JP2005050915A

JP2005050915A - Method for manufacturing magneto-strictive element, sintering method, and sintering sagger

Info

Publication number: JP2005050915A
Application number: JP2003203925A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ota; 正憲大田; Shiro Tomizawa; 史郎富沢; Teruo Mori; 輝夫森
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a magneto-strictive element, which improves the production yield by preventing mold cavities, and to provide a sintering method and a sintering sagger. <P>SOLUTION: The sintering sagger 10 is composed to form a flow passage 20 with a getter spacer 13 between the vessel 11 and a cover 12. Hydrogen and an atmosphere in the sintering sagger 10 are made to flow out of it through the flow passage 20, even when hydrogen is filled inside the sagger 10 as gasified by allowing hydride contained in the raw material of a molding 100 to thermally decompose due to the temperature increase of the molding 100 stored in the sintering sagger 10. In addition, the getter spacer 13 is made an oxidation getter, and, even when oxygen leaks in the sintering sagger 10, the oxidation of the molding 100 is prevented by oxidizing the getter spacer 13. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁歪素子の製造方法、水素化物を含む焼結対象物の焼結方法、およびこれらの方法に用いるのに好適な焼結用容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、リニアアクチュエータ、振動子、圧力トルクセンサ、振動センサ、ジャイロセンサ等に磁歪素子が用いられている。
この磁歪素子は、リニアアクチュエータ、振動子等に用いる場合、付与する磁界を変化させることで、磁歪素子の寸法を変化させて駆動力を発生している。また、磁歪素子を圧力トルクセンサ、振動センサ、ジャイロセンサ等に用いる場合は、外部から加わった圧力によって磁歪素子の寸法が変化し、これに伴って変化する透磁率を検出することで、センシングを行っている。
【０００３】
このような磁歪素子は、所定の組成の合金粉を磁場中成形することで成形体を形成した後、この成形体を不活性ガス雰囲気中で焼結することで製造されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−３２０３号公報（第４頁）
【０００５】
上記したような磁歪素子の焼結工程では、成形体が焼結中に酸化しやすく、また焼結の熱源となるヒータの輻射熱の影響により変色等を生じやすいため、成形物を密閉容器内に収容している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の技術においては以下のような問題が存在する。
磁歪素子となる成形体は、原料に水素化物を含んでいる。このため、焼結工程において成形体を加熱すると、水素化物が熱分解して水素ガスが発生し、これが成形体から放散する。磁歪素子となる成形体を密閉容器内に収容した状態で水素ガスが発生すると、密閉容器内に水素ガスが充満して蒸気圧が高まり、最終的には、成形体内で発生した水素ガスが成形体外に放散されにくくなる。加えて、焼結工程が進むにつれ、成形体の表面から組織の固相反応が始まり、これによって成形体内で発生した水素ガスはますます外部に出にくくなる。
その結果、最終的に得られる磁歪素子には、ガス化した水素の気泡によって巣が発生し、磁歪素子の強度低下、磁気特性の低下等を招き、歩留まりを低下させる要因となる。このような傾向は、成形体が大径であるほど顕著になる。
【０００７】
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、巣の発生を防止し、歩留まりを向上させることのできる磁歪素子の製造方法、焼結方法、焼結用容器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明の磁歪素子の製造方法は、水素化物を含む原料合金粉を磁場中成形し、成形体を得る工程と、この成形体を、内外を連通する連通部と酸素のゲッターとなる酸化ゲッターを有した容器中に収めて焼結する工程と、を含むことを特徴とする。
ここで、原料合金粉は、式（１）ＲＴ_ｙ（ここで、Ｒは１種類以上の希土類金属、Ｔは１種類以上の遷移金属であり、ｙは１＜ｙ＜４。）で示す組成を有するものとすることができる。Ｒは、Ｔｂ及びＤｙであることが好ましく、さらにＲは、式（２）Ｔｂ_ａＤｙ_{（１−ａ）}で示す組成であって、ａが、０．２７＜ａ≦０．５０の範囲にあるのが好ましい。
また、Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの中の１種以上とすることができる。
ここで、原料合金粉に水素化物が含まれている成形体を容器中に収めて焼結させると、その過程で、水素化物が熱分解し、水素ガスが成形体から放散される。容器が密閉状態であると、放散された水素ガスによって容器内の蒸気圧が上昇してしまうが、本発明によれば、容器に連通部が形成されているため、容器内の蒸気（ガス）は容器外に放出される。これにより、成形体からの水素の放散が妨げられることがない。また、連通部を通し、容器の外部から酸素が容器内に侵入する可能性があるが、酸化ゲッターを設けることで、侵入した酸素を捉え、この酸化ゲッターが酸化することで、成形体の酸化を防止できる。
【０００９】
本発明は、水素化物を含む焼結対象物の焼結方法として捉えることもできる。この方法は、焼結対象物を、内外を連通する連通部と酸素のゲッターとなる酸化ゲッターを有した容器中に収める工程と、容器を加熱し、焼結対象物を焼結させる工程と、を含み、焼結対象物を焼結させる工程では、容器内に収められた焼結対象物に含まれる水素化物の熱分解により発生し、焼結対象物から放散される水素ガスを、連通部から容器外に放出させる。
このように、焼結対象物から放散される水素ガスを、連通部から容器外に放出させることは、容器内の蒸気圧を容器外と平衡させる、という捉え方をすることもできる。
このような焼結対象物は、水素化物を含むのであれば、磁歪素子の材料に限るものではないが、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｆｅを含み、焼結により磁歪素子となる成形体とすることができる。
【００１０】
本発明は、焼結時に焼結対象物を収める焼結用容器であって、焼結用容器の内外を連通する流路と、流路を通して焼結用容器内に侵入した酸素のゲッターとなる酸化ゲッターと、を備えることを特徴とする焼結用容器として捉えることもできる。
ここで、この焼結用容器は、一部に開口した容器本体と、容器本体の開口を塞ぐ着脱自在な蓋体と、容器本体の開口を蓋体により塞いだ状態で、容器本体と蓋体との間に介在するスペーサと、を備えた構成とすることができ、スペーサにより容器本体と蓋体との間に隙間を生じさせることで流路を形成することができる。
また、スペーサを酸化ゲッターとして機能する材料で形成することもできるし、スペーサと酸化ゲッターは別体のものとすることもできる。
このスペーサをメッシュ状のメッシュ体で形成し、メッシュ体の一部を折り曲げることで容器本体と蓋体との間に隙間を生じさせることもできる。このような構成では、メッシュ体の折畳み回数を変えることで、隙間の寸法を容易に変更できる。
また、焼結用容器自体に開口部を形成することで流路を形成し、この流路にメッシュ状の酸化ゲッターを設けることもできる。酸化ゲッターをメッシュ状とすることで、水素ガス等の出入りを妨げることもなく、しかも外部から侵入しようとする酸素を抑止することができる。
これとは異なり、酸化ゲッターを、焼結用容器内に配置することもできる。この場合、酸化ゲッターは、例えば、流路と、焼結用容器内に収められた焼結対象物との間に位置するよう配置するのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
ここでまず、本実施の形態における磁歪素子の製造方法について説明する。
本実施の形態においては、式（１）ＲＴ_ｙ（ここで、Ｒは１種類以上の希土類金属、Ｔは１種類以上の遷移金属であり、ｙは１＜ｙ＜４を表す。）で示す組成の合金粉を焼結して磁歪素子を得る。
ここで、Ｒは、Ｙを含むランタノイド系列、アクチノイド系列の希土類金属から選択される１種以上を表している。これらの中で、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種以上の遷移金属を表している。これらの中で、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。
【００１２】
式（１）ＲＴ_ｙで表す合金で、ｙは、１＜ｙ＜４を表す。ＲＴ_ｙは、ｙ＝２で、ＲとＴとが形成するＲＴ_２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、ｙが１以下では、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、ｙが４以上では、ＲＴ_３相又はＲＴ_５相が多くなり、磁歪値が低下する。このため、ＲＴ_２がリッチな相を多くするために、ｙは、１＜ｙ＜４の範囲が好ましい。Ｒは、希土類金属を混合してもよく、特に、ＴｂとＤｙを混合して用いることが好ましい。
さらに、式（２）Ｔｂ_ａＤｙ_{（１−ａ）}で表される合金で、ａは０．２７＜ａ≦０．５０の範囲にあることが一層好ましい。これにより、（Ｔｂ_ａＤｙ_{（１−ａ）}）Ｔ_ｙの合金で、飽和磁歪定数が大きく、大きな磁歪値が得られる。ここで、ａが０．２７以下では室温以下では十分な磁歪値を示さず、０．５０を超えると室温付近では十分な磁歪値を示さない。Ｔは、特に、Ｆｅが好ましく、ＦｅはＴｂ、Ｄｙと（Ｔｂ、Ｄｙ）Ｆｅ_２金属間化合物を形成して、大きな磁歪値を有し磁歪特性の高い焼結体が得られる。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。
【００１３】
また、合金粉の一部に水素吸蔵処理される原料を含んでいることが好ましい。合金粉に水素を吸蔵させることにより、歪みが生じ、その内部応力によって割れが生ずる。このために、混合される合金粉は、成形体を形成する時に圧力を受け、混合した状態の内部で粉砕されて細かくなり、焼結したときに緻密な高密度焼結体を得ることができる。さらに、Ｔｂ、Ｄｙ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を形成し、焼結の進行を抑制するが、水素を吸蔵することで、酸化されにくくなる。したがって、合金粉の一部を水素吸蔵処理をして高密度焼結体を製造することができる。
ここで、水素を吸蔵する原料は、式（３）Ｄｙ_ｂＴ_{（１−ｂ）}で、ｂが０．３７≦ｂ≦１．００で表される組成であることが好ましい。ＴはＦｅ単独でも、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｎｉで置換されたものでもよい。これにより、原料の合金粉の焼結体密度を高くすることができる。
【００１４】
本実施の形態では、原料粉を６５０℃以上の昇温過程での温度区間又は／及び１１５０℃以上１２３０℃以下の安定温度区間で、水素ガス雰囲気又は水素ガス：アルゴン（Ａｒ）ガス＝Ｘ：１００−Ｘと表す式（４）におけるＸが、０＜Ｘ＜５０である水素ガス及び不活性ガスの混合雰囲気で焼結する。
ＲＴ_ｙで表す合金は、少なくとも原料粉を６５０℃以上の昇温過程で水素ガス及び不活性ガスの混合雰囲気にする。
焼結は、成形した原料粉を炉中で昇温して熱処理する。昇温速度は、３〜２０℃／ｍｉｎで行う。昇温速度が、３℃／ｍｉｎ未満では生産性が低く、昇温速度が２０℃／ｍｉｎを超えると炉中で成形した原料粉の温度が均一にならず偏析や異相が生ずる。昇温過程の６５０℃以上とするのは、残留する微量の酸素による酸化を防止するためである。
