DE102018214987A1

DE102018214987A1 - Permanentmagnet auf R-T-B-Basis

Info

Publication number: DE102018214987A1
Application number: DE102018214987.9A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Hidaka; Hidetake KITAOKA; Eiji Kato
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2019-03-14
Also published as: JP6926861B2; JP2019050284A; US10878981B2; US20190080827A1; CN109473246A; CN109473246B

Abstract

Es wird ein Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, der Hauptphasenkörner mit einer RTB-Verbindung und eine Korngrenze enthält, bereitgestellt. R ist ein oder mehrere Seltene-Erde-Elemente, im Wesentlichen mit Nd, T ist Fe oder Fe und Co, und B ist Bor. Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis enthält ferner X, Z und M. X ist eines oder mehrere Elemente, die ausgewählt sind aus Ti, V, Zr, Nb, Hf und Ta, Z ist eines oder mehrere Elemente, die ausgewählt sind aus C und N, M enthält im Wesentlichen Ga und enthält ferner eines oder mehrere Elemente, die ausgewählt sind aus Al, Si, Ge, Cu, Bi und Sn. Die Korngrenze enthält eine XZ-Phase mit einer kubisch flächenzentrierten Struktur.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Permanentmagnet auf R-T-B-Basis.
HINTERGRUND
Als Permanentmagnet in einem Motor werden gesinterte Seltene-Erde-Magnete aufgrund ihrer guten magnetischen Eigenschaften, insbesondere aufgrund der hohen Koerzitivkraft, aktiv verwendet. Insbesondere gesinterte Magnete auf R-T-B-Basis werden häufig eingesetzt.
Aufgrund der Anforderungen im Zusammenhang mit Hochleistungsmotoren sind weitere Verbesserungen für gesinterte Magnete auf R-T-B-Basis erforderlich. Beispielsweise sind Verbesserungen bezüglich einer Restmagnetflussdichte Br, bezüglich einer Koerzitivkraft HcJ, bezüglich einer Stärke, bezüglich einer Korrosionsbeständigkeit und bezüglich eines hohen elektrischen Widerstands zur Unterdrückung von Wirbelströmen erforderlich. Daraus sind insbesondere die Erwartungen der Verbesserung der HcJ groß, da die Magnete dann bei hoher Temperatur verwendbar sind.
Als Technik zur Erhöhung der HcJ des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis bei Raumtemperaturen sind beispielsweise Verfahren bekannt, in denen R(Nd) teilweise durch schwere Seltene-Erde-Elemente, etwa Dy oder Tb in einer R₂Fe₁₄B-Verbindung, was ein Kristallkorn (im Weiteren als ein Hauptphasenkorn bezeichnet) ist, das die Hauptphase bildet. Durch Ersetzen eines Teils des Nd durch Dy oder Tb kann die Magnet-kristalline Anisotropie der R₂Fe₁₄B-Verbindung erhöht werden, und als Folge kann die HcJ des gesinterten Magneten auf Nd-Fe-B-Basis ausreichend erhöht werden. Beispielsweise beschreibt die Patentschrift 1 eine Erfindung zur Erhöhung der HcJ durch Ersetzen eines Teils des Nd in der Nd₂Fe₁₄B-Verbindung durch Dy oder Tb.
Patentschrift 1: JP 2004-103659 A
ÜBERBLICK
Um einen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis zu erhalten, der eine große Vielfalt von Anforderungen erfüllt, ist es wichtig, dass die HcJ weiter erhöht werden kann durch eine Technik, die nicht die Ersetzung eines Teils von R(Nd) durch schwere Seltene-Erde-Elemente, etwas Dy oder Tb, beinhaltet. Die Erfinder haben erkannt, dass zur weiteren Verbesserung der HcJ es wichtig ist, nicht nur die Zusammensetzung, den Korndurchmesser, etc. der R₂T₁₄B-Verbindung zu optimieren, die das Kristallkom in der Hauptphase ist, sondern auch eine Korngrenzphase zu optimieren, die an der Korngrenze vorhanden ist. Sodann führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung diverse Studien durch mit Fokus auf die Art der in der Korngrenze vorhanden Korngrenzenphase, auf das Flächenverhältnis der diversen Korngrenzenphasen und dergleichen. Als Folge davon wurde im Falle des Einbaus einer speziellen Art der Korngrenzenphase ein Permanentmagnet auf R-T-B-Basis mit ausgezeichneter Br, HcJ, Stärke, elektrischem Widerstand der Korngrenzenphase oder der Sinterstabilität gefunden.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung derartiger Umstände erdacht und es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Permanentmagnet auf R-T-B-Basis bereitzustellen, in welchem die Br und die HcJ weiter verbessert sind, und der eine ausgezeichnete Stärke, einen hohen elektrischen Widerstand der Korngrenzenphase und eine verbesserte Sinterstabilität hat.
Ein Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, umfassend Hauptphasenkörner aus einer R₂T₁₄B-Verbindung, und mit einer Korngrenze, in welchem
R ein oder mehrere Seltene-Erde-Elemente repräsentiert, das insbesondere Nd enthält, T Fe oder Fe und Co ist und B Bor ist,
wobei der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis ferner X, Z und M enthält,
wobei X aufweist Ti und/oder V und/oder Zr und/oder Nb und/oder Hf und/oder Ta,
Z aufweist C und/oder N,
M im Wesentlichen Ge aufweist und ferner aufweist AI und/oder Si und/oder Ge und/oder Cu und/oder Bi und/oder Sn, und
wobei die Korngrenze eine XZ-Phase mit kubisch flächenzentrierter Struktur enthält.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis der Erfindung führt aufgrund der obigen Eigenschaften zu einer weiteren Verbesserung von HcJ und Br und hat eine hohe Stärke, einen ausgezeichneten elektrischen Widerstand der Korngrenzenphase oder eine hohe Sinterstabilität.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis der Erfindung, in welchem
der R-Anteil 13,3 At% bzw. Atom% oder höher und 15,5 Atom% oder weniger ist,
ein M-Anteil 0,5 Atom% oder höher und 5,0 Atom% oder weniger ist,
ein B-Anteil 4,0 Atom% oder höher und 5,5 Atom% oder kleiner ist,
ein X-Anteil 0,05 Atom% oder höher und 0,5 Atom% oder kleiner ist, und
T im Wesentlichen der Rest ist,
in Bezug auf 100 Atom% der Gesamtheit der jeweiligen Elemente an R, T, B, M und X, und
wobei der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis ferner die folgenden Bedingungen erfüllt:
4,.5< T / R < 7,0,
14<T/B<18 und
2,5< R / B < 3,0.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis der Erfindung, in welchem
die maximale Fläche der XZ-Phase 16 µm² oder kleiner ist.
Der erfindungsgemäße Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, in welchem
die maximale Fläche der XZ-Phase 12 µm² oder kleiner ist.
Der erfindungsgemäße Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, in welchem
ein Anwesenheitsverhältnis von Zr, das in der gesamten XZ-Phase enthalten ist, 50 Atom% oder mehr ist, bezogen auf 100 Atom% der Gesamtmasse an X, und
ein Anwesenheitsverhältnis von C, das in der gesamten XZ-Phase enthalten ist, 50 Atom% oder mehr ist, bezogen auf 100 Atom% der Gesamtmasse an Z.
Der erfindungsgemäße Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, in welchem
ein Flächenverhältnis der XZ-Phase in einem Gebiet einer Querschnittsfläche eines gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis 0,1 bis 2 % beträgt.
Der erfindungsgemäße Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, in welchem
die Korngrenze eine Kristallphase mit einer La₆Co₁₁Ga₃-artigen Kristallstruktur aufweist.
Der erfindungsgemäße Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, in welchem
die Kristallphase R, M, B und X aufweist, und in der Kristallphase
der R-Anteil 27,0 Atom% oder höher und 32,0 Atom% oder weniger beträgt,
der M-Anteil 3,0 Atom% oder höher und 8,0 Atom% oder weniger beträgt,
der B-Anteil null Atom% oder mehr und 0,40 Atom% oder weniger beträgt, und
der X-Anteil null Atom% oder höher und 0,45 Atom% oder weniger beträgt.
Der erfindungsgemäße Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, in welchem
die Korngrenze eine R-O-C-N-Phase enthält.
Der erfindungsgemäße Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, in welchem die Korngrenze eine Phase mit kubisch raumzentriertem Gitter enthält.
Der erfindungsgemäße Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, in welchem
die Korngrenze eine Kristallphase mit einer La₆Co₁₁Ga₃-artigen Kristallstruktur, eine R-reiche Phase, eine R-O-C-N-Phase und eine Phase mit kubisch raumzentriertem Gitter aufweist, und der die folgenden Bedingungen erfüllt:

S1 > S2,
S1 > S3,
S1 > S4, und
S1 > S5

Figurenliste

1A ist ein SEM-Bild eines Querschnitts des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis des Beispiels 1.
1B ist eine schematische Ansicht der 1A.
2 ist ein SEM-Bild eines Querschnitts des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis des Beispiels 2.
3 ist ein SEM-Bild eines Querschnitts des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis des Beispiels 3.
4A ist ein TEM-Bild eines Querschnitts des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis des Beispiels 1.
4B ist ein TEM-Bild, das die Grenze zwischen den Hauptphasenkörpern und Korngrenzen verdeutlicht.
5 ist ein Graph, der die Abhängigkeit zwischen T/B und HcJ in Experiment 1 zeigt.
6 ist ein Graph, der die Abhängigkeit zwischen S5 und HcJ in einem Experiment 2 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Weiteren wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Verweis auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis der Ausführungsform umfasst ein Hauptphasenkorn mit der R₂T₁₄B-Verbindung und eine Korngrenze, die zwischen mehreren der Hauptphasenkörpern vorhanden ist.
R repräsentiert ein oder mehrere Seltene-Erde-Elemente. R kann ein oder mehrere Seltene-Erde-Elemente, die im Wesentlichen Nd enthalten, sein. Des Weiteren ist es im Hinblick auf eine Kostenreduzierung und auf ein hohes Br bevorzugt, dass im Wesentlichen kein schweres Seltenes-Erde-Element in R enthalten ist. Das im Wesentlichen Fehlen der schweren Seltene-Erde-Elemente im Anteil R bedeutet, dass der Anteil an schwerem Seltenen-Erde-Elementen relativ zu dem gesamten R bei 1 Atom% oder weniger liegt. T ist Fe oder Fe und Co. B ist Bor.
Durch Untersuchung des Querschnitts des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis der Ausführungsform mittels eines Bildes aus rückgestreuten Elektronen des SEM (im Weiteren manchmal einfach als SEM-Bild bezeichnet), wie es beispielsweise in 1A gezeigt ist, kann das Hauptphasenkorn und mehrere Arten der Korngrenzenphase, die in der Korngrenze vorhanden ist, erkannt werden. Die mehreren Arten der Korngrenzenphase haben jeweils eine Schattierung an Farbe, die der Zusammensetzung entspricht, und haben eine Form, die der Kristallstruktur entspricht.
Durch Punktauswertung jeder Korngrenzenphase unter Anwendung von EPMA und durch Verdeutlichung der Zusammensetzung kann die Korngrenzenphase ermittelt werden.
Ferner kann durch Erkennen der Kristallstruktur jeder Korngrenzenphase durch TEM die Korngrenzenphase eindeutig ermittelt werden. Beispielsweise zeigt 1B eine schematische Ansicht zur Ermittlung jeder Korngrenzenphase des SEM-Bildes, das in 1A gezeigt ist.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis der Ausführungsform enthält die Hauptphasenkörner 10 und die Korngrenze, und die Korngrenze enthält eine XZ-Phase 5. Die XZ-Phase 5 ist die Kristallphase mit einer kubisch flächenzentrierten Struktur. Durch Einbau der XZ-Phase 5 in die Korngrenze ist es möglich, HcJ zu erhöhen, ohne Br zu verringern. Ferner kann die Stärke, der elektrische Widerstand der Korngrenzenphase oder die Sinterstabilität verbessert werden.
In 1A wird die XZ-Phase 5 als ein dunkler schwarzer Teil beobachtet und ist ein kleines Polygon, dessen Form sehr klein ist. Da die Fläche kleiner ist als diejenige der anderen Korngrenzenphasen, die später beschrieben sind, wird die Analyse der Zusammensetzung der XZ-Phase 5 vorzugsweise durch TEM ausgeführt. Die maximale Fläche der XZ-Phase 5 beträgt vorzugsweise 16 µm² oder weniger, und noch bevorzugter 12 µm² oder weniger. Dabei bezeichnet „die maximale Fläche“ die Fläche mit der größten Größe aus den XZ-Phasen, die in dem SEM-Bild erkannt werden, in welchem ein polierter Querschnitt jeder Probe untersucht wird. In diesem Falle werden mindestens 20 XZ-Phasen in mehreren Feldern untersucht und deren Größen werden verglichen. Beispielsweise beträgt die maximale Fläche der XZ-Phase 5 ungefähr 1 µm² in 2 und 3, an denen eine SEM-Untersuchung an dem Permanentmagnet auf R-T-B-Basis innerhalb des Bereichs der Ausführungsform, aber unterschiedlich zu denjenigen in 1A ausgeführt wird.
Die XZ-Phase 5 ist eine Kristallphase mit einem kubisch flächenzentrierten Gitter (NaCI-Struktur). Insbesondere repräsentiert X eines oder mehrere Elemente, die ausgewählt sind aus Ti, V, Zr, Nb, Hf oder Ta. Ferner ist X vorzugsweise ein oder mehrere Elemente, die ausgewählt sind aus: Zr, Ti oder Nb, und noch bevorzugter ist Zr. Die Verwendung von Zr als X wird der Verwendung von Ti oder Nb aufgrund der kleinen Abnahme in Br in Bezug auf den hinzugefügten Anteil bevorzugt. Z ist C, N oder C und N, und vorzugsweise C. Die XZ-Phase 5 ist beispielsweise aus ZrC, TiC, ZrN, und dergleichen aufgebaut. Es ist bevorzugt, dass das Anwesenheitsverhältnis von Zr, das in der XZ-Phase 5 enthalten ist, 50 Atom% oder mehr beträgt, wobei das gesamte X 100 Atom% repräsentiert. Und das Anwesenheitsverhältnis von C, das in der gesamten XZ-Phase enthalten ist, beträgt 50 Atom% oder mehr, wobei das gesamte Z 100 Atom% repräsentiert.
Der Mechanismus, mit welchem die HcJ des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis verbessert wird, wenn die XZ-Phase 5 in der Korngrenze vorhanden ist, ist nicht klar. In dem Falle, in welchem die XZ-Phase 5 in der Korngrenze vorhanden ist, werden C und/oder N hauptsächlich in den Korngrenzen als Verbindung aufgenommen. Es wird daher in Betracht gezogen, dass die Verringerung der HcJ aufgrund des Einschlusses von C und/oder N in den Hauptphasenkörnern unterdrückt und dass HcJ verbessert wird. Dadurch, dass veranlasst wird, dass die XZ-Phase 5 in der Korngrenze vorhanden ist, wird ferner in Betracht gezogen, dass es möglich ist, den elektrischen Widerstand an der Korngrenze zu erhöhen und den Einfluss der Wirbelströme zu reduzieren. Daher wird in Betracht gezogen, dass die XZ-Phase 5 eine Wirkung auf die Reduzierung des Kornwachstums der Hauptphasenkörpern 10 beim Sintervorgang ausübt. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die HcJ des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis auch durch die Reduzierung des Kornwachstums des Hauptphasenkorns 10 verbessert wird.
Der mittlere Korndurchmesser des Hauptphasenkorns 10 ist vorzugsweise 1 µm oder größer und 10 µm oder kleiner. Die HcJ wird insbesondere durch Einstellen des Durchmessers auf 5 µm oder weniger verbessert. Durch Einstellung auf 2 µm oder größer wird die Pulverisierungszeit im Herstellungsvorgang, der nachfolgend beschrieben ist, verkürzt. Dadurch kann die Produktivität verbessert werden. Der mittlere Korndurchmesser des Hauptphasenkorns 10 liegt vorzugsweise bei 2 µm oder größer und 5 µm oder kleiner.
