DE102014104425B4

DE102014104425B4 - Seltenerdbasierter Magnet

Info

Publication number: DE102014104425B4
Application number: DE102014104425.8A
Authority: DE
Inventors: Eiji Kato; Yoshinori Fujikawa; Taeko Tsubokura; Chikara Ishizaka; Katsuo Sato
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2034-03-29
Also published as: JP6303480B2; DE102014104425A1; US20140290803A1; CN104078176A; CN104078176B; US10096412B2; JP2014209546A

Abstract

Seltenerdbasierter Magnet, umfassend:R2T14B-Hauptphasen-Kristallkörner, wobei R zumindest ein aus der Gruppe der Seltenen Erden ausgewähltes Element ist und T aus Fe oder aus Fe und Co ausgewählt ist, und Zwei-Korngrenzphasen zwischen benachbarten zwei R2T14B-Hauptphasen-Kristallkörnern,wobei die Zwei-Korngrenzphasen eine durchschnittliche Dicke der Zwei-Korngrenzphasen in jedem Abschnitt bezogen auf alle Messpunkte in einem Bereich zwischen 5 nm oder mehr und 500 nm oder weniger haben ,die Dicke der Zwei-Korngrenzphasen mittels HRTEM bestimmt ist,von den Messpunkten jeweils drei in jeder der Zwei-Korngrenzphasen enthalten sind,die Messpunkte, von denen jeweils drei pro Zwei-Korngrenzphasen enthalten sind, durch zwei Grenzen zwischen Zwei-Korngrenzphasen und Dreifach-Verbindungsstellen, die mit den Zwei-Korngrenzphasen verbunden sind, bestimmt sind, wobei das Intervall zwischen zwei Grenzen geviertelt ist, und wobei - wenn drei der vier Viertel bestimmt sind - die drei Messpunkte jeweils in den drei bestimmten Vierteln angeordnet sind,eine Dicke einer jeden Zwei-Korngrenzphase, in der die drei Messpunkte vorhanden sind, dem Abstand zwischen zwei R2T14B-Hauptphasen-Kristallkörnern der drei Viertel entspricht,die durchschnittliche Dicke der Zwei-Korngrenzphasen ein Durchschnitt der gemessenen Werte von 60 Messpunkten in 20 willkürlich ausgewählten Zwei-Korngrenzphasen ist,die Zwei-Korngrenzphasen aus einer Phase mit einem Magnetismus, der sich von dem eines Ferromagneten unterscheidet, zusammengesetzt sind, undwobei Zwei-Korngrenzphasen ein Seltenerdelement umfasst und die Atom-Konzentration des Seltenerdelementes in den Zwei-Korngrenzphasen 90 Atom-% oder mehr beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen seltenerdbasierten Magneten, spezieller einen seltenerdbasierten Magneten, bei dem die Mikrostruktur des R-T-B basierten gesinterten Magneten gesteuert ist.
HINTERGRUND
Der R-T-B basierte gesinterte Magnet (R repräsentiert ein Seltenerdelement, T repräsentiert ein oder mehrere Elemente aus der Eisen-Gruppe mit Fe als wesentliches Element, und B repräsentiert Bor), für den ein Vertreter ein Nd-Fe-B basierter Magnet ist, ist zur Miniaturisierung und für einen hohen Wirkungsgrad von Maschinen wegen der hohen magnetischen Sättigungs-Flussdichte vorteilhaft und kann in einem Schwingspulenmotor eines Festplattenlaufwerks, usw. verwendet werden. Seit kurzem ist er auch für die Verwendung in verschiedenen industriellen Motoren oder Antriebsmotoren von Hybridfahrzeugen usw. geeignet, und es ist vom Standpunkt der Energieeinsparung usw. gewünscht, dass er in diesen Bereichen weiter populär gemacht wird. Wenn er in Hybridfahrzeugen eingesetzt wird, wird der R-T-B basierte gesinterte Magnet jedoch einer hohen Temperatur ausgesetzt, und somit wird die Unterdrückung der Entmagnetisierung bei hoher Temperatur, die durch Hitze verursacht wird, wichtig. Bezüglich dieser Unterdrückung der Entmagnetisierung bei hohen Temperaturen ist es wohlbekannt, dass das Verfahren zur Erhöhung der Koerzitivfeldstärke (Hcj) bei Raumtemperatur eines R-T-B basierten Magneten wirkungsvoll ist.
Zum Beispiel ist als ein Verfahren zur Erhöhung der Koerzitivfeldstärke (Hcj) bei Raumtemperatur eines Nd-Fe-B basierten gesinterten Magneten ein Verfahren wohlbekannt, bei dem schwere Seltenerdelemente wie etwa Dy, Tb verwendet werden, um einen Teil des Nd in der Zusammensetzung Nd₂Fe₁₄B, die als Hauptphase dient, zu ersetzen. Indem ein Teil des Nd durch ein schweres Seltenerdelement ersetzt wird, kann die magneto-kristalline Anisotropie erhöht werden, und folglich kann die Koerzitivfeldstärke bei Raumtemperatur des Nd-Fe-B basierten gesinterten Magneten ausreichend erhöht werden. Zusätzlich zum Verfahren des Ersetzens durch ein schweres Seltenerdelement ist es auch effektiv, Elemente wie etwa Cu hinzuzufügen, um die Koerzitivfeldstärke bei Raumtemperatur zu erhöhen (Patentdokument 1). Es wird berücksichtigt, dass durch Hinzufügen des Cu-Elementes das Cu-Element an der Korngrenze z. B. eine flüssige Nd-Cu-Phase bildet, und somit wird die Korngrenze glatt, was eine Keimbildung von umgekehrten magnetischen Domänen verhindert.
In einem anderen Aspekt haben Patentdokument 2 und Patentdokument 3 die Technologie zur Verbesserung der Koerzitivfeldstärke durch Steuern der Korngrenzen-Phasen, die als Mikrostruktur eines seltenerdbasierten Magneten dienen, offenbart. Aus den Zeichnungen in diesen Patendokumenten kann man ableiten, dass die Korngrenzen-Phasen wie hier erwähnt sich auf Korngrenzen-Phasen beziehen, die von drei oder mehr Hauptphasen-Kristallkörnern umgeben sind, d.h. Dreifach-Verbindungen. Patentdokument 2 hat eine Technologie offenbart, zwei Arten von Dreifach-Verbindungen mit verschiedenen Dy-Konzentrationen herzustellen. Das heißt, es wurde offenbart, dass durch Ausbilden eines Teils der Korngrenzen-Phasen (Dreifach-Verbindungen) mit höherer Dy-Konzentration ohne Erhöhung der gesamten Dy-Konzentrationen ein hoher Widerstand gegen die Umkehrung der magnetischen Domäne vorgesehen werden kann. Patentdokument 3 hat eine solche Technologie offenbart, bei der drei, d.h. erste, zweite und dritte Korngrenzen-Phasen (Dreifach-Verbindungen) ausgebildet werden, die sich in der Gesamt-Atom-Konzentration des Seltenerdelementes unterscheiden, die Atom-Konzentration des Seltenerdelementes der dritten Korngrenzen-Phasen kleiner ist als die der anderen beiden Arten von Korngrenzen-Phasen, und außerdem ist die Atom-Konzentration des Fe-Elementes der dritten Korngrenzen-Phasen größer als die in den anderen beiden Korngrenzen-Phasen. Als Folge werden dritte Korngrenzen-Phasen, die eine hohe Konzentration von Fe enthalten, unter den Korngrenzen-Phasen ausgebildet, was den Effekt hervorrufen kann, dass die Koerzitivfeldstärke erhöht wird. Ferner hat Patentdokument 4 einen R-T-B basierten gesinterten seltenerdbasierten Magneten offenbart, der aus einem gesinterten Körper besteht und eine Hauptphase aufweist, die hauptsächlich aus R₂T₁₄B besteht, und Korngrenzen-Phasen, die mehr R enthalten als die Hauptphase, wobei die Korngrenzen-Phasen umfassen: eine Phase, bei der die Gesamt-Atom-Konzentration des Seltenerdelementes 70 Atom-% oder mehr beträgt, und eine Phase, bei der die Gesamt-Atom-Konzentration des oben erwähnten Seltenerdelementes 25 bis 35 Atom-% beträgt. Es wurde auch offenbart, dass die oben erwähnte Phase, bei der die Gesamt-Atom-Konzentration des Seltenerdelementes 25 bis 35 Atom-% beträgt, als Übergangsmetall-reiche Phase bezeichnet wird, und die Atom-Konzentration von Fe in der Übergangsmetall-reichen Phase vorzugsweise 50 bis 70 Atom-% beträgt. Als solcher wird der Effekt der Erhöhung der Koerzitivfeldstärke erreicht.
