铁磁性化合物磁铁制造技术

本发明专利技术提供铁磁性化合物磁铁，对稀土类磁铁，抑制稀有元素使用量，确保高的磁特性。本发明专利技术提供铁磁性氟化合物的永久磁铁材料，在R-Fe(R为4f过渡元素或Y)的2元素体系或R-Fe-T(T为除Fe外的3d过渡元素，或Mo、Nb、W)的3元素体系中，4f过渡元素相对3d过渡元素的原子比在15％以下的4f过渡元素-3d过渡元素合金中，在上述合金的结晶晶格的填入位置配置F元素，特别是涉及用R2(Fe，T)17Fx(0＜x≤3)、R3(Fe，T)29Fy(0＜y≤4)、及R(Fe，T)12Fz(0＜z≤1)表示的结晶晶格，得到伴随着结晶晶格体积的增加的几何学效果、及F元素的强电负性效果引起的磁矩的增加、居里温度的上升、以及磁各向异性的改性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及作为4f过渡元素-3d过渡元素合金的永久磁铁的高磁特性结构及组成。
技术介绍
作为高性能永久磁铁材料的指标，可以举出居里温度、磁化、磁各向异性的3要素。使这些3要素飞跃地提高的方法之一，已知有往母相结晶中置入原子的方法。例如，如专利文献1所述的那样，通过往Smfe17中填入非磁性元素N，提高母相磁特性。另外，如非专利文献1所述的那样，当非磁性元素为F元素时，通过计算可以预测采用R2Fe17 (R为4f过渡元素)可以最大地提高磁特性。实际上，如非专利文献2所述的那样，通过侵入F元素， 已知居里温度上升。现有技术文献特开2008-78610号公报P. Uebele, K. Hummler, and Μ. Fahnle,"Full-potential linear-muffin-tin orbital calculations of themagnetic properties of rare-earth-transition-metalintermetallies. III. Gd2Fel7Z3(z = C,N, 0，F) ”，Phys. Rev. B 53 (6) 3296 (1996) · J. D. Ardisson, A. I. C. Persiano, L. 0. Ladeiraand F. A. Batista, "Magnetic improvement of R2Fel7 compounds dueto the addition of fluorine，，， J. Mat. Sci. Lett. 16 (1997) 1658.专利
技术实现思路
专利技术所要解决的课题作为永久磁铁材料的母相，夸耀是现有的最高性能的Nd2Fe14B,作为稀少资源的稀土类元素的用量(Nd元素相对狗元素的原子比为14.3% )仍然高。在稀土类元素的用量比其少的组成中，使磁特性提高是重要的。专利文献1中记载的Smfe17N3，可以说磁特性比母相得到改善，但磁矩、磁各向异性仍然小。非专利文献1中记载的Gd2Fe17F3，从计算中可作预测磁矩增加、磁各向异性能量增加，但对结晶结构的稳定性未作讨论，作为实际体系是否稳定地存在尚不清楚。另外，对居里温度也未涉及。非专利文献2中记载的Iy^e17Fx，由于未进行F元素的元素分析，对F元素的效果有无并不清楚，另外，还存在居里温度上升即使最大也只有约40°C，存在居里温度上升低的问题。用于解决课题的手段R-Fe (R为4f过渡元素或Y)的2元素体系或R_Fe_T (T为除!^e外的3d过渡元素， 或Mo、Nb、W)的3元素体系中，4f过渡元素相对3d过渡元素的原子比为15%以下的4f过渡元素-3d过渡元素的合金中，F元素配置在上述合金的结晶晶格的间隙位置。专利技术效果通过使用本专利技术，提供铁磁性(ferromagnetism，也称强磁性)氟化合物的磁性材料，其特征在于，主相的磁性得到飞跃地改善，居里温度上升，磁化增加，而且磁各向异性得到了改善。附图说明图1为SmJe17Fx中居里温度上升率的(a) a轴扩大率依赖性及(b)晶胞体积扩大率依赖性。图2为NdJe17Fx中居里温度上升率的(a)a轴扩大率依赖性及(b)晶胞体积扩大率依赖性。图3为Sm2Fe17Fx中的17°C的每单位质量的饱和磁化的(a) a轴扩大率依赖性及(b) 晶胞体积扩大率依赖性。图4为在0. 5T磁场中各氟化热处理试样的磁化的温度依赖性。图5为SmJe17与通过300°C 1小时氟化加热处理的Sm2Fe17的25°C时的磁化的磁场依赖性。其中也表示初期磁化曲线。