BR102017028168A2 - ímã de terras raras e método de produção do mesmo - Google Patents

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Noritsugu Sakuma
Tetsuya Shoji
Hidefumi Kishimoto
Masao Yano
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Abstract

um ímã de terras raras inclui uma fase principal (10), uma fase de limite de grãos (20) presente em torno da fase principal (10) e uma fase intermediária (30) interposta entre a fase principal (10) e a fase limite de grãos (20), e tem uma composição global que é representada pela fórmula ((ce(1-x)lax)(1-y)r1y)pt(100-p-q-r)bqm1r(r21-zm2z)s (em que r1 e r2 são elementos de terras raras diferentes de ce e la, t é pelo menos um selecionado a partir de fe, ni e co, m1 é um elemento que possui uma pequena quantidade que não influencia as características magnéticas, e m2 é um elemento de liga para o qual um ponto de fusão de r21-zm2z é inferior ao ponto de fusão de r2). a concentração total de ce e la é maior na fase principal (10) do que na fase intermediária (30), e uma concentração de r2 é maior na fase intermediária (30) do que na fase principal (10).

Description

(54) Título: ÍMÃ DE TERRAS RARAS E MÉTODO DE PRODUÇÃO DO MESMO (51) Int. Cl.: H01F 1/057; H01F 41/02; H01F 41/00.
(52) CPC: H01F 1/057; H01F 41/02; H01F 41/0293; H01F 1/0577; H01F 41/005.
(30) Prioridade Unionista: 21/06/2017 JP 2017-121398; 28/12/2016 JP 2016-256776.
(71) Depositante(es): TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA.
(72) lnventor(es): MASAAKI ITO; NORITSUGU SAKUMA; TETSUYA SHOJI; HIDEFUMI KISHIMOTO; MASAO YANO.
(57) Resumo: Um ímã de terras raras inclui uma fase principal (10), uma fase de limite de grãos (20) presente em torno da fase principal (10) e uma fase intermediária (30) interposta entre a fase principal (10) e a fase limite de grãos (20), e tem uma composição global que é representada pela fórmula ((Ce(l-x)Lax)(l-y)Rly)pT(100-p-q-r)BqMlr(R21-zM2z)s (em que RI e R2 são elementos de terras raras diferentes de Ce e La, T é pelo menos um selecionado a partir de Fe, Ni e Co, Ml é um elemento que possui uma pequena quantidade que não influencia as características magnéticas, e M2 é um elemento de liga para o qual um ponto de fusão de R21-zM2z é inferior ao ponto de fusão de R2). A concentração total de Ce e La é maior na fase principal (10) do que na fase intermediária (30), e uma concentração de R2 é maior na fase intermediária (30) do que na fase principal (10).
Figure BR102017028168A2_D0001
100
1/25 “ÍMÃ DE TERRAS RARAS E MÉTODO DE PRODUÇÃO DO MESMO”
ESTADO DA TÉCNICA DA INVENÇÃO .Campo de invenção [001] A presente descrição refere-se a um ímã de terras raras R-Fe-B (R é um elemento de terras raras) e um método de produção do mesmo. Particularmente, a presente descrição refere-se a um ímã de terras raras (Ce, La)-Fe-B e a um método de produção do mesmo.
2.Descrição da Estado da Técnica relacionada [002] Entre os ímãs de terras raras de R-Fe-B, um ímã de terra tara de NdFe-B é o mais representativo. Várias tentativas para melhorar as características específicas do ímã de terras raras Nd-Fe-B foram feitas.
[003] Em um ímã sinterizado de terras raras Nd-Fe-B, geralmente, a anisotropia é transmitida por deformação forte de um material sinterizado de pó de ímã de terras raras-Nd-Fe-B. Como uma taxa de processamento para deformação forte é extremamente alta em 30 a 70%, é necessária uma alta processabilidade térmica para o material sinterizado. Na Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinada No. 1992-21744 (JP 1992-21744 A), uma tentativa de melhorar a processabilidade térmica de um material sinterizado substituindo uma parte de Nd por um ímã sinterizado de terras raras Nd-Fe-B com Ce, La, e/ou Y é descrita.
[004] Além disso, uma tentativa de melhorar uma força coerciva, causando a permeação de um modificador contendo uma liga de Nd-Cu, uma liga de Nd-Cu-Dy e/ou uma liga de Nd-Cu-Tb em um ímã de terras raras de Nd-Fe-B raro no estado da técnica.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [005] O modificador acima descrito é não magnético. Em um ímã de terras raras de Nd-Fe-B, quando um modificador não magnético permeia entre as fases magnéticas, as fases magnéticas podem ser separadas magneticamente uma da
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2/25 outra. Como resultado, uma vez que é possível evitar o procedimento de inversão de magnetização através de uma pluralidade de fases magnéticas, a força coerciva é melhorada.
[006] No entanto, quando um conteúdo de um modificador em um ímã de terras raras de Nd-Fe-B aumenta, um conteúdo de um material não magnético aumenta. Assim, quando um modificador é fornecido entre as fases magnéticas de um ímã de terras raras de Nd-Fe-B, a magnetização geralmente é reduzida.
[007] Consequentemente, os inventores descobriram que há uma demanda para evitar que a magnetização seja reduzida mesmo quando uma força coercitiva é melhorada, causando a permeação de um modificador em um ímã de terras raras.
[008] A presente descrição fornece um ímã de terras raras em que a magnetização é capaz de ser impedida de ser reduzida quando uma força coerciva é melhorada por meio da permeação de um modificador nesse meio e um método para produção do mesmo.
[009] Os inventores realizaram pesquisas extensas e realizaram um ímã de terras raras e um método para produção do mesmo da presente descrição. Uma primeira modalidade da presente invenção refere-se a um ímã de terras raras que inclui uma fase principal, uma fase de limite de grão, presente em torno da fase principal e uma fase intermediária, interposta entre a fase principal e a fase de limite de grão.
O ímã de terras raras tem uma composição global representada por ((Ce(ix)Lax)(i-y)R1y)pT(ioo-p-q-r)BqM1r-(R2i-zM2z)s, R1 e R2 são elementos de terras raras, diferentes de Ce e La, T é pelo menos um selecionado a partir de Fe, Ni e Co, M1 é pelo menos um selecionado a partir de Ti, Ga, Zn, Si, Al, Nb, Zr, Μη, V, W, Ta, Ge, Cu, Cr, Hf, Mo, P, C, Mg, Hg, Ag e Au e as primeiras impurezas inevitáveis, M2 é (i) um elemento de liga para o qual um ponto de fusão de R2i-zM2 z é inferior a um ponto de fusão de R2 quando é ligado com R2 e (ii) segundas impurezas inevitáveis, e
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3/25 p, q, r, x e y satisfazem
12,0<p<20,0,
5,0<q<20,0,
0<r<3,0,
1,0<s<11,0,
0,1<x<0,5,
0<y<0,1, e
0,1<z<0,5.
A concentração total de Ce e La é maior na fase principal do que na fase intermediária. Uma concentração de R2 é maior na fase intermediária do que na fase principal.
Uma concentração de La pode ser maior na fase limite de grãos do que na fase intermediária.
