JP2001506404A - 磁性を有する生成物、その製造方法及びこの生成物から造られる磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 発明は、磁性を有する生成物の製造方法、生成する生成物及びこの生成物によって造られる磁石に関する。その方法は、少なくとも一種の遷移金属を含有する合金Ａを、アルミニウム、ビスマス、カドミウム、スズ、ガリウム、インジウム、鉛、亜鉛、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、クロム、ニッケル、水銀及び希土類を含む群から選ぶ元素Ｂ又は元素Ｂの化合物と共に粉砕することを特徴とする。生成物は、合金Ａベースの粒子が少なくとも一種の該元素Ｂに被覆された形態であり、該粒子は、本質的に単結晶性である。

Description

【発明の詳細な説明】 磁性を有する生成物、その製造方法及びこの生成物から造られる磁石 本発明は、磁性を有する生成物の製造方法、それから得られる生成物及びこの 生成物から造られる磁石に関する。 永久磁石の電気又は電子工業における重要性は、磁性を有する生成物が絶えず 探し求められているということを意味する。そのような生成物は、良好な性能を 持たなければならないが、受け入れられるコストでければならない。このタイプ の生成物は、希土類及び遷移金属をベースにした合金を含む。そのような合金は 、それらを磁石を製造するために興味を起こさせる品質を有するが、それらの性 質は、更に改良する必要がある。 また、そのような磁石を製造するための良好な磁性を有する出発生成物を自由 に入手することも重要である。 本発明の目的は、そのような生成物を製造することができる処理を提供するに ある。 すなわち、発明の方法は、少なくとも一種の希土類及び少なくとも一種の遷移 金属を含む合金Ａを、アルミニウム、ビスマス、カドミウム、スズ、ガリウム、 インジウム、鉛、亜鉛、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、クロム、ニッケル 、水銀及び希土類によって形成される群から選ぶ少なくとも一種の元素Ｂ又は元 素Ｂの化合物と共に粉砕することを特徴とする磁性を有する生成物を製造する方 法を提供する。 発明は、また、第一の実施態様では、アルミニウム、ビスマス、カドミウム、 スズ、ガリウム、インジウム、鉛、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、クロム 、ニッケル、水銀及び希土類によって形成される群から選ぶ少なくとも一種の元 素Ｂを含有する層によって囲まれる、少なくとも一種の希土類及び少なくとも一 種の遷移金属を含む合金Ａをベースにした粒子によって構成される粉末の形態で あり、該粒子は、本質的に単結晶であることを特徴とする磁性を有する生成物に も関する。 発明は、更に、第二の実施態様では、亜鉛又は亜鉛とアルミニウム、ビスマス 、カドミウム、スズ、ガリウム、インジウム、鉛、マグネシウム、銀、アンチモ ン、銅、クロム、ニッケル、水銀及び希土類によって形成される群から選ぶ少な くとも一種の他の元素との混合物を含有する層によって囲まれる、少なくとも一 種の希土類及び少なくとも一種の遷移金属を含む合金Ａをベースにした粒子によ って構成される粉末の形態であり、該粒子は、本質的に単結晶であることを特徴 とする磁性を有する生成物に関する。 発明のそれ以上の特徴、詳細及び利点は、下記の記述及び発明を例示するため に挙げる例から一層明らかになるものと思い、例は、発明を制限するものではな い。 発明の方法は、合金Ａであって、それらの組成が、構成成分の性質及びそれら のそれぞれの割合で変わることができるものから出発する。 