特許 7446600 Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の製造方法

(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】2024-03-01

(45)【発行日】2024-03-11

(54)【発明の名称】Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 41/02 20060101AFI20240304BHJP

   H01F 1/047 20060101ALI20240304BHJP

   B22F 3/00 20210101ALI20240304BHJP

   B22F 3/24 20060101ALI20240304BHJP

   C22C 9/05 20060101ALN20240304BHJP

   C22C 30/02 20060101ALN20240304BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20240304BHJP

【ＦＩ】

H01F41/02 G

H01F1/047

B22F3/00 F

B22F3/24 C

C22C9/05

C22C30/02

C22F1/00 628

C22F1/00 660D

C22F1/00 687

C22F1/00 691Z

C22F1/00 691B

C22F1/00 691C

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019231653

(22)【出願日】2019-12-23

(65)【公開番号】P2021100065

(43)【公開日】2021-07-01

【審査請求日】2022-12-19

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 発行者名：国立大学法人東北大学 金属材料研究所、刊行物名：東北大学金属材料研究所 強磁場超伝導材料研究センター 平成３０年度年次報告、発行年月：２０１９年６月

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 発行者名：日本金属学会・日本鉄鋼協会・軽金属学会 九州支部 合同学術講演大会 実行委員会、刊行物名：令和元年度 合同学術講演大会 講演概要集、発行年月日：２０１９年６月１日 集会名：２０１９年度合同学術講演会、発表名：「Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ合金の磁場中熱処理効果」、開催日：２０１９年６月１日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 発行者名：公益社団法人 応用物理学会、刊行物名：２０１９年第８０回応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集ＤＶＤ、発行年月日：２０１９年９月４日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 集会名：２０１９年第８０回応用物理学会秋季学術講演会、発表名：「Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅ Ｓｉｚｅ ｉｎ Ｃｕ▲２▼ＭｎＡｌ Ａｌｌｏｙｓ ｂｙ Ｉｎ－ｆｉｅｌｄ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ」（「磁場中熱処理によるＣｕ▲２▼ＭｎＡｌ合金の微細化」）、開催日：２０１９年９月１８日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 発行者名：Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＶＮＵ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｉｅｔｎａｍ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｏｉ（ベトナム国家大学ハノイ校工科大学、工業物理・ナノテクノロジー学部）、刊行物名：ＦＭＳ－ＮＡＮＯＭＡＴＡ２０１９ ＡＢＳＴＲＡＣＴ ＢＯＯＫ（エフエムエス－ナノマタ２０１９ アブストラクトブック）、発行年月日：２０１９年１１月１０日 集会名：Ｊｏｉｎｔ ５ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ ｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ３ｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｎａｎｏ－ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（材料科学のフロンティアに関する第５回国際シンポジウムとナノ材料、技術、及び応用に関する第３回国際シンポジウムとの合同シンポジウム）、発表名：「Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｎｅａｌｅｄ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄｓ」（「強磁場中熱処理したＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系の磁気特性」）、開催日：２０１９年１１月１１日

(73)【特許権者】

【識別番号】504258527

【氏名又は名称】国立大学法人 鹿児島大学

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100162259

【弁理士】

【氏名又は名称】末富 孝典

(74)【代理人】

【識別番号】100168114

【弁理士】

【氏名又は名称】山中 生太

(74)【代理人】

【識別番号】100146916

【弁理士】

【氏名又は名称】廣石 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】三井 好古

(72)【発明者】

【氏名】小山 佳一

(72)【発明者】

【氏名】中川 駿

【審査官】井上 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０５９６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０４１１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０９１５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１８０４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１３５２５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－０８６５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１１６１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５７７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－００４９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６３７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】成田賢仁，Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ磁性合金の高保磁力化機構，日本応用磁気学会誌，日本，日本応用磁気学会，1981年，Ｖｏｌ．５、Ｎｏ．２，93-96

