(57)【要約】【課題】  Ｗ相の存在比率が焼結体の全域で高いＷ型フェライト焼結体及びその製造方法を提供する。【解決手段】  ０．０５ｗｔ％以上０．７ｗｔ％未満の炭素を含む原料組成物を作製し、この原料組成物を磁場中で成形して成形体を作製し、この成形体を２００〜４００℃（ただし、２００℃を含まず）の温度範囲で保持する熱処理を行い、ついで熱処理が施された成形体を焼成することにより、焼結体内におけるＷ相の存在比率が６５％以上であり、かつＷ相の存在比率の変化率が２０％／ｍｍ以下であるＷ型フェライト焼結体を得る。【選択図】図２
2005281129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結体内におけるＷ相の存在比率が６５％以上であり、かつ前記Ｗ相の存在比率の変化率が２０％／ｍｍ以下であることを特徴とするＷ型フェライト焼結体。
【請求項２】
前記Ｗ相の存在比率が７０％以上であり、かつ前記Ｗ相の存在比率の変化率が１５％／ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のＷ型フェライト焼結体。
【請求項３】
前記焼結体は、式（１）で示す主組成を有することを特徴とする請求項１に記載のＷ型フェライト焼結体。
ＡＦｅ2+aＦｅ3+bＯ27・・・式（１）
（式（１）において、１．１≦ａ≦２．４、１２．３≦ｂ≦１６．１、ＡはＳｒ、ＢａおよびＰｂから選択される少なくとも１種の元素）
【請求項４】
０．０５ｗｔ％以上０．７ｗｔ％未満の炭素を含む原料組成物を作製し、
前記原料組成物を磁場中で成形して成形体を作製し、
前記成形体を２００〜４００℃（ただし、２００℃を含まず）の温度範囲で保持する熱処理を行い、
前記熱処理が施された前記成形体を焼成する、ことを特徴とするＷ型フェライト焼結体の製造方法。
【請求項５】
前記焼成によって得られる焼結体は、式（１）で示す主組成を有することを特徴とする請求項４に記載のＷ型フェライト焼結体の製造方法。
ＡＦｅ2+aＦｅ3+bＯ27・・・式（１）
（式（１）において、１．１≦ａ≦２．４、１２．３≦ｂ≦１６．１、ＡはＳｒ、ＢａおよびＰｂから選択される少なくとも１種の元素）                                
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｗ型フェライト焼結体に関し、特にＷ相が焼結体中に占める比率が高く、かつ焼結体中におけるＷ相の存在比率の差が小さいＷ型フェライト焼結体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｍ型フェライト磁石を凌駕する磁気特性を示す可能性をもつフェライト磁石として、Ｗ型のフェライト磁石が知られている。酸化物焼結体からなるＷ型フェライト磁石は、Ｍ型フェライト磁石と同程度の異方性磁界を有しつつ飽和磁化が高い。例えば、特許文献１にはＳｒＯ・２（ＦｅＯ）・ｎ（Ｆｅ2Ｏ3）であり、ｎが７．２〜７．７を満足する組成からなるＷ型フェライト磁石が開示されている。特許文献１では組成を上述した範囲のものとするとともに、仮焼前の原料粉末に炭素を添加し、仮焼後にさらにＣａＯ、ＳｉＯ2、炭素をそれぞれ添加することでＷ型フェライト磁石の磁気特性の向上を図っている。特許文献１では（１）仮焼前の原料粉末に炭素を添加することにより、広範囲の温度域でＷ型フェライトを生成することが可能となること、（２）炭素は仮焼時における原料粉末の酸化を防止するために還元剤としての役割を有すること、（３）仮焼後かつ微粉砕前に炭素を添加することにより、乾燥温度の最適範囲が高温側に広がり、優れた最大エネルギ積（(ＢＨ)ｍａｘ）を安定して得ることができること、が炭素の添加理由として挙げられている。
