本发明专利技术提供磁性材料及使用该磁性材料的电动机，所述磁性材料在不使用作为稀缺资源的重稀土元素的情况下可改善磁性材料的特性。通过向磁粉导入氟及控制晶粒内的结晶方位，可以制作确保矫顽力以及剩余磁通密度等磁特性的磁性材料。其结果，可以解决重稀土元素的资源问题，可以应用于各种旋转机或包含硬盘的音圈电动机的需要高能量积的磁路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及不使用重稀土元素的磁性材料及使用该磁性材料的电动机。
技术介绍
专利文献1 5公开了现有的包含氟化物或氟氧化物(oxy-fluoride)的稀土烧结磁体。而且，专利文献6公开的是将稀土氟化物的微粉末(1 20 μ m)与NdFeB粉混合。 另外，专利文献7的巴西专利记载的是将SmJe17氟化的例子。专利文献1日本特开2003-282312号公报专利文献2日本特开2006-303436号公报专利文献3日本特开2006-303435号公报专利文献4日本特开2006-303434号公报专利文献5日本特开2006-303433号公报专利文献6美国专利2005/0081959号公报专利文献7巴西专利9701631-4A
技术实现思路
专利技术要解决的课题上述现有的专利技术公开的是使Nd-Fe-B系磁性材料或Sm-i^e系材料与包含氟的化合物反应而成的磁体，尤其是推测为通过使氟与Smfe17K应而由氟原子的导入引起的晶格膨胀及居里温度的上升效果。但是，公开的SmFeF系材料的居里温度低为155°C，磁化强度的值不清楚，没有公开氟存在于主相中之类的分析。即使利用氟化处理的氟的分析中对实施了氟化处理的整个试样进行分析可检测到氟，也不能证明氟存在于主相中。这是因为由于氟化处理导致各种氟化物形成于被处理材料的表面，伴随该表面的氟化物中的氟以检测技术检测的氟浓度也不能确定主相(具有构成晶粒或粉末的主结构的铁磁性体)中含有氟。另外，即使在主相中含有氟，由于氟化处理从主相表面进行，因此，可形成表面附近的氟浓度高的相和中心附近的氟浓度低的相，由这些氟浓度不同的相的结晶方位差而产生各种缺陷，从而使矫顽力下降。因此，只要不控制该结晶方位差，就不能得到实用的永久磁性材料。另一方面，在Nd-Fe-B系磁体中，通过使用包含重稀土元素的氟化物而使矫顽力增加。所述氟化物不是使主相氟化的反应，与主相反应或扩散的是重稀土元素。由于这样的重稀土元素昂贵且稀缺，因此，从环境保护的观点考虑，减少重稀土元素成为课题。比重稀土元素廉价的轻稀土元素为k、Y及原子序号为57 62的元素，其中一部分元素可用于磁性材料。以氧化物以外的铁系磁体的形式批量生产最多的材料为Nd^e14B系，但为了确保耐热性，必须添加Tb或Dy等重稀土元素。另外，Sm2Fe17N系磁体不能烧结而通常作为粘结磁体使用，因此，性能方面存在缺点。为土类元素)系合金的居里温度(Tc)低， 但侵入有碳或氮的化合物的居里温度及磁化强度升高，因此，可应用于各种磁路。在这样的间隙化合物的磁体中，为了以侵入有氟原子的材料为磁体进行批量生产，需要控制母相中具有菱面体晶系或正方晶系或单斜晶系的结晶结构的氟化物、例如 Th2Zn17 型的 Sm2Fe17F3 合金或 ThMn12 型的 NdFe11TiFx 合金或 R3 (Fe5Ti)29 型的 Sm3(FejTi)29F5 合金或Sm3(Fe，CiO29Fx合金等氟化物的磁粉或晶粒内的结晶方位来确保矫顽力或剩余磁通密度等磁特性。本专利技术是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种在不使用作为稀缺资源的重稀土元素的情况下可以改善磁性材料的特性的磁性材料及使用该磁性材料的电动机。用于解决课题的手段解决所述课题的本专利技术的磁性材料，其特征在于，具有包含氟的主相，晶粒或磁粉的中心部与表面的晶系相同，中心部与表面的结晶方位的角度差平均为45度以内。而且，在占据磁粉体积的磁体的主相中，通过使由晶粒或磁粉的中心与从中心看为外周侧的界面或表面附近的氟浓度不同的结晶构成的含氟晶粒或磁粉的中心及外周侧或界面附近的结晶方位、即Re1FemFx的a轴和ResFetFy的a轴所成的角度平均为45度以内或Re^emFx的c轴和ItesFetFy的c轴所成的角度平均为45度以内，可抑制起因于由结晶方位之差带来的各种缺陷的矫顽力下降。