R2 pode ser pelo menos um selecionado a partir de Nd, Pr, Dy e Tb.
A concentração total de Ce e La na fase principal (10) é 1,5 a 10,0 vezes maior que a da fase intermediária.
A concentração de R2 na fase intermediária pode ser 1,5 a 10,0 vezes maior que a da fase principal.
A concentração de La na fase limite de grão pode ser 1,5 a 10,0 vezes maior que a da fase intermediária.
x pode satisfazer 0,2<x<0,3.
z pode satisfazer 0,2<z<0,4.
Uma espessura da fase intermediária pode ser de 5 a 50 nm.
T pode ser Fe.
Uma segunda modalidade da presente invenção refere-se a um método de produção de um ímã de terras raras. O método inclui a preparar um precursor de ímã de terras raras que possui uma composição global representada por ((Ce(iPetição 870170101975, de 26/12/2017, pág. 70/104
4/25
x)Lax)(i-y)R1y)PT(ioo-p-q-r)BqM1 r, e inclui uma fase magnética e uma fase rica em (Ce, La, R1) presente em torno da fase magnética, em que R 1 é um elemento de terras raras diferente de Ce e La, T é pelo menos um selecionado a partir de Fe, Ni e Co, M1 é pelo menos um selecionado a partir de Ti, Ga, Zn, Si, Al, Nb, Zr, Μη, V, W, Ta, Ge, Cu, Cr, Hf, Mo, P, C, Mg, Hg, Ag e Au, e as primeiras impurezas inevitáveis, e p, q, r, x e y satisfazem
12,0<p<20,0,
5.0<q<20.0,
0<r<3.0,
0,1<x<0,5, e
0<y<0,1, preparar um modificador contendo uma liga representada por R21-zM2z, em que R2 é o elemento de terras raras diferente de Ce e La, M2 é (i) um elemento de liga para o qual um ponto de fusão de R21-zM2z é menor do que um ponto de fusão de R2 quando ele é ligado com R2 e (ii) segundas impurezas inevitáveis, e 0,1<z<0,5, trazer o precursor do ímã de terras raras e o modificador em contato um com o outro para obter um corpo de contato; e aquecer o corpo de contato de modo que um líquido que é o modificador fundido é permeado na fase magnética do precursor do ímã de terras raras em um tratamento térmico.
R2 pode ser pelo menos um selecionado a partir de Nd, Pr, Dy e Tb, e o M 2 pode ser pelo menos um selecionado a partir de Cu, Al e Co e impurezas inevitáveis.
z pode satisfazer 0,2<z<0,4.
Uma quantidade de permeação do modificador pode ser de 1,0 a 11,0% de átomo em relação ao precursor de ímã de terras raras.
Uma temperatura no tratamento térmico é de 600 a 800 °C.
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5/25 x pode satisfazer 0,2<x<0,3.
T pode ser Fe.
[010] De acordo com a presente descrição, é possível fornecer um ímã de terras raras e um método de produção do mesmo através do qual, quando Ce e La são incluídos juntos, mesmo que a força coerciva seja melhorada por causa da permeação de um modificador, é possível evitar que a magnetização seja reduzida.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [011] As características, vantagens e significado técnico e industrial de modalidades exemplificativas da invenção serão descritos abaixo com referência aos desenhos anexos, em que números semelhantes indicam elementos semelhantes, e em que:
FIG. 1 é um diagrama que mostra esquematicamente uma estrutura de um ímã de terras raras da presente descrição;
FIG. 2 é um diagrama que mostra esquematicamente uma estrutura de um precursor de ímã de terras raras;
FIG. 3 é um gráfico que mostra uma relação entre x em um precursor de ímã de terras raras com uma composição global representada por ((Ce(i-x)Lax)(iy)R1y)pT(ioopqr)BqM1r e magnetização;
FIG. 4 é um diagrama que mostra as curvas B-H de uma amostra do Exemplo 1;
FIG. 5 é um diagrama que mostra as curvas B-H de uma amostra de um exemplo comparativo;
FIG. 6 é um diagrama que mostra uma imagem de microscópio eletrônico de transmissão de varredura da amostra do exemplo comparativo;
FIG. 7 é um diagrama que mostra os resultados obtidos por análise de componente de uma parte cercada pela linha branca na FIG. 6
FIG. 8 é um diagrama que mostra um sumário dos resultados na FIG. 7
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6/25
FIG. 9 é um diagrama que mostra uma imagem de microscópio eletrônico de transmissão de varredura da amostra do Exemplo 1;
FIG. 10 é um diagrama que mostra um sumário dos resultados da análise de componentes ao longo da seta branca na FIG. 9; e
FIG. 11 é um diagrama que mostra as curvas B-H de uma amostra do Exemplo 2.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES [012] Um ímã de terras raras e um método de produção do mesmo de acordo com as modalidades da presente descrição serão descritos abaixo em detalhes. Aqui, as seguintes modalidades não limitam o ímã de terras raras e o método de produção do mesmo de acordo com a presente descrição.
[013] Um ímã de terras raras de R-Fe-B é obtido por têmpera de líquido de um material fundido de uma liga de R-Fe-B. Devido à têmpera de líquido ou semelhante, uma fase magnética representada por R2FeuB (a seguir, tal fase será referida como uma fase R2Fei4B) é formada. No líquido residual após a formação da fase R2Fei4B, uma fase rica de R é formada pelo excesso de R que não contribuiu para a formação da fase R2Fei4B. A fase rica de R é formada em torno da fase R2Fei4B.
[014] Quando um modificador permeia o ímã de terras raras de R-Fe-B, uma liga no modificador contém principalmente o mesmo elemento de terras raras que na fase R2Fei4B, e o elemento terra rara no modificador não permeia facilmente na fase R2Fei4B. Por exemplo, quando um modificador que contém uma liga de Nd-Cu permeia um ímã de terras raras de Nd-Fe-B, Nd no modificador é provável que permaneça na fase rica de Nd e não penetre facilmente em uma fase de Nd2Fei4B.
[015] Por outro lado, quando uma liga no modificador contém principalmente um elemento de terras raras diferente daquele na fase R2Fei4B, o elemento de terras raras no modificador permeia facilmente a fase de R2Fei4B. Por exemplo,
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7/25 quando um modificador que contém uma liga de Dy-Cu permeia um ímã de terras raras de Nd-Fe-B, Dy no modificador facilmente permeia a fase de Nd 2 Fe u B.
[016] Os inventores descobriram que, quando R na fase de R2FeuB é principalmente Ce e La e 0 modificador contém principalmente um elemento de terras raras diferente de Ce e La, 0 elemento de terras raras da liga no modificador particularmente permeia facilmente na fase de R2Fei4B.
[017] Os inventores descobriram que, apesar da permeação do modificador não magnético nesse caso, uma redução na magnetização é evitada e a força coerciva é melhorada.
[018] Com base em tais descobertas, uma configuração de um ímã de terras raras de acordo com a presente descrição será descrita abaixo.
(Composição global) [019] A composição global do ímã de terras raras da presente descrição é representada pela fórmula ((Ce(i-x)Lax)(i-y)R1y)pT(ioo-p-q-r)BqM1r(R2i-zM2z)s.