【０００３】
【特許文献１】特表２０００−５０１８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、Ｗ型フェライト焼結体を製造する際に、炭素を添加することで還元作用や磁気特性の向上という効果が期待できる。特に、Ｆｅ2Ｗ型フェライト磁石は、二価鉄の量を所望の値に制御することが困難であるが、特許文献１にて提案されているように仮焼後に炭素を添加することで二価鉄の量の制御が容易となる。
【０００５】
ところで、Ｗ型フェライト焼結体の磁気特性を向上しようとする場合、焼結体中に占めるＷ相の存在比率を高くすることが望まれる。Ｗ型フェライト焼結体は、同一の組成であっても、製造条件によっては、Ｗ相以外にＭ相、スピネル相（以下、Ｓ相ということがある）、ヘマタイト相（以下、Ｈ相ということがある）が生成される。高い磁気特性を得るためには、Ｗ相の存在比率を高くし、Ｍ相、Ｓ相及びＨ相の存在比率を低くする必要がある。また、単一の焼結体を見た場合に、Ｗ相の存在比率が焼結体の全域において高いことが、高い磁気特性を得る上で有利である。焼結体の一部、例えば焼結体の表面近傍のＷ相の存在比率が高くても、それ以外の領域のＷ相の存在比率が低いと、高い磁気特性を得ることができないからである。
【０００６】
ところが、Ｗ相の存在比率を焼結体の全域で高くする手法は提案されていなかった。そこで本発明は、Ｗ相の存在比率が焼結体の全域で高いＷ型フェライト焼結体及びその製造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】
【０００７】
特許文献１によれば、仮焼後に炭素を添加した後に１００〜２００℃の温度域において加熱保持する熱処理を施している。ところが、この温度域の熱処理を施しただけでは、Ｗ相の存在比率が低いために、磁気特性の向上効果を十分に享受することができない。これに対して、添加する炭素量に応じた加熱保持温度を設定することにより、Ｗ相の存在比率が焼結体の全域で高いＷ型フェライト焼結体が得られることを知見した。
すなわち本発明によるＷ型フェライト焼結体は、焼結体内におけるＷ相の存在比率が６５％以上であり、かつＷ相の存在比率の変化率が２０％／ｍｍ以下であることを特徴とする。Ｗ相の存在比率は７０％以上、Ｗ相の存在比率の変化率は１５％／ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明のＷ型フェライト焼結体は、式（１）で示す主組成を有することが好ましい。
ＡＦｅ2+aＦｅ3+bＯ27・・・式（１）
ただし、１．１≦ａ≦２．４、１２．３≦ｂ≦１６．１である。また、Ａは、Ｓｒ、ＢａおよびＰｂから選択される少なくとも１種の元素である。
【０００８】
本発明のＷ型フェライト焼結体は、０．０５ｗｔ％以上０．７ｗｔ％未満の炭素を含む原料組成物を作製し、原料組成物を磁場中で成形して成形体を作製し、成形体を２００〜４００℃（ただし、２００℃を含まず）の温度範囲で保持する熱処理を行い、熱処理が施された成形体を焼成する、ことを特徴とするＷ型フェライト焼結体の製造方法によって得ることができる。
焼成によって得られる焼結体は、式（１）で示す主組成を有する。