Es gibt keine besondere Einschränkung bezüglich des Flächenverhältnisses der XZ-Phase 5 (im Weiteren als S5 bezeichnet) in einem polierten Querschnitt des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis der Ausführungsform, aber es ist vorzugsweise 0,01 % oder größer und 2 % oder kleiner, und noch bevorzugter 0,1 % oder größer und 2 % oder kleiner. Wenn der Anteil 0,1 % oder größer ist, ergibt sich die vorhergehende Wirkung in einfacher Weise. Wenn der Anteil 2 % oder kleiner ist, dann kann das Flächenverhältnis des Hauptphasenkorns 10 in ausreichender Weise gewährleistet werden und die Br kann ausreichend hoch gehalten werden. S5 ist noch bevorzugter 0,2 % oder größer und 1 % oder kleiner. Wenn S5 kleiner als 0,01 % ist, dann wird die XZ-Phase 5 als nicht enthalten erachtet.
Des Weiteren ist die XZ-Phase 5 nicht nur in der Korngrenze vorhanden, sondern sie existiert auch in dem Hauptphasenkorn 10 mit einer äußerst geringen Größe. Beispielsweise zeigt 4A ein Bild, das durch TEM-Untersuchung eines Teils erhalten wurde, der sich von demjenigen in 1 unterscheidet. Ferner ist 4B eine Abbildung, in der die Grenze zwischen dem Hauptphasenkorn und der Korngrenze in 4A verdeutlicht ist. Wie in 4A gezeigt, existiert zusätzlich zu der XZ-Phase 5a in der Korngrenze die XZ-Phase 5b auch in dem Hauptphasenkorn 10.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis der Ausführungsform kann ferner die Kristallphase (im Weiteren manchmal einfach als eine Kristallstrukturphase bezeichnet) mit einer La₆Co₁₁Ga₃- artigen Kristallstruktur in der Korngrenze aufweisen. Sie ist als die Kristallphase 1 in 1B gezeigt. Dadurch kann die HcJ verbessert werden, und der elektrische Widerstand, die Korrosionsbeständigkeit und eine Biegekraft können verbessert werden.
Zu beachten ist, dass die Kristallstrukturphase 1 ein dunkelgrauer Teil in 1A ist. Es kann erkannt werden, unter Anwendung einer derartigen TEM, dass die Kristallstruktur der Kristallphase 1 La₆Co₁₁Ga₃-artig ist.
Die Zusammensetzung der Kristallstrukturphase 1 unterliegt keiner besonderen Einschränkung. Beispielsweise ist sie eine Zusammensetzung auf R-T-M-Basis, die R, T und M enthält. M enthält im Wesentlichen Ga und AI und/oder Si und/oder Ge und/oder Cu und/oder Bi und/oder Sn. Indem Ga zum wesentlichen Bestandteil gemacht wird, wird die HcJ tendenziell besser.
Wie in 1A und 1B gezeigt ist, kann die Korngrenze der Ausführungsform zusätzlich zu der XZ-Phase 5 und der Kristallstrukturphase 1 beispielsweise eine R-reiche Phase 6, eine R-O-C-N-Phase 3, eine kubisch raumzentrierte Gitterphase 4 und dergleichen aufweisen.
Die R-O-C-N-Phase 3 ist eine Verbindungsphase mit einem Zusammensetzungsverhältnis, in welchem R/(O+C+N) ungefähr eins, ausgedrückt als Atomverhältnis ist, und das Zusammensetzungsverhältnis von O, C und N ist nicht-stöchiometrisch.
Die R-O-C-N-Phase 3 und die Korngrenzenphase, etwa die R-reiche Phase 6, zeigen keine großen Unterschied in der Schwarz-Weiß-Dichte in 1A. Die R-O-C-N-Phase 3 hat eine charakteristische Form entsprechend einer im Wesentlichen kreisförmigen Gestalt oder einer im Wesentlichen elliptischen Gestalt.
Die kubisch raumzentrierte Gitterphase 4 ist eine Korngrenzenphase, in der das Kristallstrukturgitter ein kubisch raumzentriertes Gitter ist. Insbesondere enthält sie hauptsächlich Verbindungen auf Basis von R-T-M. Die Bestandteile der kubisch raumzentrierten Gitterphase 4 sind ähnlich zu denjenigen der Kristallstrukturphase 1, jedoch sind ihre Kristallstrukturen unterschiedlich. Die Phase 4 mit dem kubisch raumzentrierten Gitter enthält 10 Atom% oder mehr und 50 Atom% oder weniger an T und enthält mindestens R, T und M.
In 1A ist die Schwarz-Weiß-Dichte der kubisch raumzentrierten Gitterphase 4 eine Zwischenstufe zwischen derjenigen der R-reichen Phase 6 und der Kristallphase 1, die die La₆Co₁₁Ga₃-artige Kristallstruktur hat. Man erkennt unter Anwendung der TEM, dass tatsächlich die Kristallstruktur der kubisch raumzentrierten Gitterphase 4 ein kubisch raumzentriertes Gitter ist.
Die R-reiche Phase 6 ist eine Korngrenzenphase, in der der R-Anteil 50 Atom% oder mehr beträgt.
Dabei wird die SEM-Untersuchung für 10 oder mehr unterschiedliche Betrachtungsfelder (die Anzahl der Hauptphasenkörpern in den gesamten Beobachtungsfeldern beträgt 200 oder mehr) des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis der Ausführungsform ausgeführt, und die Fläche jeder Korngrenzenphase wird berechnet. Das Verhältnis der Gesamtfläche jeder Korngrenzenphase, wenn die Hauptphasenkörner und die Korngrenzen in allen Betrachtungsfeldern 100 % beträgt, wird als ein Flächenverhältnis bezeichnet. Das Flächenverhältnis der Kristallphase (Kristallstrukturphase) und der La₆Co₁₁Ga₃-artigen Kristallstruktur beträgt S1 (%), das Flächenverhältnis der R-reichen Phase ist S2 (%), das Flächenverhältnis der R-O-C-N-Phase ist S3 (%), das Flächenverhältnis der kubisch raumzentrierten Gitterphase ist S4 (%), und das Flächenverhältnis der XZ-Phase ist S5 (%). Ihre Beziehungen untereinander können sein S1 > S2, S1 > S3, S1 > S4 und S1 > S5. Das Flächenverhältnis S1 der Kristallstrukturphase 1 ist relativ groß, sodass die Wirkung der Erfindung weiter erhöht wird.
Nachfolgend werden detaillierte Messbedingungen für SEM und EPMA beschrieben.
Die Vergrößerung und das Betrachtungsfeld werden so festgelegt, dass ungefähr 200 Hauptphasenkörner in dem polierten Querschnitt des Beobachtungszielobjekts beobachtet werden können, und es werden Fotos genommen. Die Verstärkung und das Betrachtungsfeld können in geeigneter Weise entsprechend der Größe und dem Verteilungszustand jeder Korngrenzenphase ausgewählt werden. Der polierte Querschnitt kann parallel zur Orientierungsachse des Hauptphasenkorns, senkrecht zu der Orientierungsachse oder unter einem beliebigen Winkel mit Bezug auf die Orientierungsachse sein. Der Querschnitt wird unter Anwendung von SEM-EDS und EPMA untersucht. Dies verdeutlicht den Verteilungszustand jedes Elements und verdeutlicht den Verteilungszustand des Hauptphasenkorns und jeder Korngrenzenphase. Ferner wurde jede Art der Korngrenzenphasen, die in dem Betrachtungsfeld, das einer Oberflächenanalyse unterzogen wurde, enthalten waren, auch einer Punktanalyse mit EPMA unterzogen, um die Zusammensetzung jeder Korngrenzenphase zu ermitteln. Wenn beispielsweise die Zusammensetzung der Kristallstrukturphase 1 ermittelt wird, wird die Zusammensetzung von mindestens 5, vorzugsweise 10 oder mehr, Kristallstrukturphasen 1 gemessen und gemittelt.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis der Ausführungsform genügt vorzugsweise den folgenden Bedingungen:

