DE112012005566T5 - Seltenerdnanoverbundmagnet - Google Patents

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c/o National Institut for Materi Takahashi Yukiko
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Abstract

Die Erfindung stellt einen Nanoverbundmagnet bereit, der sowohl eine hohe Koerzitivfeldstärke und eine hohe Restmagnetisierung als auch ein verbessertes Energieprodukt erzielt hat. Der Magnet ist dadurch gekennzeichnet, dass eine nichtferromagnetische Phase zwischen eine harte magnetische Phase mit einer Seltenerdmagnetzusammensetzung und eine weiche magnetische Phase zwischengelagert ist, wobei die nichtferromagnetische Phase weder mit der harten magnetischen Phase noch mit der weichen magnetischen Phase reagiert. In einem typischen Fall enthält eine harte magnetische Phase Nd2Fe14B, eine weiche magnetische Phase enthält Fe oder Fe2Co und eine nichtferromagnetische Phase enthält Ta. Bevorzugt beträgt die Dicke der nichtferromagnetischen Phase, die Ta enthält, 5 nm oder weniger und die Dicke der weichen magnetischen Phase, die Fe oder Fe2Co enthält, beträgt 20 nm oder weniger. Ferner ist bevorzugt Nd oder Pr oder eine Legierung von Nd und einem von Cu, Ag, Al, Ga und Pr oder eine Legierung von Pr und einem von Cu, Ag, Al und Ga in eine Korngrenzenphase der harten magnetischen Phase aus Nd2Fe14B diffundiert.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nanoverbundmagnet, der eine harte magnetische Phase mit einer Seltenerdmagnetzusammensetzung und eine weiche magnetische Phase aufweist.
  • Stand der Technik
  • Ein Seltenderdnanoverbundmagnet, in dem eine harte magnetische Phase mit einer Seltenerdmagnetzusammensetzung und eine weiche magnetische Phase miteinander in einer Nanogröße (mehrere nm bis mehrere Zehner eines nm) vermischt sind, kann dank einer Austauschwechselwirkung, die zwischen einer harten magnetischen Phase und einer weichen magnetischen Phase auftritt, hohe Restmagnetisierung, Koerzitivfeldstärke und Energieprodukt erreichen.
  • Allerdings wies eine Textur, die beide, eine harte magnetische Phase und eine weiche magnetische Phase, aufweist, den Nachteil auf, dass eine Magnetisierungsumkehr in einer weichen magnetischen Phase auftritt und ein Fortschreiten der Magnetisierungsumkehr nicht verhindert werden kann, was zu einer geringen Koerzitivfeldstärke führt.
  • Als eine Gegenmaßnahme ist in Patentliteratur 1 ein Nanoverbundmagnet offenbart, bei dem die Restmagnetisierung und Koerzitivfeldstärke dadurch verbessert sind, dass eine Dreiphasentextur mit einer zwischengelagerten R-Cu-Legierungsphase (Dicke unbekannt, R ist eine oder zwei oder mehrere Arten von Seltenerdelementen) zwischen einer Nd2Fe14B-Phase (harte magnetische Phase) und einer α-Fe-Phase (weiche magnetische Phase) gebildet und dadurch verhindert wird, dass die Magnetisierungsumkehr fortschreitet.
  • Allerdings besteht bei der Textur nach Patentliteratur 1 ein weiterer Nachteil, der darin besteht, dass die R-Cu-Phase, die zwischen einer harten magnetischen Phase und einer weichen magnetischen Phase zwischengelagert ist, eine Austauschkopplung zwischen einer harten magnetischen Phase und einer weichen magnetischen Phase behindert und darüber hinaus die zwischengelagerte R-Cu-Phase mit beiden, der harten magnetischen Phase und der weichen magnetischen Phase, reagiert, so dass der Abstand zwischen der harten weichen Phase und der weichen Phase ausgedehnt und eine gute Austauschkopplung behindert wird, was in einer geringen Restmagnetisierung resultiert.
