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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-11
(45)【発行日】2022-04-19
(54)【発明の名称】フェライト焼結磁石、モータ、及び発電機
(51)【国際特許分類】
H01F 1/10 20060101AFI20220412BHJP
H02K 1/17 20060101ALI20220412BHJP
【ＦＩ】
H01F1/10
H02K1/17
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2018118100
(22)【出願日】2018-06-21
(65)【公開番号】P2019149534
(43)【公開日】2019-09-05
【審査請求日】2021-03-04
(31)【優先権主張番号】P 2018032015
(32)【優先日】2018-02-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100124062
【弁理士】
【氏名又は名称】三上 敬史
(72)【発明者】
【氏名】長岡 淳一
(72)【発明者】
【氏名】小野 裕之
(72)【発明者】
【氏名】菅原 祐一
【審査官】後藤 嘉宏
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１２／０９０９３５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０００－２２３３０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１２０４４２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｆ １／１０
Ｈ０２Ｋ １／１７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
六方晶のマグネトプランバイト型の結晶構造を有するフェライトからなる主相を含有するフェライト焼結磁石であって、Ｌａ、Ｃａ及びＦｅを含み、前記主相よりもＬａの原子比率が高く、Ｌａの原子比率がＣａの原子比率よりも高い第１副相と、
Ｌａ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｂ及びＦｅを含み、Ｃａの原子比率がＬａの原子比率よりも高く、Ｂの原子比率がＦｅよりも高く、Ｆｅの原子比率が前記主相よりも低い第２副相と、を含有し、
断面における、前記第２副相の面積比率が１％以上である、フェライト焼結磁石。
【請求項2】
前記第２副相は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｂ、及びＦｅの合計を１００原子％としたときに、Ｌａの比率が１～２５原子％、Ｃａの比率が３０～７０原子％、Ｓｉの比率が５０原子％以下、Ｂの比率が８～６０原子％、及びＦｅの比率が２０原子％以下である、請求項１に記載のフェライト焼結磁石。
【請求項3】
前記断面における、前記第１副相の面積比率が５％以下である、請求項１又は２に記載のフェライト焼結磁石。
【請求項4】
ＣａＢ２Ｏ４を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のフェライト焼結磁石。
【請求項5】
前記第２副相が前記ＣａＢ２Ｏ４を含む、請求項４に記載のフェライト焼結磁石。
【請求項6】
前記断面において、前記第２副相に含まれる前記ＣａＢ２Ｏ４の前記断面全体に対する面積比率が２％以下である、請求項４又は５に記載のフェライト焼結磁石。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか一項に記載のフェライト焼結磁石を備えるモータ。
【請求項8】
請求項１～６のいずれか一項に記載のフェライト焼結磁石を備える発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、フェライト焼結磁石、モータ、及び発電機に関する。
【背景技術】
【0002】
フェライト焼結磁石に用いられる磁性材料として、六方晶の結晶構造を有するＢａフェライト、Ｓｒフェライト及びＣａフェライトが知られている。このようなフェライトの結晶構造としては、マグネトプランバイト型（Ｍ型）、及びＷ型等が知られている。これらの中でも、モータ用等の磁石材料として、主にマグネトプランバイト型（Ｍ型）のフェライトが採用されている。Ｍ型フェライトは、通常ＡＦｅ１２Ｏ１９の一般式で表される。
【0003】
フェライト焼結磁石の磁気特性の指標としては、一般に、残留磁束密度（Ｂｒ）及び保磁力（ＨｃＪ）が用いられる。従来、Ｂｒ及びＨｃＪを向上させる観点から、フェライトの構成元素とは異なる種々の元素を添加することが試みられている。例えば、特許文献１では、ＳｉＯ２とＣａＣＯ３を添加することによって、六方晶のＭ型マグネトプランバイト構造を有するフェライト相以外に粒界相（第２相）と第３相を生成させ、磁気性能を向上することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２０１２／０９０９３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
フェライト焼結磁石の主な用途であるモータ及び発電機等は、各技術分野において小型化が図られつつある。このため、内部構造が複雑化し、磁石の設置スペースも小さくなりつつある。したがって、設置スペースを低減するために厚みを小さくすることが考えられる。しかしながら、厚みを小さくすると、反磁界によってフェライト焼結磁石が減磁することが懸念される。
【0006】
そこで、本開示は一つの側面において、十分に高い保磁力を有するフェライト焼結磁石を提供する。本開示は別の側面において、十分に高い保磁力を有するフェライト焼結磁石を備えるモータ又は発電機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示は、一つの側面において、六方晶のマグネトプランバイト型の結晶構造を有するフェライトからなる主相を含有するフェライト焼結磁石であって、Ｌａ、Ｃａ及びＦｅを含み、主相よりもＬａの原子比率が高く、Ｌａの原子比率がＣａの原子比率よりも高い第１副相と、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｂ及びＦｅを含み、Ｃａの原子比率がＬａの原子比率よりも高く、Ｂの原子比率がＦｅよりも高く、Ｆｅの原子比率が主相よりも低い第２副相と、を含有し、断面における、第２副相の面積比率が１％以上である、フェライト焼結磁石を提供する。
【0008】
上記フェライト焼結磁石は、十分に高い保磁力を有する。保磁力向上のメカニズムは必ずしも明らかではないが、以下の要因が推察される。すなわち、上記フェライト焼結磁石は、主相以外に、互いに異なる組成を有する第１副相と第２副相を有する。ここで、保磁力を向上するためには、主相の粒子間の磁気分離効果を上げることが有効であると考えられる。この磁気分離効果を上げる手段として、粒界相の厚みを大きくすることが考えられる。ところが、上記第１副相によって粒界相の厚みを大きくしても保磁力を向上することは困難である。上記フェライト焼結磁石は、第２副相を所定量含有することによって、この第２副相が粒界相の厚みを大きくすることに寄与していると考えられる。この第２副相の存在によって、高い磁気分離効果が得られ、保磁力を向上できるものと推察される。ただし、保磁力向上のメカニズムはこれに限定されない。
【0009】
上記第２副相は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｂ及びＦｅの合計を１００原子％としたときに、Ｌａの比率が１～２５原子％、Ｃａの比率が３０～７０原子％、Ｓｉの比率が５０原子％以下、Ｂの比率が８～６０原子％、及びＦｅの比率が２０原子％以下であってもよい。これによって、保磁力を一層向上することができる。