【文献】鹿又 武，ホイスラ―合金の磁性，まてりあ，日本，日本金属学会，2006年，第４５巻 第３号，165-171

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ４１／０２

Ｈ０１Ｆ １／０４７

Ｂ２２Ｆ ３／００

Ｂ２２Ｆ ３／２４

Ｃ２２Ｆ １／０８

Ｃ２２Ｃ ９／０５

Ｃ２２Ｃ ３０／０２

Ｃ２２Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｃｕ、Ｍｎ、及びＡｌを含むＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を準備する準備工程と、
前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対し、前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に磁場を与えつつ前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を加熱する磁場中熱処理を施す磁場中熱処理工程と、
を有し、
前記磁場中熱処理工程では、前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対し、前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に５Ｔ以上の前記磁場を与えつつ前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を５００Ｋ以上に加熱する前記磁場中熱処理を、６時間超にわたって施す、
Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の製造方法。

【請求項2】

前記準備工程では、Ｃｕ、Ｍｎ、及びＡｌを含む原料粉体を焼結させることにより、Ｃｕ、Ｍｎ、及びＡｌの合金を含む前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を準備する、
請求項１に記載のＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の製造方法。

【請求項3】

前記合金が、Ｌ２_１構造を有するホイスラー合金である、
請求項２に記載のＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１及び２に開示されているように、Ｍｎ及びＡｌを含むＭｎ－Ａｌ系磁石の中間体、並びにＭｎ及びＢｉを含むＭｎ－Ｂｉ系磁石の中間体に対して、加熱を磁場中で行う磁場中熱処理を施すことが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１５７７３８号公報

【文献】特開２０１５－０６３７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１及び２は、強磁性相の合成が促進されるという理由で、磁場中熱処理を推奨している。強磁性相の合成の促進は、得られる磁石の磁化を増強させる要因となる。

【0005】

しかし、磁石の用途によっては、大きすぎる磁化はむしろ望ましくなく、保磁力が充分に大きい磁石が望まれる場合もある。

【0006】

本発明の目的は、磁化を抑えることができる一方、保磁力を高めることができる、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明に係るＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の製造方法は、
Ｃｕ、Ｍｎ、及びＡｌを含むＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を準備する準備工程と、
前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対し、前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に磁場を与えつつ前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を加熱する磁場中熱処理を施す磁場中熱処理工程と、
を有し、
前記磁場中熱処理工程では、前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対し、前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に５Ｔ以上の前記磁場を与えつつ前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を５００Ｋ以上に加熱する前記磁場中熱処理を、６時間超にわたって施す。

【0008】

前記準備工程では、Ｃｕ、Ｍｎ、及びＡｌを含む原料粉体を焼結させることにより、Ｃｕ、Ｍｎ、及びＡｌの合金を含む前記Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を準備してもよい。

【0009】

前記合金が、Ｌ２_１構造を有するホイスラー合金であってもよい。

【発明の効果】

【0011】

これまで強磁性相の合成を促進する目的で行われてきた磁場中熱処理は、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対しては、強磁性相の結晶子を微細化し、かつ非磁性相の合成を促進する効果をもたらすことが判明した。強磁性相の結晶子が微細化され、非磁性相の合成が促進される結果、得られるＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の磁化を抑えることができる一方、保磁力を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の製造方法を例示するフローチャート。

【図2】Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石のＸ線回折パターンを示すグラフ。

【図3】Ｌ２_１構造を有する結晶子のサイズの時間変化を示すグラフ。

【図4】Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の磁気履歴曲線を示すグラフ。

【図5】Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の保磁力の時間変化を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１に示すフローチャートに沿って、実施形態に係るＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の製造方法について説明する。

【0014】

（ａ）混合工程
まず、Ｃｕを主成分とする銅粉体、Ｍｎを主成分とするマンガン粉体、及びＡｌを主成分とするアルミニウム粉体を混合し、原料粉体を得る（ステップＳ１）。本明細書において“主成分とする”とは、純度が９７質量％以上、好ましくは９９質量％以上であることを意味する。

【0015】

原料粉体の粒度は、後述する焼結工程（ステップＳ３）において合金が生成される反応を促進する観点から、１ｍｍ未満であることが好ましく、７５μｍ未満であることがより好ましい。本明細書において、粒子の粒径がｄ未満とは、粒子がＪＩＳ－Ｚ８８０１に規定する目開きｄの篩を通過する粒度であることを意味する。

