異方性を有する希土類系複合磁石の合成と高性能化

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本年度では、Sm_2Fe_<17>Nxをハード磁性相、α-Feをソフト磁性相とした希土類系複合磁性材料の作製の可能性について検討した。試料作製には種々の作製方法を試み、交換相互作用の発現ならびに残留磁化や最大エネルギー積、減滋曲線の角形性、スプリングバック率などに及ぼす影響について検討・考察した。Sm_2Fe_<17>Nx粉末とα-Fe粉末のボールミルによる混合では、ハード相の結晶性を保ちながら微細化を進行させるのは困難であった。そこで新たに真空蒸発法を用い、ボールミル後のSm_2Fe_<17>相からSm_2Fe_<17>+α-Feの混合相を作製し、これを窒化処理することにより複合磁石の作製を試みた。ヘキサン中での湿式ボールミルでは結晶性の保持には効果的であるが粉末の凝集により異方性が劣化する。また表面活性剤を使用することで凝集を抑制できるが試料の酸化が激しく、良好な磁気特性を得ることは困難であった。以上の結果から、まず原料粉末に真空蒸発法を施し、Sm_2Fe_<17>+α-Feの混合相となった粉末に、異方性Sm_2Fe_<17>Nx単相磁石の作製に用いられるNH_3雰囲気中メカニカルグラインディング(MG)処理+直接窒化法を適用し、異方性複合磁石の作製を試みた。真空蒸発法の熱処理温度は1073KではFeの析出量が少なく、少なくとも1173K以上の温度が必要であった。1173-1273Kでの熱処理後MG法および窒化処理により得られた粉末は十分な磁気的異方性を有しており、また試料の酸化も十分低く抑えられることが確かめられた。磁気特性に関しては、α-Fe量とともに飽和磁化が増大するものの残留磁化は減少した。しかしながら減滋曲線には2段カーブなどは現れず、またα-Fe相が増加するに従いスプリングバック率が向上し、交換相互作用が働いていることが確認された。