图6为利用氟化合物热解时的反应装置。图7为从外部导入氟化气体加以利用时的反应装置。图8为Sm2Fe17的(a)未热处理粉、(b) 150°C 1小时热处理粉、(c) 200°C 1小时热处理粉、(d) 2000C 7小时热处理粉、(e) 3000C 1小时热处理粉、及(f)400°C 1小时热处理粉的粉末X线衍射图。图9为Smfe17W结构的(a) a轴、(b) c轴、(c)晶胞的体积、以及(d)居里温度、及全部试样的(d)饱和磁化、(e)质量增加率的氟化热处理温度依赖性。图10为(a)未热处理粉、及(b)以300°C氟化热处理的SmJe17的晶粒断面形状图像。图11为300°C 1小时氟化热处理的SmJe17粉的断面中(a)形状图像、及(b) Sm、 (c)Fe、(d)N、(e)F的元素浓度图像。图12为200°C 7小时氟化热处理的Sm2Fe17的穆斯堡尔(乂 7 々7 )谱(室温)。图13 为 Sm2Fe17 的(a) Ar 中、及(b)N2 中的 DSC 特性。图14 为 Nd2Fe14, Nd2Fe17, Nd3Fe29 及 NdFe12 在(a) Ar 流中、及(b)N2 流中的 DSC 特性。图15为未涂布·未氟化处理的SmJe17、未涂布·氟化处理的SmJe17、及I^rF3涂布·氟化处理的Smfe17在0. 5T磁场中的磁化温度依赖性。(其中，氟化热处理于200°C实施7小时)。具体实施例方式在以过渡金属作为基础的磁性材料中，通过能带极化而呈现磁性。巡回性较强的 3d过渡金属基，多通过哈费(〃 〃一 F )模型，而局部性较强的4f稀土类金属基，多通过安德森巧一、J、y、模型分别加以描述。哈费模型是通过由电子在空间广泛分布而产生的运动能降低的增益，与电子彼此接近而产生的库伦能量增加的竞争来决定电子状态及磁结构。另外，在安德森模型中，对哈费模型进一步考虑传导电子与局部电子的相互作用，决定电子状态及磁结构。本专利技术的原理涉及从一般的3d过渡金属的单一哈费模型预测的金森理论。金森条件是对斯特拉(7卜一t )条件除去了库伦能量的过大评价的条件，给出呈现铁磁性的大致标准，用下式表示 式中，U表示库伦能量，G(0，0)为具有波数矢量0的2电子间的参数、3d能带宽度的倒数的大小，D(Ef)为费米能级的电子的状态密度。金森条件，显示出为了产生铁磁性，能带宽度相当大，并且同时费米能级的状态密度局部加大是必要的。由于电子状态密度随着结晶晶格的加大而变大，故电子状态密度通过晶胞体积变化而发生变化。因此，通过强制的或自发的力向晶胞导入体积变化时，可以期待通过费米能级附近的状态密度变化而产生大的磁性变化。例如，显示3d过渡金属合金中相互交换作用大小的原子间距离依赖性的贝特 斯奈塔(一〒· ^ > 一夕)(或奈尔·斯奈塔(才、一义· ^ > 一夕))曲线，是显示周游电子磁性的相互作用根据原子间距离振动的曲线。为使贝特 斯奈塔曲线中相互交换作用的大小为正而达到最大，已知α -Fe (下面仅用!^e表示)的原子间距离过短，Co、Ni的原子间距离过宽。这意味着由于对于狗来说电子巡回性过强，局部电子少，相互交换作用小，而对于Co、Ni来说，局部性过强，波动函数重叠小，所以相互交换作用小。S卩，意味着对!^e来说， 通过扩大原子间距离，增加局部性，而对Co、Ni来说，通过缩小原子间距离，增加巡回性，可分别增大相互交换作用。此外，可从安德森模型预测，对于实际观测的RKKY相互作用来说， 通过原子中局部存在的电子电场的作用，周围的传导电子接受自旋极化，由此与相邻本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．铁磁性化合物磁铁，其特征在于，在Ｒ－Ｆｅ（Ｒ为４ｆ过渡元素或Ｙ）的２元素体系或Ｒ－Ｆｅ－Ｔ（Ｒ为４ｆ过渡元素或Ｙ，Ｔ为除Ｆｅ外的３ｄ过渡元素或Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ）的３元素体系合金构成的铁磁性化合物磁铁中，上述４ｆ过渡元素相对上述３ｄ过渡元素之比在１５％以下，在上述合金的结晶晶格的填入位置配置Ｆ元素，用化学式Ｒ２Ｆｅ１７Ｆｘ（０＜ｘ≤３）表示。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木启幸，小室又洋，佐通祐一，今川尊雄，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP