JP2001181713A

JP2001181713A - 希土類金属−遷移金属合金粉末及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001181713A
Application number: JP35931599A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Kase; 克也加瀬; Kaname Takeya; 要武谷
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】構成相のほとんどがＳｍ₂Ｆｅ₁₇単相からな
り、形状がほぼ球状で粒子径が１〜５μｍ程度のシャー
プな粒度分布の合金粉末を、容易に低コストで製造す
る。【解決手段】本発明において、希土類金属はＹを含
む。希土類金属酸化物粉末と遷移金属酸化物粉末とを混
合粉砕する第１工程と、第１工程で得られた粉末を水素
雰囲気中で加熱して前記遷移金属酸化物を熱還元する第
２工程と、第２工程で得られた粉末に、アルカリ土類金
属及び／またはアルカリ土類金属水素化物、さらにアル
カリ土類金属酸化物及び／またはアルカリ土類金属塩化
物を配合し、不活性雰囲気中において直接還元拡散反応
を行わせる第３工程と、第３工程で得られた反応生成物
を水中崩壊させる第４工程とからなる。目的粒子径をｎ
（μｍ）（ただし、１≦ｎ≦５）としたとき、第１工程
において、混合した粉末を、ｎ／１０〜ｎ（μｍ）の粒
度分布に粉砕するとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、希土類金属−遷移
金属の合金粉末及びその製造方法に関し、特に、Ｓｍ−
Ｆｅ−Ｎ系磁石用に好適なＳｍ−Ｆｅ系合金粉末及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、希土類金属−遷移金属の金属間化
合物は、磁性材料、水素吸蔵合金などの機能性材料とし
て、急速に開発利用が進んでいる。

【０００３】中でも、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石用合金粉末
は、従来の磁石用合金粉末に比して、大きな保磁力を有
し、ボンド磁石用合金粉末としての開発が進められてい
る。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金の磁石特性発現の中心となる
のは、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_X（ｘ＝２〜３）相であるが、通
常、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_X（ｘ＝２〜３）は、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇金
属間化合物を窒化処理して得られる。

【０００４】Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇金属間化合物の工業的製造方
法としては、大きく分けて溶解鋳造法と直接還元拡散法
がある。

【０００５】溶解鋳造法では、構成成分となる金属また
は母合金を目的組成に合わせて配合溶解し、鋳造して鋳
塊を得て、これを粗粉砕する。

【０００６】直接還元拡散法では、希土類金属酸化物粉
末、Ｆｅ等の遷移金属粉末に、アルカリ土類金属などの
還元剤を混合して加熱し、原料酸化物を還元して拡散反
応によって合金化し、さらに、得られた反応物を水で洗
浄処理して不要成分を除去し、合金粉末を得る。直接還
元拡散法には、（１）原料に安価な希土類金属酸化物を
使用できる、（２）粒子レベルの局所反応により合金化
するため、均一な組織の合金が得られる、（３）合金は
粉末として得られるので、磁石化工程中の粉砕工程での
負荷が少ない、などの特徴がある。

【０００７】Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇金属間化合物の工業的製造方
法では、前記のいずれかの方法により得られた合金粉末
に、水素を少量含む窒素、アンモニアなどで窒化処理を
行い、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_X（ｘ＝２〜３）を生成させた後、
ボンド磁石用合金粉末に適した粒子径に微粉砕する。こ
の合金粉末に、金属、樹脂などをバインダーとして配合
し、成形、着磁して、ボンド磁石とする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】保磁力及び角形性の良
好な高性能のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石用合金粉末の性状と
しては、以下のような点が要求される。

【０００９】第１に、原料となるＳｍ−Ｆｅ合金粉末
は、そのほとんどがＳｍ₂Ｆｅ₁₇金属間化合物からな
り、α−Ｆｅ相、高Ｓｍ相など、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇以外の金
属間化合物の相を極力含まないことが重要である。