その方法は、充実合金、例えばインゴットの形態の合金を使用する。 合金は、少なくとも一種の希土類及び少なくとも一種の遷移金属を含む。発明 は、また、窒素又は硼素も含有する上記の合金にも適用し得る。そのような合金 は、良く知られている。 記述全体を通して用いる通りの「希土類」なる用語は、イットリウム及び原子 番号５７〜７１（それぞれを含む）を有する周期表からの元素によって構成され る群からの元素を意味する。記述全体を通して言う周期表は、「Ｓｕｐｐｌｅｍ ｅｎｔ ａｕ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｄｅ ｌａ Ｓｏｃｉｅｔｅ Ｃｈｉｍｉｑ ｕｅ ｄｅ Ｆｒａｎｃｅ ｎ°１」（１９６６年１月）に発表されたものであ る。 合金Ａにおける希土類は、特にサマリウムにすることができる。合金Ａは、ま た、いくつもの希土類を含むことができ、それらの中でサマリウムが主割合にな るのがよい。合金Ａにおける希土類は、また、ネオジム及び／又はプラセオジム にすることもできる。いくつもの希土類の合金について、ネオジム及び／又はプ ラセオジムは、主割合になるのがよい。 「遷移元素」なる用語は、ＩＩＩａ〜ＶＩＩａ、ＶＩＩＩ、Ｉｂ及びＩＩｂ欄 からの元素を意味する。一層特には、これらの遷移元素は、鉄、コバルト又はニ ッケルにすることができる。その他の遷移元素、例えばクロム、ニオブ、モリブ デン、バナジウム、銅、亜鉛、銀、白金、金、ジルコニウム及びハフニウムが、 特に鉄及び／又はコバルトと組み合わせて存在することができる。 発明は、また、遷移元素に加えて、アルミニウム、ケイ素、硫黄、ガリウム又 は鉛を、単独で又は組み合わせて用いて含む合金も含むのはもちろんである。 希土類、遷移金属及び随意の窒素又は硼素のそれぞれの割合は、広く変えるこ とができる。すなわち、希土類含量は、少なくとも１％（ここに挙げるパーセン テージは、原子パーセンテージである）にすることができ、１〜３０％にするこ とができる。窒素又は硼素含量は、少なくとも０．５％にすることができ、０． ５〜３０％にすることができる。 合金Ａの例は、サマリウム／コバルト又はサマリウム／鉄／窒素又は希土類／ 鉄／硼素である。希土類は、ネオジムにすることができる。 本発明において特に適用される合金Ａは、ＲＥ₂ＴＭ₁₄Ｂ（式中、ＲＥは、少 なくとも一種の希土類を表し、ＴＭは、少なくとも一種の遷移金属を表わす）タ イプの１つの相を有するものであり、この相は、おそらく主相である。 合金Ａに、中性雰囲気中で温度好ましくは９００°〜１１００℃の範囲で加熱 することによって予備均質化処理を受けさせることが興味を起こすかもしれない 。 最後に、単結晶粒子の形態の発明の磁性を有する生成物を得るためには、合金 Ａは、結晶構造を持たなければならない。 元素Ｂは、上に示した通りに、アルミニウム、ビスマス、カドミウム、スズ、 ガリウム、インジウム、鉛、亜鉛、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、クロム 、ニッケル、水銀及び希土類によって形成される群から選ぶ。いくつもの元素Ｂ を、合金、特に二成分又は三成分合金の形態で組み合わせて用いることができる のはもちろんである。挙げた元素の中で、特にガリウム、マグネシウム及びアル ミを挙げることができる。希土類に関しては、元素Ｂは、特にネオジム、テルビ ウム、ジスプロシウム又はサマリウムにすることができる。希土類は、希土類の 外の上記の群の内の少なくとも一種の元素を混ぜて使用するのが好ましい。元素 Ｂの特定の合金は、アルミニウム／ジスプロシウム、アルミニウム／サマリウム 、マグネシウム／アルミニウム、アルミニウム／ジスプロシウム／マグネシウム 及びマグネシウム／アルミニウム／サマリウム合金である。 