(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】2023-10-16
(45)【発行日】2023-10-24
(54)【発明の名称】フェライト焼結磁石
(51)【国際特許分類】
H01F 1/10 20060101AFI20231017BHJP
H01F 1/11 20060101ALI20231017BHJP
C04B 35/26 20060101ALI20231017BHJP
C01G 51/00 20060101ALI20231017BHJP
【ＦＩ】
H01F1/10
H01F1/11
C04B35/26
C01G51/00 B
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020051876
(22)【出願日】2020-03-23
(65)【公開番号】P2021150619
(43)【公開日】2021-09-27
【審査請求日】2022-07-15
(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】110001494
【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】池田 真規
(72)【発明者】
【氏名】森田 啓之
(72)【発明者】
【氏名】村川 喜堂
(72)【発明者】
【氏名】室屋 尚吾
【審査官】秋山 直人
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－２１３５７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－００１４７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１７２５０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０６８３１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０３２７４５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｆ １／１０
Ｈ０１Ｆ １／１１
Ｃ０４Ｂ ３５／２６
Ｃ０１Ｇ ５１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
六方晶構造を有するフェライト粒子を含み、磁化容易軸に平行な断面において、
前記フェライト粒子の円形度の平均値をＷとして、
０．５６≦Ｗ≦０．６８を満たし、
Ｃａ 1-w-x Ｒ w Ａ x Ｆｅ z Ｃｏ m （原子数比）として、Ｃａ、Ｒ、Ａ、ＦｅおよびＣｏを含み、
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含み、
ＡはＢａおよびＳｒから選択される１種以上であり、
０．３６４≦ｗ≦０．４９５、
０．０３８≦ｘ≦０．１３６、
８．２８０≦ｚ≦１０．４５、
０．２５７≦ｍ≦０．３３８を満たすフェライト焼結磁石。
【請求項2】
前記断面において、前記フェライト粒子のＨｅｙｗｏｏｄ径の平均値が１．００μｍ以上１．２３μｍ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】
ＭｇＯ換算で０．０１０質量％以上０．０９０質量％以下のＭｇを含む請求項１または２に記載のフェライト焼結磁石。
【請求項4】
Ｃａ、Ｒ、Ａ、ＦｅおよびＣｏを含み、Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含み、
ＡはＢａおよびＳｒから選択される１種以上であり、
ＣａをＣａＯ換算で２．５０５質量％以上２．９５１質量％以下、
ＲをＲ2Ｏ3換算で８．０２８質量％以上８．２３９質量％以下、
ＡをＡＯ換算で０．６６６質量％以上１．６６６質量％以下、
ＦｅをＦｅ2Ｏ3換算で８４．５６４質量％以上８４．９３７質量％以下、
ＣｏをＣｏＯ換算で２．３４１質量％以上２．５２１質量％以下、含む請求項１～３のいずれかに記載のフェライト焼結磁石。
【請求項5】