【0016】

（ｂ）成形工程
次に、上述した原料粉体を成形することにより、成形体となす（ステップＳ２）。原料粉体の成形方法としては、加圧を伴う方法、例えば、原料粉体を型に充填してプレスする型成形法が典型的である。但し、これに限られない。原料粉体を噴射し、積層させながら造形する積層造形法を用いてもよい。なお、成形に際して、得られる成形体の保形性を高める結合剤を使用してもよい。

【0017】

（ｃ）焼結工程
次に、得られた成形体を焼結させることにより、Ｃｕ、Ｍｎ、及びＡｌの合金であるＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系合金を含むＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を得る（ステップＳ３）。

【0018】

焼結の温度は、合金が生成される反応を有意に進行させるため、Ａｌの合金の融点以上、具体的には、９３３Ｋ以上であることが好ましい。また、焼結の温度は、１０７３Ｋ以上であることがより好ましく、１１２３Ｋ以上であることがより好ましい。

【0019】

Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系合金は、ｂｃｃ構造を有するβ相を含む多結晶体である。また、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系合金は、Ｃｕを内割で４０ｍｏｌ％以上含み、Ｍｎを内割で２０ｍｏｌ％以上含み、Ａｌを内割で２０ｍｏｌ％以上含む。

【0020】

具体的には、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系合金は、いずれも強磁性体であるＣｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５、又はＣｕ_４５Ｍｎ_２０Ａｌ_３５よりなるものであってもよい。このうちＣｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５は、Ｌ２_１構造を有するホイスラー合金である。

【0021】

なお、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系合金に占めるＣｕ、Ｍｎ、及びＡｌのモル比は、ステップＳ１の混合工程における銅粉体、マンガン粉体、及びアルミニウム粉体の配合割合によって調整できる。

【0022】

但し、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体は、その全体が完全に合金化されていなくてもよく、合金化されずに独立しているＣｕ、Ｍｎ、及びＡｌを含んでいてもよい。また、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体は、Ｃｕ、Ｍｎ、及びＡｌ以外の不可避的不純物を内割で５質量％以下含んでもよい。

【0023】

なお、以上説明したステップＳ１からＳ３は、Ｃｕ、Ｍｎ、及びＡｌを含むＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を準備する準備工程の一例である。

【0024】

（ｄ）磁場中熱処理工程
次に、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対し、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に磁場を与えつつＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を加熱する磁場中熱処理を施す（ステップＳ４）。これにより、等方性磁石であるＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石が得られる。

【0025】

特許文献１及び２が教示するように、これまで磁場中熱処理は、強磁性相の合成を促進する目的で行われてきた。しかし、本願発明者らの研究によれば、磁場中熱処理は、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対しては、従来の効果とは逆の効果、具体的には、強磁性相の結晶子サイズを微細化し、かつ非磁性相の合成を促進する効果をもたらすことが判明した。

【0026】

磁場中熱処理によって、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体における強磁性相の結晶子が微細化され、非磁性相の合成が促進される結果、得られるＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の磁化を抑えることができる一方、保磁力を高めることができる。

【0027】

なお、磁場中熱処理でＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に与える磁場は、磁化を抑制する効果と保磁力を高める効果とを一層充分に得るために、５Ｔ以上であることが好ましく、１０Ｔ以上であることがより好ましい。

【0028】

また、磁場中熱処理でＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を加熱する温度は、ステップＳ３の焼結工程で成形体を加熱する温度よりも低い。但し、磁化を抑制する効果と保磁力を高める効果とを一層充分に得るために、磁場中熱処理でＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を加熱する温度は、５００Ｋ以上であることが好ましく、５５０Ｋ以上であることがより好ましい。

【0029】

また、磁場中熱処理の初期の段階においては、強磁性相の結晶子が粗大化しうる。そこで、強磁性相の結晶子を微細化し、非磁性相の合成を促進する効果を一層確実に得るために、磁場中熱処理を継続させる時間は、６時間超であることが好ましく、１０時間以上であることがより好ましく、２０時間以上であることがより好ましい。

