガスの混合雰囲気とする場合には、水素ガス：アルゴン(Ａｒ)ガス＝Ｘ：１００−Ｘと表す式(４)におけるＸが、０＜Ｘ＜５０とするのが好ましい。
第２過程においても、炉内の昇温速度は、３〜２０℃／minで行うのが好ましい。昇温速度が、３℃／min未満では生産性が低く、昇温速度が２０℃／minを超えると炉中で成形した原料粉の温度が均一にならず偏析や異相が生ずる。
【００２２】
第２過程における昇温は、炉内が予め設定した温度（第二の温度）Ｔ３に到達した時点で停止し、第３過程に移行する。
第３過程では、炉内の温度をほぼ一定の温度領域内に保持する安定温度にして行う。この安定温度は、１１５０〜１２３０℃の範囲が好ましい。安定温度が１１５０℃未満では、内部歪みを除去するために長時間が必要であり効率的ではないし、安定温度が１２３０℃を超えると、ＲＴyで表される合金の融点に近くなるために焼結体が溶融することがあり、また、他のＲＴ3相等の異相が析出することがあるからである。
【００２３】
さらに、焼結の第３過程では、水素ガス雰囲気又は水素ガス：アルゴン(Ａｒ)ガス＝Ｘ：１−Ｘと表す式(５)におけるＸが、０＜Ｘ＜０．５である水素ガス及び不活性ガスの混合雰囲気下で行うのが好ましい。
Ｒは、酸素と極めて容易に反応し、安定な希土類酸化物を形成する。これらの酸化物は、低い磁性を有し実用上の磁性材料になるような磁気特性を示さない。高温焼結ではわずかな酸素であっても、焼結体の磁気特性を大きく低下させるため、焼結等の熱処理では、特に水素ガスを含む雰囲気が好ましい。また、酸化を防ぐ雰囲気としては、不活性ガスによる雰囲気がある。但し、不活性ガスだけでは完全に酸素を除去することが難しく、酸素と反応性の大きい希土類金属では酸化物を形成するため、希土類金属の酸化を防止するために、水素ガスと不活性ガスの混合ガスの雰囲気が好ましい。
【００２４】
上記第１〜第３過程を経ることで、成形体を焼結して焼結体を得ることができる。この後、この焼結体に対し時効処理を行い、さらに焼結体を所定サイズに分割することで、磁歪素子を得ることができる。
【００２５】
なお、上記の焼結工程で、最終的に磁歪素子となる成形体(焼結対象物)１００は、図２および図３に示すような焼結用容器１０に収められた状態で焼結される。
この図２および図３に示すように、焼結用容器１０は、容器本体１１、蓋体１２、シール部材１３、を備えて構成されている。
これら容器本体１１、蓋体１２は、耐熱性が高く、磁歪素子の原料と反応を生じにくい材料、例えばＭｏによって形成されている。
また、シール部材１３は、容器本体１１を蓋体１２で塞いだときに、容器本体１１と蓋体１２を密着させ、焼結用容器１０内を密閉空間とするためのもので、耐熱性が高く、かつ柔軟性に富んだ材料、例えばＮｂによって形成されている。
【００２６】
成形体１００の焼結時には、上記のような構成を有する焼結用容器１０の容器本体１１内に、成形体１００を支持するセッター１５を設け、このセッター１５上に成形体１００を載せ、その上から蓋体１２を被せる。
この状態で、焼結用容器１０を炉内に入れ、所定の温度プロファイルで炉を加熱することで、焼結用容器１０内に収められた成形体１００を焼結する。
【００２７】
本実施の形態では、焼結用容器１０内に収められた成形体１００の温度上昇により、成形体１００の原料に含まれる水素化物が熱分解することでガス化した水素が焼結用容器１０内に放散するが、水素ガスが放散される温度領域にて、炉内雰囲気が真空ポンプによって吸引されることで、炉内の圧力、すなわち焼結用容器１０内は負圧に維持されているので、成形体１００からの水素の放散は妨げられることなく、むしろ促進される。これにより、成形体１００の表面の固相反応が始まるまでに水素放出を完了させることができる。その結果、最終的に得られる磁歪素子に巣が生じるのを防止することができ、磁歪素子の強度、磁気特性の低下を抑えるとともに、その歩留まりを向上させることができる。
しかも、焼結時の第１過程では、炉内を略真空状態としているため、成形体１００の酸化を防止することができる。
【実施例１】
【００２８】
さて、上記の第１過程（昇温過程）において、炉内を略真空状態とした場合と、炉内を不活性ガス（Ａｒガス）雰囲気とした場合について、水素発生量の違いを調べた。その結果を以下に示す。
まず、原料Ａとして、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｆｅを秤量して、Ａｒガスの不活性雰囲気中で溶融して、Ｔｂ0.4Ｄｙ0.6Ｆｅ1.94の組成を有する合金を製造した。そして、この原料Ａを、アニールする熱処理を行い、合金製造時の各金属元素の濃度分布を一様にし、また、析出した異相を消滅させてから、アトマイザーで粉砕した。原料Ｂとして、ＤｙＨ2、Ｆｅを所定割合で秤量し、Ａｒガスの不活性雰囲気中で溶融した。ＤｙＨ2とＦｅとの割合は、焼結過程で水素が消失した後にＤｙ2.0Ｆｅの組成となるように設定した。得られたＤｙ2.0Ｆｅの組成を有する合金も、同様に、アトマイザーで粉砕した。原料Ｃとして、Ｆｅを水素ガス雰囲気中で酸素を除去する還元処理を行ってから、アトマイザーで粉砕した。
