(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式１：ＲＴ（ｕ）（ここで、ｕは、１．５０≦ｕ≦２．３０の範囲にある。Ｒは、１種類以上の希土類金属、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの群から選択される少なくとも１種類の金属をいう。）で表される磁場中成形される磁歪材料であって、
該磁歪材料は、磁場と平行な方向に［１１１］軸が配向する配向度が、下記数式（１）の値で、２．０以上である
【数１】
0004146120.tif 000006
（ここで、Ｉ（２２２）とＩ（３１１）は、それぞれ（２２２）面と（３１１）面からのＸ線回折強度を表し、（／／）と（⊥）は磁場中成形の磁場方向に平行な面と垂直な面を測定したことを表す。）
ことを特徴とする磁歪材料。
【請求項２】
前記磁歪材料は、磁場と平行な方向に［１１１］軸が配向する配向度が、数式（１）の値で、７．０以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の磁歪材料。
【請求項３】
前記式１：ＲＴ（ｕ）の磁歪材料は、式２：（Ｔｂ（ｖ）Ｄｙ（１−ｖ））Ｔ（ｗ）（ここで、Ｄｙは、Ｈｏを含むことがある。ｖ、ｗは、０．２７≦ｖ＜０．５０、１．５０≦ｗ≦２．３０の範囲にある。）で表される磁歪材料である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁歪材料。
【請求項４】
前記磁歪材料は、式３：（Ｔｂ（ｘ）Ｄｙ（１−ｘ））Ｔ（ｙ）（ここで、ｘ、ｙは、０．３５＜ｘ≦０．５０、１．７０≦ｙ≦２．００の範囲にある。）で表される原料Ａと、
式４：（Ｄｙ（１−ｔ）Ｔｂ（ｔ））ｚＴ（１−ｚ）（ここで、Ｄｙは、Ｈｏを含むことがある。ｔは、０≦ｔ≦０．３０、ｚは、０．４０≦ｚ≦０．８０の範囲にある。）で表され、７０００ｐｐｍ≦水素量≦２２０００ｐｐｍの範囲にある水素を含む原料Ｂと、
Ｔを含有する原料Ｃと  を混合して磁場中成形され、焼結される
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁歪材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁歪特性に優れた磁歪材料に関する、さらに詳細には、原料を粉体にして焼結する粉末冶金法で、配向度が高く、磁歪値を大きく取れる磁歪材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
強磁性体を磁化したときに、磁性体の寸法が変化する現象を磁歪といい、このような現象を生ずる材料を磁歪材料という。磁歪による飽和変化量である飽和磁歪定数は、一般には１０−５〜１０−６の値を有し、大きな飽和磁歪定数を有する磁歪材料は、発振器、フィルター、センサ等に広く利用されている。
現在、磁歪材料としては、さらに、磁歪値の大きい材料が求められている。特に、Ｒ（希土類）とＦｅの化合物は、ＲＦｅ２ラーベス型金属間化合物を形成するが、磁歪材料として、外部磁界が大きいときには磁歪値が大きいが、外部磁界が小さいときには磁歪値が十分ではない。
そこで、ＲＦｅ２ラーベス型金属間化合物を用いて低外部磁界でも磁歪値が大きく、磁界応答性の良好な磁歪材料又は製造方法が求められていた。このＲＦｅ２ラーベス型金属間化合物における磁歪値を大きくするには、磁化容易軸であって、磁歪定数の大きい［１１１］軸方向に配向させることが提案されている。
【０００３】