ＡＦｅ2+aＦｅ3+bＯ27・・・式（１）
ただし、１．１≦ａ≦２．４、１２．３≦ｂ≦１６．１である。また、Ａは、Ｓｒ、ＢａおよびＰｂから選択される少なくとも１種の元素である。
【０００９】
熱処理は、酸化性雰囲気、例えば大気中で行う。また、熱処理は、炭素の添加量に応じて定められた温度で行われる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＷ型フェライト焼結体及びその製造方法によれば、Ｗ相の存在比率を焼結体の全域で高くすることができるため、この焼結体からなるフェライト磁石の磁気特性は高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
＜相状態＞
本発明のＷ型フェライト焼結体は、焼結体におけるＷ相の存在比率が６５％以上を占める。ここで、焼結体におけるＷ相の存在比率が６５％以上であるから、焼結体の一部の領域でＷ相の存在比率が６５％未満である場合は本発明に該当しない。つまり、焼結体の全域でＷ相の存在比率が６５％以上であることを本発明は要求する。ただし、この規定に該当するか否かを判断する上で、現実に焼結体の全域にわたってＷ相の存在比率が６５％以上であるか否かを測定する必要はない。後述する実施例で言及するように、焼結体の表面から１．５ｍｍの位置を過ぎると、焼結体の相状態が安定する。したがって、焼結体におけるＷ相の存在比率が６５％以上という規定に該当するか否かは、焼結体の表面から１．５ｍｍの位置までの範囲のＷ相の存在比率を求めれば足りる。なお、このように高いＷ相の存在比率を得るためには、後述する実施例で述べるように磁場中成形後の熱処理温度を本発明の範囲とすることが重要である。Ｗ相の存在比率は、６８％以上、さらには７０％以上であることが好ましい。
【００１２】
本発明のＷ型フェライト焼結体は、焼結体におけるＷ相の存在比率の変化率（以下、相変化率ということがある。また、相変化率は単位長さあたりの変化率をいう。）が、２０％／ｍｍ以下である。この相変化率も焼結体の全域を対象とするが、Ｗ相の存在比率と同様に、焼結体の表面から１．５ｍｍの位置までの領域について判断すれば足りる。相変化率は小さいほど好ましく、１５％／ｍｍ以下、さらには１０％／ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明において、Ｗ相の存在比率及び相変化率は実施例における求め方に従うものとする。
【００１３】
＜組成＞
本発明はＷ型フェライト焼結体を対象とする。この焼結体の組成としては、公知の組成を広く適用することができるが、下記式（１）の主組成を有することが好ましい。
ＡＦｅ2+aＦｅ3+bＯ27・・・式（１）
ただし、１．１≦ａ≦２．４、１２．３≦ｂ≦１６．１である。また、Ａは、Ｓｒ、ＢａおよびＰｂから選択される少なくとも１種の元素である。
Ａとしては、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種が好ましい。なお、上記式（１）においてａ及びｂはそれぞれモル比を表す。
【００１４】
上記組成式において、Ｆｅ2+の割合を示すａは、１．１≦ａ≦２．４とする。ａが１．１未満になると、Ｗ相よりも飽和磁化（４πＩｓ）が低いＭ相、Ｆｅ2Ｏ3（ヘマタイト）相が生成して、飽和磁化（４πＩｓ）が低下してしまう。一方、ａが２．４を超えると、スピネル相が生成して、保磁力（ＨｃＪ）が低下してしまう。よって、ａを１．１≦ａ≦２．４の範囲とする。ａの好ましい範囲は１．６≦ａ≦２．１、より好ましい範囲は１．６≦ａ≦２．０である。