Ｂ2Ｏ3換算で０．００５質量％以上０．０５８質量％以下のＢを含む請求項１～４のいずれかに記載のフェライト焼結磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フェライト焼結磁石に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１及び２には、Ｆｅの一部をＭｇで置換するなどの構成により、磁気特性を改善したフェライト焼結磁石が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第５５２１６２２号公報
【文献】特許第４５４３８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、高い保磁力（Ｈｃｊ）を維持したまま残留磁束密度（Ｂｒ）をさらに向上させたフェライト焼結磁石を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明に係るフェライト焼結磁石は、
六方晶構造を有するフェライト粒子を含み、
磁化容易軸に平行な断面において、前記フェライト粒子の円形度の平均値をＷとして、
０．５６≦Ｗ≦０．６８を満たす。
六方晶構造を有するフェライト粒子を含み、
磁化容易軸に平行な断面において、前記フェライト粒子の円形度の平均値をＷとして、
０．５６≦Ｗ≦０．６８を満たす。
【0006】
本発明に係るフェライト焼結磁石は、上記の特徴を有することにより、高いＨｃｊを維持したままＢｒを向上させたフェライト焼結磁石となる。
【0007】
前記断面において、前記フェライト粒子のＨｅｙｗｏｏｄ径の平均値が１．００μｍ以上１．２３μｍ以下であってもよい。
【0008】
ＭｇＯ換算で０．０１０質量％以上０．０９０質量％以下のＭｇを含んでもよい。
【0009】
Ｃａ１－ｗ－ｘＲｗＡｘＦｅｚＣｏｍ（原子数比）として、Ｃａ、Ｒ、Ａ、ＦｅおよびＣｏを含んでもよく、
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含んでもよく、
ＡはＢａおよびＳｒから選択される１種以上であり、
０．３６４≦ｗ≦０．４９５、
０．０３８≦ｘ≦０．１３６、
８．２８０≦ｚ≦１０．４５、
０．２５７≦ｍ≦０．３３８を満たしてもよい。
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含んでもよく、
ＡはＢａおよびＳｒから選択される１種以上であり、
０．３６４≦ｗ≦０．４９５、
０．０３８≦ｘ≦０．１３６、
８．２８０≦ｚ≦１０．４５、
０．２５７≦ｍ≦０．３３８を満たしてもよい。
【0010】
Ｃａ、Ｒ、Ａ、ＦｅおよびＣｏを含んでもよく、
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含んでもよく、
ＡはＢａおよびＳｒから選択される１種以上であり、
ＣａをＣａＯ換算で２．５０５質量％以上２．９５１質量％以下、
ＲをＲ２Ｏ３換算で８．０２８質量％以上８．２３９質量％以下、
ＡをＡＯ換算で０．６６６質量％以上１．６６６質量％以下、
ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で８４．５６４質量％以上８４．９３７質量％以下、
ＣｏをＣｏＯ換算で２．３４１質量％以上２．５２１質量％以下、含んでもよい。
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含んでもよく、
ＡはＢａおよびＳｒから選択される１種以上であり、
ＣａをＣａＯ換算で２．５０５質量％以上２．９５１質量％以下、
ＲをＲ２Ｏ３換算で８．０２８質量％以上８．２３９質量％以下、
ＡをＡＯ換算で０．６６６質量％以上１．６６６質量％以下、
ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で８４．５６４質量％以上８４．９３７質量％以下、
ＣｏをＣｏＯ換算で２．３４１質量％以上２．５２１質量％以下、含んでもよい。
【0011】
Ｂ２Ｏ３換算で０．００５質量％以上０．０５８質量％以下のＢを含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明を、実施形態に基づき説明する。
【0014】
本実施形態に係るフェライト焼結磁石はフェライト粒子を含む。フェライト粒子は、六方晶構造を有する結晶粒子である。結晶粒子は、マグネトプランバイト型の結晶構造を有してもよい。フェライト焼結磁石はフェライト粒子と粒界とからなる。
【0015】
