CN1196143C - 磁粉和粘合磁铁 - Google Patents

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Abstract

提供了一种可以制备高机械强度和优良磁性的粘合磁铁的磁粉。本发明的磁粉至少包括稀土元素和过渡金属，其表面的至少一部分有多个脊或凹陷。当磁粉的平均粒径为aμm时，脊或凹陷的平均长度最好等于或大于a/40μm。优选这些脊或凹陷并行设置，其平均间距为0.5-100μm。

Description

磁粉和粘合磁铁
技术领域
本发明涉及磁粉(磁石粉末—日语原文)和粘合磁铁(ぼンド磁石)，尤其涉及磁粉和使用该磁粉制造的粘合磁铁。
背景技术
当磁铁用于马达中时，为了减小马达的体积，希望磁铁具有高磁通量密度(实际导磁性)。在决定粘合磁铁的磁通量密度的因素中，包括磁粉的磁化和磁粉在粘合磁铁内的含量。因此，当磁粉自身的磁化不够高时，就不能获得所需的磁通量密度，除非磁粉在粘合磁铁内的含量达到极高的水平。
目前，实际应用的高性能稀土粘合磁铁中，大多数是以R-TM-B系磁粉(其中，R是至少一种稀土元素，TM是至少一种过渡金属)作为稀土类磁粉而制造的各向同性粘合磁铁。各向同性粘合磁铁在以下几个方面优于各向异性粘合磁铁：即，在制造各向同性粘合磁铁时，由于不需要磁场定向，因此可以简化制造程序，结果，可以抑止制造成本的增高。然而，由基于R-TM-B系磁粉的各向同性粘合磁铁代表的传统的各向同性粘合磁铁存在下列问题：
(1)传统的各向同性粘合磁铁不具备足够高的磁通量密度。即，由于使用的磁粉具有较差的磁化性，包含在粘合磁铁中的磁粉含量不得不增加。然而，磁粉含量的增加导致粘合磁铁的可模制性退化，所以这种努力受到限制。另外，即使通过改变模制条件等来设法增加磁粉的含量，还存在一个获得磁通量密度的限制。因为这些原因，使用传统的各向同性粘合磁铁不可能减小马达的体积。
(2)尽管有报道关于纳米复合磁铁(ナノコンポジツト磁石)具有高的剩余磁通量密度，但是，它们的抗磁力非常小，使得它们在实际应用于马达中时，可获得的磁通量密度(实际应用中的导磁性)非常低。另外，由于它们的抗磁力较小，因此这些磁铁的热稳定性很差。
(3)传统的粘合磁铁的机械强度较低。即，在这些粘合磁铁中，为补偿磁粉的低磁性，需要增加粘合磁铁中的磁粉量。这就意味着该粘合磁铁的密度必须非常高。结果，粘合磁铁的机械强度变低。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可以产生具有高机械强度和优良磁性的粘合磁铁的磁粉及粘合磁铁。
为了达到上述目的，本发明包含稀土元素和过渡金属的磁粉，其特征在于，其表面的至少一部分上有多个脊(ridge)或凹陷(recess)。由此，得以提供可提供具有高机械强度和优良磁性的磁铁的磁粉。
在本发明的磁粉中，磁粉的平均粒径为aμm时，所述脊或凹陷的平均长度优选等于或大于a/40μm。由此，得以提供具有高机械强度和优良磁性的磁铁。
另外，最好脊的平均高度或凹陷的平均深度是0.1-10μm。由此，得以提供具有高机械强度和优良磁性的磁铁。
再者，最好这些脊或凹陷彼此并行设置(並設されゐ)，其平均间距(pitch)0.5-100μm。由此，得以提供具有高机械强度和优良磁性的磁铁。
在本发明中，这种磁粉最好是通过粉碎采用冷却辊(cooling roll)制造的薄带状磁铁材料而得到。由此，得以提供具有优良磁性，特别是优良抗磁力的磁铁。
另外，在本发明中，最好磁粉的平均粒径是5-300μm。由此，得以提供具有高机械强度和优良磁性的磁铁。
还有，在本发明的磁粉中，相对于磁粉的全部表面积，磁粉上形成脊或凹陷的部分的面积所占比例最好等于或大于15％。由此，得以提供具有高机械强度和优良磁性的磁铁。
在本发明中，最好在磁粉的制造期间或之后，磁粉经过至少一次热处理。由此，得以提供具有特别优异磁性的磁铁。
另外，本发明的磁粉最好由具有硬磁相和软磁相的复合结构组成。由此，得以提供具有特别优异磁性的磁铁。在这种情况下，硬磁相和软磁相的平均晶粒尺寸最好是1-100nm。由此，得以提供具有优良磁性，特别是优良的抗磁力和矩形状(rectangularity)的磁铁。
本发明涉及一种磁粉，其包含：