[020] Na fórmula, R1 e R2 são elementos de terras raras diferentes de Ce e La. T é pelo menos um selecionado a partir de Fe, Ni e Co. M1 é pelo menos um selecionado a partir de Ti, Ga, Zn, Si, Al, Nb, Zr, Μη, V, W, Ta, Ge, Cu, Cr, Hf, Mo, P, C, Mg, Hg, Ag e Au, e impurezas inevitáveis. M2 é um elemento de liga e impurezas inevitáveis para os quais um ponto de fusão de R2 é diminuído.
[021] p é um conteúdo total de Ce, La e R1, q é um conteúdo de B (boro), r é um conteúdo de M1 e s é um conteúdo total de R2 e M2. p, q, r e s têm um valor em % de átomo.
[022] x indica proporções de conteúdos de Ce e La. y indica proporções de um conteúdo total de Ce e La e um conteúdo de R1.z indica proporções dos conteúdos de R2 e M2. x, y e z são um valor de uma razão molar.
[023] Como será descrito abaixo, 0 ímã de terras raras da presente descrição é obtido pela permeação de um modificador em um precursor de ímã de
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8/25 terras raras. O precursor de ímã de terras raras tem uma composição global representada pela fórmula ((Ce(i-x)Lax)(i-y)R1y)pT(ioo-p-q-r)BqM1r. O modificador contém uma liga com uma composição representada por R2i-ZM2Z.
[024] Uma quantidade de uma permeação de liga no precursor de ímã de terras raras é s de % de átomo, isto é, 1,0 a 11,0 % de átomo. Aqui, a composição global do ímã de terras raras da presente descrição é uma combinação de uma composição representada por ((Ce(i-x)Lax)(i-y)R1y)pT(ioo-p-q-r)BqM1r e uma composição representada por (R2i-ZM2Z)S. A composição combinada é representada pela fórmula ((Ce(1-x)Lax)(1-y)R1y)pT(100-p-q-r)BqM1r(R21-zM2z)s.
[025] Para que o precursor de ímã de terras raras inclua uma quantidade apropriada de uma fase representada por ((Ce(i-x)Lax)(i-y)R1y)2T(ioo-p-q-r)i4B, a relações 12,0<p<20,0, e 5,0<q<20,0, deve ser satisfeito. Além disso, M1 pode ser incluído em um intervalo em que as características do ímã de terras raras da presente descrição não se deterioram. M1 pode conter impurezas inevitáveis. As impurezas inevitáveis são as impurezas que inevitavelmente estão contidas ou as quais evitam inclusão que causariam um aumento significativo nos custos de produção, como as impurezas contidas nas matérias-primas. Quando r é 3,0 ou menos, as características do ímã de terras raras da descrição presente não se deterioram. Os valores de p, q e r são os mesmos que os de um ímã de terras raras de R-Fe-B geral.
[026] T é classificado como um elemento de grupo de ferro, e Fe, Ni e Co têm uma propriedade comum de que o ferromagnetismo é exibido a temperatura normal e a pressão normal. Assim, eles podem ser usados de forma intercambiável. Quando Co está contido, a magnetização é melhorada e o ponto Curie aumenta. Este efeito é exibido quando um conteúdo de Co é de 0,1% de átomo ou mais. Em consideração a tal efeito, um conteúdo de Co é preferencialmente 0,1% de átomo ou mais, mais preferencialmente 1% de átomo ou mais, e mais preferencialmente 3%
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9/25 de átomo ou mais. Por outro lado, uma vez que Co é caro e Fe é o mais barato, economicamente, é preferencialmente 80% de átomo ou mais, e mais preferencialmente 90% de átomo ou mais de Fe em relação a todos os T, e todo o T pode ser Fe.
(Fase principal, fase de limite de grão e fase intermediária).
[027] Em seguida, uma estrutura de um ímã de terras raras da presente descrição com uma composição global representada pela fórmula acima será descrita. FIG.1 é um diagrama que mostra esquematicamente uma estrutura de um ímã de terras raras da presente descrição. Um ímã de terras raras 100 inclui uma fase principal 10, uma fase de limite de grãos 20 e uma fase intermediária 30.
[028] Para garantir uma força coerciva, o tamanho de partícula médio da fase principal 10 é, preferencialmente, o menor possível, e é, preferencialmente, 1.000 nm ou menos e mais preferencialmente 500 nm ou menos. Por outro lado, na prática, o tamanho de partícula médio da fase principal 10 pode ser 1 nm ou mais, 50 nm ou mais, ou 100 nm ou mais.
[029] Aqui, o tamanho de partícula médio é, por exemplo, um valor médio dos comprimentos (t) das fases principais 10 mostradas na FIG. 1 na direção longitudinal. Por exemplo, em uma imagem de microscópio eletrônico de varredura ou uma imagem de microscópio eletrônico de transmissão do ímã de terras raras 100, uma determinada área é definida, um valor médio dos comprimentos (t) das fases principais 10 presentes na determinada área é calculada e isso é usado como um tamanho de partícula médio. Quando a forma em seção transversal da fase principal 10 é elíptica, um comprimento do eixo principal é definido como t. Quando a seção transversal da fase principal é retangular, um comprimento de uma linha diagonal mais longa é definido como t.
[030] O ímã de terras raras 100 pode conter fases (não mostradas) diferente da fase principal 10, a fase de limite de grão 20 e a fase intermediária 30. Como
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10/25 fases diferentes da fase principal 10, a fase de limite de grão 20, e a fase intermediária 30, óxidos, nitritos, compostos intermetálicos e semelhantes podem ser exemplificados.
[031] As características do ímã de terras raras 100 exibidas são principalmente devido à fase principal 10, à fase de limite de grãos 20 e à fase intermediária 30. A maioria das fases diferentes da fase principal 10, a fase de limite de grãos 20 e a fase intermediária 30 são impurezas. Assim, um conteúdo total da fase principal 10, a fase de limite de grão 20 e a fase intermediária 30 em relação ao ímã de terras raras 100 é preferencialmente 95% em volume ou mais, mais preferencialmente 97% em volume ou mais, e mais preferencialmente 99% em volume ou mais.
[032] O precursor do ímã de terras raras tem uma composição representada pela fórmula ((Ce(i-x)Lax)(i-y)R1y)pT(ioo-p-q-r)BqM1r. FIG.2 é um diagrama que mostra esquematicamente uma estrutura de um precursor de ímã de terras raras. Um precursor de ímã de terras raras 200 tem uma fase magnética 50 (doravante referida como fase magnética 50 em alguns casos) representada por ((Ce(i-x)Lax)(iy)R1y)2Ti4B. A fase magnética 50 é uma fase de crista granular. A fase rica em (Ce, La, R1) está presente em torno da fase magnética 50. A fase rica em (Ce, La, R1) 60 é formada por elementos que não contribuíram para a formação da fase magnética 50, e as concentrações de Ce, La e R1 são elevadas.
[033] Quando o modificador permeia o precursor de ímã de terras raras 200, o modificador passa através da fase rica em (Ce, La, R1) 60 e alcança uma interface entre a fase rica em (Ce, La, R1) 60 e a fase magnética 50. Em seguida, alguns dos R2 no modificador permeiam a partir da fase rica (Ce, La, R1) 60 para a fase magnética 50 e Ce e La movem-se a partir da fase magnética 50 para a fase rica em (Ce, La, R1) 60. Como resultado, a fase principal 10, a fase de limite de grão 20 e a fase intermediária 30 são formadas no ímã de terras raras 100.
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11/25 [034] A fase de limite de grão 20 está presente em torno da fase principal 10. A fase intermediária 30 é interposta entre a fase principal 10 e a fase de limite de grãos 20. Assim, a concentração total de Ce e La foi maior na fase principal 10 do que na fase intermediária 30. Além disso, uma concentração de R2 foi maior na fase intermediária 30 do que na fase principal 10.
[035] Uma vez que Ce e La são elementos leves de terras raras, quando Ce e La na fase magnética são substituídos por um elemento rara R2 diferente de Ce e La, é possível aumentar o campo magnético anisotrópico. Uma vez que uma concentração de R2 é maior na fase intermédia 30 do que na fase principal 10, o campo magnético anisotrópico é maior na fase intermédia 30 (uma parte periférica da fase magnética) do que na fase principal 10 (uma parte central da fase magnética). Assim, as fases principais 10 que são fases magnéticas são separadas magneticamente mais fortemente pela fase intermediária 30 que é adicional à fase de limite de grãos 20. Consequentemente, a força coerciva é melhorada. Aqui, o campo magnético anisotrópico é um valor de propriedade física que representa uma magnitude de uma força coerciva de um ímã permanente.
[036] Quando R2 é pelo menos um selecionado a partir de Nd, Pr, Dy e Tb, a força coerciva é ainda melhorada. Isso ocorre porque Nd, Pr, Dy e Tb podem aumentar o campo magnético anisotrópico mais do que outros elementos das terras raras.
[037] Quando a fase intermediária 30 é excessivamente fina, o campo magnético anisotrópico é menor e a força coerciva diminui. Em consideração a tal efeito, a espessura da fase intermédia 30 é preferencialmente 2 nm ou mais, mais preferencialmente 10 nm ou mais, e mais preferencialmente 20 nm ou mais. Aqui, a sensibilidade da espessura da fase intermediária 30 em relação à magnetização depende da R2. Quando uma magnetização de saturação (um valor de propriedade física que representa uma magnitude de magnetização de um ímã permanente) de
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R2 é maior que a de La e/ou Ce (Nd e/ou Pr), a fase intermediária 30 é excessivamente fina e a magnetização é reduzida. Em consideração a tal efeito, a espessura da fase intermédia 30 é preferencialmente 2 nm ou mais, mais preferencialmente 10 nm ou mais, e mais preferencialmente 20 nm ou mais. Por outro lado, quando a magnetização de saturação de R2 é inferior à de La e/ou Ce (Dy e/ou Tb), a fase intermediária 30 é excessivamente fina e a magnetização é reduzida. Em consideração a tal efeito, a espessura da fase intermediária 30 é preferencialmente 50 nm ou menos, mais preferencialmente 40 nm ou menos, e mais preferencialmente 30 nm ou menos.
[038] Quando uma concentração de R2 (uma parte periférica da fase magnética) na fase intermediária 30 é 1,5 vezes maior que a da fase principal 10 (uma parte central da fase magnética) ou mais, a separação magnética pode ser mais claramente reconhecida. Por outro lado, quando uma concentração de R2 na fase intermediária 30 (uma parte periférica da fase magnética) é 10,0 vezes maior que a da fase principal 10 (uma parte central da fase magnética), um efeito da separação magnética não é maximizado. Assim, uma concentração de R2 na fase intermediária 30 é preferencialmente 1,5 a 10,0 vezes superior à da fase principal 10, mais preferencialmente de 1,5 a 5,0 vezes, e mais preferencialmente de 1,5 a 3,0 vezes.
[039] Além disso, quando a fase intermediária é formada, para que mais R2 permeie na fase intermediária 30, é preferencialmente que mais Ce e La sejam movidos da fase intermediária 30 para a fase de limite de grãos 20. Uma vez que leva tempo para que R2 atinja a fase principal 10, quando mais Ce e La se movem a partir da fase intermediária 30 para a fase de limite de grãos 20, uma concentração total de Ce e La é maior na fase principal 10 do que no intermediário fase 30. Quando uma concentração total de Ce e La na fase principal 10 é 1,5 vezes maior do que na fase intermediária 30 ou mais, é possível reconhecer a permeação de
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13/25 mais R2 mais claramente. Por outro lado, quando uma concentração total de Ce e La na fase principal 10 é 10 vezes superior à da fase intermediária 30, a permeação de R2 não é maximizada (saturada). Assim, uma concentração total de Ce e La na fase principal 10 é preferencialmente 1,5 a 10,0 vezes maior que a da fase intermediária 30, mais preferencialmente de 1,5 a 5,0 vezes, e mais preferencialmente de 1,5 a 3,0 vezes.
[040] Quando Ce e La estão incluídos juntos na fase magnética 50, movimento mútuo de Ce e La em relação a R2 em uma interface entre a fase rica em (Ce, La, R1) 60 e a fase magnética 50 ocorre mais facilmente do que quando Ce está incluído sem La. Assim, quando Ce e La estão incluídos juntos na fase magnética 50, muito Ce e La movem-se a partir da fase magnética 50 para a fase rica em (Ce, La, R1) 60 e muito R2 se desloca a partir da fase rica em (Ce, La, R1) 60 para a fase magnética 50. Como resultado, a fase principal 10 e a fase intermediária 30 são formadas, uma concentração total de Ce e La é maior na fase principal 10 do que na fase intermediária 30 e uma concentração de R2 é maior na fase intermediária 30 do que na fase principal 10. Na descrição a seguir, quando Ce e La estão incluídos juntos na fase magnética 50, se o movimento mútuo de Ce e La em relação a R2 em uma interface entre a fase rica em (Ce, La, R1) 60 e a fase magnética 50 ocorre, isto é referido como movimento mútuo de Ce e La em relação a R2 em uma interface.
[041] Quando uma quantidade de elementos de terras raras R1 diferente de Ce e La é menor na fase magnética 50, o movimento mútuo de Ce e La em relação a R2 em uma interface ocorre facilmente.
[042] Na fórmula acima, y é uma quantidade permitida de elementos de terras raras R1 diferentes de Ce e La na fase magnética 50. y é preferencialmente o menor possível, e é idealmente 0. No entanto, para evitar um aumento excessivo nos custos de produção de uma matéria-prima, um limite inferior de y pode ser 0,03.
Por outro lado, quando y é 0,1 ou inferior, mesmo que o movimento mútuo de Ce e
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La em relação a R2 seja obstruído, não há substancialmente nenhum problema. Em consideração a tal efeito, y é preferencialmente 0,05 ou menos.
[043] Ce e La estáo incluídos juntos de acordo com uma proporção de formulação representada por Ce(i-x)Lax. Quando x é 0,1 ou mais, um efeito de facilitar o movimento mútuo de Ce e La em relaçáo a R2 em uma interface é exibido. Este efeito é maximizado quando x está entre 0,1 e 0,3. Quando x é 0,5 ou menos, um efeito mais forte do que quando o efeito é exibido pode ser obtido. Consequentemente, x é de preferencialmente 0,2 ou mais. Além disso, x é preferencialmente 0,4 ou menos e mais preferencialmente 0,3 ou menos.
[044] FIG. 3 é um gráfico que mostra uma relaçáo entre x no precursor de ímá de terras raras 200 com uma composição global representada por ((Ceci-x)Lax)(iy)R1y)pT(ioo-p-q-r)BqM1r e magnetização. Como pode ser entendido a partir da FIG.3, quando x está no intervalo acima, a magnetização é melhorada no precursor de ímá de terras raras 200 antes da permeação do modificador. Isso é favorável porque uma reduçáo na magnetização é evitada, mesmo que a força coerciva seja melhorada por causa da permeação de um modificador.
[045] Enquanto náo está vinculado por esta teoria, quando Ce e La sáo incluídos em conjunto, o seguinte é assumido. A magnetização e a força coerciva da fase principal 10 e a fase intermediária 30 e a substituição de Ce e La com R2 seráo descritas separadamente.
[046] Primeiro, a magnetização e a força coerciva da fase principal 10 e a fase intermediária 30 será descrita. Muitos átomos de Ce sáo tetravalentes em uma fase magnética representada por CezFeuB. Em Ce tetravalente, elétrons 4f náo estáo localizados. Uma vez que elétrons 4f contribuem para a melhoria da magnetização, mas elétrons 4f náo estáo localizados em Ce tetravalente, entáo, a imobilizaçáo é reduzida. Aqui, quando La é adicionado à fase magnética para preparar uma fase magnética representada por (Ce, NdjzFeuB, a valência de muitos
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Ce torna-se trivalente. Como elétrons 4f estão localizados em Ce trivalente, a magnetização é melhorada. Isto é, quando Ce e La estão incluídos juntos, a magnetização da fase principal 10 e a fase intermediária 30 são melhoradas. Além disso, quando o modificador permeia, Ce e La na fase intermediária 30 são substituídos por R2 e a fase intermediária 30 tem um campo magnético anisotrópico maior do que a fase principal 10. Assim, as fases principais adjacentes 10 são separadas magneticamente, e, assim, a força coerciva é melhorada.
[047] Em seguida, a substituição de Ce e La com R2 será descrita. Uma energia de estabilização de rede de LazFeuB é inferior a uma energia de estabilização de rede de CezFeuB. Assim, uma energia de estabilização de rede (Ce, La)2FeuB é inferior a uma energia de estabilização de rede de Ce2Fei4B. Consequentemente, quando Ce e La estão incluídos juntos, em comparação com quando Ce está incluído sem La, o movimento mútuo de Ce e La em relação a R2 na interface acima ocorre mais facilmente, e R2 pode ser facilmente substituído por La e/ou Ce em La2FeuB e/ou Ce2Fei4B. Uma vez que o movimento mútuo de Ce e La em relação ao R2 ocorre facilmente, uma concentração de R2 é pensada para ser maior na fase intermediária 30 do que na fase principal 10. Além disso, quando Nd (R2) é substituído por La e/ou Ce, é possível evitar que a magnetização seja reduzida. Além disso, na relação entre a fase de limite de grãos 20 e a fase intermediária 30, uma vez que a energia de estabilização de rede de La2FeuB é menor do que a energia de estabilização de rede de Ce2Fei4B, qualquer La2FeuB é dificilmente incluído na fase intermediária 30 e La é facilmente movido para a fase de limite de grãos 20. Assim, uma concentração de La é maior na fase de limite de grão 20 do que na fase intermediária 30. Como resultado, visto que Nd(R2) é substituído por La2Fei4B, é possível evitar que a magnetização seja reduzida. Além disso, a concentração de Nd(R2) na fase intermediária 30 aumenta e o campo magnético anisotrópico é maior, contribuindo assim para a melhoria da força
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16/25 coerciva.
[048] Uma concentração de La na fase de limite de grãos 20 pode ser 1,5 vezes ou mais, 3,0 vezes ou mais, ou 4,5 vezes ou mais, ou 10,0 vezes ou menos, 8,5 vezes ou menos, ou 7,0 vezes ou menos tão alto quanto a fase intermediária 30.
[049] Consequentemente, no ímã de terras raras da presente descrição, mesmo que a força coerciva seja melhorada por causa da permeação de um modificador, é possível evitar a magnetização para ser reduzida (Método de produção) [050] A seguir, um método de produção de um ímã de terras raras da presente descrição será descrito.
(Preparação de precursor de ímã de terras raras) [051] O precursor de ímã de terras raras 200 com uma composição global representada pela fórmula ((Ce(1-x)Lax)(1-y)R1y)pT(100-p-q-r)BqM1r é preparado. R1, T, M1, e p, q, r, x e y são os mesmos que os descritos acima.
[052] O precursor de ímã de terras raras 200 pode ser um pó magnético ou um material sinterizado em pó magnético e pode ser um componente plasticamente deformado obtido por realização de deformação a alta temperatura em um material sinterizado.
[053] Como um método para produção de um pó magnético, métodos conhecidos podem ser usados. Por exemplo, um método de obtenção de um pó magnético isotrópico com uma estrutura nanocristalina utilizando um método de têmpera líquida pode ser exemplificado. Alternativamente, existe um método de obtenção de um pó magnético isotrópico ou anisotrópico utilizando uma técnica de recombinação de dessorção de desproporção de hidrogênio (HDDR).
[054] Um método de obtenção de um pó magnético usando o método de têmpera líquida será geralmente descrito. Uma liga com a mesma composição que a composição global do precursor de ímã de terras raras 200 é fundida a uma alta
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17/25 frequência para preparar um material fundido. Por exemplo, numa atmosfera de gás Ar em que uma pressão é reduzida para 50 kPa ou menos, um material fundido pode ser descarregado para um rolo simples de cobre para preparar uma tira temperada. A tira temperada pode ser pulverizada para, por exemplo, 10m ou menos.
[055] Em seguida, um método de obtenção de um material sinterizado será descrito de forma geral. Um pó magnético obtido por pulverização é orientado num campo magnético e é submetido a sinterização em fase líquida para obter um material sinterizado anisotrópico. Alternativamente, um pó magnético com uma estrutura nanocristalina isotrópica obtida usando um método de têmpera líquida pode ser sinterizado para obter um material sinterizado isotrópico. Alternativamente, um pó magnético com uma estrutura nanocristalina isotrópica pode ser sinterizado e, adicionalmente, um material sinterizado pode ser fortemente deformado para obter um componente plasticamente deformado com anisotropia. Alternativamente, um pó magnético isotrópico ou anisotrópico obtido usando uma técnica HDDR pode ser sinterizado para obter um material sinterizado isotrópico ou anisotrópico.
(Preparação do modificador) [056] Um modificador contendo uma liga com uma composição representada por R2i-zM2z é preparado. R2 é um elemento de terras raras diferente de Ce e La. M2 é um elemento de liga e impurezas inevitáveis para os quais um ponto de fusão de R2i-zM2z é inferior a um ponto de fusão de R2 quando é ligado com R2. Proporções de R2 e M2 são tais que 0,1<z<0,5.