また、Ｆｅ3+の割合を示すｂは、１２．３≦ｂ≦１６．１の範囲とする。ｂが１２．３未満になると、スピネル相が生成して保磁力（ＨｃＪ）が低下する。一方、ｂが１６．１を超えると、Ｍ相、Ｆｅ2Ｏ3（ヘマタイト）相が生成して、飽和磁化（４πＩｓ）が低下してしまう。よって、ｂを１２．３≦ｂ≦１６．１の範囲とする。ｂの好ましい範囲は１３．０≦ｂ≦１５．８、より好ましい範囲は１４．４≦ｂ≦１５．０である。
【００１５】
Ｗ型フェライト焼結体の組成は、蛍光Ｘ線定量分析などにより測定することができる。また、本発明は、Ａ元素（Ｓｒ、ＢａおよびＰｂから選択される少なくとも１種の元素）、Ｆｅ以外の元素の含有を排除するものではない。これらの元素の他、例えばＳｉ、Ｃａ等の元素を含有していてもよい。
【００１６】
本発明のＷ型フェライト焼結体は、配合工程、仮焼工程、粗粉砕工程、微粉砕工程、磁場成形工程、成形体熱処理工程、焼成工程を経ることにより製造することができる。
ここで、Ｆｅ2+は大気中ではＦｅ3+になりやすいため、還元剤として働く炭素粉末を少なくとも磁場成形工程の前に添加するとともに、Ｗ相の存在比率を焼結体の全域において高くするために磁場成形工程後に行う成形体熱処理工程の加熱温度を制御する点に本発明の特徴がある。また、焼成工程は非酸化性雰囲気で行われるとともに、この工程において炭素粉末は還元剤として働く。
以下、各工程について説明する。
【００１７】
＜配合工程＞
各原料を秤量後、湿式アトライタ等で１〜３時間程度混合、粉砕処理する。原料粉末としては酸化物、または焼結により酸化物となる化合物を用いることができる。なお、ここではＳｒＣＯ3粉末及びＦｅ2Ｏ3（ヘマタイト）粉末を用いる例を説明するが、Ａ元素は炭酸塩として添加する形態のほかに酸化物として添加することもできる。Ｆｅについても同様でＦｅ2Ｏ3以外の化合物として添加することもできる。さらに、Ａ元素とＦｅを含む化合物を用いることも可能である。
【００１８】
＜仮焼工程＞
配合工程で得られた混合粉末を１１００〜１３５０℃で仮焼する。この仮焼を窒素ガスやアルゴンガスなどの非酸化性雰囲気中で行うことにより、Ｆｅ2Ｏ3粉末中のＦｅ3+が還元されてＦｅ2+が生成してＷ型フェライトが構成される。ただし、この段階でＦｅ2+の量を十分に確保できなければ、Ｗ相の他にＭ相またはＨ相が存在することになる。なお、Ｗ相単相のフェライトを得るためには、酸素分圧を調整することが有効である。酸素分圧を下げると、Ｆｅ3+が還元されてＦｅ2+が生成するためである。
【００１９】
＜粗粉砕工程＞
仮焼体は一般に顆粒状なので、これを解砕するために粗粉砕することが好ましい。粗粉砕工程では、振動ミル等により平均粒径が０．５〜１０μｍになるまで粉砕する。
【００２０】
＜微粉砕工程＞
続く、微粉砕工程では、粗粉砕粉末をアトライタやボールミル、或いはジェットミルなどによって、湿式或いは乾式粉砕して１μｍ以下、好ましくは０．１〜０．８μｍに粉砕する。粉砕方法にもよるが、粗粉砕粉末をボールミルで湿式粉砕する場合には、粗粉砕粉末２００ｇに対して３０〜５０時間粉砕すればよい。なお、保磁力の向上や結晶粒径の調整のために、微粉砕に先立ってＣａＣＯ3とＳｉＯ2、或いはさらにＡｌ2Ｏ3やＣｒ2Ｏ3等の粉末を添加してもよい。
【００２１】
還元効果のある炭素粉末は、この微粉砕工程で添加することができる。炭素粉末の添加は、Ｗ型フェライトを単相に近い状態（または単相）で生成させる上で有効である。