der R-Anteil beträgt 13,3 Atom% oder mehr und 15,5 Atom% oder weniger,
der M-Anteil beträgt 0,5 Atom% oder mehr und 5,0 Atom% oder weniger,
der B-Anteil beträgt 4,0 Atom% oder mehr und 5,5 Atom% oder weniger,
der X-Anteil beträgt 0,05 Atom% oder mehr und 0,5 Atom% oder weniger, und
T ist der wesentliche Rest,
in Bezug auf 100 Atom% des gesamten Anteils der jeweiligen Elemente aus R, T, B, M und X.

Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis genügt ferner den folgenden Bedingungen:

4,5 < T / R < 7,0,
14<T/B<18 und
2,5 < R / B < 3,0.

Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis gemäß der Ausführungsform hat vorzugsweise die vorhergehende Zusammensetzung, um die Erzeugung der Kristallstrukturphase 1 in der Korngrenzenphase zu erleichtern.
Die Zusammensetzung des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis kann außerhalb des vorhergehenden Bereichs sein. Wenn die Zusammensetzung des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis die gleiche ist und die Korngrenzenphase die XZ-Phase 5 enthält, verbessert sich die HcJ im Vergleich zu dem Falle, in welchem die Korngrenzenphase die XZ-Phase 5 nicht enthält.
„T ist im Wesentlichen der Rest“ bedeutet, dass in dem Permanentmagneten auf R-T-B-Basis das Verhältnis von Elementen, die nicht R, B, M, T und X sind, in Bezug auf das gesamte Atomgewicht, ausgenommen O, C und N, 1 Atom% oder weniger beträgt. Ferner sind die Elemente, die nicht R, B, M, X und T sind, die zuvor beschrieben sind, hauptsächlich unvermeidbare Verunreinigung aufgrund des Rohmaterials oder des Herstellungsschritts. Die unvermeidbaren Verunreinigungen beinhalten etwa Ca, Mn, P, S und dergleichen.
Der R-Anteil beträgt vorzugsweise 13,3 Atom% oder mehr und 15,5 Atom% oder weniger. R ist ein Element, das für die Erzeugung der R₂T₁₄B-Verbindung erforderlich ist, die das Hauptphasenkorn bildet. Wenn der R-Anteil kleiner als 13,3 Atom% ist, dann kann die HcJ und/oder ein Rechteckigkeitsverhältnis Hk/HcJ kleiner werden. Wenn der R-Anteil 15,5 Atom% übersteigt, kann Br abnehmen. Der R-Anteil beträgt vorzugsweise 13,3 Atom% oder mehr und 15,0 Atom% oder weniger.
Der M-Anteil beträgt vorzugsweise 0,5 Atom% oder mehr und 5,0 Atom% oder weniger. Wenn der M-Anteil kleiner als 0,5 Atom% ist, dann kann HcJ kleiner werden. Wenn der M-Anteil größer als 5,0 Atom% ist, dann kann Br abnehmen. Der M-Anteil beträgt vorzugsweise 0,5 Atom% oder mehr und 3,0 Atom% oder weniger. Der Ga-Anteil beträgt vorzugsweise 0,19 Atom% oder mehr und 2,50 Atom% oder weniger.
Der B-Anteil beträgt vorzugsweise 4,5 Atom% oder mehr und 5,5 Atom% oder weniger. B ist ein Element, das für die Erzeugung der R₂T₁₄B-Verbindung, die die Hauptphasenkörner bildet, erforderlich ist. Wenn der B-Anteil kleiner als 4,5 Atom% ist, dann kann HcJ abnehmen. Wenn der B-Anteil 5,5 Atom% übersteigt, dann kann HcJ abnehmen. Insbesondere, wenn der B-Anteil zu groß ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sich X mit B anstatt mit Z verbindet, und die XB-Phase kann sich leicht ausbilden. Daher ist es schwierig, dass sich eine XZ-Phase in der Korngrenzenphase ausbildet.
Es ist bevorzugt, dass gilt: 4,5 < T/R < 7,0 und 14 < T/B < 18. Wenn T/R und/oder T/B nicht in dem vorhergehenden numerischen Bereich liegen, dann können HcJ und/oder die Beigefestigkeit abnehmen.
Ferner ist es bevorzugt, dass 2,5 < R/B < 3,0 erfüllt ist. Wenn R/B nicht in dem vorhergehenden numerischen Bereich liegt, dann kann die Korrosionsbeständigkeit abnehmen. Ferner kann die Sinterstabilität abnehmen.
In der Ausführungsform ist es bevorzugt, dass keine Phase (beispielsweise eine ZrB₂-Phase), die X und B als Hauptelemente enthält, wesentlich in der Korngrenzenphase vorhanden ist. Es ist bevorzugt, dass das Flächenverhältnis der Phase, die X und B als die Hauptelemente enthält, in der Korngrenzenphase in Bezug auf den gesamten Querschnitt des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis 0,5 % oder kleiner ist.
Der X-Anteil liegt vorzugsweise bei 0,05 Atom% oder mehr und bei 0,5 Atom% oder weniger. Wenn der X-Anteil kleiner als 0,05 Atom% ist, dann kann die HcJ abnehmen. Wenn der X-Anteil 0,5 Atom% übersteigt, dann kann die Br abnehmen. Der X-Anteil liegt vorzugsweise bei 0,05 Atom% oder höher und 0,4 Atom% oder niedriger.
T kann Fe alleine sein, oder es kann Fe und Co enthalten sein. Im Hinblick auf die Verbesserung von HcJ des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis ist es besonders bevorzugt, den Co-Anteil auf null Atom% festzulegen, d. h., es ist kein Co enthalten. Im Hinblick auf die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis liegt der Co-Anteil vorzugsweise bei 0,50 Atom% oder mehr und 3,5 Atom% oder weniger, noch bevorzugter bei 1,0 Atom% oder mehr und 3,0 Atom% oder weniger. Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis zeigt tendenziell eine geringere HcJ, während er tendenziell eine Verbesserung in der Korrosionsbeständigkeit zeigt, wenn der Co-Anteil zunimmt. Selbst wenn der Co-Anteil größer als 3,5 Atom% ist, ändert sich die Korrosionsbeständigkeit nicht wesentlich in dem Vergleich zu dem Falle, in welchem der Co-Anteil 3,5 Atom% beträgt, aber die Kosten nehmen zu.
Der Anteil von O, C und N in dem Seltene-Erde-Permanentmagnet der Ausführungsform ist in keiner besonderen Weise beschränkt.
Gemäß dem Permanentmagnet auf R-T-B-Basis der Ausführungsform gibt es keine spezielle Beschränkung im Hinblick auf die Zusammensetzung der Kristallstrukturphase 1, die in der Korngrenze enthalten ist, solange sie in dem Bereich liegt, in welchem die La₆Co₁₁Ga₃-artigen Kristallstruktur beibehalten wird. Beispielsweise kann der Anteil jedes Elements relativ zum gesamten Atomgewicht, das in der Kristallstrukturphase 1 enthalten ist, wie folgt sein.
R: 27,0 Atom% oder mehr und 32,0 Atom% oder weniger
M: 3,0 Atom% oder mehr und 8,0 Atom% oder weniger
B: null Atom% oder mehr und 0,40 Atom% oder weniger
X: null Atom% oder mehr und 0,45 Atom% oder weniger
Aus den vorhergehenden Elementen sind die Anteile für B und X vorzugsweise möglichst klein in der Kristallstrukturphase 1 und sind gegebenenfalls in der Kristallstrukturphase 1 nicht enthalten.
Des Weiteren ist im Allgemeinen das Element, das nicht R, M, B und X ist, das in der Kristallstrukturphase 1 enthalten ist, im Wesentlichen T. Das heißt, T ist eine wesentliche Restmenge in der Kristallstrukturphase 1. Die Tatsache, dass der T-Anteil ein wesentlicher Restanteil ist, bedeutet, dass das Verhältnis von Elementen, die nicht R, M, B, X und T sind in Bezug auf das Gesamtatomgewicht, das in der Kristallstrukturphase 1 enthalten ist, 2 Atom% oder weniger beträgt.
Der Al-Anteil in Bezug auf den Ga-Anteil (Al/Ga) in der Kristallstrukturphase 1 beträgt als Atomverhältnis vorzugsweise 0,35 oder weniger. Wenn Al/Ga 0,35 übersteigt, dann kann die Korrosionsbeständigkeit abnehmen. Ferner ist der elektrische Widerstand in der Kristallstrukturphase tendenziell kleiner als in den Hauptphasenkörnern. Des Weiteren liegt der Cu-Anteil in Bezug auf den Ga-Anteil (Cu/Ga) in der Kristallstrukturphase 1 vorzugsweise bei 0,09 oder weniger ausgedrückt als Atomverhältnis. Wenn Cu/Ga kleiner als 0,09 ist, kann die Korrosionsbeständigkeit abnehmen.
Wenn ferner der PR-Anteil in Bezug auf den Nd-Anteil in dem gesamten Magneten gleich A1 (= Pr/Nd) ausgedrückt in Atomverhältnis bzw. atomaren Verhältnis ist, der Co-Anteil in Bezug auf den Fe-Anteil in dem gesamten Magneten gleich A2 (=Co/Fe) ausgedrückt als Atomverhältnis ist, der PR-Anteil in Bezug auf den Nd-Anteil in der Kristallstrukturphase 1 gleich B1 (= Pr/Nd) ausgedrückt als Atomverhältnis ist, der Co-Anteil in Bezug auf den Fe-Anteil in der Kristallstrukturphase 1 gleich B2 (=Co/Fe) ausgedrückt als Atomverhältnis ist, dann gilt bevorzugt 0,85 < B1/A1 < 1,25. Wenn B1/A1 1,25 oder größer ist, dann kann die Korrosionsbeständigkeit abnehmen. Es ist ferner bevorzugt, dass B2/A2 > 0,9 gilt. Wenn B2/A2 0,9 oder kleiner ist, dann kann die Korrosionsbeständigkeit abnehmen.
