[发明专利]铁氧体磁铁粉末和使用该磁铁粉末的磁铁及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁氧体磁铁粉末和用该磁铁粉末制造的磁铁及其制造方法。

背景技术

铁氧体是二价阳离子金属的氧化物和三价铁形成的化合物的总称，铁氧体磁铁已应用于电动机和发电机等各种用途。作为铁氧体磁铁的材料，广泛使用具有磁铁铅矿型六方晶构造的Sr铁氧体(SrFe₁₂O₁₉)或Ba铁氧体(BaFe₁₂O₁₉)。这些铁氧体是将氧化铁和锶(Sr)或钡(Ba)等的碳酸盐作为原料，通过粉末冶金法比较廉价地制造的。

磁铁铅矿型铁氧体的基本组成，通常以(MO·nFe₂O₃)的化学式表示。元素M是由二价阳离子形成的金属，选自Sr、Ba、Pb、Ni等。这种铁氧体中各位置处的铁离子(Fe³⁺)具有自旋磁矩，借助氧离子(O^2-)通过超交换相互作用而结合。在Fe³⁺的各位置中，Fe³⁺的磁矩呈沿着C轴“向上”或“向下”的状态。由于具有“向上”磁矩的位置数和具有“向下”磁矩的位置数之间存在差异，所以作为结晶整体显示出强磁性(铁磁性体)。

在磁铁铅矿型铁氧体磁铁的磁性能中，已知通过提高结晶的Is、增加烧结体的密度和结晶的取向度，可改进残留磁通密度(B_r)。另一方面还知道，通过提高单磁区结晶的存在率，可改进矫顽磁力(H_cj)。然而，以提高残留磁通密度(Br)为目的而提高烧结体的密度时，由于助长了结晶成长，所以降低了矫顽磁力(H_cj)。反之，通过添加Al₂O₃等抑制结晶粒子的大小，由此提高矫顽磁力时，又因为烧结体密度降低等而导致残留磁通密度的低下。以改善这种铁氧体磁铁的磁特性为目的，虽然对铁氧体的组成、添加物和制造条件进行了种种研究，但是，仍难以开发出同时提高残留磁通密度和矫顽磁力的磁铁。

本申请人开发出一种铁氧体磁铁(特公平4-40843号公报和特公平5-42128号公报)，通过在原料中添加Co，不仅不降低残留磁通密度，而且提高了矫顽磁力。

之后，又提出一种铁氧体磁铁(特开平9-115715号公报和特开平10-149910号公报)，通过用Zn置换Fe、用La置换Sr，提高了饱和磁化(σ_s)。如上所述，铁氧体磁铁为Fe³⁺的磁矩根据各位置向着相反方向的铁磁性体，所以其饱和磁化相对较低。然而，在所述公报中还记载了通过在Fe离子的特定位置处设置具有比Fe磁矩小的磁矩的离子，可减少“向下”的磁矩，由此可提高饱和磁化σ_s。在该公报中还记载了使用Nd或Pr取代La的实例，和用Mn、Co、Ni取代Zn的实例。

在日本应用磁学会学术讲演概要集(1998年9月20日发布)中，公开了一种铁氧体磁铁，通过添加La和Co的Sr_1-xLa_xCo_x·Fe_12-xO₁₉组合物，同时提高了矫顽磁力(H_cj)和饱和磁化(σ_s)。

然而，在这些铁氧体磁铁中，对于矫顽磁力和饱和磁化两方面特性的改进还不充分。

在所述日本应用磁学会学术讲演概要集(1998年9月20日发布)中，虽然报导了通过用Co取代Zn来置换Fe，在某种程度上改进了矫顽磁力，但没有记载其原因，而且认为矫顽磁力的改进和残留磁通密度的改进程度还不理想。

发明的公开

本发明是鉴于所述问题而完成的，其主要目的是提供一种同时提高了饱和磁化和矫顽磁力的铁氧体磁铁粉末，以及用该磁铁粉末制造的磁铁。

本发明的磁铁粉末是具有以(1-x)AO·(x/2)R₂O₃·(n-y/2)Fe₂O₃·yMO表示的磁铁铅矿型铁氧体主相(其中A是选自Sr或Ba的一种或两种金属，R是必须含有La的稀土元素、M是必须含有Co的二价金属)的磁铁粉末，其中，x、y和n表示摩尔比，0.22-0.02≤x≤0.22+0.02，0.18-0.02≤y≤0.18+0.02，5.2≤n≤6.0，而且x＞y。

本发明的粘结磁铁含有所述磁铁粉末，本发明的烧结磁铁是由所述磁铁粉末形成的。