  • Liste zitierter Dokumente
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 2005-93731
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technische Aufgabe
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Nanoverbundmagnet bereitzustellen, der den Nachteil in der herkömmlichen Technik überwunden hat, beides, hohe Koerzitivfeldstärke und Restmagnetisierung erreicht hat und auch das Energieprodukt verbessert hat.
  • Lösung der Aufgabe
  • Um das Ziel zu erreichen, bietet die vorliegende Erfindung einen Seltenerdnanoverbundmagnet, der dadurch gekennzeichnet ist, dass eine nicht ferromagnetische Phase zwischen eine harte magnetische Phase mit einer Seltenerdmagnetzusammensetzung und eine weiche magnetische Phase zwischengelagert ist, wobei die nicht ferromagnetische Phase mit weder der harten magnetischen Phase noch der weichen magnetischen Phase reagiert. Der Begriff „nicht ferromagnetische Phase” bedeutet hier eine Substanz, die keinen Ferromagnetismus aufweist, nämlich eine Substanz, die keinen Charakter zum Zeigen spontaner Magnetisierung sogar ohne ein externes Magnetfeld aufweist.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • In einem Seltenerdnanoverbundmagnet nach der vorliegenden Erfindung hindert eine nicht ferromagnetische Phase die zwischen eine harte magnetische Phase und eine weiche magnetische Phase, als einen Abstandhalter zwischengelagert ist, die weder mit einer harten magnetischen Phase noch einer weichen magnetischen Phase reagiert, die Magnetisierungsumkehr, die in der weichen magnetischen Phase oder einem Bereich mit geringer Koerzitivfeldstärke auftrat am Fortschreiten, um eine Magnetisierungsumkehr der harten magnetischen Phase zu unterdrücken, so dass eine hohe Koerzitivfeldstärke erreicht werden kann, während eine hohe Restmagnetisierung sichergestellt wird.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • 1 ist (1) ein schematisches Diagramm und (2) eine TEM-Mikroskopaufnahme einer Querschnittsstruktur eines Seltenerdnanoverbundmagneten nach der vorliegenden Erfindung der in Beispiel 1 zu einem Film geformt wurde.
  • 2 ist eine Magnetisierungskurve eines Seltenerdnanoverbundmagneten nach der vorliegenden Erfindung, der die Struktur von 1 aufweist. Die Richtungen eines angelegten Magnetfeldes sind senkrecht (gefüllter Kreis), parallel (gefülltes Quadrat) zu der Oberfläche einer Dünnfilmprobe.
  • 3 ist (1) ein schematisches Diagramm und (2) eine TEM-Mikroskopaufnahme einer Querschnittsstruktur eines Seltenerdnanoverbundmagneten nach der vorliegenden Erfindung, der in Beispiel 2 zu einem Film geformt wird.
  • 4 ist eine Magnetisierungskurve eines Seltenerdnanoverbundmagneten nach der vorliegenden Erfindung, der die Struktur aus 3 aufweist. Die Richtungen eines angewendeten Magnetfeldes sind senkrecht (gefüllter Kreis) und parallel (gefülltes Quadrat) zu der Oberfläche einer Dünnfilmprobe.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm einer Querschnittsstruktur eines Seltenerdnanoverbundmagneten nach der vorliegenden Erfindung, der in Beispiel 3 zu einem Film geformt wird.
  • 6 ist eine TEM-Mikroskopaufnahme einer Querschnittsstruktur eines Seltenerdnanoverbundmagneten nach der vorliegenden Erfindung, der in Beispiel 3 zu einem Film geformt wird.
  • 7 ist eine Magnetisierungskurve eines Seltenerdnanoverbundmagneten nach der vorliegenden Erfindung, der die Struktur aus 5 und 6 aufweist. Die Richtungen eines angewendeten Magnetfeldes sind senkrecht (gefüllter Kreis) und parallel (gefülltes Quadrat) zu der Oberfläche einer Dünnfilmprobe.
  • 8 ist (1) ein schematisches Diagramm und (2) eine TEM-Mikroskopaufnahme einer Querschnittsstruktur eines herkömmlichen Seltenerdnanoverbundmagneten, der im Vergleichsbeispiel zu einem Film geformt wird.