Anschließend wird ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für den Permanentmagneten auf R-T-B-Basis der Ausführungsform beschrieben. Das Herstellungsverfahren des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis der Ausführungsform ist nicht auf das folgende Herstellungsverfahren beschränkt, jedoch kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung effizient gelöst werden, wenn das folgende Herstellungsverfahren angewendet wird.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis der Ausführungsform kann durch ein gewöhnliches Pulvermetallverfahren hergestellt werden. Das Pulvermetallverfahren enthält einen Herstellungsschritt zur Herstellung einer Rohmateriallegierung, einen Pulverisierungsschritt zur Pulverisierung der Rohmateriallegierung, um ein feines Rohmaterialpulver zu erhalten, einen Pressschritt zum Verpressen des feinen Rohmaterialpulvers zur Herstellung eines rohen Presskörpers, einen Sinterschritt zum Sintern des rohen Presskörpers, um den gesinterten Körper zu erhalten, und einen Wärmebehandlungsschritt zur Anwendung einer Alterungsbehandlung auf den gesinterten Körper.
Der Herstellungsschritt ist ein Schritt zur Herstellung der Rohmateriallegierung, in welchem jedes Element in dem Seltene-Erde-Magnet der Ausführungsform enthalten ist. Zunächst wird ein Rohmaterialmetall mit einem vorbestimmten Element vorbereitet. Es kann eine Rohmateriallegierung hergestellt werden, indem sie geschmolzen und verfestigt wird, etwa durch ein Bandgießverfahren. Beispiele der Rohmaterialmetalle sind Seltene-Erde-Metalle, Seltene-Erde-Legierungen, reines Eisen, reines Kobalt, eisenhaltiges Bor, und Legierungen davon. Unter Verwendung dieser Rohmaterialmetalle werden Rohmateriallegierungen hergestellt, sodass Seltene-Erde-Magnete mit einer gewünschten Zusammensetzung erhalten werden.
Ferner kann eine Wärmebehandlung (Homogenisierungsbehandlung) an der Rohmateriallegierung zum Zwecke der Homogenisierung der Struktur und der Zusammensetzung ausgeführt werden. C, das in der gesamten Rohmateriallegierung enthalten ist, liegt bei 500 ppm oder weniger, und vorzugsweise bei 300 ppm oder weniger. Wenn der C-Anteil in der Rohmateriallegierung zu groß ist, nimmt die HcJ des letztlich erhaltenen Permanentmagneten auf R-T-B-Basis ab. Wenn der C-Anteil, der in der Rohmateriallegierung enthalten ist, zu gering ist, dann wird die Rohmateriallegierung zu teuer.
Aufgrund dieser Homogenisierungsbehandlung kann X (etwa Zr), das in den Hauptphasenkörnern enthalten ist, von dem Hauptphasenkorn (Komgrenze) nach außen abgegeben werden. X und Z (etwa C und/oder N) verbinden sich miteinander zwischen dem nachfolgenden Pulverisierungsschritt und dem Wärmebehandlungsschritt, sodass die XZ-Phase gebildet wird. Ferner verbinden sich auch X und B vorzugsweise tendenziell, wenn der B-Anteil hoch ist. Somit ist es schwierig, X und Z zu verbinden.
Der Pulverisierungsschritt ist ein Schritt zur Pulverisierung der Rohmateriallegierung, die aus dem Herstellungsschritt erhalten wird, um das Rohmaterialpulver zu gewinnen. Dieser Schritt wird vorzugsweise in zwei Stufen ausgeführt, d. h., mit einem groben Pulverisierungsschritt und einem feinen Pulverisierungsschritt, jedoch kann ein einzelner Schritt ausgeführt werden. Der grobe Pulverisierungsschritt kann in einer inerten Gasatmosphäre unter Anwendung eines Brechwerks, eines Backenbrechers, einer Aufbereitungsanlage, und des Weiteren ausgeführt werden. Eine Wasserstoffspeicherungspulverisierung, in der eine Pulverisierung nach einer Wasserstoffaufnahme ausgeführt werden kann, kann ebenfalls ausgeführt werden. In dem groben Pulverisierungsschritt wird die Pulvererzeugung ausgeführt, bis der Korndurchmesser der Rohmateriallegierung auf einige hundert µm bis einige mm abnimmt.
Der feine Pulverisierungsschritt ist ein Schritt, in welchem ein Pulverisierungshilfsmittel dem Pulver, das aus dem groben Pulverisierungsschritt gewonnen wird, hinzugefügt wird, und anschließend eine Mischung und Pulverisierung erfolgt, um das Rohmaterialpulver mit einem mittleren Korndurchmesser von ungefähr mehreren Mikrometern zu erhalten. Der mittlere Korndurchmesser des Rohmaterialpulvers kann im Hinblick auf den Korndurchmesser nach dem Sintern festgelegt werden. Die feine Pulverisierung kann unter Anwendung etwa einer Strahlzerkleinerungsanlage ausgeführt werden. Die Art des Pulverisierungshilfsmittels ist in keiner besonderen Weise eingeschränkt, es können aber Amide der Oleinsäure, Amide der Laurinsäure, und dergleichen verwendet werden.
Der Pressschritt ist ein Schritt zur Herstellung des rohen Presskörpers durch Verpressen des Rohmaterialpulvers in einem Magnetfeld. Insbesondere nach dem Einfüllen des Rohmaterialpulvers in eine Pressform, die in dem Elektromagneten angeordnet ist, wird das Verpressen ausgeführt, indem das Rohmaterialpulver mit Druck beaufschlagt wird, während das Magnetfeld mit dem Elektromagneten angelegt wird und die Kristallachse des Rohmaterialpulvers ausgerichtet wird. Bezüglich des vorhergehenden Pressvorgangs in dem Magnetfeld gilt, dass beispielsweise ein Magnetfeld von 1000 kA/m oder höher und 1600 kA/m oder kleiner angelegt wird, und der Druck ungefähr 30 MPa oder höher und 300 MPa oder kleiner ist.
Der Sinterschritt ist ein Schritt zum Sintern des rohen Presskörpers, um einen gesinterten Körper zu erhalten. Nach der Verpressung in dem Magnetfeld kann der rohe Presskörper in Vakuum oder in einer inerten Gasatmosphäre gesintert werden, um einen gesinterten Körper bzw. Sinterkörper zu erhalten. Die Sinterbedingungen können in geeigneter Weise entsprechend den Bedingungen festgelegt werden, etwa der Zusammensetzung des rohen Presskörpers, dem Pulverisierungsverfahren des Rohmaterialpulvers, dem Korndurchmesser und dergleichen. Beispielsweise wird die Sintertemperatur auf 1000 °C oder höher und 1100 °C oder niedriger festgelegt, und die Zeitdauer des Sinterns kann auf 1 Stunde oder mehr und 36 Stunden oder weniger festgelegt werden.
Ferner gilt, dass je kürzer die Behandlungszeit der Legierungshomogenisierungsbehandlung ist und je kürzer die Zeitdauer des Sinterns in dem Sinterschritt ist, desto kleiner ist tendenziell die maximale Fläche der XZ-Phase. Ferner gilt auch, je größer der X-Anteil ist, desto größer ist tendenziell die maximale Fläche der XZ-Phase.
Je kleiner die maximale Fläche der XZ-Phase ist, desto besser ist die Sinterstabilität. Damit werden Br und die Biegefestigkeit tendenziell verbessert. Der Grund wird darin gesehen, dass eine Dispersion in dem Magneten schlechter wird, wenn die XZ-Phase größer wird, und die hemmende Wirkung auf das Kornwachstum durch die XZ-Phase wird geringer. Ferner wird in Betracht gezogen, dass die grobe XZ-Phase die Orientierung der Hauptphasenkörner während des Sinterns verhindert und die Br des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis reduziert. Ferner wird in Betracht gezogen, dass die Biegefestigkeit des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis aufgrund der Beeinträchtigung der Dispersion der XZ-Phase in dem Permanentmagneten auf R-T-B-Basis herabgesetzt wird.
Ferner kann die Verbindung XZ, die ein Ausgangspunkt der XZ-Phase ist, die in dem schließlich erhaltenen Permanentmagneten auf R-T-B-Basis enthalten ist, in dem Pulverisierungsschritt separat hinzugefügt werden.
Der Wärmebehandlungsschritt ist ein Schritt zur Anwendung einer Alterungsbehandlung auf den Sinterkörper. Durch diesen Schritt werden ein Flächenverhältnis und eine Zusammensetzung jeder Korngrenzenphase, insbesondere der Kristallstrukturphase, letztlich bestimmt. Jedoch werden das Flächenverhältnis und die Zusammensetzung jeder Korngrenzenphase nicht nur durch den Wärmebehandlungsschritt gesteuert, sondern sie werden auch durch einen Abgleich diverser Bedingungen des vorhergehenden Sinterschritts und den Zustand des feinen Rohmaterialpulvers gesteuert. Daher können die Wärmebehandlungstemperatur (Alterungsbehandlungstemperatur) und die Zeitdauer der Wärmebehandlung (die Zeitdauer der Alterungsbehandlung) festgelegt werden, wobei die Beziehung zwischen der Wärmebehandlungsbedingung und der Struktur der Korngrenzenphase berücksichtigt wird. Die Wärmebehandlung kann in einem Temperaturbereich von 500 °C bis 900 °C ausgeführt werden. Die Wärmebehandlung kann in zwei Schritte unterteilt werden mit einer Wärmebehandlung bei 700 °C oder höher bis 900 °C oder niedriger (eine erste Alterungsbehandlung) und anschließend mit einer Wärmebehandlung bei 450 °C oder höher bis 600 °C oder niedriger (eine zweite Alterungsbehandlung).
