JP7243282B2 - FeNi ordered alloy, method for producing FeNi ordered alloy, and magnetic material containing FeNi ordered alloy - Google Patents
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Description
本発明は、L10型(エルワンゼロ型)の規則構造を有するL10型のFeNi(鉄-ニッケル)規則合金、および、このようなL10型のFeNi規則合金の製造方法、さらには、L10型のFeNi規則合金を含む磁性材料に関するものである。 The present invention provides an L10 type FeNi (iron-nickel) ordered alloy having an L10 type (Erwanzero type) ordered structure, a method for producing such an L10 type FeNi ordered alloy, and furthermore, an L10 type FeNi ordered alloy. It relates to magnetic materials comprising FeNi ordered alloys of the type.
L10型のFeNi規則合金は、レアアースや貴金属を全く使用しない磁石材料および磁気記録材料として期待されている。このようなL10型のFeNi規則合金として、特許文献1に示されるものがある。この特許文献1では、FeNi不規則合金の粉末試料を窒化する窒化処理を行った後、窒化処理されたFeNi不規則合金から窒素を除去する脱窒素処理を行うことにより、規則度Sが高いL10型のFeNi規則合金を得ている。 The L10 type FeNi ordered alloy is expected as a magnet material and a magnetic recording material that does not use rare earths or precious metals. Patent Document 1 discloses such an L10 type FeNi ordered alloy. In Patent Document 1, a powder sample of an FeNi disordered alloy is subjected to a nitriding treatment, and then a denitrification treatment is performed to remove nitrogen from the nitrided FeNi disordered alloy. A 0 -type FeNi ordered alloy is obtained.
しかしながら、上記特許文献1の記載された方法では、得られるL10型のFeNi規則合金の粒子の表面が露出した状態となっていることから、下記の(1)~(4)において説明する課題が発生することが判った。 However, in the method described in Patent Document 1, the surface of the particles of the obtained L10 type FeNi ordered alloy is exposed, so the problems described in (1) to (4) below. was found to occur.
(1)L10型のFeNi規則合金については、例えば磁石などの磁性材料として用いられるが、L10型のFeNi規則合金の粒子により構成される磁粉粒子が接触することで磁気的相互作用を引き起こす。この相互作用は、保磁力を減少させる要因となって、磁石特性の低下を招くという問題を発生させる。 (1) The L10 type FeNi ordered alloy is used as a magnetic material such as a magnet, and magnetic interaction is caused by the contact of the magnetic powder particles composed of the particles of the L10 type FeNi ordered alloy. . This interaction causes a reduction in coercive force and causes a problem of degraded magnetic properties.
(2)電気伝導性の高い磁粉粒子では、磁粉粒子間の接触によって電気伝導パスが形成されると、渦電流発生の要因になり、磁石としての特性低下を招くという問題を発生させる。 (2) In magnetic powder particles with high electric conductivity, when an electric conduction path is formed by contact between the magnetic powder particles, it becomes a cause of eddy current generation, which causes a problem of deteriorating the characteristics of the magnet.
(3)L10型のFeNi規則合金の粒子を磁粉として用い、樹脂などの複合材で磁粉を固めてボンド磁石を形成する場合、磁粉と複合材との剥離を抑制できるように、磁粉の表面が複合材に対して濡れ性の良い状態であることが求められる。このため、そのような表面状態とするための表面処理が行われるが、FeNi不規則合金の粒子の露出表面を直接表面処理することは難しい。 (3) When particles of an L10 type FeNi ordered alloy are used as magnetic powder and the magnetic powder is solidified with a composite material such as resin to form a bond magnet, the surface of the magnetic powder is is required to be in a state of good wettability to the composite material. For this reason, a surface treatment is performed to obtain such a surface state, but it is difficult to directly surface-treat the exposed surfaces of the particles of the FeNi disordered alloy.
