(57)【要約】【課題】   Ｆｅ１６Ｎ２化合物相を主相とし、高い残留磁束密度を保持しつつ、高い配向度を有する窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石。【解決手段】Ｆｅ１６Ｎ２相を含む窒化鉄系磁性粉末であり、前記窒化鉄系磁性粉末が、Ｆｅ１６Ｎ２を主相とする窒化鉄系粒子とグラファイト粒子からなり、かつ、（グラファイト粒子の平均粒子径）／（窒化鉄系粒子の平均粒子径）であらわされる比が０．５０以下であり、また同時に、（グラファイト粒子の体積）／（窒化鉄系粒子の体積）であらわされる比が０．1以上０．４以下であるような窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石であり、前記窒化鉄系磁性粉末が、Ｆｅ１６Ｎ２を主相とする窒化鉄系粒子とグラファイト粒子からなり、かつ、（グラファイト粒子の平均粒子径）／（窒化鉄系粒子の平均粒子径）であらわされる比が０．５０以下であり、また同時に、（グラファイト粒子の体積）／（窒化鉄系粒子の体積）であらわされる比が０．1以上０．４以下であるような窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石。
【請求項２】
前記窒化鉄系粒子の平均粒子径が３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であるような、請求項１に記載の窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｆｅ１６Ｎ２化合物相を主相とし、高い残留磁束密度を保持しつつ、高い配向性を有する窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を提供する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車やハイブリッド自動車などのモーター用磁石として、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の磁石が広く使われている。しかしながら、Ｎｄに代表されるレアアースは、産業分野を支える高付加価値な部材の原料であり、近年需要が拡大しているため、資源の枯渇や原料価格が不安定であることが懸念されている。さらには、途上国においても著しく需要が拡大していることや、その偏在性ゆえに特定の産出国への依存度が高いことから、安定供給確保に対する問題が生じている。
【０００３】
上記の問題より、自然界に無尽蔵に存在する元素（鉄、窒素）からなるＦｅ１６Ｎ２は、Ｆｅよりも巨大な飽和磁化を示す材料のひとつとして注目されている。
【０００４】
磁石において、構成する粒子の結晶軸が磁化容易軸に一致している度合を示す指標である配向度は、異方性磁石における重要な特性のひとつであり、磁化のしやすさや残留磁化の大きさ、磁気ヒステリシスループにおける減磁曲線の角型性の良さなど示すものであるが、Ｆｅ１６Ｎ２においては十分な保磁力を確保するために、Ｆｅ１６Ｎ２粒子の粒子径をＦｅ１６Ｎ２の単磁区臨界径と考えられる１００ｎｍ未満のナノサイズにする必要があり、そのため粒子の凝集が起きやすく、凝集した粒子間にはたらく摩擦力により、外部磁場による配向を困難にしている。
【０００５】
特許文献１及び特許文献２では、オキシ水酸化鉄に対して還元処理及び窒化処理を施すことでＦｅ１６Ｎ２相を含む窒化鉄系磁性粉末を作製しており、該磁性粉を溶剤・樹脂等と混練してスラリーとして塗布し配向処理を施した後、乾燥させることで磁気シートを得ている。しかしながら、いずれもＦｅ１６Ｎ２ナノ粒子の凝集を解消しておらず、十分な配向度を得ることができない。このように先行技術で得られる窒化鉄系磁性粉末を用いた場合、磁石成形時に磁場印加して配向処理を施した異方性磁石において十分な配向度は得られず、Ｆｅ１６Ｎ２が有する非常に高い飽和磁化を有効に利用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０３５１０号公報
【特許文献２】特開２０１３−６９９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、上記を鑑みたものであり、Ｆｅ１６Ｎ２化合物相を主相とし、高い飽和磁化を保持しつつ、高い配向性を有する窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石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】
本発明は、Ｆｅ１６Ｎ２相を含む窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石であり、前記窒化鉄系磁性粉末が、Ｆｅ１６Ｎ２を主相とする窒化鉄系粒子とグラファイト粒子からなり、かつ、（グラファイト粒子の平均粒子径）／（窒化鉄系粒子の平均粒子径）であらわされる比が０．５０以下であり、また同時に、（グラファイト粒子の体積）／（窒化鉄系粒子の体積）であらわされる比が０．1以上０．４以下であるような窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石である。固体として特に高い潤滑性を持つグラファイト粒子が窒化鉄系粒子間に存在することで、配向処理時において窒化鉄系磁性粉末の凝集体中に生じる摩擦を緩和し、凝集体が存在する窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石においても高い配向度を得られ、よって磁石の重要な特性の一つである角型性が向上する。