本実施形態に係るフェライト焼結磁石は磁化容易軸に平行な断面において、フェライト粒子の円形度の平均値をＷとして、０．５６≦Ｗ≦０．６８を満たす。フェライト粒子の円形度が小さいほどフェライト粒子の偏平度合が高く、フェライト粒子は板状に近づく。その結果、フェライト粒子が一定方向に配向しやすくなり、磁化の向きが一定方向を向く。そして、磁場配向度が大きくなりＢｒが向上する。しかし、Ｗが小さすぎるとフェライト粒子がさらに偏平する。フェライト粒子が偏平するほど、フェライト粒子が大きくなりやすくなる。そして、偏平した大きなフェライト粒子が多磁区粒子になりやすくなる。多磁区粒子とは一つの粒子内に複数の磁区をもつ粒子のことである。フェライト粒子に占める多磁区粒子の割合が多くなることで磁場配向度が小さくなり、Ｂｒが低下する。さらに、逆磁界が大きくなり、Ｈｃｊも低下する。したがって、Ｗが上記の範囲内であることにより、高いＨｃｊを維持したままＢｒを向上させることができる。また、０．５８≦Ｗ≦０．６７を満たしてもよく、０．６０≦Ｗ≦０．６６を満たしてもよい。
【0016】
以下、円形度の平均値の算出方法について説明する。
【0017】
本実施形態では、磁化容易軸に平行な断面におけるフェライト粒子の面積をＳ、フェライト粒子の周囲長をＬとして、４πＳ／Ｌ２をフェライト粒子の円形度とする。なお、円形度は、円である場合に最大値である１となり、偏平になるほど０に近づく。そして、各フェライト粒子の円形度を算出し、平均することで円形度の平均値を算出する。
【0018】
具体的には、まず、磁化容易軸に平行な断面において、図１Ａ、図２Ａに示すようなＳＥＭ画像を撮影する。ＳＥＭ画像の大きさに特に限定はないが、少なくとも１００個のフェライト粒子が含まれる大きさとする。複数枚のＳＥＭ画像を観察し、各ＳＥＭ画像に含まれるフェライト粒子の合計が少なくとも１００個であってもよい。ＳＥＭ画像の倍率に特に限定はなく、各フェライト粒子の円形度が測定できる倍率であればよい。
【0019】
次に、Ｄｅｅｐ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＤＮＮ）を用いてＳＥＭ画像を解析し、フェライト粒子と粒界とに２値化した解析用画像を作成する。図１ＡのＳＥＭ画像から得られる解析用画像が図１Ｂ、図２ＡのＳＥＭ画像から得られる解析用画像が図２Ｂである。そして、Ｏｐｅｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎ Ｌｉｂｒａｒｙ（ＯｐｅｎＣＶ）を用いて画像処理を行うことで、解析用画像に完全に含まれる各フェライト粒子について円形度を算出する。そして、各フェライト粒子について算出した円形度を平均することで円形度の平均値を算出する。
【0020】
フェライト粒子の粒径に特に限定はないが、上記の円形度を算出したフェライト粒子のＨｅｙｗｏｏｄ径の平均値が０．８７μｍ以上１．６０μｍ以下であってよく、１．００μｍ以上１．２３μｍ以下であってもよい。
【0021】
一般的に、フェライト粒子の粒径が小さくなるほどフェライト焼結磁石の磁気特性が向上しやすくなる。しかし、フェライト粒子の粒径が小さいフェライト焼結磁石の製造は困難であるため、製造コストを削減する観点からはフェライト粒子の粒径が大きいほど好ましい。本実施形態のフェライト焼結磁石はフェライト粒子のＨｅｙｗｏｏｄ径の平均値が上記の範囲内であることにより、製造コストを低減しつつＢｒおよびＨｃｊをより向上させやすくなる。
【0022】
なお、Ｈｅｙｗｏｏｄ径とは、投影面積円相当径のことである。本実施形態におけるフェライト粒子のＨｅｙｗｏｏｄ径は（４Ｓ／π）１／２である。
【0023】
本実施形態に係るフェライト焼結磁石の密度（ｄｆ）に特に限定はない。例えば、アルキメデス法により測定されるｄｆが５．０６００ｇ／ｃｍ３以上５．１５００ｇ／ｃｍ３以下であってもよい。ｄｆが上記の範囲内、特に５．０６００ｇ／ｃｍ３以上であることにより、Ｂｒが良好になりやすい。
【0024】
本実施形態に係るフェライト焼結磁石の組成に特に限定はない。フェライト焼結磁石全体を１００質量％として、マグネシウム（Ｍｇ）を酸化マグネシウム（ＭｇＯ）換算で０．０１０質量％以上０．０９０質量％以下、含んでよく、０．０２０質量％以上０．０７０質量％以下、含んでもよく、０．０３４質量％以上０．０５２質量％以下含んでもよい。Ｍｇを上記の範囲内で含むことにより、フェライト粒子の円形度の平均値Ｗを好適に制御しやすくなり、高いＨｃｊを維持したままＢｒを向上させやすくなる。また、Ｍｇは非磁性である。そのため、Ｍｇの含有量が多くなりすぎると磁気特性が低下しやすくなる。