(4)磁石の使用環境を広げるためには、磁石表面の耐候性が高く、水や塩分、さらには酸などの腐食性ガスに対しての高い化学的安定性を有していることが望ましいが、L10型のFeNi規則合金の化学的安定性は高くはない。 (4) In order to expand the usage environment of magnets, it is desirable that the magnet surface has high weather resistance and high chemical stability against water, salt, and corrosive gases such as acids. However, the chemical stability of the L10 type FeNi ordered alloy is not high.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、磁石特性の低下を抑制できると共に、ボンド磁石に適用されたとしても複合材に対する濡れ性が良好で、かつ、優れた化学的安定性を有するL10型のFeNi規則合金、その製造方法、および、FeNi規則合金を含む磁性材料を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is capable of suppressing deterioration of magnetic properties, and even when applied to a bonded magnet, exhibits good wettability with respect to composite materials and excellent chemical stability. It is an object of the present invention to provide an L10 type FeNi ordered alloy having a sintering property, a method for producing the same, and a magnetic material containing the FeNi ordered alloy.
上記目的を達成するため、請求項1に記載のFeNi規則合金は、L10型の規則構造の粒子(10)を有し、該粒子が絶縁被覆物(12、13)によって被覆されており、該粒子および絶縁被覆物の全体におけるFeNi規則合金の体積密度が80%以上である。 In order to achieve the above object, the FeNi ordered alloy according to claim 1 has L10 type ordered structure particles (10), the particles are coated with insulating coatings (12, 13), The volume density of the FeNi ordered alloy in the whole particles and insulating coating is 80% or more .
このように、L10型の規則構造の粒子の周囲が絶縁被覆物によって被覆された構造としている。これにより、磁石特性の低下を抑制できると共に、ボンド磁石に適用されたとしても複合材に対する濡れ性が良好で、かつ、優れた化学的安定性を有するFeNi規則合金にできる。 In this way, the L10 -type ordered structure particles are covered with an insulating coating. As a result, deterioration in magnetic properties can be suppressed, and even when applied to a bonded magnet, an FeNi ordered alloy having good wettability with respect to composite materials and excellent chemical stability can be obtained.
また、請求項7に記載のFeNi規則合金の製造方法は、FeNi不規則合金の粉末の粒子(20)の周囲を絶縁被覆物(12、13)で覆う絶縁被覆物形成処理を行うことと、FeNi不規則合金の粒子を窒化する窒化処理を行った後、窒化処理されたFeNi不規則合金の粒子から窒素を除去する脱窒素処理を行うことにより、周囲が絶縁被覆物で覆われたL10型のFeNi規則合金の粒子(10)を得ることと、を含んでいる。 Further , in the method for producing an FeNi ordered alloy according to claim 7 , an insulating coating forming process is performed to cover the periphery of the FeNi disordered alloy powder particles (20) with insulating coatings (12, 13). , Nitriding treatment for nitriding the FeNi disordered alloy particles, followed by denitrification treatment for removing nitrogen from the nitrided FeNi disordered alloy particles, thereby covering the periphery with an insulating coating. obtaining particles (10) of an FeNi ordered alloy of L10 type.
これらの製造方法により、L10型の規則構造の粒子を有し、該粒子の周囲が絶縁被覆物によって被覆されたL10型のFeNi規則合金を製造することができる。 By these production methods, it is possible to produce an L10 type FeNi ordered alloy having particles with an L10 type ordered structure, the periphery of which is covered with an insulating coating.
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 It should be noted that the reference numerals in parentheses attached to each component etc. indicate an example of the correspondence relationship between the component etc. and specific components etc. described in the embodiments described later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each of the following embodiments, portions that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
第1実施形態について説明する。本実施形態にかかるL10型のFeNi規則合金、すなわちFeNi超格子は、磁石材料および磁気記録材料等の磁性材料に適用されるものである。
(First embodiment)
A first embodiment will be described. The L10 type FeNi ordered alloy, that is, the FeNi superlattice according to the present embodiment is applied to magnetic materials such as magnet materials and magnetic recording materials.
