CN113646111B - Sm－Fe－N系磁铁粉末、Sm－Fe－N系烧结磁铁及其制造方法 - Google Patents

Sm－Fe－N系磁铁粉末、Sm－Fe－N系烧结磁铁及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供显示高的矫顽力，同时有效地减少或防止饱和磁化强度的降低的Sm－Fe－N系磁铁粉末和Sm－Fe－N系烧结磁铁。上述Sm－Fe－N系磁铁粉末含有Sm－Fe－N系磁性材料的粉末，该粉末的平均粒径为5μm以下，并且X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下。上述Sm－Fe－N系烧结磁铁含有Sm－Fe－N系磁性材料的烧结体，该Sm－Fe－N系磁性材料的结晶粒子的平均粒径为5μm以下，并且X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下。

Description

Sm－Fe－N系磁铁粉末、Sm－Fe－N系烧结磁铁及其制造方法
技术领域
本发明涉及Sm－Fe－N系磁铁粉末、Sm－Fe－N系烧结磁铁及其制造方法。
背景技术
Sm－Fe－N系磁铁是稀土－过渡金属－氮系磁铁的代表，具有高的各向异性磁场和饱和磁化强度。另外，因居里温度比其它的稀土－过渡金属－氮系磁铁更高而耐热性优异。因此，Sm－Fe－N系磁铁被用作优异的磁铁材料之一。
作为Sm－Fe－N系磁铁的原料，使用Sm－Fe－N系磁铁粉末。以往，可理解为原料的Sm－Fe－N系磁铁粉末的粒径越小，越能得到高的矫顽力，使用粉碎得很小的Sm－Fe－N系磁铁粉末。
例如，专利文献1中记载了使用干式气流粉碎机或者湿式珠磨机将Sm－Fe－N系磁铁粗粉末粉碎至10μm以下，预先制备成为原料的Sm－Fe－N系磁铁微粉末。然后，将该Sm－Fe－N系磁铁微粉末在600℃以下的温度以1～5GPa的成型面压进行压密成型，制造了相对密度80％以上的大块(bulk)状Sm－Fe－N系磁铁。
另外，例如，专利文献2中记载了Sm－Fe－N系磁铁粉末的制造方法，其特征在于，将Sm－Fe系合金粉末微粉碎至平均粒径5μm以下，将该微粉以成型压力1吨/cm2以下进行预成型后，将成型体在非活性气体气氛中以550～850℃进行热处理，在350～600℃进行N化处理，将经该N化处理的成型体解碎至平均粒径5μm以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/199096号
专利文献2：日本特开2004－303881号公报
专利文献3：日本特开2017－055072号公报
发明内容
将Sm－Fe－N系磁铁粉末烧结，能够得到Sm－Fe－N系烧结磁铁。通过本发明人等的研究，得知：为了在Sm－Fe－N系烧结磁铁中得到高的矫顽力，如果简单地将Sm－Fe－N系磁铁粗粉末粉碎，则产生饱和磁化强度降低的问题。认为饱和磁化强度的降低是由于由粉碎所致的冲击导致晶格应变产生，从而结晶性降低而引起的。
可以认为，专利文献1中没有把握和控制该微粉末和大块状Sm－Fe－N系磁铁的结晶性，结晶性降低。可以认为，专利文献1中没有具体的饱和磁化强度的记载，但如果由剩余磁化强度的值推测，饱和磁化强度也降低了。
专利文献2中，为了除去粉碎应变，换言之，为了改善因粉碎而降低的结晶性，对粉碎粉末施以热处理。然而，像专利文献3中记载的那样，对氧化的该材料施加热时，基于氧化相与磁铁相之间发生的反应，引起矫顽力的大幅的降低。即便在施加热的时刻将氧排除，如果在其以前的阶段已经形成表面氧化膜，该现象就无法避免。专利文献2中认为，为了防止在热处理阶段的氧化，采取进行预成型、在非活性气体气氛下进行热处理等对策，但是在这之前，在粉碎粉末的制造阶段中已经形成表面氧化膜。因此，经过热处理而形成矫顽力降低的原因的物质相，很难得到高矫顽力的材料。