【0010】
フェライト焼結磁石の断面における、第１副相の面積比率は５％以下であってもよい。これによって、保磁力を一層高くすることができる。
【0011】
上記フェライト焼結磁石はＣａＢ２Ｏ４を含んでもよい。ＣａＢ２Ｏ４は磁性体ではないものの、融点（１１２８℃）がフェライト焼結磁石の焼成温度に近い。このため、液相焼結における濡れ性等が改善され、フェライト焼結磁石中の各元素の分散性が向上する。これによって、例えば、主相である六方晶マグネトプランバイト型フェライトのＢサイトにおけるＦｅがＣｏに置換されやすくなると考えられる。このような作用によって、フェライト焼結磁石の保磁力を一層向上することができる。
【0012】
第２副相がＣａＢ２Ｏ４を含んでもよい。第２副相は、比較的高い融点を有するＦｅの原子比率が主相よりも低く、且つ比較的低い融点を有するＣａの原子比率が高い。このような第２副相がＣａＢ２Ｏ４を含むことによって、液相焼結における濡れ性が一層向上できるものと考えられる。フェライト焼結磁石の断面に対する第２副相に含まれるＣａＢ２Ｏ４の面積比率は２％以下であってよい。
【0013】
本開示は、別の側面において、上記フェライト焼結磁石を備えるモータを提供する。本開示は、さらに別の側面において、上記フェライト焼結磁石を備える発電機を提供する。上記フェライト焼結磁石は、高い保磁力を有する。このようなフェライト焼結磁石は、モータ及び発電機等に厚みを薄くして搭載することができる。したがって、モータ又は発電機等の小型化に寄与することができる。
【発明の効果】
【0014】
本開示は、一つの側面において、十分に高い保磁力を有するフェライト焼結磁石を提供することができる。本開示は、別の側面において、十分に高い保磁力を有するフェライト焼結磁石を備えるモータ又は発電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図6】製造例６のフェライト焼結の断面において、主相に取り囲まれた第２副相及びその近傍を、ＨＲＴＥＭ（高分解能透過電子顕微鏡）で観察したときの画像である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、場合により図面を参照して、幾つかの実施形態を説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。なお、各部材の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【0017】
図１は、一実施形態に係るフェライト焼結磁石を模式的に示す斜視図である。異方性のフェライト焼結磁石１０は、端面が円弧状となるように湾曲した形状を有しており、一般にアークセグメント形状、Ｃ形形状、瓦型形状、又は弓形形状と呼ばれる形状を有している。フェライト焼結磁石１０は、例えばモータ又は発電機用の磁石として好適に用いられる。ただし、フェライト焼結磁石の形状は図１の形状に限定されるものではない。
【0018】
フェライト焼結磁石は、マグネトプランバイト型の結晶構造を有するフェライト相からなる主相を含有する。本開示において「主相」とはフェライト焼結磁石に最も多く含まれる結晶相をいう。フェライト焼結磁石において最も多く含まれる結晶相はフェライト相である。フェライト焼結磁石の断面における主相の面積割合は、例えば８０％以上であってもよく、８５％～９８％であってもよい。
【0019】
フェライト焼結磁石は、主相とは異なる結晶相（異相）として、第１副相と第２副相を有する。第１副相は、Ｌａ、Ｃａ及びＦｅを含み、主相よりもＬａの原子比率が高く、Ｌａの原子比率がＣａの原子比率よりも高い。また、第１副相のＦｅの原子比率は、主相よりも低くてもよい。第２副相は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｂ及びＦｅを含み、Ｃａの原子比率がＬａの原子比率よりも高く、Ｂの原子比率がＦｅよりも高く、Ｆｅの原子比率が主相よりも低い。
【0020】
フェライト焼結磁石における、主相、第１副相及び第２副相のそれぞれの面積比率は、フェライト焼結磁石の断面の走査型透過電子顕微鏡／エネルギー分散型Ｘ線分析（ＳＴＥＭ／ＥＤＸ）を用いて観察し、画像処理を行うことによって求めることができる。主相及び第１副相のそれぞれの組成は、ＳＴＥＭ／ＥＤＸを用いて測定することができる。第２副相の組成は、走査型透過電子顕微鏡／電子エネルギー損失分光法（ＳＴＥＭ／ＥＥＬＳ）を用いて測定することができる。
【0021】
図２は、フェライト焼結磁石の断面の一部を拡大してその微細構造を模式的に示す図である。フェライト焼結磁石１０は、主相１２、並びに主相１２の粒子間に含まれる第１副相１３及び第２副相１４を含有する。主相１２は六方晶のマグネトプランバイト型の結晶構造を有するフェライト相である。一方、第１副相１３及び第２副相１４は主相１２とは異なる結晶構造を有する異相である。第１副相は、オルソフェライトを含んでいてもよい。オルソフェライトは、希土類元素（Ｒ）と鉄元素（Ｆｅ）を含むペロブスカイト構造を有する化合物（ＲＦｅＯ３）である。
【0022】
第１副相は、Ｌａ、Ｃａ及びＦｅの合計を１００原子％としたときに、例えば、Ｌａの比率は１０～６０原子％、Ｃａの比率は０～１９原子％、及び、Ｆｅの比率は１０～６０原子％であってもよい。第１副相１３は、Ｌａ、Ｃａ及びＦｅ以外の元素を含んでもよい。そのような元素としては、例えば、Ｓｉが挙げられる。Ｌａ、Ｃａ、Ｆｅ及びＳｉの合計を１００原子％としたときに、例えば、Ｓｉの比率は０～１９原子％であってもよい。第１副相の組成は、図２に示すようなフェライト焼結磁石の断面において、少なくとも１０個の第１副相１３を任意に抽出し、それぞれの分析結果の平均値として求めることができる。
【0023】
フェライト焼結磁石の断面における第１副相の面積比率は、５％以下であってもよく、０．５～４％であってもよく、１～３％であってもよい。第１副相の面積比率が大きくなり過ぎると、十分に優れた保磁力が損なわれる場合がある。一方、第１副相の面積比率が小さくなり過ぎても、十分に優れた保磁力が損なわれる場合がある。第１副相の面積比率は、例えば、原材料を配合の際のＬａを含む原料化合物の配合割合を変えることによって調節してもよい。
【0024】
第２副相は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｂ及びＦｅを含み、Ｃａの原子比率がＬａの原子比率よりも高く、Ｂの原子比率がＦｅよりも高く、Ｆｅの原子比率が主相よりも低い。第２副相は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｂ及びＦｅの合計を１００原子％としたときに、例えば、Ｌａの比率が１～２５原子％、Ｃａの比率が３０～７０原子％、Ｓｉの比率が５０原子％以下、Ｂの比率が８～６０原子％、及び、Ｆｅの比率が２０原子％以下である。第２副相は、主相におけるＣｏの含有量を高くする観点から、Ｃｏを含まなくてもよい。第２副相は、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｆｅ及びＣｏの合計を１００原子％としたときに、Ｃｏの比率は０．５原子％以下であってもよい。これによって、主相におけるＣｏの原子比率を高くすることができる。
【0025】
第２副相において、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｂ及びＦｅの合計を１００原子％としたときに、Ｃａの原子比率とＬａの原子比率の合計は、例えば３１～９５原子％である。第２副相は、上述の元素以外の元素を含んでもよい。第２副相の組成は、図２に示すようなフェライト焼結磁石の断面において、少なくとも１０個の第２副相１４を任意に抽出し、それぞれの分析結果の平均値として求めることができる。
