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永久磁石の製造方法

国内特許コード P150012267
整理番号 S2013-1468-N0
掲載日 2015年9月4日
出願番号 特願2013-197699
公開番号 特開2015-063725
出願日 平成25年9月25日(2013.9.25)
公開日 平成27年4月9日(2015.4.9)
発明者
  • 三井 好古
  • 梅津 理恵
  • 渡邉 和雄
  • 小山 佳一
出願人
  • 国立大学法人東北大学
  • 国立大学法人 鹿児島大学
発明の名称 永久磁石の製造方法
発明の概要 【課題】比較的短時間で簡便に高純度のMnBiを製造することができる永久磁石の製造方法を提供する。
【解決手段】材料のMnとBiとを粉砕し、粉末状にする。次に、そのMnの粉末とBiの粉末とを混合して成形する。その成形体1を、外側にヘリウムフリー超電導磁石2が配置された電気炉3の中に入れ、ヘリウムフリー超電導磁石2で磁場を印加しつつ、電気炉3で成形体1の焼結を行う。焼結は、1~20Tの磁場中で、240~262℃の温度で12~48時間行うことが好ましい。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



近年、最も強力な永久磁石として、ネオジム磁石(Nd-Fe-B)があり、ハードディスクドライブや携帯電話等に使用されている。ネオジム磁石は、温度上昇とともに保磁力が低下するため、その低下を抑えるために、Dy(ジスプロシウム)が添加されている。しかしながら、Dyは稀少元素であることから、Dyを使用しない、ネオジム磁石に代わる永久磁石が求められている。





ネオジム磁石に代わり得ると考えられる磁石材料の一つとして、強磁性体のMnBiがある。MnBiは、安価で、強い磁気異方性を有し、温度の上昇とともに保磁力と磁気異方性が強くなるという性質を有している。特に、200℃以上の高温領域で、3Tという高い保磁力を有することが知られている。Bi-Mn二元系の状態図を、図7に示す。





従来、MnBiを製造する方法として、アーク溶解や高周波溶解で作製したMn-Bi母合金を、液体急冷法でアモルファス化し、結晶化させるものや(例えば、非特許文献1参照)、Mn粉末とBi粉末とを、MnとBiの共晶温度(262℃)以下で3~15日間焼結し、反応焼結によってMnBiを得るもの(例えば、特許文献1参照)、MnBi化合物が分散した非平衡組織を有する材料を形成し、その材料を磁場中で焼鈍することにより、MnBi粒子が成長して粗大化し、配向組織を有するMnBi合金を得るもの(例えば、特許文献2参照)などがある。





また、一般的な異方性磁石は、主に以下のようにして製造されている。まず、一軸磁気異方性を有する物質を含む原材料を溶解して合金化し、その合金を粉砕する。次に、粉砕した粒子を用いて磁場中で成形し、焼結する。焼結後、表面加工や着磁を行う。この製造方法では、磁場中成形を行うことにより、結晶軸を揃え、異方性を付加している。





なお、近年、Sm-Coサマリウムコバルト磁石、Sm-Fe-Nボンド磁石、またはネオジム磁石と、MnBiとのハイブリッド磁石が開発されている(例えば、特許文献3または非特許文献2参照)。これらのハイブリッド磁石は、MnBi粉末と希土類磁石粉末とを混合し、焼結することにより製造され、混合前の各磁石に比べて、優れた温度特性や磁気特性を有している。

産業上の利用分野



本発明は、永久磁石の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
Mnの粉末とBiの粉末とを混合して成形し、その成形体を磁場中で焼結することを特徴とする永久磁石の製造方法。

【請求項2】
前記成形体の焼結は、1~20Tの磁場中で、240~262℃の温度で12~48時間行うことを特徴とする請求項1記載の永久磁石の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013197699thum.jpg
出願権利状態 公開
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