专利文献3中提供了通过使用排除了氧的环境来防止Sm－Fe－N系烧结磁铁的矫顽力降低的有效的方法，但是没有把握和控制结晶性。因此，可以认为，特别是要求高矫顽力化而进行微粒化的情况下，作为其代价，饱和磁化强度显著降低。
本发明的目的在于提供显示高的矫顽力、同时有效地减少或防止饱和磁化强度的降低的Sm－Fe－N系磁铁粉末。另外，本发明的又一个目的在于提供显示高的矫顽力、同时有效地减少或防止饱和磁化强度的降低的Sm－Fe－N系烧结磁铁及其制造方法。
根据本发明的一个要旨，提供一种Sm－Fe－N系磁铁粉末，其含有Sm－Fe－N系磁性材料的粉末，该粉末的平均粒径为5μm以下，并且X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下。
根据本发明的又一个要旨，提供一种Sm－Fe－N系烧结磁铁，含有Sm－Fe－N系磁性材料的烧结体，该Sm－Fe－N系磁性材料的结晶粒子的平均粒径为5μm以下，并且X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下。
根据本发明的再一个要旨，提供一种方法，将上述本发明的Sm－Fe－N系磁铁粉末在氧浓度10ppm以下的气氛下进行加压烧结，从而制造上述本发明的Sm－Fe－N系烧结磁铁。
根据本发明，能够提供显示高的矫顽力、同时有效地减少或防止饱和磁化强度的降低的Sm－Fe－N系磁铁粉末。另外，根据本发明，能够提供显示高的矫顽力、同时有效地减少或防止饱和磁化强度的降低的Sm－Fe－N系烧结磁铁及其制造方法。
附图说明
图1是实施例1的Sm－Fe－N系磁铁粉末的X射线衍射图，(a)表示的范围内的结果，(b)是将(a)中包含(220)面的衍射峰的部分放大表示。
图2是比较例1的Sm－Fe－N系磁铁粉末的X射线衍射图，(a)表示的范围内的结果，(b)是将(a)中包含(220)面的衍射峰的部分放大表示。
图3中的(a)表示比较例1的Sm－Fe－N系磁铁粉末的STEM图像，(b)是将(a)的一部分区域(包含例示性地选择的一个粒子及其周边的区域)放大的STEM图像中插入用白色虚线包围的两个区域(亮的对比部分和黑的对比部分)的电子衍射图案而进行显示，(c)表示实施例1的Sm－Fe－N系磁铁粉末的STEM图像，(d)表示将(c)的一部分区域(包含例示性地选择的一个粒子及其周边的区域)放大的STEM图像。
图4是实施例12的Sm－Fe－N系烧结磁铁的X射线衍射图，(a)表示的范围内的结果，(b)是将(a)中包含(220)面的衍射峰的部分放大表示。
图5是比较例12的Sm－Fe－N系烧结磁铁的X射线衍射图，(a)表示的范围内的结果，(b)是将(a)中包含(220)面的衍射峰的部分放大表示。
图6是将实施例12的Sm－Fe－N系烧结磁铁的截面中不同的3个区域的SEM图像在上段和下段按不同倍率表示。
图7是将比较例12的Sm－Fe－N系烧结磁铁的截面中不同的3个区域的SEM图像在上段和下段按不同倍率表示。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式中的Sm－Fe－N系磁铁粉末和Sm－Fe－N系烧结磁铁、与它们的制造方法一起进行详述，但本发明不限于这些实施方式。
(实施方式1：Sm－Fe－N系磁铁粉末)
本实施方式涉及Sm－Fe－N系磁铁粉末及其制造方法。
本实施方式的Sm－Fe－N系磁铁粉末含有Sm－Fe－N系磁性材料的粉末，该粉末的平均粒径为5μm以下，并且X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下。