【０００９】
さらに前記窒化鉄系粒子の平均粒子径が３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であるような窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、Ｆｅ１６Ｎ２化合物相を主相とし、高い飽和磁化を保持しつつ、高い配向性を有する窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明は以下に記載の実施形態及び実施例の内容により限定されるものではない。また、以下に記載の実施形態及び実施例にて示された構成要素は適宜組み合わせても良いし、適宜選択してもよい。
【００１２】
本発明に記載のボンド磁石に含まれる窒化鉄系磁性粉末に含まれる窒化鉄系粒子は、主相がＦｅ１６Ｎ２からなる。また、前記主相以外に、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４及びＦｅＯ等の酸化鉄相を有していてもよい。
【００１３】
前記の窒化鉄系粒子は、主相がＦｅ１６Ｎ２であり、Ｆｅ４Ｎ、ＦｅＮ等の窒化鉄相を含んでもよい。また、窒化鉄系粒子の表面に酸化物からなる相を有していてもよい。
【００１４】
前記窒化鉄系粒子が、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｚｎ等の遷移金属を含んでいてもよい。
【００１５】
前記窒化鉄系粒子の平均粒子径は２０〜１８０ｎｍであることが望ましい。窒化鉄系粒子の粒子径が２０ｎｍ未満の場合には超常磁性が発現してしまい、また１８０ｎｍを超える場合は単磁区でない粒子の割合が多くなり、どちらの場合も十分な保磁力が得られないことがある。より好ましくは３０〜１５０ｎｍである。
【００１６】
前記窒化鉄系磁性粉末に含まれるグラファイト粒子は、主相がグラファイトからなる。また、前記主相以外に、ダイヤモンド、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン等の相を含んでいてもよい。
【００１７】
本発明に記載のボンド磁石に含まれる窒化鉄系磁性粉末において、（グラファイト粒子の平均粒子径）／（窒化鉄系粒子の平均粒子径）であらわされる比が０．５０以下であることが好ましい。ボンド磁石に含まれる窒化鉄系粒子とグラファイト粒子の体積の比が同一な場合においても、（グラファイト粒子の平均粒子径）／（窒化鉄系粒子の平均粒子径）であらわされる比が０．５０以下であることで、グラファイト粒子が窒化鉄系粒子の周囲に多数存在し、十分な摩擦緩和が高い飽和磁化を確保しつつ得られる。一方で（グラファイト粒子の平均粒子径）／（窒化鉄系粒子の平均粒子径）であらわされる比が０．５０超である場合、窒化鉄系粒子と接触するグラファイト粒子の個数が少なく、十分な摩擦緩和が生じず、十分に高い配向性を得ることができない。さらに好ましくは（グラファイト粒子の平均粒子径）／（窒化鉄系粒子の平均粒子径）であらわされる比が０．３６以下である。
【００１８】
本発明に記載のボンド磁石に含まれる窒化鉄系磁性粉末において、（グラファイト粒子の平均粒子径）／（窒化鉄系粒子の平均粒子径）であらわされる比が０．５０以下であると同時に、窒化鉄系粒子の全体積と、グラファイト粒子の全体積の比、（グラファイト粒子の体積）／（窒化鉄系粒子の体積）が０．1以上０．４以下であることでグラファイト粒子が窒化鉄系粒子の周囲に十分な個数存在し、良好な摩擦緩和が得られる。一方で（グラファイト粒子の体積）／（窒化鉄系粒子の体積）であらわされる比が０．１未満である場合、窒化鉄系粒子と接触する前記グラファイト粒子が少なく、十分な摩擦緩和が生じず、高い配向性を得ることができない。また、（グラファイト粒子の体積）／（窒化鉄系粒子の体積）であらわされる比が０．４超である場合、前記窒化鉄系磁性粉末に含まれるＦｅ１６Ｎ２相が少なく、十分な飽和磁化を得ることができない。さらに好ましくは（グラファイト粒子の体積）／（窒化鉄系粒子の体積）であらわされる比が０．２以上０．３以下である。
【００１９】
本発明にかかるボンド磁石を構成する窒化鉄系磁性粉末の好適な製造法について述べる。本実施形態に係る窒化鉄系磁性粉末は、グラファイト粒子と酸化鉄粒子が混合した酸化鉄系粉末を合成した後、前記酸化鉄粒子に還元処理および窒化処理を順に施すことにより得られる。
【００２０】
前記酸化鉄系粉末は、酸化鉄粒子とグラファイト粒子の混合物であり、前記酸化鉄粒子の平均粒子径は１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下が好ましい。平均粒子径をこの範囲とすることで、最終的に得られるＦｅ１６Ｎ２粒子の平均粒子径を２０〜１８０ｎｍとすることができる。
【００２１】