【0030】

以上、実施形態に係るＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の製造方法について例示的に述べたが、以下の変形も可能である。

【0031】

磁場中熱処理に供するＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体は、必ずしも焼結によって形成されたものでなくてもよい。Ｃｕの原料、Ｍｎの原料、及びＡｌの原料の混合物を液相状態へと完全に溶融させたものを冷却して得た合金であってもよい。

【0032】

また、ステップＳ３の焼結工程と、ステップＳ４の磁場中熱処理工程とを、同一の加熱炉としての電気炉を用いて、連続して行ってもよい。また、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系合金の形成と、強磁性相の結晶子の微細化及び非磁性相の合成とが、１つの工程で行われてもよい。

【0033】

以下、本実施形態に係るＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の用途について例示的に述べる。本実施形態に係るＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石は、例えば、磁気ディスク、磁気テープといった磁気メモリにおける磁気記録層に用いることができる。本実施形態に係るＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石は、磁場中熱処理によって磁化が抑えられているため、近傍の他の機器に磁気的な悪影響を与えにくい。また、本実施形態に係るＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石は、磁場中熱処理によって保磁力が高められているので、磁気的な反転が生じ難く、ビット情報を安定して保持できる。

【実施例】

【0034】

［実施例１］
まず、いずれも純度が９９．９質量％で粒径が７５μｍ未満の銅粉体、マンガン粉体、及びアルミニウム粉体よりなる原料粉体を成形したものを、１１７３Ｋの温度で４８時間にわたって焼結させたのち、氷水でクエンチした。このようにして、反応焼結法により、Ｌ２_１構造を有するＣｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５相の多結晶体であるホイスラー合金よりなるＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を準備した。

【0035】

次に、そのＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対して、５７３Ｋの温度で磁場中熱処理を施すことにより、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石を得た。

【0036】

磁場中熱処理がもたらす効果の、磁場の強さに対する依存性を確認するために、磁場中熱処理の継続時間を４８時間に固定したうえで、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に与える磁場が、０Ｔである場合、５Ｔである場合、及び１０Ｔである場合のそれぞれについてＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石を得た。そして、得られた３種のＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石に含まれる晶相を、Ｘ線回折装置を用いて同定した。

【0037】

図２に、それら３種のＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石のＸ線回折パターンを示す。横軸は、角度２θを単位“度”で示す。縦軸は、回折ビームの強度を相対目盛で示す。なお、図２には、回折ピークによって同定される晶相を付記している。“Ｌ２_１”と付記された回折ピークは、強磁性のＣｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５相の存在を示している。“Ｃｕ_９Ａｌ_４”と付記された回折ピークは、非磁性のＣｕ_９Ａｌ_４相の存在を示している。

【0038】

図２に示すように、０Ｔの熱処理を行った場合は、Ｌ２_１構造に由来する回折ピークだけが観測された。一方、５Ｔの磁場中熱処理を行った場合、Ｃｕ_９Ａｌ_４相に由来する回折ピークも観測された。さらに、１０Ｔの磁場中熱処理を行った場合は、Ｃｕ_９Ａｌ_４相に由来する回折ピークの高さが、５Ｔの磁場中熱処理を行った場合よりも高まった。

【0039】

この結果より、磁場中熱処理が、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対しては、非磁性相であるＣｕ_９Ａｌ_４相の合成を促進する効果をもたらし、かつその効果は、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に与える磁場が大きいほど高まることが分かった。

【0040】

また、５Ｔの磁場中熱処理を行った場合、Ｌ２_１構造に由来する回折ピークの高さが、０Ｔの熱処理を行った場合よりも低下した。１０Ｔの磁場中熱処理を行った場合は、Ｌ２_１構造に由来する回折ピークの高さがさらに低下した。

【0041】

この結果より、磁場中熱処理が、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対しては、強磁性相であるＣｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５相の、非磁性相であるＣｕ_９Ａｌ_４相への分解を伴う微細化を促進する効果をもたらし、かつその効果は、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に与える磁場が大きいほど高まることが分かった。