  • 9 ist eine Magnetisierungskurve eines herkömmlichen Seltenerdnanoverbundmagneten, der die Struktur aus 8 aufweist. Die Richtung eines angewendeten Magnetfeldes ist senkrecht zu der Oberfläche einer Dünnfilmprobe.
  • 10 ist ein schematisches Diagramm einer Querschnittsstruktur (1) eines Seltenerdnanoverbundmagneten nach der vorliegenden Erfindung, der in Beispiel 4 zu einem Film geformt wird.
  • 11 ist (1) ein Graph, der eine Veränderung der Restmagnetisierung mit der Dicke einer Ta-Phase darstellt und (2) ein Graph, der Zusammenhänge zwischen dem Energieprodukt und der Dicke einer Ta-Phase und einer Fe2Co-Phase darstellt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Ein Seltenerdnanoverbundmagnet nach der vorliegenden Erfindung weist eine Textur auf, bei der zwischen eine harte magnetische Phase mit einer Seltenerdmagnetzusammensetzung und eine weiche magnetische Phase eine nicht ferromagnetische Phase zwischengelagert ist, die weder mit der harten magnetischen Phase noch mit der weichen magnetischen Phase reagiert.
  • Typischerweise ist ein Seltenerdnanoverbundmagnet nach der vorliegenden Erfindung ein Seltenerdnanoverbundmagnet mit einer Nd2Fe14B-basierten Zusammensetzung, in der eine harte magnetische Phase aus Nd2Fe14B gebildet wird, eine weiche magnetische Phase aus Fe oder Fe2Co gebildet wird und eine nicht ferromagnetische Phase aus Ta gebildet wird. Mit dieser typischen Zusammensetzung können die Restmagnetisierung und das Energieprodukt weiter verbessert werden, wenn Fe2Co wünschenswerterweise eher als Fe für eine weiche magnetische Phase verwendet wird.
  • Mit einer typischen Zusammensetzung kann eine Koerzitivfeldstärke in Höhe von 8 kOe oder mehr erreicht werden können. Bezüglich der Restmagnetisierung können 1,50 T oder mehr, bevorzugt 1,55 T oder mehr und stärker bevorzugt 1,60 T oder mehr erreicht werden.
  • Mit einer typischen Zusammensetzung beträgt die Dicke einer nicht ferromagnetischen Phase, die aus Ta gebildet wird, bevorzugt 5 nm oder weniger. Wenn die Dicke einer nicht ferromagnetischen Phase auf 5 nm oder weniger begrenzt wird, kann die Austauschkupplungsaktion verbessert werden und die Restmagnetisierung kann weiter verbessert werden. Darüber hinaus kann, wenn die Dicke einer weichen magnetischen Phase, die aus Fe oder Fe2Co gebildet wird, bevorzugt 20 nm oder weniger beträgt, ein hohes Energieprodukt stabil erreicht werden.
  • Mit einer typischen Zusammensetzung kann, wenn jedes der folgenden (1) bis (4) bevorzugt in einer Korngrenzenphase einer harten magnetischen Phase aus Nd2Fe14B diffundiert ist:
    • (1) Nd
    • (2) Pr
    • (3) eine Legierung von Nd und einem von Cu, Ag, Al, Ga und Pr und
    • (4) eine Legierung von Pr und einem von Cu, Ag, Al und Ga eine höhere Koerzitivfeldstärke erhalten werden.
  • Beispiele
  • Nd2Fe14B-basierte Seltenerdnanoverbundmagnete wurden nach typischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung hergestellt.
  • Beispiel 1
  • Ein Film mit der schematisch in 1 (1) dargestellten Struktur wurde durch Sputtern auf einem thermal oxidierten Film (SiO2) eines Si-Einkristallsubstrats gebildet. Die Bedingungen für die Filmbildung waren wie folgt. In 1 (1) steht „NFB” für Nd2Fe14B.