Sm－Fe－N系磁铁粉末中，通过使Sm－Fe－N系磁性材料的粉末的平均粒径为5μm以下，能够得到高的矫顽力，并且通过使该粉末的X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下，能够有效地减少或者防止饱和磁化强度的降低。
本实施方式的Sm－Fe－N系磁铁粉末实质上由Sm－Fe－N系磁性材料的粉末形成，但可以包含其它材料，例如不可避免地混入的微量元素等。
本发明中Sm－Fe－N系磁性材料可以具有由Sm、Fe和N构成的任意的组成，代表性的是可以具有Sm2Fe17N3的组成，但不限于此。
Sm－Fe－N系磁性材料的粉末的平均粒径为5μm以下。为了得到高的矫顽力，优选该粉末的平均粒径为5μm以下，更优选为3μm以下。另一方面，该粉末的平均粒径没有特别限定，但在希望的情况下，例如通过设为0.04μm以上，能够有效地抑制Sm－Fe－N系磁性材料的超顺磁性化。
粉末的“平均粒径”是指以体积基准计求出粒度分布，将总体积设为100％的累积曲线中，累积值为50％的点的粒径(D50)。上述平均粒径可以使用激光衍射·散射式粒径·粒度分布测定装置或者电子扫描显微镜进行测定。
Sm－Fe－N系磁性材料的粉末的X射线衍射图中，(220)面的衍射峰的半峰宽可以优选用作该结晶性的指标。(220)面的衍射峰的半峰宽越小(换言之，峰越尖锐)，表示该粉末的结晶性越高。通过使(220)面的衍射峰的半峰宽为以下，可以得到高的结晶性，能够有效地减少或者防止饱和磁化强度的降低。(220)面的衍射峰的半峰宽的下限没有特别限定，理论上是大于0的值，例如可以为/>以上。
Sm－Fe－N系磁性材料的粉末的X射线衍射图可以使用任意的适当的X射线衍射装置进行测定。而且，可以在测定的X射线衍射图中，根据Sm－Fe－N系磁性材料的组成，确定(220)面的衍射峰，求出该衍射峰的半峰宽。衍射峰的半峰宽根据X射线衍射法中已知的一般的方法求出。应予说明，X射线衍射图是通常将X射线向试样表面的入射角设为θ，相对于横轴2θ作曲线，根据使用的特性X射线的波长λ，θ的绝对值取不同的值。因此，本发明中使用布拉格方程(λ＝2d·sinθ，d为对应的晶格面的间距)将横轴变换为d值，也求出半峰宽作为d值的半峰宽。更详细而言，可以利用任意的适当的软件从X射线衍射图(如上换算为d值)中除去背景，并且在Kα2线的子峰能够影响作为特性X射线的Kα1线的主峰的情况下，将Kα2线的子峰除去，进行拟合，由此求出(220)面的衍射峰的半峰宽。
Sm－Fe－N系磁性材料的粉末的氧含有率优选为0.7质量％以下。由此，例如如后面的实施方式2所述，使用本实施方式的Sm－Fe－N系磁铁粉末作为烧结磁铁的原料的情况下，减少烧结时的Sm－Fe－N相的分解(例如由氧化还原反应所致的α－Fe的析出)，能够抑制矫顽力降低。粉末中的氧含有率可以通过非活性气体熔化－非色散型红外线吸收法(NDIR)等进行测定。
本实施方式的Sm－Fe－N系磁铁粉末例如可以将Sm－Fe－N系磁铁粗粉末在适当的条件下粉碎，然后，根据需要从粉碎的粉末中除去微粉而制造。
选择粉碎条件和实施的情况下微粉除去的条件，从而使得Sm－Fe－N系磁铁粉末中最终存在的Sm－Fe－N系磁性材料的粉末的平均粒径为5μm以下，并且X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下。
粉碎粉的饱和磁化强度根据结晶性的降低程度而降低，因此为了得到具有高的磁特性的大块状磁铁(例如后面的实施方式2中所述的烧结磁铁)，需要抑制结晶性的降低。通过适当地设定粉碎条件，能够抑制Sm－Fe－N系磁性材料的结晶性因粉碎而降低。
粉碎可以使用干式气流粉碎机(气流粉碎型等)、球磨机等实施，但不限于此。作为气流粉碎型干式气流粉碎机的例子，可举出Micromacinazione公司制MC44等，但不限于此。