含有稀土元素和过渡金属的合金组合物，该合金组合物选自基于Sm-Co的合金、基于R-TM-B的合金、基于Sm-Fe-N的合金、具有硬磁相和软磁相相邻存在的复合结构的合金和所述合金的混合物，
其中基于R-TM-B的合金中的R是至少一种选自以下的稀土金属元素：La、Ce、Pr、Pm、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和铈镧稀土合金；且
其中磁粉包括表面的至少一部分有多个脊或凹陷的颗粒；并且
这些脊或凹陷并行设置，平均间距1.0-35.3μm。
本发明的其他特征是将上述1-10项的任何一种磁粉与粘合树脂粘合而制得的粘合磁铁。由此，得以提供具有高机械强度和优良磁性的粘合磁铁。
在这种情况下，最好使用热成型方法(warm molding)制造粘合磁铁。由此，磁粉和粘合树脂之间的粘合强度得以增强，并且粘合磁铁的空隙率(voidratio)降低，得以提供一种具有高密度和具有特别优良的机械强度和磁性的粘合磁铁。
另外，在所述粘合磁铁中，最好使粘合树脂进入到磁粉中并行设置的所述脊之间或并行设置的所述凹陷内。由此，得以提供一种具有特别优良的机械强度和磁性的粘合磁铁。
另外，在这些粘合磁铁中，最好在室温下它的固有抗磁力HcJ是320-1200kA/m。由此，得以提供一种具有优良的耐热性、磁化力以及令人满意的磁密度的粘合磁铁。
另外，最好最大磁能积(最大磁気エネルギ—積)(BH)max等于或大于40kJ/m3。由此，得以提供一种小但高性能的马达。
另外，在本发明中，最好粘合磁铁的磁粉含量是75-99.5重量％。由此，得以提供一种具有优良的机械强度、磁特性并保持优良的可模制性的粘合磁铁。
另外，在本发明中，粘合磁铁由冲切剪断试验(打ち拔きせん断試験)测量的机械强度最好等于或大于50MPa。由此，得以提供一种具有特别高机械强度的粘合磁铁。
本发明涉及一种粘合磁铁，其特征在于，以粘合树脂粘合磁粉而成，所述磁粉包含：
含有稀土元素和过渡金属的合金组合物，该合金组合物选自基于Sm-Co的合金、基于R-TM-B的合金、基于Sm-Fe-N的合金、具有硬磁相和软磁相相邻存在的复合结构的合金和所述合金的混合物，
其中基于R-TM-B的合金中的R是至少一种选自以下的稀土金属元素：La、Ce、Pr、Pm、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和铈镧稀土合金；且
其中磁粉包括表面的至少一部分有多个脊或凹陷的颗粒；并且
这些脊或凹陷并行设置，平均间距1.0-35.3μm。
本发明的上述和其它目的、构成和优点通过结合附图描述的实施例而更加明显。
附图说明
图1是本发明的磁粉复合结构(纳米复合结构)的示例的结构图；
图2是本发明磁粉的复合结构(纳米复合结构)的另一个示例的结构图；
图3是本发明磁粉的复合结构(纳米复合结构)的其它示例的结构图；
图4是本发明磁粉上形成的脊或凹陷形状的示例的结构图；
图5是本发明磁粉上形成的脊或凹陷形状的另一个示例的结构图；
图6是本发明磁粉的电镜图。
具体实施方式
下面，将详细描述本发明的磁粉和粘合磁铁的实施例。
本发明的磁粉具有包含稀土元素和过渡金属的合金组成。在这种情况下，最好使用下列合金(1)-(5)中的任何一种。
(1)一种包含主要含Sm的稀土元素和主要含Co的过渡金属作为它的基本组成的合金(以下简称“基于Sm-Co的合金”)
(2)一种包含R(这里R是包含Y的至少一种稀土元素)，和主要包含Fe的过渡金属(TM)和B作为基本成分的合金(下面简称为“基于R-TM-B的合金”)。
(3)一种包含主要含Sm的稀土元素、主要含Fe的过渡金属和一种主要含N的晶格间元素(格子间元素)为基本成分的合金(下面简称为“基于Sm-Fe-N的合金”)。
(4)一种包含R(这里R是包含Y的至少一种稀土元素)，和诸如Fe的过渡金属作为基本成分，以及具有硬磁相和软磁相相邻存在(包括它们彼此通过粒间界线相毗邻的情况)的复合结构(特别是具有纳米复合结构)的合金。
(5)上述(1)-(4)的合金组成的至少两种的混合物。在这种情况下，可以结合混合的各种磁粉的优势，可以容易地获得具有更加优良磁性的产品。
典型的基于Sm-Co的合金的例子包括SmCo5和Sm2TM17(这里TM是过渡金属)。