前記酸化鉄粒子は、マグネタイト、γ−Ｆｅ２Ｏ３、α−Ｆｅ２Ｏ３、α−ＦｅＯＯＨ、β−ＦｅＯＯＨ、γ−ＦｅＯＯＨ、ＦｅＯなどであるが、この限りではない。
【００２２】
前記酸化鉄粒子の粒子形状は、球状、針状、粒状、紡錘状、直方体状などいずれでもよい。
【００２３】
前記グラファイト粒子は、カーボンブラック粒子へのアニール処理によって得られる。その際用いるカーボンブラック粒子の粒子径を制限することによって、任意の粒子径のグラファイト粒子を得ることができる。
【００２４】
前記のグラファイト粒子の粒子径は、（グラファイト粒子の平均粒子径）／（窒化鉄系粒子の平均粒子径）であらわされる比が０．５０以下であるような粒子径であるのが望ましい。（グラファイト粒子の平均粒子径）／（窒化鉄系粒子の平均粒子径）であらわされる比が０．５０超である場合、窒化鉄系粒子と接触するグラファイト粒子が少なく、十分な摩擦緩和が生じず、高い配向性を得ることができない。
【００２５】
酸化鉄粒子とグラファイト粒子の混合物である酸化鉄系粉末は、鉄塩水溶液と、アルカリ水溶液と前記グラファイト粒子とを混合させた後、熟成し、洗浄することにより製造することができる。鉄塩水溶液にグラファイト粒子を混合することで、酸化鉄粒子が生成した段階で、酸化鉄粒子とグラファイト粒子が均一に分布し、酸化鉄粒子の凝集体内部においてもグラファイト粒子が存在する酸化鉄系粉末を得ることができる。
【００２６】
前記鉄塩水溶液と前記グラファイト粒子との混合比は、酸化鉄粒子の生成、その酸化鉄粒子の還元および窒化を通して最終的に得られる窒化鉄系磁性粉末において、窒化鉄系粒子の体積と、グラファイト粒子の体積の比、（グラファイト粒子の体積）／（窒化鉄系粒子の体積）が０．1以上０．４以下であるようにする。（グラファイト粒子の体積）／（窒化鉄系粒子の体積）であらわされる比が０．１未満である場合、窒化鉄系粒子と接触する前記グラファイト粒子が少なく、十分な摩擦緩和が生じず、高い配向性を得ることができない。また、（グラファイト粒子の体積）／（窒化鉄系粒子の体積）であらわされる比が０．４超である場合、前記窒化鉄系磁性粉末に含まれるＦｅ１６Ｎ２相が少なく、十分な飽和磁化を得ることができない。
【００２７】
また、鉄塩水溶液と、アルカリ水溶液、前記グラファイト粒子との混合の後に、より高い分散状態を得るために、超音波処理などの分散処理を行ってもよい。
【００２８】
前記鉄塩としては、硫酸塩、塩化物、硝酸塩等を挙げることができ、これらを適宜組み合わせて使用してもよい。また、それらの水和物を使用することができる。
【００２９】
前記アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、アンモニア水、アンモニア塩水溶液、および尿素水溶液を１つ以上用いることができるが、この限りではない。
【００３０】
また、酸化鉄系粒子の製造後、結晶性改良や粒子サイズ、粒子形状制御のために、オートクレーブによる水熱処理など液中熟成反応を行ってもよい。
【００３１】
酸化鉄系粒子の製造後、水溶液をろ過し、必要に応じて水洗等の洗浄処理を施すことで酸化鉄系粒子を回収することができる。
【００３２】
前記酸化鉄粒子は、還元処理によって粒子同士が焼結することを抑制するために、粒子表面の一部をＳｉ化合物で被覆してもよい。Ｓｉ化合物としては、コロイダルシリカ、シランカップリング剤、シラノール化合物等が使用できる。
【００３３】
Ｓｉ化合物を被覆する場合、その被覆量は酸化鉄粒子に対しＳｉ換算で０．１質量％以上２０質量％以下であることが望ましい。０．１質量％未満の場合には熱処理時に粒子間の焼結を抑制する効果が十分得られないため、最終的に得られる窒化鉄系粒子が大きくなる。２０質量％を超える場合には熱処理時に粒子間の焼結を抑制する効果が過剰となり、最終的に得られる窒化鉄系粒子が小さくなる。
【００３４】
次に、得られた酸化鉄粒子の還元処理を行い、鉄粒子を得る。還元処理の温度は２００〜４００℃である。還元処理の温度が２００℃未満の場合には酸化鉄粒子が十分に還元されない。還元処理の温度が４００℃を超える場合には酸化鉄粒子は十分に還元されるが、粒子間の焼結が進行するため好ましくない。より好ましくは２３０〜３５０℃である。
【００３５】
還元処理の時間は特に限定されないが、１〜９６時間が好ましい。９６時間を超えると還元温度によっては焼結が進み後段の窒化処理が進みにくくなってしまう。１時間未満では十分に還元が進行しない。より好ましくは２〜７２時間である。
【００３６】
還元処理の雰囲気は、水素雰囲気である。
【００３７】
次に、得られた鉄粒子の窒化処理を行い、窒化鉄系粒子を得る。窒化処理の温度は１００〜２００℃である。窒化処理の温度が１００℃未満の場合には窒化が十分に進行しない。窒化処理の温度が２００℃を超える場合には、窒化が過剰に進行するため、磁気特性が低下する。より好ましくは１２０〜１８０℃である。
【００３８】
窒化処理の時間は特に限定されないが、１〜４８時間が好ましい。４８時間を超えると窒化温度によっては磁気特性が低下する。１時間未満では十分な還元ができない場合が多い。より好ましくは３〜２４時間である。
【００３９】
窒化処理の雰囲気は、ＮＨ３雰囲気が望ましく、ＮＨ３の他、Ｎ２、Ｈ２などを混合させてもよい。
【００４０】
この時、窒化鉄系粒子が、粒子表面に酸化鉄相を有していてもよい。