焼結は、温度をほぼ一定に保持する安定温度にして行うのが好ましい。この安定温度は、１１５０〜１２３０℃の範囲が好ましい。安定温度が１１５０℃未満では、内部歪みを除去するために長時間が必要であり効率的ではないし、安定温度が１２３０℃を超えると、ＲＴ_ｙで表される合金の融点に近くなるために焼結体が溶融することがあり、また、他のＲＴ_３相等の異相が析出することがあるからである。
【００１５】
さらに、焼結は、水素ガス雰囲気又は水素ガス：アルゴン（Ａｒ）ガス＝Ｘ：１−Ｘと表す式（３）におけるＸが、０＜Ｘ＜０．５である水素ガス及び不活性ガスの混合雰囲気下で行なうのが好ましい。
Ｒは、酸素と極めて容易に反応し、安定な希土類酸化物を形成する。これらの酸化物は、低い磁性を有するが実用上の磁性材料になるような磁気特性を示さない。高温焼結ではわずかな酸素であっても、焼結体の磁気特性を大きく低下するため、焼結等の熱処理では、特に水素ガスを含む雰囲気が好ましい。又、酸化を防ぐ雰囲気としては、不活性ガスによる雰囲気があるが、不活性ガスだけでは完全に酸素を除去することが難しく、酸素と反応性の大きい希土類金属では酸化物を形成するため、この酸化を防止するために、水素ガスと不活性ガスの混合ガスの雰囲気が好ましい。
【００１６】
水素ガスを含む還元性雰囲気としては、水素ガス：アルゴン（Ａｒ）ガス＝Ｘ：１００−Ｘと表す式（３）で、Ｘ（ｖｏｌ％）が、０＜Ｘ＜５０であることが好ましい。Ａｒガスは不活性ガスでＲを酸化することがないので水素ガスと混合して還元作用を有する雰囲気を得ることができる。このために、還元作用を有するために、Ｘ（ｖｏｌ％）は、少なくとも０＜Ｘであることがよい。また、Ｘ（ｖｏｌ％）は、５０≦Ｘでは還元作用が飽和するため、Ｘ＜５０であることがよい。ここで、昇温過程の６５０℃以上の温度区間で水素ガスとＡｒガスの混合雰囲気にすることがよく、または、安定温度区間で水素ガスとＡｒガスの混合雰囲気にすることがより好ましい。
【００１７】
磁歪素子の製造工程の流れの詳細は、以下の通りである。
まず、原料の一つとして、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｆｅを秤量して、Ａｒガスの不活性雰囲気中で溶融して、合金を製造する（以下、これを「原料Ａ」と記す。）。ここでは、原料Ａとして、例えばＴｂ_０．４Ｄｙ_０．６Ｆｅ_１．９４の組成にする。この原料Ａを、アニールする熱処理を行い、合金製造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てから、例えばアトマイザーで粉砕する。
また、原料の一つとして、Ｄｙ、Ｆｅを秤量して、Ａｒガスの不活性雰囲気中で溶融して、合金を製造する（以下、これを「原料Ｂ」と記す。）。ここでは、原料Ｂとして、例えばＤｙ_２．０Ｆｅの組成にする。この原料Ｂを、同様に、例えばアトマイザーで粉砕する。
さらに、原料の一つとして、Ｆｅを水素ガス雰囲気中で酸素を除去する還元処理を行ってから、例えばアトマイザーで粉砕して用いる（以下、これを「原料Ｃ」と記す。）。
【００１８】
次いで、得られた原料Ａ、Ｂ、Ｃを秤量した後、粉砕・混合処理して、組成を例えばＴｂ_０．３Ｄｙ_０．７Ｆｅ_１．８８にした合金粉を得る。
この後、得られた合金粉を型に入れ、所定強度、例えば８ｋＯｅの磁場中で成形し、成形体を得る。
そして、得られた成形体を、炉中で所定の温度プロファイルで昇温し、焼結体を得る。このとき、例えば、１１５０〜１２３０℃の安定温度区間で３５ｖｏｌ％水素ガスと６５ｖｏｌ％Ａｒガスの混合雰囲気で焼成を行ない、焼結体を得る。
この焼結体に対し時効処理を行った後、焼結体を所定サイズに分割することで、磁歪素子を得ることができる。
【００１９】
図１および図２は、上記したような磁歪素子の製造工程で用いる焼結用容器の構成を説明するための図である。
本実施の形態において、最終的に磁歪素子となる成形体（焼結対象物）１００は、焼結用容器（容器）１０に収められた状態で焼結される。
この図１に示すように、焼結用容器１０は、容器本体１１、蓋体１２、ゲッター・スペーサ（酸化ゲッター、スペーサ）１３、を備えて構成されている。
【００２０】
容器本体１１は、底板１１ａと、その周囲全周から上方に立ち上がる側壁１１ｂとを有し、上方に開口している。
蓋体１２は、天板１２ａと、その周囲全周から下方に延びる縁壁１２ｂとを有している。天板１２ａは、蓋体１２を容器本体１１の上部の開口を塞ぐように側壁１１ｂ上に載せた状態で、縁壁１２ｂが側壁１１ｂよりも外周側に位置し、かつ縁壁１２ｂと側壁１１ｂの間に所定寸法の隙間が形成されるような大きさとされている。
これら容器本体１１、蓋体１２は、耐熱性が高く、磁歪素子の原料と反応を生じにくい材料、例えばモリブデンによって形成されている。
【００２１】
図１〜図３に示すように、ゲッター・スペーサ１３は、例えば、メッシュ状のメッシュ体からなり、その四方の隅部１３ａは、複数回折畳まれ、また互いに対向する一対の側端部１３ｂは、略直角に折り曲げられている。
このようなゲッター・スペーサ１３は、容器本体１１を蓋体１２で塞いだ状態で、容器本体１１の上部と蓋体１２の下面との間に介在するように配置されるものである。ゲッター・スペーサ１３は、容器本体１１の上部と蓋体１２の下面との間に介在する状態では、四方の隅部１３ａが側壁１１ｂの上面に載り、一対の側端部１３ｂは、側壁１１ｂの外周側に沿い、ゲッター・スペーサ１３がずれるのを防止するようになっている。この状態で、四方の隅部１３ａは、複数回折畳まれているため、これによりゲッター・スペーサ１３の本体部１３ｃは、容器本体１１の側壁１１ｂに対し、側端部１３ｂの高さ分だけ上方に位置する状態となり、さらに蓋体１２の天板１２ａはこのゲッター・スペーサ１３上に支持されることになる。これにより、容器本体１１の側壁１１ｂの上面と蓋体１２の天板１２ａの下面との間には、焼結用容器１０の内外を連通する流路（連通部）２０が形成されることになる。
このようなゲッター・スペーサ１３は、四方の隅部１３ａを折畳む回数を変えることで、容器本体１１と蓋体１２との間に形成される流路２０の寸法（高さ）を容易に変更することができる。しかも、ゲッター・スペーサ１３は、メッシュ体からなるので、単なる板材で形成する場合に比較して四方の隅部１３ａを容易に折畳むことができる。
【００２２】
また、このゲッター・スペーサ１３は、成形体より酸化しやすく、かつ耐熱性の高い材料、例えばモリブデンで形成するのが好ましい。
ゲッター・スペーサ１３により、容器本体１１と蓋体１２との間に流路２０が形成されることで、焼結用容器１０内には、外部から酸素が侵入する可能性があるが、このゲッター・スペーサ１３が酸素の酸化ゲッターとして機能することで、成形体１００の酸化を防止する。
この流路２０の隙間の寸法ｇは、焼結用容器１０内に収める成形体１００からの水素放出量等に基づいて適宜設定すればよい。
【００２３】
成形体１００の焼結時には、上記のような構成を有する焼結用容器１０の容器本体１１内に、成形体１００を支持するセッター１５を設け、このセッター１５上に成形体１００を載せる。そして、容器本体１１上にゲッター・スペーサ１３をセットし、その上から蓋体１２を被せる。
この状態で、焼結用容器１０を炉内に入れ、例えば図４に示すような所定の温度プロファイルで炉を加熱することで、焼結用容器１０内に収められた成形体１００を焼成する。
このとき、ゲッター・スペーサ１３により、容器本体１１と蓋体１２との間には流路２０が形成されている。焼結用容器１０内に収められた成形体１００の温度上昇により、成形体１００の原料に含まれる水素化物が熱分解することでガス化した水素が焼結用容器１０内に放散しても、この水素および焼結用容器１０内の雰囲気は流路２０を介して焼結用容器１０外に流れ出ることができる。これにより、焼結用容器１０内外の蒸気圧が平衡となり、焼結用容器１０内の蒸気圧が上がりすぎて成形体１００からの水素の放散が抑制されることもなく、成形体１００の表面の固相反応が始まるまでに水素放出を完了させることができる。その結果、最終的に得られる磁歪素子に巣が生じるのを防止することができ、磁歪素子の強度、磁気特性の低下を抑えるとともに、その歩留まりを向上させることができる。
【００２４】
しかも、容器本体１１と蓋体１２との間に流路２０を形成することで、焼結時には、雰囲気置換をしてあるとはいえ微量の酸素が焼結用容器１０内に侵入してしまう可能性があるが、ゲッター・スペーサ１３を酸化ゲッターとし、このゲッター・スペーサ１３が酸化することで、成形体１００の酸化を防止することができる。
【００２５】
【実施例】
上記したような焼結用容器１０を用い、磁歪素子における巣の発生状況を確認したので、その結果を以下に示す。
まず、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、Ｔｂ_０．４Ｄｙ_０．６Ｆｅ_１．９４の組成を有する合金を製造した。そして、この原料Ａを、アニールする熱処理を行い、合金製造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てから、例えばアトマイザーで粉砕した。原料Ｂとして、Ｄｙ、Ｆｅを秤量して、Ａｒガスの不活性雰囲気中で溶融し、Ｄｙ_２．０Ｆｅの組成を有する合金を製造し、同様に、例えばアトマイザーで粉砕した。原料Ｃとして、Ｆｅを水素ガス雰囲気中で酸素を除去する還元処理を行ってから、例えばアトマイザーで粉砕した。
次いで、得られた原料Ａ、Ｂ、Ｃを秤量した後、粉砕・混合処理して、組成をＴｂ_０．３Ｄｙ_０．７Ｆｅ_１．８８にした合金粉を得た。
得られた合金粉を型に入れ、８ｋＯｅの磁場中で成形し、成形体１００を得た。成形体１００は、直径７ｍｍ、長さ１００ｍｍのスティック状とした。
得られた成形体１００を、焼結用容器１０に収めて炉中で昇温し、１１５０〜１２３０℃の安定温度区間で３５ｖｏｌ％水素ガスと６５ｖｏｌ％Ａｒガスの混合雰囲気で焼成を行ない、焼結体を得た。
【００２６】
このとき、焼結用容器１０の容器本体１１は、その内部寸法を、幅１７０ｍｍ×長さ２４０ｍｍ×高さ６０ｍｍとした。
また、ゲッター・スペーサ１３の四方の隅部１３ａの折畳み回数を変更することで、容器本体１１と蓋体１２との隙間に形成される流路２０の隙間の寸法ｇを、
条件１：０．８ｍｍ、
条件２：２．５ｍｍ、
条件３：４．８ｍｍ
の３通りとした。
【００２７】
このようにして、条件１、２、３で、各８０個の成形体１００を焼成し、得られた焼結体において、巣が発生した焼結体を計数した。
その結果が、図５に示すものである。
この図５に示すように、巣発生率（＝巣が発生した焼結体の個数／８０個）は、寸法ｇ＝０．８ｍｍとした条件１では４％、寸法ｇ＝２．５ｍｍとした条件２では２％、寸法ｇ＝４．８ｍｍとした条件３では０．８％となった。これにより、流路２０の寸法ｇを確保することで、巣の発生率が低減することが明らかである。
なお、条件１〜３では、いずれも、酸化の影響による、焼結体の変色等は認められなかった。
【００２８】
なお、上記実施の形態では、ゲッター・スペーサ１３をメッシュ体で形成し、その四方の隅部１３ａを折畳むことで、容器本体１１と蓋体１２との間に流路２０を形成する構成としたが、四方の隅部１３ａを折畳むのではなく、所定の厚さを有した別体のスペーサ（支持脚）により、容器本体１１と蓋体１２との間に流路２０を形成するようにしてもよい。この場合、ゲッター・スペーサ１３は、主に酸素の酸化ゲッターとして機能することになるため、メッシュ体はなく、板状・ブロック状等とすることもできる。
【００２９】
また、焼結用容器１０に、焼結用容器１０を放出するため内外を連通する流路と、酸素のゲッターとなる酸化ゲッターを備えるのであれば、ゲッター・スペーサ１３に代え、他の構成を採用することもできる。
例えば、図６に示すように、焼結用容器（容器）１０’の容器本体１１’の側壁１１ｂ’、あるいは蓋体１２’の天板１２ａのいずれか一方または双方（図６の例では容器本体１１’の側壁１１ｂ’のみ）に、内外を連通する開口部（連通部、流路）３０を形成し、この開口部３０に、メッシュ体からなる酸素のゲッター（酸化ゲッター）３１を設けることもできる。この場合、開口部３０の数や開口面積は、焼結用容器１０’内に収める成形体１００からの水素放出量に基づいて設定する。
【００３０】
また、図７に示すように、焼結用容器（容器）１０”の容器本体１１”、あるいは蓋体１２”のいずれか一方または双方（図７の例では蓋体１２”のみ）に、内外を連通する開口部（連通部、流路）４０を形成し、容器本体１１”内にセットされた成形体１００と開口部４０との間に、メッシュ体からなる酸素のゲッター（酸化ゲッター）４１を設けるような構成とすることも可能である。
【００３１】
さらに、容器本体１１と蓋体１２等に関しても、焼結時に成形体１００を収容することができ、焼結前後に成形体１００を出し入れできる構造であれば、他のいかなる構成であってもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、焼結用容器に内外を連通する開口部を設けることで、焼結時に成形体からの水素の放散を抑制することもなく、最終的に得られる磁歪素子等に巣が生じるのを防止することができ、その歩留まりを向上させることができる。
また、焼結用容器に、酸素のゲッターを設けることで、開口部から酸素が侵入した場合にも、成形体の酸化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における焼結用容器の構成を示す斜視展開図である。
【図２】焼結用容器の断面図である。
【図３】ゲッター・スペーサを下面側から見た斜視図である。
【図４】成形体を焼結する際の温度プロファイルの一例を示す図である。