Patentdokumente:

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung JP 2002 - 327 255 A
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung JP 2012 - 15 168 A
Patentdokument 3: Japanische Patentanmeldung JP 2012 - 15 169 A
Patentdokument 4: Internationale Veröffentlichungsschrift WO 2013 / 008 756 A1

ZUSAMMENFASSUNG
Obwohl in einer Situation, in der ein R-T-B basierter gesinterter Magnet in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur von 100°C bis 200°C benutzt wird, der Wert der Koerzitivfeldstärke bei Raumtemperatur einer der effektiven Indizes ist, ist es sehr wichtig, dass keine Entmagnetisierung auftritt oder die Entmagnetisierungsrate gering ist, auch wenn der Magnet derzeitig einer Umgebung mit einer hohen Temperatur ausgesetzt ist. Obwohl die Koerzitivfeldstärke der Mischung, in der ein Teil von R der Zusammensetzung R₂T₁₄B, die als Hauptphase dient, durch das schwere Seltenerdelement, wie etwa Tb oder Dy, ersetzt ist, erheblich verbessert ist und dies ein einfaches Verfahren zum Erhalten einer hohen Koerzitivfeldstärke ist, bestehen Probleme bei den Ressourcen, da schwere Seltenerdelemente, wie etwa Dy und Tb, in geografischer Herkunft und Ausbeute beschränkt sind. Als Begleiterscheinung des Ersatzes ist es unvermeidbar, dass sich die Remanenzflussdichte (Br) wegen antiferromagnetischer Kopplung von Nd und Dy verringert. Die Hinzufügung von Cu, wie oben beschrieben, und dergleichen ist ebenfalls effektiv zum Erreichen einer hohen Koerzitivfeldstärke. Trotzdem ist es, um das Anwendungsgebiet des R-T-B basierten gesinterten Magneten zu vergrößern, wünschenswert, dass die Unterdrückung der Entmagnetisierung bei hoher Temperatur (Entmagnetisierung aufgrund von Aussetzen einer Umgebung mit hoher Temperatur) weiter verbessert wird.
Um die Koerzitivfeldstärke von seltenerdbasierten Magneten zu erhöhen, d.h. von R-T-B basierten gesinterten Magneten, ist es wohlbekannt, dass zusätzlich zu dem oben erwähnten Verfahren des Hinzufügens des Elements Cu wichtig ist, die Korngrenzen-Phasen zu kontrollieren, die als Mikrostruktur wirken. Die Korngrenzen-Phasen umfassen eine so genannte Zwei-Korngrenzphase, die zwischen zwei benachbarten Hauptphasen-Kristallkörnern ausgebildet ist, und eine so genannte Dreifach-Verbindung, die durch drei oder mehr Hauptphasen-Kristallkörner umgeben ist, wie oben erwähnt.
Zur Erhöhung der Koerzitivfeldstärke von seltenerdbasierten Magneten ist es wichtig, die magnetische Kopplung zwischen R₂T₁₄B-Kristallkörnem zu unterbrechen, die als Hauptphase wirken. Wenn alle Hauptphasen-Kristallkörner magnetisch getrennt sein können, dann wird die umgekehrte magnetische Domäne, sogar wenn sie in einem bestimmten Kristallkorn erzeugt wird, die benachbarten Kristallkörner nicht beeinflussen, und somit kann die Koerzitivfeldstärke erhöht werden. Die Erfinder der vorliegenden Patentanmeldung glauben, dass um den magnetischen Unterbrechungs-Effekt zwischen benachbarten Kristallkörnern auf seltenerdbasierte Magnete zu übertragen, das Kontrollieren der oben angegebenen Zwei-Korngrenzphasen wichtiger ist als das Kontrollieren der oben angegebenen Dreifach-Verbindungen, und die Erfinder behandelten verschiedene seltenerdbasierte Magnete nach dem Stand der Technik. Als ein Ergebnis wird das technische Problem erkannt, d. h. das Ausmaß der Unterbrechung für die magnetische Kopplung in den Zwei-Korngrenzphasen der derzeitigen seltenerdbasierten Magnete reicht noch nicht aus. Das heißt, die derzeitigen Zwei-Korngrenzphasen, die zwischen zwei Hauptphasen-Kristallkörnern ausgebildet sind, sind nur 2 bis 3 nm dick, was keinen ausreichenden Unterbrechungs-Effekt der magnetischen Bindung erzeugen wird. Es wird davon ausgegangen, dass ein ausreichender Unterbrechungs-Effekt der magnetischen Kopplung erhalten werden kann, indem nur die Korngrenzen-Phasen extrem verdickt werden. Wenn man jedoch nur das Verhältnis von R in der Zusammensetzung der Legierungs-Rohmaterialien erhöht, um die Zwei-Korngrenzphase zu verdicken, wird eine Phase mit relativ hoher Konzentration des Seltenerdelementes R (R-reiche Phase) abgeschieden, um eine Dreifach-Verbindung auszubilden, und die Dicke der Zwei-Korngrenzphase wird nicht vergrößert, während die Remanenzflussdichte extrem verkleinert wird, was im derzeitigen Betrieb problematisch ist. Zusätzlich kann in einer Situation des Vergrößerns der Atomkonzentration des Fe-Elementes in der Dreifach-Verbindung die Konzentration des Seltenerdelementes R in den Zwei-Korngrenzphasen nicht erhöht werden, so dass kein ausreichender Unterbrechungs-Effekt der magnetischen Kopplung erzeugt wird; außerdem besteht die Tendenz, leicht einen Kern aus umgekehrten magnetischen Domänen auszubilden, da die Dreifach-Verbindung sich in eine ferromagnetische Phase wandelt, was der Grund für eine Verringerung der Koerzitivfeldstärke ist. Somit wurde das technische Problem erkannt, d. h. das Ausmaß der Unterbrechung der magnetischen Kopplung in den benachbarten Kristallkörnern derzeitiger seltenerdbasierter Magnete ist noch nicht ausreichend.
Angesichts der oben angegebenen Umstände ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen seltenerdbasierten Magneten zu schaffen, für den die Unterdrückung der Entmagnetisierungsrate bei hohen Temperaturen verbessert ist, indem die Zwei-Korngrenzphasen kontrolliert werden, die als Mikrostruktur des seltenerdbasierten Magneten wirken.
Die Erfinder der vorliegenden Patentanmeldung führten spezielle Forschungen bezüglich Strukturen von Korngrenzen-Phasen durch, mit denen die Unterdrückung der Entmagnetisierungsrate bei hohen Temperaturen außerordentlich verbessert werden kann, und erarbeiteten infolgedessen die folgende Erfindung.
Das heißt, der seltenerdbasierte Magnet gemäß dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass er R₂T₁₄B-Kristallkörner als Hauptphase und Zwei-Korngrenzphasen zwischen zwei benachbarten R₂T₁₄B-Kristallkörnern enthält, wobei die Zwei-Korngrenzphasen eine Dicke von 5 nm oder mehr und 500 nm oder weniger aufweisen und aus einer Phase mit einer Magnetisierung bestehen, die sich von der des Ferromagneten unterscheidet. Die Phase, die einen sich von dem Ferromagneten unterscheidenden Magnetismus aufweist, wie hier erwähnt, umfasst Antiferromagnete, Ferrimagnetismus, schwach magnetische Körper, die durch ein leichte Neigung des antiparallelen magnetischen Moments von einem antiparallelen Zustand erzeugt werden, oder nichtmagnetische Körper usw., wobei die Phase im Wesentlichen keinen Magnetismus oder einen schwachen Magnetismus zeigt, und sie zusammen mit der Dicke der Zwei-Korngrenzphasen einen magnetischen Unterbrechungs-Effekt zwischen benachbarten Hauptphasen-Kristallkörnern erzeugt, der die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur unterdrücken kann. Wenn die Dicke der Zwei-Korngrenzphasen kleiner als 5 nm ist, kann nur eine Koerzitivfeldstärke in der gleichen Größe wie die derzeitige Koerzitivfeldstärke erreicht werden, so dass die Unterdrückung der Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur nicht außerordentlich verbessert wird. Außerdem wird, wenn die Dicke der Zwei-Korngrenzphasen 500 nm übersteigt, obwohl die Koerzitivfeldstärke vergrößert werden kann und die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur unterdrückt werden kann, der Prozentsatz des von den Zwei-Korngrenzphasen belegten Volumens insgesamt größer und die Remanenzflussdichte verkleinert sich, was im derzeitigen Betrieb ein Problem darstellt. Ferner wird nachfolgend das Verfahren zur Bestimmung der Breite (Dicke) der Zwei-Korngrenzphasen beschrieben.
In dem seltenerdbasierten Magneten der vorliegenden Erfindung sind die Zwei-Korngrenzphasen, die zwischen benachbarten R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern ausgebildet sind, vorzugsweise aus R-reichen Phasen gebildet, wobei die Atom-Konzentration des in den R-reichen Phasen enthaltenen Seltenerdelementes vorzugsweise 60 Atom-% oder mehr, noch bevorzugter 90 Atom-% oder mehr beträgt. Die somit ausgebildeten Zwei-Korngrenzphasen werden zu nichtmagnetischen Korngrenzen-Phasen, wodurch der Unterbrechungs-Effekt der magnetischen Kopplung zwischen benachbarten R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern verbessert werden kann und somit die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur unterdrückt werden kann. Als Seltenerdelement R werden vom Standpunkt einer gewünschten Menge und eines stabilen Preises Nd und Pr bevorzugt. In den R-reichen Phasen zum Ausbilden der Zwei-Korngrenzphasen können Cu oder Co oder ähnliche wohlbekannte Additive oder das nachstehend erwähnte Ga zum Ausbilden der Korngrenzen-Phasen-Zusammensetzung und so weiter ebenfalls enthalten sein. Auch wenn sie solche Elemente enthalten, sind die Zwei-Korngrenzphasen nicht ferromagnetisch, da die Atom-Konzentration des Seltenerdelementes R 60 Atom-% oder mehr beträgt.