【００１０】第２に、合金粉末の形状としては、表面に
凹凸のない球状であることが望ましい。これは、Ｓｍ₂
Ｆｅ₁₇Ｎ_X（ｘ＝２〜３）合金粉末の表面の逆磁区生成
部位を極力減らすことが、保磁力向上のために有効であ
り、また、ボンド磁石製造時に良好な充填性、成形性を
得るために必要だからである。

【００１１】第３に、合金粉末の粒度としては、粒子径
が１〜５μｍ程度で、粒度分布がシャープであることが
望ましい。これは、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_X（ｘ＝２〜３）の単
磁区粒子の臨界径は２〜３μｍ程度であり、磁石化工程
中でのＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_X（ｘ＝２〜３）粒子の配向度を向
上させるためには、粒子径として１〜５μｍ程度が適し
ているからである。

【００１２】しかし、溶解鋳造法によるＳｍ₂Ｆｅ₁₇合
金では、冷却時にＦｅ相などが初晶として析出するた
め、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇単相を得ることは非常に困難であり、
また解砕過程で、Ｓｍ相や高Ｓｍの金属間化合物の微粉
が生成する。これに対して、直接還元拡散法では、先に
述べたように、均質なＳｍ₂Ｆｅ₁₇金属間化合物を得る
ことは容易である。しかし、これらのＳｍ₂Ｆｅ₁₇合金
を窒化後に微粉砕すると、粒子径が１００〜数十μｍ程
度の粗粒子や、サブミクロンの微粒子も生成し、上記の
ような表面に凹凸のない球状で、１〜５μｍ程度にそろ
った粒度の合金粉末を得ることは困難である。

【００１３】そこで、窒化前のＳｍ₂Ｆｅ₁₇合金の段階
で、構成相のほとんどがＳｍ₂Ｆｅ₁₇単相からなり、形
状がほぼ球状で粒子径が１〜５μｍ程度の合金が得られ
ると、窒化後に微粉砕工程を経ることなく、あるいは解
砕する程度の弱い粉砕で、上記のような高性能なＳｍ−
Ｆｅ−Ｎ系磁石用合金粉末を製造することが可能とな
る。

【００１４】そこで、本発明の目的は、構成相のほとん
どがＳｍ₂Ｆｅ₁₇単相からなり、形状がほぼ球状で、粒
子径が１〜５μｍ程度のシャープな粒度分布の合金粉末
を、容易に低コストで製造可能な磁石原料の希土類金属
−遷移金属合金粉末及びその製造方法を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】発明者らは、鋭意研究を
重ねた結果、希土類金属酸化物と遷移金属酸化物の混合
物を水素還元することで、前記遷移金属酸化物を、目的
とする粒子径及び、形状の遷移金属粒子に還元し、その
後、アルカリ土類金属及び／またはアルカリ土類金属水
酸化物により前記希土類金属酸化物を熱還元し、生成し
た希土類金属と遷移金属を拡散反応により合金化するこ
とで、目的とする粒子径と形状の希土類金属−遷移金属
合金粉末を得ることができることを見いだし、本発明に
至った。

【００１６】本発明において、希土類金属はＹを含む。

【００１７】本発明の希土類金属−遷移金属合金粉末の
製造方法は、希土類金属酸化物粉末と遷移金属酸化物粉
末とを混合粉砕する第１工程と、第１工程で得られた粉
末を水素雰囲気中で加熱して前記遷移金属酸化物を還元
する第２工程と、第２工程で得られた粉末に、アルカリ
土類金属及び／またはアルカリ土類金属水素化物、さら
にアルカリ土類金属酸化物及び／またはアルカリ土類金
属塩化物を配合し、不活性雰囲気中において直接還元拡
散反応を行わせる第３工程と、第３工程で得られた反応
生成物を水中崩壊させる第４工程とからなる。