在此，Re为包含Y(钇)的稀土元素，!^e为铁，F为氟，l、m、X、s、t、y为有理数，1<m、s < t、χ < y且Re1FemFx为中心部的氟化物、ResFetFy为外周侧的氟化物。需要说明的是，得到所述角度差时的外周侧是指在距离母相的最外周0 1 μ m以内的范围内由电子衍射或X射线衍射求得的局部平均取向。另外，中心部是指通过电子衍射等结晶方位评价方法来求得在距离磁粉或晶粒的大致中心0 1 μ m的范围内的平均取向。而且，为了稳定氟化物的结晶结构或提高磁特性的性能，需要添加过渡元素 M并保持Re1 (FemM1^m) Fx的a轴和Res (FetM1J Fy的a轴所成的角度平均为45度以内或 Re1 (FemM1-J Fx的c轴和ResFy的c轴所成的角度平均为45度以内的关系来提高矫顽力。在此，Re为包含Y (钇)的稀土元素，!^e为铁，F为氟、1、m、x、s、t、y为有理数，1<m、s < t、χ < y且Re1 (FemM1-J Fx为中心部的氟化物、Res(FetM1^t)Fy为外周侧的氟化物。在本专利技术中，在母相具有菱面体晶系或正方晶系或单斜晶系或六方晶系的结晶结构的氟化物中，通过使氟浓度不同的结晶的取向差或一个结晶轴的取向差平均为45度以内，可兼备高矫顽力和高剩余磁通密度。专利技术效果根据本专利技术的磁性材料，通过使晶粒或磁粉的中心部和与表面的结晶方位的角度差平均为45度以内，可兼备高矫顽力和高剩余磁通密度。而且，通过在由轻稀土元素和铁构成的磁粉或铁粉中以控制其结晶方位的方式形成含有氟等第VIIA族元素的相并进行热处理、成型，可以提供实现高矫顽力、高磁通密度的磁粉，通过将固化所述粉形成的成型体应用于旋转机，可实现低铁损、高感应电压，可以应用于各种旋转机或包含硬盘的音圈电动机的需要高能量积的磁路。附图说明图1是表示本专利技术的氟化物的a轴所成的角度与矫顽力及剩余磁通密度的关系的图。图2是表示距离本专利技术的主相表面的深度与氟浓度的关系的图。图3是表示包含富铁钴相、稀土铁钴氟化物相及稀土氟化物相的3种相构成的典型的组织的图。符号说明10稀土氟化物相11富铁钴相12稀土铁钴氟化物相具体实施例方式为了兼备磁体的剩余磁通密度和高矫顽力，需要提高去磁曲线的矩形比。下面，对用于满足剩余磁通密度、高矫顽力、矩形比全部条件的优选方式进行说明。为了提高剩余磁通密度，有效的是提高构成磁体的材料或元素的总磁矩。稳定的材料且饱和磁通密度最高的材料为!^Co系合金。另外，在亚稳相中，氮侵入晶格间隙的化合物具有高磁通密度。由于包含氟的第VIIA族(17族)元素的电负性高、可大大改变铁或钴等的电子态密度分布，因此，通过使其包含于上述高磁通密度的化合物或合金，可成为更高的磁通密度。对于氟而言，通过配置于原子间位置或置换位置，在改变相邻的原子的电子态的同时，伴随由晶格畸变导致的结晶变形，由磁容积效应等产生的磁矩增加也增大。为了提高矫顽力，需要增大磁晶各向异性。由于氟等第VIIA族元素的高电负性， 因此可对铁或钴等原子的状态密度的分布附加各向异性，因此，磁晶各向异性能量增加。通过使饱和磁通密度为2. 4T的!^Co合金包含5原子％氟而使晶格膨胀约1 %，可以得到2MA/m的各向异性磁场。此时，为了提高剩余磁通密度，重要的是提高去磁曲线的矩形比。为本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．磁性材料，其特征在于，具有包含氟的主相，晶粒或磁粉的中心部和表面处的晶系相同，中心部和表面的结晶方位的角度差为平均４５度以内。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：神田乔之，小室又洋，铃木启幸，佐通祐一，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP
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