特許ウォッチ

公開番号2024153606
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-29
出願番号2024066700
出願日2024-04-17
発明の名称MnBi系磁石
出願人エルジーイノテックカンパニーリミテッド,国立大学法人筑波大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01F 1/047 20060101AFI20241022BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ネオジム磁石を代替し、常温で高い磁気的特性を有し、別途の希土類元素を含まず、安価で磁石を使用することができるMnBi系磁石を提供する。
【解決手段】実施例に係るMnBi系磁石は、(MnBi)_aM_bの組成を有し、前記M元素は、(MnBi)_aM_bの全体原子at%を100at%としたとき、0at%超過ないし10at%含まれ、前記M元素は、クロム元素、ゲルマニウム元素またはテルル元素を含む。実施例に係るMnBi系磁石は、(MnBi)_aM_bの組成を有し、前記M元素の原子半径は、前記マンガン元素またはビスマス元素の原子半径より小さく、前記M元素の原子半径と前記ビスマス元素の原子半径の差は、0.15Åないし0.36Åである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
(MnBi)
a
M
b
の組成の結晶粒を有するMnBi系磁石として、
前記M元素は、(MnBi)
a
M
b
の全体原子at％を１００at％としたとき、０at％超過ないし１０at％含まれ、
前記M元素は、クロム元素、ゲルマニウム元素またはテルル元素を含む、MnBi系磁石。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記MnBiの全体原子at％を１００at％としたとき、
前記MnBiにおけるマンガン元素は、４５at％ないし６５at％含み、
前記MnBiにおけるビスマス元素は、３５at％ないし５５at％含み、
前記マンガン元素のat％は、前記ビスマス元素のat％より大きい、請求項１に記載のMnBi系磁石。
【請求項３】
前記MnBi系磁石は、４０重量％ないし７０重量％の低温相(Low Temperature Phase、LTP)を含む、請求項１に記載のMnBi系磁石。
【請求項４】
前記M元素は、クロム元素を含み、
前記クロム元素は、０at％超過ないし６at％以下含まれる、請求項１に記載のMnBi系磁石。
【請求項５】
前記MnBi系磁石は、低温相を１００重量％に換算したときの飽和磁化が３００Kの温度で７０emu/gないし８０emu/gである、請求項４に記載のMnBi系磁石。
【請求項６】
前記M元素は、ゲルマニウム元素を含み、
前記ゲルマニウム元素は、０at％超過ないし４at％以下含まれる、請求項１に記載のMnBi系磁石。
【請求項７】
前記MnBi系磁石は、低温相を１００重量％に換算したときの飽和磁化が３００Kの温度で７０emu/gないし８０emu/gである、請求項６に記載のMnBi系磁石。
【請求項８】
前記M元素は、テルル元素を含み、
前記テルル元素は、０at％超過ないし３at％以下含まれる、請求項１に記載のMnBi系磁石。
【請求項９】
前記MnBi系磁石は、低温相を１００重量％に換算したときの飽和磁化が３００Kの温度で６９emu/gないし８０emu/gである、請求項８に記載のMnBi系磁石。
【請求項１０】
(MnBi)
a
M
b
の組成の結晶粒を有するMnBi系磁石として、
前記M元素の原子半径は、前記ビスマス元素の原子半径より小さく、
前記M元素の原子半径と前記ビスマス元素の原子半径の差は、０.１５Åないし０.３６Åである、MnBi系磁石。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
実施例は、MnBi系磁石に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
工業的に使用されている磁石のうち最も強力な磁石はネオジム磁石(Nd-Fe-B)である。前記ネオジム磁石は、HDD、スピーカー、携帯電話、自動車またはロボットに適用されている。前記ネオジム磁石は、温度が上昇すると保磁力が減少する。これにより、前記ネオジム磁石にジスプロシウム(Dy)を添加して使用している。これにより、前記ネオジム磁石は、高温においても高い保磁力を維持することができる。しかし、前記ジスプロシウムは高価な物質である。これにより、前記ネオジム磁石を代替しながら、希土類元素の添加のない永久磁石材料が要求されている。
【０００３】
MnBi系磁石は、６０年以上前に発見された希土類元素を含まない永久磁石材料である。前記MnBi系磁石は、その当時永久磁石としての性能が不十分であるか耐食性に問題点があるため実用化に至っていなかった。
【０００４】
詳しくは、永久磁石の磁気特性を表わす指標として最大エネルギー積(BH)maxがある。前記ネオジム磁石は、常温帯域で最大エネルギー積(BH)maxが４０MGOe以上である。しかし、前記ネオジム磁石は、温度上昇により保磁力及び磁化が減少する。これにより、前記ネオジム磁石は、約１５０℃の温度で最大エネルギー積(BH)maxが５０％以上減少する。
【０００５】
反面、前記MnBi系磁石は、温度が上昇すると保磁力が増加する特異な性質を有する。理論的に、前記MnBi系磁石は、約１５０℃の温度で最大エネルギー積(BH)maxが前記ネオジム磁石より高い。前記MnBi系磁石は、希土類元素を含まないので、最近研究対象として再注目されている。
【０００６】
しかし、理論的に、前記MnBi系磁石は、常温帯域における最大エネルギー積(BH)maxが１７.７MGOeであり、前記ネオジム磁石の最大エネルギー積(BH)maxより非常に小さい。また、前記MnBi系磁石は、常温帯域における飽和磁化、残留磁化及び保磁力等の特性が前記ネオジム磁石の特性より小さい。
【０００７】
よって、常温帯域においても向上した特性を有する前記MnBi系磁石が要求される。
【０００８】
前記MnBi系磁石に関する先行技術として韓国登録特許(KR１０-１５８５４７８)に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
実施例は、常温帯域で向上した磁気特性を有するMnBi系磁石を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施例に係るMnBi系磁石は、(MnBi)
a
M
b
の組成の結晶粒を有し、前記M元素は、(MnBi)
a
M
b
の全体原子at％を１００at％としたとき、０at％超過ないし１０at％含まれ、前記M元素は、クロム元素、ゲルマニウム元素またはテルル元素を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許