[057] A fase magnética 50 do precursor de ímã de terras raras 200 contém principalmente Ce e La, e R2 é um elemento de terras raras diferente de Ce e La.
Por conseguinte, em um tratamento térmico para descrever abaixo, R2 em um líquido em que o modificador é fundido permeia facilmente a fase magnética 50 do precursor de ímã de terras raras 200. Como resultado, a fase principal 10 e a fase
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18/25 intermediária 30 que contêm R2 são obtidas.
[058] Quando R2 é pelo menos um selecionado a partir de Nd, Pr, Dy e Tb, a força coerciva é ainda melhorada. Isso ocorre porque Nd, Pr, Dy e Tb podem aumentar o campo magnético anisotrópico mais do que outros elementos das terras raras. Consequentemente, R2 é preferencialmente pelo menos um selecionado a partir de Nd, Pr, Dy e Tb.
[059] Uma vez que M2 é um elemento de liga e impurezas inevitáveis para os quais um ponto de fusão de R21-zM2z é inferior a um ponto de fusão de R2 quando M2 é ligado com R2, é possível fundir uma liga no modificador sem aumentar excessivamente uma temperatura no tratamento térmico a ser descrito abaixo. Como resultado, o modificador pode permear o precursor do ímã de terras raras 200 sem aumentar a estrutura do precursor de ímã de terras raras 200. M2 pode conter impurezas inevitáveis. As impurezas inevitáveis são as impurezas que inevitavelmente estão contidas ou as quais evitam a inclusão causariam um aumento significativo nos custos de produção, como as impurezas contidas nas matérias-primas.
[060] M2 é, preferencialmente, pelo menos um selecionado a partir de Cu, Al, e Co, e impurezas inevitáveis. Isso ocorre porque Cu, Al e Co têm pouco efeito adverso sobre características magnéticas e similares do ímã de terras raras.
[061] Como ligas de R2 e M2, ligas de Nd-Cu, ligas de Pr-Cu, ligas de Tb-Cu, ligas de Dy-Cu, ligas de La-Cu, ligas de Ce-Cu, ligas de Nd-Pr-Cu, Nd-al ligas, ligas de Pr-AI, ligas de Nd-Pr-AI, ligas de Nd-Co, ligas de Pr-Co, ligas de Nd-Pr-Co e semelhantes podem ser exemplificadas.
[062] Proporções de R2 e M2 serão descritas. Quando z é 0,1 ou mais, uma vez que um ponto de fusão da liga no modificador é apropriadamente reduzido, uma temperatura no tratamento térmico a ser descrito abaixo é apropriada. Como resultado, é possível evitar a aproximação da estrutura do precursor de ímã de
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19/25 terras raras 200. Em consideração a otimização do ponto de fusão da liga, z é preferencialmente 0,2 ou mais e mais preferencialmente 0,25 ou mais. Por outro lado, quando z é 0,5 ou menos, uma vez que um teor de R2 na liga é grande, R2 permeia facilmente a fase principal 10 e a fase intermediária 30. Em consideração a tal efeito, z é preferencialmente 0,4 ou menos e mais preferencialmente 0,35 ou menos. Quando R2 é dois ou mais elementos, aplica-se uma soma. Isso também se aplica a M2.
[063] Um método para produzir um modificador não é particularmente limitado. Como um método para produção de um modificador, um método de fundição, um método de têmpera líquida e semelhantes podem ser exemplificados. O método de têmpera líquida é preferencialmente porque a variação de componentes de liga, de acordo com uma parte do modificador é pequena e uma quantidade de impurezas, como óxidos, é pequena.
[064] (Preparação do corpo de contato)
O precursor de ímã de terras raras 200 e o modificador são colocados em contato uns com os outros para obter um corpo de contato. Quando tanto o precursor de ímã de terras raras 200 como o modificador são um corpo a granel, pelo menos uma superfície do precursor de ímã de terras raras 200 e pelo menos uma superfície do modificador são colocados em contato uma com a outra. Um corpo a granel inclui um aglomerado, um material de placa, uma tira, um pó pressurizado, um material sinterizado e semelhantes. Por exemplo, quando tanto o precursor de ímã de terras raras 200 como o modificador são uma tira, uma superfície do precursor de ímã de terras raras 200 e uma superfície da tira podem ser colocadas em contato umas com as outras, o precursor de ímã de terras raras 200 pode ser interposto entre os modificadores, e o modificador pode ser colocado em contato com ambas as superfícies do precursor do ímã de terras raras.
[065] Quando o precursor de ímã de terras raras 200 é um corpo a granel e
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20/25 o modificador é um pó, o pó do modificador pode ser colocado em contato com pelo menos uma superfície do precursor de ímã de terras raras 200. Tipicamente, o pó do modificador pode ser proporcionado sobre a superfície superior do precursor de ímã de terras raras 200.
[066] Quando tanto o precursor de ímã de terras raras 200 como o modificador são pós, os respectivos pós podem ser misturados entre si.
(Tratamento térmico) [067] O corpo de contato acima é aquecido e um líquido no qual o modificador é fundido permeia o precursor do ímã de terras raras 200. Assim, um líquido em que o modificador é fundido atinge a fase magnética 50 do precursor de ímã de terras raras 200 através da fase rica em (Ce, La, R1) 60 do precursor de ímã de terras raras 200 e forma a fase principal 10 e a fase intermediária 30 do ímã de terras raras 100.
[068] Uma quantidade de permeação do modificador é preferencialmente de 1,0 a 11,0% de átomos em relação ao precursor de ímã de terras raras 200. Se mesmo uma pequena quantidade do modificador permear o precursor de ímã de terras raras 200, o ímã de terras raras 100 da presente descrição é obtido. Quando uma quantidade de permeação do modificador é de 1,0% de átomo ou mais, os efeitos do ímã de terras raras 100 da presente descrição podem ser claramente reconhecidos. Em consideração a tal efeito, uma quantidade de permeação do modificador é preferencialmente 2,6% em átomo ou mais, mais preferencialmente 4,0% ou mais, e mais preferencialmente 5,0% em átomo ou mais. Por outro lado, quando uma quantidade de permeação do modificador é de 11,0% de átomo ou menos, o efeito da permeação do modificador não é maximizado. Em consideração a tal efeito, uma quantidade de permeação do modificador é preferencialmente de 8,0% de átomo ou menos e mais preferencialmente de 7,5% de átomo ou menos.
[069] Uma temperatura no tratamento térmico não é particularmente limitada
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21/25 desde que o modificador seja fundido e um líquido no qual o modificador é fundido possa permear a fase magnética 50 do precursor 200 de ímã de terras raras.