  • Filmbildungsbedingungen
    • (A) untere Ta-Schicht: bei Raumtemperatur gebildet,
    • (B) Nd2Fe14B-Schicht: Filmbildung bei 550°C + Tempern bei 600°C für 30 Minuten,
    • (C) Ta-Abstandshalterschicht (zwischengelagerte Schicht) + α-Fe-Schicht + Ta-Deckschicht: Filmbildung bei 200°C bis 300°C, wobei die Nd2Fe14B-Schicht von B) eine harte magnetische Phase ist, die Ta-Abstandshalterschicht von C) eine zwischengelagerte Phase zwischen einer harten magnetischen Phase und einer weichen magnetischen Phase ist, und die α-Fe-Schicht von C) eine weiche magnetische Phase ist.
  • Eine TEM-Mikroskopaufnahme einer Querschnittsstruktur des erhaltenen Nanoverbundmagneten ist in 1 (2) dargestellt.
  • Bewertung der magnetischen Eigenschaften
  • Die Magnetisierungskurve des im vorliegenden Beispiel hergestellten Nanoverbundmagneten ist in 2 dargestellt.
  • Die Richtungen eines angelegten Magnetfeldes sind senkrecht (als gefüllte Kreise in der Figur dargestellt) und parallel (als gefüllte Quadrate in der Figur dargestellt) zu der Oberfläche eines gebildeten Films.
  • Eine Koerzitivfeldstärke von 14 kOe, eine Restmagnetisierung von 1,55 T und ein Energieprodukt von 51 MGOe wurden in der senkrechten Richtung zu der gebildeten Filmoberfläche erzielt. Die magnetischen Eigenschaften wurden durch ein VSM (Vibrating Sample Magnetometer) gemessen. Das gleiche gilt für andere Beispiele und das Vergleichsbeispiel.
  • Beispiel 2
  • Ein Film mit der schematisch in 3 (1) dargestellten Struktur, wurde durch Sputtern auf einem thermal oxidierten Film (SiO2) eines Si Einkristallsubstrates gebildet. Die Bedingungen für die Filmbildungen waren wie folgt. In 3 (1) steht ”NFB” für Nd2Fe14B.
  • Filmbildungsbedingungen
    • A) Untere Ta-Schicht: Bei Raumtemperatur gebildet,
    • B') Nd2Fe14B-Schicht + Nd-Schicht: Filmbildung bei 550°C + Tempern bei 600°C für 30 min,
    • C) Ta-Abstandshalterschicht (zwischengelagerte Schicht) + α-Fe-Schicht + Ta-Deckschicht: Filmbildung zwischen 200 und 300°C, wobei die Nd2Fe14B-Schicht von B') eine harte magnetische Phase ist, die Ta-Abstandshalterschicht von C) eine zwischengelagerte Schicht zwischen einer harten magnetischen Phase und einer weichen magnetischen Phase ist und die α-Fe-Schicht von C) eine weichen magnetische Phase ist.
  • Die Nd-Schicht, die auf der Nd2Fe14B-Schicht gebildet wurde, wurde während des Temperns zum Diffundieren und Eindringen in eine Korngrenzenphase einer Nd2Fe14B-Phase gebracht.
  • Eine TEM-Mikroskopaufnahme einer Querschnittsstruktur des erhaltenen Nanoverbundmagneten ist in 3 (2) dargestellt.
  • Bewertung der magnetischen Eigenschaften
  • Die Magnetisierungskurve des im vorliegenden Beispiel hergestellten Nanoverbundmagneten ist in 4 dargestellt.
  • Die Richtungen eines angewendeten Magnetfeldes sind senkrecht (als gefüllte Kreise in der Figur dargestellt) und parallel (als gefüllte Quadrate in der Figur dargestellt) zu der Oberfläche eines gebildeten Films.
  • Eine Koerzitivfeldstärke von 23,3 kOe, eine Restmagnetisierung von 1,5 T und ein Energieprodukt von 54 MGOe wurden in der senkrechten Richtung zu der gebildeten Filmoberfläche erzielt.
  • In dem vorliegenden Beispiel konnte durch Diffusion von Nd in eine Korngrenzenphase einer Nd2Fe14B-Phase im Vergleich zu Beispiel 1 eine höhere Koerzitivfeldstärke erzielt werden. Als ein diffundierender Bestandteil können zusätzlich zu Nd auch eine Nd-Ag-Legierung, eine Nd-Al-Legierung, eine Nd-Ga-Legierung genutzt werden.
