JP2011211106A5

JP2011211106A5 -

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Publication number: JP2011211106A5
Application number: JP2010079790A
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Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2030-03-30

Description

他方でNd-Fe-B系磁石では、重希土類元素を含有するフッ化物を使用することで保磁力を増加させている。上記フッ化物は主相をフッ化させる反応ではなく、主相と反応あるいは拡散するのは重希土類元素である。このような重希土類元素は高価でかつ希少であるため、重希土類元素の低減が環境保護の観点からの課題になっている。重希土類元素よりも低価格である軽希土類元素は、Sc，Yおよび原子番号５７から６２の元素であり、その一部の元素は磁性材料に使用されている。酸化物以外の鉄系磁石で最も多く量産されている材料がNd₂Fe₁₄B系であるが、耐熱性確保のためにTbやDyなどの重希土類元素の添加が必須である。また、Sm₂Fe₁₇N系磁石は、焼結ができず一般にはボンド磁石として使用されるため、性能の面での欠点がある。R₂Fe₁₇（Rは希土類元素）系合金は、キュリー温度（Tc）が低いが、炭素あるいは窒素が侵入した化合物ではキュリー温度及び磁化が高くなることから、各種磁気回路に適用されている。

具体的にはフッ素を格子間位置に配置し、格子間位置に配置するフッ素濃度を0.1から15原子％の範囲にすること、フッ素及び鉄の規則度を高めること、粒界あるいは最表面に酸フッ化物などの主相よりもエネルギー的に安定なフッ化物を形成することが挙げられる。

侵入型フッ化物を含有する磁粉あるいは結晶粒には、侵入型フッ化物以外のフッ素含有化合物が最表面の一部または粒界の一部に形成される。これは、結晶粒あるいは磁粉が
Re_l(Fe_mM_1-m)F_x 、Re_s(Fe_tM_1-t)F_y及び(Re, Fe, M)_aO_bF_cから構成されており、Re_l(Fe_mM_1-m)F_xが中心部、 Re_s(Fe_tM_1-t)F_yが外周部及び外周部の外側あるいは粒界に(Re, Fe, M)_aO_bF_cが形成されており、ReはYを含む希土類元素、Feは鉄、Fはフッ素あるいは17族の元素またはフッ素とフッ素以外の侵入型元素、Mが遷移元素であり、さらに
Re_l(Fe_mM_1-m)F_x のa軸と Re_s(Fe_tM_1-t)F_yのa軸のなす角度が平均して45度以内
あるいは
Re_l(Fe_mM_1-m)F_x のc軸と Re_s(Fe_tM_1-t)F_yのc軸のなす角度が平均して45度以内
の関係を保持することが高保磁力化に必須である。

上記特性を示すNdFe₁₂F磁石は、フッ素濃度が結晶粒界と結晶粒中心部でフッ素濃度が異なる。フッ素濃度は結晶粒界近傍で高く結晶粒中心部で低く、濃度差として0.1原子％以上認められる。このフッ素濃度差は波長分散型Ｘ線分析により確認できる。また、結晶粒界あるいは磁石表面にはNdOFやNdF ₃など体心正方晶あるいは立方晶構造をもった相が成長し、主相（NdFe₁₂F）とは異なる組成の水素、炭素や窒素などの不純物を含有するフッ化物あるいは酸フッ化物が成長する。

こうして得た磁粉を大気に曝すことなく磁界印加しつつ1 t/cm²の荷重を加え、仮成型体を作成する。これを500℃以下で圧縮成型あるいは部分焼結することで磁粉の方向がそろった異方性磁石が作成でき、20℃での磁気特性が、残留磁束密度1.5T、保磁力20kOeを示す。またフッ素化に用いることのできる化合物としてはフッ化アンモニウムのほかに、たとえばフッ化水素アンモニウム、酸性フッ化アンモニウム、トリエチルアミンやピリジンなどのアミンとフッ化水素からなる塩、フッ化セシウム、フッ化クリプトン、フッ化キセノンなどがあり、一方で使用可能な液体としてはスクアランの他に炭素数6以上のアルカン、アルケン、アルキン、カルボン酸、アルコール、ケトン、エーテル、アミン、パーフルオロアルキルエーテルなどが使用可能である。