[070] Quando uma temperatura no tratamento térmico é maior, um líquido em que o modificador é fundido, e particularmente R2, pode penetrar facilmente na fase magnética 50 do precursor de ímã de terras raras 200. Em consideração a tal efeito, uma temperatura no tratamento térmico é preferencialmente 600 °C ou mais, mais preferencialmente 625 °C ou mais, e mais preferencialmente 675 °C ou mais. Por outro lado, quando uma temperatura no tratamento térmico é menor, o aumento da estrutura do precursor de ímã de terras raras 200 e, em particular, a fase magnética 50 é prevenida facilmente. Em consideração a tal efeito, uma temperatura no tratamento térmico é preferencialmente 800 °C ou menos, mais preferencialmente 775 °C ou menos, e mais preferencialmente 725 °C ou menos.
[071] Uma atmosfera de tratamento térmico não é particularmente limitada. No entanto, para evitar a oxidação do precursor de ímã de terras raras 200 e o modificador, uma atmosfera de gás inerte é preferencialmente. A atmosfera de gás inerte inclui uma atmosfera de gás nitrogênio.
[072] O ímã de terras raras da presente descrição e o método de produção do mesmo serão descritos abaixo com mais detalhes com referência a exemplos. Aqui, o ímã de terras raras da presente descrição e o método de produção do mesmo não estão limitados às condições usadas nos seguintes exemplos.
(Preparação da amostra do Exemplo 1) [073] Em primeiro lugar, foi preparado o precursor de ímã de terras raras
200. Um material fundido de uma liga com uma composição representada por (Ceo.75Í_ao.25)i2.47Fe8i.23Cuo.2oB5.73Gao.37 foi temperado em líquido por um único método de rolo para obter uma tira. Como condições de têmpera líquida, uma temperatura do material fundido (temperatura de descarga) foi de 1450 ° C e uma velocidade periférica do rolo foi de 30 m/s. A têmpera líquida foi realizada sob uma
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22/25 atmosfera de pressão reduzida de gás argônio. Foi confirmado que a tira tinha nanocristais de acordo com a observação sob um microscópio eletrônico de transmissão (TEM).
[074] A tira foi pulverizada grosseiramente em pó, e o pó foi inserido em uma matriz e pressurizada e aquecida para obter um material sinterizado.
[075] Conforme a pressurização e condições de aquecimento, uma pressão aplicada era de 400 MPa, uma temperatura de aquecimento era de 650°C, e um tempo de retenção e aquecimento foi de 60 segundos.
[076] O material sinterizado foi submetido ao processamento térmico de transformação (deformação a alta temperatura) para obter o precursor de ímã de terras raras 200 (componente plasticamente deformado). Como condições de processamento termicamente perturbadoras, uma temperatura de processamento foi de 750 °C, e uma taxa de deformação foi de 0,1 a 10,0/s. Foi confirmado que os nanocristais orientados foram incluídos no componente deformado plasticamente sob um microscópio eletrônico de varredura (SEM).
Como modificador, uma liga Nd7oCu3o foi preparada.
[077] O pó de Nd e Cu em pó (comercialmente disponível no Kojundo Chemical Lab.Co., Ltd.) foram pesados, derretidos por arco e temperados nos líquidos para obter uma tira.
[078] O precursor de ímã de terras raras 200 (componente deformado plasticamente) e o modificador (tira) foram colocados em contato uns com os outros e aquecidos em um forno de aquecimento. Uma quantidade do modificador foi de 5,3% de átomo (10% em massa) em relação ao precursor de ímã de terras raras 200. Como o forno de aquecimento, um forno de lâmpada (comercialmente disponível da ULVAC, Inc.) foi usado. Como condições de tratamento térmico, uma temperatura no tratamento térmico foi de 700 °C e um tempo de tratamento térmico foi de 360 minutos.
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23/25 (Preparação da amostra do Exemplo 2) [079] Uma amostra do Exemplo 2 foi preparada do mesmo modo que no Exemplo 1, exceto que uma liga para a preparação do precursor de ímã de terras raras 200 tinha uma composição de (Ceo.5oLao.5o)i2.47Fe8i.23Cuo.2oB5.73Gao.37.
(Preparação da amostra do Exemplo Comparativo) [080] Uma amostra de um exemplo comparativo foi preparada do mesmo modo que no Exemplo 1 exceto que uma liga para a preparação do precursor de ímã de terras raras 200 tinha uma composição de Ce12.47Fe8i.23Cu0.20B5.73Ga0.37.
(Preparação da amostra do Exemplo de Referência) [081] Uma amostra de um exemplo de referência foi preparada do mesmo modo que no Exemplo 1, com a exceção de que uma liga para a preparação do precursor de ímã de terras raras 200 tinha uma composição de Ndl3,86Fe79,9lCUO,2oB5,66Gao,37.
(Avaliação) [082] A força coerciva e a magnetização das amostras dos Exemplos 1 a 2, 0 exemplo comparativo e 0 exemplo de referência foram medidos. As medições foram realizadas a temperatura normal usando um magnetômetro de amostra vibratório (VSM) (comercialmente disponível no LakeShore).
[083] Estruturas das amostras do Exemplo 1 e 0 exemplo comparativo foram observadas sob um microscópio eletrônico de transmissão de varredura (STEM), e a análise de componente (análise de linha EDX) foi realizada.
[084] Os resultados da avaliação são mostrados na Tabela 1 e nas FIGS.4 a
11. FIG.4 é um diagrama que mostra as curvas B-H (curvas de histerese magnética) da amostra do Exemplo 1. FIG.5 é um diagrama que mostra as curvas B-H (curvas de histerese magnética) da amostra do Exemplo Comparativo. FIG.6 é um diagrama que mostra uma imagem de microscópio eletrônico de transmissão de varredura (STEM) da amostra do exemplo comparativo. FIG.7 é um diagrama que mostra os
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24/25 resultados obtidos por análise de componente (análise de linha EDX) de uma parte cercada pela linha branca na FIG.6. Na FIG.7, a linha reta branca indica uma parte na qual a análise da linha EDX foi realizada. FIG.8 é um diagrama que mostra um sumário dos resultados na FIG.7. FIG.9 é um diagrama que mostra uma imagem de microscópio eletrônico de transmissão de varredura (STEM) da amostra do Exemplo
1. FIG.10 é um diagrama que mostra um sumário dos resultados da análise da linha EDX ao longo da seta branca na FIG.9. FIG.11 é um diagrama que mostra as curvas B-H (curva de histerese magnética) da amostra do Exemplo 2.
[Tabe a 1]
Antes da permeação Após permeação
Força Coerciva (kOe) Magnetização (emu/g) Força Coerciva (kOe) Magnetização (emu/g) Taxa de redução de magnetização (%)
Exemplo 1 0,40 121,66 5,10 116,09 4,58
Exemplo 2 0,41 130,66 2,41 122,36 6,35
Exemplo Comparativo 0,78 117,93 5,05 108,54 7,96
Exemplo de Referência 11,10 149,96 14,70 136,32 9,09
[085] Como pode ser entendido a partir da Tabela 1, foi confirmado que, nas amostras dos Exemplos 1 a 2, mesmo que a força coerciva fosse melhorada por causa da permeação de um modificador, foi possível evitar a redução da magnetização.
[086] Como pode ser entendido a partir das FIGS. 6 a 8 em relação ao exemplo comparativo, mesmo que um elemento de terras raras no ímã das terras raras fosse apenas Ce, uma concentração total de Ce e La foi maior na fase principal 10 do que na fase intermediária 30 e uma concentração de Nd(R2) foi maior na fase intermediária 30 do que na fase principal 10.