【００１８】目的粒子径をｎ（μｍ）（ただし、１≦ｎ
≦５）としたとき、第１工程において、混合した粉末
を、ｎ／１０〜ｎ（μｍ）の粒度分布に粉砕するとよ
い。

【００１９】第１工程において、混合粉砕の前に、希土
類金属酸化物粉末と遷移金属酸化物粉末との混合粉末の
総重量の０．５〜１０倍量のアルカリ土類金属酸化物を
添加するとよい。

【００２０】第２工程において、４００℃〜６００℃で
水素還元を行わせ、さらに、非酸化性雰囲気下で６００
℃〜１２００℃で加熱するとよい。

【００２１】また、前記製造方法で得られた本発明の希
土類金属−遷移金属合金粉末は、粒子のほとんどが概ね
球状であり、その粒子径が１〜５μｍであることを特徴
とする。さらに具体的には、粒子径１μｍ以上の全合金
粉末に対し、粒子径５μｍ以上の合金粉末の含有率が、
個数基準で２．５％以下である。

【００２２】希土類金属として主にＳｍを用い、遷移金
属として、Ｆｅ、またはＦｅ及びＣｏを主に用いること
が望ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の方法の各工程について、
以下に詳述する。

【００２４】第１工程：希土類金属酸化物粉末と遷移金
属酸化物粉末とを混合する第１工程において、基本的に
は、希土類金属酸化物粉末と遷移金属酸化物粉末の混合
比は、含有される希土類金属成分及び遷移金属成分の組
成が、目的とする希土類金属−遷移金属合金粉末の組成
となるように定めればよい。

【００２５】ただし、第３工程の直接還元拡散反応で
は、希土類金属と遷移金属が拡散反応を起こして合金化
するため、希土類金属をやや多めに加えておく必要があ
り、希土類金属酸化物粉末と遷移金属酸化物粉末の混合
比も、希土類金属酸化物粉末の配合比を目的組成よりも
高めに設定しておくことが望ましい。

【００２６】第２工程：第２工程の水素還元は、希土類
金属酸化物粉末と遷移金属酸化物粉末の混合物中におい
て、遷移金属酸化物を遷移金属に還元すると共に、加熱
によって金属粒子同士を融着させて、目的粒度の遷移金
属粉末を得るために行う。

【００２７】そのため、原料酸化物粉末の粒子径によっ
ては、第１工程での希土類金属酸化物粉末と遷移金属酸
化物粉末の混合と同時に、目的とする粒子径以下への粉
砕が必要となる。具体的には、第３工程前の遷移金属粉
末の粒子径は、目的とする合金粉末の粒子径とほぼ同じ
か、もしくはそれよりもやや小さいことが必要であり、
第２工程前の遷移金属酸化物粉末の粒子径は、第３工程
前の遷移金属粉末の粒子径とほぼ同じかもしくはそれよ
りも小さいことが必要である。

【００２８】よって、希土類金属−遷移金属合金粉末の
目的粒子径をｎ（μｍ）（ただし、１≦ｎ≦５）とする
ならば、第２工程前の希土類金属酸化物粉末及び遷移金
属酸化物粉末は、ｎ／１０〜ｎ（μｍ）の粒度分布まで
粉砕しておく必要がある。また、原料酸化物粉末の粒度
分布がｎ（μｍ）以下の場合でも、反応を均一に進める
ために、原料酸化物粉末の混合は、十分な強度を持った
粉砕と同時に行うことが望ましい。混合と粉砕とを同時
に行う装置としては、ボールミル、サンドミル、アトラ
イター等の一般的粉砕装置を用いることができる。

【００２９】第２工程の水素還元では、混合酸化物粉末
中の遷移金属酸化物を遷移金属に還元するとともに、目
的とする粒子径まで焼結により粒成長させる必要があ
る。この時、希土類金属酸化物と遷移金属酸化物の混合
物を高温に加熱すると、フェライト複合酸化物を生成す
ることがある。例えば、Ｓｍ₂Ｏ₃とＦｅ₂Ｏ₃はＳｍＦｅ
Ｏ₃フェライトを生成する。フェライト複合酸化物を生
成すると、水素還元が進みにくく、また、第３工程の直
接還元拡散法も進みにくくなるため、混合酸化物の水素
還元は、フェライト複合酸化物を生成させないような加
熱方法で行う必要がある。