【0026】
フェライト焼結磁石の断面における第２副相の面積比率は１％以上である。保磁力と残留磁束密度を十分に高くする観点から、第２副相の面積比率は、例えば３～２０％であってもよく、７～１５％であってもよい。第２副相の面積比率は、原材料を配合の際のホウ素（Ｂ）を含む原料化合物の配合割合を変えることによって調節することができる。
【0027】
フェライト焼結磁石はＣａＢ２Ｏ４を含んでもよい。ＣａＢ２Ｏ４は、融点（１１２８℃）がフェライト焼結磁石の焼成温度に近いため、液相焼結における濡れ性等の改善作用がある。このため、ＣａＢ２Ｏ４を含有することによって、フェライト焼結磁石中の各元素の分散性が向上し、主相におけるＦｅがＣｏに置換されやすくなる。したがって、フェライト焼結磁石全体におけるＣｏの含有量が少ない場合であっても、主相中にＣｏを効率的に取り込むことが可能となる。これによって、Ｃｏの使用量が少なくても、フェライト焼結磁石の保磁力を十分に高くすることができる。
【0028】
ＣａＢ２Ｏ４は、例えば第２副相に含まれる。第２副相がＣａＢ２Ｏ４を含むことによって、液相焼結における濡れ性が一層向上できるものと考えられる。フェライト焼結磁石の断面全体に対する、第２副相に含まれるＣａＢ２Ｏ４の面積比率は、非磁性体の割合を抑制しつつ主相のＣｏ含有量を十分に高くする観点から、例えば２％以下であってよく、０．１～１％であってもよい。同様の観点から、第２副相に対するＣａＢ２Ｏ４の面積比率は、例えば１１％以下であってよく、１．５～６．３％であってもよい。
【0029】
フェライト焼結磁石に含まれるＣａＢ２Ｏ４は、フェライト焼結磁石の断面を、ＨＲＴＥＭ（高分解能透過電子顕微鏡）を用いて観察し、観察画像を２次元フーリエ変換して結晶面の面間隔と面角を求めて同定することができる。また、フェライト焼結磁石の断面においてＣａＢ２Ｏ４と同定された部分と第２副相の面積から、第２副相におけるＣａＢ２Ｏ４の面積比率を求めることができる。
【0030】
フェライト焼結磁石全体におけるＦｅとＣｏの合計に対するＣｏの原子比率（Ｓ）［Ｃｏ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）］は、例えば２～４であってよい。また、主相におけるＦｅとＣｏの合計に対するＣｏの原子比率（Ｐ）［Ｃｏ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）］は、例えば３～５であってよい。原子比率（Ｓ）に対する原子比率（Ｐ）の比は、１．２を超えてよく、１．３以上であってよく、１．４以上であってもよい。このように、原子比率（Ｓ）に対する原子比率（Ｐ）の比を大きくすることによって、Ｃｏの使用量を低減しても十分に高い保磁力を有するフェライト焼結磁石とすることができる。本実施形態のフェライト焼結磁石は、ＣａＢ２Ｏ４を含むことから、原子比率（Ｓ）に対する原子比率（Ｐ）の比を大きくすることができる。
【0031】
主相、第１副相及び第２副相を含有するフェライト焼結磁石の全体の組成は、下記一般式（Ｉ）で表したときに、下記式（１）、（２）及び（３）を満たすものであってもよい。一般式（Ｉ）におけるｘ、ｙ及びｍはモル基準の比率を示している。一般式（Ｉ）において、Ｒは、Ｌａ、又は、ＬａとＹを含む希土類元素から選ばれる少なくとも一種の元素とを示し、ＡはＣａ、又は、ＣａとＳｒ及びＢａの一方又は双方とからなる元素を示す。
Ｒ１－ｘＡｘＦｅｍ－ｙＣｏｙ （Ｉ）
０．２≦ｘ≦０．８ （１）
０．１≦ｙ≦０．６５ （２）
３≦ｍ＜１４ （３）
Ｒ１－ｘＡｘＦｅｍ－ｙＣｏｙ （Ｉ）
０．２≦ｘ≦０．８ （１）
０．１≦ｙ≦０．６５ （２）
３≦ｍ＜１４ （３）
【0032】
一般式（Ｉ）におけるｘは、保磁力を一層高くする観点から、０．７以下であってもよく、０．６以下であってもよい。ｘは、同様の観点から、０．２５以上であってもよく、０．３以上であってもよい。また、ｘは、不可逆低温減磁を抑制する観点から０．５５未満であってもよく、０．５以下であってもよい。一般式（Ｉ）におけるｙは、磁気特性を一層高くする観点から、０．６以下であってもよく、０．５以下であってもよい。
【0033】
一般式（Ｉ）におけるｙは、同様の観点から、０．１５以上であってもよく、０．２以上であってもよい。一般式（Ｉ）におけるｍは、保磁力を一層高くする観点から、４以上であってもよく、５以上であってもよい。一般式（Ｉ）におけるｍは、同様の観点から、１３以下であってもよく、１２以下であってもよい。一般式（Ｉ）におけるｍは、不可逆低温減磁を抑制する観点から、７．５を超えることが好ましく、８以上であることがより好ましい。一般式（Ｉ）におけるｍは、保磁力を一層高くしつつ不可逆低温減磁を抑制する観点から、８～１３であってもよく、８～１２であってもよい。
【0034】
上記フェライト焼結磁石は式（４）及び（５）を満たすことが好ましい。
０．２≦ｘ＜０．５５ （４）
７．５＜ｍ＜１４ （５）
上記式（４）及び（５）を満たすことによって、不可逆低温減磁が一層抑制され、低温における磁気特性に一層優れるフェライト焼結磁石とすることができる。
０．２≦ｘ＜０．５５ （４）
７．５＜ｍ＜１４ （５）
上記式（４）及び（５）を満たすことによって、不可逆低温減磁が一層抑制され、低温における磁気特性に一層優れるフェライト焼結磁石とすることができる。
【0035】
一般式（Ｉ）におけるＡは、磁気特性を高くする観点から、主成分としてＣａ又はＣａ及びＳｒを含むことが好ましい。ＡはＣａのみ、又は、Ｃａ及びＳｒのみからなっていてもよい。
【0036】
一般式（Ｉ）は、幾つかの実施形態において、一般式（ＩＩ）で表されるものであってもよい。一般式（Ｉ）におけるｘは、一般式（ＩＩ）におけるｘ１＋ｘ２に等しい。したがって、ｘの範囲に関する記載内容は、ｘ１＋ｘ２の範囲にも適用される。一般式（ＩＩ）において、Ｒは、Ｌａ、又は、ＬａとＹを含む希土類元素から選ばれる少なくとも一種の元素とを示し、ＥはＳｒ及びＢａからなる群より選択される少なくとも１種の元素を示す。
Ｒ１－ｘ１－ｘ２Ｃａｘ１Ｅｘ２Ｆｅｍ－ｙＣｏｙ （ＩＩ）
Ｒ１－ｘ１－ｘ２Ｃａｘ１Ｅｘ２Ｆｅｍ－ｙＣｏｙ （ＩＩ）
【0037】
フェライト焼結磁石の組成は、一般式（ＩＩ）で表したときに、下記式（６）、（７）、（８）及び（９）を満たす。一般式（ＩＩ）におけるｘ１、ｘ２、ｙ及びｍは、モル基準の比率を示している。すなわち、フェライト焼結磁石の組成は、一般式（Ｉ）で表したときに式（１）を満たしつつ、一般式（ＩＩ）で表したときに式（６）、（７）、（８）及び（９）を満たすものであってもよい。
０．１≦ｘ１≦０．６５ （６）
０≦ｘ２＜０．５ （７）
０．１≦ｙ≦０．６５ （８）
３≦ｍ＜１４ （９）
０．１≦ｘ１≦０．６５ （６）
０≦ｘ２＜０．５ （７）
０．１≦ｙ≦０．６５ （８）
３≦ｍ＜１４ （９）
【0038】
一般式（ＩＩ）におけるｘ１は、保磁力を一層高くする観点から、０．６以下であってもよく、０．５以下であってもよい。ｘ１は、同様の観点から、０．２以上であってもよく、０．３以上であってもよい。一般式（ＩＩ）におけるｘ２は、保磁力を一層高くする観点から、０．４以下であってもよく、０．３以下であってもよい。一般式（ＩＩ）におけるｘ２は、０であってもよい。
【0039】
一般式（ＩＩ）におけるｙは、磁気特性を一層高くする観点から、０．６以下であってもよく、０．５以下であってもよい。一般式（ＩＩ）におけるｙは、同様の観点から、０．１５以上であってもよく、０．２以上であってもよい。一般式（ＩＩ）におけるｍは、保磁力を一層高くする観点から、４以上であってもよく、５以上であってもよい。一般式（ＩＩ）におけるｍは、同様の観点から、１３以下であってもよく、１２以下であってもよい。一般式（ＩＩ）におけるｍは、低温における磁気特性を向上する観点から、７．５を超えることが好ましく、８以上であることがより好ましい。一般式（ＩＩ）におけるｍは、保磁力を一層高くしつつ不可逆低温減磁を抑制する観点から、８～１３であってもよく、８～１２であってもよい。