冷却後、この混合物を1重量％水酸化カリウム水溶液中に投入するとフッ化カリウムおよびフッ化水素カリウムは水に溶解し、Sm ₂ Fe ₁₇ F _X 粉末が沈降した。そして上澄み液の除去、イオン交換水の追加、撹拌、沈降の操作を5回繰り返して洗浄し真空乾燥させてSm₂Fe₁₇F_x粉末を得た。

［実施例12］
本実施例では溶液を用いたSm ₂ Fe ₁₇ F ₃ 磁粉を用いたボンド磁石の製造方法を説明する。

加熱およびボールによる粉砕、トリエチルアミン3フッ化水素との反応によりSm₂Fe₁₇粉のフッ素化が進行し、平均粒径が0.5から5μmのフッ化物磁性粉が得られる。フッ素化は粒子表面から進行するため、粒子表面にはSmFe₁₂F_1-3が形成されているのに対し、粉末中心部はSm₂Fe₁₂F_0.01-0.1であり、両相の結晶方位差は平均45度以内である。このフッ素化された磁性粉末をバインダーであるフェノール樹脂と共に混合し、磁場中で成型固化しボンド磁石を得る。

磁性粉は、上記のボールミリングを採用せずに前記粉砕粉とフッ化アンモニウム粉とを混合して加熱し250℃、10〜100時間の熱処理によりフッ化あるいはフッ素の拡散処理、あるいはフッ化物のアルコール膨潤溶液を塗布乾燥後200〜500℃で加熱拡散させる処理により形成可能である。

粉末あるいは結晶粒の中心部はフッ素濃度が低くNd濃度も平均的に低く、粉末外周側近傍の主相で(Nd _0.75 Zr _0.25)(Fe_0.7Co_0.3)₁₀F_1-5の組成となる。主相の結晶構造は六方晶あるいは六方晶に立方晶あるいは正方晶、斜方晶、単斜方晶、菱面体晶が混在しており、粉末中心部のフッ化物よりもフッ素濃度が高濃度のフッ化物は粉末あるいは結晶粒中心部の結晶構造が相似で格子体積が異なり、高濃度のフッ化物の方が低濃度のフッ化物の格子体積よりも大きい。

レジスト剥離前にアルコールにCoを0.1原子%含有するMgF₂を膨潤させた結晶粒子を含有しない溶液を塗布し200℃に加熱することでレジストと合金膜界面にもMgF₂-0.1%Co膜を形成でき、10 x 100 x 10nmのFe-30%Co合金の外周に厚さ約1nmのMgF₂-0.1%Co膜が付着した扁平上のリボンを形成する。

一部のフッ素原子はFe-30原子％Co合金の格子間に侵入し原子間距離を拡大することにより原子磁気モーメントを増加させる。200℃以上でフッ化させると安定なFeF₂やFeF ₃などの化合物が成長しやすくなる。また100℃以下の低温ではフッ化が進行しにくい。フッ素原子が侵入したFe-30原子％Co合金はフッ素濃度0.01から１原子％で原子磁気モーメントの増加や結晶異方性エネルギーの増加が見られる。フッ素濃度1〜15原子％で一軸磁気異方性エネルギーが増加するため保磁力が増加し、フッ素濃度10原子％で5kOeの保磁力が確認された。

このような添加元素の偏在化はフッ素を含有するガス成分を用いたフッ化処理により150〜200℃の低温で進行し、添加元素としてCr, Fe, Co以外の遷移金属元素や希土類元素についても粉末あるいは粒界近傍に組成が結晶粒の寸法に近い周期で変調されて偏在化させることが可能であり、偏在化相の結晶磁気異方性が増加することにより、磁粉あるいは成形体の磁気異方性エネルギーあるいは異方性磁界が増加するため、保磁力が増加する。フッ化剤としてフッ化アンモニウムをKHF₂に変えた場合、一部の粒界あるいは表面にKCoF₃などの反強磁性相が成長し、強磁性相との交換結合が働く結果、減磁界方向の保磁力が増加する。

一部のフッ素原子はFe-30原子％Co-5原子％Zr合金の結晶粒界から結晶粒内の立方晶や六方晶の格子間や非晶質内に侵入あるいは置換し原子間距離を収縮することにより原子磁気モーメントあるいは結晶磁気異方性エネルギーを増加させる。200℃以上でフッ化させると安定な(Fe,Co)F₂や(Fe,Co)F ₃などの化合物が成長しやすくなる。また100℃以下の低温ではフッ化が進行しにくい。