L10型規則構造は、面心立方格子を基本とした格子構造で構成される。そして、図1に示されるようなL10型規則構造のFeNi規則合金の粒子10が無数に集められることで磁性材料に適用される。
The L10 -type regular structure is composed of a lattice structure based on a face-centered cubic lattice. A countless number of FeNi ordered
粒子10は、粒径が200~500nm程度、平均粒径が例えば250nm程度となっている。各粒子10は、結晶構造については任意であるが、好ましくは単結晶で構成され、単一の磁区で構成されていると良く、複数の磁区で構成されていたとしてもできるだけ磁区が少ない構成とされていると良い。粒子10の粒径が200nm未満になると、熱揺らぎの効果により保磁力が伝承し、磁石特性が低下する。また、粒子10の粒径が500nmを超えると、単一の磁区にすることが難しく、多磁区化してしまう。多磁区化すると、磁壁移動により磁化反転が生じるため保磁力が減少し、上記と同様に磁石特性の低下を招くことになる。このため、粒子10の粒径を200~500nm程度としている。
The
また、粒子10の表面には、絶縁被覆物に相当する絶縁膜12が形成されている。絶縁膜12を構成する材料としては、例えば、シリカ、チタニア、ジルコニア、イットリア、アルミナなど、III~VII族、XIII~XVI族元素の酸化物を用いることができ、その他、窒化膜などの絶縁材料で構成される膜を用いても良い。絶縁膜12の膜厚は、任意であるが、十分な絶縁性を得るために1nm以上であることが好ましく、例えば10~20nmとされている。また、絶縁膜12が厚すぎると、L10型のFeNi規則合金の粒子10および絶縁膜12中におけるFeNi規則合金の体積密度が減少する。このため、絶縁膜12で粒子10の表面を覆ったFeNi規則合金の粉末の重量もしくは体積当たりの磁気特性が目減りしてしまうため、要求する磁気特性が得られるように、絶縁膜12の膜厚の上限値を設定すれば良い。好ましくは、L10型のFeNi規則合金の粒子10および絶縁膜12中におけるFeNi規則合金の体積密度が80%以上、つまり絶縁膜12の体積密度が20%以下になるようにすると良い。
An
このような絶縁膜12を形成していることによって、粒子10の表面状態を上記した(1)~(4)の課題を解決できる状態にすることができる。以下、これについて説明する。
By forming such an
まず、粒子10の表面に非磁性である絶縁膜12が形成されていることから、本実施形態のL10型のFeNi規則合金を磁石などの磁性材料として用いる場合、粒子10により構成される磁粉粒子同士が直接接触することが抑制される。このため、磁粉粒子が接触することで磁気的相互作用を抑制できるため、磁石特性の向上を図ることが可能となる。これにより、(1)の問題を解決することが可能となる。
First, since the non-magnetic
また、本実施形態のようなFeNi規則合金の粒子10は、電気伝導性の高い磁粉粒子となる。このため、粒子10により構成される磁粉粒子間の接触によって電気伝導パスが形成されると、渦電流発生の要因になり、磁石としての特性低下を招くが、絶縁性の絶縁膜12によって磁粉粒子間の接触が抑制される。このため、(2)の問題を解決することが可能となる。
Further, the FeNi ordered
次に、L10型のFeNi規則合金の粒子10を磁粉として用い、樹脂などの複合材で磁粉を固めてボンド磁石を形成する場合、磁粉と複合材との剥離を抑制できるように、磁粉の表面が複合材に対して濡れ性の良い状態であることが求められる。したがって、本実施形態のように粒子10の表面を絶縁膜12で覆った状態において、絶縁膜12が複合材に対して濡れ性の良い状態であれば良い。これに対して、III~VII族、XIII~XVI族元素の酸化物などで構成される絶縁膜12については、水酸基を多く持つ表面状態を有しており、化学修飾し易い化学状態となっている。このため、絶縁膜12は、一般的に使用される複合材、例えばポリアミドやフェノール樹脂などに対する濡れ性がFeNi不規則合金よりも良好になっている。したがって、FeNi不規則合金の粒子10の露出表面を直接表面処理するような工程を行わなくても済み、(3)の課題を解決することが可能となる。
Next, when the L10 type FeNi ordered
さらに、磁石の使用環境を広げるためには、磁石表面の耐候性が高く、水や塩分、さらには酸などの腐食性ガスに対しての高い化学的安定性を有していることが望ましいが、L10型のFeNi規則合金の化学的安定性は高くはない。一方、本実施形態のように粒子10の表面を耐候性が高く化学的安定性の高い絶縁膜12で覆っていれば、絶縁膜12によって粒子10自体が水や塩分、さらには耐腐食性ガスに触れることが抑制され、結果的に粒子10の化学的安定性を高めることが可能となる。このため、(4)の課題を解決することができる。
Furthermore, in order to expand the usage environment of magnets, it is desirable that the magnet surface has high weather resistance and high chemical stability against water, salt, and corrosive gases such as acids. , L10 type FeNi ordered alloys are not highly chemically stable. On the other hand, if the surface of the
このように、非磁性で、絶縁性で、化学修飾し易い化学状態で、かつ、化学的安定性も高い絶縁膜12によって粒子10を覆っている。これにより、磁石特性の低下を抑制できると共に、ボンド磁石に適用したとしても、複合材に対する濡れ性が良好で、かつ優れた化学的安定性を有するFeNi不規則合金とすることが可能となる。したがって、磁石特性の良好なL10型規則構造のFeNi規則合金となり、磁石特性の良好な磁性材料として用いることが可能となる。