典型的基于R-Fe-B的合金的例子包括基于Nd-Fe-B的合金、基于Pr-Fe-B的合金、基于Nd-Pr-Fe-B的合金、基于Nd-Dy-Fe-B的合金、基于Ce-Nd-Fe-B的合金和基于Ce-Pr-Nd-Fe-B的合金，这些合金之一中的一部分Fe可用诸如Co或Ni等过渡金属取代。
典型的基于Sm-Fe-N的合金的例子包括通过硝化Sm2Fe17合金形成的基于Sm2Fe17N3的合金，和具有TbCu7相作为主相的基于Sm-Zr-Fe-Co-N的合金。在这个方面，在基于Sm-Fe-N的合金的情况下，通常是，在骤冷薄带制成后，对薄带作适当的热处理，而N以晶格间原子的形式经过硝化而引入。
在本文中，上面所述的稀土元素的例子包括：Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和铈镧合金，以及包含这些稀土金属中的一个或多个。另外，过渡金属的例子包括Fe、Co、Ni等，以及包含这些金属中的一个或多个。
另外，为了增加诸如抗磁力和最大磁能积等磁性，或为了改善耐热性和耐蚀性，磁铁材料可以按需要包含Al、Cu、Ga、Si、Ti、V、Ta、Zr、Nb、Mo、Hf、Ag、Zn、P、Ge、Cr和W中的一个或多个。
在这个复合结构(纳米复合结构)中，软磁相10和硬磁相11按照例如图1、图2或图3所示的图案(模式)存在。其中各个相的厚度和其中的晶粒尺寸在纳米米级。另外，软磁相10和硬磁相11被安排彼此相邻(这还包括这些相通过粒间界线相毗邻的情况)，这使得它们之间有可能执行磁交换。
软磁相的磁化通过外部磁场的作用轻易地改变它的定向。因此，当软磁相与硬磁相共同存在时，整个系统的磁化曲线在B-H图(J-H图)的第二象限显示梯级的“蛇形线”。然而，当软磁相具有小于10nm以下的十分小的尺寸时，通过与周围的硬磁相的磁化偶联，使软磁铁的磁化被足够并强烈地抑制，从而整个系统展示出硬磁铁的功能。
具有这样的复合结构(纳米复合结构)的磁铁主要具有以下五种特征。
(1)在B-H图(J-H图)的第二象限，磁化可逆地弹回(这种情况下，该磁铁被称为“弹性磁铁”)。
(2)它具有令人满意的磁化力，因此可以用相对低的磁场磁化。
(3)与系统仅仅由硬磁相单独构成的情况相比，磁性的温度依赖性较低。
(4)磁性的经时变化小。
(5)即使在精细研磨之后，也没有观察到磁性的退化。
如上所述，由复合结构构成的磁铁具有优良的磁性。因此，磁粉最好具有这样的复合结构。
另外，图1-3所示的图案仅仅是示例，并不仅限于此。
另外，本发明的磁粉表面的至少一部分都形成有许多脊(凸起部分)或凹陷。这引起下列效应。
当这种磁粉用于制造粘合磁铁时，粘合树脂进入到凹陷内(或脊间)。因此，磁粉和粘合树脂之间的粘合力增强，因此，就可能使用相对少量的粘合树脂获得高的机械强度。这意味着将要包含的磁粉的量(含量)可以增加。因此，有可能获得具有高磁性的粘合磁铁。
另外，因为磁粉的每个表面都形成有许多如上所述的脊或凹陷，当将它们捏合到一起时，磁粉与粘合树脂充分接触，即它们之间的湿润力增加。结果，在磁粉和粘合树脂的混合物中，粘合树脂易于覆盖或包围在磁粉的各个粒子周围，从而用相对较少的粘合树脂可获得良好的可模制性。
通过上述这些效应，这就可能制造有良好的可模制性的同时还具有高机械强度和高磁性的粘合磁铁。
在本发明中，当磁粉的平均粒径(直径)为aμm(后面将描述这个指定为“a”的最佳值)时，脊或凹陷的长度较好的是等于或大于a/40μm，更好的是等于或大于a/30μm。
如果脊和凹陷的长度小于a/40μm，就会因该磁粉的平均粒径“a”之故，而不能很好展示本发明的上述效应。
脊的平均高度和凹陷的平均深度优选0.1-10μm，更优选0.3-5μm。
如果脊的平均高度和凹陷的平均深度在这个范围里，当用这种磁粉制造粘合磁铁时，粘合树脂必要且充分进入到脊间或凹陷内，于是磁粉和粘合树脂之间的粘合强度进一步增强。结果，获得的粘合磁铁的机械强度和磁性进一步改善。
这些脊或凹陷可以安排在随机的方向，但最好它们彼此并行设置，定向于预定的方向。例如，如图4所示，许多脊2或凹陷既可安排在彼此大致平行的方向，如图5所示，许多脊2或凹陷也可以被安置成沿两个不同的、互相交叉的方向延伸。另外，这些脊和凹陷也可形成为皱缩的形式(しゎ狀)。还有，当这些脊(或凹陷)具有一定方向性安置时，则这些脊(或凹陷)不需要具有相同的长度和高度(凹陷的深度)，以及相同的形状，而是各个脊(或凹陷)可以变化。
