鐵氧體燒結磁體及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及鐵氧體燒結磁體及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 鐵氧體燒結磁體在各種電動機、發(fā)電機、揚聲器等各種用途中被使用。作為代表性 的鐵氧體燒結磁體，已知有具有六方晶的M型磁鐵鉛礦結構的Sr鐵氧體（SrFei2〇i9)和Ba 鐵氧體炬aFei2〇ig)。該些鐵氧體燒結磁體，W氧化鐵和鎖（Sr)或領炬a)的碳酸鹽等為原 料，通過粉末冶金法比較廉價地制造。
[0003] 近年來，出于對環(huán)境的保護等，在汽車用電裝部件、電氣設備用零件等之中，W零 件的小型、輕量化W及高效率化為目的，要求鐵氧體燒結磁體的高性能化。特別是用于汽車 用電裝部件的電動機，其所要求的鐵氧體燒結磁體，一面要保持高殘留磁通密度Bf ( W下， 僅稱為"Bf")，一面要具有即使在薄型化時的強大的反磁場作用下也不會去磁的高矯頑力 Hcj ( W下，僅稱為)，和高矩形比Hk/H。,（ W下，僅稱為"Hk/H。/)。
[0004] 由日本特開平10-149910號和日本特開平11-154604號提出：為了實現鐵氧體燒 結磁體的磁特性的提高，通過W La等的稀±類元素轉換上述的Sr鐵氧體的Sr的一部分， W Co置換化的一部分，從而使Hej和B r提高的方法。
[0005] 日本特開平10-149910號和日本特開平11-154604號所述的，W La等的稀±類元 素置換Sr的一部分，W Co等置換化的一部分的Sr鐵氧體（W下，稱為"SrLaCo鐵氧體")， 由于磁特性優(yōu)異，所W代替現有的Sr鐵氧體和Ba鐵氧體，正在被大量用于各種用途，但是 仍期望進一步提高磁特性。
[0006] 另一方面，作為鐵氧體燒結磁體，與上述Sr鐵氧體和Ba鐵氧體一起，還已知有化 鐵氧體。已知化鐵氧體W化〇-Fe2〇3或化0-2Fe 2〇3的組成式表示的結構是穩(wěn)定的，并通過 添加La而形成六方晶鐵氧體。但是，所得到的磁特性與現有的Ba鐵氧體的磁特性為同等 程度，沒有充分提高。
[0007] 日本專利第3181559號公開了一種具有20k0e W上的各向異性磁場Ha的化鐵氧 體（W下稱為"化LaCo鐵氧體")，其為了實現化鐵氧體的B,和H U的提高，W及H U的溫度 特性的改善，W La等的稀±類元素置換化的一部分，W Co等置換化的一部分，該各向異 性磁場Ha記述為比Sr鐵氧體高10% W上的值。
[000引但是，CaLaCo鐵氧體雖然具有高各向異性磁場Ha，但B,和H CJ與SrLaCo鐵氧體為 同等程度，另一方面Hk/H。,非常差，不能滿足高H和高H k/H。,，無法達到應用于電動機等的 各種用途。
[0009] 為了改良化LaCo鐵氧體的磁特性，提出有各種各樣的提案。例如，日本特開 2006-104050號提出有一種化LaCo鐵氧體，其使各構成元素的原子比和摩爾比n的值最佳 化，并且W特定的比率含有La和Co,國際公開第2007/060757號出有一種W La和Ba置換 了化的一部分的化LaCo鐵氧體，國際公開第2007/077811號提出有一種W La和Sr置換 了化的一部分的化LaCo鐵氧體。
[0010] 日本特開2011-213575號公開有一種鐵氧體磁體，其在由式；Cai_,_x_yR,SrxBayFezMm 表示的組成系中，W、X、y、Z和m滿足特定的范圍，并且含有Si作為副成分，在Y軸表示W Si〇2換算的Si的含量yl (質量％ )，在X軸表示Z和m的合計量xl (質量％ )時，xl和yl 處于 X-Y 坐標中的 4 個點 a(8. 9,1. 2)、b 巧.3,0. 95)、c (10. 0,0. 35)和 d(10. 6,0. 6)所包圍 的范圍內，記述該磁體可維持高Bf和H并且具有高Hk/H。,（日本特開2011-213575號中的 Hk，在J(磁化的大?。?H(磁場的強度）曲線的第二象限中，成為J達到0. 9Bf的值的位置 的H的值）。
[0011] 國際公開第2008/105449號提出，在比國際公開第2007/060757號和國際公開第 2007/077811號Sr和/或Ba多的組成區(qū)域，通過進行由第一微粉碎工序、對于由所述第一 微粉碎工序得到的粉末實施熱處理的工序、將實施過所述熱處理的粉末再度粉碎的第二微 粉碎工序構成的粉碎工序（W下稱為"熱處理再粉碎工序"），減小結晶粒子的粒徑，同時提 高磁體的密度，此外，通過控制結晶粒子的形狀而使磁特性提高。
[0012] 日本特開2006-104050號、國際公開第2007/060757號、國際公開第2007/077811 號、日本特開2011-213575號和國際公開第2008/105449號所述的化LaCo鐵氧體，相對于 日本專利第3181559號所提出的化LaCo鐵氧體具有優(yōu)異磁特性，既保持著近年所要求的高 Bf，又具有即使在薄型化時的強大反磁場作用下也不會去磁的高H。,和高Hk/H。,。但是，Co 含量W原子比率計均需要0. 25~0. 3左右，與目前市場所提供的SrLaCo鐵氧體燒結磁體 的Co含量（W原子比率計為0. 2左右）相比，要使用大量的Co。Co的價格相當于鐵氧體 磁體的主成分、即氧化鐵的十倍至數十倍，因此，大量使用Co帶來的原料成本的增大導致 的問題是，該些鐵氧體燒結磁體無法避免價格的上升。特別是國際公開第2008/105449號， 因為進行熱處理再粉碎工序，所W還無法避免伴隨制造工序的增加而來的成本上漲，形成 原料費和工序費雙重成本上升的局面。