【００４１】
００２５段落においてグラファイト粉末を酸化鉄合成時に混合させる方法を記載したが、酸化鉄合成時にグラファイト粉末を混合させず、酸化鉄粒子に還元および窒化処理をおこなって得られる、グラファイトを含まない窒化鉄系粒子からなる粉末にグラファイト粉末を混合させて窒化鉄系磁性粉末を得てもよい。ただし、凝集しやすい窒化鉄粒子間にグラファイト粒子を十分に分散させ、グラファイト粒子の高い固体潤滑性を活かすためには酸化鉄合成時に混合させる方法が好ましい。
【００４２】
本実施形態によって得られた窒化鉄系磁性粉末を用いて、ボンド磁石を得ることができる。以下、その製造方法を述べる。
【００４３】
得られた窒化鉄系磁性粉末を十分に脱水した有機溶剤と混合し、さらに分散剤を添加し、窒化鉄系粒子を含むスラリーを作製する。
【００４４】
前記有機溶剤にはヘキサン、シクロヘキサン、オクタン等のアルカン類や、シクロヘキサノン等のケトン類等のいずれか一つ以上を用いた、単体液体もしくは混合液体を用いることができるが、この限りではない。
【００４５】
前記分散剤には、オレイン酸、オレイルアミン、トリオクチルアミン等の何れか一つ以上を用いることができるが、この限りではない。
【００４６】
本発明にかかるボンド磁石の製造方法の一例について説明する。樹脂を含む樹脂バインダーと前記の窒化鉄系粒子を含むスラリー、若しくは前記窒化鉄系磁性粉末とを例えば加圧ニーダー等の加圧混練機で混練して、ボンド磁石用コンパウンド（組成物）を調製する。樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系のエラストマー、アイオノマー、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体等の熱可塑性樹脂がある。なかでも、圧縮成形をする場合に用いる樹脂は、熱硬化性樹脂が好ましく、エポキシ樹脂又はフェノール樹脂がより好ましい。また、射出成形をする場合に用いる樹脂は熱可塑性樹脂が好ましい。また、ボンド磁石用コンパウンドには、必要に応じて、カップリング剤やその他の添加材を加えてもよい。
【００４７】
また、ボンド磁石における磁性粉と樹脂との含有比率は、磁性粉１００質量％に対して、樹脂を例えば０．５質量％以上２０質量％以下含むことが好ましい。磁性粉１００質量％に対して、樹脂の含有量が０．５質量％未満であると、保形性が損なわれる傾向があり、樹脂が２０質量％と超えると、十分に優れた磁気特性が得られ難くなる傾向がある。
【００４８】
上述のボンド磁石用コンパウンドを調製した後、このボンド磁石用コンパウンドを射出成形することにより、磁性粉と樹脂とを含むボンド磁石を得ることができる。射出成形によりボンド磁石を作製する場合、ボンド磁石用コンパウンドを、必要に応じてバインダー（熱可塑性樹脂）の溶融温度まで加熱し、流動状態とした後、このボンド磁石用コンパウンドを所定の形状を有する金型内に射出して成形を行う。この際、磁場を印加して成形して得られる成形体を一定方向に配向させる。その後、冷却し、金型から所定形状を有する成形品（ボンド磁石）を取り出す。このようにしてボンド磁石が得られる。ボンド磁石の製造方法は、上述の射出成形による方法に限定されるものではなく、例えばボンド磁石用コンパウンドを圧縮成形することにより磁性粉と樹脂とを含むボンド磁石を得るようにしてもよい。圧縮成形によりボンド磁石を作製する場合、上述のボンド磁石用コンパウンドを調製した後、このボンド磁石用コンパウンドを所定の形状を有する金型内に充填し、磁場印加中に圧力を加えて金型から所定形状を有する成形品（ボンド磁石）を取り出す。金型にてボンド磁石用コンパウンドを成形し、取り出す際には、機械プレスや油圧プレス等の圧縮成形機を用いて行なわれる。その後、加熱炉や真空乾燥炉などの炉に入れて熱をかけることにより硬化させることで、ボンド磁石が得られる。
【００４９】
成形して得られるボンド磁石の形状は特に限定されるものではなく、用いる金型の形状に応じて、例えば平板状、柱状、断面形状がリング状等、変更することができる。また、得られたボンド磁石は、その表面上に酸化層や樹脂層等の劣化を防止するためにめっきや塗装を施すようにしてもよい。
【実施例】
【００５０】
次に、本発明に記載の窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石について、実施例・比較例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。
【００５１】
（実施例１）
まず、平均粒子径が３ｎｍであるカーボンブラック１０ｇを焼成ボートに入れ、熱処理炉に静置した。炉内に窒素ガスを充填した後、窒素ガスを１Ｌ／ｍｉｎの流量で流しながら、５℃／ｍｉｎの昇温速度で７５０℃まで昇温し、４８時間保持した後、１℃／ｍｉｎの速度で降温して常温になったところで取り出し、グラファイト粉末を得た。
【００５２】