本実施例において、Fe-30%Co-5%Zr-10%合金にCrを15原子％添加したFe-30%Co-15%Cr-5%Zr合金を上記と同様に鉱油中に急冷後加熱フッ化させることにより、Crが粉末表面のフッ素が多い領域に偏在化する傾向を示し、粉末中心がFeリッチ相、粉末外周部がCoCrリッチ相となる。Feリッチ相はFe70原子%からFe80〜90原子%の相、CoCrリッチ相はCo40〜70%Cr20〜40%F(フッ素)0.1〜15%の相であり、Crの偏在化により一部Feリッチ相とは異なる結晶構造のFeCoCrZrF系相が形成されることにより、保磁力が増加し残留磁束密度1.7T, 保磁力10.5kOeの磁気特性が確認できた。

本実施例のようなNd-Fe-B系あるいはSm-Fe-N系、Sm-Co系磁石の磁気特性を超える残留磁束密度を示す磁石は、以下のような場合に作成できる。その組成式は、
MxFeyCozNaFb (4)
であり、(4)式においてMは希土類元素以外の金属元素 Feは鉄、 Coはコバルト Nは希土類元素や鉄ならびにコバルト及びＭ元素以外の金属元素でフッ化物形成元素、 Fはフッ素、x+y+z+a+b=1、0.09≦x≦0.18(18原子%以下9原子%以上), y>z>a>0, b>0.001である。この組成式は磁石全体の組成を示すもので、粒界、粒界近傍、磁粉表面、磁粉表面近傍と粒中心の組成は大きく異なる。

（２）Coを使用せず、粒界近傍の磁気異方性エネルギーを高めるために、フッ素原子と鉄と電気陰性度の小さな元素の配列を一部規則化して鉄原子の電子分布に異方性を加える。このためには鉄原子からみて最隣接原子位置から第５隣接原子位置（５番目の隣接サイトにある原子）以内にフッ素原子と電気陰性度３以下の１種または複数の原子を配列させ、Fe原子の電子状態密度の分布を異方的にすることが必要である。保磁力を20kOe以上にするためには前記において、鉄原子からみて最隣接原子位置から第５隣接原子位置（５番目の隣接サイトにある原子）以内にフッ素原子と電気陰性度２以下の１種または複数の原子を配列させ、Fe原子の電子状態密度の分布を異方的にすることが必要である。この時フッ素原子位置と小電気陰性度元素が規則的に配列すること、及び小電気陰性度元素はフッ素原子の最隣接原子位置に配置していないことが重要である。このような元素の電気陰性度差を利用して鉄の電子状態密度分布を変えることにより磁気異方性エネルギーを増加させる手法は、フッ素以外にも酸素よりも電気陰性度の大きいハロゲン元素などで実現でき、残留磁束密度1.0T以上の磁性材料が実現でき、電気陰性度差を利用しFe以外のMnやCrなどの金属元素の電子状態密度を変えてスピン間の磁気的配列ならびに結合状態を変えることが可能である。Mnを使用した場合、MnとFの間にはMnⁿ⁺- F- Mn^m+という交換相互作用（m, nは異なる正数）が働き反強磁性あるいは強磁性状態になることで磁化反転制御及び磁化増加に寄与する。

微粒子の表面には(Mn_0.8Sr_0.2)(O,F)₂が成長し、その内側ではフッ素原子がMn-Sr合金の格子間位置にあるいは置換位置に配置し、Mn-F, Mn-N, Sr-F, Sr-NあるいはMn-H, Sr-Hの結合が形成され、一部Mn²⁺- F - Mn³⁺やSr²⁺ - F - Mn³⁺などの超交換結合も確認できる。フッ素濃度は加熱拡散時間により異なり、拡散時間が長いほど濃度が高くなる傾向があり、加熱時間１０時間で平均フッ素濃度5原子％である。不純物である酸素はMn_lSr_mO_nやMn_lSr_mO_nF_p(l,n,m,pは正数)を形成し酸素の原子位置の一部がフッ素で置換される。これらのフッ化物はFの原子位置により強磁性を示し、フッ素原子の最隣接から第三隣接原子位置にMn原子及びSrが配置していることでMnのスピンが平行方向にそろい、飽和磁束密度0.8T, キュリー温度650K、異方性磁界6MA/mの硬質磁性材料が形成できる。