Thus, the
すなわち、このようなL10型規則構造のFeNi規則合金の粒子10を無数に集めて、焼結させたり、樹脂などの複合材と混ぜて成型により固めたりして磁石体を製造すれば、より強力な磁気特性を有する磁石体とすることができる。
That is, if
このようなL10型のFeNi規則合金については、例えば、FeNi不規則合金を窒化する窒化処理を行った後、窒化処理されたFeNi不規則合金から窒素を除去する脱窒素処理を行い、さらに粒子10の周囲を絶縁膜12で被覆することにより得られる。
For such an L10 type FeNi ordered alloy, for example, after performing a nitriding treatment for nitriding the FeNi disordered alloy, a denitrification treatment for removing nitrogen from the nitrided FeNi disordered alloy is performed, and then particles It is obtained by covering the circumference of 10 with an insulating
以下、このL10型のFeNi規則合金の製造方法について、図2に示される製造工程を示したフローチャートを参照して説明する。 The method for producing the L10 type FeNi ordered alloy will be described below with reference to the flowchart showing the production steps shown in FIG.
まず、図2のステップS100に示すように、L10型規則構造のFeNi規則合金の粉末を用意する。L10型規則構造のFeNi規則合金については、特許文献1に示されているような公知の方法を用いて生成することができる。 First, as shown in step S100 in FIG. 2, powder of an FeNi ordered alloy having an L10 type ordered structure is prepared. An FeNi ordered alloy with an L10 type ordered structure can be produced using a known method as disclosed in Patent Document 1.
例えば、まずは熱プラズマ法、火炎噴霧法あるいは共沈法などによりFeNi不規則合金の粉末を作成する。このFeNi不規則合金の粉末の粒子については、最終的に得たいL10型のFeNi規則合金と同様に200~500nm程度の粒径になっているのが好ましい。 For example, first, a FeNi disordered alloy powder is prepared by a thermal plasma method, a flame spray method, a coprecipitation method, or the like. The particles of the FeNi disordered alloy powder preferably have a particle diameter of about 200 to 500 nm, like the L10 type FeNi ordered alloy to be finally obtained.
次に、窒化脱窒素処理を行う。この窒化脱窒素法については、例えば上記した特許文献1に示されるように、窒化脱窒素処理装置などを用いて行うことができる。図示しないが、窒化脱窒素処理装置は、ヒータにより加熱される加熱炉としての管状炉と、管状炉内に試料を設置するためのグローブボックスと、を備えている。また、窒化脱窒素処理装置は、パージガスとしてのAr(アルゴン)、窒化処理用のNH3、および、脱窒素処理用のH2(水素)を、切り替えて管状炉へ導入するガス導入部を備えている。このような窒化脱窒素処理装置を用いて、次のようにして窒化脱窒素処理が行われる。 Next, nitriding denitrification treatment is performed. This nitriding and denitrifying method can be performed using a nitriding and denitrifying treatment apparatus or the like, as disclosed in Patent Document 1 mentioned above, for example. Although not shown, the nitriding and denitrification treatment apparatus includes a tubular furnace as a heating furnace heated by a heater, and a glove box for placing a sample in the tubular furnace. In addition, the nitriding and denitrifying apparatus includes a gas introduction part for switching between Ar (argon) as a purge gas, NH 3 for nitriding, and H 2 (hydrogen) for denitrifying, and introducing it into the tubular furnace. ing. Using such a nitriding and denitrifying treatment apparatus, the nitriding and denitrifying treatment is performed as follows.