Die oben erwähnten R-reichen Phasen sind vorzugsweise ein Mikrokristall oder eine amorphe Substanz oder ein Mikrokristall, der eine amorphe Substanz enthält. Durch Ausbilden einer solchen Struktur können Störungen, die durch Gitter-Fehlanpassung erzeugt werden, in der Korngrenze zwischen den R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern und den R-reichen Phasen unterdrückt werden und somit die Bildung eines eine umgekehrte magnetische Domäne erzeugenden Kerns verhindert werden. Der Mikrokristall, wie hier erwähnt, bezieht sich auf ein Korn mit einem Durchmesser kleiner als die Breite der Zwei-Korngrenzphasen, und der Durchmesser ist vorzugsweise 10 nm oder kleiner. In der Transmissions-Elektronenmikroskopie kann die amorphe Phase als Ringmuster in einem Elektronenbeugungsbild mit ausgewähltem Bereich festgestellt werden, und der Mikrokristall kann durch Betrachten des Kristalls an sich festgestellt werden.
Außerdem können in dem seltenerdbasierten Magneten der vorliegenden Erfindung die Zwei-Korngrenzphasen, die zwischen benachbarten R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern ausgebildet sind, eine Zusammensetzung sein, die Elemente der Eisen-Gruppe enthält, wie etwa Fe, Co und dergleichen, vorzugsweise eine R₆T₁₃M-Phase mit einer Kristallstruktur vom La₆Co₁₁Ga₃-Typ (wobei M mindestens eines ausgewählt aus Al, Ge, Si, Sn und Ga ist). In solchen Zwei-Korngrenzphasen sind sogar Fe, Co und ähnliche Elemente der Eisen-Gruppe enthalten, indem das Element T der Eisen-Gruppe als Element der Zusammensetzung aufgenommen wird, eine Art von nicht ferromagnetischer Zwei-Korngrenzphase kann noch ausgebildet werden, und der Unterbrechungs-Effekt der magnetischen Kopplung zwischen benachbarten R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern kann verbessert werden, und die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur kann unterdrückt werden.
Die oben angegebene R₆T₁₃M-Phase weist vorzugsweise eine solche Kristallinität auf, dass Gitterränder in einer Transmissions-Elektronenmikroskopie hoher Auflösung (HRTEM) beobachtet werden können. Mit dem auf diese Weise realisierten Kristallwachstum der R₆T₁₃M-Phasen, die als Zwei-Korngrenzphasen wirken, können breite und gleichmäßige Korngrenzen-Phasen ausgebildet werden. Ferner werden vorzugsweise eine Mikrokristall-Schicht, eine amorphe Schicht oder eine Mikrokristalle enthaltende amorphe Schicht in der Grenzschicht zwischen den Kristallkörnern der R₂T₁₄B-Hauptphase und der R₆T₁₃M-Phase ausgebildet. Die Dicke der hier erwähnten dünnen Mikrokristall-Schicht, einer amorphen Schicht oder einer Mikrokristalle enthaltenden amorphen Schicht in der Grenzschicht zwischen den Kristallkörnern der R₂T₁₄B-Hauptphase und den R₆T₁₃M-Phase ist nicht kleiner als 0,5 nm, und sie kann 1/10 der Dicke der R₆T₁₃M-Phase der Zwei-Korngrenzphasen oder weniger betragen. Außerdem ist die dünne Mikrokristall-Schicht, die amorphe Schicht oder die Mikrokristalle enthaltende amorphe Schicht vorzugsweise eine R-Cu-Phase. Folglich können Störungen, die durch Gitter-Fehlanpassung erzeugt werden, in der Korngrenze zwischen den R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern und den R₆T₁₃M-Phasen unterdrückt werden und somit die Bildung eines eine umgekehrte magnetische Domäne erzeugenden Kerns verhindert werden.
Ferner enthalten in dem seltenerdbasierten Magneten der vorliegenden Erfindung die Zwei-Korngrenzphasen, die zwischen den benachbarten Kristallkörnern der R₂T₁₄B-Hauptphase ausgebildet sind, vorzugsweise eine erste Zwei-Korngrenzphase, die aus den oben erwähnten R-reichen Phasen zusammengesetzt ist, und eine zweite Zwei-Korngrenzphase, die aus der oben erwähnten R₆T₁₃M-Phase zusammengesetzt ist. Mit einer solchen Konfiguration können, da die T-Atome (z.B. Fe-Atome) in der Form der R₆T₁₃M-Zusammensetzung aufgebraucht sind, die andernfalls nach dem Stand der Technik in den R-reichen Zwei-Korngrenzphasen, wie R-Cu und dergleichen, abgeschieden würden, Elemente der Eisen-Gruppe in den R-reichen Phasen extrem reduziert werden, und somit können sowohl die erste Zwei-Korngrenzphase als auch die zweite Zwei-Korngrenzphase nicht ferromagnetische Korngrenzen-Phasen werden. Folglich kann der Unterbrechungs-Effekt der magnetischen Kopplung zwischen R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern verbessert werden, und die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur kann unterdrückt werden.
Der seltenerdbasierte Magnet der vorliegenden Erfindung weist folgende Merkmale auf, d. h. indem die Breite der Zwei-Korngrenzphasen zwischen benachbarten zwei Hauptphasen-Kristallkörnern größer als der nach dem Stand der Technik beobachtete Wert gemacht wird, und indem ein nichtmagnetisches oder ein extrem schwach magnetisches Material benutzt wird, um die Zwei-Korngrenzphasen zu bilden, kann der Unterdrückungs-Effekt der magnetischen Kopplung, der durch die Zwei-Korngrenzphasen erzeugt wird, außerordentlich verbessert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein seltenerdbasierter Magnet mit einer kleinen Entmagnetisierungsrate bei hohen Temperaturen bereitgestellt werden, und ein seltenerdbasierter Magnet, der in Motoren und dergleichen zur Verwendung in einer Umgebung mit hoher Temperatur eingesetzt werden kann, kann bereitgestellt werden.
Figurenliste

1 ist ein Schnittbild, das schematisch die Hauptphasen-Kristallkörner und die Zwei-Korngrenzphasen des seltenerdbasierten Magneten der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine schematische Darstellung, die das Verfahren zur Messung der Breite der Zwei-Korngrenzphasen beschreibt.
3 ist eine schematische Darstellung, die die ersten und die zweiten Zwei-Korngrenzphasen darstellt.
4 ist eine schematische Darstellung, die die Details der zweiten Zwei-Korngrenzphasen darstellt.
5 ist eine schematische Darstellung, die die Zwei-Korngrenzphasen nach dem Stand der Technik darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Außerdem bezieht sich der seltenerdbasierte Magnet, wie in dieser Erfindung erwähnt, auf einen gesinterten Magneten, der R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörner und Zwei-Korngrenzphasen enthält, und auf einen Magneten, in dem R ein oder mehrere Seltenerdelemente enthält, T ein oder mehrere Elemente der Eisen-Gruppe mit Fe als ein wesentliches Element enthält, B enthalten ist, und ferner verschiedene wohlbekannte Elemente für Additive enthalten sind.
1 ist ein Diagramm, das schematisch die Konfiguration des seltenerdbasierten Magneten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt darstellt. Der seltenerdbasierte Magnet gemäß dieser Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass er R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörner 1 und Zwei-Korngrenzphasen 2 enthält, die zwischen benachbarten R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern 1 ausgebildet sind, wobei die Breite in dem Abschnitt der Zwei-Korngrenzphasen 2 5 nm bis 500 nm beträgt.
Die Breite (Dicke) der Zwei-Korngrenzphasen 2 in dieser Ausführungsform ist außergewöhnlich groß ausgelegt im Vergleich zu einer Breite von 2 bis 3 nm, d. h. einer Breite der Zwei-Korngrenzphasen in einem allgemeinen seltenerdbasierten Magneten. Es ist nicht erforderlich, dass alle Breiten der Zwei-Korngrenzphasen in dem gesamten Bereich, der die R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörner umgibt, innerhalb dieses Breitenbereichs liegen. Sogar wenn teilweise Bereiche mit geringer Dicke der Korngrenzen-Phase vorliegen, ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der umgekehrten magnetischen Domäne auf einen kleinen Wert zu unterdrücken, indem die Korngrenzen-Phasen mit der oben beschriebenen Breite in einem bestimmten Bereich enthalten sind. Der Anteil dicker Zwei-Korngrenzphasen kann 20% oder mehr betragen.
Die Breite der Zwei-Korngrenzphasen (die Dicke der Korngrenzen-Phase) in dieser Erfindung bezieht sich auf einen Mittelwert der Messwerte von 60 Punkten. 2 ist eine schematische Darstellung, die das Verfahren zur Messung der Breite der Zwei-Korngrenzphasen dieser Ausführungsform beschreibt. Zwei-Korngrenzphasen 2 und Dreifach-Verbindungen 3 sind zwischen den benachbarten R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern 1 ausgebildet. Konzentriert man sich auf eine Zwei-Korngrenzphase 2 als Messobjekt, werden die Grenzen 2a, 2b zwischen der Zwei-Korngrenzphase und der Dreifach-Verbindungen 3, die damit verbunden ist, bestimmt. Die Umgebungen der Grenzen 2a, 2b sind nicht zu messen, und somit ist eine hohe Genauigkeit nicht erforderlich. Sobald die Grenzen 2a, 2b bestimmt sind, wird das Intervall in vier Teile geteilt und drei der Viertel werden gezeichnet. Nimmt man die Positionen der drei Viertel als Punkte zur Bestimmung der Breite der Zwei-Korngrenzphasen, erhält man gemessene Werte von drei Punkten. Diese Bestimmung wird auf die 20 willkürlich ausgewählten Zwei-Korngrenzphasen, auf die zu fokussieren ist, angewendet, und der Mittelwert der gemessenen Werte der insgesamt 60 Messpunkte wird als Dicke (Breite) der Zwei-Korngrenzphasen betrachtet.