【0040】
上記フェライト焼結磁石は式（１０）及び（１１）を満たすことが好ましい。
０．２≦ｘ１＋Ｘ２＜０．５５ （１０）
７．５＜ｍ＜１４ （１１）
上記式（１０）及び（１１）を満たすことによって、不可逆低温減磁が一層抑制され、低温における磁気特性に一層優れるフェライト焼結磁石とすることができる。
０．２≦ｘ１＋Ｘ２＜０．５５ （１０）
７．５＜ｍ＜１４ （１１）
上記式（１０）及び（１１）を満たすことによって、不可逆低温減磁が一層抑制され、低温における磁気特性に一層優れるフェライト焼結磁石とすることができる。
【0041】
一般式（Ｉ）及び一般式（ＩＩ）に示される各元素の含有比率は、蛍光Ｘ線分析によって測定することができる。なお、一般式（Ｉ）及び一般式（ＩＩ）に示される各元素の含有比率は、通常、後述する配合工程における各原材料の配合比率と同一である。Ｂ（ホウ素）の含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ発光分光分析）で測定することができる。
【0042】
フェライト焼結磁石におけるＢの含有量はＢ２Ｏ３換算で０．１～０．６質量％である。磁気特性を一層高くする観点から、Ｂの上記含有量は、０．５質量％以下であってもよく、０．４質量％以下であってもよい。磁気特性を一層高くする観点から、Ｂの上記含有量は、０．１質量％を超えていてもよく、０．１１質量％以上であってもよい。Ｂの上記含有量は、第２副相の生成を促進する観点から０．１４質量％以上であってもよく、ＣａＢ２Ｏ４の生成を促進する観点から０．２０質量％を超えていてもよい。また、低温における保磁力を十分に向上する観点から、Ｂの上記含有量は０．２０質量％を超えることが好ましく、０．２１質量％以上であってもよい。第２副相の含有比率及びＣａＢ２Ｏ４の含有量を増やす観点から、Ｂの上記含有量は、０．２質量％を超え且つ０．４質量％以下であることが好ましい。
【0043】
一般式（ＩＩ）におけるＥは、磁気特性を高くする観点から、主成分としてＳｒを含むことが好ましい。ＥはＳｒのみからなっていてもよい。
【0044】
一般式（Ｉ）及び一般式（ＩＩ）におけるＲは、Ｌａ（ランタン）、又は、Ｌａ（ランタン）と、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）及びＳｍ（サマリウム）からなる群より選ばれる１種以上の元素と、を含むことが好ましい。Ｒは、Ｌａのみからなっていてもよい。
【0045】
フェライト焼結磁石は、上記一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）に示されていない元素を副成分としてＳｉを含有する。Ｓｉ以外の副成分としては、Ｎａが挙げられる。これらの副成分は、例えば、それぞれの酸化物又は複合酸化物としてフェライト焼結磁石に含まれる。
【0046】
フェライト焼結磁石におけるＳｉの含有量は、ＳｉをＳｉＯ２に換算して、例えば、３質量％以下であってもよい。磁気特性を一層高くする観点から、フェライト焼結磁石及びフェライト粒子におけるＳｉの含有量は、ＳｉをＳｉＯ２に換算して、０．３質量％未満であってもよい。同様の観点から、フェライト焼結磁石及びフェライト粒子におけるＳｉとＢの合計含有量は、ＳｉとＢをそれぞれＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３に換算して、０．１～０．８質量％であってもよく、０．２～０．５質量％であってもよい。Ｓｉ（ケイ素）の含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ発光分光分析）で測定することができる。フェライト焼結磁石及びフェライト粒子におけるＮａの含有量は、ＮａをＮａ２Ｏに換算して、例えば０～０．２質量％であってもよい。
【0047】
フェライト焼結磁石におけるＮａの含有量は、ＮａをＮａ２Ｏに換算して、例えば０．２質量％以下であってもよく、０．０１～０．１５質量％であってもよく、０．０２～０．１質量％であってもよい。
【0048】
フェライト焼結磁石には、上述の成分の他に、原料に含まれる不純物又は製造設備に由来する不可避的な成分が含まれていてもよい。このような成分としては、例えば、Ｔｉ（チタン），Ｃｒ（クロム），Ｍｎ（マンガン），Ｍｏ（モリブデン），Ｖ（バナジウム）及びＡｌ（アルミニウム）等が挙げられる。これらの成分はそれぞれの酸化物又は複合酸化物としてフェライト焼結磁石に含まれていてもよい。上述の副成分、不純物及び不可避的成分の含有量は、蛍光Ｘ線分析、又はＩＣＰ発光分光分析によって測定することができる。上述の副成分、不純物及び不可避的成分は、フェライト焼結磁石におけるフェライト結晶粒の粒界に偏析して、第１副相及び第２副相とは異なる異相を構成してもよい。
【0049】
フェライト焼結磁石における主相の組成範囲は、上述のフェライト焼結磁石の全体の組成が上述の範囲となるように設定される。
【0050】
フェライト焼結磁石における主相を含む結晶粒（フェライト粒子）の平均粒径は、例えば５μｍ以下であってもよく、４μｍ以下であってもよく、０．５～３μｍであってもよい。このような平均粒径を有することで、保磁力を一層高くすることができる。フェライト焼結磁石の結晶粒の平均粒径は、ＴＥＭ又はＳＥＭによるフェライト焼結磁石の断面の観察画像を用いて求めることができる。具体的には、数百個の結晶粒を含むＳＥＭ又はＴＥＭの観察画像において、画像処理を行って粒径分布を測定する。測定した個数基準の粒径分布から、結晶粒の粒径の個数基準の平均値を算出する。このようにして測定される平均値を、結晶粒の平均粒径とする。
【0051】
フェライト焼結磁石の２０℃における保磁力は、例えば、好ましくは４９００Ｏｅ以上であり、より好ましくは５０００Ｏｅ以上である。フェライト焼結磁石の２０℃における残留磁束密度は、好ましくは３０００Ｇ以上であり、より好ましくは３５００Ｇ以上である。フェライト焼結磁石は、保磁力（ＨｃＪ）と残留磁束密度（Ｂｒ）の両方に優れることが好ましい。
【0052】
フェライト焼結磁石の－３０℃における保磁力は、例えば、好ましくは４９００Ｏｅ以上であり、より好ましくは５０００Ｏｅ以上である。－３０℃と２０℃におけるＨｃＪの値から算出されるＨｃＪ温度係数は、－０．０６～０［％／℃］であってもよいし、－０．０１～０［％／℃］であってもよい。
【0053】
着磁させたフェライト磁石の残留磁束密度は、十分に低い温度まで冷却した後、再び元の温度に戻した時に、低下してしまうことがある。これを不可逆低温減磁という。このような不可逆低温減磁は、従来のフェライト磁石の本質的な弱点である。本実施形態のフェライト焼結磁石は、十分に高い保磁力を有することから不可逆低温減磁を抑制することができる。また、ＨｃＪ温度係数を０［％／℃］以下にすることによっても、不可逆低温減磁を抑制することができる。
【0054】
フェライト焼結磁石は、例えば、モータ又は発電機に用いることができる。より具体的には、フューエルポンプ用、パワーウィンドウ用、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）用、ファン用、ワイパ用、パワーステアリング用、アクティブサスペンション用、スタータ用、ドアロック用、電動ミラー用等の自動車用モータの磁石として使用することができる。また、ＦＤＤスピンドル用、ＶＴＲキャプスタン用、ＶＴＲ回転ヘッド用、ＶＴＲリール用、ＶＴＲローディング用、ＶＴＲカメラキャプスタン用、ＶＴＲカメラ回転ヘッド用、ＶＴＲカメラズーム用、ＶＴＲカメラフォーカス用、ラジカセ等キャプスタン用、ＣＤ／ＤＶＤ／ＭＤスピンドル用、ＣＤ／ＤＶＤ／ＭＤローディング用、ＣＤ／ＤＶＤ光ピックアップ用等のＯＡ／ＡＶ機器用モータの磁石として使用することができる。さらに、エアコンコンプレッサー用、冷凍庫コンプレッサー用、電動工具駆動用、ドライヤーファン用、シェーバー駆動用、電動歯ブラシ用等の家電機器用モータの磁石としても使用することができる。さらにまた、ロボット軸、関節駆動用、ロボット主駆動用、工作機器テーブル駆動用、工作機器ベルト駆動用等のＦＡ機器用モータの磁石としても使用することが可能である。