例えば、（１）従来、結晶を配向させた磁歪材料としては、単結晶法により製造された磁歪材料がある。また、（２）Ｔｂ０．３Ｄｙ０．７Ｆｅ２．０の粉末を磁場中で成形した後、焼結する粉末冶金法により［１１１］軸に配向させた磁歪材料が米国特許第４，１５２，１７８号に提案されている。また、（３）Ｄｙ、ＴｂとＦｅの合金であって、Ｆｅ２Ｔｂ、Ｆｅ２Ｄｙの粒子を磁場中プレスにより圧縮成形体を作製し、焼結する合金が特開平１−１８０９４３号公報に開示されている。また、（４）Ｍｎを添加した希土類−鉄の組成を基調として、結晶成長の容易な方向である＜１１０＞軸方向に成長させた磁歪材料が特開平５−１４８５９４号公報に提案されている。
また、（５）ＲＦｅ２の粉末とＲとＦｅの共晶組成でガスアトマイズ法又は回転電極法で調整した粉末とを混合して、さらに、微粉砕し、磁場プレス後に焼結する磁歪焼結体の製造方法が特開平６−２５６９１２号公報に提案されている。さらに、従来の技術として、焼結体で高い密度を得るために、振動ミルにより粉砕して、焼結する方法が知られている。
【０００４】
しかし、（１）単結晶法は、ゾーンメルティング法又はブリッジマン法にしても、原料を溶解後鋳造し、鋳造したインゴットを用いて単結晶にし、その後アニール処理、加工処理を必要とするため生産性が低く、さらに、円柱状に形状が限定されるために製品にするには切削等の加工が必要となる。また、単結晶法では、特に、ブリッジマン法では、単結晶が［１１１］軸方向に配向しないという問題点がある。また、（２）米国特許第４，１５２，１７８号に提案されている方法では、Ｔｂ０．３Ｄｙ０．７Ｆｅ２．０の結晶磁気異方性が小さいために配向させるのに大きな磁場を必要とするという問題点がある。また、（３）特開平１−１８０９４３号公報に提案されている合金は、磁化容易軸がＦｅ２Ｔｂは［１１１］軸、Ｆｅ２Ｄｙは［１００］軸で、［１１１］軸方向に配向しないという問題がある。また、（４）特開平５−１４８５９４号公報に提案されている磁歪材料では、＜１１０＞方向に成長するために、磁化容易軸であって磁歪定数の最も大きい＜１１１＞軸に配向した磁歪材料を得るには、さらに、切削等の加工が必要となる問題点がある。また、（５）特開平６−２５６９１２号公報に提案されているガスアトマイズ法による粉体又は振動ミルによる粉体では、焼結密度を高くして高磁歪特性とするには、焼結密度が必ずしも十分でないという問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、生産性が高く、かつ磁歪値を大きくするために結晶方位を揃えた磁歪材料を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、式１：ＲＴ（ｕ）（ここで、ｕは、１．５０≦ｕ≦２．３０の範囲にある。Ｒは、１種類以上の希土類金属、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの群から選択される少なくとも１種類の金属をいう。）で表される磁場中成形される磁歪材料であって、該磁歪材料は、磁場と平行な方向に［１１１］軸が配向する配向度が、下記数式（１）の値で、２．０以上である
【数２】
0004146120.tif 000002
（ここで、Ｉ（２２２）とＩ（３１１）は、それぞれ（２２２）面と（３１１）面からのＸ線回折強度を表し、（／／）と（⊥）は磁場中成形の磁場方向に平行な面と垂直な面を測定したことを表す。）磁歪材料である。
請求項２に記載の発明は、前記磁歪材料は、磁場と平行な方向に［１１１］軸が配向する配向度が、数式（１）の値で、７．０以上である  請求項１に記載の磁歪材料である。
請求項３に記載の発明は、前記式１：ＲＴ（ｕ）の磁歪材料は、式２：（Ｔｂ（ｖ）Ｄｙ（１−ｖ））Ｔ（ｗ）（ここで、Ｄｙは、Ｈｏを含むことがある。ｖ、ｗは、０．２７≦ｖ＜０．５０、１．５０≦ｗ≦２．３０の範囲にある。）で表される磁歪材料である  請求項１又は２に記載の磁歪材料である。