【図５】容器本体と蓋体との隙間の寸法と巣の発生率の関係を示す図である。
【図６】焼結用容器の他の例を示す斜視図である。
【図７】焼結用容器の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０、１０’、１０”…焼結用容器（容器）、１１、１１’、１１”…容器本体、１１ｂ、１１ｂ’…側壁、１２、１２’、１２”…蓋体、１３…ゲッター・スペーサ（酸化ゲッター、スペーサ）、２０…流路（連通部）、３０、４０…開口部（連通部、流路）、３１、４１…ゲッター（酸化ゲッター）、１００…成形体（焼結対象物）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a magnetostrictive element, a method for sintering a sintered object including a hydride, and a sintering container suitable for use in these methods.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, magnetostrictive elements have been used for linear actuators, vibrators, pressure torque sensors, vibration sensors, gyro sensors, and the like.
When this magnetostrictive element is used for a linear actuator, a vibrator, or the like, a driving force is generated by changing the size of the magnetostrictive element by changing the magnetic field to be applied. When a magnetostrictive element is used for a pressure torque sensor, vibration sensor, gyro sensor, etc., the dimension of the magnetostrictive element changes due to externally applied pressure, and sensing is performed by detecting the magnetic permeability that changes accordingly. Is going.
[0003]
Such a magnetostrictive element is manufactured by forming a molded body by molding an alloy powder having a predetermined composition in a magnetic field, and then sintering the molded body in an inert gas atmosphere (for example, patents). Reference 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2003-3203 A (page 4)
[0005]
In the sintering process of the magnetostrictive element as described above, the molded body is easily oxidized during sintering, and discoloration or the like is likely to occur due to the radiant heat of the heater serving as a heat source for sintering. Contained.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, there are the following problems in the conventional techniques as described above.
A molded body to be a magnetostrictive element contains a hydride as a raw material. For this reason, if a molded object is heated in a sintering process, a hydride will thermally decompose and hydrogen gas will generate | occur | produce and this will dissipate from a molded object. When hydrogen gas is generated in a state where a molded body that becomes a magnetostrictive element is housed in a sealed container, the hydrogen gas is filled in the sealed container to increase the vapor pressure, and eventually the hydrogen gas generated in the molded body is molded. Difficult to be released outside the body. In addition, as the sintering process progresses, the solid phase reaction of the tissue starts from the surface of the molded body, which makes it more difficult for hydrogen gas generated in the molded body to go out.
As a result, in the finally obtained magnetostrictive element, a nest is generated due to gasified hydrogen bubbles, which causes a decrease in the strength of the magnetostrictive element, a decrease in magnetic characteristics, and the like, which is a factor of decreasing the yield. Such a tendency becomes more prominent as the molded body has a larger diameter.
[0007]
The present invention has been made based on such a technical problem, and provides a magnetostrictive element manufacturing method, a sintering method, and a sintering container capable of preventing the formation of nests and improving the yield. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the method of manufacturing a magnetostrictive element of the present invention includes a step of forming a raw material alloy powder containing a hydride in a magnetic field to obtain a formed body, and the formed body is connected to a communication portion that communicates the inside and the outside with oxygen. And a step of sintering in a container having an oxidized getter serving as a getter.
Here, the raw material alloy powder is a composition represented by the formula (1) RT _y (where R is one or more rare earth metals, T is one or more transition metals, and y is 1 <y <4). It can have. R is preferably Tb and Dy, and R is a composition represented by the formula (2) Tb _a Dy _(1-a) , and a is in the range of 0.27 <a ≦ 0.50. Preferably there is.
T can be one or more of Fe, Co, and Ni.
Here, when the compact containing the hydride in the raw material alloy powder is placed in a container and sintered, the hydride is thermally decomposed and hydrogen gas is diffused from the compact. When the container is in a sealed state, the vapor pressure in the container increases due to the diffused hydrogen gas. However, according to the present invention, since the communication portion is formed in the container, the vapor (gas) in the container Is released out of the container. Thereby, the diffusion of hydrogen from the molded body is not hindered. In addition, oxygen may enter the container from the outside of the container through the communication part. However, by providing an oxidation getter, the invading oxygen is captured and the oxidation getter is oxidized, thereby oxidizing the molded body. Can be prevented.
[0009]
The present invention can also be understood as a method for sintering a sintered object containing a hydride. This method includes a step of storing a sintered object in a container having a communicating portion communicating inside and outside and an oxidation getter serving as an oxygen getter, a step of heating the container and sintering the sintered object, In the step of sintering the object to be sintered, hydrogen gas generated by thermal decomposition of the hydride contained in the object to be sintered contained in the container and released from the object to be sintered is connected to the communication part. From the container.
In this way, it can be understood that releasing the hydrogen gas released from the object to be sintered out of the container from the communicating portion balances the vapor pressure in the container with the outside of the container.