In der vorliegenden Erfindung bezieht sich das oben angegebene Verhältnis der dicken Zwei-Korngrenzphasen, unter den insgesamt 60 Messpunkten, für die die Breiten der Zwei-Korngrenzphasen gemessen werden, auf ein Verhältnis, das durch die Messpunkte belegt ist, die aus einer Phase gebildet sind, deren Magnetismus sich von dem eines Ferromagneten unterscheidet (auch als den Magnetismus der vorliegenden Beschreibung erfüllende Phase bezeichnet), wobei die Dicke der Zwei-Korngrenzphasen 5 nm oder mehr beträgt. Außerdem wird in der vorliegenden Beschreibung, wie in 2 gezeigt, auf der Linie, die die Grenzen 2a, 2b halbiert, der Mittelpunkt in der Breitenrichtung der Zwei-Korngrenzphase als Mittelpunkt 2c der Zwei-Korngrenzphase betrachtet.
In den R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern, aus denen der seltenerdbasierte Magnet gemäß dieser Ausführungsform zusammengesetzt ist, kann als seltene Erde R eines aus einem leichten Seltenerdelement, einem schweren Seltenerdelement oder einer Kombination beider verwendet werden, und Nd, Pr oder die Kombination daraus wird vom Standpunkt der Materialkosten bevorzugt. Als Element T der Eisen-Gruppe wird Fe oder die Kombination von Fe und Co bevorzugt, aber es ist nicht hierauf begrenzt. Außerdem repräsentiert B Bor. In dem gesinterten Magneten dieser Ausführungsform ist der Gehalt der Elemente relativ zur Gesamtmasse wie folgt gezeigt. Außerdem wird in der vorliegenden Beschreibung Massen-% als dieselbe Einheit betrachtet wie „Gewichts-%“ . R: 29,5 bis 33 Massen-%;
B: 0,7 bis 0,95 Massen-%;
M: 0,03 bis 1,5 Massen-%;
Cu: 0,01 bis 1,0 Massen-%; und
Fe: Rest, im Wesentlichen; und
der Gesamt-Gehalt an Elementen außer Fe, die den Rest belegen: 5 Massen-% oder weniger.
Nachstehend wird eine detailliertere Beschreibung über den Gehalt der Elemente oder atomare Verhältnisse und ähnliche Bedingungen vorgesehen.
Der Gehalt von R in dem gesinterten Magneten ist 29,5 bis 33 Massen-%. In einem Zustand, in dem ein schweres Seltenerdelement als R enthalten ist, liegt der Gesamt-Gehalt von Seltenerdelementen einschließlich des schweren Seltenerdelementes innerhalb dieses Bereichs. Ein schweres Seltenerdelement bezieht sich auf eine größere Ordnungszahl in den Seltenerdelementen, und im Allgemeinen entsprechen Seltenerdelemente von ₆₄Gd bis ₇₁Lu diesen schweren Seltenerdelementen. Wenn der Gehalt an R innerhalb dieses Bereichs liegt, besteht die Tendenz zu einer hohen Remanenzflussdichte und Koerzitivfeldstärke. Wenn der Gehalt an R innerhalb dieses Bereichs geringer ist, wird es schwierig, die R₂T₁₄B-Phasen als Hauptphase auszubilden, sondern es besteht die Tendenz, leicht eine weichmagnetische α-Fe-Phase auszubilden, und folglich wird die Koerzitivfeldstärke verringert. In einem anderen Aspekt wird, wenn der Gehalt an R innerhalb dieses Bereichs größer ist, der Volumen-Prozentsatz der R₂T₁₄B-Phase kleiner, und die Remanenzflussdichte wird verringert. Der Gehalt an R kann 30,0 bis 32,5 Massen-% sein. Wenn innerhalb eines solchen Bereichs der Volumen-Prozentsatz der R₂T₁₄B-Phase, die als Hauptphase wirkt, sehr groß wird, wird es möglich, eine günstige Remanenzflussdichte zu erhalten.
Als R muss zumindest eines von Nd oder Pr enthalten sein, und das Verhältnis von Nd und Pr (berechnet durch eine Gesamtsumme von Nd und Pr) in R kann 80 bis 100 Atom-% sein und kann 95 bis 100 Atom-% betragen. Wenn es in einem solchen Bereich liegt, können eine günstige Remanenzflussdichte und Koerzitivfeldstärke erhalten werden.
Wie oben dargelegt, kann der gesinterte Magnet auch Dy, Tb, Ho und ähnliche Seltenerdelemente als R enthalten, und in dieser Situation beträgt der Gehalt an schweren Seltenerdelementen (berechnet als Gesamtsumme von schweren Seltenerdelementen) in der Gesamtmasse des gesinterten Magneten 1,0 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 0,5 Massen-% oder weniger, ferner vorzugsweise 0,1 Massen-% oder weniger. Wenn es sich um einen gesinterten Magneten dieser Ausführungsform handelt, kann, sogar wenn der Gehalt an schweren Seltenerdelementen wie diese verringert ist, eine günstige und hohe Koerzitivfeldstärke erhalten werden, indem der Gehalt an anderen Elementen und die Atom-Verhältnisse so ausgeführt werden, dass bestimmte Anforderungen erfüllt sind.
Der seltenerdbasierte Magnet gemäß dieser Ausführungsform enthält ferner Spuren von additiven Elementen. Als diese additiven Elemente können übliche additive Elemente verwendet werden. Die additiven Elemente sind vorzugsweise solche, die einen eutektischen Punkt im Phasendiagramm mit dem Beimengungs-Element R der R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörner haben. Von diesem Standpunkt aus können die additiven Elemente vorzugsweise Cu, usw. sowie auch andere Elemente sein. Die Menge des hinzugefügten Cu kann 0,01 bis 1,0 Massen-% der Gesamtmasse betragen. Indem man zulässt, dass die hinzugefügte Menge sich in einem solchen Bereich befindet, kann sich Cu allgemein ungleichmäßig nur in den Korngrenzen-Phasen verteilen.
In dem seltenerdbasierten Magneten gemäß dieser Ausführungsform enthalten die Zwei-Korngrenzphasen ferner das Element T und enthalten Elemente zum Ausbilden von Zusammensetzungen, die nicht ferromagnetisch sind. Zu diesem Zweck sind vorzugsweise Al, Ge, Si, Sn, Ga und ähnliche M-Elemente hinzugefügt. Durch Hinzufügen dieser Elemente, die sich von Cu unterscheiden, in den seltenerdbasierten Magneten kann eine Kristall-Phase mit einer Kristallstruktur vom Typ La₆Co₁₁Ga₃ mit einer guten Kristallinität gleichmäßig und breit als Zwei-Korngrenzphasen ausgebildet werden. Eine dünne R-Cu-Schicht kann an der Grenze zwischen den Zwei-Korngrenzphasen vom Typ La₆Co₁₁Ga₃ und den R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern ausgebildet werden, und als Folge davon wird die Grenze gleichmäßig ausgeführt, das Auftreten von Störungen durch Gitter-Fehlanpassungen und so weiter kann unterdrückt werden, und ein eine umgekehrte magnetische Domäne erzeugender Kern kann verhindert werden. In dem gesinterten Magneten ist der Gehalt von M 0,03 bis 1,5 Massen-%. Wenn der Gehalt an M kleiner als dieser Bereich ist, wird die Koerzitivfeldstärke nicht ausreichend, wenn größer als der Bereich, verringert sich die Sättigungs-Magnetisierung und die Remanenzflussdichte wird nicht ausreichend. Um eine bessere Koerzitivfeldstärke und eine bessere Remanenzflussdichte zu erhalten, kann der Gehalt an M auch 0,13 bis 0,8 Massen-% betragen.
Zusätzlich zu den oben angegebenen Elementen enthält der gesinterte Magnet dieser Ausführungsform ferner Fe und andere Elemente, und in der Gesamtmasse des gesinterten Magneten belegen Fe und andere Elemente anders als der Gesamt-Gehalt der obigen Elemente den Rest. Damit der gesinterte Magnet ausreichend als Magnet funktioniert, ist unter den Elementen, die den Rest belegen, der Gesamt-Gehalt an Elementen, die nicht Fe sind, vorzugsweise 5 Massen-% oder weniger bezogen auf die Gesamtmasse des gesinterten Magneten.
Außerdem ist Co ebenfalls ein Element, das durch T in der grundlegenden Zusammensetzung R₂T₁₄B repräsentiert wird, das dieselbe Phase wie Fe bildet. Der gesinterte Magnet kann Co enthalten. In dieser Situation ist der Gehalt an Co vorzugsweise größer als 0 Massen-% und beträgt 3,0 Massen-% oder weniger. Indem eine Co enthaltende Phase in den gesinterten Magneten einbezogen wird, wird zusätzlich zu einer Erhöhung der Curie-Temperatur die Korrosionsbeständigkeit der Korngrenzen-Phasen erhöht, wodurch ein Magnet ausgebildet wird, der als Ganzes eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit aufweist. Um den Effekt besser zu erzielen kann der Gehalt an Co auch 0,3 bis 2,5 Massen-% betragen.