請求項４に記載の発明は、前記磁歪材料は、式３：（Ｔｂ（ｘ）Ｄｙ（１−ｘ））Ｔ（ｙ）（ここで、ｘ及びｙは、０．３５＜ｘ≦０．５０、１．７０≦ｙ≦２．００の範囲にある。）で表される原料Ａと、式４：（Ｄｙ（１−ｔ）Ｔｂ（ｔ））ｚＴ（１−ｚ）（ここで、Ｄｙは、Ｈｏを含むことがある。ｔは、０≦ｔ≦０．３０、ｚは、０．４０≦ｚ≦０．８０の範囲にある。）で表され、７０００ｐｐｍ≦水素量≦２２０００ｐｐｍの範囲にある水素を含む原料Ｂと、Ｔを含有する原料Ｃと  を混合して磁場中成形され、焼結される  請求項１ないし３のいずれかに記載の磁歪材料である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の磁歪材料は、式１：ＲＴ（ｕ）で表される磁歪材料である。Ｒは、Ｙ、Ｓｃ、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種類以上を表している。これらのなかで、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種類以上の遷移金属を表している。これらのなかで、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。
ｕは、１．５０≦ｕ≦２．３０を表す。ＲＴｕは、ｕ＝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、ｕが１．５０未満では、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、ｕが２．３０を越えると、ＲＴ３相又はＲＴ５相が多くなり、磁歪値が低下する。このため、ＲＴ２がリッチな相を多くするために、ｕは、１．５０≦ｕ≦２．３０の範囲が好ましい。
【０００８】
式１：ＲＴ（ｕ）で表される磁歪材料は、式２：（Ｔｂ（ｖ）Ｄｙ（１−ｖ））Ｔ（ｗ）で表される磁歪材料であることが好ましい。ここで、ｖ、ｗは、０．２７≦ｖ＜０．５０、１．５０≦ｗ≦２．３０の範囲にある。また、ＴはＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏの群から選択される少なくとも１種類の金属をいい、ＤｙはＨｏを含むことがある。
式２：（Ｔｂ（ｖ）Ｄｙ（１−ｖ））Ｔ（ｗ）で表される磁歪材料は、ＴｂＴ２がラーベス型金属間化合物を形成し飽和磁歪値λｓが大きく、さらに、Ｔｂの一部をＤｙで置換することにより、低い外部磁場でも高い磁歪値を呈するようになる。また、Ｄｙの他に、一部は、他の希土類と置換しても良い。これらは、Ｆｅ等の遷移金属と同様の金属間化合物を形成する。
【０００９】
また、Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの群から選択される少なくとも１種類の金属で、特に、Ｆｅは、Ｔｂ、Ｄｙと磁歪特性の高い（Ｔｂ、Ｄｙ）Ｆｅ２金属間化合物を形成する。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が、Ｃｏは磁気異方性を大きくするが透磁率を低くし、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ために、Ｆｅは７０wt％以上、一層好ましくは８０wt％以上が良い。その他に、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏの希土類金属と合金を形成する遷移金属を含んでいても良い。遷移金属としては、具体的にはＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗを挙げることができる。
ここで、ｖが０．２７未満では、常温より低い温度域で十分な磁歪値を示さず、ｖが０．５０以上では常温域で十分な磁歪値を示さない。
また、ｗが１．５０未満では希土類リッチな相が多くなり、ｗが２．３０を越えると、（Ｔｂ、Ｄｙ）Ｔ３相等の異相が生じ磁歪値が低下する。
【００１０】
本発明の磁歪材料は、［１１１］軸方向へ配向する配向度が、数式（１）の値で、２．０以上の範囲にある。
【数３】
0004146120.tif 000003