元素Ｂは、好ましい通りのそれの金属形態でか又は化合物、例えば酸化物又は 塩の形態のいずれかの異なる形態で用いることができる。 元素Ｂは、固体マスの形態で用いることができる。 発明の方法は、合金Ａを少なくとも一種の元素Ｂ又はその元素Ｂの化合物と共 に粉砕することからなる。粉砕は、直接に、すなわち液状媒体、特に不活性溶媒 の不存在にすることができる。しかし、発明は、また、液状媒体の存在における 粉砕も包含する。液状媒体中での粉砕は、また、液状媒体を用いない粉砕と、任 意の順で組み合わせることもできる。 粉砕は、発明に従う粉末を得るのに十分なエネルギーを供給することができる 任意の適した装置において実施することができる。粉砕期間は、主に生成すべき 粒度の関数として決められる。粒度１〜５００μｍの範囲を有する粉末が生成さ れるのが普通である。粉末グレインは、粒度が大きくて５０μｍ、一層特には０ ．１〜１０μｍの粒子によって構成される。粉砕時間は、例えば１〜３０分にす ることができる。 粉砕は、中性又は不活性雰囲気中、例えばアルゴン中で行うのが好ましい。 変法では、粉砕は、合金Ａ−元素Ｂ又は元素Ｂ混合物の化合物を加熱しながら 行うことができる。 それ以上の変法では、粉砕した後に得られる混合物を、温度３５０°〜１００ ０℃の範囲で、通常管理された雰囲気下で、一層特にはアルゴン中で、又は真空 下で一回又はそれ以上の回数熱処理する。 上に挙げる元素Ｂの量は、主に粉砕された生成物について生成するつもりの磁 性に応じて、広い範囲の間で変えることができる。元素Ｂ又は元素Ｂの化合物の 合金Ａに対する重量比Ｒは、大きくて１２であるのが普通である。特に、それは 、大きくて１、一層特には、大きくて０．５にすることができる。いくつかの実 施態様では、この比は、０．１よりも小さくすることができる。 発明の方法は、磁性、特に比較的に高い保磁力を有する粉末形態の生成物を製 造することができる。これは、処理する前に、低い保磁力を有するにすぎないＮ ｄ−Ｆｅ−Ｂタイプの合金について特に当てはまる。加えて、発明の方法は、こ のようにして処埋した合金の酸化に対する耐性を向上させることができる。 発明の方法によって得られる生成物について、今説明することにする。 ２つの実施態様が存在する。 第一の実施態様では、生成物は、合金Ａをベースにした粒子の形態であり、こ れらの粒子は、アルミニウム、ビスマス、カドミウム、スズ、ガリウム、インジ ウム、鉛、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、クロム、ニッケル、水銀及び希 土類によって形成される群から選ぶ少なくとも一種の元素Ｂを含有する層によっ て囲まれる。 第二の実施態様では、生成物は、亜鉛又は亜鉛とアルミニウム、ビスマス、カ ドミウム、スズ、ガリウム、インジウム、鉛、マグネシウム、銀、アンチモン、 銅、クロム、ニッケル、水銀及び希土類によって形成される群から選ぶ少なくと も一種の他の元素との混合物を含有する層によって囲まれる合金Ａをベースにし た粒子の形態である。 方法並びに合金Ａ及び元素Ｂの上記の記述が、両方の実施態様に適用し得るの はもちろんである。すなわち、第一の実施態様では、層は、少なくとも一種の希 土類並びにアルミニウム、ビスマス、カドミウム、スズ、ガリウム、インジウム 、鉛、マグネシウム、銀、アンチモン、及び水銀を含む群からの少なくとも一種 の他の元素をベースにした元素Ｂの合金を含有することができ、希土類は、一層 特にはジスプロシウム又はサマリウムであり、他の元素は、一層特にはアルミニ ウムである。第二の実施態様については、層は、亜鉛と少なくとも一種の希土類 との混合物を含有することができる。最後に、第二の実施態様については、元素 Ｂ又は亜鉛と混合する元素は、ガリウム及び／又はアルミニウムにすることがで きる。 