并行设置的脊2或并行设置的凹陷之间的间距较好的是在0.5-100μm，最好是在3-50μm。
当并行设置的脊2或并行设置的凹陷的平均间距在这个范围内时，本发明的上述效应将会十分显著。
另外，形成脊2或凹陷的面积占磁粉1整个表面积的比率优选为等于或大于15％，最好是等于或大于25％。
如果形成脊2或凹陷的面积与磁粉1整个表面积的比率小于15％，就会出现本发明上述的效应不能很好的展示的情况。
磁粉1的平均粒径(直径)“a”较好的是在5-300μm范围内，更好的是在10-200μm范围内。如果磁粉1的平均粒径“a”小于这个最低值，则由于氧化而导致的磁性退化将变得很显著。另外，由于害怕烘烤，所以在处理这些磁粉时出现问题。另一方面，如果磁粉1的平均粒径“a”超过这个上限，又会出现后面将要描述的当用这种磁粉制造粘合磁铁时，在混合处理或模制处理期间不能获得混合物的足够的流动性的问题。
另外，当用该磁粉形成粘合磁铁时，为了在模制处理时获得令人满意的模制性，磁粉的粒径分布最好有一定的分散性。这将使获得的粘合磁铁的空隙比率降低，于是，与具有相同含量磁粉的粘合磁铁相比，这就可能使获得的粘合磁铁的密度和机械强度增加，因此也就更进一步增强了磁性。
此外，平均粒径“a”可以用例如F.S.S.S.方法(Fischer Sub-Sieve Sizer方法)测量。
另外，为了促进无定形结构的再结晶和该结构的均质化，在制造过程中或之后，磁粉1可经受至少一次热处理。这个热处理的条件，例如，可以是400℃-900℃范围内加热0.2-300分钟。
在这种情况下，为了避免氧化，最好在真空或在减压(例如在1×10-1-1×10-6Torr的范围内)条件下，或在诸如氮气、氩气、氦气等惰性气体的非氧化环境中进行热处理。
在如上所述的磁粉中，平均结晶粒径较好的是等于或小于500nm，更好的是等于或小于200nm，最好是位于10-120nm范围内。如果平均结晶粒径超过500nm，这就会出现磁性，特别是抗磁力和矩形性不能充分改善的情况。
特别是，当磁铁材料是具有如上面(4)所描述的复合结构的合金时，平均结晶粒径较好的是应该位于1-100nm范围内，更好的是位于5-50nm范围内。当平均结晶粒径位于这个范围内时，在软磁相10和硬磁相11之间发生的磁交换将会更有效，从而可以看出磁性得到明显改善。
上面描述的磁粉可以用各种制造方法制造，只要它的表面至少一部分形成有脊或凹陷即可。但从金属结构(晶粒)易于微细化且磁性特别是抗磁力可得到显著增强的观点看，最好是通过粉碎经使用冷却辊的急冷法制造的薄带状磁铁材料(急冷薄带)获得磁粉。
此时，只是具有构成急冷薄带的辊面(急冷薄带与冷却辊相接触的表面)的一部分的面的粉末才成有脊或凹陷。从急冷薄带获取的但不具有这样的表面的粉末不具有这样的脊或凹陷。
急冷薄带的粉碎方法没有特别限制，可以使用诸如球磨机、振动式研磨机、喷射碾磨机和针形研磨机等各种研磨和碾碎设备。在这种情况下，为了避免氧化，最好在真空或在减压(例如在1×10-1到1×10-6的Torr减压)条件下，或在诸如氮气、氩气、氦气等惰性气体的非氧化环境中进行研磨处理。
具有这种脊或凹陷的磁粉可通过适当选择它的合金组成、冷却辊的外表面层的材料、冷却辊的外表面层的结构和冷却条件等获得。但是，在本发明中，为了通过控制它的适当形状而稳定地形成这些脊或凹陷，最好在冷却辊的外表面形成槽(凹陷)或凸起(脊)，从而使它们的形状或样式转移到急冷薄带上。
当具有上面描述的形成有槽或凸起的外表面的冷却辊是时，用单辊法使用时，就可在急冷薄带的至少一个面上形成相应的脊或凹陷。另外，如果使用双辊法，通过使用两个每个外表面都形成有槽或凸起的冷却辊，可以在急冷薄带的两个面上都形成相应的脊或凹陷。
下面，将描述本发明的粘合磁铁。
本发明的粘合磁铁最好使用粘合树脂(粘合剂)粘合上述磁粉制造。
至于粘合树脂，使用热塑树脂或热固性树脂都可。
热塑树脂的例子包括：聚酰胺(例如：尼龙6、尼龙46、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙11、尼龙12、尼龙6-12、尼龙6-66)；热塑性聚酰亚胺、液晶聚合物如芳香聚酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、改性的聚烯烃、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯，如聚乙二醇对苯二酸酯、聚丁二醇对苯二酸酯；聚醚；聚醚酮醚、聚醚酰亚胺、聚缩醛等，或者是以它们为主要成分的共聚物、共混物、聚合物合金，可以使用这些材料中的一种或两种以上的混合物。