ここで、Ｉ（２２２）とＩ（３１１）は、それぞれ（２２２）面と（３１１）面からのＸ線回折強度を表し、（//）と（⊥）は磁場中成形の磁場方向に平行な面と垂直な面を測定したことを表す。
本発明の磁歪材料は、ラーベス型金属間化合物で、磁化容易軸が［１１１］軸方向で、さらに、［１１１］軸方向で磁歪定数が最も大きい。そこで、本発明の磁歪材料は、成形時の磁場と平行な方向に［１１１］軸方向へ配向させ、その配向度が２．０以上である。
配向度は、Ｘ線回折で最も強い（２２２）面と測定のノイズの影響の少ない（３１１）面の回折されるＸ線強度を直行する２方向から測定しその比で表わす。
【００１１】
図１は、本発明の磁歪材料の磁場中成形した方向に平行な面のＸ線回折のグラフである。大きなピークは、（２２２）面からの回折されたＸ線の強度である。小さなピークは、（３１１）面からの回折されたＸ線の強度である。
図２は、本発明の磁歪材料の磁場中成形した方向に垂直な面のＸ線回折のグラフである。大きなピークは、（３１１）面からの回折されたＸ線の強度である。小さなピークは、（２２２）面からの回折されたＸ線の強度である。
【００１２】
図３は、それぞれ平行方向と垂直方向の（２２２）面と（３１１）面からのＸ線回折強度の比と磁歪値の関係を示すグラフである。磁歪値λの測定は、試料に磁場を印加し、印加磁場に平行な方向に変化する歪みをストレインゲージで測定する。ここで、磁歪値λ1.0（ｐｐｍ）は、印加した磁場８×１０４Ａ／ｍ（１．０ｋＯｅ）の値を示している。
図３に示すように、磁場中成形の印加磁場に平行方向のＸ線回折強度の比（Ｉ（２２２）（//）／Ｉ（３１１）（//））が大きくなるにつれて、磁歪値λ1.0（ｐｐｍ）は大きくなっている。一方、磁場中成形の印加磁場に垂直方向のＸ線回折強度の比（Ｉ（２２２）（⊥）／Ｉ（３１１）（⊥））の値に対して、磁歪値λ1.0（ｐｐｍ）はほとんど左右されない。これは、垂直方向に配向している割合が低いために変化する割合が小さいためである。
【００１３】
図４は、配向度と垂直方向の磁歪値λ1.0の関係を示すグラフである。図４に示すように、配向度が大きくなるにつれて磁歪値λ1.0が大きくなっている。本発明の磁歪材料は、磁歪値λ1.0が、７００ｐｐｍ以上であることが好ましい。これは、本発明の磁歪材料と同じ組成で、配向させない等方性磁歪材料では、磁歪値1.0が、６００〜７００ｐｐｍある。したがって、本発明の磁歪値1.0は、この値よりも大きい必要がある。そこで、図４に示すように、変位量として実用的な磁場８×１０４Ａ／ｍ（１．０ｋＯｅ）での磁歪値が７００ｐｐｍ以上とするために配向度を２．０以上にする。
さらに、駆動電圧が大きく応答速度が遅いジルコン・チタン酸（ＰＺＴ）圧電素子は、従来のフェライト磁歪材料に比べても、電場によって８００〜９００ｐｐｍの変位量は得ることができる。しかし、フェライト磁歪材料は、磁場による変位量が実用上は３０ｐｐｍ程度である。したがって、駆動電圧が小さく応答速度が速く、かつ、電場・磁場による変位量が９００ｐｐｍ以上と大きい材料が求められており、本発明の磁歪材料は９００ｐｐｍにするために、配向度を７．０以上にすることが一層好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の磁歪材料は、粉体の原料Ａ、Ｂ、Ｃを粉砕・混合し、磁場中成形されたものである。原料Ａとしては、式３：（Ｔｂ（ｘ）Ｄｙ（１−ｘ））Ｔ（ｙ）で表される原料を用いる。ここで、原料ＡのＴは、遷移金属の中で、特に、ＴはＦｅ単独でも良いが、すくなくともＦｅは７０wt％以上、一層好ましくは８０wt％以上が良い。
ｘ、ｙは、０．３５＜ｘ≦０．５０、１．７０≦ｙ≦２．００の範囲にある。ｘが小さいと最終の磁歪材料となったときに、原料Ａが少ないことで、［１１１］軸方向の配向が困難になり、ｘが、０．５を越えると、最終の磁歪材料全体に対する原料Ａの比率が低下するために焼結後の［１１１］軸方向の配向度が低くなる。