ここで、炭素粉末の添加量（以下、「炭素量」という）は原料粉末に対して０．０５ｗｔ％以上０．７ｗｔ％未満の範囲とする。炭素量をこの範囲とすることで、後述する焼成工程における炭素粉末の還元剤としての効果を十分に享受することができるとともに、炭素粉末添加なしの場合よりも高い飽和磁化（σｓ）を得ることができる。本発明における好ましい炭素量は０．１〜０．６５ｗｔ％、より好ましい炭素量は０．１５〜０．６ｗｔ％である。なお、添加する炭素粉末のサイズは０．０１〜１．０μｍ程度とすればよい。また、添加する炭素粉末としては、カーボンブラック等の公知の物質を用いることができる。
【００２２】
本発明においては、添加された炭素粉末が成形体中で偏析するのを抑制するために、一般式Ｃn（ＯＨ）nＨn+2で表される多価アルコールを添加することが好ましい。ここで、上記一般式において、炭素数ｎは４以上とする。炭素数ｎが３以下であると、炭素粉末の偏析抑制効果が不十分となる。炭素数ｎの好ましい値は４〜１００、より好ましくは４〜３０、さらに好ましくは４〜２０、より一層好ましくは４〜１２である。なお、多価アルコールは２種以上を併用してもよい。また、本発明で用いる多価アルコールに加えて、他の公知の分散剤をさらに使用してもよい。
【００２３】
上記した一般式は、骨格がすべて鎖式であってかつ不飽和結合を含んでいない場合の式である。多価アルコール中の水酸基数、水素数は一般式で表される数よりも多少少なくてもよい。上記一般式において、飽和結合に限らず不飽和結合を含んでいてもよい。また基本骨格は鎖式であっても環式であってもよいが、鎖式であることが好ましい。また水酸基数が炭素数ｎの５０％以上であれば、本発明の効果は実現するが、水酸基数は多いほうが好ましく、水酸基数と炭素数とが一致することが最も好ましい。この多価アルコールの添加量としては、添加される粉末に対して０．０５〜５．０ｗｔ％、好ましくは０．１〜３．０ｗｔ％、より好ましくは０．３〜２．０ｗｔ％とすればよい。なお、添加した多価アルコールのほとんどは磁場成形工程後に行われる成形体熱処理工程で分解除去される。成形体熱処理工程において分解除去されずに残存した多価アルコールについても、続く焼成工程で分解除去される。
【００２４】
＜磁場成形工程＞
磁場成形工程は乾式成形又は湿式成形のいずれでも行うことができるが、磁気的配向度を高くするためには、湿式成形で行うことが好ましい。よって、以下では湿式成形用スラリの調製について説明した上で、続く磁場成形工程の説明を行う。
湿式成形を採用する場合は、湿式粉砕後のスラリを濃縮して湿式成形用スラリを調製する。濃縮は、遠心分離やフィルタープレス等によって行えばよい。この際、フェライト磁石粉末が湿式成形用スラリ中の３０〜８０ｗｔ％を占めることが好ましい。また、分散媒としての水には、グルコン酸（塩）、ソルビトール等の界面活性剤を添加することが好ましい。次いで、湿式成形用スラリを用いて磁場成形を行う。成形圧力は０．１〜０．５ｔｏｎ／ｃｍ2程度、印加磁場は５〜１５ｋＯｅ程度とすればよい。なお、分散媒は水に限らず、非水系のものでもよい。非水系の分散媒を用いる場合には、トルエンやキシレン等の有機溶媒を用いることができる。非水系の分散媒として、トルエンまたはキシレンを用いる場合には、オレイン酸等の界面活性剤を添加することが好ましい。
【００２５】
次いで、成形用スラリを用いて磁場成形を行う。成形圧力は０．１〜０．５ｔｏｎ／ｃｍ2程度、印加磁場は５〜１５ｋＯｅ程度とすればよい。