  • Beispiel 3
  • Ein Film mit der Struktur, die schematisch in 5 dargestellt ist, wurde durch Sputtern auf einem thermal oxidierten Film (SiO2) eines Si-Einkristallsubstrates gebildet. Die Bedingungen für die Filmbildung waren wie folgt. In 5 steht „HM” für eine Nd2Fe14B-Schicht (30 nm) + Nd-Schicht (3 nm).
  • Filmbildungsbedingungen
    • A) Untere Ta-Schicht: Bei Raumtemperatur gebildet,
    • B') Nd2Fe14B-Schicht + Nd-Schicht: Filmbildung bei 550°C + Glühen bei 600°C für 30 min
    • C) Ta-Abstandshalterschicht + Fe2Co-Schicht + Ta-Deckschicht: Filmbildung zwischen 200 und 300°C, wobei die Nd2Fe14B-Schicht von B) eine harte magnetische Phase ist, die Ta-Abstandshalterschicht von C) eine zwischengelagerte Schicht zwischen einer harten magnetischen Phase und einer weichen magnetischen Phase ist und die Fe2Co-Schicht von C) eine weiche magnetischen Phase ist.
  • Wie in 5 dargestellt, wurden in dem ersten Zyklus die obigen A) + B') + C) ausgeführt, dann wurden in den zweiten bis vierzehnten Zyklen B') + C) wiederholt und in dem fünfzehnten Zyklus wurde B') + die Filmbildung der Ta-Deckschicht durchgeführt. In anderen Worten, fünfzehn HM-Schichten (Nd2Fe14B-Schicht + Nd-Schicht) wurden gestapelt. In jeder HM-Schicht diffundierte und infiltrierte eine auf einer Nd2Fe14B-Schicht gebildete Nd-Schicht während des Temperns in eine Korngrenzenphase einer Nd2Fe14B-Phase.
  • Eine TEM-Mikroskopaufnahme einer Querschnittsstruktur des erhaltenen Nanoverbundmagneten ist in 6 dargestellt.
  • Bewertung der magnetischen Eigenschaften
  • Die Magnetisierungskurve des im vorliegenden Beispiel hergestellten Nanoverbundmagneten ist in 7 dargestellt.
  • Die Richtungen eines angewendeten Magnetfelds sind senkrecht (in der Figur als gefüllte Kreise dargestellt) und parallel (in der Figur als gefüllte Quadrate dargestellt) zu der Oberfläche eines gebildeten Films.
  • Eine Koerzitivfeldstärke von 14,3 kOe, eine Restmagnetisierung von 1,61 T und ein Energieprodukt von 62 MOe wurden in der senkrechten Richtung zu der gebildeten Filmoberfläche erzielt. Insbesondere übersteigt der Wert von 1,61 T an Restmagnetisierung einen theoretischen Restmagnetisierungswert einer Einzelphasentextur von Nd2Fe14B.
  • Vergleichsbeispiel
  • Als ein Vergleichsbeispiel wurde ein herkömmlicher Nd2Fe14B-basierter Seltenerdnanoverbundmagnet hergestellt, bei dem eine nichtferromagnetische Phase nach der vorliegenden Erfindung nicht zwischen einer harten magnetischen Phase und einer weichen magnetischen Phase zwischengelagert war.
  • Ein Film mit der in 8 (1) schematisch dargestellten Struktur wurde durch Sputtern auf einen thermal oxidierten Film (SiO2) eines Si-Einkristallsubstrates gebildet. Die Bedingungen für die Filmbildung waren wie folgt. In 8 (1) steht „NFB” für Nd2Fe14B.
  • Filmbildungsbedingungen
    • A) Untere Ta-Schicht: bei Raumtemperatur gebildet,
    • B) Nd2Fe14B-Schicht: Filmbildung bei 550°C + Tempern bei 600°C für 30 Minuten
    • C) α-Fe-Schicht + Ta-Deckschicht: Filmbildung bei 200°C bis 300°C, wobei die Nd2Fe14B-Schicht von B) eine harte magnetische Phase ist und die α-Fe-Schicht von C) eine weiche magnetische Phase ist.