Such a sintered object is not limited to a material of a magnetostrictive element as long as it contains a hydride, but can include a Tb, Dy, and Fe, and can be formed into a molded body that becomes a magnetostrictive element by sintering. .
[0010]
The present invention is a sintering container for storing an object to be sintered at the time of sintering, and serves as a flow path that communicates the inside and outside of the sintering container, and an oxygen getter that has entered the sintering container through the flow path. It can also be grasped as a sintering container characterized by comprising an oxidation getter.
Here, the sintering container includes a container body opened in part, a detachable lid that closes the opening of the container body, and a container body and lid that closes the opening of the container body. And a spacer provided between the container main body and the lid, and the flow path can be formed by creating a gap between the container body and the lid.
In addition, the spacer can be formed of a material that functions as an oxide getter, and the spacer and the oxide getter can be separated.
It is also possible to form a gap between the container body and the lid body by forming the spacer with a mesh-like mesh body and bending a part of the mesh body. In such a configuration, the size of the gap can be easily changed by changing the number of times the mesh body is folded.
It is also possible to form a flow path by forming an opening in the sintering container itself, and to provide a mesh-like oxide getter in the flow path. By making the oxide getter into a mesh shape, it is possible to inhibit oxygen from entering from the outside without hindering the entry and exit of hydrogen gas and the like.
In contrast to this, an oxidation getter can also be arranged in the sintering vessel. In this case, for example, the oxidation getter is preferably arranged so as to be positioned between the flow path and the object to be sintered housed in the sintering container.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
First, a method for manufacturing a magnetostrictive element in the present embodiment will be described.
In this embodiment, it is represented by the formula (1) RT _y (where R is one or more rare earth metals, T is one or more transition metals, and y represents 1 <y <4). A magnetostrictive element is obtained by sintering the alloy powder having the composition.
Here, R represents one or more selected from lanthanoid series and actinoid series rare earth metals including Y. Among these, as R, in particular, rare earth metals such as Nd, Pr, Sm, Tb, Dy, and Ho are preferable, and Tb and Dy are more preferable. These can be used in combination. T represents one or more transition metals. Among these, as T, transition metals such as Fe, Co, Ni, Mn, Cr, and Mo are particularly preferable, Fe, Co, and Ni are more preferable, and these can be mixed and used.
[0012]
In the alloy represented by formula (1) RT _y , _y represents 1 <y <4. RT _y is y = 2, and the RT ₂ Laves type intermetallic compound formed by R and T is suitable for a magnetostrictive element because it has a high Curie temperature and a large magnetostriction value. Here, when y is 1 or less, the RT phase is precipitated by the heat treatment after sintering, and the magnetostriction value is lowered. When y is 4 or more, the RT ₃ phase or the RT ₅ phase increases, and the magnetostriction value decreases. Therefore, in order to RT ₂ is more rich phase, y is 1 <range of y <4 is preferable. R may be mixed with rare earth metals, and it is particularly preferable to mix Tb and Dy.
Furthermore, in the alloy represented by the formula (2) Tb _a Dy _(1-a) , it is more preferable that a is in the range of 0.27 <a ≦ 0.50. Thereby, an alloy of (Tb _a Dy _(1-a) ) T _y has a large saturation magnetostriction constant and a large magnetostriction value can be obtained. Here, when a is 0.27 or less, a sufficient magnetostriction value is not exhibited at room temperature or less, and when it exceeds 0.50, a sufficient magnetostriction value is not exhibited near room temperature. T is particularly preferably Fe, and Fe forms Tb, Dy and (Tb, Dy) Fe ₂ intermetallic compound, and a sintered body having a large magnetostriction value and high magnetostriction characteristics is obtained. At this time, a part of Fe may be substituted with Co and Ni. However, Co increases magnetic anisotropy but decreases magnetic permeability, and Ni lowers the Curie temperature. In order to reduce the magnetostriction value at room temperature and high magnetic field, Fe is 70 wt% or more, more preferably 80 wt% or more.
[0013]
Further, it is preferable that a part of the alloy powder contains a raw material to be subjected to hydrogen storage treatment. By storing hydrogen in the alloy powder, distortion occurs and cracks occur due to the internal stress. For this reason, the alloy powder to be mixed is subjected to pressure when forming a compact, and is pulverized inside the mixed state to become fine, and when it is sintered, a dense high-density sintered body can be obtained. . Furthermore, since rare earths of Tb and Dy are easily oxidized, an oxide film having a high melting point is formed on the surface even if there is a slight amount of oxygen, and the progress of sintering is suppressed, but it is oxidized by occlusion of hydrogen. It becomes difficult. Therefore, a part of the alloy powder can be subjected to a hydrogen storage treatment to produce a high-density sintered body.
Here, it is preferable that the raw material which occludes hydrogen is a composition represented by formula (3) Dy _b T _(1-b) , where b is 0.37 ≦ b ≦ 1.00. T may be Fe alone, or a part of Fe may be substituted with Co or Ni. Thereby, the sintered compact density of the alloy powder of a raw material can be made high.