ｙが１．７０未満では、原料Ｃの混合比率を高くしなければならず、磁歪材料全体に占める原料Ａの比率が小さくなり、焼結後の［１１１］軸方向の配向度が低くなってしまう。ｙが大きいと（Ｔｂ、Ｄｙ）Ｔ３等のＦｅリッチの相が多くなり、このため、磁場中成形による配向度が低くなり、それにつれて焼結後の磁歪材料の配向度も低くなる。
【００１５】
また、式４：（Ｄｙ（１−ｔ）Ｔｂ（ｔ））ｚＴ（１−ｚ）で表される原料Ｂを用いる。原料ＢのＴは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの群から選択される少なくとも１種類の金属で、特に、ＴはＦｅ単独でも良い。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く、これにより原料Ｂは粉砕されやすくなり、焼結による焼結密度を高くすることができる。原料ＢのＤｙは、単独でも良いが、一部がＨｏと置換されていても良い。
ｔは、０≦ｔ≦０．３０の範囲にある。ＤｙとＴは共晶点を有するので、ｔがこの範囲以外の組成では、原料Ａと原料Ｃとの混合において、共晶組成である低融点のＲ２Ｔが少なくなり、焼結密度を高くして磁歪値を高くすることが難しくなる。また、ｚは、０．４０≦ｔ≦０．８０の範囲にある。ｚがこの範囲以外では、原料Ｂの融点が高くなるために焼結密度を高くして磁歪値を高くすることができない。
【００１６】
また、本発明の磁歪材料は、Ｔを含む原料Ｃを用いる。Ｔは、上述したように、遷移金属で、特に、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉが好ましく、さらにＦｅが一層好ましい。Ｆｅは、焼結時に溶融して、Ｔｂ、Ｄｙ等の金属間化合物を形成するとともに、磁歪値を高くする。
【００１７】
また、本発明の磁歪材料は、前記原料Ａと原料Ｂと原料Ｃとを混合し、磁場中成形し、焼結して、式２：（Ｔｂ（ｖ）Ｄｙ（１−ｖ））Ｔ（ｗ）で表される磁歪材料となる。前記原料Ａと原料Ｂと原料Ｃとの混合の割合は、式１で表される磁歪材料になるように適宜決定することができる。
磁歪材料に対して、原料Ａは５０wt％以上で１００wt％未満、一層好ましくは６０wt％以上で９５wt％以下が良い。磁歪材料は、原料Ａの［１１１］軸が維持されるが、原料Ａが少ないと、磁場中成形で配向するものが少なく、焼結した磁歪材料の配向度が低くなる。原料Ａが多いと、水素を含有した原料Ｂが少なくなるために、磁歪材料の密度が高くならず、磁歪値が低下する。
磁歪材料に対して、原料Ｂは４０wt％以下で、一層好ましくは５wt％以上で３０wt％以下が良い。原料Ｂが少ないと、焼結が進みにくい。原料Ｂが多いと、原料Ａが少なくなるため磁歪値が低下する。
また、原料Ｃは、磁歪材料としたときのＴの範囲になるように、原料Ａ、Ｂの割合を考慮して、添加量を決定する。
【００１８】
これらの原料Ａ、Ｂ、Ｃは、図５に示すように、秤量してから混合し、粉砕処理される。各原料の平均粒径は、１〜１００μｍ、一層好ましくは５〜２０μｍが良い。平均粒径が小さいと製造中に酸化する、また、粒子の磁化が小さくなり磁場による磁気モーメントも小さくなるために粒子が回転しずらく配向度を高くすることが難しい。平均粒径が大きいと焼結が進みにくく、密度が高くならず、磁歪値を大きくすることが難しい。
粉砕処理では、振動ミル、ボールミル、アトライタ、アトマイザー等の粉砕機から適宜選択することができる。特に、アトマイザーが好ましい。衝撃と剪断を同時にかけることができ、粉体の凝集を防ぎ、かつ製造装置への付着が少ないために生産性が高い。
【００１９】
混合したものは、焼結前に所望の形状に成形するが、この成形時は磁場中で行うことで、原料Ａを一定方向に揃えて、焼結後の磁歪材料を［１１１］軸方向に配向させる。印加する磁場は、２４×１０４Ａ／ｍ以上、好ましくは４８×１０４Ａ／ｍ以上が良い。磁場の方向は、圧力の方向に垂直でも、平行でも良い。成形圧力は、４．９×１０４Ｐａ以上で、好ましくは２．９×１０５Ｐａ以上が良い。