【００２６】
＜成形体熱処理工程＞
本工程では、成形体を２００〜４００℃（ただし、２００℃を含まず）の温度で１〜４時間保持する熱処理を行う。この熱処理を大気中で行うことにより、Ｆｅ2+の一部が酸化されてＦｅ3+になる。つまり、本工程では、Ｆｅ2+からＦｅ3+への反応をある程度進行させることにより、Ｆｅ2+量を所定量に制御するのである。
ここで、熱処理温度と炭素量には密接な関係がある。熱処理自体はフェライトのＦｅを酸化（Ｆｅ2+→Ｆｅ3+）し、炭素はフェライトのＦｅを還元（Ｆｅ3+→Ｆｅ2+）させる役割を担い、これらの条件が焼結体を構成する相の存在に大きく影響を与える。磁気特性の高いＷ相を得るためには、熱処理温度と炭素量のバランスを取らなくてはならない。熱処理温度が低すぎる場合、または炭素量が多すぎる場合（Ｆｅ2+が多い場合）にはＳ相が発生し、熱処理温度が高すぎる場合、または炭素量が少なすぎる場合（Ｆｅ3+が多い場合）にはＷ相が減少し、Ｍ相とＨ相が増加する。したがって、炭素量が多い場合にはその還元力に釣り合うように熱処理温度を高くする必要がある。
【００２７】
本発明のＷ型フェライト焼結体は、Ｗ相の存在比率が６５％以上を占め、かつ前記範囲内におけるＷ相の変化率が２０％以下であるが、炭素量が０．０５ｗｔ％以上０．７ｗｔ％未満である場合に、このようにＷ相の存在比率を焼結体の全域で高くするためには、成形体の熱処理を２００℃を超える温度で行う必要がある。２００℃以下の温度では、Ｗ相以外の相の存在比率が多くなってしまうためにＷ相の存在比率が６５％未満となる。また、熱処理温度が４００℃を超えると、Ｍ相とＨ相が増加して、やはりＷ相の存在比率が６５％未満となる。
前述したところから明らかなように、好ましい熱処理温度は、炭素量に応じて定められるべきである。後述する実施例で示す表２の結果より、以下に一つの基準を開示しておく。
炭素量が０．１ｗｔ％である場合には、２００〜２４０℃（２００℃含まず）の範囲、より好ましくは２１０〜２３０℃の範囲とする。
炭素量が０．２ｗｔ％である場合には、２００〜２８０℃（２００℃含まず）の範囲、より好ましくは２２０〜２６０℃の範囲とする。
炭素量が０．３ｗｔ％である場合には、２２０〜３６０℃の範囲、より好ましくは２３０〜２７０℃の範囲とする。
炭素量が０．４ｗｔ％である場合には、２２０〜３６０℃の範囲、より好ましくは２５０〜３５０℃の範囲とする。
炭素量が０．５ｗｔ％である場合には、２２０〜３８０℃の範囲、より好ましくは２９０〜３７０℃の範囲とする。
炭素量が０．６ｗｔ％である場合には、２８０〜３９０℃の範囲、より好ましくは３６０〜３９０℃の範囲とする。
なお、本工程において分散媒が除去されるとともに、多価アルコールのほとんどが分解除去される。
【００２８】
＜焼成工程＞
続く焼成工程では、成形体を１１００〜１２７０℃、より好ましくは１１６０〜１２４０℃の温度で０．５〜３時間保持して焼成する。焼成雰囲気は、仮焼工程と同様の理由により、非酸化性雰囲気中にて行う。また、本工程において、炭素粉末が消失する。
【００２９】
以上の工程を経ることにより、本発明のＷ型フェライト焼結体を得ることができる。このフェライト焼結体によれば、４２００Ｇ以上、さらには４３００Ｇ以上の残留磁束密度（Ｂｒ）を得ることができる。また、２２００Ｏｅ以上、さらには２４００Ｏｅ以上の保磁力（ＨｃＪ）を得ることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