次に硫酸鉄七水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）８３ｇと塩化鉄六水和物（ＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏ）１６２ｇをイオン交換水に溶解し、さらに前記グラファイト粒子を４．７ｇ加え、鉄塩系水溶液を作製した。２．５ｍｏｌアンモニア水溶液６００ｇを３０℃に保持し、先に調整した鉄塩水溶液を添加した後、液中熟成反応として７０℃で一定となるように温度コントロールし、３０分撹拌後、遠心分離機にて２Ｌのイオン交換水で３回洗浄を行い、グラファイト粒子を含む酸化鉄系スラリーを作製した。
【００５３】
前記酸化鉄スラリーに、テトラエトキシシラン５．０ｇ、エタノール２１ｇ、ジエチレングリコールモノブチルエーテル７８ｇを添加し、Ｓｉ被着処理を施した。この酸化鉄スラリーを８５℃で２４時間乾燥し、Ｆｅ２Ｏ３粒子とグラファイト粒子を含む酸化鉄系粒子を作製した。
【００５４】
前記酸化鉄系粒子２ｇを焼成ボートに入れ、熱処理炉に静置した。炉内に窒素ガスを充填した後、水素ガスを１Ｌ／ｍｉｎの流量で流しながら、５℃／ｍｉｎの昇温速度で２５０℃まで昇温し、４８時間保持して還元処理を行った。その後、水素ガスの供給を止めて窒素ガスを２Ｌ／ｍｉｎの流量で流しながら１４０℃まで降温した。続いて、アンモニアガスを０．２Ｌ／ｍｉｎにて流しながら、１４０℃で２４時間窒化処理を行った。その後、窒素ガスを２Ｌ／ｍｉｎの流量で流しながら５０℃まで降温し、空気置換を２４時間実施し、窒化鉄系磁性粉末を得た。
【００５５】
得られた窒化鉄系磁性粉末１ｇを十分に脱水したオクタン６０ｇと混合し、さらに分散剤としてオレイルアミンを３ｇ添加し、窒化鉄系磁性粉末を含むスラリーを作製した。
【００５６】
得られた窒化鉄系磁性粉末を含むスラリーと、エポキシ樹脂を含む樹脂バインダーを、窒化鉄系磁性粉末１００ｗｔ％に対して、樹脂の含有量が１０ｗｔ％の割合で混練し、ボンド磁石用コンパウンドを調製した。
【００５７】
次に得られたボンド磁石用コンパウンドを７ｍｍ角の直方体形状の金型に投入し、加熱及び減圧雰囲気で溶剤を揮発させながら、３ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重をかけて圧縮成形を行った。この時、磁気配向処理として荷重方向に対し垂直方向に１０ｋＯｅの磁場をかけた。その後、加熱炉にて１３０℃の加熱を１時間行い、エポキシ樹脂を硬化させることで、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を作製した。
【００５８】
（実施例２、５、１２、１３、１４、１５）
酸化鉄スラリーに添加するテトラエトキシシランの量を４．０ｇ、２．５ｇ、１．８ｇ、０．８ｇ、０．６ｇ、０．２ｇとした以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００５９】
（実施例３、９、１０）
鉄塩系水溶液に加えるグラファイト粒子を３．２ｇ、６．０ｇ、７．３ｇとした以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００６０】
（実施例６、７、８）
カーボンブラック粒子の平均粒子径を１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００６１】
（実施例４）
酸化鉄スラリーに添加するテトラエトキシシランの量を２．５ｇ、カーボンブラック粒子の平均粒子径を３０ｎｍ、鉄塩系水溶液に加えるグラファイト粒子を３．２ｇとした以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００６２】
（実施例１１）
鉄塩系水溶液に加えるグラファイト粒子を７．３ｇとした以外は、実施例４と同様にして作製した。
【００６３】
（実施例１６）
酸化鉄スラリーに添加するテトラエトキシシランの量を０．２ｇ、カーボンブラック粒子の平均粒子径を３５ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００６４】
（実施例１７）
鉄塩系水溶液にグラファイト粉末を加えず、グラファイト粒子を含まない窒化鉄磁性粉末を作製後、００５４に記載の窒化鉄系磁性粉末を含むスラリーを作製する際に、グラファイト粉末を加えて混合した以外は、実施例４と同様にして作製した。
【００６５】
（実施例１８、１９）
カーボンブラック粒子の平均粒子径を３ｎｍ、鉄塩系水溶液に加えるグラファイト粒子を４．７ｇ、７．３ｇとした以外は、実施例１７と同様にして作製した。
【００６６】
（実施例２０）
鉄塩系水溶液に加えるグラファイト粒子を７．３ｇとした以外は、実施例１７と同様にして作製した。
【００６７】
（比較例１）
酸化鉄スラリーに添加するテトラエトキシシランの量を４．０ｇ、カーボンブラック粒子の平均粒子径を８ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００６８】
（比較例２）
カーボンブラック粒子の平均粒子径を３５ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００６９】
（比較例３）
鉄塩系水溶液にグラファイト粉末を加えず、グラファイト粒子を含まない酸化鉄スラリーを作製した以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００７０】
（比較例４、５）