【００３０】そこで、遷移金属酸化物の水素還元は、４
００℃以上で進行するのに対して、フェライト複合酸化
物の生成は、６００℃以下では進みにくいことから、混
合酸化物粉末中の遷移金属酸化物の水素還元を４００℃
〜６００℃で完了させ、その後、６００℃〜１２００℃
で粒成長を行わせれば、フェライト複合酸化物の生成を
防ぎつつ、遷移金属酸化物の還元を進めることができ
る。還元により生成した遷移金属の粒成長を行わせる温
度としては、６００℃〜１２００℃であればよいが、反
応時間を短くするためには、９００℃〜１２００℃で粒
成長を行わせるのが望ましい。

【００３１】この時、遷移金属粒子同士が融着して数珠
状になるのを防ぐために、遷移金属粒子同士の接触を抑
えることが必要となる。通常は、配合した希土類金属酸
化物が、この役割を果たす。しかし、融着しやすい遷移
金属を使用する場合には、加熱中に希土類金属酸化物、
遷移金属酸化物もしくは金属粉末と反応せず、後工程で
容易に除去される物質の添加が有効である。アルカリ土
類金属酸化物は、希土類金属酸化物、遷移金属酸化物も
しくは金属粉末と反応せず、後の湿式処理工程で副生成
物と共に除去されるので、この添加物として適してい
る。

【００３２】アルカリ土類金属酸化物の添加量を、混合
した希土類金属酸化物粉末及び遷移金属酸化物粉末の総
重量の０．５〜１０倍量とするのは、添加量がそれ以下
では、遷移金属粒子同士が数珠状に融着するのを防げ
ず、それ以上では、目的とする遷移金属粒子の粒成長の
妨げとなるためである。

【００３３】第３工程：第３工程では、希土類金属酸化
物を還元する。

【００３４】第３工程の直接還元拡散反応で用いる還元
剤としては、アルカリ土類金属またはアルカリ土類金属
水素化物もしくはそれらの混合物を用いる。還元剤は、
粒状または粉末状で使用されるが、安全性とコスト面か
ら粒状の金属カルシウムが適している。還元剤の添加量
は、第２工程反応物に含まれる希土類金属酸化物の還元
に必要な化学量論量の１．１〜２．０倍量が望ましい。

【００３５】また、直接還元拡散反応時に、アルカリ土
類金属酸化物及びアルカリ土類金属塩化物を配合するの
は、還元拡散反応によって得られる反応生成物中で合金
粉末同士の融着、粗粒化を防ぎ、また後の湿式工程にお
ける水中崩壊性性を向上させるためである。具体的に
は、加熱時に揮発がほとんど無く、安価な無水塩化カル
シウム粉末が適している。

【００３６】アルカリ土類金属酸化物及びアルカリ土類
金属塩化物の添加量は、希土類金属酸化物に対して、５
〜５０重量％の範囲内が望ましい。５重量％以下では、
目的とする融着、粗粒化の防止、水中崩壊性の向上が見
られず、５０重量％以上では、還元拡散反応中の希土類
金属と遷移金属の反応性が悪くなる。

【００３７】第４工程：還元拡散反応終了後、反応生成
物を水中に投入すると、未反応のアルカリ土類金属また
はアルカリ土類金属水素化物は、水と速やかに反応し、
水素を発生して水酸化物となる。また、アルカリ土類金
属塩化物は、容易に水に溶けるため、反応生成物は速や
かに崩壊し、スラリーとなる。