ここで、磁歪材料は、原料Ａの磁化容易軸が［１１１］軸方向で、原料Ｂは磁化容易軸が［１１０］軸方向であり、また、原料ＡとＢは、結晶磁気異方性が大きい。したがって、磁場中成形で、磁場方向と平行な方向に原料Ａが［１１１］軸方向に、原料Ｂが［１１０］軸方向に配向する。しかし、原料Ｂは、焼結時に融剤として作用し、原料Ｂに水素を含有させ磁場中成形時の圧力で微細に粉砕されることで溶融しやすくなり、原料Ｃとともに溶融して、［１１１］軸方向へ配向している原料Ａと合金化して磁歪材料を形成する。さらに、磁場中成形時に、原料Ｂは微細に粉砕されることで、原料Ａの粒子が回転しやすくなり、磁場の方向に配向しやすくなる。
【００２０】
また、磁歪材料の焼結条件は、適宜行うことができるが、１１００℃以上で、好ましくは１１５０〜１２５０℃で、１〜１０時間行うことがよい。焼結の雰囲気は、非酸化性雰囲気が良く、Ａｒ、窒素ガス等の不活性ガス、又は真空中がよい。焼結後、表面の酸化物又は汚れを取るための加工を行って製品とする。
このようにして製造された磁歪材料は、多結晶体であり、この磁歪材料の結晶粒の平均粒径は１０μｍ以上である。結晶粒の平均粒径が小さいと結晶粒界が多くなり、磁歪値、磁化率が低くなる。結晶粒の平均粒径の上限は特にないが、２００μｍ以上になると磁歪値はほとんど飽和するためにこれ以上大きくする必要がなく、また、焼結等の時間がかかりすぎ実用的ではない。
【００２１】
また、原料Ｂは，水素を含んでいてもよい。原料Ｂに水素を吸蔵させることにより、水素化物を形成するか又は水素原子が結晶内に侵入するかは別にして、歪みが生ずるために内部応力に耐えられなくなり、原料Ｂの粒子は割れが生ずる。このために、原料Ａと原料Ｃと混合し、成形体を形成する時に圧力を懸けるため、割れの先端に応力が集中して、さらに割れるために、混合した状態の内部で粉砕されて細かくなり、原料Ａの間に入り込むことで、焼結したときに緻密で密度が高く、磁歪値の高い磁歪材料を形成する。さらに、密度を高くすることで気孔の少ない磁歪材料となる。
原料Ｂは、水素ガス雰囲気中で水素を吸蔵する処理が行われるが、水素を吸蔵することで、酸化されにくくなる。Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ等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が形成されるために焼結の進行を抑制する。そのために、密度が低く、さらに開気孔も多くなる。したがって、原料Ｂに水素吸蔵処理をして磁歪値を高くし、密度を高くして磁歪特性の経時的な劣化を抑えることができる。
原料Ｂに、吸蔵させる水素の量としては、７０００ｐｐｍ≦水素量≦２２０００ｐｐｍの範囲がよい。水素の量が７０００ｐｐｍ未満では、水素の量が少なくて原料Ｂの内部歪みが小さく、成形時の割れが少なく、密度が低く、さらに磁歪値を向上させることが困難である。さらに、長期間の使用により磁歪特性が低下する。水素量が２２０００ｐｐｍを越えると、原料Ｂの微細化が飽和し、これ以上吸蔵する効果がない。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）
図５は、本発明の磁歪材料の製造方法の一例を示すフローチャートである。
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、合金を作製した。この合金を、アニールする熱処理を行い、合金作製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る。次に、図１に示すように、この原料Ａを粉砕する。ここでは、原料Ａとして、Ｔｂ０．４Ｄｙ０．６Ｆｅ１．９３の組成にする。