ここで、AはMnあるいはCr, Bは電気陰性度が３以下の元素、Cは酸素、窒素、水素、ホウ素、塩素のいずれかの元素、Fはフッ素、h i j kはいずれも正数であり、h+i+j+k=1.0, h>i>j, 0.0001<k<0.3であり、フッ素の最隣接原子位置から第三隣接原子位置にA及びＢ元素が配置している構造が材料の一部に認められる。Ｂの元素が電気陰性度３を超えた場合、MnやCrの電子分布の偏りが変化し磁化が非常に小さくなる。また、フッ素が0.3(30原子％)を超えると安定な酸フッ化物やフッ化物が成長し、フッ素の最隣接原子位置から第三隣接原子位置にA及びＢ元素が配置している構造の割合が小さくなるため、飽和磁束密度は0.1〜0.5Tとなる。

［実施例30］
Fe及びCoを秤量し、Fe-60%Co合金を作成する。この合金にSmを1原子%添加し、Sm_0.01(Fe_0.4Co_0.6)_0.99を作成する。この合金とフッ化アンモニア粉末を混合後、加熱粉砕する。加熱温度200℃でフッ化アンモニアの分解生成ガスにSm_0.01(Fe_0.4Co_0.6)_0.99粉末が曝されることにより、粉砕とフッ化が進行する。フッ化はSm_0.01(Fe_0.4Co_0.6)_0.99粉の粒界で生じ、粒界を脆化させるためさらに粉砕が進行し、平均粒径が0.1から2μmにする。この磁粉の表面にはSmOFやSmF₃などのフッ化物が成長し、これらのフッ化物が形成された磁粉の内周側にTh₂Zn₁₇構造あるいは六方晶のフッ化物が成長する。Th₂Zn₁₇構造のフッ化物の格子定数はa=0.85〜0.95nm, c=1.24〜1.31nmである。また六方晶の格子定数はa=0.49〜0.52nm, c=0.41〜0.45nmである。前記Th₂Zn₁₇構造あるいは六方晶のフッ化物が厚さ1〜500nmの範囲で磁粉の最表面に成長したフッ化物の内側に成長し、さらに内側にはbcc及びfccあるいはhcp構造のFe-Co相が成長する。

［実施例33］
Fe、Mn、Tiの不純物を除去し、純度99.99%にした母合金を用いて秤量し、Fe_0.8Mn_0.1Ti_0.1合金を真空溶解後水素還元後Arガス雰囲気中で粉砕する。粉末径が100μmの粉末を酸性フッ化アンモニウム溶液と混合し、150℃に加熱してボールミルにより粉砕する。ボールミルによりFe_0.8Mn_0.1Ti_0.1合金は粉砕されると同時にフッ化が進行する。150℃で100時間のボールミル工程により、粉末径0.1〜5μmとなる。

電気陰性度の小さいTiにより、Ti原子に隣接するFeやMn原子の電子状態密度がFの影響を受けて変化する。Tiの最隣接位置にMnが配置した場合、Mnの電子はF原子に近いFe原子に引き寄せられ、Mn及びFeの電子状態密度に偏りが生じる。このような電子状態密度の偏りはMnやFeの物性に大きく影響し、Fe及びMnに磁気的な異方性が発現するとともに、スピン間結合状態も原子配置に依存して変化する。規則格子の形成により、規則格子の構成元素による原子配置と規則度に依存して保磁力が変化する。

この溶液フッ化工程を経て作成したFe-10%Co-10%F合金粉を磁場中成形後300℃に加熱成形することで、bctあるいはfct構造のFe-Co-F合金と合金粉の表面に(Fe,Co)(F,C)₂あるいは(Fe,Co)(C,F)₃が成長した粉末が密度98%で成形され、粉末表面の一部に酸フッ化物が成長する。この時、飽和磁束密度は2.3T, 残留磁束密度が1.6Tの磁石を作成可能である。

添加元素としてCr, Fe, Co以外の遷移金属元素や希土類元素についても粉末あるいは粒界近傍に組成が結晶粒の寸法に近い周期で変調されて偏在化させることが可能であり、偏在化相の結晶磁気異方性が増加することにより、磁粉あるいは成形体の磁気異方性エネルギーあるいは異方性磁界が増加するため、保磁力が増加する。