【００３８】このスラリー中の不溶性物であるアルカリ
土類金属酸化物及び未反応原料は、生成した希土類金属
−遷移金属合金粉末に比べ軽いために、デカンテーショ
ンを繰り返すことで、その大部分を除去できる。この湿
式処理の後、希酸による表面洗浄を行うことで、微量に
残留した水酸化物や合金粉末表面の酸化物皮膜を除去で
きる。次いで、必要によりアルコール等の有機溶媒での
洗浄が行われた後、真空乾燥を行い、最終的な希土類金
属−遷移金属合金粉末を得る。

【００３９】粒子径：本発明において、希土類金属−遷
移金属合金粉末の粒子径は、次のように評価・定義され
る。

【００４０】合金粉末を樹脂に埋め込んで、その断面を
研磨し、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡などで、ひとつ
の試料につき１視野以上の写真を撮影する。得られた写
真の上に、同一の合金粉末に重ならないように、平行な
複数本の直線を引く。この時、１個の合金粉末の輪郭
と、直線との交点間距離をもって、その合金粉末の粒子
径と定義する。

【００４１】粒度分布の評価にあたっては、１００個以
上、好ましくは２００個以上の合金粉末について粒子径
を測定する。得られたデータから、粒子径が１μｍ未満
の合金粉末を除き、粒子径が１μｍ以上の合金粉末につ
いて、粒子径の対数に対する個数基準の粒度分布を算出
し、粒子径が５μｍ以上の合金粉末の含有率を求める。
なお、合金粉末中で二次凝集しているものは、別の粉末
として扱うものとする。

【００４２】本発明のＳｍ₂Ｆｅ₁₇合金は、従来に比べ
て粒度が細かいため、窒化工程において窒素が拡散する
ために必要な時間が短縮され、生産性が向上する。ま
た、窒化後の微粉砕工程が不要かまたは簡略化できる。

【００４３】本発明の利点及び技術的進歩を、以下の実
施例で具体的に説明するが、本発明の技術的範囲は、以
下の実施例によって制限されるものではない。

【００４４】

【実施例】（実施例１）Ｓｍ₂Ｏ₃粉末（純度９９％）１
６２．３ｇ、Ｆｅ₂Ｏ₃粉末（純度９９％）５３６．５ｇ
を混合し、真空濾過、真空乾燥した後、１００メッシュ
ＪＩＳ標準篩で篩別してから、０．４ｍｍφＺｒＯボー
ルのサンドミルで湿式混合粉砕を行った。粉砕後の混合
酸化物をＳＥＭ（明石製作所製、型式ＭＳＭ−９）観察
したところ、全量が５μｍ以下の粒子径に粉砕されてい
るのが確認された。混合酸化物７０ｇを石英ボートに取
り、水素＋窒素気流（各１リットル／ｍｉｎ）の管状加
熱炉中で５００℃で２時間、加熱還元した。第１の加熱
還元後、１０００℃まで昇温し、１０００℃で１時間の
加熱を行った。その後、雰囲気を窒素に切り替え、窒素
気流中で室温まで放置冷却した。得られた還元物をＳＥ
Ｍ観察したところ、還元物は粒子径が１〜５μｍ程度の
粒子であり、またＸＲＤ（リガク製、型式ＲＩＮＴ１４
００）の結果、Ｓｍ₂Ｏ₃及びＦｅの回折ピークが認めら
れた。

【００４５】得られた還元物に、金属Ｃａ顆粒（純度９
９％以上）８．４ｇと、無水ＣａＣｌ₂粉末(純度９９
％）３．３ｇを加えて、乾燥窒素雰囲気下で混合した。
これら原料混合物を鉄製ルツボ中に充填し、さらにステ
ンレス反応容器中に装入し、Ａｒ気流中にて、９００℃
で４．５時間加熱し、還元拡散反応を終了させた。容器
中にて冷却後、反応物を取り出し、水中崩壊させ、水洗
して不用なＣａＣｌ₂分及びＣａ分を除去した。得られ
た粉末スラリーをアルコール等で水置換後、真空乾燥し
て合金粉末を得た。