粉碎优选在低氧浓度的气氛下实施。由此，可以减小粉碎后的粉末中的氧含有率，特别是可以为0.7质量％以下。这里，低氧浓度的气氛是指氧浓度(体积基准，本说明书中同样)为10ppm以下的状态，例如可适用1ppm、0.5ppm等氧浓度。低氧浓度的气氛中的粉碎可以通过在用非活性气体(氮气、氩气、氦气等1种或者2种以上的混合气体)进行了置换的手套箱内、优选在连接了气体循环型氧气水分净化器的手套箱内进行而实施。
粉碎后的粉末中，微粉(相当于粉末的粒子分布中粒径极小的粒子部分)与粒径更大的粒子相比，因粉碎而受到损伤的比例高，结晶性低。为了得到结晶性良好的粉碎粉末，优选除去上述结晶性低的微粉。除去的微粉例如可以为粒径小于0.04μm的粒子。
微粉除去可以使用气流分级机等来实施，但不限于此。
然而，本实施方式的Sm－Fe－N系磁铁粉末的制造方法不限于上述的方法，可以利用任意的适当的方法。
(实施方式2：Sm－Fe－N系烧结磁铁)
本实施方式涉及Sm－Fe－N系烧结磁铁及其制造方法。应予说明，只要没有特别说明，实施方式1的说明也可以适用于本实施方式。
本实施方式的Sm－Fe－N系烧结磁铁含有Sm－Fe－N系磁性材料的烧结体，该Sm－Fe－N系磁性材料的结晶粒子的平均粒径为5μm以下，并且X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下。
Sm－Fe－N系烧结磁铁中，通过使形成烧结体的Sm－Fe－N系磁性材料的结晶粒子的平均粒径为5μm以下，能够得到高的矫顽力，并且通过使该烧结体的X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下，能够有效地减少或者防止饱和磁化强度的降低。
本发明中，烧结磁铁是指高温下焙烧磁铁粉末(或者磁性粉末)而得的磁铁。本实施方式的Sm－Fe－N系烧结磁铁实质上由Sm－Fe－N系磁性材料的烧结体形成，可以包含其它材料，例如不可避免地混入的微量元素等。
Sm－Fe－N系磁性材料的结晶粒子的平均粒径为5μm以下。为了得到高的矫顽力，该结晶粒子的平均粒径优选为5μm以下，更优选为3μm以下。另一方，该结晶粒子的平均粒径没有特别限定，在期望的情况下，例如通过使为0.04μm以上，能够有效地抑制Sm－Fe－N系磁性材料的超顺磁性化。
结晶粒子的“平均粒径”的计算方法如下。首先，利用FE－SEM对烧结磁铁的截面进行拍摄，使得至少包含50个以上的结晶粒子，求出该拍摄图像内的结晶粒子截面的总面积A和结晶粒子数N。接下来，通过A/N求出结晶粒子的平均截面积a1，计算该平均截面积a1的平方根，作为结晶粒子的平均粒径d。
Sm－Fe－N系烧结磁铁(或者烧结体)的X射线衍射图中，(220)面的衍射峰的半峰宽可以适当地用作该结晶性的指标。(220)面的衍射峰的半峰宽越小(换言之，峰越尖锐)，表示该烧结磁铁的结晶性越高。通过使(220)面的衍射峰的半峰宽为以下，能够得到高的结晶性，能够有效地减少或者防止饱和磁化强度的降低。此外，在本实施方式的烧结磁铁的情况下，通过使(220)面的衍射峰的半峰宽为/>以下，能够进一步有效地减少或者防止饱和磁化强度的降低。(220)面的衍射峰的半峰宽的下限没有特别限定，理论上为大于0的值，例如可以为/>以上。
Sm－Fe－N系烧结磁铁的X射线衍射图可以直接(不制成非粉末状而是直接是大块状)使用任意的适当的X射线衍射装置进行测定，由测定的X射线衍射图求出(220)面的衍射峰的半峰宽的方法与实施方式1中的说明相同。
Sm－Fe－N系烧结磁铁的氧含有率优选为0.7质量％以下。由此，可以减少烧结时的Sm－Fe－N相的分解(例如氧化还原反应所致的α－Fe的析出)，能够抑制矫顽力降低。烧结磁铁中的氧含有率也可以利用非活性气体熔化－非色散型红外线吸收法(NDIR)等进行测定。