まず、管状炉中に、用意したFeNi不規則合金の粉末の試料を設置しておく。そして、窒化処理を行う。この窒化処理では、NH3ガスを管状炉に導入して管状炉内をNH3雰囲気とし、所定温度で所定時間、FeNi不規則合金を加熱して窒化する。このとき、窒化処理によってFeNiにNが取り込まれることで結晶の規則化が起きる。好ましくは、FeNi化合物となるFeNiNが生成されるようにすると、窒化処理の段階でFeNi規則合金の金属元素配置の構造を得ることができる。 First, a prepared FeNi disordered alloy powder sample is placed in a tubular furnace. Then, nitriding treatment is performed. In this nitriding treatment, NH 3 gas is introduced into the tubular furnace to create an NH 3 atmosphere in the tubular furnace, and the FeNi disordered alloy is heated at a prescribed temperature for a prescribed period of time for nitriding. At this time, N is taken into FeNi by the nitriding treatment, and crystal ordering occurs. Preferably, when FeNiN, which is an FeNi compound, is generated, the metal element arrangement structure of the FeNi ordered alloy can be obtained at the stage of the nitriding treatment.
その後、脱窒素処理を行う。脱窒素処理では、H2ガスを加熱炉に導入して管状炉内をH2雰囲気とし、所定温度で所定時間、窒化処理されたFeNi不規則合金を加熱して窒素を除去する。このように窒素を除去することで、L10型のFeNi規則合金の粉末が得られる。そして、ステップS110~ステップS140において、絶縁被覆物形成処理を行う。 After that, denitrification treatment is performed. In the denitrification treatment, H 2 gas is introduced into the heating furnace to create an H 2 atmosphere in the tubular furnace, and the nitrided FeNi disordered alloy is heated at a predetermined temperature for a predetermined time to remove nitrogen. By removing nitrogen in this way, powder of an L10 type FeNi ordered alloy can be obtained. Then, in steps S110 to S140, an insulating coating forming process is performed.
ステップS110では、L10型のFeNi規則合金の粉末の粒子10の周囲を絶縁被覆物となる絶縁膜12によって被覆する被覆処理を行う。絶縁膜12としては、上記したように、例えば、シリカ、チタニア、ジルコニア、イットリア、アルミナなどの酸化膜を用いることができ、その他、窒化膜などの絶縁材料で構成される膜を用いても良い。絶縁膜12の構成材料と形成については、例えば、図3に示す溶媒、絶縁被覆物の材料源、添加剤の組み合わせを適用すれば良い。
In step S110, a coating process is performed to coat the periphery of the L10 type FeNi ordered
具体的には、絶縁膜12をシリカで構成する場合、水やエタノールの溶媒に絶縁被覆物の材料源となるテトラエトキシシランを添加したものにFeNi規則合金の粉末を混合し、さらに添加剤となるアンモニア(NH3)水溶液を流し入れる。これにより、テトラエトキシシランとNH3が反応してシリカが生成され、FeNi規則合金の粉末の粒子10の周囲が例えば10~20nmの厚みのシリカで被覆される。このようにして、粒子10の周囲に絶縁膜12を形成することができる。
Specifically, when the insulating
また、溶媒となる水に絶縁被覆物の材料源となるケイ酸ナトリウムを添加したものにFeNi規則合金の粉末を混合し、さらに添加剤となる塩酸(HCl)を流し入れる。これにより、ケイ酸ナトリウムとHClが反応してシリカが生成され、FeNi規則合金の粉末の粒子10の周囲が例えば10~20nmの厚みのシリカで被覆される。このようにしても、粒子10の周囲に絶縁膜12を形成することができる。
Also, powder of FeNi ordered alloy is mixed with water, which is a solvent, added with sodium silicate, which is a material source of the insulating coating, and then hydrochloric acid (HCl), which is an additive, is poured. As a result, sodium silicate reacts with HCl to produce silica, and the periphery of the