【００４６】得られた合金粉末は、Ｓｍ２４．６ｗｔ
％、残部Ｆｅからなる合金粉末であった。合金粉末をＳ
ＥＭ観察したところ、粒子径が１〜５μｍ程度の球状粒
子が認められた。また、該合金粉末を樹脂に埋め込み、
端面を研磨した後、ＳＥＭで２０００倍の写真を３視野
ずつ撮影した。次に、６μｍ間隔で、複数本の直線を写
真上に引き、先に述べた方法で合金粉末の粒子径を測定
した。得られたデータから粒子径が１μｍ以上を抽出
し、その粒子径の対数に対する個数基準粒度分布を求め
た。抽出した合金粉末粒子数は、２００個以上である。
このデータから、５μｍ以上の粒子径を持つ合金粉末の
含有率を調べたところ、２．３％であった。一方、ＸＲ
Ｄの結果、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇金属間化合物の回折ピークが認
められ、ＥＤＸ（堀場製作所製、Ｘ線アナライザーＥＭ
ＡＸ−２２００）による粒子表面の組成分布では、合金
粉末の成分分析結果とほぼ同様の結果が得られ、ほぼ全
量がＳｍ₂Ｆｅ₁₇金属間化合物からなる均質な組成の球
状粉末であることが確認された。

【００４７】ついで、この合金粉末を管状炉中に装填
し、アンモニア分圧０．３５のアンモニア−水素混合ガ
ス雰囲気中、４６５℃で３時間加熱（窒化処理）し、そ
の後、Ａｒガス中、４６５℃で１時間加熱（アニール処
理）し、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金粉末を得た。この合金粉
末をＸ線解析したところ、菱面体晶系のＴｈ₂Ｚｎ₁₇型
結晶構造の回折線（Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃金属間化合物）を示
した。また、この合金粉末を微粉砕せずに、そのまま振
動試料型磁力計（ＶＳＭ）で磁気特性の測定をしたとこ
ろ、保磁力Ｈｃ１１．３ｋＯｅ角形性Ｈｋ４．０ｋＯｅ
と良好だった。

【００４８】（比較例１）実施例１と同様に調製したＳ
ｍ₂Ｏ₃とＦｅ₂Ｏ₃の混合酸化物の７０ｇを石英ボートに
取り、水素＋窒素気流（各１リットル／ｍｉｎ）の管状
加熱炉中、１０００℃で３時間の加熱を行った。その
後、雰囲気を窒素に切り替えて、窒素気流中で、室温ま
で放置冷却した。得られた還元物をＳＥＭ観察したとこ
ろ、還元物は粒子径が１〜５μｍ程度の粒子であるが、
ＸＲＤの結果、Ｆｅ及びＳｍＦｅＯ₃の回折ピークが認
められ、Ｓｍ₂Ｏ₃がＳｍＦｅＯ₃となったことが確認さ
れた。

【００４９】（比較例２）金属Ｓｍ塊１３．５ｇ、金属
Ｆｅ塊３７．５ｇをジルコニアルツボに装入し、Ａｒ雰
囲気下、高周波加熱炉中、１３００℃に加熱溶解した。
これを水冷用銅製鋳型に鋳込み、冷却して、鋳塊とした
後、ジョークラッシャーにて１５０メッシュアンダーま
で粉砕した。得られた合金粉末は、Ｓｍ２５．１ｗｔ
％、残部Ｆｅからなる合金粉末であった。ついで、この
粉末を管状炉内に装填し、アンモニア分圧０．３５のア
ンモニア−水素混合ガス雰囲気中、４６５℃で６時間加
熱（窒化処理）し、その後、Ａｒガス中、４６５℃で２
時間加熱（アニール処理）し、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金粉
末を得た。この合金粉末をＸ線解析したところ、菱面体
晶系のＴｈ₂Ｚｎ₁₇型結晶構造の回折線（Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ
₃金属間化合物）を示した。これを振動ボールミルにて
３μｍ程度に微粉砕した。