本実施例においてアルコール溶媒に変えて沸点が200℃以上の鉱油を使用することにより、鉱油中にFeF_1.7、CoF_1.6の組成物のコロイドを作成しさらにSmF₂の組成のコロイドと混合することで、固体強磁性粉末を使用せずにSm₂(Fe_0.7Co_0.3)₁₇F₃相を平均粒径1〜100nmで成長させることが可能である。さらにカーボンナノチューブなどの中空体の中にフッ化物組成の溶液を入れて結晶を成長させた後、磁場印加させることで配向させ、他の溶液や薬品でチューブを消失させた後、種々の成形手法で高密度化することにより磁石を形成できる。

［実施例36］
アルコール溶媒に溶解した鉄フッ化物からFe-F系ナノ粒子を作成する。鉄フッ化物の組成を調整し、溶液中の高次構造をもった固体粉末ではなく透明に近いフッ化物から非晶質構造を経て溶媒中にナノ粒子を形成する。ナノ粒子形成過程において溶液に10kOeの磁場を印加し、磁場印加方向に異方性を付加する。FeF_2.3の組成のコロイドが溶解したアルコール溶液を磁場中加熱することにより10kOe, 150℃で非晶質粒子が成長し、300℃で平均粒径1〜10nmのナノ粒子が容易磁化方向をもって成長する。

［実施例37］
鉱油に溶解した鉄フッ化物非晶質とコバルトフッ化物非晶質からFe-Co-F系ナノ粒子を作成する。非晶質構造の各フッ化物の組成を調整し、鉱油中の短距離秩序をもったフッ化物から微結晶の核発生を経て鉱油中にナノ粒子を形成する。上記ナノ粒子形成過程においてに100kOeの磁場を印加し、磁場印加方向にFe-F-FeあるいはFe-F-Coのようなフッ素原子とFeあるいはCo原子の配列が平行配列した構造の異方性を形成することで磁気異方性を付加する。FeF_1.5、CoF_1.4の組成が混合した鉱油またはコロイド状鉱油を磁場中加熱することにより100kOe, 150℃で結晶核が成長し、200℃で平均粒径5〜100nmのナノ粒子が容易磁化方向をもって成長する。