[0014]
In the present embodiment, the raw material powder is heated at a temperature of 650 ° C. or higher and / or at a stable temperature interval of 1150 ° C. or higher and 1230 ° C. or lower in a hydrogen gas atmosphere or hydrogen gas: argon (Ar) gas = X: Sintering is performed in a mixed atmosphere of hydrogen gas and inert gas in which X in the formula (4) expressed as 100-X is 0 <X <50.
RT alloy represented by _y is in a mixed atmosphere of hydrogen gas and inert gas at least a raw material powder at 650 ° C. or more heating process.
Sintering is performed by heating the formed raw material powder in a furnace. The heating rate is 3 to 20 ° C./min. When the rate of temperature rise is less than 3 ° C./min, the productivity is low, and when the rate of temperature rise exceeds 20 ° C./min, the temperature of the raw material powder formed in the furnace is not uniform and segregation or heterogeneous phase occurs. The reason why the temperature is raised to 650 ° C. or higher is to prevent oxidation due to a small amount of remaining oxygen.
Sintering is preferably performed at a stable temperature that keeps the temperature substantially constant. This stable temperature is preferably in the range of 1150-1230 ° C. If the stable temperature is less than 1150 ° C., it takes a long time to remove internal strain, which is not efficient, and if the stable temperature exceeds 1230 ° C., it will be close to the melting point of the alloy represented by RT _y. This is because the bonded body may melt and other phases such as other RT ₃ phases may precipitate.
[0015]
Further, the sintering is performed in a hydrogen gas atmosphere or an inert gas where X is 0 <X <0.5 in the hydrogen gas atmosphere or hydrogen gas: argon (Ar) gas = X: 1-X. It is preferable to carry out in a mixed atmosphere.
R reacts very easily with oxygen to form a stable rare earth oxide. These oxides have low magnetic properties but do not exhibit magnetic properties that make them practical magnetic materials. In high-temperature sintering, even with a slight amount of oxygen, the magnetic properties of the sintered body are greatly reduced. Therefore, in heat treatment such as sintering, an atmosphere containing hydrogen gas is particularly preferable. In addition, as an atmosphere for preventing oxidation, there is an atmosphere of an inert gas. However, it is difficult to completely remove oxygen with an inert gas alone, and a rare earth metal having a high reactivity with oxygen forms an oxide. In order to prevent oxidation, an atmosphere of a mixed gas of hydrogen gas and inert gas is preferable.
[0016]
As the reducing atmosphere containing hydrogen gas, it is preferable that X (vol%) is 0 <X <50 in the formula (3) expressed as hydrogen gas: argon (Ar) gas = X: 100-X. Since Ar gas is an inert gas and does not oxidize R, it can be mixed with hydrogen gas to obtain an atmosphere having a reducing action. For this reason, in order to have a reducing action, X (vol%) is preferably at least 0 <X. Further, X (vol%) is preferably X <50 because the reducing action is saturated when 50 ≦ X. Here, a mixed atmosphere of hydrogen gas and Ar gas is preferably set in the temperature range of 650 ° C. or higher in the temperature rising process, or a mixed atmosphere of hydrogen gas and Ar gas is more preferable in the stable temperature range.
[0017]
The details of the flow of the magnetostrictive element manufacturing process are as follows.
First, as one of the raw materials, Tb, Dy, and Fe are weighed and melted in an inert atmosphere of Ar gas to produce an alloy (hereinafter referred to as “raw material A”). Here, the raw material A has a composition of, for example, Tb _0.4 Dy _0.6 Fe _1.94 . This raw material A is subjected to a heat treatment for annealing to make the concentration distribution of each metal element uniform during the manufacture of the alloy, and after annihilating the precipitated foreign phase, it is pulverized by, for example, an atomizer.
Further, as one of the raw materials, Dy and Fe are weighed and melted in an inert atmosphere of Ar gas to produce an alloy (hereinafter referred to as “raw material B”). Here, the raw material B has a composition of, for example, Dy _2.0 Fe. Similarly, the raw material B is pulverized by, for example, an atomizer.
Further, as one of the raw materials, Fe is subjected to a reduction treatment for removing oxygen in a hydrogen gas atmosphere, and then pulverized with, for example, an atomizer (hereinafter referred to as “raw material C”).
[0018]
Next, the obtained raw materials A, B, and C are weighed and then pulverized and mixed to obtain an alloy powder having a composition of, for example, Tb _0.3 Dy _0.7 Fe _1.88 .
Thereafter, the obtained alloy powder is put into a mold and molded in a magnetic field having a predetermined strength, for example, 8 kOe to obtain a molded body.
And the obtained molded object is heated up with a predetermined | prescribed temperature profile in a furnace, and a sintered compact is obtained. At this time, for example, firing is performed in a mixed atmosphere of 35 vol% hydrogen gas and 65 vol% Ar gas in a stable temperature interval of 1150 to 1230 ° C. to obtain a sintered body.
A magnetostrictive element can be obtained by performing an aging treatment on the sintered body and then dividing the sintered body into a predetermined size.
[0019]
1 and 2 are views for explaining the configuration of a sintering container used in the manufacturing process of the magnetostrictive element as described above.
In the present embodiment, a molded body (sintering object) 100 that finally becomes a magnetostrictive element is sintered in a state of being housed in a sintering container (container) 10.
As shown in FIG. 1, the sintering container 10 includes a container body 11, a lid 12, and getter spacers (oxidized getters, spacers) 13.
[0020]