【００５０】この合金粉末をＳＥＭ観察したところ、針
状、板状、様々な形状の粒子からなり、また、サブミク
ロンの微細な高Ｓｍ金属間化合物相が多量に存在した。
得られた合金粉末の磁気特性を、振動試料型磁力計（Ｖ
ＳＭ）で測定したところ、保磁力Ｈｃ８．４ｋＯｅ角形
性Ｈｋ２．７ｋＯｅと低い値を示した。

【００５１】（比較例３）Ｓｍ₂Ｏ₃粉末（純度９９％）
１５．０ｇ、Ｆｅ粉末（純度９９％）３７．５ｇ、無水
ＣａＣｌ₂粉末（純度９９％）３．０ｇ、金属Ｃａ顆粒
（純度９９％以上）７．５ｇを乾燥窒素雰囲気下で混合
した。これら原料混合物を鉄製ルツボ中に充填し、さら
にステンレス反応容器中に装入し、Ａｒ気流中にて９０
０℃で４．５時間加熱し、還元拡散反応を終了させた。
容器中にて冷却後、反応物を取り出し、水中崩壊させ、
水洗して不用なＣａＣｌ₂及びＣａ分を除去した。得ら
れた粉末スラリーを、アルコール等で水置換後、真空乾
燥して合金粉末を得た。

【００５２】得られた合金粉末は、Ｓｍ２４．９ｗｔ
％、残部Ｆｅからなる合金粉末であった。合金粉末をＳ
ＥＭ観察したところ、一部に二次凝集を含む粒子径が１
〜数百μｍ程度の多様な形状の粒子が認められた。ま
た、ＥＤＸによる粒子表面の組成分析では、合金粉末の
成分分析結果とほぼ同様の結果が得られ、均質な組成の
球状粉末であることが確認された。また、実施例１と同
様の評価方法で、５μｍ以上の粒子径を持つ合金粉末の
含有率を調べたところ、４２．８％であった。

【００５３】ついで、実施例１と同様にして窒化し、Ｓ
ｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金粉末を得た。この合金粉末をＸ線解
析したところ、菱面体晶系のＴｈ₂Ｚｎ₁₇型結晶構造の
回折線（Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃金属間化合物）を示した。次
に、この合金粉末を旋回型ジェットミルにかけて微粉砕
した。得られた合金粉末の磁気特性を、振動試料型磁力
計（ＶＳＭ）で測定したところ、保磁力Ｈｃ９．２ｋＯ
ｅ角形性Ｈｋ３．４ｋＯｅと低い値を示した。