発明の生成物の一特性は、粒子が本質的に単結晶であることである。「本質的 に単結晶」なる用語は、発明の生成物の一粒子において、多くて１０のクリスタ リットが、その粒子の少なくとも５０％に相当することを意味する。 記載した生成物の構造において、いくつかの変更が可能であるのはもちろんで ある。特に、合金を被覆する周囲層は、完全には連続又は均質でなくてよい。し かし、発明の生成物は、均質なコーティング層を含むのが好ましい。 層は、合金に少なくとも一部化学結合させることができる。 最後に、発明の生成物を構成する粒子は、異方性又は本質的に異方性である。 発明は、また、上記した通りの、又は上記した方法から得られる生成物を含む 永久磁石にも関する。永久磁石は、知られている様式、例えば焼結することによ って調製する。更に、発明の生成物は、ボンド永久磁石を調製するために適して いる。そのようなボンド永久磁石は、上に規定した生成物を、例えばガラス、ポ リマー、又はエポキシ樹脂のような樹脂をベースにした、又は低い融点を有する 第二合金をベースにした非磁性材料によって形成されるマトリックス中に含む。 今、例を挙げることにする。 例１ 組成Ｎｄ₁₅Ｆｅ₇₇Ｂ₈（原子％）を有する合金Ａのインゴットに、元素Ｂとし てのガリウム金属を、Ｇａ／合金Ａの異なる比Ｒで混合した。混合物の全重量は 、５ｇであった。混合物をロールミルにおいてアルゴン中で１０分間粉砕した。 得られた結果を下記の表に挙げる。 例２ 例１の条件を繰り返したが、１１００℃で２４時間の間熱処理することによっ て予備均質化しておいた合金Ａを使用し、アルミニウム金属を元素ＢとしてＡｌ ／合金Ａの比Ｒ＝０．１２で使用した。得られた結果を下記の表に挙げる。 例３ 例２の合金Ａを使用して、例１の条件を繰り返したが、組成Ｄｙ₁₅Ａｌ₈₅（重 量％）を有する合金を元素Ｂ及びＲ（Ｄｙ₁₅Ａｌ₈₅／合金Ａ）＝０．１として使 用した。得られた結果を下記の表に挙げる。 例４ 例１の条件を繰り返したが、９００℃で５時間の間熱処理することによって予 備均質化しておいた合金ＡをＧａ／合金Ａの比Ｒ＝０．２で使用した。得られた 結果を下記の表に挙げる。 例５ ９００℃で５時間の間熱処理することによって予備均質化しておいた合金Ａを 使用して、例１の条件を繰り返したが、組成Ｄｙ₁₅Ｇａ₈₅（重量％）を有する合 金を元素Ｂ及びＲ（Ｄｙ₁₅Ｇａ₈₅／合金Ａ）＝０．２５として使用した。得られ た結果を下記の表に挙げる。 例６ 例３の粉末を熱処理した（９００℃で１２分、次いで６００℃で１時間）。得 られた結果を下記の表に挙げる。 例７ 組成Ｎｄ₁₅（Ｆｅ_0.8Ｃｏ_0.2）₇₇Ｂ₈を有する合金Ａのインゴットに、元素Ｂ としての合金Ｍｇ₂Ａｌ₃をＭｇ₂Ａｌ₃／合金Ａ比Ｒ＝０．１で混合した。混合物 をロールミルにおいてアルゴン中で粉砕した。次いで、粉末を６００℃で１２分 熱処理した。得られた結果を下記の表に挙げる。 比較のために、Ｎｄ₁₅Ｆｅ₇₇Ｂ₈粉末は、Ｈｃ値０．４ｋＯｃを有していた。

【手続補正書】 【提出日】平成１１年７月１日（１９９９．７．１） 【補正内容】 １．請求の範囲を別紙の通りに訂正する。 ２．明細書第５頁第１８行の「アンチモン」の後に、「銅、クロム、ニッケル」 を加える。 請求の範囲 １． 少なくとも一種の希土類及び少なくとも一種の遷移金属を含む合金Ａを、 アルミニウム、ビスマス、カドミウム、スズ、ガリウム、インジウム、鉛、亜鉛 、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、クロム、ニッケル、水銀及び希土類によ って形成される群から選ぶ少なくとも一種の元素Ｂ又は元素Ｂの化合物と共に粉 砕することを特徴とする磁性を有する生成物を製造する方法。 ２． 