在这些树脂中，从特别优良的可模制性和高机械强度这两个方面看，包含聚酰胺作为其主要成分的树脂比较好。另外，从增强耐热性这方面看，包含液晶聚合物、聚苯硫醚作为其主要成分的树脂比较好。另外，这些热塑树脂还与磁粉有优良的混炼性。
这些热塑树脂的优点是，提供了有一个广大的可供选择的范围。例如，可以通过适当地选择它们的种类、共聚合化等，提供一种具有好的可模制性的热塑树脂，或提供具有良好的耐热性和机械强度的热塑树脂。
另一方面，热固性树脂的例子包括各种双酚型、酚醛树脂、萘系等环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚脂(或不饱和聚酯)树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂等等。可以使用这些材料中的一种或两种以上的混合物。
在这些树脂中，从特别优良的可模制性、高机械强度和耐热性这些方面看，环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂和硅树脂比较好。在这些树脂中，环氧树脂尤其好。此外，这些热固性树脂还具有与磁粉良好的可混炼性以及混炼中良好的均质性(均匀性)。
所使用的热固化树脂(未固化)，在室温状态下可以是液体状态或固体(粉状)状态。
上述的本发明的粘合磁铁可以用例如下面的程序制造。
首先，磁粉、粘合树脂和必要时的添加剂(抗氧化剂、润滑剂等)混合并混炼在一起，获得粘合磁铁用组合物，然后，将这样获得的粘合磁铁用组合物以诸如加压模塑、挤出成形或注射成形等模塑方法，在无磁场的空间内形成所需的磁铁形状或样式。当用的是热固性粘合树脂时，通过模塑后加热使获得的模塑体固化。
在这种情况下，混炼处理可以在室温下进行，但较好的是，这种混炼处理在使粘合树脂开始变软的温度或比它高的温度下进行。特别是，当粘合树脂是热固化树脂时，混炼处理可以在等于或高于使粘合树脂开始变软的温度，但在低于粘合树脂开始固化的温度条件下进行。
通过在这样的温度下进行混炼处理，混炼处理的效率得到改善，从而使得与在室温条件下相比，该混炼处理可在相对短的时间内获得均匀地混炼。另外，由于混炼是在粘合树脂的粘性低的状态下进行的，粘合树脂与磁粉的接触变得充分而可靠，因此，已经变软或熔化的粘合树脂有效进入磁粉表面的脊间或凹陷内。结果，组合物的空隙率减小。另外，这还有助于减少组合物中的粘合树脂的含量。
另外，还优选的是，以上述方法中的任何一种进行的成形在粘合树脂处于变软或熔融状态的温度下进行(热模塑)。
通过在这种温度下进行模塑，粘合树脂的流动性得到改善，于是，即使在使用相对少量的粘合树脂的情况下，也可以得到优良的可模制性。另外，因为粘合树脂的流动性改善，粘合树脂与磁粉的接触变得充分而可靠，因此，已经变软或熔化的粘合树脂有效的进入脊间或凹陷内。结果，获得的粘合磁铁的空隙率可以减小，这就可能制造具有高密度和优良磁性及机械强度的粘合磁铁。
机械强度的指标的一个例子是，根据日本电器材料制造协会标准EMAS-7006“粘合磁铁小样本冲压剪断试验方法”进行的冲压剪断试验获得的机械强度。在本发明的粘合磁铁情况下，机械强度较好的是等于或大于50MPa，更好的是等于或大于60MPa。
粘合磁铁中的磁粉含量没有特别的限制，一般由要采用的模塑方法和可模制性及高磁性来确定。具体而言，其含量较好的是75-99.5重量％范围内，更好的是在85-97.5重量％范围内。
特别是，在加压模塑制造粘合磁铁的情况下，磁粉的含量较好的是位于90-99.5重量％范围内，更好的是位于93-98.5重量％的范围内。
另外，在用挤出成形或注射成形制造粘合磁铁的情况下，磁粉的含量较好的是位于75-98重量％范围内，更好的是位于85-97重量％的范围内。
在本发明中，因为脊或凹陷形成于磁粉的表面的至少一部分上，磁粉可用粘合树脂以较大的粘合力粘合。因此，用相对较少量的粘合树脂可以获得高的机械强度。结果，这就可能增加磁粉的量，于是，可获得具有高磁性的粘合磁铁。