Ce₂Fe₁₇F_0.2, Ce₂Fe₁₇F_2,Ce₂Fe₁₇C₁F₁, Pr₂Fe₁₇F₂, Pr₂Fe₁₇C₂F₂, Nd₂Fe₁₇F_2,Nd₂Fe₁₇C₁F₁, Sm₂Fe₁₇F_0.001,Sm₂Fe₁₇F_0.02,Sm₂Fe₁₇F_0.1,Sm₂Fe₁₇F_0.2,Sm₂Fe₁₇F_0.3, Sm₂Fe₁₇F_2,Sm₂Fe₁₇F_2.9,Sm₂Fe₁₇F_3.0,Sm₂Fe₁₇F_3.5,Sm₂Fe₁₇(H_0.1F_0.9)_3.0,Sm₂Fe₁₇(C_0.1F_0.9)_3.0,Sm₂Fe₁₇(B_0.1F_0.9)_3.0, Sm₂Fe₁₇F₃N_0.1, Sm₂Fe₁₇(N_0.1F_0.9)_3.0, Sm₂Fe₁₇(H_0.05C_0.05F_0.9)_3.0, Sm₂Fe₁₇(N_0.05C_0.01F_0.94)_3.0 , Sm₂Fe_17.2F_3.0,Sm₂Fe_16.8F_3.0,Sm_2.1Fe₁₇F_3.0, Sm₂Fe₁₇H_0.2F_0.1, Sm₂Fe₁₇B_0.1F_0.1, Sm₂Fe₁₇C_0.2F_0.2, Sm₂Fe₁₇Al_0.05F_2.9, Sm₂(Fe_0.95Mn_0.05)₁₇F₃, Sm₂(Fe_0.95Mn_0.05)₁₇F_0.5, Sm₂Fe₁₇Ca_0.05F_2.9, Sm₂(Fe_0.9,Ga_0.1)₁₇F_2.9, Sm₂(Fe_0.99Ga_0.01)₁₇F_0.9, Sm₂(Fe_0.99Zr_0.01)₁₇F_1.9, Sm₂(Fe_0.99Nb_0.01)₁₇F_2.9,Sm₂(Fe_0.99V_0.01)₁₇F_3.0, Sm₂(Fe_0.99W_0.01)₁₇F_3.0, Sm₂(Fe_0.98Zr_0.01Cu_0.01)₁₇F_1.9, Sm₂(Fe_0.98Zr_0.01Al_0.01)₁₇F_1.9, Sm₂(Fe_0.95Zr_0.04Cu_0.01)₁₉F_2.9, Sm₂(Fe_0.7Co_0.2Zr_0.05Cu_0.05)₁₉F_1.5, Sm₂(Fe_0.99Ga_0.01)₁₇F_0.9, Sm₂Fe₁₇C_0.3F₁, Sm₂Fe₁₇C_0.9F₂, Sm₂Fe₁₇C_2.5F₃, (Sm_0.9Pr_0.1)₂Fe₁₇F_3.0, (Sm_0.9La_0.1)₂Fe₁₇F_3.0, (Sm_0.9Nd_0.1)₂Fe₁₇F_3.0, (Sm_0.9Ce_0.1)₂Fe₁₇F_3.0, Gd₂Fe₁₇F_2,Gd₂Fe₁₇C₂F_1.3, Tb₂Fe₁₇F_2, Tb ₂ Fe ₁₇ C ₁ F _1.1, Dy₂Fe₁₇F_2,Ho₂Fe₁₇F_2.9,Er₂Fe₁₇F_2,Er₂Fe₁₇C_0.3F₁, Tm₂Fe₁₇F_2.9,Tm₂Fe₁₇C_0.9F₁, Yb₂Fe₁₇F_2, Yb₂Fe₁₇C_0.3F₁, Y₂Fe₁₇F_2, Y₂Fe₁₇F_3,Y₂(Fe_0.9Cr_0.1)₁₇F_2,Th₂Fe₁₇F_2,Sm₂(Fe_0.7Co_0.3)₁₇F_2,Sm₂(Fe_0.65Co_0.3Mn_0.05)₁₇F_3,Sm₂(Fe_0.1Co_0.9)₁₇F_2,Sm₂(Fe_0.7Co_0.3)₁₇HF_2,Sm₂(Fe_0.7Co_0.3)₁₇C_0.1H_0.2F₂, (Sm_0.9Pr_0.1)₂(Fe_0.7Co_0.3)₁₇F₂, (Sm_0.9La_0.1)₂(Fe_0.7Co_0.3)₁₇F₂, YFe₁₁TiF_0.01-3, YFe₁₁VF_0.01-3, YFe₁₁TiN_0.2F_0.01-2, CeFe₁₁TiF_0.01-3, CeFe₁₁VF_0.01-3, CeFe₁₁TiN_0.2F_0.01-2, NdFe₁₁TiF_0.01-3, NdFe₁₁VF_0.01-3, NdFe₁₁TiN_0.2F_0.01-2, SmFe₁₁TiF_0.01-3, SmFe₁₃TiF_0.01-3, SmFe₁₅TiF_0.01-3, SmFe₁₁VF_0.01-3.3, SmFe₁₃VF_0.01-3, SmFe₁₁TiN_0.2F_0.01-2.7, SmFe₁₁TiN_0.01F_0.01-2.7, Sm(Fe_0.9Co_0.1)₁₁TiN_0.2F_0.01-2.7, Sm(Fe_0.4Co_0.6)₁₁TiN_0.2F_0.01-2.7, Sm(Fe_0.4Co_0.6)₁₃TiN_0.2F_0.01-2.7, Sm(Fe_0.4Co_0.6)₁₅TiF_0.01-2.7, Sm₃(Fe_0.4Co_0.6)₂₉TiF_0.1-3, Sm₂(Fe_0.4Co_0.6)₂₉TiF_0.1-4, Sm₁(Fe_0.4Co_0.6)₂₉TiF_0.1-4, Sm₂(Fe_0.4Co_0.6)₂₉ZrF_0.1-4, Sm₂(Fe_0.4Co_0.6)₂₉AlF_0.1-4, Sm₂(Fe_0.4Co_0.6)₂₉CaF_0.1-4, Sm₂(Fe_0.4Co_0.6)₂₉BiF_0.1-4, Sm₂(Fe_0.4Co_0.6)₂₉LiF_0.1-4, Sm₂(Fe_0.4Co_0.6)₂₉AsF_0.1-4, SmFe₁₁MoF_0.01-2.7, SmFe₁₁MoH_0.1F_0.01-2.7, GdFe₁₁TiF_0.01-3, GdFe₁₁VF_0.01-3, GdFe₁₁TiN_0.2F_0.01-2, TbFe₁₁TiF_0.01-3, TbFe₁₁VF_0.01-3, TbFe₁₁TiN_0.2F_0.01-2, DyFe₁₁TiF_0.01-3, DyFe₁₁VF_0.01-3, DyFe₁₁TiN_0.2F_0.01-2, ErFe₁₁TiF_0.01-3, ErFe₁₁VF_0.01-3, ErFe₁₁TiN_0.2F_0.01-2, YFe₁₀Si₂F_0.01-3, YFe₁₀Si₂C_0.3F_0.01-3