Obwohl die Abkühlrate nach der zweiten Alterungsbehandlung nicht in besonderer Weise beschränkt ist, sind 80 °C/min oder weniger bevorzugt, 40 °C/min oder weniger sind bevorzugter, und am meisten bevorzugt sind 10 °C/min oder weniger. Durch Absenken der Abkühlrate nach der zweiten Alterungsbehandlung wird der Erzeugungsbetrag für die Kristallstrukturphase erhöht und die HcJ wird verbessert.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis (der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis) der Ausführungsform kann durch das vorhergehende Verfahren erhalten werden, jedoch ist ein Herstellungsverfahren des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis nicht darauf beschränkt und kann in geeigneter Weise geändert werden.
Der Anteil von O, C und N in dem Seltene-Erde-Permanentmagnet der Ausführungsform kann durch die Herstellungsbedingungen gesteuert werden. Der O-Anteil kann gesteuert werden, indem die Sauerstoffkonzentration geändert wird. Wenn beispielsweise die Schritte von der Pulverisierung bis zur Sinterung in einer Atmosphäre mit geringerem Sauerstoffanteil von 100 ppm oder weniger ausgeführt werden, kann der O-Anteil, der in dem Seltene-Erde-Permanentmagnet enthalten ist, kleiner als 1000 ppm sein. Wenn ferner diese Schritte in einer Sauerstoffatmosphäre von 1000 ppm bis 10000 ppm ausgeführt werden, dann kann der Anteil des O, der in dem Seltene-Erde-Permanentmagnet enthalten ist, bei ungefähr 2000 ppm bis 5000 ppm liegen.
Der C-Anteil hängt etwa von dem Anteil in dem Rohmaterialmetall, der Art und der Menge der organischen Substanz, die als Additiv während der Pulverisierung und/oder der Verpressung hinzugefügt wird, ab. In der Ausführungsform ist es bevorzugt, den C-Anteil auf ungefähr 150 ppm bis 1500 ppm zu steuern.
Wenn beispielsweise eine Strahlzerleinerungsanlage für den feinen Mahlschritt verwendet wird, dann kann der N-Anteil gesteuert werden, indem die Menge, die Konzentration, die Zeitdauer des feinen Mahlens und dergleichen für den N₂-Gasdurchfluss, der anzuwenden ist, geändert werden. In der Ausführungsform ist es bevorzugt, den N-Anteil auf ungefähr 100 ppm bis 700 ppm zu steuern.
Des Weiteren ist der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis der Ausführungsform nicht auf den gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis beschränkt, der durch das vorhergehende Sintern erhalten wird. Beispielsweise kann der Magnet auch ein Permanentmagnet auf R-T-B-Basis sein, der durch eine Heißformung und eine Heißbearbeitung anstelle des Sinterns erzeugt wird.
Wenn die Heißformung ausgeführt wird, um einen kalten Presskörper mit Druck zu beaufschlagen, der durch Verpressen des Rohmaterialpulvers bei Raumtemperatur gewonnen wurde, und dabei Wärme einwirkt, verschwinden die Poren, die in dem kalten rohen Körper verbleiben, und der rohe Körper kann ohne Sinterung verdichtet werden. Dadurch, dass der rohe Körper, der durch die Heißformung erhalten wird, einem Heißextrusionsprozess als die Heißbearbeitung unterzogen wird, kann ein Permanentmagnet auf R-T-B-Basis mit einer gewünschten Form und einer magnetischen Anisotropie erhalten werden.
BEISPIELE
Anschließend wird die vorliegende Erfindung detaillierter auf der Grundlage spezieller Beispiele beschrieben, wobei jedoch die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
(Experiment 1)
Es wurden Rohmaterialmetalle so aufbereitet, dass die Zusammensetzung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis der Zusammensetzung jeder in Tabelle 1 gezeigten Probe entspricht. Die Rohmateriallegierungen wurden hergestellt, indem ein Bandgießverfahren unter Anwendung der Rohmaterialmetalle ausgeführt wurde. Von dem Anteil jedes Elements, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden R, T, X und M mittels Röntgenfluoreszenzanalyse gemessen und B wurde durch eine ICP-Emissionsanalyse gemessen.
Die vorbereitete Rohmateriallegierung wurde einer Homogenisierungsbehandlung in einer Ar-Atmosphäre bei einer Behandlungstemperatur und einer Behandlungszeitdauer unterzogen, wie sie in Tabelle 2 gezeigt sind. Im Vergleichsbeispiel 1 wurde keine Homogenisierungsbehandlung ausgeführt.
Anschließend wurde die Rohmateriallegierung einer Wasserstoffpulverisierungsbehandlung unterzogen, um ein grobes Legierungspulver zu erhalten. Die Wasserstoffpulverisierungsbehandlung wurde ausgeführt in der folgenden Reihenfolge: es wurde Wasserstoff in die Rohmateriallegierung eingelagert, es wurde eine Dehydrogenisierung bei 600 °C 1 Stunde lang in einer Ar-Atmosphäre ausgeführt, anschließend erfolgte eine Abkühlung auf Raumtemperatur in einer Ar-Atmosphäre.
Es wurden 0,10 Gew.-% eines Amids einer Oleinsäure als die Pulverisierungshilfssubstanz dem gewonnenen groben Legierungspulver zugesetzt, und das Ganze wurde gemischt, und anschließend wurde die feine Pulverisierung unter Anwendung einer Strahlzerkleinerungsanlage ausgeführt. Der mittlere Korndurchmesser D50 des erhaltenen Rohmaterialpulvers betrug 3,9 µm oder größer und 4,1 µm oder weniger.
Das erhaltene Rohmaterialpulver wurde in die Pressform eingefüllt. Daraufhin wurde bei einer Atmosphäre mit geringem Sauerstoffanteil ein Pressvorgang mit den Bedingungen derart ausgeführt, dass ein orientiertes Magnetfeld von 1200 kA/m und ein Druck von 50 MPa angewendet wurden, um einen rohen Presskörper zu erhalten.
Daraufhin wurde der rohe Presskörper in Vakuum gesintert und anschließend abgeschreckt, um einen Sinterkörper zu erhalten. Es wurde eine zweistufige Wärmebehandlung (Alterungsbehandlung) an dem erhaltenen Sinterkörper ausgeführt. Die Sintertemperatur betrug 1030 °C oder mehr und 1090 °C oder weniger, und die Zeitdauer des Sintervorgangs betrug 4 Stunden oder mehr und 36 Stunden oder weniger, die erste Alterungstemperatur betrug 800 °C oder höher und 900 °C oder niedriger, die Zeitdauer der ersten Alterung betrug 1 Stunde oder mehr und 2 Stunden oder weniger, die zweite Alterungstemperatur betrug 51 °C oder höher und 550 °C oder niedriger, und die Zeitdauer der zweiten Alterung betrug 1 Stunde oder mehr und 2 Stunden oder weniger. Spezielle Bedingungen sind in der Tabelle 2 gezeigt.
Gemäß dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis wurden für jede Probe, die durch das obige Verfahren erhalten wurde, Br und HcJ unter Anwendung einer B-H-Aufzeichnungseinrichtung gemessen. Gemäß der Zusammensetzung des gesamten gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis jeder Probe wurden ferner R, T, Zr und M mittels Röntgenfluoreszenzanalyse gemessen und B durch eine ICP-Emissionsanalyse gemessen. Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung und Tabelle 2 zeigt die Magneteigenschaften.
Für jedes Beispiel und das Vergleichsbeispiel wurde der Temperaturbereich (der Sintertemperaturbereich), in welchem eine hohe Dichte und gute Magneteigenschaften beibehalten werden können, ohne von der Norm abweichendes Kornwachstum hervorzurufen, entsprechend bewertet. Insbesondere wurde mittels SEM in einem Temperaturbereich von 1030 °C oder höher und 1090 °C oder niedriger, eine Bruchfläche einer Magnetprobe, die bei mehreren Sintertemperaturen mit Intervallen von 5 °C behandelt wurde, untersucht. Und es wurde die Anwesenheit oder das Fehlen von der Norm abweichender Körner mit einem Korndurchmesser des 10-fachen oder höher des mittleren Korndurchmessers erkannt. Es wurde angenommen, dass die hohe Dichte und die guten Magneteigenschaften ohne das Hervorrufen normabweichenden Kornwachstums bei einer Temperatur beibehalten werden könnten, bei welcher ein Zahlenverhältnis der von der Norm abweichenden Körner 0,5 Körner/cm² oder weniger beträgt. Ein Temperaturbereich, in welchem das Zahlenverhältnis der von der Norm abweichenden Körner 0,5 Körner/cm² oder weniger beträgt, wurde als ein Sintertemperaturbereich festgelegt. Die Größe des Sintertemperaturbereichs ist vorzugsweise 20 °C oder größer und noch bevorzugter 30 °C oder größer im Hinblick auf die Massenproduktion.
Ferner wurde in Bezug auf jede Probe der polierte Querschnitt durch SEM und EPMA untersucht, um jede Korngrenzenphase, die in der Korngrenze enthalten ist, zu ermitteln, und es wurde das Flächenverhältnis jeder Korngrenzenphase in dem polierten Querschnitt berechnet. Insbesondere wurde er in mehrere Korngrenzenphasen aus der Schattierung in dem Bild der zurückgesteuerten Elektronen des SEM eingestuft. Durch Vergleich jeder eingestuften Korngrenzenphase mit der Zusammensetzung, die aus dem Ergebnis der EPMA-Abbildung erhalten wurde, wurde jede Korngrenze ermittelt. Anschließend wurde das Flächenverhältnis jeder Korngrenzenphase berechnet. In dem Beispiel wurden zehn SEM-Bilder von unterschiedlichen Teilen der polierten Querschnitte untersucht. Das Flächenverhältnis jeder Korngrenzenphase wurde berechnet, indem das Flächenverhältnis jeder Korngrenzenphase in jedem untersuchten SEM-Bild gemittelt wurde.