鉄塩系水溶液に加えるグラファイト粒子を２．５ｇ、８．０ｇとした以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００７１】
このようにして得られたボンド磁石の構成相、飽和磁化（Ｊｓ）、残留磁化（Ｊｒ）及び保磁力（Ｈｃｊ）を以下の手法により測定した。結果を表１に示す。
【００７２】
≪窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石中の構成相、その構成相のおけるＦｅ１６Ｎ２相とグラファイト相の体積比≫
得られたボンド磁石をメノウ製乳鉢に入れ、十分に粉砕したのち、粉末Ｘ線回折装置（ＸＲＤ、リガク製ＲＩＮＴ−２５００）によりＸ線回折プロファイルを得て構成相の同定を行った、また同時にリートベルト解析を行うことにより、Ｆｅ１６Ｎ２相とグラファイト相の重量比を求め、それぞれの密度から体積比を換算した。
【００７３】
≪窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石中の窒化鉄系粒子とグラファイト粒子の平均粒子径≫
得られたボンド磁石を断面が出るように削り出し、その断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、日本電子製ＪＥＭ−２１００ＦＣＳ）によって粒子像観察を行い、さらにＥＤＳを用いて粒子に含まれる元素を分析した。上述の粉末Ｘ線回折において検出したＦｅを含む遷移金属元素と、ＣについてのＥＤＳ元素マッピングを行った。観察したそれぞれの粒子での、遷移金属とＣについての測定検出値の構成割合において、遷移金属元素についての合計の検出値構成割合が８０ｗｔ％以上のときにこの粒子を窒化鉄系粒子、Ｃの検出値構成割合が２０ｗｔ％を超える場合、この粒子をグラファイト粒子として定義した。次にＴＥＭ観察像の中からこのように定義した窒化鉄系粒子とグラファイト粒子をそれぞれ２００個ずつ選び、得られた観察像の画像解析によりそれぞれの粒子の断面積を有する円の直径（円相当径）の平均を算出し、平均粒子径とした。
【００７４】
≪窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石の飽和磁化（Ｊｓ）、残留磁化（Ｊｒ）、保磁力（Ｈｃｊ）及び配向度Ｊｒ／Ｊｓ≫
得られたボンド磁石の飽和磁化Ｊｓ、残留磁化Ｊｒと保磁力ＨｃｊはＢ−Ｈトレーサー（東英工業製ＴＲＦ−５ＢＨ）を用いた。ボンド磁石の磁化を、磁場配向方向に平行に２０ｋＯｅから−２０ｋＯｅの外部磁場をかけて測定し、得られた減磁曲線から各々の値を求めた。ただし配向度は飽和磁化Ｊｓと残留磁化Ｊｒの比Ｊｒ／Ｊｓから算出し、飽和磁化Ｊｓが２．０ｋＧ以上かつ配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．７５以上のボンド磁石を許容とした。
【００７５】
【表１】
2017183322.tif 000002
【００７６】
全ての実施例と比較例で、Ｆｅ１６Ｎ２相が主相であることが確認された。
【００７７】
実施例１のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が２１ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．２であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．２５の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．０ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．７５以上であることが確認できた。
【００７８】
実施例２のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が３３ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．２であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．１３の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．５ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．８５以上であり、かつ保磁力（Ｈｃｊ）が２．０ｋＯｅ超である特に良好な特性であることが確認できた。
【００７９】
実施例３、４のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が７５ｎｍと７６ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．１であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．０７、０．５０の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．０ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．７５以上であることが確認できた。
【００８０】