原料Ｂとして、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｆｅを秤量して、Ａｒガスの不活性雰囲気中で溶融して、合金を作製した。この合金を、粉砕して原料Ｂとする。ここでは、原料Ｂとして、Ｄｙ２．０Ｆｅ１．０の組成にする。次に、この粉砕した原料Ｂを、水素ガス雰囲気中又は水素・Ａｒガスの混合ガス雰囲気中に保持して、原料Ｂの結晶格子中に水素原子を侵入させ、又は水素化物にする。
原料Ｃとして、水素ガス雰囲気中で酸素を除去する還元処理を行ったＦｅを用いた。
【００２３】
ここで、原料Ａ、Ｂ、Ｃを混合・粉砕する。粉砕は、アトマイザー（東京アトマイザー製造（株）社製）を用いた。
その後、これらの混合物を磁場中で成形した。１２×１２×１６ｍｍ３の角柱の形状の試料に対して磁場の方向は軸方向に平行で、印加する磁場は７２×１０４Ａ／ｍで、成形圧力は８６４０×１０４Ｐａで行った。この成形体をＡｒ雰囲気中で焼結して、磁歪材料を得た。
磁歪値の測定は、磁歪材料に対して、磁場８．０×１０４Ａ／ｍ印加して、そのときの歪みをストレインゲージで測定した。
【００２４】
（比較例１）
比較例１では、原料Ａ、Ｂ、Ｃを混合・粉砕した後、磁場を印加せずに成形した以外は、他は実施例１と同様にして磁歪材料を製造した。
以下の表１に、このときの、印加した磁場の強さ、焼結後の配向度、磁歪値を示す。
【表１】
0004146120.tif 000004
表１から明らかなように、磁場を印加しない比較例１は、配向度が低く、磁歪値λ1.0も低い。これからも、原料Ａ、Ｂ、Ｃを混合・粉砕し、磁場を印加することが、配向度を高め、磁歪値λ1.0を高めることがわかる。また、配向度を２．０以上の４．０にすることで、７００ｐｐｍ以上の８００ｐｐｍの磁歪値λ1.0が得られることがわかる。
【００２５】
（実施例２〜４及び比較例２）
実施例２〜４及び比較例２は、磁場中成形時の印加磁場の強さを変えただけで、実施例１と同様にして製造した。
以下の表２に、それぞれ印加した磁場の強さ、焼結後の配向度、磁歪値を示す。
【表２】
0004146120.tif 000005
表２からも明らかなように、印加した磁場により配向度が変わり、配向度が１．９で、磁歪値λ1.0が６５０ｐｐｍであり、磁歪値λ1.0を７００ｐｐｍ以上にするためには、少なくとも配向度をそれ以上にする必要があることがわかる。また、配向度を７．０以上の１０．０にすることで、９００ｐｐｍ以上の磁歪値λ1.0が得られることがわかる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁歪材料では、磁場中成形することで、焼結後に、磁化容易軸で磁歪定数の大きい［１１１］軸方向への配向度を高め、磁歪値を高くすることができる。さらに、原料の粉体のうち、磁場中成形で［１１１］軸方向に配向しやすい原料を用いて焼結することで［１１１］軸方向への配向度を高めことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁歪材料の磁場中成形した方向に平行な面のＸ線回折のグラフである。
【図２】本発明の磁歪材料の磁場中成形した方向に垂直な面のＸ線回折のグラフである。
【図３】それぞれ平行方向と垂直方向の（２２２）面と（３１１）面からのＸ線回折強度の比と磁歪値の関係を示すグラフである。
【図４】配向度と垂直方向の磁歪値λ1.0の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の磁歪材料の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図１】
0004146120.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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