【0055】
図３は、モータの一実施形態を示す模式断面図である。本実施形態のモータ３０は、フェライト焼結磁石１０を備える。モータ３０は、ブラシ付き直流モータであり、有底筒状のハウジング３１（ステータ）と、ハウジング３１の内周側に同心に配置された回転可能なロータ３２と、を備える。ロータ３２は、ロータ軸３６とロータ軸３６上に固定されたロータコア３７とを備える。ハウジング３１の開口部にはブラケット３３が嵌め込まれており、ロータコアは、ハウジング３１とブラケット３３とで形成される空間内に収容されている。ロータ軸３６は、互いに対向するように、ハウジング３１の中心部とブラケット３３の中心部にそれぞれ設けられた軸受３４，３５によって回転可能に支持されている。ハウジング３１の筒部分の内周面には、２個のＣ型のフェライト焼結磁石１０が互いに対向するように固定されている。
【0056】
図４は、図３のモータ３０のＩＶ－ＩＶ線断面図である。モータ用磁石としてのフェライト焼結磁石１０は、その外周面を接着面として、ハウジング３１の内周面上に接着剤で接着されている。フェライト焼結磁石１０は、厚みを薄くすること可能であることから、ハウジング３１とロータ３２の隙間を十分に小さくすることができる。したがって、モータ３０は、その性能を維持しながら小型化することができる。
【0057】
次に、フェライト焼結磁石の製造方法の一例を説明する。以下に説明する製造方法は、配合工程、仮焼工程、粉砕工程、成形工程及び焼成工程を含む。各工程の詳細を以下に説明する。
【0058】
配合工程では、複数の原材料を配合して原料組成物を得る。原材料としては、一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）に示す元素及びホウ素からなる群から選ばれる少なくとも一つを構成元素とする１種又は２種以上を含む化合物（原料化合物）が挙げられる。原料化合物は、例えば粉末状のものが好適である。原料化合物としては、酸化物、又は焼成により酸化物となる化合物（炭酸塩、水酸化物、硝酸塩等）が挙げられる。例えばＳｒＣＯ３、Ｌａ（ＯＨ）３、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｃｏ３Ｏ４、及びＢ２Ｏ３等が例示できる。原料化合物の粉末の平均粒径は、例えば、配合を容易にする観点から、例えば０．１～２．０μｍ程度である。
【0059】
酸化ホウ素等のホウ素化合物は、他の原材料に比べて水に溶けやすく且つ加熱条件下で飛散し易い傾向にある。このため、フェライト焼結磁石におけるホウ素の含有割合に比べて、配合工程の原料組成物におけるホウ素化合物の配合割合を多くする必要がある。上記含有割合に対する配合割合の比率は、例えば１２０～３００％である。
【0060】
配合工程では、必要に応じて、副成分の原料化合物（元素単体、酸化物等）を配合してもよい。原料組成物は、例えば、各原材料を、所望とするフェライト焼結磁石が得られるように秤量し、混合した後、湿式アトライタ、ボールミル等を用い、０．１～２０時間程度、混合、粉砕処理することにより原料組成物を得ることができる。
【0061】
仮焼工程では、配合工程で得られた原料組成物を仮焼する。仮焼は、例えば、空気等の酸化性雰囲気中で行ってもよい。仮焼の温度は、例えば１１００～１４００℃であってもよく、１１００～１３００℃であってもよい。仮焼の時間は、例えば１秒間～１０時間であってもよく、１秒間～３時間であってもよい。仮焼により得られる仮焼粉（フェライト粒子）におけるフェライト相（Ｍ相）の比率は、例えば７０体積％以上であってもよく、７５体積％以上であってもよい。このフェライト相の比率は、フェライト焼結磁石におけるフェライトの主相の比率と同様にして求めることができる。
【0062】
粉砕工程では、仮焼工程により顆粒状や塊状となった仮焼粉を粉砕する。このようにしてフェライト粒子が得られる。粉砕工程は、例えば、仮焼粉を粗い粉末となるように粉砕（粗粉砕工程）した後、これを更に微細に粉砕する（微粉砕工程）、２段階の工程に分けて行ってもよい。
【0063】
粗粉砕は、例えば、振動ミル等を用いて、仮焼粉の平均粒径が０．５～５．０μｍとなるまで行うことができる。微粉砕では、粗粉砕で得られた粗粉を、さらに湿式アトライタ、ボールミル、ジェットミル等によって粉砕する。微粉砕では、得られる微粉（フェライト粒子）の平均粒径が、例えば０．０８～２．０μｍ程度となるように粉砕を行う。微粉の比表面積（例えばＢＥＴ法により求められる。）は、例えば７～１２ｍ２／ｇ程度とする。好適な粉砕時間は、粉砕方法によって異なり、例えば湿式アトライタの場合、３０分間～１０時間であり、ボールミルによる湿式粉砕では１０～５０時間である。フェライト粒子の比表面積は、市販のＢＥＴ比表面積測定装置（Ｍｏｕｎｔｅｃｈ製、商品名：ＨＭ Ｍｏｄｅｌ－１２１０）を用いて測定することができる。
【0064】
微粉砕工程では、焼成後に得られる焼結体の磁気的配向度を高めるため、例えば一般式Ｃｎ（ＯＨ）ｎＨｎ＋２で示される多価アルコールを添加してもよい。一般式におけるｎは、例えば４～１００であってもよく、４～３０であってもよい。多価アルコールとしては、例えばソルビトールが挙げられる。また、２種類以上の多価アルコールを併用してもよい。さらに、多価アルコールに加えて、他の公知の分散剤を併用してもよい。
【0065】
多価アルコールを添加する場合、その添加量は、添加対象物（例えば粗粉）に対して、例えば０．０５～５．０質量％であってもよく、０．１～３．０質量％であってもよい。なお、微粉砕工程で添加した多価アルコールは、後述する焼成工程で熱分解して除去される。
【0066】
粗粉砕工程及び／又は微粉砕工程では、副成分としてＳｉＯ２等の粉末を添加する。このような副成分を添加することによって、焼結性を向上すること、及び磁気特性を向上することができる。ただし、磁気特性を十分に高くする観点から、ＳｉＯ２の添加量は過剰にならないようにすることが好ましい。
【0067】
成形工程では、粉砕工程で得られたフェライト粒子を、磁場中で成形して、成形体を得る。成形は、乾式成形及び湿式成形のいずれの方法でも行うことができる。磁気的配向度を高くする観点からは、湿式成形で行うことが好ましい。
【0068】
湿式成形により成形する場合は、例えば上述した微粉砕工程を湿式で行うことでスラリーを得た後、このスラリーを所定の濃度に濃縮して、湿式成形用スラリーを得る。この湿式成形用スラリーを用いて成形を行うことができる。スラリーの濃縮は、遠心分離又はフィルタープレス等によって行うことができる。湿式成形用スラリーにおけるフェライト粒子の含有量は、例えば３０～８０質量％である。スラリーにおいて、フェライト粒子を分散する分散媒としては例えば水が挙げられる。スラリーには、グルコン酸、グルコン酸塩、ソルビトール等の界面活性剤を添加してもよい。分散媒としては非水系溶媒を使用してもよい。非水系溶媒としては、トルエンやキシレン等の有機溶媒を使用することができる。この場合には、オレイン酸等の界面活性剤を添加してもよい。なお、湿式成形用スラリーは、微粉砕後の乾燥状態のフェライト粒子に、分散媒等を添加することによって調製してもよい。
【0069】
湿式成形では、次いで、この湿式成形用スラリーに対し、磁場中成形を行う。その場合、成形圧力は、例えば９．８～４９ＭＰａ（０．１～０．５ｔｏｎ／ｃｍ２）である。印加する磁場は、例えば３９８～１１９４ｋＡ／ｍ（５～１５ｋＯｅ）である。
【0070】
焼成工程では、成形工程で得られた成形体を焼成してフェライト焼結磁石を得る。成形体の焼成は、大気中等の酸化性雰囲気中で行うことができる。焼成温度は、例えば１０５０～１２７０℃であってもよく、１０８０～１２４０℃であってもよい。また、焼成時間（焼成温度に保持する時間）は、例えば０．５～３時間である。
