JP4305787B2

JP4305787B2 - 磁石及びその製造方法

Info

Publication number: JP4305787B2
Application number: JP22882098A
Authority: JP
Inventors: 博之伊藤; 弘直山下; 俊彦田中
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2018-08-13
Also published as: JPH11186017A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、低温焼結可能な磁石組成物及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁石組成物において、例えば、サーキュレータ、アイソレータに用いられている磁石は、マグネトプランバイト型六方晶系フェライト磁石であった。このマグネトプランバイト型六方晶系フェライト磁石は、混合し、仮焼した原料粉末と、有機バインダとを混合し、粉砕し、プレス成形しながら磁場を印加して配向し、焼成して得られていた。そして、その焼成温度は、１２００〜１４５０℃と高温であった。
【０００３】
また、サーキュレータ、アイソレータなどの非可逆回路素子は、互いに絶縁状態で、かつ交差するように配置される中心導体、その中心導体に密接して配置されるマイクロ波用磁性体、そのマイクロ波用磁性体に直流磁界を印加する磁石とを主要構成部品としている。そして、これらは別々の部品として製造され、組み合わされて製造されている。
【０００４】
この非可逆回路素子は、携帯電話などの移動体通信機器等に使用され、小型化、低価格化の要求が強い。そこで、上記のように各部品を別々に製造するのではなく、マイクロ波用磁性体、中心導体、及び磁石を一体焼成することが提案されている。例えば、特開平６−２０４７２３号公報、特開平７−３１２５０９号公報参照。この特開平７−３１２５０９号公報によれば、マイクロ波用磁性体としてＣａ−Ｖ−Ｆｅ系ガーネット、中心導体としてパラジウムまたは白金粉末と有機溶剤を混合したペースト、永久磁石としてＢａＯ・６Ｆｅ２Ｏ３、又はＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３で表されるマグネトプランバイト型六方晶系のものを用い、１０００〜１４５０℃で同時焼成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の磁石は、通常１２００〜１４５０℃と高温で焼成するため、製造コストがかかる。また、他の材料と一体焼成しようとする場合、その高温で焼成可能な材料に限られていた。例えば、導体材料と同時に焼成する場合、この高温（少なくとも１０００℃以上）で焼成可能な導体としてはパラジウム・白金などが主に使用される。しかし、このパラジウム・白金は、高価であるため高コストになり、比較的電気抵抗率が高いため、特に低電気抵抗率の導体材料が使用される高周波回路部品においては、その導体抵抗のため実用的な低損失部品が得られないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記のことを鑑みて、１０００℃以下の温度で焼結可能な低温焼結磁石組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（Ｓｒ _{１−ｘ―ｙ} Ｂａ _ｘＰｂ _ｙ）Ｏ・ｎＦｅ _２Ｏ _３、ただし０≦ｘ≦１．０、０≦ｙ≦０．２、５．４≦ｎ≦６．２を主成分とし、副成分としてＬｉＯ _１／２、及び、ＲＯ（ＲはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯのうち少なくとも一種）を、５モル％以上８０モル％以下含有する硼珪酸ガラス材料を５〜１５ｗｔ％含有することを特徴とする磁石である。
【０００８】
また本発明は、焼結温度が１０００℃以下であることを特徴とする磁石である。
【０００９】
また本発明では、比抵抗が１４０ＭΩｃｍ以上であることも特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、（Ｓｒ_{１−ｘ―ｙ}Ｂａ_ｘＰｂ_ｙ）Ｏ・ｎＦｅ_２Ｏ_３、ただし０≦ｘ≦１．０、０≦ｙ≦０．２、５．４≦ｎ≦６．２を主成分とする磁石組成物に、副成分としてＬｉＯ_１／２、及び、ＲＯ（ＲはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯのうち少なくとも一種）を、５モル％以上８０モル％以下含有する硼珪酸ガラス材料を５〜１５ｗｔ％含有することによって、１０００℃以下の温度で焼結可能である低温焼結磁石組成物を得ることができたものである。
【００１３】
実施例１
本発明の低温焼結磁石材料の実施例について説明する。出発原料として、純度９９．５%以上のＳｒＣＯ_３、ＢａＣＯ_３、ＰｂＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｈ_３ＢＯ_３、ＳｉＯ_２、ＣａＣＯ_３、Ｌｉ_２ＣＯ_３の粉末を使用した。まず、主成分の磁石材料仮焼き粉末は、所定の組成になるように計量した出発原料を、ボールミルに純水と共に投入して混合し、取出した混合スラリーは１００℃から１２０℃の温度で蒸発乾燥した後、アルミナケース中で１０００℃から１２５０℃の温度で仮焼きを行い、得られた仮焼物をライカイ機で粗粉砕して得た。また、副成分として添加するガラス材料は、所定の組成になるように計量した出発原料を、ボールミルに純水と共に投入して混合し、取出した混合スラリーは１００℃から１２０℃の温度で蒸発乾燥した後、アルミナケース中で７００℃から８５０℃の温度で仮焼きを行い、この仮焼物を再度ボールミルで粉砕してガラス原料粉末を得た。
【００１４】
このようにして得られた磁石材料の仮焼き粉末と、副成分として添加するガラス原料粉末を、所定量計量し、φ２からφ５の小径のボールを用いたボールミルで、平均粒径が１μm以下となるまで微粉砕を行い低温焼結磁石材料の原料粉末を得た。この原料粉末をφ6の円柱金型中で２ｔｏｎ／ｃｍ²の圧力で1軸加圧成形した後、電気炉にて、８５０℃から１２５０℃の各温度で４時間持続して焼成した。焼成した試料は、寸法重量法で密度を測定し、組成の異なる各試料で得られる最高の密度に対し、その密度の９５％以上の密度が得られた温度を焼結温度とした。但し、本発明の範囲外の比較例で１０００℃以下の温度で焼結しなかった試料についてはこの限りではない。また、その焼結温度で焼成した円柱状試料の両面に銀ペーストを塗布し比抵抗を測定した。また、同試料を円盤状に切断してＭ−Ｈカーブを測定し、ＢｒとＨｃの積を求めて磁石の性能の評価を行った。
【００１５】
その結果を表１に実施例として示す。表１において＊印を付けた試料は、本発明の範囲外の実施例である。表１において副成分の組成の欄にＡ〜Ｌの記号があるが、これは表２の添加物Ａ〜Ｌに対応し、添加物の成分を表２に示している。
【００１６】
【表１】