[087] Por outro lado, a energia de estabilização de rede de LazFeuB foi menor do que a energia de estabilização de rede de Ce2Fe14B. Assim, na amostra do Exemplo 1, quando Ce e La foram incluídos em conjunto, o movimento mútuo de
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Ce e La em relação a R2 ocorreu facilmente, e é pensado que Nd(R2) foi substituído por La e/ou Ce em LazFeuB e/ou Ce 2 Fe 14 B. Ou seja, quando La estava incluído, uma vez que o movimento mútuo de Ce e La em relação a R 2 ocorreu facilmente, uma concentração de Nd(R2) foi considerada maior na fase intermediária 30 do que na fase principal 10. Além disso, a prevenção de uma redução na magnetização que foi confirmada na Tabela 1 foi pensada para ser causada pela substituição de Nd(R2) por La e/ou Ce.
[088] Quando Ce e La foram incluídos juntos no ímã de terras raras 100, concentrações de Ce, La, e Nd(R2) na fase principal de 10, a fase de limite do grão de 20, e a fase de intermediária foram confirmadas como se segue na FIG. 10. A concentração total de Ce e La foi maior na fase principal 10 do que na fase intermediária 30. Além disso, uma concentração de R2 foi maior na fase intermediária 30 do que na fase principal 10. Além disso, uma concentração de La foi maior na fase de limite de grão 20 do que na fase intermediária 30. Assim, uma concentração de La na fase limite de grão 20 é 1,5 a 10,0 vezes maior que a da fase intermediária 30. Isso ocorre porque, uma vez que a energia de estabilização de rede de La2FeuB foi menor do que a energia de estabilização de rede de CezFeuB, pensou-se que qualquer La2FeuB foi dificilmente incluído na fase principal 10 e a fase intermediária 30, e mudou para a fase de limite de grãos 20.
[089] Com base nos resultados acima, os efeitos da presente invenção foram confirmados.
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Claims (17)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. ímã de terras raras compreendendo:
    uma fase principal (10);
    uma fase de limite de grãos (20) presente em torno da fase principal (10); e uma fase intermediária (30) interposta entre a fase principal (10) e a fase de limite de grão (20),
    CARACTERIZADO pelo fato de que o ímã de terras raras tem uma composição global representada por ((Ce(i-x)Lax)(i-y)R1y)pT(ioo-p-q-r)BqM1r(R2i-zM2z)s, em que R1 e R2 são elementos de terras raras diferentes de Ce e La, T é pelo menos um selecionado a partir de Fe, Ni e Co, M1 é pelo menos um selecionado a partir de Ti, Ga, Zn, Si, Al, Nb, Zr, Μη, V, W, Ta, Ge, Cu, Cr, Hf, Mo, P, C, Mg, Hg, Ag e Au, e primeiras impurezas inevitáveis, M2 é (i) um elemento de liga para o qual um ponto de fusão de R21 -zM2z é inferior a um ponto de fusão de R2 quando M2 é ligado com R2 e (ii) segundas impurezas inevitáveis, e p, q, r, s, x, y e z satisfazem
    12,0<p<20,0,
    5,0<q<20,0,
    0<r<3,0,
    1,0<s<11,0,
    0,1<x<0,5,
    0<y<0,1, e
    0,1<z<0,5, em que uma concentração total de Ce e La é maior na fase principal (10) do que na fase intermediária (30), e em que uma concentração de R2 é maior na fase intermediária (30) do que na fase principal (10).
  2. 2. ímã de terras raras de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma concentração de La é maior na fase de limite de grão (20) do que na fase intermediária (30).
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    2/4
  3. 3. ímã de terras raras de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que R2 é pelo menos um selecionado a partir de Nd, Pr, Dy e Tb.
  4. 4. ímã de terras raras de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a concentração total de Ce e La na fase principal (10) é 1,5 a 10,0 vezes maior que a da fase intermediária (30).
  5. 5. ímã de terras raras de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a concentração de R2 na fase principal (30) é 1,5 a 10,0 vezes maior que a da fase intermediária (10).
  6. 6. ímã de terras raras de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que uma concentração de La na fase limite de grão (20) é 1,5 a 10,0 vezes maior que a da fase intermediária (30).
  7. 7. ímã de terras raras de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que x satisfaz 0,2<x<0,3.
  8. 8. ímã de terras raras de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que z satisfaz 0,2<z<0,4.
  9. 9. ímã de terras raras de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que uma espessura da fase intermediária (30) é de 5 a 50 nm.
  10. 10. ímã de terras raras de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que T é Fe.
  11. 11. Método de produção de um ímã de terras raras CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:
    preparar um precursor de ímã de terras raras que possui uma composição global representada por ((Ce(i-x)Lax)(i-y)R1y)pT(ioo-p-q-r)BqM1r, em que R1 é um elemento de terras raras diferente de Ce e La, T é pelo menos um selecionado a partir de Fe, Ni e Co, M1 é pelo menos um selecionado a partir de Ti, Ga, Zn, Si, Al,
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    3/4
    Nb, Zr, Μη, V, W, Ta, Ge, Cu, Cr, Hf, Mo, P, C, Mg, Hg, Ag e Au, e as primeiras impurezas inevitáveis, p, q, r, x e y satisfazem
  12. 12,0<p<20,0,
    5,0<q<20,0,
    0<r<3,0,
    1,0<s<11,0,
    0,1<x<0,5,
    0<y<0,1, e e que inclui uma fase magnética e uma fase rica em (Ce, La, R1)presente em torno da fase magnética;
    preparar um modificador contendo uma liga representada por R2i-ZM2Z, em que R2 é o elemento de terras raras diferente de Ce e La, M2 é (i) um elemento de liga para o qual um ponto de fusão de R2i-ZM2Z é menor do que um ponto de fusão de R2 quando ele é ligado com R2 e (ii) segundas impurezas inevitáveis, e 0,1<z<0,5;
    trazer o precursor do ímã de terras raras e o modificador em contato um com o outro para obter um corpo de contato; e aquecer o corpo de contato de modo que um líquido que é o modificador fundido é permeado na fase magnética do precursor do ímã de terras raras em um tratamento térmico.
    12. Método de produção de ímã de terras raras de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que R2 é pelo menos um selecionado a partir de Nd, Pr, Dy e Tb; e M2 é pelo menos um selecionado a partir de Cu, Al e Co e impurezas inevitáveis.
  13. 13. Método de produção de ímã de terras raras de acordo com a reivindicação 11 ou 12, CARACTERIZADO pelo fato de que z satisfaz 0,2<z<0,4.
  14. 14. Método de produção de ímã de terras raras de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que uma quantidade de
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    4/4 permeação do modificador é de 1,0 a 11,0% de átomo em relação ao precursor de ímã de terras raras.
  15. 15. Método de produção de ímã de terras raras de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que uma temperatura no tratamento térmico é de 600 a 800 °C.
  16. 16. Método de produção de ímã de terras raras de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que x satisfaz 0,2<x<0,3.
  17. 17. Método de produção de ímã de terras raras de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que T é Fe.
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    IDO
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