【0042】

また、回折ピークの半値幅は、その回折ピークによって同定される結晶子のサイズ（以下、結晶子サイズと記す。）に依存する。具体的には、結晶子が小さいほど半値幅が広い。なお、“結晶子”とは、多結晶体において単結晶とみなせる最大の集まりを意味する。

【0043】

そこで、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石におけるＣｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５相の結晶子サイズの、磁場中熱処理の継続時間に対する依存性を確認するために、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に与える磁場が、０Ｔである場合、及び５Ｔである場合のそれぞれについて、磁場中熱処理の継続時間を種々変更した。

【0044】

図３に、Ｃｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５相の結晶子サイズの時間変化を示す。横軸は、磁場中熱処理の継続時間を示す。縦軸は、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石に含まれるＣｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５相の平均的な結晶子サイズを示す。結晶子サイズは、Ｘ線回折パターンの回折ピークの半値幅を用い、Ｈａｌｄｅｒ－Ｗａｇｎｅｒの関係式によって推定した。

【0045】

図３に示すように、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に与える磁場が０Ｔである場合、及び５Ｔである場合のいずれにおいても、６時間までは、Ｃｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５相の結晶子が粗大化した。一方、その後は、いずれの場合においても、Ｃｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５相の結晶子が微細化する傾向がみられる。

【0046】

但し、５Ｔの磁場中熱処理を行った場合の方が、０Ｔの熱処理を行った場合よりも、Ｃｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５相の結晶子が速やかに微細化されている。

【0047】

この結果より、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対しては、磁場中熱処理が、強磁性相であるＣｕ_５０Ｍｎ_２５Ａｌ_２５相の結晶子の微細化を促進する効果をもたらすことが判明した。

【0048】

次に、磁場中熱処理で得られたＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の磁気履歴曲線を、振動試料型磁力計によって測定した。また、比較のために、０Ｔの熱処理で得られたＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の磁気履歴曲線も測定した。

【0049】

図４に、それぞれのＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の磁気履歴曲線を示す。横軸は、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石に与えた外部磁場の強さを表す。縦軸は、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の単位質量あたりの磁化を表す。

【0050】

図４に示すように、０Ｔの熱処理を行った場合の飽和磁化は７７ｅｍｕ／ｇであるのに対し、１０Ｔの磁場中熱処理を行った場合の飽和磁化は、それよりも著しく小さい１２ｅｍｕ／ｇであった。また、０Ｔの熱処理を行った場合の保磁力は略ゼロであったのに対し、１０Ｔの磁場中熱処理を行った場合の保磁力は、２．３ｋＯｅ以上であった。

【0051】

この結果より、磁場中熱処理は、Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に対しては、磁化を抑える一方、保磁力を高める効果をもたらすことが分かった。

【0052】

磁化が抑えられる理由は、図２を参照して述べたように、磁場中熱処理によって、強磁性相の合成が抑えられ、かつ非磁性相の合成が促進されたためである。

【0053】

また、保磁力が高められる理由は、強磁性相の結晶子が微細化され、かつ非磁性相が合成されたことにより、微細な強磁性相の結晶子が非磁性相によって分断されて組織中に散在した状態になるためと推定される。

【0054】

［実施例２］
Ｃｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体におけるＣｕ、Ｍｎ、Ａｌのモル比が実施例１の場合と異なる場合にも、磁場中熱処理によって保磁力が高められるか否かを確認するために、反応焼結法によって、Ｃｕ_４５Ｍｎ_２０Ａｌ_３５相の多結晶体であるＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体を得た。反応焼結の条件は実施例１と同じである。

【0055】

そして、そのＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系中間体に磁場中熱処理を施すことで得たＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の保磁力を調べた。また、比較のために、０Ｔの熱処理で得たＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の保磁力も調べた。

【0056】

図５に、それぞれのＣｕ－Ｍｎ－Ａｌ系磁石の保磁力の時間変化を示す。横軸は、磁場中熱処理又は熱処理の継続時間を示す。縦軸は、保磁力を示す。図５に示すように、磁場中熱処理は、Ｃｕ_４５Ｍｎ_２０Ａｌ_３５相の多結晶体に対しても保磁力の上昇を促進する効果を示すことが確認された。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】