[发明专利]强磁性颗粒粉末及其制造方法、以及各向异性磁铁、粘结磁铁和压粉磁铁

说明书

技术领域

本发明涉及颗粒核为Fe₁₆N₂、外壳由非常薄的FeO构成的氧化膜包覆的强磁性颗粒粉末及其制造方法。还提供使用该强磁性颗粒粉末的各向异性磁铁、粘结磁铁和压粉磁铁。

背景技术

现在，混合动力汽车和电动自行车、空调和洗衣机等的家用电器等随处可见，作为需要功率-扭矩的电动机用的磁铁，使用Nd-Fe-B类磁性粉末、成型体。但是，目前Nd-Fe-B类磁铁材料的作为磁铁存在理论界限。

并且，在原料成本低廉和放射性同位素含率低等方面极具吸引力的稀土类元素原料，其进口在很大程度上依赖于中国，出现所谓的“中国风险”的重大问题。因此，不含稀土族的Fe₁₆N₂等Fe-N类化合物备受瞩目。

Fe-N类化合物中，已知α″-Fe₁₆N₂是将固溶有氮的马丁体或铁氧体长时间退火时结晶析出的亚稳态化合物。该α″-Fe₁₆N₂的结晶是bct结构，期待作为具有大的饱和磁化的巨大磁性物质。但是，如通常的亚稳态化合物那样，以化学方法将该化合物以单独分离的粉末合成的报告极少。

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，生成更稳定的γ′-Fe₄N或ε-Fe_2～3N，并且出现马丁体（α′-Fe）或铁氧体（α-Fe）样金属的共晶，单独分离制造α″-Fe₁₆N₂单一化合物存在困难。一部分以薄膜得到α″-Fe₁₆N₂单一化合物，但薄膜在磁性材料中的应用存在限度，不适合在更广泛的用途中展开。

作为关于α″-Fe₁₆N₂的现有技术，提出了下述技术。

在先技术文献

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1：M.Takahashi,H.Shoji,H.Takahashi,H.Nashi,T.Wakiyama,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

发明要解决的技术课题

在上述专利文献1～10和非专利文献1、2记载的技术中，还尚不充分。

即，在专利文献1中记载了对存在有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，但没有考虑提高最大能积。另外，氮化反应需要长时间（例如3～10日），难以说在工业上适用。

另外，在专利文献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，但是很难说适合作为能够适用于磁记录介质用磁性颗粒粉末、希望具有高的最大能积BH_max的硬磁性材料。

另外，在专利文献3～9中，记载了变化为铁氧体的磁记录材料用的极大磁性物质，但是得不到α″-Fe₁₆N₂单相，更稳定的γ′-Fe₄N或ε-Fe_2～3N、马丁体（α′-Fe）或铁氧体（α-Fe）样金属生成混相。