[发明专利]铁氧体烧结磁铁以及具备该铁氧体烧结磁铁的发动机

说明书

技术领域

本发明涉及铁氧体烧结磁铁以及具备该铁氧体烧结磁铁的发动机。

背景技术

作为用于铁氧体烧结磁铁的磁性材料，已知有具有六方晶系晶体结构的Ba铁氧体、Sr铁氧体以及Ca铁氧体。近年来，这些当中作为发动机用等的磁铁材料主要是采用了磁铅石型(M型)的Sr铁氧体。M型铁氧体例如由通式AFe₁₂O₁₉来表示。Sr铁氧体在晶体结构的A位点具有Sr。

为了改善铁氧体烧结磁铁的磁特性，尝试通过分别用La等稀土元素和Co来置换A位点的元素和B位点的元素的一部分来改善磁特性。例如，在专利文献1中公开了通过用特定量的稀土元素和Co置换A位点和B位点的一部分来提高剩余磁通密度(Br)和矫顽力(HcJ)的技术。

作为铁氧体烧结磁铁的代表性用途可以列举发动机。虽然被用于发动机的铁氧体烧结磁铁要求在Br和HcJ两特性上表现优异，但是已知通常Br与HcJ处于一种权衡(trade-off)关系。因此，要求确立能够进一步提高Br和HcJ两特性的技术。

作为表示考虑了Br和HcJ两特性的磁特性的指标，已知有Br(kG)+1/3HcJ(kOe)的计算式(例如参照专利文献1)。可以说该值越高越是适合发动机等要求高磁特性的用途的铁氧体烧结磁铁。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-154604号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

如上述专利文献1所示，控制构成铁氧体烧结磁铁的主要晶粒组成来改善磁特性是有效的。然而，如果仅仅控制晶粒的组成也难以大幅度改善现有的铁氧体烧结磁铁的磁特性。另外，包含于铁氧体烧结磁铁中的副成分可能具有改善磁特性或烧结性的作用。然而，会有由于副成分的种类或量损坏铁氧体烧结磁铁的优异强度或外观等可靠性的情况。例如，如果将强度低的铁氧体烧结磁铁或者表面容易析出异物的铁氧体烧结磁铁用于发动机的话，则铁氧体烧结磁铁在发动机的使用中可能发生破损或剥落。为此，寻求不仅仅是磁特性而且还具有高可靠性的铁氧体烧结磁铁。

本发明是鉴于上述技术问题而完成的发明，其目的在于提供一种在剩余磁通密度(Br)和矫顽力(HcJ)两个特性上都优异并且具有高可靠性的铁氧体烧结磁铁。另外，其目的在于提供一种效率高且可靠性优异的发动机。

解决技术问题的手段

本发明人等不仅针对晶粒的组成，而且还针对铁氧体烧结磁铁的整体组成以及晶界的组成来探讨提高磁特性。其结果发现通过含有规定的副成分能够提高铁氧体烧结磁铁的磁特性和可靠性，从而完成了本发明。

即，本发明提供一种铁氧体烧结磁铁，是一种含有具有六方晶结构的Sr铁氧体的铁氧体烧结磁铁，其中，将Na以及K分别换算成Na₂O和K₂O时，Na以及K的总计含量为0.004～0.31质量％，Si的含量换算成SiO₂为0.3～0.94质量％，并且满足下式(1)。

1.3≤(Sr_F+Ba+Ca+2Na+2K)/Si≤5.7 (1)

在此，式(1)中Sr_F是除了构成Sr铁氧体的Sr以外的Sr的摩尔基准的含量，Ba、Ca、Na和K分别表示各元素的摩尔基准的含量。

上述本发明的铁氧体烧结磁铁在Br和HcJ两个特性上优异并且具有高可靠性。能够获得像这样的效果的理由并不一定明确，但是本发明人认为是铁氧体烧结磁铁的晶界组成所作的贡献。即，认为在铁氧体烧结磁铁的晶界中形成了将构成Sr铁氧体的Sr不同的Sr、和Ba、Ca以及Na和K中的至少一种作为构成元素的硅酸玻璃。认为本发明 的铁氧体烧结磁铁具有能稳定形成该硅酸玻璃的比率的晶界组成。为此，认为铁氧体烧结磁铁容易成为稳定而且致密的组织，并且具有高Br、HcJ以及高可靠性。

本发明的铁氧体烧结磁铁优选满足下述式(2)。由此，能够进一步提高Br+1/3HcJ的值。另外，在式(2)中Sr_F是除了构成Sr铁氧体的Sr以外的Sr的摩尔基准的含量，Ba、Ca、Na和K表示各元素的摩尔基准的含量。

1.7≤(Sr_F+Ba+Ca+2Na+2K)/Si≤2.7 (2)

本发明的铁氧体烧结磁铁优选满足下述式(3)。由此，成为在磁特性方面更加优异的铁氧体烧结磁铁。

Br+1/3HcJ≥5.3 (3)