粘合磁铁的密度ρ由诸如粘合磁铁内的磁粉的比重、磁粉的含量、空隙率等因素决定。在本发明的粘合磁铁中，密度ρ没有特别的限定，但它较好的是位于5.3-6.6Mg/m3范围内，更好是位于5.5-6.4Mg/m3范围内。
在本发明中，粘合磁铁的形状、尺寸等没有特别限制。例如，关于形状，诸如圆柱形、棱柱形、圆筒形(圆环形)、拱形、板形、弯板型等所有形状都可。关于尺寸，从大尺寸到超微型都可。但是，如在本说明书中反复描述的，当用于微型化磁铁和超微型化磁铁时，本发明更具有优势。
另外，在本发明中，优选的是，粘合磁铁的抗磁力(HCJ)(室温下的固有抗磁力)位于320-1200KA/m，更好的是位于400-800KA/m范围内。如果抗磁力(HCJ)低于前述最低值，当施加反磁场时，发生明显的退磁现象，并且在高温条件下的耐热性也退化。另一方面，如果抗磁力(HCJ)超过上限值，磁化性退化。因此，将抗磁力(HCJ)设置在上述范围内，在粘合磁铁(特别是圆筒型磁铁)经受多极磁化的情况下，即使不能保证有足够高磁场也可以完成满意的磁化。另外，还可能获得足够的磁通量密度，从而能够提供高性能的粘合磁铁。
另外，在本发明中，较好的是粘合磁铁的最大磁能积(BH)max等于或大于40kJ/m3，更好的是等于或大于50kJ/m3，最好是在70-120kJ/m3范围内。当最大磁能积(BH)max小于40kJ/m3时，当它们用在马达中时，随它们的类型和结构的改变，不能获得足够的扭矩。
实施例
下面，将描述本发明的实施例。
实施例1
使用配置有冷却辊的急冷薄带制造设备，以下列方法制造(Nd0.75Pr0.2Dy0.05)8.9Febal.Co8.0B5.7合金组成的磁粉。
作为冷却辊，配置了五个在它的外圈面都具有槽的冷却辊。这五个冷却辊的槽平均深度、平均长度并行设置的槽之间的平均间距在每个冷却辊中各不相同。
通过使用配置有这些冷却辊的急冷薄带制造设备，用单辊法制造急冷薄带。
首先，称量Nd、Pr、Dy、Fe、Co和B等原料，然后，铸造母合金铸块。
将放置急冷薄带制造设备的室脱气，然后将惰性气体(氦气)引入，建立预定温度和气压的大气环境。
下一步，通过熔化母合金铸块形成熔化的合金，冷却辊的圆周速度设置为28m/秒。然后，在环境气体的气压设置为60kPa及熔化的合金的喷射压力设置为40kPa后，熔化的合金朝冷却辊的外周面喷射，以连续制造急冷薄带。获得的每个急冷薄带的厚度是17μm。
在粉碎每个这样获得的急冷薄带之后，将它们在675℃氩气环境热处理300秒，以获得本发明的磁粉(样本No.1-5)。
另外，作为对照，使用具有光滑外圈面(没有槽也没有脊)的冷却辊，用上面描述的同样方法可制造磁粉(样本号No.6-7)(对照例)。
用扫描电子显微镜(SEM)观察这样获得的磁粉的表面情形。结果，可以肯定，No.1-5的每个样本磁粉表面都形成有对应于冷却辊上的每个槽的脊。另一方面，No.6-7(对照例)的每个样本磁粉的表面都没有观察到脊或凹陷。
图6显示了本发明的磁粉(样本No.2)的电子显象。
然后，对于每个磁粉都测量其表面的脊的高度和长度，以及并行设置的脊之间的间距。另外，根据用扫描电子显微镜(SEM)观察到的结果，获得每个磁粉形成有脊或凹陷的磁粉的表面的那一部分面积，与质粒的整个表面的比率。这些结果显示在附表1。
为了分析这些获得的磁粉的相构造，用Cu-Kα线、以20-60°的衍射角(2θ)对各个磁粉进行X-射线衍射分析。从每个磁粉的衍射图中得出的结果，可以肯定在硬磁相R2(Fe·Co)14B相和软磁相α-(Fe，Co)相有衍射峰。另外，从透射电镜(TEM)的观察结果，各个磁粉都具有复合结构(纳米结构)。另外，对于每个磁粉，测量这些相的平均晶粒尺寸。这些测量结果显示在附表1。
将每种磁粉与环氧树脂和少量的肼类抗氧化剂混合，然后，在100℃下将该混合物混炼10分钟(热混炼)，由此获得用于粘合磁铁的组合物。
此时，No.1-6的磁粉、环氧树脂和肼类抗氧化剂的混合比例是97.5重量％∶1.3重量％∶1.2重量％。另外，样本No.7的磁粉、环氧树脂和肼类抗氧化剂的混合比例是97.0重量％∶2.0重量％∶1.0重量％。