本实施方式的Sm－Fe－N系烧结磁铁的制造方法例如可以通过将实施方式1中详述的Sm－Fe－N系磁铁粉末在低氧浓度的气氛下加压烧结而制造。
虽然对于本实施方式不是必需的，但是，优选在加压烧结之前在磁场中对Sm－Fe－N系磁铁粉末进行取向和成型。由此，各结晶粒的易磁化轴的朝向一致，能够得到更高的磁特性。施加的磁场例如可以为2T以上的静磁场，成型压力例如可以为600MPa～1.5GPa，但不限于此。
加压烧结条件以烧结磁铁中最终存在的Sm－Fe－N系磁性材料的结晶粒子的平均粒径为5μm以下、并且X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下的方式进行选择。
烧结体的饱和磁化强度根据结晶性的降低程度而降低，因此为了得到具有高的磁特性的大块状磁铁(本实施方式中所说的烧结磁铁)，需要抑制结晶性的降低。通过适当设定加压烧结条件，能够抑制Sm－Fe－N系磁性材料的结晶性因加压烧结而降低。
加压烧结在低氧浓度的气氛下实施。由此可以减小加压烧结后的烧结磁铁(或者烧结体)的氧含有率，特别是可为0.7质量％以下。这里，低氧浓度的气氛是指氧浓度(体积基准)为10ppm以下的状态，例如可以适用1ppm、0.5ppm等氧浓度。低氧浓度的气氛中的加压烧结例如可以在5Pa以下(绝对压力)的真空来实施。
加压烧结可以使用以通电加压烧结为代表的任意的加压烧结方法。加压烧结例如可以将磁铁粉末填充到模具中，将其设置于具备伺服控制型加压装置的加压机构的脉冲电流烧结机内而不暴露于大气，接着，一边保持脉冲电流烧结机内的真空一边对模具施加一定的压力，以保持该压力的状态进行通电烧结。使用的模具可以具有任意的形状，例如，可以使用圆筒形的形状，但不限于此。优选脉冲电流烧结机内保持在5Pa(绝对压力)以下的真空。施加的压力高于常压，只要是能够形成烧结磁铁的压力即可，例如，可以为100MPa～2000MPa的范围。烧结优选以400℃～600℃的温度并且30秒以上且10分钟以内的时间进行。
然而，本实施方式的Sm－Fe－N系烧结磁铁的制造方法不限于上述的方法，可以利用任意的适当的方法。
实施例
(实施例1～11和比较例1～6：Sm－Fe－N系磁铁粉末)
按以下的顺序制作Sm－Fe－N系磁铁粉末。
作为粉碎前的原料，使用具有Sm2Fe17N3的组成的粗粉末A～D。从不同原料批次采取粗粉末A～D，如表1所示，显示不同的特性。表中，平均粒径通过激光衍射式粒度分布计进行测定，氧含有率和氮含有率通过非活性气体熔化-非色散型红外线吸收法(NDIR法)进行测定，饱和磁化强度和矫顽力通过振动样品磁强计进行测定(之后的表中，只要没有特别说明，相同的特性就同样地测定)。
[表1]
使用气流粉碎型干式气流粉碎机将该粗粉末按表2所示的各种条件进行粉碎。更详细而言，为了调整粉碎粒径，通过将刚刚从干式气流粉碎机的粉碎室排出的粉碎粉末再次投入干式气流粉碎机，从而重复粉碎的工序。重复次数(道次数)为1～5次。为了防止粉末的氧化，粉碎在手套箱内进行。另外，将气体循环型氧气水分净化器连接到手套箱，形成低氧气氛。粉碎后，使用气流分级机除去微粉(粒径小于0.04μm的粒子)。由此，得到Sm-Fe-N系磁铁粉末。
[表2]
研究实施例1～11和比较例1～6中制成的Sm-Fe-N系磁铁粉末的特性。将结果示于表3。表中，“X射线衍射(220)峰半峰宽”是指X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽，使用Malvern Panalytical制软件HighScore PLUS，从利用X射线衍射装置(特征X射线：CoKα1＝1.789埃)测定的X射线衍射图(换算为d值)中除去背景，除去Kα2线的子峰后，进行拟合而求出(下表中，只要没有特别说明，相同的特性就同样地测定)。表中，饱和磁化强度变化率以粉碎前的原料粗粉末的饱和磁化强度为基准进行计算。