次いで、得られた原料Ａ、Ｂ、Ｃを秤量した後、粉砕・混合処理して、組成をＴｂ0.3Ｄｙ0.7Ｆｅ1.88にした合金粉を得た。
得られた合金粉を型に入れ、８ｋＯｅの磁場中で成形し、成形体１００を得た。成形体１００は、直径７ｍｍ、長さ１００ｍｍのスティック状とした。この状態で、材料中に含まれる水素量は、２．０３ｇ（＝２２．７４Ｎｌ（ノーマル・リットル：常温での体積））とした。
得られた成形体１００を、焼結用容器１０（内部寸法：幅１７０ｍｍ×長さ２４０ｍｍ×高さ６０ｍｍ）に収め、炉中にて、８．５℃／minの昇温速度で２０℃から１０００℃まで昇温した。
ここで、実施例１としては、昇温時の炉内圧力を２×１０-5Ｔｏｒｒ（１Ｔｏｒｒ≒１３３．３２２Ｐａ）の略真空状態とし、比較例では、炉内をＡｒ雰囲気とし、それぞれにおいて炉内での水素発生量を検出した。
【００２９】
図４がその結果を示すものである。
この図４に示すように、Ａｒ雰囲気とした比較例では、５００〜９００℃にわたる広い温度範囲で水素を発生しているのに対し、略真空状態とした実施例１では、５００〜７５０℃の温度範囲で、より大量の水素を発生しており、特に６００℃近辺で非常に大量の水素発生量となっているのがわかる。
【実施例２】
【００３０】
また、上記したような焼結用容器１０を用い、磁歪素子における巣の発生状況を確認したので、その結果を以下に示す。
まず、上記と同様、原料粉合金の原料Ａとして、Ｔｂ0.4Ｄｙ0.6Ｆｅ1.94を７７３ｇ、後述する原料Ｂを１０１ｇ、原料ＣとしてＦｅを４６ｇを用いた。これら原料Ａ、Ｂ、Ｃを粉砕・混合処理することで、組成をＴｂ0.3Ｄｙ0.7Ｆｅ1.88にした原料合金粉を得た後、得られた合金粉を型に入れ、８ｋＯｅの磁場中で成形し、成形体１００を得た。成形体１００は、直径７ｍｍ、長さ１００ｍｍのスティック状とした。なお、実施例１と同様に、原料Ｂは、焼結過程で水素が消失した後にＤｙ2.0Ｆｅの組成となるようにＤｙＨ2、Ｆｅを所定割合で秤量して得たものである。
得られた成形体１００を、焼結用容器１０に収めて炉中にて図１に示したような温度プロファイルで昇温した。
このとき、焼結用容器１０の容器本体１１は、その内部寸法を、幅１７０ｍｍ×長さ２４０ｍｍ×高さ６０ｍｍとした。
【００３１】
ここで、図１に示した温度プロファイルの第１過程において、所定以上の真空度を維持しつづける上限温度Ｔ１を、
条件１：Ｔ１＝６００℃、
条件２：Ｔ１＝６５０℃、
条件３：Ｔ１＝６６０℃、
条件４：Ｔ１＝７００℃、
条件５：Ｔ１＝７５０℃、
の５通りとした。
第３過程において、維持する安定温度を１２３０℃とした。
【００３２】
このようにして、条件１〜５で各８０個の成形体１００を焼成し、得られた焼結体において、巣が発生した焼結体を計数した。
その結果が、図５に示すものである。
この図５に示すように、巣発生率(＝巣が発生した焼結体の個数／８０個)は、Ｔ１＝６００℃とした条件１では４％、Ｔ１＝６５０℃とした条件２では１．５％、Ｔ１＝６６０℃とした条件３では１％、Ｔ１＝７００℃とした条件４およびＴ１＝７５０℃とした条件５では０％、となった。
これにより、昇温しながら所定以上の真空度を維持しつづける上限温度Ｔ１を、水素化物の熱分解が始まる温度Ｔ１＝６５０℃近傍以上とすることで、巣の発生率が低減し、さらに、温度Ｔ１＝７００℃近傍以上とすることで、巣の発生率が一層低減することが明らかである。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、焼結用容器１０は、焼結時に成形体１００を収容することができ、焼結前後に成形体１００を出し入れできる構造であれば、他のいかなる構成であってもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施の形態における焼結工程での温度プロファイルを示す図である。
【図２】焼結工程で用いる焼結用容器の構成を示す斜視展開図である。
【図３】焼結用容器の断面図である。
【図４】略真空状態とした場合と、不活性ガス雰囲気とした場合の成形体からの水素発生量の違いを示す図である。
【図５】略真空状態を維持する上限温度と、巣の発生率の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…焼結用容器、１１…容器本体、１２…蓋体、１００…成形体(焼結対象物)、Ｔ１…上限温度（第一の温度）、Ｔ３…温度（第二の温度）
【図１】
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【図２】
2005060833.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005060833.tif 000006
【図５】
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