Außerdem ist der Gehalt an C 0,05 bis 0,3 Massen-%. Wenn der Gehalt an C kleiner als dieser Bereich wird, wird die Koerzitivfeldstärke nicht ausreichend, wenn er größer als dieser Bereich ist, wird das Verhältnis des Magnetfeld-Wertes (Hk), wenn die Magnetisierung 90% der Remanenzflussdichte beträgt, zur Koerzitivfeldstärke, d. h. die Rechteckigkeit der Entmagnetisierungskurve (Hk/HcJ) nicht ausreichend. Um eine bessere Koerzitivfeldstärke und eine bessere Rechteckigkeit der Entmagnetisierungskurve zu erhalten, kann der Gehalt an C auch 0,1 bis 0,25 Massen-% betragen.
Außerdem ist der Gehalt an O 0,03 bis 0,4 Massen-%. Wenn der Gehalt an O kleiner als dieser Bereich ist, ist die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten nicht ausreichend, wenn er größer als dieser Bereich ist, kann in dem gesinterten Magneten eine flüssige Phase nicht ausreichend ausgebildet werden und die Koerzitivfeldstärke verringert sich. Um eine bessere Korrosionsbeständigkeit und eine bessere Koerzitivfeldstärke zu erhalten, kann der Gehalt an O auch 0,05 bis 0,3 Massen-% betragen und kann auch 0,05 bis 0,25 Massen-% betragen.
In dem gesinterten Magneten kann zum Beispiel als anderes Element Zr enthalten sein. In dieser Situation ist der Gesamt-Gehalt an Zr an der Gesamtmasse des gesinterten Magneten vorzugsweise 0,25 Massen-% oder weniger. Zr kann das abnormale Wachstum von Kristallkörnern bei der Produktion des gesinterten Magneten verhindern wodurch die Struktur des erhaltenen gesinterten Körpers (des gesinterten Magneten) gleichmäßig und fein gemacht wird, was die magnetischen Eigenschaften verbessern kann. Um den Effekt zu verbessern kann der Gehalt an Zr auch 0,03 bis 0,25 Massen-% betragen.
Der gesinterte Magnet kann auch 0,001 bis 0,5 Massen-% von unvermeidbaren Verunreinigungen, wie Mn, Ca, Ni, Cl, S, F und dergleichen als Bestandteile enthalten, die sich von den oben erwähnten Elementen unterscheiden.
Außerdem ist in dem gesinterten Magneten der Gehalt an N vorzugsweise 0,15 Massen-% oder weniger. Wenn der Gehalt von N größer als dieser Bereich ist, neigtt die Koerzitivfeldstärke dazu, nicht ausreichend zu werden.
Außerdem liegt der Gehalt an allen Elementen des gesinterten Magneten dieser Ausführungsform vorzugsweise innerhalb der oben erwähnten Bereiche und gleichzeitig erfüllen die Anzahlen von C-, O- und N-Atomen eine Beziehung [O]/([C]+[N])<0,60, wenn sie jeweils mit [C], [O] und [N] bezeichnet werden. Mit einer solchen Konfiguration kann der Absolutwert der Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur auf einen kleinen Wert gedrückt werden.
Außerdem erfüllen für den gesinterten Magneten dieser Ausführungsform die Anzahlen der Atome der Elemente Nd, Pr, B, C und M vorzugsweise die folgende Beziehung. Das heißt, wenn die Anzahlen von Atomen der Elemente Nd, Pr, B, C und M jeweils mit [Nd], [Pr], [B], [C] und [M] bezeichnet werden, erfüllen sie vorzugsweise die Beziehungen: 0,27<[B]/([Nd]+[Pr])<0,43 und 0,0<[M]+[C])/[B]<0,60. Mit einer solchen Konfiguration kann eine hohe Koerzitivfeldstärke erhalten werden.
Es wird ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung des seltenerdbasierten Magneten gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Der seltenerdbasierte Magnet gemäß dieser Ausführungsform kann durch ein herkömmliches pulvermetallurgisches Verfahren hergestellt werden, das einen Mischungs-Prozess des Mischens der Legierungs-Rohmaterialien, einen Pulverisierungs-Prozess des Pulverisierens der Legierungs-Rohmaterialien in Mikropulver-Rohmaterialien, einen Formpress-Prozess des Formpressens der Mikropulver-Rohmaterialien in einen Formkörper, einen Sinter-Prozess des Sinterns des geformten Körpers zu einem gesinterten Körper und einen Wärmebehandlungs-Prozess des Aussetzens des gesinterten Körpers einer Alterungsbehandlung umfasst.
Der Mischungs-Prozess ist ein Prozess zum Mischen der Legierungs-Rohmaterialien, die entsprechende Elemente enthalten, die im seltenerdbasierten Magneten gemäß dieser Ausführungsform enthalten sind. Zuerst werden die Rohmaterialien, die die spezifizierten Elemente aufweisen, bereitgestellt und einem Bandgieß-Verfahren und dergleichem ausgesetzt. Die Legierungs-Rohmaterialien werden so hergestellt. Als Metall-Rohmaterialien können zum Beispiel Selten-Erd-Metalle oder Selten-Erd-Legierungen, reines Eisen, reines Kobalt, Ferrobor oder Legierungen davon verwendet werden. Diese Metall-Rohmaterialien werden dazu benutzt, die Legierungs-Rohmaterialien für den seltenerdbasierten Magneten herzustellen, der die gewünschte Zusammensetzung aufweist.
Der Pulverisierungs-Prozess ist ein Prozess zum Pulverisieren der im Mischungs-Prozess erhaltenen Legierungs-Rohmaterialien in Mikropulver-Rohmaterialien. Dieser Prozess wird vorzugsweise in zwei Stufen durchgeführt, die eine Grob-Pulverisierung und eine Fein-Pulverisierung umfassen, und kann auch in einer Stufe durchgeführt werden. Die Grob-Pulverisierung kann durchgeführt werden, indem ein Brechwerk, ein Backenbrecher, eine Braun-Mühle, usw. unter einer Schutzgasatmosphäre verwendet wird. Eine Wasserstoff-Dekrepitation, bei der die Pulverisierung nach der Adsorption von Wasserstoff durchgeführt wird, kann auch durchgeführt werden. Bei der Grob-Pulverisierung werden die Legierungs-Rohmaterialien pulverisiert, bis die Partikelgröße ungefähr einige hundert Mikrometer bis einige Millimeter beträgt.
Die Fein-Pulverisierung pulverisiert die bei der Grob-Pulverisierung erhaltenen groben Pulver fein und erstellt die Mikropulver-Rohmaterialien mit der mittleren Partikelgröße von einigen Mikrometern. Die mittlere Partikelgröße der Mikropulver-Rohmaterialien kann unter Berücksichtigung des Wachstums der Kristallkörner nach dem Sintern festgelegt werden. Zum Beispiel kann die Fein-Pulverisierung durch eine Strahlmühle durchgeführt werden.
Der Formpress-Prozess ist ein Prozess des Formpressens der Mikropulver-Rohmaterialien in einen Formkörper im Magnetfeld. Speziell wird, nachdem die Mikropulver-Rohmaterialien in einen Formkörper in einem Elektromagneten eingefüllt sind, wird das Formen durchgeführt, indem die kristallographische Achse der Mikropulver-Rohmaterialien orientiert wird, indem durch den Elektromagneten ein Magnetfeld angelegt wird, während die Mikropulver-Rohmaterialien gepresst werden. Das Formpressen kann in einem Magnetfeld von 1000 bis 1600 kA/m unter einem Druck von 30 bis 300 MPa durchgeführt werden.
Der Sinter-Prozess ist ein Prozess zum Sintern des geformten Körpers in einen gesinterten Körper. Nachdem er in dem Magnetfeld geformt wurde, kann der geformte Körper im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre gesintert werden, um einen gesinterten Körper zu erhalten. Vorzugsweise werden die Sinterbedingungen abhängig von den Bedingungen, wie Zusammensetzung des geformten Körpers, Pulverisierungs-Verfahren der Mikropulver-Rohmaterialien, Partikelgröße usw. geeignet festgesetzt. Zum Beispiel kann das Sintern bei 1000 °C bis 1100 °C für 1 bis 10 Stunden durchgeführt werden.
