[发明专利]强磁性颗粒粉末的制造方法、各向异性磁体、粘结磁体和压粉磁体

说明书

技术领域

本发明涉及颗粒芯为Fe₁₆N₂，外壳被非常薄的由FeO构成的氧化膜包覆的高纯度的强磁性颗粒粉末的制造方法。另外，提供使用该强磁性颗粒粉末得到的各向异性磁体、粘结磁体和压粉磁体。

背景技术

目前，混合动力机动车或电动车、空调或洗衣机等家电等身边常见的需要动力-转矩的电机用磁体使用Nd-Fe-B系磁性粉末-成形体。但是，以Nd-Fe-B系磁体材料作为磁体，目前已达理论极限。

另外，稀土元素原料的魅力在于低廉的原料成本、同位素元素含有率低等，而其进口很大程度上集中在某一特定国家，所谓的“元素风险”会成为很大的问题。因此，不含稀土的Fe₁₆N₂等Fe-N系化合物受到关注。

Fe-N系化合物中，已知α-Fe₁₆N₂是在对固溶有氮的马氏体或铁氧体进行长时间退火的情况下结晶析出得到的亚稳态化合物。该α-Fe₁₆N₂的结晶为bct结构，有望作为具有高饱和磁化的强力磁性物质。但是，如同称其为亚稳态化合物那样，将该化合物化学合成作为纯化分离的粉末的报告极少。

迄今为止，为了得到α-Fe₁₆N₂单相，尝试了蒸镀法、MBE法（分子束外延法）、离子注入法、溅射法、氨氮化法等各种方法。但是，伴随更稳定的γ'-Fe₄N或ε-Fe_2～3N的生成，产生马氏体（α'-Fe）、铁氧体（α-Fe）样金属的共晶，给分离制造α-Fe₁₆N₂单一化合物带来困难。一部分的方法是以薄膜的形式得到α-Fe₁₆N₂单一化合物，薄膜在磁性材料中的应用存在局限性，不适合拓展到更广泛的用途。

作为涉及α-Fe₁₆N₂的现有技术，提出了如下技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-340023号公报

专利文献2：日本特开2000-277311号公报

专利文献3：日本特开2009-84115号公报

专利文献4：日本特开2008-108943号公报

专利文献5：日本特开2008-103510号公报

专利文献6：日本特开2007-335592号公报

专利文献7：日本特开2007-258427号公报

专利文献8：日本特开2007-134614号公报

专利文献9：日本特开2007-36027号公报

专利文献10：日本特开2009-249682号公报

非专利文献

非专利文献1：M.Takahashi,H.Shoji,H.Takahashi,H.Nashi,T.Waki yama,M.Doi,and M.Matsui,J.Appl.Phys.,Vol.76,pp.6642-6647,1994.

非专利文献2：Y.Takahashi,M.Katou,H.Shoji,and M.Takahashi,J.Magn.Magn.Mater.,Vol.232,p.18-26,2001

发明内容

发明所要解决的课题

上述专利文献1～11和非专利文献1及2所述的技术尚不充分。

即，专利文献1中记载了对存在表面氧化覆膜的铁颗粒进行还原处理后进行氮化处理得到Fe₁₆N₂，但是，未考虑提高最大磁能积。另外，氮化反应的时间长，难以实现工业性。

另外，专利文献2中记载了对氧化铁粉末进行还原处理生成金属铁粉末，对得到的金属铁粉末进行氮化处理得到Fe₁₆N₂，但是，难以说适合作为磁记录介质用磁性颗粒粉末使用，难以说适合作为应该具有高的最大磁能积BH_max的硬磁性材料。

另外，专利文献3～9中记载了变成铁氧体的磁记录材料用的极大磁性的物质，但是，得不到α-Fe₁₆N₂单相，以混合相的形式生成了更稳定的γ'-Fe₄N或ε-Fe_2～3N、马氏体（α'-Fe）或铁氧体（α-Fe）样金属。