同様に、絶縁膜12をチタニアで構成する場合には、溶媒としてエタノール、絶縁被覆物の材料源としてチタンテトライソプロポキシド、添加剤としてNH3を用いることができる。絶縁膜12をアルミナで構成する場合には、溶媒として水、絶縁被覆物の材料源として硝酸アルミニウム6水和物、添加剤としてNH3を用いることができる。絶縁膜12をジルコニアで構成する場合には、溶媒として水やエタノール、絶縁被覆物の材料源としてジルコニウムエトキシド、添加剤としてNH3を用いることができる。絶縁膜12をイットリアで構成する場合には、溶媒として水、絶縁被覆物の材料源として塩化イットリウム6水和物、添加剤として水酸化ナトリウムを用いることができる。
Similarly, when the insulating
なお、この他の材料によって絶縁膜12を形成する場合についても、生成方法として知られている一般的な方法を適用し、その生成の際にFeNi規則合金の粉末を混合することで、各種材料で構成される絶縁膜12を形成できる。
In the case of forming the insulating
この後、ステップS120において、洗浄処理を行う。洗浄処理では、FeNi規則合金の粒子10を覆うために絶縁膜12を形成した際に、同時に形成された不要被覆材料を取り除く。ここでは、絶縁膜12を形成するための反応後に遠心分離を行って、固体分を回収した後、固体分に反応時の溶媒を加えて攪拌し、さらに再度遠心分離して固形分を回収するという作業を複数回繰り返すことで、不要被覆材料を取り除いている。これにより、絶縁膜12で覆われたFeNi規則合金の粒子10のみが選別される。
After that, in step S120, a cleaning process is performed. In the cleaning process, the unnecessary coating material formed at the same time as the insulating
続いて、ステップS130において焼成処理を行う。例えば、絶縁膜12で粒子10を覆ったFeNi規則合金に対して所定温度で所定時間の加熱を行うことで、絶縁膜12を焼成する。粒子10を絶縁膜12で覆っただけの状態では、絶縁膜12の結晶性が良好でない場合がある。例えば、絶縁膜12を酸化物で構成したい場合、粒子10の被覆物がステップS110の被覆処理のみでは水酸化物の状態で存在していることもあり得、これを焼成によって酸化物にすることで、絶縁膜12をより好ましい結晶構造にする。
Subsequently, a baking process is performed in step S130. For example, the insulating
この後、ステップS140において評価処理を行うことで、良品と不良品の選定を行う。例えば、走査電子顕微鏡(SEM)もしくはX線回折(XRD)による出来映え評価により、絶縁膜12が粒子10を均等に覆っているか、絶縁膜12の膜厚や結晶性が良好であるかなどの評価を行い、良品と評価されたものを磁性材料として使用する。このようにして、絶縁被覆物形成処理が終了となる。
Thereafter, in step S140, evaluation processing is performed to select non-defective products and defective products. For example, evaluation of whether the insulating
以上のようにして、本実施形態のL10型のFeNi規則合金を製造することができる。このようして製造したL10型のFeNi規則合金の粒子10は、非磁性で、絶縁性で、化学修飾し易い化学状態で、かつ、化学的安定性も高い絶縁膜12によって覆われている。このため、磁石特性の低下を抑制できると共に、ボンド磁石に適用したとしても、複合材に対する濡れ性が良好で、かつ優れた化学的安定性を有するFeNi不規則合金とすることが可能となる。したがって、磁石特性の良好なL10型規則構造のFeNi規則合金となり、磁石特性の良好な磁性材料として用いることが可能となる。
As described above, the L10 type FeNi ordered alloy of the present embodiment can be produced. The
(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して絶縁被覆物の構成を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second embodiment)
A second embodiment will be described. This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the insulating coating, and is otherwise the same as the first embodiment. Therefore, only the parts different from the first embodiment will be described.