実施例５、６のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が７４ｎｍと７５ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．２であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．０７、０．２２の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．５ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．８５以上であり、かつ保磁力（Ｈｃｊ）が２．０ｋＯｅ超である特に良好な特性であることが確認できた。
【００８１】
実施例７、８のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が７２ｎｍと７４ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．２であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．３６、０．５０の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．０ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．７５以上であることが確認できた。
【００８２】
実施例９のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が７２ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．３であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．０７の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．５ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．８５以上であり、かつ保磁力（Ｈｃｊ）が２．０ｋＯｅ超である特に良好な特性であることが確認できた。
【００８３】
実施例１０、１１のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が７１ｎｍと７０ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．４であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．０７、０．５０の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．０ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．７５以上であることが確認できた。
【００８４】
実施例１２、１３のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が１２１ｎｍと１４８ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．２であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．０５、０．０４の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．５ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．８５以上であり、かつ保磁力（Ｈｃｊ）が２．０ｋＯｅ超である特に良好な特性であることが確認できた。
【００８５】
実施例１４、１５、１６のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が１６０ｎｍと１８１ｎｍ、１７８ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．２であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．０３、０．０５、０．２２の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．０ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．７５以上であることが確認できた。
【００８６】
実施例１７のように、窒化鉄系磁性粉末を得る工程において、窒化鉄粒子を得たのちにグラファイト粉末を混合する場合であり、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が７３ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．１であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．５０の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．０ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．７５以上であることが確認できた。