原料粉末として、Ｆｅ2Ｏ3粉末（１次粒子径：０．３μｍ）、ＳｒＣＯ3粉末（１次粒子径：２μｍ）を準備した。この原料粉末を秤量した後、湿式アトライタで２時間混合、粉砕した。
次いで、仮焼を行った。仮焼は管状炉を用い、Ｎ2ガス雰囲気中で１時間保持する条件で行った。なお、保持温度は１３００℃とし、保持温度までの昇温及び保持温度からの降温の速度は５℃／分とした。粉砕は、振動ミルにより粗粉砕及びボールミルによる微粉砕の２段階で行った。振動ミルによる粗粉砕は、仮焼体２２０ｇについて１０分間処理し、ボールミルによる微粉砕は粗粉砕粉末２１０ｇに対して水４００ｍｌを添加して４０時間処理するというものである。この微粉砕の段階で、粗粉砕粉末に対してＳｉＯ2粉末（１次粒子径：０．０１μｍ）を０．３ｗｔ％、ＣａＣＯ3粉末（１次粒子径：１μｍ）を０．７ｗｔ％それぞれ添加した。この混合粉末に対して、炭素粉末（１次粒子径：０．０５μｍ）を無添加、０．２ｗｔ％添加、０．４ｗｔ％添加、０．７ｗｔ％添加して、４種類の微粉砕用粉末を作製した。
【００３１】
ボールミルを用いて４種類の微粉砕用粉末に対して湿式粉砕を４０時間行うことにより湿式成形用スラリを得た。次に、この湿式成形用スラリを遠心分離器で濃縮し、濃縮された湿式成形用スラリを用いて磁場中成形を行った。なお、印加した磁界（縦磁場）は１２ｋＯｅ（１０００ｋＡ／ｍ）であり、成形圧は０．４１ｔｏｎ／ｃｍ2である。この成形体に対して表１に示す温度において３時間大気中で保持する熱処理を施した後、窒素中で昇温速度５℃／分、最高温度１１９０℃で１時間焼成し、５種類の焼結体を得た。得られた焼結体は直径３０ｍｍ、高さ１１ｍｍの円柱状であり、またその組成は、上記組成式においてａ＝２．０及びｂ＝１４．９であった。なお、組成分析は理学電機（株）の蛍光Ｘ線定量分析装置ＳＩＭＵＬＴＩＸ３５５０を用いて行った。
【００３２】
また、得られた５種類の焼結体の相状態をＸ線回折装置により同定した。なお、Ｗ相の存在比率は下記の式（２）により求めた。ただし、同定は円柱状の焼結体の中心部について、その表面から所定値だけ研削する都度に行った。また、相変化率は焼結体表面から０．２５ｍｍの位置におけるＷ相の存在比率Ｒｗと、焼結体表面から１．５ｍｍの位置におけるＷ相の存在比率Ｒｗに基づいて求めた。
Ｒｗ＝（２．１×ＨW）／（２．１×ＨW＋３．３×ＨM＋４．０×ＨH）…（２）
ここでＨWはＷ相の（０  ０  １０）面ピーク高さ、ＨHはＨ相の（０  ２  ４）面ピーク高さ、ＨMはＭ相の(０  ０  ６)面ピーク高さを示す。式（２）中の係数（２．１、３．３及び４．０）は、測定ピーク強度と各相における最強ピークとの強度比を表している。強度ピーク比は最強ピークの強度比で比較すべきであるが、最強ピークが他の相のピークと重なっているため直接高さを測ることができないためである。
【００３３】
また、Ｘ線回折の条件は以下の通りである。
Ｘ線発生装置：３ｋＷ
管電圧：３５ｋＶ
管電流：３０ｍＡ
サンプリング幅：０．０２ｄｅｇ
走査速度：４．００ｄｅｇ／ｍｉｎ
発散スリット：１．００ｄｅｇ
散乱スリット：１．００ｄｅｇ
受光スリット：０．３０ｍｍ
【００３４】
【表１】
2005281129.tif 000003
【００３５】
同定の結果を表１及び図１に示す。
表１及び図１〜図２より以下のことがわかる。
Ｗ相の存在比率は焼結体表面から焼結体内部に向けて低下する傾向にあるが、１．５ｍｍを超えると相状態はほぼ一定となる。