上記第1実施形態では、絶縁被覆物として絶縁膜12を例に挙げたが、本実施形態では、粉状物を用いる。
In the above-described first embodiment, the insulating
図4に示すように、本実施形態では、L10型規則構造のFeNi規則合金の粒子10の周囲が絶縁被覆物となる粉状物の絶縁体13によって覆われた状態となっている。このような粉状物で構成される絶縁体13によって粒子10を覆うようにしても良い。その場合、絶縁体13によって粒子10の周囲の全域を完全に覆うことができず、粒子10のうち絶縁体13から露出した部分において耐候性、化学的安定性が低下し得る。しかしながら、全域ではなくても粒子10の周囲の広範囲に渡って絶縁体13で覆われることになるため、絶縁体13で覆っていない場合と比較すれば、耐候性、化学的安定性も向上することが可能となる。
As shown in FIG. 4, in this embodiment,
このように粒子10を粉状物で構成される絶縁体13で覆うようにするには、絶縁被覆物形成処理における被覆処理として、次のような処理を行えば良い。
In order to cover the
例えば、第1実施形態で説明した図3のステップS100で用意したFeNi規則合金の粉末を、溶媒に絶縁被覆材料の粉状物を混合した溶液に混入する。これにより、粒子10の周囲を絶縁体13で覆うことができる。また、溶媒に絶縁被覆材料の粉状物を混合しなくても、FeNi規則合金の粉末に絶縁被覆材料の粉状物を直接まぶすことにより、粒子10の周囲を絶縁体13で覆うこともできる。
For example, powder of the FeNi ordered alloy prepared in step S100 of FIG. 3 described in the first embodiment is mixed in a solution in which the powder of the insulating coating material is mixed with the solvent. Thereby, the periphery of the
その後は、絶縁被覆物形成処理の残りの各処理、すなわち図3のステップS120の洗浄処理、ステップS130の焼成処理、ステップS140の評価処理を経て、本実施形態にかかるL10型規則構造のFeNi規則合金を得ることができる。 After that, through the remaining processes of the insulating coating forming process, that is, the cleaning process in step S120, the firing process in step S130, and the evaluation process in step S140 in FIG. Ordered alloys can be obtained.
(第3実施形態)
第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1、第2実施形態に対してFeNi規則合金の製造方法を変更したものであり、その他については第1、第2施形態と同様であるため、第1、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第1実施形態のように絶縁膜12を適用する場合について本実施形態を適用した場合を例に挙げるが、第2実施形態のように粉状物で構成される絶縁体13を適用する場合にも本実施形態を適用できる。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described. This embodiment is different from the first and second embodiments in the method of manufacturing the FeNi ordered alloy, and is otherwise the same as the first and second embodiments. Only parts different from the form will be described. Here, the case where the present embodiment is applied to the case where the insulating
本実施形態では、FeNi規則合金を製造するために用いるFeNi不規則合金の段階で絶縁膜12を形成し、そこからFeNi不規則合金を製造する。このようなFeNi不規則合金の製造方法について、図5に示される製造工程を示したフローチャートおよび図6に示す図5の各工程と対応する粒子断面構造を示した図を参照して説明する。なお、図6は粒子断面構造を示しているが、結晶構造を見やすくするために、一部ハッチングを示していない。
In this embodiment, the insulating
まず、図5のステップS200では、上記した図3のステップS100で説明したように、周知の方法によりFeNi不規則合金の粉末を作成する。これにより、FeNi不規則合金の粉末の粒子20として、図6の状態(a)に示す状態のものを得ることができる。この粒子20は、多結晶となっており、結晶中に多くの粒界が存在した状態となっている。この粒子20の粒径については、最終的に得たいL10型のFeNi規則合金と同様に200~500nm程度の粒径になっているのが好ましい。ただし、後述する加熱処理などで緻密化などが行われ、粒径が変化し得ることから、必ずしも200~500nmの粒径になっている必要はない。
First, in step S200 of FIG. 5, as described in step S100 of FIG. 3, FeNi disordered alloy powder is prepared by a well-known method. As a result, the FeNi disordered
次に、ステップS210に示すように、絶縁被覆物形成処理を行う。具体的には、絶縁被覆物形成処理としては、第1実施形態で説明した図3のステップS110~S140の各処理を順に行う。これにより、図6の状態(b)に示すように、粒子20の周囲を絶縁膜12で覆うことができる。
Next, as shown in step S210, an insulating coating forming process is performed. Specifically, as the insulating coating forming process, the processes of steps S110 to S140 in FIG. 3 explained in the first embodiment are sequentially performed. Thereby, as shown in the state (b) of FIG. 6, the periphery of the