Beispielsweise ist 1A eines der SEM-Bilder des Beispiels 1. 1B ist ein schematisches Diagramm, in welchem die Hauptphasenkörner und jede Korngrenzenphase in dem SEM-Bild angegeben sind.
Ferner ist das Flächenverhältnis der Kristallstrukturphase 1 als S1 (%) definiert, das Flächenverhältnis der R-reichen Phase 6 ist als S2 (%) definiert, das Flächenverhältnis der R-O-C-N-Phase 3 ist als S3 (%) festgelegt, das Flächenverhältnis der kubisch raumzentrierten Gitterphase 4 ist als S4 (%) definiert, und das Flächenverhältnis der XZ-Phase 5 ist als S5 (%) definiert. In diesem Beispiel wurden zehn SEM-Bilder unterschiedlicher Teile des polierten Querschnitts untersucht. Das Flächenverhältnis jeder Korngrenzenphase wurde berechnet, indem das Flächenverhältnis jeder Korngrenzenphase in jedem untersuchten SEM-Bild gemittelt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Die XZ-Phase 5 in dem Experiment ist hauptsächlich die ZrC-Phase. Die Phase mit Ti und Nb zusätzlich zu Zr wurde als X miteinbezogen. Es kann Zr und/oder Ti und/oder Nb enthalten sein und eine Phase, die mehrere Kombinationen oder jedes davon enthält, wurde ebenfalls miteingeschlossen. Es wurde auch die Phase, die N zusätzlich zu C enthält, als Z mitaufgenommen. Es kann mindestens eine Sorte aus C und N miteingeschlossen werden, und die Phase, die beide enthält, wurde ebenfalls miteingeschlossen.
2 ist das SEM-Bild des Beispiels 2, und 3 ist das SEM-Bild des Beispiels 3. In 2 und 3 sind SEM-Bilder für den Fall gezeigt, in welchem eine relativ große XZ-Phase 5 in der Korngrenze vorhanden ist, wobei dies aus dem Experiment 1 und dem unten genannten Experiment 2 entnommen ist. Die maximale Fläche davon beträgt ungefähr 1 µm².
Ferner wurde der polierte Querschnitt jeder Probe unter Anwendung von TEM untersucht. TEM-Bilder des Beispiels 1 sind in 4A und 4B gezeigt. 4B ist eine Zeichnung, in der die Grenze zwischen den Hauptphasenkörnern und den Korngrenzen in 4A verdeutlicht sind. Aus 4B kann in dem Beispiel 1 bestätigt werden, dass die XZ-Phase 5a in der Korngrenzenphase enthalten ist, und die XZ-Phase 5b ebenfalls in den Hauptphasenkörnern vorhanden ist. In allen Beispielen kann bestätigt werden, dass die XZ-Phase 5b auch in den Hauptphasenkörnern vorhanden ist.
Die gemittelte Zusammensetzung der Kristallstrukturphase wurde durch EPMA gemessen. Es wurden zehn Stellen aus mehreren EPMA-Bildern der gleichen Probe ausgewählt, ihre Zusammensetzungen wurden gemessen und es wurde ihre gemittelte Zusammensetzung berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Ferner wurde in Bezug auf den zuvor genannten gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis der elektrische Widerstand in dem Magneten untersucht. Insbesondere wurde der SSRM-Modus von SPM verwendet. Es wurden AFM5000 und AFM5300E, die von Hitachi High-Tech Sciences Co., Ltd. hergestellt werden, als die Apparatur verwendet. In dem Beispiel wurde ein beschichteter B-dotierter Diamant als eine Sonde verwendet. Bei Anwendung des SSRM-Modus wurde der SIS-Modus verwendet, um eine Schädigung der Sonde zu reduzieren und um den Einfluss von Polierresten zu unterdrücken.
Es wurde zunächst eine Untersuchungsprobe hergestellt, indem die Größe des gesinterten Magneten eingestellt wurde. Die Größe der Untersuchungsprobe betrug ungefähr 10 mm² der Untersuchungsfläche und war 5 mm dick.
Anschließend wurde die Oberfläche des gesinterten Magneten (die Oberfläche senkrecht zu der Richtung des Magnetfeldes), die die Untersuchungsoberfläche wird, einem Spiegelpoliervorgang unterzogen. Insbesondere wurden zunächst Schleifpapier #180, Schleifpapier #400, Schleifpapier #800 und Schleifpapier #1200 der Reihe nach angewendet und es wurde trocken grob poliert. Danach wurde das Polieren unter Anwendung eines Polierstoffes ausgeführt, an welchem Diamantabriebskörner mit einem Durchmesser von 6 µm anhafteten und es wurde DP-Lublikant Blue, das von Marumoto Struers hergestellt wird, verwendet. Das Polieren wurde ferner unter Anwendung eines Polierstoffes ausgeführt, an welchem Diamantabriebkörner mit einem Durchmesser von 0,5 µm anhafteten und es wurde das oben genannte DP-Lublicant Blue verwendet. Schließlich wurde die Endbearbeitung unter Anwendung einer Lösung aus Alkohol ausgeführt, in welchem Al₂O₃-Körner mit einem Durchmesser von 0,06 µm verteilt waren, und es wurde ein Poliertuch verwendet. Die Untersuchungsprobe wurde nach der Erzeugung der Spiegeloberfläche unmittelbar in Vakuum verpackt und unmittelbar vor der Untersuchung der Atmosphäre ausgesetzt.
Anschließend wurde die Untersuchungsprobe in einem Probenhalter eingesetzt. Gemäß dem Beispiel wurden die Untersuchungsprobe und der Probenhalter in direkten Kontakt miteinander gebracht, sodass ein elektrischer Kontakt zwischen der Untersuchungsprobe und dem Probenhalter vorhanden war.
Anschließend wurde die Untersuchungsfläche der Untersuchungsprobe in dem SSRM-Modus untersucht. Die Untersuchung wurde in Vakuum vorgenommen. Um ein deutliches Beobachtungsbild durch Entfernen der Oberflächenoxidschicht zu erhalten, wurde die gleiche Stelle mehrere Male abgetastet. Anschließend wurden zweidimensionale Bilder des elektrischen Widerstands mit unterschiedlichen Farben in Abhängigkeit von der Größe des elektrischen Widerstands aufgenommen. Die Vorspannung wurde zu 0,1 V gemessen.
Da ferner eine Abtastung mehrere Male ausgeführt wurde, trat eine Höhendifferenz in Abhängigkeit von der Härte der Untersuchungsoberfläche auf. Die zweidimensionalen Höhendifferenzbilder mit unterschiedlichen Farben wurden gemäß der Höhendifferenz aufgezeichnet.
Mit Bezug auf das Bild des elektrischen Widerstands und das Bild der Höhendifferenz wurde die Grenze zwischen dem Hauptphasenkorn und der Korngrenze visuell ermittelt. Anschließend wurde eine Messlinie festgelegt, und es wurde die Änderung des elektrischen Widerstands auf der Messlinie untersucht. In diesem Beispiel wurde die Messlinie so festgelegt, dass der elektrische Widerstand der Kristallstrukturphase (eine Kristallphase, die die La₆Co₁₁Ga₃-artige Kristallstruktur hat) mit dem elektrischen Widerstand des Hauptphasenkorns mit Bezug auf das SEM-Bild verglichen werden kann.
Wenn der elektrische Widerstand in der Kristallstrukturphase gleich oder höher ist als der elektrische Widerstand der Hauptphasenkörner, wurde bestätigt, dass es eine Wirkung der Unterdrückung von Wirbelströmen in dem gesamten gesinterten Magneten gibt, und dass eine Entmagnetisierung kaum auftritt. Es ist höchst bevorzugt, dass der elektrische Widerstand in der Kristallstrukturphase den elektrischen Widerstand der Hauptphasenkörner um das 5-fache übersteigt. Daher wird entsprechend den Beispielen in den Tabellen 4 und 9 der Fall, in welchem der elektrische Widerstand in der Kristallstrukturphase mindestens fünfmal größer war als der elektrische Widerstand des Hauptphasenkorns, als „ausgezeichnet“ angegeben. Andererseits wurde der Fall, in welchem der elektrische Widerstand in der Kristallstrukturphase gleich oder kleiner als das 5-fache des elektrischen Widerstands des Hauptphasenkorns war, als „gut“ angegeben. In dem Vergleichsbeispiel 1 war keine Kristallstrukturphase vorhanden. In Vergleichsbeispiel 2 betrug der elektrische Widerstand in der Kristallstrukturphase ungefähr das 5-fache und überschritt das 5-fache des elektrischen Widerstands des Hauptphasenkorns nicht. In Beispiel 19, in welchem das Al/Ga hoch ist, waren sie ungefähr gleich.
In Bezug auf die Festigkeit (Biegefestigkeit) wurde ein Dreipunkt-Biegetest bei n = 30 unter Anwendung eines AG-X, der von Shimadzu Corporation hergestellt wird, in Übereinstimmung mit JIS R1601 ausgeführt. Die Größe des Magnets betrug 40 × 10 × 4 mm. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5 zeigt den Mittelwert der Biegefestigkeit. Die Biegefestigkeit betrug mindestens 250 MPa oder mehr, vorzugsweise 300 MPa oder mehr, und höchst vorzugsweise 400 MPa oder mehr.