之后，每个这样获得的组合物经粉碎形成粒状。然后，称量粒状物并填入到压床的模中，在无磁场条件，温度120℃、压力600MPa下加压模塑(热塑膜)，冷却该模体并脱模，然后在175℃加热以使得环氧树脂固化，获得直径10mm和高7mm的圆柱形粘合磁铁(用于测试磁性和耐热性)，和具有长度10mm、宽度10mm及高度3mm的平板形粘合磁铁(用于测试机械强度)。另外，每个样本制造五片这样的平板形粘合磁铁。
结果，样本No.1-5的粘合磁铁(根据本发明制造的)和样本No.7(对照例)可制造成具有良好的可模制性。
另外，在磁场强度3.2MA/m条件下对每个圆柱形粘合磁铁执行脉冲磁化后，在最大施加的磁场2.0MA/m下，使用直流自动记录磁通计(由东英工業(株)公司制造，TRF-5BH)测量磁性(抗磁力HCJ、剩磁通量密度Br和最大磁能积(BH)max)。测量温度是23℃(即室温)。
下面，进行耐热性(热稳定性)试验。在耐热性试验中，在粘合磁铁已经在100℃条件下放置1小时后当温度返回到室温时，测量每个粘合磁铁的不可逆的磁通损失(初始磁通损失)的值，然后评估该结果。不可逆磁通损失(初始磁通损失)的绝对值越小，则说明耐热性(热稳定性)越好。
另外，通过冲压剪断试验的抗剪强度测量每个平板形粘合磁铁的机械强度。在这个试验中，由島津制作所(株)制造的自动绘图仪用作测试机器，测试在剪切速率1.0mm/分的条件下，使用圆形冲头(直径3mm)进行测试。
另外，在测量机械强度之后，用扫描电子显微镜(SEM)观察每个粘合磁铁的截面的状态。结果，样本No.1-5的粘合磁铁(根据本发明)中，粘合树脂有效的进入到并行设置的脊间。
磁性、耐热性和机械强度的测量结果显示在附表2中。
如从附表2中可见，本发明的样本No.1-5的每个粘合磁铁都分别具有优良的磁性、耐热性和机械强度。
相反，在样本No.6的粘合磁铁中(对照例)中，机械强度较低，在样本No.7的粘合磁铁中(对照例)中，磁性较差。推测导致这个结果的原因如下。
即，在本发明的样本No.1-5的每个粘合磁铁中，因为在磁粉的外表面形成有并行设置的脊，粘合树脂有效进入到这些并行设置的脊之间。因此，在磁粉和粘合树脂之间的粘合强度增强，于是就可能用较少量的粘合树脂而获得高的机械强度。另外，因为使用的粘合树脂的量较少，粘合磁铁的密度变高，从而产生优良的磁性。
另一方面，在样本No.6(对照例)的粘合磁铁中，尽管使用了与本发明的粘合磁铁中相同量的粘合树脂，与本发明的粘合磁铁相比，磁粉与粘合树脂之间的粘合力较低，因此导致机械强度较差。
另外，在样本No.7(对照例)的粘合磁铁中，为了增加可模制性和机械强度，因此使用了相对大量的粘合树脂，磁粉的量相对减少，故磁性较差。
如上所述，根据本发明，可获得下列效果。
因为在具有预定合金组成的磁粉的表面的至少一部分形成有脊或凹陷，磁粉和粘合树脂之间的粘合力增强，从而可以获得具有高机械强度的粘合磁铁。
另外，由于用相对小量的粘合树脂就可获得具有优良的可模制性和高机械强度的粘合磁铁，这可以增加磁粉的量并减少空隙率，于是可获得具有优良磁性的粘合磁铁。
另外，由于磁粉由具有硬磁相和软磁相的复合结构构成，由这种磁粉形成的粘合磁铁可显示更好的磁性。特别是抗磁力和矩形性可进一步增强。
另外，由于可获得高密度粘合磁铁，这就可能提供比传统的各向同性粘合磁铁体积小的、可显示高磁性的粘合磁铁。
另外，由于磁粉与粘合树脂牢固地粘着，由这种磁粉形成的磁铁即使它们形成一个高密度的粘合磁铁，也可具有高的耐蚀性。
最后，应该理解，本发明不仅限于上面描述的例子，而是在不背离由所附权利要求确定的本发明领域可作各种改变和变化。
                                                     表1
样本号     磁粉的平均粒径(μm)   脊的平均高度(μm)   脊的平均长度(μm)   并行设置的脊之间的平均间距(μm)   形成脊或凹陷的区域面积与质粒的整个表面区域的比率(％)   平均晶粒尺寸(nm)
本发明1     25   0.3   6   1.0   17   37
本发明2     120   1.5   55   10.0   33   26
本发明3     85   2.2   38   35.3   21   31
本发明4     160   3.3   70   62.3   39   35
本发明5     200   4.5   112   95.1   42   38
