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bcc TYPE FeCo ALLOY PARTICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MAGNET

Patent code P130009977
File No. AF29P002
Posted date Oct 16, 2013
Application number P2012-052330
Publication number P2013-185222A
Patent number P5766637
Date of filing Mar 8, 2012
Date of publication of application Sep 19, 2013
Date of registration Jun 26, 2015
Inventor
  • (In Japanese)山内 美穂
  • (In Japanese)佃 達哉
  • (In Japanese)シャリフ モハメド ジャファル
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title bcc TYPE FeCo ALLOY PARTICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MAGNET
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an FeCo nanoparticle by which saturation magnetization Ms and coercive force Hc of the FeCo nanoparticle can be freely controlled, and to provide an FeCo nanoparticle having high saturation magnetization Ms and coercive force Hc or an FeCo nanoparticle having optional saturation magnetization Ms and coercive force Hc by using the method.
SOLUTION: A method is used to manufacture a bcc type iron-cobalt alloy particle represented by FexCo100-x (40≤x<100). The method includes: a step (1) for preparing a liquid wherein an iron-containing compound, a cobalt-containing compound and a protective polymer are dispersed and/or dissolved in a solvent; a step (2) for adding the obtained liquid with a reducing agent to iron ions included in the iron-containing compound and cobalt ions included in the cobalt-containing compound to prepare a precursor particle containing iron and cobalt; and a step (3) for heating the precursor particle in a hydrogen-containing atmosphere and reducing the precursor particle to make a structure of alloy particle into a bcc type. The bcc type iron-cobalt alloy particle is represented by FexCo100-x (40≤x<100) and the crystallite size is within a range of 1-1,000 nm. Magnetic component and magnet are also provided.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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]。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Creation of Innovative Functions of Intelligent Materials on the Basis of the Element Strategy AREA
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