The container body 11 has a bottom plate 11a and a side wall 11b that rises upward from the entire periphery of the bottom plate 11a, and is open upward.
The lid 12 has a top plate 12a and an edge wall 12b extending downward from the entire circumference of the top plate 12a. The top plate 12a has the edge 12b positioned on the outer peripheral side of the side wall 11b with the lid 12 placed on the side wall 11b so as to close the opening at the top of the container body 11, and the edge wall 12b and the side wall 11b. The size is such that a gap of a predetermined dimension is formed between the two.
The container body 11 and the lid body 12 are formed of a material having high heat resistance and hardly causing a reaction with the raw material of the magnetostrictive element, for example, molybdenum.
[0021]
As shown in FIGS. 1 to 3, the getter spacer 13 is made of, for example, a mesh-like mesh body, and its four corners 13 a are folded a plurality of times, and a pair of side end portions 13 b facing each other are It is bent at a substantially right angle.
Such a getter spacer 13 is disposed so as to be interposed between the upper portion of the container body 11 and the lower surface of the lid body 12 in a state where the container body 11 is closed with the lid body 12. In the state where the getter spacer 13 is interposed between the upper portion of the container body 11 and the lower surface of the lid body 12, the four corner portions 13a are placed on the upper surface of the side wall 11b, and the pair of side end portions 13b are formed on the side wall 11b. Along the outer peripheral side, the getter spacer 13 is prevented from shifting. In this state, since the four corners 13a are folded a plurality of times, the main body 13c of the getter spacer 13 is thereby raised above the side wall 11b of the container main body 11 by the height of the side end 13b. The top plate 12 a of the lid 12 is supported on the getter spacer 13. Thus, a flow path (communication portion) 20 that communicates the inside and the outside of the sintering container 10 is formed between the upper surface of the side wall 11b of the container body 11 and the lower surface of the top plate 12a of the lid 12. Become.
Such a getter spacer 13 can easily change the dimension (height) of the flow path 20 formed between the container body 11 and the lid body 12 by changing the number of times the corners 13a are folded. can do. Moreover, since the getter spacer 13 is made of a mesh body, the four corners 13a can be easily folded as compared with the case where the getter spacer 13 is formed of a simple plate material.
[0022]
The getter spacer 13 is preferably made of a material that is more easily oxidized than the molded body and has high heat resistance, such as molybdenum.
Since the flow path 20 is formed between the container body 11 and the lid body 12 by the getter spacer 13, oxygen may enter the sintering container 10 from the outside. The spacer 13 functions as an oxygen oxidation getter to prevent the molded body 100 from being oxidized.
The dimension g of the gap in the flow path 20 may be set as appropriate based on the amount of hydrogen released from the molded body 100 accommodated in the sintering container 10.
[0023]
At the time of sintering the molded body 100, a setter 15 that supports the molded body 100 is provided in the container body 11 of the sintering container 10 having the above-described configuration, and the molded body 100 is placed on the setter 15. Then, a getter spacer 13 is set on the container body 11, and the lid body 12 is placed thereon.
In this state, the sintering container 10 is placed in a furnace, and the molded body 100 accommodated in the sintering container 10 is fired by heating the furnace with a predetermined temperature profile as shown in FIG. 4, for example. .
At this time, the flow path 20 is formed between the container main body 11 and the lid body 12 by the getter spacer 13. Even if the hydrogenated gas contained in the raw material of the molded body 100 is thermally decomposed due to the temperature rise of the molded body 100 accommodated in the sintering container 10, the hydrogenated gas is diffused into the sintering container 10. The hydrogen and the atmosphere in the sintering container 10 can flow out of the sintering container 10 through the flow path 20. As a result, the vapor pressure inside and outside the sintering container 10 is balanced, the vapor pressure inside the sintering container 10 is excessively increased, and the diffusion of hydrogen from the molded body 100 is not suppressed. The hydrogen release can be completed by the start of the solid phase reaction. As a result, it is possible to prevent a nest from occurring in the finally obtained magnetostrictive element, to suppress a decrease in strength and magnetic characteristics of the magnetostrictive element and to improve its yield.
[0024]
Moreover, by forming the flow path 20 between the container body 11 and the lid 12, a small amount of oxygen enters the sintering container 10 during the sintering even though the atmosphere is replaced. Although there is a possibility, the getter spacer 13 is an oxidation getter, and the getter spacer 13 is oxidized to prevent the molded body 100 from being oxidized.
[0025]
【Example】
Since the state of occurrence of nests in the magnetostrictive element was confirmed using the sintering container 10 as described above, the results are shown below.
First, as raw material A, Tb, Dy, and Fe were weighed and melted in an inert atmosphere of Ar gas to produce an alloy having a composition of Tb _0.4 Dy _0.6 Fe _1.94 . Then, this raw material A was subjected to a heat treatment for annealing, to make the concentration distribution of each metal element uniform during the manufacture of the alloy, and to dissipate the precipitated foreign phase, and then pulverized with, for example, an atomizer. As the raw material B, Dy and Fe were weighed and melted in an inert atmosphere of Ar gas to produce an alloy having a composition of Dy _2.0 Fe, and similarly pulverized by, for example, an atomizer. As a raw material C, Fe was subjected to a reduction treatment for removing oxygen in a hydrogen gas atmosphere, and then pulverized by, for example, an atomizer.