[表3]
图1和图2分别代表性地示出利用X射线衍射装置测定的实施例1和比较例1的Sm-Fe-N系磁铁粉末的X射线衍射图(特征X射线：CoKα1＝1.789埃)。确认了在附近存在Sm2Fe17N3的(220)面的衍射峰。
图3代表性地示出了将利用透射式电子显微镜观察的实施例1和比较例1的Sm-Fe-N系磁铁粉末的扫描透射电子显微镜(STEM)图像和电子衍射图。应予说明，通过使观察试样Sm-Fe-N系磁铁粉末分散在塑料中而硬化后，进行薄片化而制成。STEM图像中显得相对较暗的粒子状的部分是磁铁粉末的粒子，包围其的白色部分是填充粒子间的塑料。图3中，(a)表示比较例1的Sm-Fe-N系磁铁粉末的STEM图像，(b)表示将(a)的一部分区域(包含例示性地选择的一个粒子及其周边的区域)放大的STEM图像中插入被白色虚线包围的两个区域(亮的对比部分和黑的对比部分)的电子衍射图，(c)表示实施例1的Sm-Fe-N系磁铁粉末的STEM图像，(d)表示将(c)的一部分区域(包含例示性地选择的一个粒子及其周边的区域)放大的STEM图像。如图3(b)所示，比较例1中，粒子的周边部基本上被黑的对比部分覆盖。图3(b)中，由该电子衍射图(图3(b)的右上的插入图)可理解在粒子的中心附近的亮的对比部分具有高的结晶性，相对于此，由该电子衍射图(图3(b)的右下的插入图)可以理解在粒子的周边部的黑的对比部分的结晶性明显降低。另一方面，如图3(d)所示，实施例1中，粒子表面的结晶性低的部分(黑的对比部分)比比较例1的情况少。
应予说明，对于实施例1～11和比较例1～6的Sm－Fe－N系磁铁粉末，利用非活性气体熔化―非色散型红外线吸收法(NDIR法)测定该氧含有率，结果为0.20～0.51质量％。
由表3可以理解，实施例1～11的Sm－Fe－N系磁铁粉末的粉末的平均粒径为5μm以下，并且X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下，这样能够确保高的矫顽力，更详细而言，确保4kOe以上的矫顽力，同时能够保证与粉碎前的原料粗粉末相比几乎不变的饱和磁化强度，更详细而言，使饱和磁化强度的降低率(负的变化率的大小)为1％以下。特别是，平均粒径为3μm以下的实施例4～11的Sm－Fe－N系磁铁粉末能够得到更高的矫顽力，更详细而言，能够得到7kOe以上的矫顽力。另一方面，比较例1～6的Sm－Fe－N系磁铁粉末的平均粒径小，因此能够实现高的矫顽力，但是X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为/>以上，饱和磁化强度的降低率大。
(实施例12～20和比较例7～17：Sm－Fe－N系烧结磁铁)
按以下的顺序使Sm－Fe－N系磁铁粉末在磁场中取向和成型后，进行热处理、烧结，得到Sm－Fe－N系烧结磁铁。
作为烧结磁铁的原料，如表4所示，使用上述的实施例和比较例中制成的Sm－Fe－N系磁铁粉末。
取向和成型工序
在连接有气体循环型氧气水分净化器的手套箱内称量0.5g的Sm－Fe－N系磁铁粉末，填充于具有5mm见方的截面内径尺寸的超硬合金制模组。在对其施加2T的静磁场使其取向的状态下，以液压手压机以1.2GPa的压力加压，制成压粉体。
烧结工序
以不暴露于大气的方式，将上述压粉体移送到具备基于伺服控制型加压装置的加压机构的脉冲电流烧结机。接下来，将脉冲电流烧结机内保持2Pa(绝对压力)以下的真空(实质上为不存在氧的状态)的状态下，以1.2GPa的压力加压，保持该压力直接按表4所示的烧结温度进行1分钟的通电烧结。由此，得到Sm－Fe－N系烧结磁铁。
[表4]