【0025】
Ｍｇ以外の組成についても特に限定はなく、六方晶構造を有するフェライト粒子が得られる組成であればよい。
Ｃａ１－ｗ－ｘＲｗＡｘＦｅｚＣｏｍ（原子数比）として、カルシウム（Ｃａ）、Ｒ、Ａ、鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）を含んでよい。
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともランタン（Ｌａ）を含んでよい。
Ａはバリウム（Ｂａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）から選択される１種以上である。
上記組成式のｗ、ｘ、ｚ、ｍは、次の範囲を満たす組成であってよい。
０．３６４≦ｗ≦０．４９５、
０．０３８≦ｘ≦０．１３６、
８．２８０≦ｚ≦１０．４５、
０．２５７≦ｍ≦０．３３８
Ｃａ１－ｗ－ｘＲｗＡｘＦｅｚＣｏｍ（原子数比）として、カルシウム（Ｃａ）、Ｒ、Ａ、鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）を含んでよい。
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともランタン（Ｌａ）を含んでよい。
Ａはバリウム（Ｂａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）から選択される１種以上である。
上記組成式のｗ、ｘ、ｚ、ｍは、次の範囲を満たす組成であってよい。
０．３６４≦ｗ≦０．４９５、
０．０３８≦ｘ≦０．１３６、
８．２８０≦ｚ≦１０．４５、
０．２５７≦ｍ≦０．３３８
【0026】
Ｒの含有量（ｗ）については、０．４１５≦ｗ≦０．４８５を満たしてもよく、０．４５９≦ｗ≦０．４７４を満たしてもよい。Ａの含有量（ｘ）については、０．０４６≦ｘ≦０．１２８を満たしてもよく、０．０５４≦ｘ≦０．１２０を満たしてもよい。Ｆｅの含有量（ｚ）については、９．１００≦ｚ≦１０．２０を満たしてもよく、９．８３７≦ｚ≦９．９３４を満たしてもよい。Ｃｏの含有量（ｍ）については、０．２７８≦ｍ≦０．３２７を満たしてもよく、０．２９３≦ｍ≦０．３１１を満たしてもよい。
【0027】
また、Ｒ全体を１００ａｔ％としてＬａを９０ａｔ％以上、含んでよい。Ｒに占めるＬａの割合が上記の範囲内であることにより、磁気異方性を向上しやすくなる。また、ＲがＬａ単独であってもよい。これにより、元素の種類を減らすことができ、製造の作業負荷および製造コストを減らすことができる。
【0028】
また、酸化物換算した質量割合で表現すると、フェライト焼結磁石全体を１００質量％として、
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含み、
ＡはＢａおよびＳｒから選択される１種以上であり、
ＣａをＣａＯ換算で２．５０５質量％以上２．９５１質量％以下、
ＲをＲ２Ｏ３換算で８．０２８質量％以上８．２３９質量％以下、
ＡをＡＯ換算で０．６６６質量％以上１．６６６質量％以下、
ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で８４．５６４質量％以上８４．９３７質量％以下、
ＣｏをＣｏＯ換算で２．３４１質量％以上２．５２１質量％以下、含む組成であってよい。
Ｒは希土類元素から選択される１種以上であり、Ｒとして少なくともＬａを含み、
ＡはＢａおよびＳｒから選択される１種以上であり、
ＣａをＣａＯ換算で２．５０５質量％以上２．９５１質量％以下、
ＲをＲ２Ｏ３換算で８．０２８質量％以上８．２３９質量％以下、
ＡをＡＯ換算で０．６６６質量％以上１．６６６質量％以下、
ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で８４．５６４質量％以上８４．９３７質量％以下、
ＣｏをＣｏＯ換算で２．３４１質量％以上２．５２１質量％以下、含む組成であってよい。
【0029】
ＡはＢａおよびＳｒからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素である。本実施形態のフェライト焼結磁石はＡとしてＢａおよびＳｒの両方を含んでよく、ＡとしてＢａのみ、または、Ｓｒのみを含んでもよい。
【0030】
Ｃａ、Ｒ、Ａ、ＦｅおよびＣｏの含有量が上記の範囲内であることにより、高いＢｒおよびＨｃｊが得やすくなる。
【0031】