Subsequently, the obtained raw materials A, B, and C were weighed and then pulverized and mixed to obtain an alloy powder having a composition of Tb _0.3 Dy _0.7 Fe _1.88 .
The obtained alloy powder was put in a mold and molded in a magnetic field of 8 kOe to obtain a molded body 100. The molded body 100 was a stick having a diameter of 7 mm and a length of 100 mm.
The obtained molded body 100 is placed in a sintering container 10 and heated in a furnace, and fired in a mixed atmosphere of 35 vol% hydrogen gas and 65 vol% Ar gas in a stable temperature zone of 1150 to 1230 ° C. A ligature was obtained.
[0026]
At this time, the internal dimensions of the container body 11 of the sintering container 10 were 170 mm wide × 240 mm long × 60 mm high.
Further, by changing the number of times the corners 13a of the getter spacer 13 are folded, the dimension g of the gap of the flow path 20 formed in the gap between the container main body 11 and the lid body 12 is changed.
Condition 1: 0.8 mm
Condition 2: 2.5 mm,
Condition 3: 4.8 mm
The three types were as follows.
[0027]
In this way, 80 compacts 100 were fired under conditions 1, 2, and 3, and in the obtained sintered bodies, the number of sintered bodies in which nests were generated was counted.
The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the nest generation rate (= number of sintered bodies with nests generated / 80) was 4% in condition 1 where dimension g = 0.8 mm, and dimension g = 2.5 mm. Condition 2 was 2%, and condition 3 with a dimension g = 4.8 mm was 0.8%. Thereby, it is clear that the generation rate of the nest is reduced by securing the dimension g of the flow path 20.
In conditions 1 to 3, no discoloration or the like of the sintered body due to the influence of oxidation was observed.
[0028]
In the above-described embodiment, the getter spacer 13 is formed of a mesh body, and the flow path 20 is formed between the container body 11 and the lid body 12 by folding the four corners 13a. However, instead of folding the four corners 13a, the flow path 20 is formed between the container body 11 and the lid 12 by a separate spacer (support leg) having a predetermined thickness. It may be. In this case, since the getter spacer 13 mainly functions as an oxygen oxidation getter, there is no mesh body, and it can be a plate shape, a block shape, or the like.
[0029]
In addition, if the sintering vessel 10 is provided with a flow path communicating inside and outside to discharge the sintering vessel 10 and an oxidized getter serving as an oxygen getter, the getter spacer 13 is replaced with another configuration. It can also be adopted.
For example, as shown in FIG. 6, one or both of the side wall 11b ′ of the container body 11 ′ of the sintering container (container) 10 ′ and the top plate 12a of the lid 12 ′ (in the example of FIG. 6, the container An opening (communication portion, flow path) 30 that communicates inside and outside is formed in only the side wall 11b ′ of the main body 11 ′, and an oxygen getter (oxidized getter) 31 made of a mesh body is provided in the opening 30. You can also. In this case, the number of openings 30 and the opening area are set based on the amount of hydrogen released from the molded body 100 accommodated in the sintering container 10 ′.
[0030]
In addition, as shown in FIG. 7, either or both of the container main body 11 ″ and the lid body 12 ″ of the sintering container (container) 10 ″ (in the example of FIG. 7, only the lid body 12 ″) are placed inside and outside. An oxygen getter (oxidation getter) 41 made of a mesh body is formed between the opening 100 and the molded body 100 set in the container body 11 ″. It is also possible to adopt a configuration in which
[0031]
Further, the container body 11 and the lid body 12 may have any other configuration as long as the molded body 100 can be accommodated during sintering and the molded body 100 can be taken in and out before and after sintering. .
In addition to this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by providing the sintering container with the opening that communicates the inside and the outside, it is finally obtained without suppressing hydrogen diffusion from the molded body during sintering. Nesting can be prevented from occurring in the magnetostrictive element or the like, and the yield can be improved.
Further, by providing an oxygen getter in the sintering container, it is possible to prevent the molded body from being oxidized even when oxygen enters from the opening.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a sintering container in the present embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a sintering container.
FIG. 3 is a perspective view of a getter spacer as viewed from the lower surface side.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a temperature profile when a molded body is sintered.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the size of the gap between the container body and the lid and the incidence of nests.
FIG. 6 is a perspective view showing another example of a sintering container.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of a sintering container.
[Explanation of symbols]
10, 10 ', 10 "... Sintering container (container) 11, 11', 11" ... Container body, 11b, 11b '... Side wall, 12, 12', 12 "... Lid, 13 ... Getter spacer (Oxidized getter, spacer), 20 ... channel (communication portion), 30, 40 ... opening portion (communication portion, channel), 31,41 ... getter (oxidation getter), 100 ... molded body (sintered object)