Der Wärmebehandlungs-Prozess ist ein Prozess, um den gesinterten Körper einer Alterungs-Behandlung auszusetzen. Nach diesem Prozess werden die Breite und die Zusammensetzung der Zwei-Korngrenzphasen, die zwischen den R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern ausgebildet sind, bestimmt. Diese Mikrostrukturen werden jedoch nicht nur in diesem Prozess kontrolliert, sondern werden bestimmt, indem sowohl die Bedingungen des oben angegebenen Sinter-Prozesses als auch die Situation der Mikropulver-Rohmaterialien berücksichtigt werden. Somit können die Temperatur und die Zeitdauer für die Wärmebehandlung unter Berücksichtigung des Zusammenhangs zwischen den Bedingungen der Wärmebehandlung und der Mikrostrukturen des gesinterten Körpers festgesetzt werden. Die Wärmebehandlung kann bei einer Temperatur von 500 °C bis 900 °C durchgeführt werden und kann auch in zwei Stufen durchgeführt werden, die eine Wärmebehandlung in der Nähe von 800 °C gefolgt von einer Wärmebehandlung in der Nähe von 550 °C umfassen. Die Abkühlungsrate(n) während des Abkühl-Prozesses der Wärmebehandlung können ebenfalls die Mikrostruktur ändern. Die Abkühlungsrate beträgt vorzugsweise 100 °C/min oder mehr, besonders vorzugsweise 300 °C/min oder mehr. Es wird berücksichtigt, dass durch die oben angegebene Alterung der vorliegenden Erfindung, bei der die Abkühlung schneller stattfindet als nach dem Stand der Technik, die Segregation der ferromagnetischen Phase in den Korngrenzen-Phasen effektiv verhindert werden kann. Somit können die Gründe für die Verringerung der Koerzitivfeldstärke und ferner die Verschlechterung der Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur beseitigt werden. Die Breite der Zwei-Korngrenzphasen kann kontrolliert werden, indem die Zusammensetzung der Legierungs-Rohmaterialien, die oben angegebenen Sinterbedingungen, bzw. die Wärmebehandlungs-Bedingungen eingestellt werden. Als ein Verfahren zum Kontrollieren der Breite der Zwei-Korngrenzphasen wird hier ein Beispiel eines Wärmebehandlungs-Prozesses beschrieben. Die Breite der Zwei-Korngrenzphasen kann auch gemäß dem Zusammensetzungs-Faktor gesteuert werden, wie in Tabelle 1 angegeben.
Der seltenerdbasierte Magnet gemäß dieser Ausführungsform kann durch die oben angegebenen Verfahren erhalten werden. Das Herstellungsverfahren für den seltenerdbasierten Magneten ist jedoch nicht auf die oben angegebenen Verfahren begrenzt und kann geeignet geändert werden.
Als Nächstes wird die Bewertung der Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur des seltenerdbasierten Magneten gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Die Form der zur Bewertung benutzten Probe ist nicht speziell begrenzt, und ist im Allgemeinen eine Form mit einem magnetischen Permeanz-Koeffizienten von 2. Zuerst wird der Restfluss der Probe bei Raumtemperatur (25 °C) gemessen und als B0 genommen. Der Restfluss kann zum Beispiel mit einem Magnetflussmessgerät gemessen werden. Als Nächstes wird die Probe für 2 Stunden einer hohen Temperatur von 140 °C ausgesetzt und zurück auf Raumtemperatur gebracht. Sobald die Temperatur der Probe auf Raumtemperatur zurückgekehrt ist, wird der Restfluss erneut gemessen und als B1 genommen. Als solches wird die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur D durch die unten angegebene Formel berechnet. $D = (B 1 - B 0) / B 0 * 100 (%)$
Die Mikrostruktur des seltenerdbasierten Magneten gemäß dieser Ausführungsform, d. h. die Breite der Zwei-Korngrenzphase kann mittels HRTEM untersucht werden. Die Vergrößerung kann entsprechend der Breite der Zwei-Korngrenzphase des beobachteten Objektes geeignet eingestellt werden. Die Probe, für das die oben angegebene Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur berechnet wurde, wird in Form einer dünnen Schicht präpariert, und der geschliffene Abschnitt wird betrachtet. Der geschliffene Abschnitt kann parallel zur Orientierungsachse, senkrecht zur Orientierungsachse liegen oder einen beliebigen Winkel zur Orientierungsachse bilden. Das spezielle Messverfahren ist oben dargelegt.
In dieser Ausführungsform wird die Betrachtung mit einem Raster-Durchstrahlungselektronenmikroskop (scanning transmission electron microscope, STEM) durchgeführt, es wird die Position des Mittelpunktes 2c der Zwei-Korngrenzphase bestimmt, und ferner der Anteil der Elemente im Mittelpunkt 2c der Zwei-Korngrenzphase als Zusammensetzung der Zwei-Korngrenzphase berechnet, indem eine Punktanalyse mit der im STEM eingebauten energiedispersiven Röntgenspektroskopie (STEM-EDS) durchgeführt wird.
Außerdem werden in dieser Ausführungsform die Kristallstruktur und die Kristallinität der Zwei-Korngrenzphase bestimmt, indem die Bilder des HRTEM und die Bilder der Elektronenbeugung ausgewählter Bereiche oder der konvergenten Elektronenbeugung in der Nähe der Mittelpunkte 2c der Zwei-Korngrenzphasen analysiert werden.
Als Nächstes wird die Erfindung auf der Grundlage spezieller Beispiele genauer beschrieben. Diese Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
BEISPIELE
Zuerst werden die Metall-Rohmaterialien des gesinterten Magneten bereitgestellt, und Legierungs-Rohmaterialien werden jeweils durch ein Bandgieß-Verfahren unter Verwendung der Metall-Rohmaterialien auf eine Weise bereitgestellt, dass die Zusammensetzungen der gesinterten Magnete der Probe Nr. 1 bis Nr. 18 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3, die in der folgenden Tabelle 1 gezeigt sind, erhalten werden können. Außerdem werden bezüglich des Inhaltes der in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Elemente für T, R, Cu und M Messungen durch Röntgenfluoreszenzanalyse durchgeführt, und für B wird die Messung mit ICP-Lumineszenzanalyse durchgeführt. Ferner kann für O die Messung durch die nichtdispersive Schutzgas-Infrarot-Absorptionsmethode durchgeführt werden, die Messung für C kann durch das Verfahren mit Verbrennen im Sauerstofffluss und Infrarot-Absorption durchgeführt werden, und für N kann die Messung durch die Schutzgas-Fusions-Wärmeleitfähigkeits-Methode durchgeführt werden. Ferner werden bezüglich [O]/([C]+[N]), [B]/([Nd]+[Pr]) und ([M]+[C])/[B] diese berechnet, indem die Anzahl von Atomen der Elemente beschafft wird, wobei die mit den oben angegebenen Verfahren erhaltenen Inhalte benutzt werden.
Als Nächstes wurde, nach der Adsorption von Wasserstoff auf dem resultierenden Legierungs-Rohmaterial eine Wasserstoff-Pulverisierung zum Desorbieren von Wasserstoff in Ar-Atmosphäre bei 600°C für 1 Stunde durchgeführt. Dann wurde das resultierende pulverisierte Material in Ar-Atmosphäre auf Raumtemperatur abgekühlt.
Nach dem Hinzufügen von Ölsäureamid als Pulverisierungsmittel zum resultierenden pulverisierten Material und Mischen damit wurde eine Fein-Pulverisierung unter Verwendung einer Strahlmühle durchgeführt, um Pulver-Rohmaterialien mit einer mittleren Partikelgröße von 3 bis 4 µm zu erhalten.
Die resultierenden Pulver-Rohmaterialien wurden in einer Atmosphäre mit geringem Sauerstoffgehalt unter einer Bedingung eines orientierenden Magnetfeldes von 1200 kA/m und einem Pressdruck von 120 MPa formgepresst, um einen geformtem Körper zu erhalten.
Anschließend, nachdem er im Vakuum bei 1030 bis 1050 °C für 4 Stunden gesintert wurde, wird der formgepresste Körper abgeschreckt, um einen gesinterten Körper zu erhalten. Der erhaltene gesinterte Körper wird einer zweistufigen Wärmebehandlung unterzogen, d.h. bei 900 °C und bei 500 °C. Bezüglich der Wärmebehandlung bei 900 °C in der ersten Stufe (Alterung 1) sind 1 Stunde und eine Abkühlrate von 100 °C/min spezifiziert, bezüglich der Wärmebehandlung bei 500 °C in der zweiten Stufe (Alterung 2) werden die Wärmebehandlungszeit und die Abkühlrate bei der Verringerung der Temperatur bei der Wärmebehandlung geändert, und verschiedene Muster mit unterschiedlichen Breiten der Zwei-Korngrenzphasen werden angefertigt. Ferner können sich, wie oben erwähnt, die Breiten der Zwei-Korngrenzphasen entsprechend der Zusammensetzung der Rohmaterial-Legierungen und der Sinterbedingungen ebenfalls ändern.
Bezüglich der oben erwähnten resultierenden Proben werden die Remanenzflussdichte und die Koerzitivfeldstärke unter Verwendung eines B-H-Tracers bestimmt. Dann wird die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur bestimmt, und als Nächstes wird die Breite der Zwei-Korngrenzphase gemessen, indem der Abschnitt mit einem Elektronenmikroskop betrachtet wird, und eine Bestimmung der Materialien, aus denen die Zwei-Korngrenzphase besteht, wird durchgeführt. Zuerst werden die Mikrostrukturen und die magnetischen Eigenschaften verschiedener Proben zusammengefasst und in Tabelle 1 gezeigt. Außerdem werden verschiedene Arten von Zwei-Korngrenzphasen betrachtet und indem die Zusammensetzungen und Strukturen bewertet werden, werden die, bei denen Zwei-Korngrenzphasen beobachtet werden, mit o in Tabelle 1 bezeichnet, und die, bei denen keine Zwei-Korngrenzphase beobachtet wird, werden mit × in Tabelle 1 bezeichnet.Ferner werden auch Proben mit Mikrostrukturen des Standes der Technik als Vergleichsbeispiele in Tabelle 1 dargestellt.