前記元素Ｂがガリウム及び／又はアルミニウムであることを特徴とする請 求項１の方法。 ３． 合金Ａを、少なくとも一種の希土類並びにアルミニウム、ビスマス、カド ミウム、スズ、ガリウム、インジウム、鉛、亜鉛、マグネシウム、銀、アンチモ ン、銅、クロム、ニッケル及び水銀によって形成される群からの少なくとも一種 の他の元素をベースにした元素Ｂの合金と共に粉砕することを特徴とする請求項 １の方法。 ４． 希土類がジスプロシウム又はサマリウムであり、他の元素がアルミニウム であることを特徴とする請求項３の方法。 ５． 合金Ａが、また、窒素又は硼素も含有することを特徴とする請求項１〜４ のいずれか一の方法。 ６． 合金Ａの希土類が、サマリウム、ネオジム又はプラセオジムであることを 特徴とする請求項１〜５のいずれか一の方法。 ７． 粉砕した後に、合金Ａ−元素Ｂ又は元素Ｂ混合物の化合物を温度３５０° 〜１０００℃の範囲で熱処理するすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか 一の方法。 ８． 合金Ａを熱処理することによって予備均質化することを特徴とする請求項１〜７ のいずれか一の方法。 ９． アルミニウム、ビスマス、カドミウム、スズ、ガリウム、インジウム、鉛 、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、クロム、ニッケル、水銀及び希土類によ って形成される群から選ぶ少なくとも一種の元素Ｂを含有する層によって囲まれ る、少なくとも一種の希土類及び少なくとも一種の遷移金属を含む合金Ａをベー スにした粒子の形態であり、該粒子は、本質的に単結晶であることを特徴とする 磁性を有する生成物。 １０． 亜鉛又は亜鉛とアルミニウム、ビスマス、カドミウム、スズ、ガリウム 、インジウム、鉛、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、クロム、ニッケル、水 銀及び希土類によって形成される群から選ぶ少なくとも一種の他の元素との混合 物を含有する層によって囲まれる、少なくとも一種の希土類及び少なくとも一種 の遷移金属を含む合金Ａをベースにした粒子の形態であり、該粒子は、本質的に 単結晶であることを特徴とする磁性を有する生成物。 １１． 層が亜鉛と少なくとも一種の希土類との混合物を含有することを特徴と する請求項１０の生成物。 １２． 層が少なくとも一種の希土類並びにアルミニウム、ビスマス、カドミウ ム、スズ、ガリウム、インジウム、鉛、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、ク ロム、ニッケル、及び水銀によって形成される群からの少なくとも一種の他の元 素をベースにした元素Ｂの合金を含有することを特徴とする請求項９の生成物。 １３． 合金Ａが、また、窒素又は硼素も含有することを特徴とする請求項９〜 １２のいずれか一の生成物。 １４． 合金Ａの希土類が、サマリウム、ネオジム又はプラセオジムであること を特徴とする請求項９〜１３のいずれか一の生成物。 １５． 請求項９〜１４のいずれか一の生成物又は請求項１〜８のいずれか一の 方法から得ることができる生成物を含むことを特徴とする永久磁石。 １６． 請求項９〜１４のいずれか一の生成物又は請求項１〜８のいずれか一の 方法によって得ることができる生成物を、ガラス、ポリマー、樹脂又は低い融点 を有する第二合金をベースにした非磁性材料から形成されるマトリックス中に含 むことを特徴とするボンド永久磁石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 少なくとも一種の希土類及び少なくとも一種の遷移金属を含む合金Ａを、 アルミニウム、ビスマス、カドミウム、スズ、ガリウム、インジウム、鉛、亜鉛 、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、クロム、ニッケル、水銀及び希土類によ って形成される群から選ぶ少なくとも一種の元素Ｂ又は元素Ｂの化合物と共に粉 砕することを特徴とする磁性を有する生成物を製造する方法。 ２． 前記元素Ｂがガリウム及び／又はアルミニウムであることを特徴とする請 求項１の方法。 ３． 合金Ａを、少なくとも一種の希土類並びにアルミニウム、ビスマス、カド ミウム、スズ、ガリウム、インジウム、鉛、亜鉛、マグネシウム、銀、アンチモ ン、銅、クロム、ニッケル及び水銀によって形成される群からの少なくとも一種 の他の元素をベースにした元素Ｂの合金と共に粉砕することを特徴とする請求項 １の方法。 ４． 希土類がジスプロシウム又はサマリウムであり、他の元素がアルミニウム であることを特徴とする請求項３の方法。 ５． 合金Ａが、また、窒素又は硼素も含有することを特徴とする先の請求項の いずれか一の方法。 ６． 合金Ａの希土類が、サマリウム、ネオジム又はプラセオジムであることを 特徴とする先の請求項のいずれか一の方法。 ７． 粉砕した後に、合金Ａ−元素Ｂ又は元素Ｂ混合物の化合物を温度５００° 〜１０００℃の範囲で熱処理するすることを特徴とする先の請求項のいずれか一 の方法。 ８． 合金Ａを熱処理することによって予備均質化することを特徴とする先の請 求項のいずれか一の方法。 ９． アルミニウム、ビスマス、カドミウム、スズ、ガリウム、インジウム、鉛 、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、クロム、ニッケル、水銀及び希土類によ って形成される群から選ぶ少なくとも一種の元素Ｂを含有する層によって囲まれ る、少なくとも一種の希土類及び少なくとも一種の遷移金属を含む合金Ａをベー スにした粒子の形態であり、該粒子は、本質的に単結晶であることを特徴とする 磁性を有する生成物。 １０． 亜鉛又は亜鉛とアルミニウム、ビスマス、カドミウム、スズ、ガリウム 、インジウム、鉛、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、クロム、ニッケル、水 銀及び希土類によって形成される群から選ぶ少なくとも一種の他の元素との混合 物を含有する層によって囲まれる、少なくとも一種の希土類及び少なくとも一種 の遷移金属を含む合金Ａをベースにした粒子の形態であり、該粒子は、本質的に 単結晶であることを特徴とする磁性を有する生成物。 １１． 層が亜鉛と少なくとも一種の希土類との混合物を含有することを特徴と する請求項１０の生成物。 １２． 層が少なくとも一種の希土類並びにアルミニウム、ビスマス、カドミウ ム、スズ、ガリウム、インジウム、鉛、マグネシウム、銀、アンチモン、銅、ク ロム、ニッケル、及び水銀によって形成される群からの少なくとも一種の他の元 素をベースにした元素Ｂの合金を含有し、希土類は、一層特にはジスプロシウム 又はサマリウムであり、他の元素は、一層特にはアルミニウムであることを特徴 とする請求項９の生成物。 １３． 合金Ａが、また、窒素又は硼素も含有することを特徴とする請求項９〜 １２のいずれか一の生成物。 １４． 合金Ａの希土類が、サマリウム、ネオジム又はプラセオジムであること を特徴とする請求項９〜１３のいずれか一の生成物。 １５． 請求項９〜１４のいずれか一の生成物又は請求項１〜８のいずれか一の 方法から得ることができる生成物を含むことを特徴とする永久磁石。 １６． 請求項９〜１４のいずれか一の生成物又は請求項１〜８のいずれか一の 方法によって得ることができる生成物を、ガラス、ポリマー、樹脂又は低い融点 を有する第二合金をベースにした非磁性材料から形成されるマトリックス中に含 むことを特徴とするボンド永久磁石。