调查实施例12～20和比较例7～17中制成的Sm-Fe-N系烧结磁铁的特性。将结果示于表5。表中，氧含有率通过非活性气体熔化-非色散型红外线吸收法(NDIR法)进行测定。表中，饱和磁化强度变化率以粉碎前的原料粗粉末的饱和磁化强度为基准进行计算。
[表5]
图4和图5中分别代表性地示出利用X射线衍射装置测定的实施例12和比较例12的Sm-Fe-N系烧结磁铁的X射线衍射图(特征X射线：CoKα1＝1.789埃)。确认了在附近存在Sm2Fe17N3的(220)面的衍射峰。
另外，图6和图7中分别代表性地示出实施例12和比较例12的Sm-Fe-N系烧结磁铁的截面的SEM图像。图6和图7中，在上段和下段以不同的倍率表示不同的3个的区域1～3的SEM图像。这些SEM图像中，以亮的灰色表示的部分是Sm-Fe-N系磁性材料的结晶粒子，以黑或者暗的灰色表示的部分是空隙。在任一SEM图像中都是通过烧结而使粒子彼此结合，因此，很难看到粒子界面，但结晶粒子的尺寸大体在0.01μm～10μm的范围内，平均粒径为5μm以下。应予说明，对于其它实施例13～20和比较例7～11、13～17的Sm-Fe-N系烧结磁铁，由这些SEM图像确认了平均粒径为5μm以下。
由表5和SEM图像观察的结果可以理解，实施例12～20的Sm-Fe-N系烧结磁铁的结晶粒子的平均粒径为5μm以下，并且X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为以下，由此能够确保高的矫顽力，更详细而言，确保4kOe以上的矫顽力，同时能够保持与粉碎前的原料粗粉末相比几乎不变的饱和磁化强度，更详细而言，使饱和磁化强度的降低率(负的变化率的大小)为5％以下。特别是X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为/>以下的实施例12～14的Sm－Fe－N系烧结磁铁能够使饱和磁化强度的降低率(负的变化率的大小)为3％以下。另一方面，比较例7～17的Sm－Fe－N系烧结磁铁能够实现高的矫顽力，但是X射线衍射图中的(220)面的衍射峰的半峰宽为/>以上，饱和磁化强度的降低率大。
产业上的可利用性
本发明的Sm－Fe－N系磁铁粉末和烧结磁铁可以在各种马达的领域中，用于广泛的用途。例如，可以用于车载用辅助马达，EV(Electric Vehicle)/HEV(Hybrid ElectricVehicle)用主机马达等，更具体而言，可以用于油泵用马达、电动助力转向用马达、EV/HEV驱动用马达等。
本申请基于2019年4月5日在日本申请的特愿2019－072903主张优先权，其全部记载内容通过参照被援引于本说明书中。

Claims (6)

1.一种Sm－Fe－N系磁铁粉末，含有Sm－Fe－N系磁性材料的粉末，该粉末的平均粒径为5μm以下，并且X射线衍射图中的220面的衍射峰的半峰宽为以下。
2.根据权利要求1所述的Sm－Fe－N系磁铁粉末，其中，所述粉末的平均粒径为3μm以下。
3.一种Sm－Fe－N系烧结磁铁，含有Sm－Fe－N系磁性材料的烧结体，该Sm－Fe－N系磁性材料的结晶粒子的平均粒径为5μm以下，并且X射线衍射图中的220面的衍射峰的半峰宽为以下。
4.根据权利要求3所述的Sm－Fe－N系烧结磁铁，其中，所述X射线衍射图中的220面的衍射峰的半峰宽为以下。
5.根据权利要求3或4所述的Sm－Fe－N系烧结磁铁，其中，氧含有率为0.7质量％以下。
6.一种方法，通过将权利要求1或2所述的Sm－Fe－N系磁铁粉末在氧浓度10ppm以下的气氛下加压烧结，制造权利要求3～5中任一项所述的Sm－Fe－N系烧结磁铁。
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