【００１７】
【表２】

【００１９】
主成分である磁石材料（Ｓｒ _{１−ｘ―ｙ} Ｂａ _ｘＰｂ _ｙ）Ｏ・ｎＦｅ _２Ｏ _３、ただし０≦ｘ≦１．０、０≦ｙ≦０．２、５．４≦ｎ≦６．２
は、六方晶系ストロンチウムフェライトに限らず、ＳｒＯの一部またはすべてをＢａＯ、又は、一部をＰｂＯで置換しても良い。
また表１より明らかなように、本発明の低温焼結磁石材料では、副成分がＬｉＯ _１／２、及び、ＲＯ（ＲはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯのうち少なくとも一種）を、５モル％以上８０モル％以下含有する硼珪酸ガラス材料を５〜１５ｗｔ％含有する事により、１０００℃以下の低温でも緻密化し、焼結可能となった。
【００２０】
さらに、本発明の低温焼結磁石材料は、１４０ＭΩcm以上の高抵抗を得る事が可能のため、高周波信号線路に隣接して構成されることになる一体積層型の電子部品に適用した場合に、低損失の電子部品を得る事が可能となる材料である。
【００２４】
焼結体の結晶の方向をそろえ配向させる事によりフェライト磁石の性能は向上するが、本発明の磁石材料においても、従来のフェライト磁石材料と同じように配向させる事により高性能化を計る事が出来る。
【００２５】
本発明によれば、１０００℃以下で焼結可能な磁石を得ることができる。これにより、製造コストの低減が可能であるとともに、Ａｇ導体との同時焼成が可能となる。例えば、本発明の磁石材料からなるグリーンシートを成形し、Ａｇ導体を内蔵する積層部品を構成することができ、他の材料との同時焼成も可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、１０００℃以下の焼結温度で焼結磁石を得ることができる。これにより、磁石の製造コストを低減させることができる。また、Ａｇ又はＡｇを主体とする低電気抵抗材料との同時焼成が可能となる。

Claims

（Ｓｒ _{１−ｘ―ｙ} Ｂａ _ｘＰｂ _ｙ）Ｏ・ｎＦｅ _２Ｏ _３、ただし０≦ｘ≦１．０、０≦ｙ≦０．２、５．４≦ｎ≦６．２を主成分とし、副成分としてＬｉＯ _１／２、及び、ＲＯ（ＲはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯのうち少なくとも一種）を、５モル％以上８０モル％以下含有する硼珪酸ガラス材料を５〜１５ｗｔ％含有することを特徴とする磁石。
焼結温度が１０００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁石。
比抵抗が１４０ＭΩｃｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁石。