さらに、ホウ素（Ｂ）を酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）換算で０．００５質量％以上０．０５８質量％以下、含んでよく、０．０１５質量％以上０．０４８質量％以下、含んでよく、０．０２２質量％以上０．０４１質量％以下、含んでよい。Ｂを上記の範囲内で含むことによりＢｒおよびＨｃｊが向上しやすくなる。
【0032】
さらに、アルミニウム（Ａｌ）を酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）換算で０．０１０質量％以上０．１６０質量％以下、含んでよく、０．０３５質量％以上０．１１０質量％以下、含んでよく、０．０４９質量％以上０．０６５質量％以下、含んでよい。Ａｌを上記の範囲内で含むことによりＢｒおよびＨｃｊが向上しやすくなる。
【0033】
さらに、ケイ素（Ｓｉ）を酸化ケイ素（ＳｉＯ２）換算で０．１０２質量％以上０．７５２質量％以下、含んでよく、０．２２４質量％以上０．６０３質量％以下、含んでよく、０．３１５質量％以上０．３５３質量％以下、含んでよい。Ｓｉを上記の範囲内で含むことによりＢｒおよびＨｃｊが向上しやすくなる。
【0034】
さらに、マンガン（Ｍｎ）を酸化マンガン（ＭｎＯ）換算で０．０１０質量％以上０．４５０質量％以下、含んでよく、０．２２０質量％以上０．４３９質量％以下、含んでよく、０．２８８質量％以上０．３４１質量％以下、含んでよい。Ｍｎを上記の範囲内で含むことによりＢｒおよびＨｃｊが向上しやすくなる。
【0035】
以下、本実施形態に係るフェライト焼結磁石の製造方法について説明する。
【0036】
以下の実施形態では、フェライト焼結磁石の製造方法の一例を示す。本実施形態では、フェライト焼結磁石は、配合工程、仮焼工程、粉砕工程、成形工程および焼成工程を経て製造することができる。各工程について、以下に説明する。
【0037】
＜配合工程＞
配合工程では、フェライト焼結磁石の原料を配合して、原料混合物を得る。フェライト焼結磁石の原料としては、これを構成する元素のうちの１種または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。
配合工程では、フェライト焼結磁石の原料を配合して、原料混合物を得る。フェライト焼結磁石の原料としては、これを構成する元素のうちの１種または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。
【0038】
原料化合物としては、各元素の酸化物、また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ＣａＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＭｇＯ、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２およびＭｎＯ等が例示できる。原料化合物の粉末の平均粒径は、０．１μｍ～２．０μｍ程度であってよい。
【0039】
配合は、例えば、各原料を、所望とするフェライト磁性材料の組成が得られるように秤量する。その後、湿式アトライタ、ボールミル等を用い、０．１時間～２０時間程度、混合、粉砕することができる。なお、この配合工程においては、全ての原料を混合する必要はなく、一部を後述する仮焼後に添加してもよい。
【0040】
＜仮焼工程＞
仮焼工程では、配合工程で得られた原料混合物を仮焼する。仮焼は、例えば、空気中等の酸化性雰囲気中で行うことができる。仮焼の温度は、１１００°Ｃ～１３００°Ｃの温度範囲とすることができる。仮焼の時間は、１秒～１０時間とすることができる。
仮焼工程では、配合工程で得られた原料混合物を仮焼する。仮焼は、例えば、空気中等の酸化性雰囲気中で行うことができる。仮焼の温度は、１１００°Ｃ～１３００°Ｃの温度範囲とすることができる。仮焼の時間は、１秒～１０時間とすることができる。
【0041】
仮焼により得られる仮焼体の一次粒子径は、１０μｍ以下であってよい。
【0042】
＜粉砕工程＞
粉砕工程では、仮焼工程で顆粒状や塊状となった仮焼体を粉砕し、粉末状にする。これにより、後述する成形工程での成形が容易となる。粉砕工程では、前述したように、配合工程で配合しなかった原料を添加してもよい（原料の後添加）。粉砕工程は、例えば、仮焼体を粗い粉末となるように粉砕（粗粉砕）した後、これをさらに微細に粉砕（微粉砕）する２段階の工程で行ってもよい。