Claims

フッ素を含有する主相を有し、結晶粒または磁粉の中心部と表面での結晶系が同一であり、中心部と表面との結晶方位の角度差が平均45度以内であることを特徴とする磁性材料。
結晶粒または磁粉の結晶格子の侵入位置にフッ素原子の一部が配置され、結晶粒または磁粉の中心部より表面のフッ素濃度が高いか、あるいは結晶格子の大きさが中心部より表面で大きいことを特徴とする請求項１に記載の磁性材料。
請求項１において前記磁性材料が遷移金属元素を含む主相を有することを特徴とする磁性材料。
請求項３において前記遷移金属元素がTi,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zr,Nb,Moのうち少なくとも１種類以上であることを特徴とする磁性材料。
請求項１に記載の磁性材料において結晶粒または磁粉に少なくとも2種類の組成のフッ化物が形成され、フッ素原子の一部が鉄の格子間位置あるいは鉄および希土類元素以外の遷移金属元素の格子間位置に配置し、希土類元素をRE、鉄および希土類元素以外の遷移金属元素をM、フッ素をFとして、正数であるX, Y, Z, S, T, U, V, Wを用いて
RE_x(Fe_sM_T)_YF_Z+ RE_U(Fe_SM_T)_VF_W
で与えられる組成式で表現し、第一項の(Fe_SM_T)_YF_zを磁粉または結晶粒の中央部に対応させ、第二項の(Fe _S M _T ) _V F _W を磁粉または結晶粒の表面の組成に対応させたときにX<Y, Z<Y, S>T, U<V, W<V, Z<Wであることを特徴とする磁性材料。
請求項５において前記フッ化物の組成がX<Y/10, Z<3, Z<Y/4, T<0.4, S>Tであり、主相以外の強磁性を示さないフッ化物や酸フッ化物の体心正方晶あるいは六方晶構造を有する相の主相に対する体積比率が0.01から10％であることを特徴とする磁性材料。
請求項１に記載の磁性材料において磁粉または結晶粒に少なくとも二種類の組成のフッ化物が形成され、フッ素原子の一部が鉄あるいは鉄および希土類元素以外の遷移金属元素の格子間位置に配置し、鉄および希土類元素以外の遷移金属元素をM、フッ素をFとして
(Fe_SM_T)_YF_Z+ (Fe_UM_V)_WF_X
で与えられる組成式で表現し、第一項の(Fe_SM_T)_YF_Zを磁粉または結晶粒の中央部、第二項の(Fe_UM_V)_WF_Xを磁粉または結晶粒の表面の組成に対応させたときにZ<Y, X<W, Z<Xとなることを特徴とする磁性材料。
請求項７において、前記フッ化物の組成がS>T, U>Vであることを特徴とする磁性材料。
請求項１に記載の磁性材料において主相がRe_lFe_mN_n(Reは希土類元素,l,m,nは正の整数)、Re_lFe_mC_n(Reは希土類元素,l,m,nは正の整数)、Re_lFe_mB_n(Reは希土類元素,l,m,nは正の整数)、Re_lFe_m（Reは希土類元素、ｌ及びmは正の整数）又はM_lFe_m(Mは少なくとも1種のFe以外の遷移元素、Feは鉄、l, mは正の整数)であることを特徴とする磁性材料。
請求項９に記載の磁性材料において主相の結晶粒または粉末表面に希土類元素を含有する酸フッ化物が存在することを特徴とする磁性材料。
請求項１に記載の磁性材料を用いたことを特徴とするモータ。