  • Eine TEM-Mikroskopaufnahme einer Querschnittsstruktur des erhaltenen Nanoverbundmagneten ist in 8 (2) dargestellt. Dort ist nicht eine nichtferromagnetische Phase (Ta-Phase zwischen eine Nd2Fe14B-Schicht als eine harte magnetische Phase und eine α-Fe-Schicht als eine weiche magnetische Phase zwischengelagert. Eine α-Fe-Schicht als eine weiche magnetische Phase ist, wie in 8 (2) als „kein Fe” gekennzeichnet, durch Diffusion in einem Bereich verschwunden. In diesem Bereich ist eine Nanoverbundmagnetstruktur schadhaft.
  • Bewertung der magnetischen Eigenschaften
  • Die Magnetisierungskurve des im vorliegenden Vergleichsbeispiel hergestellten Nanoverbundmagneten ist in 9 dargestellt.
  • Die Richtung eines angewendeten Magnetfeldes ist senkrecht zu der gebildeten Filmoberfläche.
  • Eine Koerzitivfeldstärke von 6 kOe, eine Restmagnetisierung von 0,7 T und ein Energieprodukt von 6 MGOe wurden in der senkrechten Richtung zu der gebildeten Filmoberfläche erzielt.
  • Die die im Vergleichsbeispiel und den Beispielen 1 bis 3 erzielten magnetischen Eigenschaften sind in Tabelle 1 zusammen gefasst. Tabelle 1 Ergebnisse magnetischer Eigenschaften
    Koerzitivfeldstärke Restmagnetisierung Energieprodukt
    Vergleichsbeispiel 6 kOe 0,7 T 6 MGOe
    Beispiel 1 14 kOe 1,55 T 51 MGOe
    Beispiel 2 23,3 kOe 1,5 T 54 MGOe
    Beispiel 3 14,3 kOe 1,61 T 62 MGOe
  • Wie anhand von Tabelle 1 offensichtlich ist, hat eine Textur nach der vorliegenden Erfindung, die eine nichtferromagnetische Phase umfasst, die zwischen die harte magnetische Phase und die weiche magnetische Phase zwischengelagert ist, im Vergleich zu einer Textur nach dem Stand der Technik, die keine nichtferromagnetische Phase aufweist, die zwischen die harte magnetische Phase und die weiche magnetische Phase zwischengelagert ist, im Hinblick auf Nd2Fe14B-basierte Seltenerdnanoverbundmagnete, in denen Kombinationen von Bestandteilen einer harten magnetischen Phase und einer weichen magnetischen Phase äquivalent sind, alle, Koerzitivfeldstärke, Restmagnetisierung und Energieprodukt, bedeutend verbessert.
  • Beispiel 4
  • Einflüsse der Dicke einer nichtferromagnetischen Phase Ta und der Dicke einer weichen magnetischen Phase Fe2Co in einer Struktur nach der vorliegenden Erfindung wurden untersucht. Ferner wurden zum Vergleich Fälle ohne eine Ta-Schicht oder eine Fe2Co-Schicht ebenfalls untersucht.
  • Ein Film mit der schematisch in 10 dargestellten Struktur wurde durch Sputtern auf einem thermal oxidierten Film (SiO2) eines Si-Einskristallsubstrates gebildet. Die Bedingungen für die Filmbildung waren wie folgt: in 10 steht „NFB” für Nd2Fe14B.
  • Filmbildungsbedingungen
    • A) Untere Ta-Schicht: bei Raumtemperatur gebildet,
    • B) Nd2Fe14B-Schicht: Filmbildung bei 550°C + Tempern bei 600°C für 30 Minuten,
    • C') Ta-Abstandshalterschicht + α-Fe-Schicht + Ta-Schicht: Filmbildung zwischen 200°C und 300°C, wobei die Nd2Fe14B-Schicht von B) eine harte magnetische Phase ist, die Ta-Abstandshalterschicht von C') eine zwischengelagerte Schicht zwischen einer harten magnetischen Phase und einer weichen magnetischen Phase ist und die α-Fe-Schicht von C') eine weiche magnetische Phase ist.