粉砕工程では、仮焼工程で顆粒状や塊状となった仮焼体を粉砕し、粉末状にする。これにより、後述する成形工程での成形が容易となる。粉砕工程では、前述したように、配合工程で配合しなかった原料を添加してもよい（原料の後添加）。粉砕工程は、例えば、仮焼体を粗い粉末となるように粉砕（粗粉砕）した後、これをさらに微細に粉砕（微粉砕）する２段階の工程で行ってもよい。
【0043】
粗粉砕は、例えば、振動ミル等を用いて、平均粒径が０．５μｍ～１０．０μｍとなるまで行われる。微粉砕では、粗粉砕で得られた粗粉砕材を、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。
【0044】
微粉砕では、得られた微粉砕粉の平均粒径が、好ましくは０．０８μｍ～１．００μｍ程度となるように、微粉砕を行う。微粉砕粉の比表面積（例えばＢＥＴ法により求められる。）は、４ｍ２／ｇ～１２ｍ２／ｇ程度とすることができる。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～２０時間程度とすることができ、ボールミルによる湿式粉砕では１時間～５０時間程度とすることができる。
【0045】
微粉砕工程では、湿式法の場合、分散媒として水等の水系溶媒の他、トルエン、キシレン等の非水系溶媒を用いることができる。非水系溶媒を用いた方が、後述の湿式成形時において高配向性が得られる傾向がある。一方、水等の水系溶媒を用いる場合、生産性の観点で有利である。
【0046】
また、微粉砕工程では、焼成後に得られる焼結体の配向度を高めるため、例えば公知の多価アルコールや分散剤を添加してもよい。
【0047】
＜成形・焼成工程＞
成形・焼成工程では、粉砕工程後に得られた粉砕材（好ましくは微粉砕材）を成形して成形体を得た後、この成形体を焼成して焼結体を得る。成形は、乾式成形、湿式成形またはＣｅｒａｍｉｃ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ（ＣＩＭ）のいずれの方法でも行うことができる。
成形・焼成工程では、粉砕工程後に得られた粉砕材（好ましくは微粉砕材）を成形して成形体を得た後、この成形体を焼成して焼結体を得る。成形は、乾式成形、湿式成形またはＣｅｒａｍｉｃ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ（ＣＩＭ）のいずれの方法でも行うことができる。
【0048】
乾式成形法では、例えば、乾燥した磁性粉末を加圧成形しつつ磁場を印加して成形体を形成し、その後に、成形体を焼成する。一般的に、乾式成形法では、乾燥した磁性粉末を金型内で加圧成形するので、成形工程に要する時間が短いという利点がある。
【0049】
湿式成形法では、例えば、磁性粉末を含むスラリーを磁場印加中で加圧成形しながら液体成分を除去して成形体を形成し、その後に、成形体を焼成する。湿式成形法では、成形時の磁場により磁性粉末が配向し易く、焼結磁石の磁気特性が良好であるという利点がある。
【0050】
また、ＣＩＭを用いた成形法は乾燥させた磁性粉末をバインダ樹脂と共に加熱混練して、形成したペレットを、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て、この予備成形体を脱バインダ処理した後、焼成する方法である。
【0051】
以下、湿式成形について詳細に説明する。
【0052】
（湿式成形・焼成）
湿式成形法によってフェライト焼結磁石を得る場合は、上述した微粉砕工程を湿式で行うことでスラリーを得る。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。これを用いて成形を行うことができる。
湿式成形法によってフェライト焼結磁石を得る場合は、上述した微粉砕工程を湿式で行うことでスラリーを得る。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。これを用いて成形を行うことができる。
【0053】
スラリーの濃縮は、遠心分離や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微粉砕粉の含有量は、湿式成形用スラリーの全量中、３０質量％～８０質量％程度とすることができる。
【0054】