Claims

Forming a raw material alloy powder containing hydride in a magnetic field to obtain a formed body;
The molded body is sintered in a container having a communicating portion communicating between the inside and the outside and an oxidation getter serving as an oxygen getter; and
A method of manufacturing a magnetostrictive element comprising:

The raw material alloy powder is a composition represented by the formula (1) RT _y (where R is one or more rare earth metals, T is one or more transition metals, and y is 1 <y <4). The method of manufacturing a magnetostrictive element according to claim 1, wherein:

3. The method of manufacturing a magnetostrictive element according to claim 2, wherein R is Tb and Dy.

The R is a composition represented by the formula (2) Tb _a Dy _(1-a) , and a is in a range of 0.27 <a ≦ 0.50. A method of manufacturing a magnetostrictive element.

5. The method of manufacturing a magnetostrictive element according to claim 2, wherein the T is one or more of Fe, Co, and Ni.

A method for sintering a sintered object including a hydride,
Storing the object to be sintered in a container having a communicating portion communicating inside and outside and an oxidation getter serving as an oxygen getter;
The container is heated, and hydrogen gas generated by thermal decomposition of the hydride contained in the object to be sintered contained in the container and released from the object to be sintered is discharged from the communicating portion to the outside of the container. A step of sintering the object to be sintered while letting it discharge;
A sintering method comprising:

The sintering method according to claim 6, wherein the object to be sintered includes Tb, Dy, and Fe, and is a molded body that becomes a magnetostrictive element by sintering.

A sintering container for storing a sintering object during sintering,
A flow path communicating between the inside and the outside of the sintering container;
An oxidation getter that serves as a getter for oxygen that has penetrated into the sintering vessel through the flow path;
A sintering container comprising:

A container body opened in part,
A detachable lid for closing the opening of the container body;
With the opening of the container body closed by the lid body, the container body is interposed between the container body and the lid body, and a gap is created between the container body and the lid body to thereby define the flow path. A spacer to be formed;
The sintering container according to claim 8, comprising:

The sintering container according to claim 9, wherein the spacer is made of a material that functions as the oxidation getter.

The said spacer is formed from a mesh-shaped mesh body, A clearance gap is produced between the said container main body and the said cover body by bending a part of the said mesh body, The Claim 9 or 10 characterized by the above-mentioned. Sintering container.

9. The sintering container according to claim 8, wherein the flow path is formed in the sintering container itself, and the mesh-shaped oxidation getter is provided in the flow path.

The sintering container according to claim 8, wherein the oxidation getter is disposed in the sintering container.

The said oxidation getter is arrange | positioned so that it may be located between the said flow path and the said sintering target object accommodated in the said container for sintering. container.