[0013] 鐵氧體燒結磁體的最大的特征在于廉價該一點。因此，例如即使是具有優(yōu)異的磁 特性的鐵氧體燒結磁體，若價格高，也很難被市場所接受。

【發(fā)明內容】

[0014] 本發(fā)明的目的在于，廉價地提供具有優(yōu)異的磁特性的鐵氧體燒結磁體。
[0015] 在達成上述目的時，發(fā)明者們著眼于燒結助劑。如眾所周知的，一般的鐵氧體燒結 磁體的燒結工藝被分類為液相燒結，通常，W促進液相燒結等為目的，會在燒結（賠燒）前 (粉碎工序等）添加燒結助劑。作為燒結助劑可知有化C〇3和SiO 2。CaC〇3和SiO 2等的燒 結助劑，在燒結（賠燒）時成為液相成分的一部分，在燒結后的燒結體（燒結磁體）中作為 晶界相的一種成分存在。
[0016] 在鐵氧體燒結磁體中，晶界相的存在不可或缺。但是，晶界相是非磁性的，因此若 晶界相大量存在（若燒結助劑的添加量多），則主相（具有六方晶的M型磁鐵鉛礦結構的鐵 氧體相）的含有比率降低，招致磁特性的降低。另一方面，若晶界相的存在量過少（若燒結 助劑的添加量過少），則燒結時液相的量變少，不能進行燒結。因此，為了使磁特性提高，需 要使燒結助劑的添加量為液相燒結所需的最小限度的量，減少燒結后的燒結體中的晶界相 的含有比率，使主相的含有比率增加。
[0017] 發(fā)明者們對于在化LaCo鐵氧體中液相燒結所需要的最小限度的燒結助劑的添加 量進行了銳意研究。其結果發(fā)現，W往一般是添加化C〇3和SiO 2兩者，但在化LaCo鐵氧體 中，僅僅添加Si化，并且添加比W往被認為是最佳的添加量少的0. 2質量％ W上、0. 35質 量％ W下，優(yōu)選為0. 2質量％ W上、0. 3質量％ ^下，就能夠得到與現有的化LaCo鐵氧體同 等優(yōu)異的磁特性。另外發(fā)現，只添加Si化，并且如前述為很少的添加量時，即使微粉碎粉的 平均粒徑（平均粒度）比現有的化LaCo鐵氧體大，磁特性也不會降低。只添加Si化，并且 W很少的添加量就能夠得到優(yōu)異的磁特性，被認為是由于在化LaCo鐵氧體中，含有化作為 主相成分，該化在燒結時成為液相成分的一部分。另外，即使增大微粉碎粉的平均粒徑，磁 特性也不會降低，被認為是由于液相燒結時的液相的量得到最佳化。此外還發(fā)現，不是在該 些日本專利第3181559號、日本特開2006-104050號、國際公開第2007/060757號、國際公 開第2007/077811號、日本特開2011-213575號和國際公開第2008/105449號所示該樣的 全部化LaCo鐵氧體中，而是在主相成分中不含Sr和Ba的由化、La、化及Co構成時顯著。 [001引關于燒結助劑，例如，在日本特開2006-104050號中記述有在鍛燒體的粉碎時， 優(yōu)選添加化CO3W CaO換算計為0. 3~1. 5質量％，添加SiO 2為0. 2~1. 0質量％，在實 施例中添加化CO3W CaO換算計為0. 6質量％，添加SiO 2為0. 45質量％。在國際公開第 2007/060757號中記述為鍛燒體的粉碎時，優(yōu)選添加化C03為0. 2~1. 5質量％ ( W CaO換 算計為0. 112~0.84質量％ )，添加Si化為0. 1~1.5質量％，在實施例中，添加化C0 3為 0.5質量％，添加Si化為0.4質量％。在國際公開第2007/077811號中記述，優(yōu)選在粉碎工 序中相對于鍛燒體添加化C03為1. 8質量％ ^下，添加Si02為1. 0質量％ ^下，在實施例中 添加化CO3W CaO換算計為0. 6質量％，添加SiO 2為0. 45質量％。如此，作為添加量雖然 均記述為寬的范圍，但實施例所述的最佳的添加量，CaC03為0. 5質量％左右，Si02為0. 4質 量％左右，并且化C03和Si02兩者均被添加。
[0019] 另外，日本特開2011-213575號中記述，"Si成分的含量，全部的Si成分的合計， 優(yōu)選換算成Si化為0.35~1.2質量％，更優(yōu)選為0.4~1. 1質量％。"，但是，有"作為副成 分除了含有SiO,^外，也可W還含有其他的副成分。例如，首先，作為副成分可化含有Ca成 分。"的記述，沒有排除化C〇3的添加。
[0020] 關于鐵氧體燒結磁體，已知若減小結晶粒徑，即，在粉碎工序中減小鍛燒體粉末 (微粉碎粉末）的粒徑（粒度），則磁特性提高。例如，通過國際公開第2008/105449號所 述的熱處理再粉碎工序等，能夠減小結晶粒子的粒徑，但如前述，卻無法避免伴隨制造工序 的增加而來的成本上漲。另外，若減小結晶粒徑，則各結晶粒的比表面積變大，為了促進液 相燒結，需要使燒結助劑的添加量增加。
[0021] 另一方面，若增大結晶粒徑，即