对照例6     120   -   -   -   -   42
对照例7     75   -   -   -   -   40
                                              表2
样本号     磁粉含量(％)     抗磁力(kA/m) 剩磁通量密度(％)     最大磁能积(kJ/m3)     不可逆磁通损失(％)     机械强度(MPa)
本发明1     97.5     533 0.86     102     -4.6     80
本发明2     97.5     571 0.88     118     -2.9     83
本发明3     97.5     563 0.88     112     -3.1     86
本发明4     97.5     550 0.87     107     -3.5     90
本发明5     97.5     528 0.86     99     -4.9     92
对照例6     97.5     472 0.84     92     -8.5     48
对照例7     97.0     512 0.79     80     -5.4     88

Claims (16)

1.一种磁粉，包含：
含有稀土元素和过渡金属的合金组合物，该合金组合物选自基于Sm-Co的合金、基于R-TM-B的合金、基于Sm-Fe-N的合金、具有硬磁相和软磁相相邻存在的复合结构的合金和所述合金的混合物，
其中基于R-TM-B的合金中的R是至少一种选自以下的稀土金属元素：La、Ce、Pr、Pm、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和铈镧稀土合金；且
其中磁粉包括表面的至少一部分有多个脊或凹陷的颗粒；并且
这些脊或凹陷并行设置，平均间距1.0-35.3μm。
2.根据权利要求1的磁粉，其特征在于，当磁粉的平均粒径为aμm时，脊或凹陷的平均长度等于或大于a/40μm。
3.根据权利要求1的磁粉，其特征在于，脊的平均高度或凹陷的平均深度是0.3-5μm。
4.根据权利要求1的磁粉，其特征在于，磁粉是通过粉碎使用冷却辊制造的薄带状磁铁材料而得。
5.根据权利要求1的磁粉，其特征在于，磁粉的平均粒径是5-300μm。
6.根据权利要求1的磁粉，其特征在于，磁粉形成脊或凹陷的部分的面积与整个表面积的比例等于或大于15％。
7.根据权利要求1的磁粉，其特征在于，在制造磁粉期间或之后，对磁粉进行热处理。
8.根据权利要求1的磁粉，其特征在于，磁粉由具有硬磁相和软磁相的复合结构构成。
9.根据权利要求8的磁粉，其特征在于，硬磁相和软磁相的平均晶粒尺寸是1-100nm。
10.一种粘合磁铁，其特征在于，以粘合树脂粘合磁粉而成，所述磁粉包含：
含有稀土元素和过渡金属的合金组合物，该合金组合物选自基于Sm-Co的合金、基于R-TM-B的合金、基于Sm-Fe-N的合金、具有硬磁相和软磁相相邻存在的复合结构的合金和所述合金的混合物，
其中基于R-TM-B的合金中的R是至少一种选自以下的稀土金属元素：La、Ce、Pr、Pm、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和铈镧稀土合金；且
其中磁粉包括表面的至少一部分有多个脊或凹陷的颗粒；并且
这些脊或凹陷并行设置，平均间距1.0-35.3μm。
11.根据权利要求10的粘合磁铁，其特征在于，粘合磁铁是由热成形方法制造的。
12.根据权利要求10的粘合磁铁，其特征在于，粘合树脂进入到磁粉中的脊之间或凹陷内。
13.根据权利要求10的粘合磁铁，其特征在于，这些粘合磁铁室温下的固有抗磁力HCJ是320-1200kA/m。
14.根据权利要求10的粘合磁铁，其特征在于，最大磁能积(BH)max等于或大于40kJ/m3。
15.根据权利要求10的粘合磁铁，其特征在于，粘合磁铁中的磁粉含量是75-99.5重量％。
16.根据权利要求10的粘合磁铁，其特征在于，由冲压剪断试验测试粘合磁铁的机械强度等于或大于50MPa。
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