炭素粉末無添加（試料Ｎｏ．１）及び炭素量が０．７ｗｔ％（試料Ｎｏ．４）の場合には焼結体表面から１．０ｍｍ程度の位置におけるＷ相の存在比率が６０％以下まで低下し、また炭素０．４ｗｔ％添加、熱処理温度１９０℃の条件で製造された焼結体（試料Ｎｏ．５）は焼結体表面のＷ相の存在比率が６０％以下と低い値となっている。これに対して、炭素量が０．２ｗｔ％（試料Ｎｏ．２）及び炭素量が０．４ｗｔ％（試料Ｎｏ．３）の場合には、焼結体表面から１．５ｍｍの位置までＷ相の存在比率が６５％以上となっていることがわかる。
また、表１に示すように、炭素粉末無添加（試料Ｎｏ．１）及び炭素量が０．７ｗｔ％（試料Ｎｏ．４）の場合には相変化率が２０％を超えるのに対し、炭素量が０．２ｗｔ％（試料Ｎｏ．２）及び炭素量が０．４ｗｔ％（試料Ｎｏ．３）の場合には相変化率が１５％以下の値となっている。
【００３６】
図２〜図４は、炭素量と焼結体の表面から１．５ｍｍの距離におけるＷ相の変化率の関係を示すグラフ、炭素量と残留磁束密度（Ｂｒ）の関係を示すグラフ及び炭素量と保磁力（ＨｃＪ）の関係を示すグラフである。
図２に示すように、炭素量が増えるにつれて相変化率が小さくなるが、０．４ｗｔ％近傍でピークとなり、それ以上の添加量になると相変化率が大きくなる。
図３に示すように、残留磁束密度（Ｂｒ）は相変化率と逆の傾向を示し、炭素量が増えるにつれて残留磁束密度（Ｂｒ）が増加するが、０．４ｗｔ％近傍でピークとなり、それ以上の添加量になると残留磁束密度（Ｂｒ）は低下する。
図４に示すように、保磁力（ＨｃＪ）は炭素量にかかわらずほぼ一定の値を示す。
以上の結果より、本発明では炭素量を０．０５ｗｔ％以上０．７ｗｔ％未満とする。好ましい炭素量は０．１〜０．６５ｗｔ％、より好ましい炭素量は０．１５〜０．６ｗｔ％である。
【００３７】
表２は炭素量及び熱処理温度を変動させたときの焼結体の相構成及び相変化率、Ｗ相比率の関係を示している。なお、焼結体の製造条件は、従前と同様である。
表２に示すように、同一の炭素量であっても熱処理温度によって、焼結体を構成する相が相違することがわかる。所定の炭素量に対してＷ相変化率が低くかつＷ相比率が高い組織とするためには、炭素量が多くなるにつれて熱処理温度を高くする必要があることがわかる。例えば、炭素量が０．２ｗｔ％の場合には、２４０℃の熱処理温度のときにもっともＷ相変化率が低くかつＷ相比率が高い組織になることを考慮すると、熱処理温度は２００〜２８０℃の範囲とすることが好ましく、さらには２２０〜２６０℃の範囲とすることが好ましい。また、炭素量が０．４ｗｔ％、０．５ｗｔ％の場合には、相変化率が２０％／ｍｍ以下でかつＷ相比率が７０％以上となる熱処理温度の範囲が広いことから、安定して相変化率を２０％／ｍｍ以下でかつＷ相比率を７０％以上とするには、炭素量を０．３５〜０．５５ｗｔ％の範囲とすることが好ましい。
【００３８】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】焼結体表面からの距離とＸ線回折により観察した構成相の関係を示すグラフである。
【図２】炭素量と焼結体表面から所定距離におけるＷ相の変化率を示すグラフである。
【図３】炭素量と残留磁束密度（Ｂｒ）の関係を示すグラフである。
【図４】炭素量と保磁力（ＨｃＪ）の関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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