スラリーにおいて、微粉砕粉を分散する分散媒としては水を用いることができる。この場合、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よい。また、分散媒としては非水系溶媒を使用してよい。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することができる。
【0055】
なお、湿式成形用スラリーは、微粉砕後の乾燥状態の微粉砕粉に、分散媒等を添加することによって調製してもよい。
【0056】
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、９．８ＭＰａ～９８ＭＰａ（０．１ｔｏｎ／ｃｍ２～ １．０ｔｏｎ／ｃｍ２）程度とすることができる。印加磁場は４００ｋＡ／ｍ～１６００ｋＡ／ｍ程度とすることができる。また、成形時の加圧方向と磁場印加方向は、同一方向でも直交方向でもよい。
【0057】
湿式成形により得られた成形体の焼成は、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、１０５０°Ｃ～１２７０°Ｃとすることができる。また、焼成時間（焼成温度に保持する時間）は、０．５時間～３時間程度とすることができる。
【0058】
なお、湿式成形で成形体を得る場合、焼成温度まで到達させる前に、室温から１００°Ｃ程度まで、２．５°Ｃ／分程度の昇温速度で加熱することができる。成形体を充分に乾燥させることで、クラックの発生を抑制することができる。
【0059】
さらに、界面活性剤（分散剤）等を添加した場合は、例えば、１００°Ｃ～５００°Ｃ程度の温度範囲において、２．０°Ｃ／分程度の昇温速度で加熱を行うことで、これらを充分に除去する（脱脂処理）ことができる。なお、これらの処理は、焼成工程の最初に行ってもよく、焼成工程よりも前に別途行ってもよい。
【0060】
以上、フェライト焼結磁石の好適な製造方法について説明したが、製造方法は上記には限定されず、製造条件等は適宜変更することができる。
【0061】
本発明により得られるフェライト焼結磁石は、本発明のフェライトの組成を有するものである限り、形態は限定されない。例えば、フェライト焼結磁石は、異方性を有するアークセグメント形状、平板状、円柱状、筒状等、種々の形状を有することができる。本発明のフェライト焼結磁石によれば、磁石の形状によらず高いＨｃｊを維持しつつ、高いＢｒが得られる。
【0062】
本実施形態におけるフェライト焼結磁石は、一般的なモータ、回転機、センサ等に使用することができる。
【実施例】
【0063】
以下、実施例により発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0064】
＜配合工程＞
出発原料として、ＣａＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＭｇＯ、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２およびＭｎＯを準備し、表１、表２に記載の各試料の組成になるように秤量した。なお、表１にはＣａ１－ｗ－ｘＲｗＡｘＦｅｚＣｏｍの原子数比を記載した。表２には各元素の酸化物換算での含有量を質量％単位で、それぞれ記載した。
出発原料として、ＣａＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＭｇＯ、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２およびＭｎＯを準備し、表１、表２に記載の各試料の組成になるように秤量した。なお、表１にはＣａ１－ｗ－ｘＲｗＡｘＦｅｚＣｏｍの原子数比を記載した。表２には各元素の酸化物換算での含有量を質量％単位で、それぞれ記載した。
【0065】
表２に記載した各成分の含有量の合計が１００質量％になっていないのは、不純物由来の成分を割愛しているためである。不純物由来の成分としては、例えばＰ２Ｏ５、ＳＯ３、Ｃｌ、Ｋ２Ｏ、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｏＯ３が挙げられる。
【0066】
前記出発原料を湿式アトライタにて混合、粉砕し、スラリー状の原料混合物を得た。
【0067】
＜仮焼工程＞
この原料混合物を乾燥後、大気中、１２００°Ｃで２時間保持する仮焼処理を行い、仮焼体を得た。
この原料混合物を乾燥後、大気中、１２００°Ｃで２時間保持する仮焼処理を行い、仮焼体を得た。
【0068】
＜粉砕工程＞