【００５４】

【発明の効果】本発明の方法によれば、粒子のほとんど
が概ね球状であり、その粒子径が１〜５μｍであること
を特徴とする希土類金属−遷移金属合金粉末を容易に低
コストで得ることができる。また、この製造方法を使っ
て得られたＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石用合金粉末は、窒化時
間が短縮され、微粉砕工程が簡略化されることから工業
的価値が高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K017 AA04 BA05 BA06 BA08 BB12 CA01 DA02 DA09 EA03 EH01 EH18 FB06 FB10 4K018 BA05 BA18 BB01 BC09 BD01 BD07 5E040 AA03 AA19 CA01 HB09 HB11 HB15 HB17 NN06 NN17 NN18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希土類金属酸化物粉末と遷移金属酸化物
粉末とを混合粉砕する第１工程と、第１工程で得られた
粉末を水素雰囲気中で加熱して前記遷移金属酸化物を還
元する第２工程と、第２工程で得られた粉末に、アルカ
リ土類金属及びアルカリ土類金属水素化物からなる群か
ら選ばれる少なくとも１種を配合し、不活性雰囲気中に
おいて直接還元拡散反応を行わせる第３工程と、第３工
程で得られた反応生成物を水中崩壊させる第４工程とか
らなる希土類金属−遷移金属合金粉末の製造方法。
【請求項２】希土類金属酸化物粉末と遷移金属酸化物
粉末とを混合粉砕する第１工程と、第１工程で得られた
粉末を水素雰囲気中で加熱して前記遷移金属酸化物を還
元する第２工程と、第２工程で得られた粉末に、アルカ
リ土類金属及びアルカリ土類金属水素化物からなる群か
ら選ばれる少なくとも１種、及び、アルカリ土類金属酸
化物及びアルカリ土類金属塩化物からなる群から選ばれ
る少なくとも１種を配合し、不活性雰囲気中において直
接還元拡散反応を行わせる第３工程と、第３工程で得ら
れた反応生成物を水中崩壊させる第４工程とからなる希
土類金属−遷移金属合金粉末の製造方法。
【請求項３】目的粒子径をｎ（μｍ）（ただし、１≦
ｎ≦５）としたとき、第１工程において、混合した粉末
を、ｎ／１０〜ｎ（μｍ）の粒度分布に粉砕することを
特徴とする請求項１または２に記載の希土類金属−遷移
金属合金粉末の製造方法。
【請求項４】第１工程において、混合粉砕の前に、希
土類金属酸化物粉末と遷移金属酸化物粉末との混合粉末
の総重量の０．５〜１０倍量のアルカリ土類金属酸化物
を添加することを特徴とする請求項１または２に記載の
希土類金属−遷移金属合金粉末の製造方法。
【請求項５】第２工程において、４００℃〜６００℃
で水素還元を行わせ、さらに、非酸化性雰囲気下で６０
０℃〜１２００℃で加熱することを特徴とする請求項１
または２に記載の希土類金属−遷移金属合金粉末の製造
方法。
【請求項６】前記希土類金属として主にＳｍを用い、
前記遷移金属として、Ｆｅ、またはＦｅ及びＣｏを主に
用いることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記
載の希土類金属−遷移金属合金粉末の製造方法。
【請求項７】希土類金属酸化物粉末と遷移金属酸化物
粉末とを混合粉砕する第１工程と、第１工程で得られた
粉末を水素雰囲気中で加熱して前記遷移金属酸化物を還
元する第２工程と、第２工程で得られた粉末に、アルカ
リ土類金属及びアルカリ土類金属水素化物からなる群か
ら選ばれる少なくとも１種、及び、アルカリ土類金属酸
化物及びアルカリ土類金属塩化物からなる群から選ばれ
る少なくとも１種を配合し、不活性雰囲気中において直
接還元拡散反応を行わせる第３工程と、第３工程で得ら
れた反応生成物を水中崩壊させる第４工程とにより製造
され、主として粒子径が１〜５μｍの球状粒子からなる
ことを特徴とする希土類金属−遷移金属合金粉末。
【請求項８】希土類金属酸化物粉末と遷移金属酸化物
粉末とを混合粉砕する第１工程と、第１工程で得られた
粉末を水素雰囲気中で加熱して前記遷移金属酸化物を還
元する第２工程と、第２工程で得られた粉末に、アルカ
リ土類金属及びアルカリ土類金属水素化物からなる群か
ら選ばれる少なくとも１種、及び、アルカリ土類金属酸
化物及びアルカリ土類金属塩化物からなる群から選ばれ
る少なくとも１種を配合し、不活性雰囲気中において直
接還元拡散反応を行わせる第３工程と、第３工程で得ら
れた反応生成物を水中崩壊させる第４工程とにより製造
され、粒子径１μｍ以上の全合金粉末に対し、粒子径５
μｍ以上の合金粉末の含有率が、個数基準で２．５％以
下であることを特徴とする希土類金属−遷移金属合金粉
末。
【請求項９】希土類金属として主にＳｍを用い、遷移
金属として、Ｆｅ、またはＦｅ及びＣｏを主に用いるこ
とを特徴とする請求項７または８に記載の希土類金属−
遷移金属合金粉末の製造方法。