【0071】
焼成工程では、焼成温度まで到達させる前に、例えば室温から１００℃程度まで、０．５℃／分程度の昇温速度で加熱してもよい。これによって、焼結が進行する前に成形体を十分に乾燥することができる。また、成形工程で添加した界面活性剤を十分に除去することができる。なお、これらの処理は、焼成工程のはじめに行ってもよく、焼成工程よりも前に別途行っておいてもよい。
【0072】
このようにしてフェライト焼結磁石を製造することができる。ただし、フェライト焼結磁石の製造方法は、上述の例に限定されない。例えば、成形工程及び焼成工程は、以下の手順で行ってもよい。すなわち、成形工程は、ＣＩＭ（Ｃｅｒａｍｉｃ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ（セラミック射出成形）成形法、又は、ＰＩＭ（Ｐｏｗｄｅｒ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ、粉末射出成形の一種）で行ってもよい。ＣＩＭ成形法では、まず、乾燥させたフェライト粒子をバインダ樹脂とともに加熱混練してペレットを形成する。このペレットを、磁場が印加された金型内で射出成形して予備成形体を得る。この予備成形体を脱バインダ処理することによって成形体が得られる。より詳細な手順を以下に説明する。
【0073】
湿式粉砕で得られたフェライト粒子を含む微粉砕スラリーを乾燥させる。乾燥温度は、例えば８０～１５０℃であってもよく、１００～１２０℃であってもよい。乾燥時間は、１～４０時間あってもよく、５～２５時間であってもよい。乾燥後の磁性粉末の一次粒子の平均粒径は、例えば０．０８～２μｍであってもよく、０．１～１μｍであってもよい。
【0074】
乾燥後のフェライト粒子を、バインダ樹脂、ワックス類、滑剤、可塑剤、及び昇華性化合物等の有機成分と共に混練し、ペレタイザなどで、ペレットに成形する。有機成分は、成形体中に、例えば３５～６０体積％含まれていてもよく、４０～５５体積％含まれていてもよい。混練は、例えば、ニーダーなどで行えばよい。ペレタイザとしては、例えば、２軸１軸押出機が用いられる。混練及びペレット成形は、使用する有機成分の溶融温度に応じて、加熱しながら実施してもよい。
【0075】
バインダ樹脂としては、熱可塑性樹脂などの高分子化合物が用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、アタクチックポリプロピレン、アクリルポリマー、ポリスチレン、及びポリアセタール等が挙げられる。
【0076】
ワックス類としては、カルナバワックス、モンタンワックス、蜜蝋などの天然ワックス以外に、パラフィンワックス、ウレタン化ワックス、及びポリエチレングリコール等の合成ワックスが用いられる。
【0077】
滑剤としては、例えば、脂肪酸エステル等が挙げられる。可塑剤としては、例えば、フタル酸エステルが挙げられる。
【0078】
バインダ樹脂の添加量は、フェライト粒子１００質量％に対して、例えば３～２０質量％である。ワックス類の添加量は、フェライト粒子１００質量％に対して、例えば３～２０質量％である。滑剤の添加量は、フェライト粒子１００質量％に対して、例えば０．１～５質量％である。可塑剤の添加量は、バインダ樹脂１００質量％に対して、例えば０．１～５質量％である。
【0079】
次に、通常の磁場射出成形装置にペレットを導入し、所定形状のキャビティを有する金型内に射出成形する。金型への射出前に、金型には磁場が印加される。ペレットは、押出機の内部で、たとえば１６０～２３０℃に加熱溶融され、スクリューにより金型のキャビティ内に射出される。金型の温度は、例えば２０～８０℃である。金型への印加磁場は３９８～１５９２ｋＡ／ｍ（５～２０ｋＯｅ）程度とすればよい。このようにして磁場射出成形装置によって予備成形体が得られる。
【0080】
得られた予備成形体を、大気中又は窒素中において１００～６００℃の温度で熱処理して、脱バインダ処理を行って成形体を得る。有機成分を複数種使用している場合、脱バインダ処理を複数回に分けて実施してもよい。
【0081】
次いで焼成工程において、脱バインダ処理した成形体を、例えば、大気中で１１００～１２５０℃、又は１１６０～１２３０℃の温度で０．２～３時間程度焼成して、フェライト焼結磁石を得る。
【0082】
以上、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、また、モータは、図３，４の実施形態に限定されるものではなく、別の形態のモータであってもよい。
【実施例】
【0083】
本発明の内容を実施例及び比較例を参照してさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0084】
［フェライト焼結磁石の製造］
（製造例１～１１）
原材料として、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化コバルト（Ｃｏ３Ｏ４）、水酸化ランタン（Ｌａ（ＯＨ）３）を準備した。これらの原材料を、一般式（Ｉ）の組成が、表１のとおりになるように配合した。このようにして得られた配合物に対して酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）を所定量添加し、湿式アトライタを用いて１０分間の混合及び粉砕を行ってスラリーを得た（配合工程）。製造例１～１１では、表１に示す組成を有するフェライト焼結磁石が得られるように各原材料の配合比を変更した。
（製造例１～１１）
原材料として、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化コバルト（Ｃｏ３Ｏ４）、水酸化ランタン（Ｌａ（ＯＨ）３）を準備した。これらの原材料を、一般式（Ｉ）の組成が、表１のとおりになるように配合した。このようにして得られた配合物に対して酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）を所定量添加し、湿式アトライタを用いて１０分間の混合及び粉砕を行ってスラリーを得た（配合工程）。製造例１～１１では、表１に示す組成を有するフェライト焼結磁石が得られるように各原材料の配合比を変更した。
【0085】
このスラリーを乾燥した後、大気中、１３００℃で２時間保持する仮焼を行って仮焼粉を得た（仮焼工程）。得られた仮焼粉を、小型ロッド振動ミルで１０分間粗粉砕して粗粉を得た。この粗粉に対して、０．２質量％の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を添加した。その後、湿式ボールミルを用いて３５時間微粉砕し、フェライト粒子を含むスラリーを得た（粉砕工程）。
【0086】
微粉砕後に得られたスラリーを、固形分濃度が７３～７５％となるように調整して湿式成形用スラリーとした。この湿式成形用スラリーを、湿式磁場成型機を使用して、７９６ｋＡ／ｍ（１０ｋＯｅ）の印加磁場中で成形し、直径３０ｍｍ×厚み１５ｍｍの円柱状を有する成形体を得た（成形工程）。得られた成形体を、大気中、室温にて乾燥し、次いで大気中、１１８０℃で１時間保持する焼成を行った（焼成工程）。このようにして円柱状のフェライト焼結磁石を得た。
【0087】
＜組成分析＞
各製造例のフェライト焼結磁石におけるＢ（ホウ素）及びＳｉ（ケイ素）の含有量を以下の手順で測定した。フェライト焼結磁石の試料０．１ｇを、過酸化ナトリウム１ｇ及び炭酸ナトリウム１ｇと混合して加熱し融解した。融解物を、純水４０ｍｌ及び塩酸１０ｍｌの溶液に溶解した後、純水を加えて１００ｍｌの溶液とした。この溶液を用いて、ＩＣＰ発光分光分析（ＩＣＰ－ＡＥＳ）によってホウ素のＢ２Ｏ３換算の含有量、及びケイ素のＳｉＯ２換算の含有量を求めた。ＩＣＰ発光分光分析には島津製作所製の分析装置（装置名：ＩＣＰＳ ８１００ＣＬ）を用い、測定にあたってはマトリックスマッチングを行った。上記一般式（Ｉ）におけるｘ，ｙ及びｍは、配合工程における原材料の配合比率に基づいて算出した。これらの結果を表１に示す。