Außerdem ist die Abkühlungsrate der Wärmebehandlung in der zweiten Stufe (Alterung 2) in Tabelle 2 gezeigt. Ferner werden, wenn die Anzahlen von Atomen der in dem gesinterten Körper enthaltenen Elemente C, O, N, Nd, Pr, B, M mit [C], [O], [N], [Nd], [Pr], [B], bzw. [M] bezeichnet werden, die Werte von [O]/([C]+[N]), [B]/([Nd]+[Pr]) und ([M]+[C])/[B] für jede Probe berechnet und in Tabelle 2 gezeigt. Der Gehalt von Sauerstoff und Stickstoff, die in dem seltenerdbasierten Magneten enthalten sind, wird auf die Bereiche in Tabelle 2 eingestellt, in dem die Atmosphäre vom Pulverisierungs-Prozess bis zum Wärmebehandlungs-Prozess kontrolliert wird, insbesondere durch Erhöhen oder Verringern des Gehalts an Sauerstoff und Stickstoff, der in der Atmosphäre des Pulverisierungs-Prozesses enthalten ist. Ferner wird der Gehalt an Kohlenstoff in den in dem seltenerdbasierten Magneten enthaltenen Rohmaterialien auf den Bereich in Tabelle 2 eingestellt, indem die Menge des Pulverisierungs-Mittels, das beim Pulverisierungs-Prozess hinzugefügt wird, erhöht oder verringert wird.

Tabelle 2

Probe Nr.	Gehalt von N, C, O im gesinterten Körper			Abkühlrate bei Alterung 2	Verhältnis der Atomanzahlen
	N	C	O	Abkühlrate bei Alterung 2	Verhältnis der Atomanzahlen
	Massen- %	Massen %	Massen-%	°C/min	[B]/([Nd]+[Pr])	([M]+[C]/[B])	[O/([C]+[N])
Probe Nr. 1	0,05	0,15	0,10	600	0,28	0,59	0,39
Probe Nr. 2	0,05	0,15	0,09	600	0,28	0,59	0,35
Probe Nr. 3	0,04	0,14	0,09	300	0,33	0,39	0,39
Probe Nr. 4	0,04	0,13	0,08	300	0,33	0,38	0,37
Probe Nr. 5	0,04	0,14	0,09	600	0,35	0,34	0,39
Probe Nr. 6	0,05	0,13	0,08	600	0,35	0,33	0,35
Probe Nr. 7	0,04	0,13	0,07	600	0,35	0,33	0,32
Probe Nr. 8	0,04	0,14	0,06	600	0,35	0,34	0,26
Probe Nr. 9	0,04	0,10	0,09	100	0,35	0,34	0,51
Probe Nr. 10	0,06	0,10	0,09	100	0,35	0,26	0,45
Probe Nr. 11	0,05	0,11	0,09	100	0,35	0,25	0,44
Probe Nr. 12	0,04	0,12	0,09	100	0,35	0,37	0,44
Probe Nr. 13	0,04	0,10	0,08	300	0,37	0,25	0,45
Probe Nr. 14	0,04	0,09	0,09	550	0,39	0,21	0,55
Probe Nr. 15	0,05	0,09	0,09	300	0,41	0,20	0,51
Probe Nr. 16	0,04	0,10	0,10	400	0,42	0,18	0,56
Probe Nr. 17	0,04	0,09	0,06	600	0,34	0,29	0,36
Probe Nr. 18	0,04	0,09	0,06	600	0,36	0,29	0,36
Vergleichsbei spiel 1	0,04	0,12	0,10	500	0,28	0,56	0,49
Vergleichsbei spiel 2	0,04	0,09	0,12	40	0,44	0,16	0,73
Vergleichsbei spiel 3	0,04	0,10	0,11	60	0,47	0,17	0,62

Es kann aus Tabelle 1 entnommen werden, dass in den Proben dieser Ausführungsform, in denen die Breite der Zwei-Korngrenzphasen 5 nm oder mehr beträgt, die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur auf einen relativ kleinen Wert unterdrückt ist, d.h. -2 % oder weniger, wodurch ein seltenerdbasierter Magnet ausgebildet wird, der auch für Anwendungen in einer Umgebung mit hohen Temperaturen einsetzbar ist. In Vergleichsbeispiel 1, in dem die Breite der Zwei-Korngrenzphasen 500 nm überschreitet, obwohl die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur auf einen sehr kleinen Wert unterdrückt ist, ist jedoch die Remanenzflussdichte Br auf 12,6 kG (1,26 T) verringert was in der derzeitigen Anwendung problematisch ist. Dies kann dem übermäßig großen Volumen-Prozentsatz zuzuschreiben sein, der von den nicht ferromagnetischen Zwei-Korngrenzphasen relativ zum gesamten seltenerdbasierten Magneten belegt ist. Andererseits sind in Vergleichsbeispiel 2 die Zwei-Korngrenzphasen nur 1,8 nm breit, und somit ist der magnetische Unterdrückungs-Effekt zwischen den Hauptphasen-Kristallkörnern nicht realisiert werden, und die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur kann nicht unterdrückt werden. In Vergleichsbeispiel 3 liegt, obwohl die Breite der Zwei-Korngrenzphasen 6 nm beträgt, was dicker ist als der Wert nach dem Stand der Technik, und ferner die Koerzitivfeldstärke bei Raumtemperatur gleich der von Probe 15 ist, kein Unterdrückungs-Effekt der Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur vor. Wie nachstehend erwähnt wird, wird vermutet, dass der Grund dafür ist, dass die Zwei-Korngrenzphasen aus einer Nd-(Cu)-Fe-Phase ausgebildet sind, die massive Eisengruppen-Elemente enthalten. Außerdem beträgt als Ergebnis der Analyse der Elektronenmikroskop-Fotos dieser Probe das Verhältnis der Zwei-Korngrenzphasen 20% oder mehr.
Als Nächstes werden die Zwei-Korngrenzphasen in dem seltenerdbasierten Magneten gemäß dieser Erfindung genauer beschrieben. 3 ist ein Elektronenmikroskop-Bild, das die zwei Arten von in Probe Nr. 8 ausgebildeten Zwei-Korngrenzphasen darstellt. Die erste Zwei-Korngrenzphase 21 wird durch STEM-EDS analysiert, und es stellt sich heraus, dass es eine Nd-Ga-Phase ist, die Nd in hoher Konzentration enthält. Speziell ist es eine Nd-Ga-Phase, die Nd in einer Atom-Konzentration von 90 Atom-% enthält, die eine nicht ferromagnetische Zwei-Korngrenzphase bildet. Bezüglich der zweiten Zwei-Korngrenzphase 22 werden HRTEM und das Elektronenbeugungsbild des ausgewählten Bereichs studiert, und Gitterbilder und Beugungspunkte werden beobachtet, die die Bildung einer Kristallstruktur vom Typ La₆Co₁₁Ga₃ implizieren. Gemäß der Analyseergebnisse und der von STEM-EDS erhaltenen Struktur wird festgestellt, dass eine Nd₆Fe₁₃Ga-Zusammensetzung ausgebildet ist. Obwohl die Zusammensetzung Fe enthält, ist sie eine nicht ferromagnetische Zwei-Korngrenzphase. Einer Analyse der Verteilung des magnetischen Flusses in einer Elektronen-Holografie der Zusammensetzung kann man entnehmen, dass der Wert der Magnetisierung sehr klein ist, und es wird berücksichtigt, ob diese Zusammensetzung Antiferromagnetismus oder Ferrimagnetismus zeigt. Es wird vermutet, dass die magnetische Kopplung zwischen den Hauptphasen-Kristallkörnern unterbrochen und die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur unterdrückt werden kann, indem wie oben erwähnt, die Zwei-Korngrenzphasen mit einer Dicke von 5 nm oder mehr hergestellt werden und aus Materialien zusammengesetzt sind, die keinen Ferromagnetismus aufweisen.
Das Ergebnis einer weiteren speziellen Analyse der oben erwähnten zweiten Zwei-Korngrenzphase ist in 4 gezeigt. 4A zeigt das Ergebnis der Betrachtung der zweiten Zwei-Korngrenzphase mit HRTEM. Da Gitterränder mit guter Kontinuität und einer hohen Kristallinität sowohl in Bereichen der R₂T₁₄B (Nd₂Fe₁₄B)-Hauptphasen-Kristallkörner 1 als auch in der zweiten Zwei-Korngrenzphase 22 beobachtet werden, kann man wissen, dass nicht nur die Hauptphasen-Kristallkörner, sondern auch die Nd₆Fe₁₃Ga-Zusammensetzungen, die als Zwei-Korngrenzphasen dienen, eine ausgezeichnete Kristallinität aufweisen. Es wird vermutet, dass dicke Zwei-Korngrenzphasen gleichmäßig ausgebildet werden können, indem die Kristalle mit guter Kristallinität ausgeführt werden, die in Zweikorngrenzen wie diese wachsen. Ein Bild, das erhalten wird, indem die Grenzen der beiden Phasen in 4A mit einer hohen Vergrößerung betrachtet werden, ist das Bild in 4B. Entsprechend der Analyse der HRTEM und der Elektronenbeugungsbilder und der Analyse mit STEM-EDS kann festgestellt werden, dass eine dünne Nd-Cu-Schicht 23 mit ungefähr 1 bis 2 nm an der Grenze der R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörner 1 und der zweiten Zwei-Korngrenzphase 22 ausgebildet ist. Die Nd-Cu-Schicht 23 ist amorph und es wird erwogen, dass sie als Pufferschicht zwischen den beiden Kristallphasen wirkt. Als Folge davon wird die Grenze gleichmäßig, das Auftreten von Störungen durch Gitter-Fehlanpassungen und dergleichen kann unterdrückt werden, und das Ausbilden eines eine umgekehrte magnetische Domäne erzeugenden Kerns und die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur können unterdrückt werden. Außerdem wird die dünne Grenzphase 23 auch in den Proben Nr. 1 bis Nr. 18 beobachtet, in denen eine R₆T₁₃M-Phase ausgebildet ist, so wie in Vergleichsbeispiel 1.