得られた仮焼体をロッドミルにて粗粉砕し、粗粉砕材を得た。次に、湿式ボールミルにて微粉砕を２８時間行い、スラリーを得た。得られたスラリーを固形分濃度が７０～７５質量％となるように調整して湿式成形用スラリーとした。
得られた仮焼体をロッドミルにて粗粉砕し、粗粉砕材を得た。次に、湿式ボールミルにて微粉砕を２８時間行い、スラリーを得た。得られたスラリーを固形分濃度が７０～７５質量％となるように調整して湿式成形用スラリーとした。
【0069】
＜成形・焼成工程＞
次に、湿式磁場成形機を使用して予備成形体を得た。成形圧力は、５０ＭＰａ、印加磁場は８００ｋＡ／ｍとした。また、成形時の加圧方向と磁場印加方向は、同一方向に設定した。湿式成形で得られた予備成形体は円板状であり、直径３０ｍｍ、高さ１５ｍｍであった。
次に、湿式磁場成形機を使用して予備成形体を得た。成形圧力は、５０ＭＰａ、印加磁場は８００ｋＡ／ｍとした。また、成形時の加圧方向と磁場印加方向は、同一方向に設定した。湿式成形で得られた予備成形体は円板状であり、直径３０ｍｍ、高さ１５ｍｍであった。
【0070】
予備成形体を大気中、１１９０°Ｃ～１２３０°Ｃで１時間保持する焼成を行い、焼結体であるフェライト焼結磁石を得た。
【0071】
各フェライト焼結磁石について、蛍光Ｘ線定量分析を行い、各フェライト焼結磁石がそれぞれ表１、表２に示す組成となっていることが確認できた。
【0072】
また、Ｘ線回折測定により、表１、表２の各フェライト焼結磁石のフェライト粒子が六方晶構造を有することを確認した。
【0073】
＜磁気特性（Ｂｒ、Ｈｃｊ）の測定＞
実施例１～３、比較例１～３の各フェライト焼結磁石の上下面を加工した後、２５°Ｃの大気雰囲気中にて、最大印加磁場１９８９ｋＡ／ｍのＢ－Ｈトレーサを使用して磁気特性を測定した。結果を表１に示す。なお、Ｂｒは４５０ｍＴ以上を良好とし、４６０ｍＴ以上をさらに良好とした。Ｈｃｊは３２０ｋＡ／ｍ以上を良好とし、３５０ｋＡ／ｍ以上をさらに良好とした。
実施例１～３、比較例１～３の各フェライト焼結磁石の上下面を加工した後、２５°Ｃの大気雰囲気中にて、最大印加磁場１９８９ｋＡ／ｍのＢ－Ｈトレーサを使用して磁気特性を測定した。結果を表１に示す。なお、Ｂｒは４５０ｍＴ以上を良好とし、４６０ｍＴ以上をさらに良好とした。Ｈｃｊは３２０ｋＡ／ｍ以上を良好とし、３５０ｋＡ／ｍ以上をさらに良好とした。
【0074】
＜密度（ｄｆ）の測定＞
実施例１～３、比較例１～３の各フェライト焼結磁石の密度は、アルキメデス法により測定した。結果を表１に示す。
実施例１～３、比較例１～３の各フェライト焼結磁石の密度は、アルキメデス法により測定した。結果を表１に示す。
【0075】
＜フェライト粒子の円形度の平均値ＷおよびＨｅｙｗｏｏｄ径の平均値＞
まず、各フェライト焼結磁石の磁化容易軸に平行な断面において、図１Ａ、図２Ａに示すようなＳＥＭ画像を撮影した。なお、図１Ａが実施例３、図２Ａが比較例１である。倍率を５０００倍とし、２６μｍ×１９μｍのＳＥＭ画像を撮影した。なお、各ＳＥＭ画像には、少なくとも１００個のフェライト粒子が含まれていることを確認した。
まず、各フェライト焼結磁石の磁化容易軸に平行な断面において、図１Ａ、図２Ａに示すようなＳＥＭ画像を撮影した。なお、図１Ａが実施例３、図２Ａが比較例１である。倍率を５０００倍とし、２６μｍ×１９μｍのＳＥＭ画像を撮影した。なお、各ＳＥＭ画像には、少なくとも１００個のフェライト粒子が含まれていることを確認した。
【0076】
次に、ＤＮＮを用いてＳＥＭ画像を解析し、フェライト粒子と粒界とに２値化した解析用画像を作成した。図１ＡのＳＥＭ画像から得られる解析用画像が図１Ｂ、図２ＡのＳＥＭ画像から得られる解析用画像が図２Ｂである。そして、ＯｐｅｎＣＶを用いて画像処理を行うことで、解析用画像に完全に含まれるフェライト粒子について円形度を算出し、平均することで円形度の平均値Ｗを算出した。結果を表１に示す。
【0077】
さらに、解析用画像に完全に含まれるフェライト粒子についてＨｅｙｗｏｏｄ径を算出し、平均することでＨｅｙｗｏｏｄ径の平均値を算出した。結果を表１に示す。
【0078】
【表1】
【0079】
【表2】
【0080】
表１、表２より、円形度の平均値Ｗが０．５６≦Ｗ≦０．６８を満たす実施例１～３は、Ｈｃｊが良好であり、かつ、０．５６≦Ｗ≦０．６８を満たさない比較例１～３と比較してＢｒが高くなった。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】