続いて、ステップS220に示すように、加熱処理を行う。例えば、水素を雰囲気ガスとして用い、温度を200~800℃とした加熱処理を1時間行う。このとき、上記したステップS210において、各粒子20を絶縁膜12で被覆している。このため、加熱処理を行っても隣接する粒子20同士が孤立した状態にでき、図6の状態(c)に示すように、絶縁膜12の内部において緻密化され、粒界の少ない結晶構造、好ましくは単結晶になったFeNi不規則合金の粒子20を得ることができる。なお、ここでいう「孤立した状態」とは、粒子20同士が引っ付いて一体化した状態になっておらず物理的に独立していて、互いに離れることができる状態であることを意味している。
Subsequently, as shown in step S220, heat treatment is performed. For example, heat treatment is performed at a temperature of 200 to 800° C. for one hour using hydrogen as an atmosphere gas. At this time, each
この後、ステップS230に示すように、窒化脱窒素処理を行う。この窒化脱窒素法については、第1実施形態で説明した図3のステップS110と同様の方法で行えば良い。このようにして、窒化脱窒素処理を行うことで、L10型のFeNi規則合金の粉末が得られる。すなわち、絶縁膜12によって覆われたFeNi不規則合金の粒子20が、窒化脱窒素処理により、図6の状態(d)に示すように、図1に示した構造のL10型のFeNi規則合金、つまりFeNi超格子の粒子10となる。また、孤立した状態のFeNi不規則合金の粒子20に対して窒化脱窒素処理を行っていることから、L10型のFeNi規則合金の粒子10についても、隣接する粒子10同士が孤立した状態となる。
Thereafter, as shown in step S230, a nitriding and denitrifying process is performed. This nitriding and denitrification method may be performed in the same manner as step S110 in FIG. 3 described in the first embodiment. By performing the nitriding and denitrification treatment in this way, powder of the L10 type FeNi ordered alloy is obtained. That is, the
以上のように、FeNi不規則合金の粒子20を絶縁膜12で覆ってから、窒化脱窒素処理を行うようにして、L10型のFeNi規則合金を製造しても良い。このようにしても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、加熱処理によってFeNi不規則合金の緻密化を行ってから、窒化脱窒素処理を行うことになるため、出来上がったFeNi規則合金に含まれる気孔の体積分率を低下させることが可能となり、より磁石特性の向上を図ることが可能となる。
As described above, the
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified within the scope of the claims.
例えば、上記各実施形態では窒化処理、脱窒素処理、被覆物形成処理、加熱処理の条件の一例について説明した。しかしながら、ここで説明したのは各条件の一例を示したに過ぎない。 For example, in each of the above embodiments, an example of conditions for nitriding treatment, denitrification treatment, coating formation treatment, and heat treatment has been described. However, what has been described here is only an example of each condition.
さらに、上記実施形態にかかるL10型のFeNi規則合金は、磁石材料や磁気記録材料等の磁性材料に適用されるが、このFeNi規則合金の適用範囲は、磁性材料に限定されるものではない。 Furthermore, the L10 type FeNi ordered alloy according to the above embodiment is applied to magnetic materials such as magnet materials and magnetic recording materials, but the scope of application of this FeNi ordered alloy is not limited to magnetic materials. .
10 粒子
12 絶縁膜
13 絶縁体
20 粒子
10
Claims (11)
FeNi不規則合金の粉末の粒子(20)を絶縁被覆物(12、13)で覆う絶縁被覆物形成処理を行うことと、
前記FeNi不規則合金の粒子を窒化する窒化処理を行った後、前記窒化処理された前記FeNi不規則合金の粒子から窒素を除去する脱窒素処理を行うことにより、周囲が前記絶縁被覆物で覆われたL10型のFeNi規則合金の粒子(10)を得ることと、を含むFeNi規則合金の製造方法。 A method for producing an FeNi ordered alloy having an L10 type ordered structure, comprising:
performing an insulating coating forming process of covering particles (20) of FeNi disordered alloy powder with insulating coatings (12, 13);
After performing a nitriding treatment for nitriding the particles of the FeNi disordered alloy, a denitrification treatment is performed to remove nitrogen from the particles of the FeNi disordered alloy subjected to the nitriding treatment, so that the surrounding area is covered by the insulating coating. obtaining coated L10 type FeNi ordered alloy particles (10).
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