Nachfolgend werden die in Probe Nr. 13 ausgebildeten Zwei-Korngrenzphasen beschrieben. In Probe Nr. 13 kann festgestellt werden, dass es zwei Arten von R-Ga(Nd-Ga)-Zwei-Korngrenzphasen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen gibt. In vielen Proben des vorliegenden Beispiels kann ebenfalls bestätigt werden, dass R-M-Zwei-Korngrenzphasen mit solchen unterschiedlichen Zusammensetzungen vorhanden sind. Zusätzlich zu den oben erwähnten Nd-Ga-Zwei-Korngrenzphasen, die 90 Atom-% oder mehr Nd enthalten, können die Zwei-Korngrenzphasen auch aus Nd-Ga-Zwei-Korngrenzphasen zusammengesetzt sein, die ungefähr 60 Atom-% Nd enthalten. In dieser Situation umfassen die Elemente der Zusammensetzung, die als Rest dienen, Ga, Fe und Cu, usw., die nicht ferromagnetische Zwei-Korngrenzphasen ausbilden, wobei Nd+Ga+Cu ungefähr 80 Atom-% umfasst.
In 5A ist ein HRTEM-Bild der Zwei-Korngrenzphasen des Vergleichsbeispiels 3 dargestellt, das nach dem Stand der Technik erhalten wird. 5B stellt die Konzentrationsverteilung von Fe und Nd dar, die erhalten wird, indem eine Linien-Analyse im Intervall A-B in der Figur der Zwei-Korngrenzphase 2, die in 5A gezeigt ist, mit STEM-EDS durchgeführt wird. Entsprechend der Element-Analyse, die durch die STEM-EDS erhalten wird, enthalten die Zwei-Korngrenzphasen des Vergleichsbeispiels 3 75,8 Atom-% Fe-Atome, und es wird angenommen, dass sie ferromagnetisch sind. Somit kann in den Zwei-Korngrenzphasen, die nach dem Stand der Technik ausgebildet werden, in denen die Elemente der Eisengruppe in hoher Konzentration vorhanden sind, sogar wenn die Breite der Zwei-Korngrenzphasen 5 nm oder mehr gemacht werden kann, der magnetische Unterdrückungs-Effekt zwischen Hauptphasen-Kristallkörnern nicht erzielt werden. Folglich kann der Unterdrückungseffekt auf die Entmagnetisierungsrate bei hoher Temperatur nicht verbessert werden.
Außerdem ist, wie in Tabelle 2 gezeigt, unter den Proben 1 bis 18, welche die Anforderungen der vorliegenden Erfindung erfüllen, die oben angegebene Mikrostruktur in dem gesinterten Magneten ausgebildet, und die Anzahl von Atomen von Nd, Pr, B, C und M-Elementen, die jeweils in dem gesinterten Magneten enthalten sind, erfüllen die folgenden speziellen Beziehungen. Das heißt, wenn man die Anzahl von Atomen von Nd, Pr, B, C und M-Elementen mit [Nd], [Pr], [B], [C] und [M] bezeichnet, sind die Beziehungen 0,27<[B]/([Nd]+[Pr])<0,43 und 0,07<[M]+[C])/[B]<0,60 erfüllt. Als solches kann, indem die Beziehungen 0,27<[B]/([Nd]+[Pr])<0,43 und 0,07<[M]+[C])/[B]<0,60 erfüllt werden, die Koerzitivfeldstärke (Hcj) effektiv erhöht werden.
Außerdem ist, wie in Tabelle 2 gezeigt, unter den Proben 1 bis 18, welche die Anforderungen der vorliegenden Erfindung erfüllen, die oben angegebene Mikrostruktur in dem gesinterten Magneten ausgebildet, und die Anzahl von Atomen von O, C und N, die in dem gesinterten Magneten enthalten sind, erfüllen die folgende spezielle Beziehung. Das heißt, wenn die Anzahl von Atomen von O, C und N mit [O], [C] und [N] bezeichnet wird, ist die Beziehung [O]/([C]+[N])<0,60 erfüllt. Als solches kann durch Erfüllen der Beziehung [O]/([C]+[N])<0,60 die Entmagnetisierungsrate D bei hoher Temperatur effektiv unterdrückt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein seltenerdbasierter Magnet vorgesehen werden, der sogar bei hoher Temperatur eingesetzt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Hauptphasen-Kristallkörner
2: Zwei-Korngrenzphasen
2a, 2b: Grenzen
2c: Mittelpunkt der Zwei-Korngrenzphase
21: Erste Zwei-Korngrenzphase
22: Zweite Zwei-Korngrenzphase
23: Grenzschicht
3: Dreifach-Verbindung
100: Gesinterter Magnet

Claims

Seltenerdbasierter Magnet, umfassend: R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörner, wobei R zumindest ein aus der Gruppe der Seltenen Erden ausgewähltes Element ist und T aus Fe oder aus Fe und Co ausgewählt ist, und Zwei-Korngrenzphasen zwischen benachbarten zwei R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern, wobei die Zwei-Korngrenzphasen eine durchschnittliche Dicke der Zwei-Korngrenzphasen in jedem Abschnitt bezogen auf alle Messpunkte in einem Bereich zwischen 5 nm oder mehr und 500 nm oder weniger haben , die Dicke der Zwei-Korngrenzphasen mittels HRTEM bestimmt ist, von den Messpunkten jeweils drei in jeder der Zwei-Korngrenzphasen enthalten sind, die Messpunkte, von denen jeweils drei pro Zwei-Korngrenzphasen enthalten sind, durch zwei Grenzen zwischen Zwei-Korngrenzphasen und Dreifach-Verbindungsstellen, die mit den Zwei-Korngrenzphasen verbunden sind, bestimmt sind, wobei das Intervall zwischen zwei Grenzen geviertelt ist, und wobei - wenn drei der vier Viertel bestimmt sind - die drei Messpunkte jeweils in den drei bestimmten Vierteln angeordnet sind, eine Dicke einer jeden Zwei-Korngrenzphase, in der die drei Messpunkte vorhanden sind, dem Abstand zwischen zwei R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern der drei Viertel entspricht, die durchschnittliche Dicke der Zwei-Korngrenzphasen ein Durchschnitt der gemessenen Werte von 60 Messpunkten in 20 willkürlich ausgewählten Zwei-Korngrenzphasen ist, die Zwei-Korngrenzphasen aus einer Phase mit einem Magnetismus, der sich von dem eines Ferromagneten unterscheidet, zusammengesetzt sind, und wobei Zwei-Korngrenzphasen ein Seltenerdelement umfasst und die Atom-Konzentration des Seltenerdelementes in den Zwei-Korngrenzphasen 90 Atom-% oder mehr beträgt.
Seltenerdbasierter Magnet nach Anspruch 1, wobei bezogen auf alle Messpunkte, der Anteil der Messpunkte, die aus einer Phase mit einem Magnetismus, der sich von dem eines Ferromagneten unterscheidet, zusammengesetzt sind und die Zwei-Korngrenzphasen mit einer Dicke von 5 nm oder mehr und 500 nm oder weniger haben, 20% oder mehr ist.
Seltenerdbasierter Magnet nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Seltenerdelement mindestens eines ausgewählt aus Nd und Pr ist.
Seltenerdbasierter Magnet nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zwei-Korngrenzphase eine R₆T₁₃M-Phase mit einer Kristallstruktur vom Typ La₆Co₁₁Ga₃ umfasst, und M mindestens ein Element ausgewählt aus Al, Ge, Si, Sn und Ga ist.
Seltenerdbasierter Magnet nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine R₆T₁₃M-Phase und eine Schicht in den Zwei-Korngrenzphasen gebildet sind, wobei die Schicht eine dünne Mikrokristall-Schicht, eine amorphe Schicht oder eine Mikrokristalle enthaltende amorphe Schicht ist, wobei die Schicht in der Grenzschicht zwischen den R₆T₁₃M-Phasen und den R₂T₁₄B-Hauptphasen-Kristallkörnern ausgebildet ist, und die Dicke der Schicht 0,5 nm oder mehr und 1/10 der Dicke der R₆T₁₃M-Zwei-Komgrenzphasen oder weniger beträgt.
Seltenerdbasierter Magnet nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zwei-Korngrenzphasen mindestens zwei Arten von Zwei-Korngrenzphasen aus einer ersten Zwei-Korngrenzphase und einer zweiten Zwei-Korngrenzphase enthalten, wobei in der ersten Zwei-Korngrenzphase die Atom-Konzentration des Seltenerdelementes 60 Atom-% oder mehr beträgt, und die zweite Zwei-Korngrenzphase eine R₆T₁₃M-Phase mit einer Kristallstruktur vom La₆Co₁₁Ga₃-Typ enthält, und M mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al, Ge, Si, Sn und Ga ist.