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bcc型FeCo合金粒子及びその製造方法並びに磁石

国内特許コード P130009977
整理番号 AF29P002
掲載日 2013年10月16日
出願番号 特願2012-052330
公開番号 特開2013-185222
登録番号 特許第5766637号
出願日 平成24年3月8日(2012.3.8)
公開日 平成25年9月19日(2013.9.19)
登録日 平成27年6月26日(2015.6.26)
発明者
  • 山内 美穂
  • 佃 達哉
  • シャリフ モハメド ジャファル
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 bcc型FeCo合金粒子及びその製造方法並びに磁石
発明の概要 【課題】FeCoナノ粒子が有する飽和磁化Ms 及び保磁力Hcを自由に制御することができるFeCoナノ粒子の製造方法を提供する。この方法を用いて、飽和磁化Ms 及び保磁力Hcが共に高いFeCoナノ粒子または、所望の飽和磁化Ms 及び保磁力Hcを有するFeCoナノ粒子を提供する。
【解決手段】FexCo100-x(40≦x<100)で表されるbcc型鉄コバルト合金粒子の製造方法。この方法は、鉄含有化合物、コバルト含有化合物及び保護ポリマーを溶媒に分散及び/又は溶解した液体を調製する工程(1)、得られた液体に、前記鉄含有化合物に含まれる鉄イオン及び前記コバルト含有化合物に含まれるコバルトイオンに対する還元剤を添加して、鉄及びコバルトを含有する前駆体粒子を調製する工程(2)、及び前記前駆体粒子を水素含有雰囲気下で加熱して、前記前駆体粒子を還元し、かつ合金粒子の構造をbcc型にする工程(3)を含む。FexCo100-x(40≦x<100)で表され、結晶子サイズが1~1,000nmの範囲であるbcc型鉄コバルト合金粒子。磁性組成物及び磁石。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


一般に永久磁石として使われる大きな保磁力を示す磁石としてサマリウム磁石やネオジム磁石が知られている。これらの材料にはレアアースが含まれるため、昨今の原料流通事情を考えると、早急な代替材料の開発が望まれる。大きな保磁力を有する材料として、L10型の規則構造を有する合金は、その構造ゆがみに由来する一軸磁気異方性から、大きな保磁力をもつことが知られている。L10型合金としては、FePt、CoPt、FePdなどが知られているが、いずれも貴金属であるPtやPdを含むため実用材料としては好ましくない。



そこで貴金属やレアアースを含まない磁性材料のひとつとしてFeCoが着目されている[非特許文献1~6]。

産業上の利用分野


本発明は、bcc型鉄コバルト(FeCo)合金粒子及びその製造方法に関する。さらに本発明は、bcc型鉄コバルト(FeCo)合金粒子を用いて作製した磁石に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
FexCo100-x(40≦x<100)で表されるbcc型鉄コバルト合金からなる粒子の製造方法であって、
鉄含有化合物、コバルト含有化合物及び保護ポリマーを溶媒に分散及び/又は溶解した液体を調製する工程(1)、
得られた液体に、前記鉄含有化合物に含まれる鉄イオン及び前記コバルト含有化合物に含まれるコバルトイオンに対する還元剤を添加して、鉄及びコバルトを含有する前駆体粒子を調製する工程(2)、及び
前記前駆体粒子を前記液体から分離し、水素含有雰囲気下で加熱して、前記前駆体粒子を還元し、かつ合金粒子の構造をbcc型にして前記bcc型鉄コバルト合金からなる粒子を得る工程(3)を含む、前記製造方法。

【請求項2】
前記工程(3)では、工程(2)で得た前記液体から前駆体粒子を分離し、分離した前駆体粒子を水素含有雰囲気下で加熱して還元することで、1~1,000nmの範囲の結晶子サイズを有するbcc型鉄コバルト合金からなる粒子を得る、請求項1に記載の製造方法。

【請求項3】
前記工程(3)における水素含有雰囲気の水素含有率は10vol%超100vol%以下の範囲である請求項1または2に記載の製造方法。

【請求項4】
前記工程(3)における加熱は、200℃~1,000℃の範囲である請求項1~3のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項5】
前記工程(2)で得られる鉄及びコバルトを含有する前駆体粒子は、少なくとも鉄酸化物及びコバルト酸化物を含有する粒子である請求項1~4のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項6】
前記工程(1)における溶媒は、鉄含有化合物、コバルト含有化合物及び保護ポリマーに対する親和性を有する溶媒である、請求項1~5のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項7】
前記保護ポリマーは極性官能基部分を有する化合物である請求項1~6のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項8】
前記保護ポリマーは、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルエーテル、ポリアクリレート、ポリ(メルカプトメチレンスリレン-N-ビニル-2-ピロリドン)、及びポリアクリロニトリルから成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物である、請求項1~6のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項9】
工程(2)における還元は、0~200℃の範囲で行う請求項1~8のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項10】
前記bcc型鉄コバルト合金からなる粒子は、平均粒子径が1~200,000nmの範囲である請求項1~9のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項11】
前記bcc型鉄コバルト合金からなる粒子は、室温(300K)で強磁性体である請求項1~10のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項12】
FexCo100-x(40≦x<100)で表され、結晶子サイズが1~1,000nmの範囲であるbcc型鉄コバルト合金からなる粒子。

【請求項13】
平均粒子径が1~200,000nmの範囲である請求項12に記載のbcc型鉄コバルト合金粒子。

【請求項14】
炭素含有被覆層をさらに有する請求項12または13に記載のbcc型鉄コバルト合金粒子。

【請求項15】
前記炭素含有被覆層は、炭素含有被覆層及びbcc型鉄コバルト合金粒子の総質量の0.1~80%の範囲である請求項14に記載のbcc型鉄コバルト合金粒子。

【請求項16】
請求項12~15のいずれか1項に記載のbcc型鉄コバルト合金粒子を用いて製造された磁石。
産業区分
  • 冶金、熱処理
  • 加工
  • 合金
  • 磁性材料
  • 電子部品
  • 変電
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 元素戦略を基軸とする物質・材料の革新的機能の創出 領域
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