Der Test zur Korrosionsbeständigkeit wurde unter Anwendung einer PCT-Vorrichtung unter den Bedingungen: 120 °C, 100 % RF und 2 atm ausgeführt. Anschließend wurde das Gewichtsreduktionsverhältnis der Probe nach dem Korrosionsbeständigkeitstest in Bezug auf das Gewicht der Probe vor dem Korrosionsbeständigkeitstest gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Je kleiner das Gewichtsreduktionsverhältnis ist, desto höher ist die Korrosionsbeständigkeit.

[Tabelle 4]

	B-Anteil (Atom%) in dem Permanentmagnet auf R-T-B-Basis	Legierungslösungsbehandlung	Elektrischer Widerstand in Kristallstrukturphase in Bezug auf elektrischen Widerstand der Hauptphasenkörner
Bsp. 1	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 2	5.15	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 3	4.92	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 4	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 5	5.14	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 6	5.21	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 7	5.35	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 9	4.50	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 10	5.40	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 12	4.75	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 14	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Vergl.bsp. 1	6.60	Nicht ausgeführt	Keine Kristallstrukturphase
Vergl.bsp. 2	5.60	Ausgeführt	Gut

Ferner zeigt 5 einen Graphen des Vergleichs von T/B und HcJ für jedes Beispiel (mit der XZ-Phase) und des Vergleichsbeispiels (ohne die XZ-Phase) in Experiment 1.
Aus den Tabellen 1 bis 5 ergibt sich, dass HcJ in jedem Beispiel mit der ZrC-Phase als die XZ-Phase besser war in Bezug auf HcJ im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel ohne die XZ-Phase. Wenn die HcJ davon ungefähr gleich waren, war Br ausgezeichnet.
Die XZ-Phase wurde in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 nicht erzeugt, da der B-Anteil zu hoch war. Im Vergleichsbeispiel 4 bildete sich die XZ-Phase natürlich nicht aus, da die Zusammensetzung kein Element enthält, das dem X entspricht.
Ferner zeigt 5, dass HcJ tendenziell niedriger wird, wenn T/B höher wird. Andererseits ist die HcJ jedes Beispiels mit der XZ-Phase höher als bei jedem Vergleichsbeispiel, wenn das Beispiel und das Vergleichsbeispiel ungefähr äquivalentes T/B zeigten.
(Experiment 2)

In Experiment 1 wurde jedes Beispiel und jedes Vergleichsbeispiel hergestellt, in dem hauptsächlich die Zusammensetzungen und die Anteile von R und B geändert wurden. Im Experiment 2, wie es in Tabelle 6 gezeigt ist, wurde jedes Beispiel hergestellt, indem die Zusammensetzungen von R und B ungefähr gleich waren und in dem die anderen Zusammensetzungen und dergleichen geändert wurden, und es wurden ähnliche Prüfungen wie im Experiment 1 ausgeführt. Jedoch wurde im Beispiel 19 ein Beispiel erzeugt, in dem ein sogenanntes Zwei-Legierungs-Verfahren unter Anwendung einer Hauptphasenlegierung, die AI nicht enthielt, und eine Korngrenzenlegierung mit AI verwendet wurde anstatt dass die Legierungshomogenisierungsbehandlung ausgeführt wurde. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 6 bis 10 gezeigt.

[Tabelle 9]

	B-Anteil (Atom%) in dem Permanentmagnet auf R-T-B-Basis	Legierungslösungsbehandlung	Elektrischer Widerstand in Kristallstrukturphase in Bezug auf elektrischen Widerstand der Hauptphasenkörner
Bsp. 1	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 13	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 15	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 16	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 17	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 18	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 19	5.37	Nicht ausgeführt	Gut
Bsp. 20	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 21	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 23	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet
Bsp. 24	5.37	Ausgeführt	Ausgezeichnet

Ferner zeigt 6 einen Graphen, der das Flächenverhältnis und HcJ der XZ-Phase für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel 4 im Experiment 2 vergleicht.
Aus den Tabellen 6 bis 10 und der 6 ergibt sich, dass in jedem Beispiel mit der XZ-Phase R und B nahezu die gleiche Zusammensetzung hatten, und HcJ war als ein Vergleich zum Vergleichsbeispiel 4, das die XZ-Phase nicht aufweist.
Wenn ferner Beispiel 1, Beispiel 24 und Beispiel 21 verglichen werden, in denen lediglich die Verhältnisse von Zr und Ti in X unterschiedlich waren, so zeigt Beispiel 1 die bevorzugtesten Testergebnisse insgesamt.
Wenn ferner das Al/Ga niedriger wird, war tendenziell die Gewichtsreduktionsrate geringer, und die Korrosionsbeständigkeit war tendenziell verbessert.
(Experiment 3)
Die Beispiele 31 bis 35 wurden in der gleichen Weise wie in Experiment 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Rohmaterialmetalle so vorbereitet wurden, dass die Zusammensetzungen der gesinterten Magnete auf R-T-B-Basis den Zusammensetzungen jeder Probe entsprachen, die in Tabelle 11 gezeigt sind, und der Test wurde unter den Bedingungen ausgeführt, die in Tabelle 12 beschrieben sind. Das Beispiel 34 wurde in der gleichen Weise wie das Beispiel 33 hergestellt mit der Ausnahme, dass die Legierungshomogenisierungsbehandlung nicht ausgeführt wurde, und die Rohmateriallegierung, die Zr nicht enthielt, wurde grob pulverisiert und anschließend wurde ZrC mit D50 = 5 µm hinzugefügt und fein pulverisiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12 gezeigt.
Für die in Tabelle 12 gezeigten Eigenschaften wurde im Hinblick auf die maximale Fläche der XZ-Phase eine SEM-Untersuchung an jeder Probe ausgeführt und spezifiziert.
In den Beispielen 31 bis 34 kann die Größe pro einzelner XZ-Phase geändert werden, indem diverse Herstellungsbedingungen entsprechend gesteuert werden. Auch kann man in dem Beispiel 35 erkennen, dass, wenn der X-Anteil hoch ist, die maximale Fläche der XZ-Phase groß wird.
Aus Tabelle 12 konnte ermittelt werden, dass diverse Eigenschaften, insbesondere Br, der Sintertemperaturbereich und die Biegefestigkeit verbessert sind, wenn die maximale Fläche der XZ-Phase kleiner ist.
Bezugszeichenliste

1: Kristallphase (Kristallstrukturphase) mit La₆Co₁₁Ga₃-artiger Kristallstruktur
3: R-O-C-N-Phase
4: kubisch raumzentrierte Gitterphase
5: XZ-Phase
5a.: XZ-Phase (in Korngrenzenphase)
5b: XZ-Phase (in Hauptphase)
6: R-reiche Phase
10: Hauptphasenkorn

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004103659 A [0005]

Claims

Ein Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, umfassend Hauptphasenkörner aus einer R₂T₁₄B-Verbindung und mit einer Korngrenze, wobei R ein oder mehrere Seltene-Erde-Elemente ist und im Wesentlichen Nd aufweist, T Fe oder Fe und Co ist, und B Bor ist, der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis ferner X, Z und M enthält, X Ti und/oder V und/oder Zr und/oder Nb und/oder Hf und/oder Ta ist, Z C und/oder N ist, M im Wesentlichen Ga aufweist und ferner enthält Al und/oder Si und/oder Ge und/oder Cu und/oder Bi und/oder Sn, und die Korngrenze eine XZ-Phase mit einer kubisch flächenzentrierten Struktur aufweist.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 1, wobei ein R-Anteil 13,3 Atom% oder höher und 15,5 Atom% oder weniger ist, ein M-Anteil 0,5 Atom% oder mehr und 5,0 Atom% oder weniger ist, ein B-Anteil 4,0 Atom% oder mehr und 5,5 Atom% oder weniger ist, ein X-Anteil 0,05 Atom% oder mehr und 0,5 Atom% oder weniger ist, und T ein wesentlicher Rest ist, in Bezug auf 100 Atom% als Gesamtanteil der jeweiligen Elemente aus R, T, B, M und X, und der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis die folgenden Bedingungen erfüllt: 4,5 < T / R < 7,0, 14 < T/B < 18 und 2,5 < R / B < 3,0.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 1 oder 2, wobei die maximale Fläche der XZ-Phase 16 µm² oder kleiner ist.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die maximale Fläche der XZ-Phase 12 µm² oder kleiner ist.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Anwesenheitsverhältnis von Zr, das in der gesamten XZ-Phase enthalten ist, 50 Atom% oder mehr ist, bezogen auf 100 Atom% der Gesamtmasse an X, und ein Anwesenheitsverhältnis von C, das in der gesamten XZ-Phase enthalten ist, 50 Atom% oder mehr ist, bezogen auf 100 Atom% der Gesamtmasse an Z.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Flächenverhältnis der XZ-Phase in einem Gebiet einer Querschnittsfläche eines gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis 0,1 bis 2 % beträgt.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Korngrenze eine Kristallphase mit einer La₆Co₁₁Ga₃-artigen Kristallstruktur aufweist.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 7, wobei die Kristallphase R, M, B und X aufweist, und in der Kristallphase ein R-Anteil 27,0 Atom% oder höher und 32,0 Atom% oder kleiner ist, ein M-Anteil 3,0 Atom% oder höher und 8,0 Atom% oder kleiner ist, ein B-Anteil null Atom% oder höher und 0,40 Atom% oder kleiner ist, und ein X-Anteil null Atom% oder höher und 0,45 Atom% oder kleiner ist.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Korngrenze eine R-O-C-N-Phase aufweist.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kerngrenze eine kubisch raumzentrierte Gitterphase aufweist.
Der Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Korngrenze eine Kristallphase mit einer La₆Co₁₁Ga₃-artigen Kristallstruktur, eine R-reiche Phase, eine R-O-C-N-Phase und eine kubisch raumzentrierte Gitterphase aufweist, und S1 > S2, S1 > S3, S1 > S4, und S1 > S5 gilt wenn eine Fläche der Kristallphase in einer Querschnittsfläche des Permanentmagneten auf R-T-B-Basis S1 ist, eine Fläche der R-reichen Phase S2 ist, eine Fläche der R-O-C-N-Phase S3 ist, eine Fläche der kubisch raumzentrierten Gitterphase S4 ist, und eine Fläche der XZ-Phase S5 ist.