    • Dicke der Ta-Abstandshalterschicht: 0 nm bis 8 nm
    • Dicke der Fe2Co-Schicht: 0 nm bis 26 nm
  • Die Dicken einer nichtferromagnetischen Phase Ta und einer weichen magnetischen Phase Fe2Co wurden durch eine Transmissionselektronenmikroskopaufnahme (TEM) gemessen.
  • Einfluss der Ta-Abstandshalterschicht
  • Eine Veränderung der Restmagnetisierung Br mit der Veränderung der Dicke einer Ta-Abstandshalterschicht als einer nichtferromagnetischen zwischen eine harte magnetische Phase und eine weiche magnetische Phase zwischengelagerte Phase, ist in 11 (1) dargestellt. Mit einer Zunahme der Dicke der nichtferromagnetischen Phase sinkt der Volumenanteil eines Bereichs, der Magnetismus erzeugt, und daher nimmt die Restmagnetisierung monoton ab. Um eine praktikable Restmagnetisierung zu erzeugen, ist es angemessen, die Dicke der Ta-Abstandshalterschicht als einer nichtferromagnetischen Phase so zu wählen, dass sie 5 nm oder weniger beträgt.
  • Eine Veränderung des Energieprodukts mit der Veränderung der Dicke einer Fe2CO-Schicht als einer weichen magnetischen Phase ist in 11 (2) dargestellt. Wie in der Figur zu sehen nimmt das Energieprodukt rapide ab wenn die Dicke einer weichen magnetischen Phase 20 nm übersteigt.
  • Dies liegt vermutlich daran, dass eine Magnetisierungsumkehr aufgrund des Bestehens einer weichen magnetischen Phase jenseits der Austauschwechselwirkungslänge einfacher auftrat, was dazu führte, dass die Koerzitivfeldstärke und Restmagnetisierung abnahmen.
  • Daher beträgt die Dicke einer Fe2Co-Schicht als einer weichen magnetischen Phase bevorzugt 20 nm oder weniger.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Nanoverbundmagnet bereit, der sowohl eine hohe Koerzitivfeldstärke und eine hohe Restmagnetisierung als auch ein verbessertes Energieprodukt erzielt hat.

Claims (5)

  1. Seltenerdnanoverbundmagnet, dadurch gekennzeichnet, dass eine nichtferromagnetische Phase zwischen eine harte magnetische Phase mit einer Seltenerdmagnetzusammensetzung und eine weiche magnetische Phase zwischengelagert ist, wobei die nichtferromagnetische Phase weder mit der harten magnetischen Phase noch mit der weichen magnetischen Phase reagiert.
  2. Seltenerdnanoverbundmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die harte magnetische Phase Nd2Fe14B umfasst, die weiche magnetische Phase Fe oder Fe2Co umfasst und die nichtferromagnetische Phase Ta umfasst.
  3. Seltenerdnanoverbundmagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der nichtferromagnetischen Phase, die Ta umfasst, 5 nm oder weniger beträgt.
  4. Seltenerdnanoverbundmagnet nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der weichen magnetischen Phase, die Fe oder Fe2Co umfasst, 20 nm oder weniger beträgt.
  5. Seltenerdnanoverbundmagnet nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eines der folgenden (1) bis (4) in eine Korngrenzenphase der harten magnetischen Phase, die Nd2Fe14B umfasst, diffundiert ist: (1) Nd, (2) Pr, (3) eine Legierung von Nd und einem von Cu, Ag, Al, Ga und Pr, und (4) eine Legierung von Pr und einem von Cu, Ag, Al und Ga.
DE112012005566.7T 2012-01-04 2012-12-27 Seltenerdnanoverbundmagnet Ceased DE112012005566T8 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPPCT/JP2012/000155 2012-01-04
JP2012000155 2012-01-04
JP2012000155 2012-01-04
PCT/JP2012/083988 WO2013103132A1 (ja) 2012-01-04 2012-12-27 希土類ナノコンポジット磁石

Publications (2)

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