各製造例のフェライト焼結磁石におけるＢ（ホウ素）及びＳｉ（ケイ素）の含有量を以下の手順で測定した。フェライト焼結磁石の試料０．１ｇを、過酸化ナトリウム１ｇ及び炭酸ナトリウム１ｇと混合して加熱し融解した。融解物を、純水４０ｍｌ及び塩酸１０ｍｌの溶液に溶解した後、純水を加えて１００ｍｌの溶液とした。この溶液を用いて、ＩＣＰ発光分光分析（ＩＣＰ－ＡＥＳ）によってホウ素のＢ２Ｏ３換算の含有量、及びケイ素のＳｉＯ２換算の含有量を求めた。ＩＣＰ発光分光分析には島津製作所製の分析装置（装置名：ＩＣＰＳ ８１００ＣＬ）を用い、測定にあたってはマトリックスマッチングを行った。上記一般式（Ｉ）におけるｘ，ｙ及びｍは、配合工程における原材料の配合比率に基づいて算出した。これらの結果を表１に示す。
【0088】
＜副相の分析＞
各製造例のフェライト焼結磁石における、主相、第１副相及び第２副相の有無、及びそれぞれの面積比率の測定を、ＴＥＭ（ＦＥＩ社 製、商品名：Ｔｉｔａｎ Ｇ２）、ＴＥＭ／ＥＤＸ（ＦＥＩ社製、商品名： Ｓｕｐｅｒ－Ｘ）及びＴＥＭ／ＥＥＬＳ（Ｇａｔａｎ社製、商品名：ＧＩＦ Ｑｕａｎｔｕｍ ＥＲ）を用いて行った。具体的には、フェライト焼結磁石を配向軸に平行な断面が見られるように切断し、走査型透過電子顕微鏡を用いて切断面を観察した。図５に示すような観察画像において、フェライト焼結磁石の全体の組成とほぼ同一の組成を有する主相と、主相とは色が異なる２種類の異相を同定した。そして、ＴＥＭ／ＥＤＸとＴＥＭ／ＥＥＬＳ（ＴＥＭ付属の電子エネルギー損失分光装置、Ｇａｔａｎ社製、商品名：ＧＩＦ Ｑｕａｎｔｕｍ ＥＲ）によって、第１副相（観察画像における白色部分）及び第２副相（観察画像における黒色部分）を同定した。観察画像の画像解析を行って、フェライト焼結磁石の切断面における第１副相と第２副相の面積比率を求めた。これらの結果を表２に示す。また、実施例及び比較例の区別を、表２の備考欄に示した。
各製造例のフェライト焼結磁石における、主相、第１副相及び第２副相の有無、及びそれぞれの面積比率の測定を、ＴＥＭ（ＦＥＩ社 製、商品名：Ｔｉｔａｎ Ｇ２）、ＴＥＭ／ＥＤＸ（ＦＥＩ社製、商品名： Ｓｕｐｅｒ－Ｘ）及びＴＥＭ／ＥＥＬＳ（Ｇａｔａｎ社製、商品名：ＧＩＦ Ｑｕａｎｔｕｍ ＥＲ）を用いて行った。具体的には、フェライト焼結磁石を配向軸に平行な断面が見られるように切断し、走査型透過電子顕微鏡を用いて切断面を観察した。図５に示すような観察画像において、フェライト焼結磁石の全体の組成とほぼ同一の組成を有する主相と、主相とは色が異なる２種類の異相を同定した。そして、ＴＥＭ／ＥＤＸとＴＥＭ／ＥＥＬＳ（ＴＥＭ付属の電子エネルギー損失分光装置、Ｇａｔａｎ社製、商品名：ＧＩＦ Ｑｕａｎｔｕｍ ＥＲ）によって、第１副相（観察画像における白色部分）及び第２副相（観察画像における黒色部分）を同定した。観察画像の画像解析を行って、フェライト焼結磁石の切断面における第１副相と第２副相の面積比率を求めた。これらの結果を表２に示す。また、実施例及び比較例の区別を、表２の備考欄に示した。
【0089】
＜第２副相の結晶相の同定＞
図６は、製造例６のフェライト焼結の断面において、主相１２に取り囲まれた第２副相１４及びその近傍を、ＨＲＴＥＭ（高分解能透過電子顕微鏡）で観察したときの画像である。図６に示すように第２副相１４の中に、回りとは色が異なる化合物２２（結晶）が生成していることが確認された。そこで、化合物２２の高分解能像の２次元フーリエ変換を行い、図７のフーリエ変換像を得た。電子回折像と同様にしてフーリエ変換像を解析し、化合物２２の結晶相の同定を行った。具体的にはフーリエ変換像に現れる周期性を示すスポットから結晶面の面間隔を求め、２つのスポット間の角度から２つの結晶面の間の角度（面角）を求めた。この２つの結晶面の面間隔と面角に基づいて結晶相を同定した。面間隔、及び面角の値は、測定による誤差及び組成によるゆらぎが影響するため、面間隔は±８％、面角は±２度を許容誤差範囲とした。
図６は、製造例６のフェライト焼結の断面において、主相１２に取り囲まれた第２副相１４及びその近傍を、ＨＲＴＥＭ（高分解能透過電子顕微鏡）で観察したときの画像である。図６に示すように第２副相１４の中に、回りとは色が異なる化合物２２（結晶）が生成していることが確認された。そこで、化合物２２の高分解能像の２次元フーリエ変換を行い、図７のフーリエ変換像を得た。電子回折像と同様にしてフーリエ変換像を解析し、化合物２２の結晶相の同定を行った。具体的にはフーリエ変換像に現れる周期性を示すスポットから結晶面の面間隔を求め、２つのスポット間の角度から２つの結晶面の間の角度（面角）を求めた。この２つの結晶面の面間隔と面角に基づいて結晶相を同定した。面間隔、及び面角の値は、測定による誤差及び組成によるゆらぎが影響するため、面間隔は±８％、面角は±２度を許容誤差範囲とした。
【0090】
２つの結晶面の面間隔と面角に基づいて、この化合物２２の結晶相の同定を行った結果、化合物２２は、ＣａＢ２Ｏ４であることが確認された。第２副相を含む各製造例のフェライト焼結磁石について、同様の分析を行って、ＣａＢ２Ｏ４の有無を確認した。
【0091】
＜ＣａＢ２Ｏ４の定量＞
ＣａＢ２Ｏ４を含む各製造例のフェライト焼結磁石について、図６に示すようなＨＲＴＥＭ画像を用いてＣａＢ２Ｏ４の定量分析を行った。図８は、分析方法を説明するための図６のＨＲＴＥＭ画像に対応するモデル図である。図６及び図８に示すように、ＣａＢ２Ｏ４化合物２２は第２副相１４中に点在している。そこで、第２副相１４の画像解析を行って、第２副相１４に対するＣａＢ２Ｏ４化合物２２の面積比率を求めた。そして、当該面積割合と、フェライト焼結磁石の切断面における第２副相１４の面積比率とを掛け合わせて、フェライト焼結磁石の切断面におけるＣａＢ２Ｏ４化合物２２の面積比率を算出した。これらの結果を表２に示す。
ＣａＢ２Ｏ４を含む各製造例のフェライト焼結磁石について、図６に示すようなＨＲＴＥＭ画像を用いてＣａＢ２Ｏ４の定量分析を行った。図８は、分析方法を説明するための図６のＨＲＴＥＭ画像に対応するモデル図である。図６及び図８に示すように、ＣａＢ２Ｏ４化合物２２は第２副相１４中に点在している。そこで、第２副相１４の画像解析を行って、第２副相１４に対するＣａＢ２Ｏ４化合物２２の面積比率を求めた。そして、当該面積割合と、フェライト焼結磁石の切断面における第２副相１４の面積比率とを掛け合わせて、フェライト焼結磁石の切断面におけるＣａＢ２Ｏ４化合物２２の面積比率を算出した。これらの結果を表２に示す。
【0092】
［フェライト焼結磁石の評価］
＜磁気特性の評価＞
フェライト焼結磁石の上下面を加工した後、最大印加磁場２９ｋＯｅのＢ－Ｈトレーサを用いて、２０℃及び－３０℃における磁気特性を測定した。これによって、それぞれの温度における残留磁束密度［Ｂｒ（Ｇ）］及び保磁力［ＨｃＪ（Ｏｅ）］と、ＨｃＪ温度係数及びＢｒ温度係数を求めた。－３０℃における磁気特性の測定は、チラーとペルチェ素子を使用した冷却装置を用いて、作製したフェライト焼結磁石の試料と、ＢＨトレーサの試料測定周辺部及び雰囲気を－３０℃に冷却し、試料及び測定周辺部の温度が安定した後に測定を行った。これによって、－３０℃における残留磁束密度［Ｂｒ（Ｇ）］及び保磁力［ＨｃＪ（Ｏｅ）］を測定した。これらの結果を表３に示す。なお、－３０℃における磁気特性は、一部の製造例について行った。
＜磁気特性の評価＞
フェライト焼結磁石の上下面を加工した後、最大印加磁場２９ｋＯｅのＢ－Ｈトレーサを用いて、２０℃及び－３０℃における磁気特性を測定した。これによって、それぞれの温度における残留磁束密度［Ｂｒ（Ｇ）］及び保磁力［ＨｃＪ（Ｏｅ）］と、ＨｃＪ温度係数及びＢｒ温度係数を求めた。－３０℃における磁気特性の測定は、チラーとペルチェ素子を使用した冷却装置を用いて、作製したフェライト焼結磁石の試料と、ＢＨトレーサの試料測定周辺部及び雰囲気を－３０℃に冷却し、試料及び測定周辺部の温度が安定した後に測定を行った。これによって、－３０℃における残留磁束密度［Ｂｒ（Ｇ）］及び保磁力［ＨｃＪ（Ｏｅ）］を測定した。これらの結果を表３に示す。なお、－３０℃における磁気特性は、一部の製造例について行った。