【００８７】
実施例１８のように、窒化鉄系磁性粉末を得る工程において、窒化鉄粒子を得たのちにグラファイト粉末を混合する場合であり、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が７３ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．２であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．０７の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．０ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．７５以上であることが確認できた。
【００８８】
実施例１９、２０のように、窒化鉄系磁性粉末を得る工程において、窒化鉄粒子を得たのちにグラファイト粉末を混合する場合であり、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が７３ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．４であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の粒子径比が、０．０７、０．５０の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が２．０ｋＧ以上、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．７５以上であることが確認できた。
【００８９】
比較例１、２のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が２３ｎｍと７１ｎｍであり、グラファイト相とＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．２であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の平均粒子径比が、０．６３、０．５７の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が３．０ｋＧ、２．９ｋＧであったが、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．６５、０．７２であり、ともに十分な配向度が得られなかった。これは、グラファイト粒子の粒子径が窒化鉄系粒子の粒子径に比べて大きく、窒化鉄系粒子に接触するグラファイト粒子の数が少なくなり、窒化鉄系粒子間にはたらく摩擦力が十分に緩和されなかったためだと考えられる。
【００９０】
比較例３のように、グラファイト粒子がボンド磁石に含まれなかった場合、飽和磁化（Ｊｓ）が３．６ｋＧであったが、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．４７であり、十分な配向度が得られなかった。これは、窒化鉄系粒子の凝集体内部において、窒化鉄系粒子間にはたらく摩擦力が緩和されることがなかったためだと考えられる。
【００９１】
比較例４のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が７３ｎｍであり、グラファイトとＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．０５であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の平均粒子径比が、０．０７の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が３．４ｋＧで、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．６０であり、十分な配向度が得られなかった。これは、含有されているグラファイト粒子の量が少ないために、窒化鉄系粒子に接触するグラファイト粒子が少なくなり、窒化鉄系粒子間にはたらく摩擦力が緩和されなかったためだと考えられる。
【００９２】
比較例５のように、窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石を構成する窒化鉄系粒子の平均粒子径が６９ｎｍであり、グラファイトとＦｅ１６Ｎ２相の体積比が０．４５であり、窒化鉄系粒子に対するグラファイト粒子の平均粒子径比が、０．０７の場合、飽和磁化（Ｊｓ）が１．９ｋＧで、配向度（Ｊｒ／Ｊｓ）が０．８８であり、十分な飽和磁化（Ｊｓ）が得られなかった。これは、窒化鉄系磁性粉末に含まれるＦｅ１６Ｎ２相が少なくなっているためだと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上のように、本発明に記載の窒化鉄系磁性粉末を用いたボンド磁石は、十分な飽和磁化及び配向性を有することから、レアアースを含まない物質であるＦｅ１６Ｎ２が有する非常に高い飽和磁化を利用する磁石として有用である。