【0093】
表３中、ＨｃＪ温度係数及びＢｒ温度係数は、以下の式によって求めた。
ＨｃＪ温度係数（％／℃）＝［ＨｃＪ（２０℃）－ＨｃＪ（－３０℃）］／５０（℃）／ＨｃＪ（２０℃）×１００
Ｂｒ温度係数（％／℃）＝［Ｂｒ（２０℃）－Ｂｒ（－３０℃）］／５０（℃）／Ｂｒ（２０℃）×１００
上式中、ＨｃＪ（２０℃）及びＨｃＪ（－３０℃）は、それぞれ２０℃及び－３０℃におけるＨｃＪ（Ｏｅ）を示す。Ｂｒ（２０℃）及びＢｒ（－３０℃）は、それぞれ２０℃及び－３０℃におけるＢｒ（Ｇ）を示す。
ＨｃＪ温度係数（％／℃）＝［ＨｃＪ（２０℃）－ＨｃＪ（－３０℃）］／５０（℃）／ＨｃＪ（２０℃）×１００
Ｂｒ温度係数（％／℃）＝［Ｂｒ（２０℃）－Ｂｒ（－３０℃）］／５０（℃）／Ｂｒ（２０℃）×１００
上式中、ＨｃＪ（２０℃）及びＨｃＪ（－３０℃）は、それぞれ２０℃及び－３０℃におけるＨｃＪ（Ｏｅ）を示す。Ｂｒ（２０℃）及びＢｒ（－３０℃）は、それぞれ２０℃及び－３０℃におけるＢｒ（Ｇ）を示す。
【0094】
【表1】
【0095】
【表2】
【0096】
【表3】
【0097】
表１～表３に示すとおり、Ｂ２Ｏ３の含有量が０．１１質量％以下である製造例１、製造例２、製造例３及び製造例１０は、第２副相が検出されず、保磁力が低かった。また、Ｂ２Ｏ３の含有量が０．６質量％を超える製造例９も、第２副相が検出されず、残留磁束密度及び保磁力の両方が低かった。第２副相が検出された製造例４～８及び製造例１１は、保磁力が十分に高かった。また、製造例５，６は、ＨｃＪ温度係数が負特性を示し、不可逆低温減磁が発生しないことが確認された。
【0098】
＜各相の組成の分析１＞
図５は、走査型透過電子顕微鏡を用いて製造例６のフェライト焼結磁石の切断面を観察したときの観察画像（倍率：２０００倍）の写真である。図９は、走査型透過電子顕微鏡を用いて製造例６のフェライト焼結磁石の切断面を観察したときの観察画像（倍率：１０，０００倍）の写真である。図５、図９の写真に示される白色部分が第１副相、黒色部分が第２副相であり、それ以外の灰色部分が主相である。製造例６及び製造例１１のフェライト焼結磁石に含まれる主相、第１副相の組成を上述のＴＥＭ／ＥＤＸを用いて測定し、第２副相の組成を上述のＴＥＭ／ＥＥＬＳを用いて測定した。製造例１についても同様に測定した。
図５は、走査型透過電子顕微鏡を用いて製造例６のフェライト焼結磁石の切断面を観察したときの観察画像（倍率：２０００倍）の写真である。図９は、走査型透過電子顕微鏡を用いて製造例６のフェライト焼結磁石の切断面を観察したときの観察画像（倍率：１０，０００倍）の写真である。図５、図９の写真に示される白色部分が第１副相、黒色部分が第２副相であり、それ以外の灰色部分が主相である。製造例６及び製造例１１のフェライト焼結磁石に含まれる主相、第１副相の組成を上述のＴＥＭ／ＥＤＸを用いて測定し、第２副相の組成を上述のＴＥＭ／ＥＥＬＳを用いて測定した。製造例１についても同様に測定した。
【0099】
製造例６，１１の主相、第１副相及び第２副相の組成は、表４に示すとおりであった。製造例６，１１の主相の組成は、フェライト焼結磁石の全体の組成とほぼ同一であった。主相及び第１副相については、任意に選択した１３箇所のそれぞれにおいて測定を行い、Ｓｉ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｌａの合計を１００原子％としたときのそれぞれの元素の原子比率を求めた。これらの算術平均値を、各相の組成とした。第２副相についても、任意に選択した１３箇所のそれぞれにおいて測定を行い、Ｓｉ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｌａ，Ｂの合計を１００原子％としたときのそれぞれの元素の原子比率を求めた。これらの算術平均値を、第２副相の組成とした。製造例６，１１の第２副相には、Ｃｏが含まれていなかった。
【0100】
【表4】
【0101】
製造例１のフェライト焼結磁石は、主相と第１副相を含有していたが、第２副相を含有していなかった。そして、主相及び第１副相とは異なる異相を含有していた。各相の組成を製造例６，１１と同様にして測定した。その結果は表５に示すとおりであった。製造例１の主相の組成は、フェライト焼結磁石の全体の組成とほぼ同一であった。
【0102】
【表5】
【0103】
製造例１のフェライト焼結磁石に含まれる異相は、Ｂの原子比率がＦｅよりも低く、且つＣｏを含んでいた。
【0104】
＜各相の組成の分析２＞
「各相の組成の分析１」と同様にして、各製造例のフェライト焼結磁石に含まれる主相の組成を上述のＴＥＭ／ＥＤＸを用いて測定し、Ｓｉ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｌａの合計を１００原子％としたときの各元素の元素比率を求めた。そして、主相における、ＦｅとＣｏの合計に対するＣｏの原子比率を求めた。これらの結果は表６に示すとおりであった。また、表１の測定値に基づいて、フェライト焼結磁石全体におけるＦｅとＣｏの合計に対するＣｏの原子比率を求めた。これらの結果は表６に示すとおりであった。
「各相の組成の分析１」と同様にして、各製造例のフェライト焼結磁石に含まれる主相の組成を上述のＴＥＭ／ＥＤＸを用いて測定し、Ｓｉ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｌａの合計を１００原子％としたときの各元素の元素比率を求めた。そして、主相における、ＦｅとＣｏの合計に対するＣｏの原子比率を求めた。これらの結果は表６に示すとおりであった。また、表１の測定値に基づいて、フェライト焼結磁石全体におけるＦｅとＣｏの合計に対するＣｏの原子比率を求めた。これらの結果は表６に示すとおりであった。
【0105】
上述の主相及びフェライト焼結磁石全体における、それぞれの原子比率［Ｃｏ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）］の値から、フェライト焼結磁石のＣｏ原子比率に対する主相のＣｏ原子比率の比を算出した。この値を、表６に「主相中のＣｏ／焼結磁石中のＣｏ」として示した。
【0106】
【表6】
【0107】
各製造例のうち、第２副相がＣａＢ２Ｏ４を含有する製造例５～８については、「主相中のＣｏ／焼結磁石中のＣｏ」の比が１．２を超えていた。このことは、主相中にＣｏが効率的に取り込まれ、主相中のＦｅがＣｏによって十分に置換されていることを示している。このように主相中のＦｅのＣｏによる置換割合の向上が、保磁力及び温度特性の向上に寄与していると考えられる。
【0108】
第２副相がＣａＢ２Ｏ４を含有する製造例１１は、製造例５～８よりも「主相中のＣｏ／焼結磁石中のＣｏ」の比が低かった。これは、製造例１１では、表１に示すとおり、フェライト焼結磁石全体におけるＦｅに対するＣｏの比率が高いため、主相にすでにＣｏが十分に取り込まれていることが要因として考えられる。このことから、第２副相のＣａＢ２Ｏ４は、フェライト焼結磁石全体におけるＣｏの含有量が比較的低い場合（製造例５～８）でも、主相中にＣｏを効率よく取り込む作用があるといえる。
【産業上の利用可能性】
【0109】
本開示によれば、十分に高い保磁力を有するフェライト焼結磁石が提供される。また、上記フェライト焼結磁石を備えるモータ及び発電機が提供される。
【符号の説明】
【0110】
１０…フェライト焼結磁石、１２…主相、１３…第１副相、１４…第２副相、２２…化合物、３０…モータ、３１…ハウジング、３２…ロータ、３３…ブラケット、３４，３５…軸受、３６…ロータ軸、３７…ロータコア。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
