JP2002008914A - 高性能希土磁石 - Google Patents
高性能希土磁石Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
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- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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- H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
- H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
- H01F1/0577—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｒ（希土）−Ｆｅ−Ｂ系燒結希土磁石におい
て、粗大な第２相の析出を抑え、主相を可能な限り多く
し、異方性が大きく、且つ高保磁力の希土磁石を提供す
ること。 【課題解決手段】ナノ粒子のＲ２Ｆｅ１４Ｂ相に非磁性
金属を被覆し、液相燒結により粒界に薄い非磁性相を配
した単磁区体を用いる。
て、粗大な第２相の析出を抑え、主相を可能な限り多く
し、異方性が大きく、且つ高保磁力の希土磁石を提供す
ること。 【課題解決手段】ナノ粒子のＲ２Ｆｅ１４Ｂ相に非磁性
金属を被覆し、液相燒結により粒界に薄い非磁性相を配
した単磁区体を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土磁石に関し、
より詳しくは、新規磁性紛を用い、高い異方性と保磁力
を増大させた高性能希土磁石に関する。
より詳しくは、新規磁性紛を用い、高い異方性と保磁力
を増大させた高性能希土磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｄを主とするＲ（希土）−Ｆｅ−Ｂ系
希土磁石が開発されて以来、安価で高性能な磁石として
脚光を浴び、近年 機器の小型化に伴い、使用が増大し
てきている。又本磁石は主相のＲ２Ｆｅ１４Ｂ相が著し
く異方性が大きいことが判明している。それ以外にＲリ
ッチな非磁性相、α−Ｆｅを含む軟磁性相が、保磁力の
増大に寄与していることが分かってきている。
希土磁石が開発されて以来、安価で高性能な磁石として
脚光を浴び、近年 機器の小型化に伴い、使用が増大し
てきている。又本磁石は主相のＲ２Ｆｅ１４Ｂ相が著し
く異方性が大きいことが判明している。それ以外にＲリ
ッチな非磁性相、α−Ｆｅを含む軟磁性相が、保磁力の
増大に寄与していることが分かってきている。
【０００３】本来異方性が大きく、高エネルぎー積の磁
石を作るには、主相Ｒ２Ｆｅ１４Ｂが多い方が好まし
い。しかし第２相以下が少なくて、有効に働かない場
合、燒結が難しく、保磁力の増大が期待できない。最近
では、液体急冷法により、アモルファス状態からの燒鈍
により主相のＲ２Ｆｅ１４Ｂを微細に析出せしめ、第２
相以下を制御して、より高性能の磁石の開発がなされて
いるが、なほ第２相の状態を制御することは難しく限界
があった。
石を作るには、主相Ｒ２Ｆｅ１４Ｂが多い方が好まし
い。しかし第２相以下が少なくて、有効に働かない場
合、燒結が難しく、保磁力の増大が期待できない。最近
では、液体急冷法により、アモルファス状態からの燒鈍
により主相のＲ２Ｆｅ１４Ｂを微細に析出せしめ、第２
相以下を制御して、より高性能の磁石の開発がなされて
いるが、なほ第２相の状態を制御することは難しく限界
があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決すべくなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、粗大な第２相以下の析出を抑え、主相を可能な限
り多くし、異方性が大きく、且つ保磁力の大きい希土磁
石を提供することにある。
解決すべくなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、粗大な第２相以下の析出を抑え、主相を可能な限
り多くし、異方性が大きく、且つ保磁力の大きい希土磁
石を提供することにある。
【０００５】
【問題を解決するための手段】本発明者は上記問題を解
決すべく、鋭意研究の結果、本発明の希土磁石に、ナノ
粒子のＲ２Ｆｅ１４Ｂ主相の周りを薄い非磁性相で覆う
ことにより、高い異方性と高い保磁力を得られることを
見出し、本発明を完成した。
決すべく、鋭意研究の結果、本発明の希土磁石に、ナノ
粒子のＲ２Ｆｅ１４Ｂ主相の周りを薄い非磁性相で覆う
ことにより、高い異方性と高い保磁力を得られることを
見出し、本発明を完成した。
【０００６】ナノ粒子Ｒ２Ｆｅ１４Ｂ相の希土元素に
は、Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙがあり、又それらの組合せから選
ばれる。又主相を囲む非磁性相には、主相より融点の低
いＡｌ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ａｇ等又はそれらの合金から選ば
れる。
は、Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙがあり、又それらの組合せから選
ばれる。又主相を囲む非磁性相には、主相より融点の低
いＡｌ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ａｇ等又はそれらの合金から選ば
れる。
【０００７】主相の粒径は１００ｎｍ以下が望ましく、
好ましくは、粒子が単磁区になりうる５０ｎｍ以下であ
る。主相ナノ粒子作製は、液体超急冷法によるアモルフ
ァスリボンを粉砕して得られる磁紛、同じくアトマイズ
紛を用いることができる。被覆非磁性相の厚さは１０〜
１００Åが好ましく、それ以上だと主相の割合が減じる
し、それ以下では、液相燒結が難しくなる。
好ましくは、粒子が単磁区になりうる５０ｎｍ以下であ
る。主相ナノ粒子作製は、液体超急冷法によるアモルフ
ァスリボンを粉砕して得られる磁紛、同じくアトマイズ
紛を用いることができる。被覆非磁性相の厚さは１０〜
１００Åが好ましく、それ以上だと主相の割合が減じる
し、それ以下では、液相燒結が難しくなる。
【０００８】ナノ粒子からなる希土磁石の作製方法は通
常の燒結方法による。非磁性相で覆ったナノ粒子磁紛を
磁場中で配行させながらプレスをかけ前駆体を作製した
後、還元性雰囲気中で燒結させる。燒結は主相のみでは
燒結不可能なより低い温度で行い、液相燒結により、ナ
ノ粒子径を変えずに燒結を完結することができる。又主
相を薄い非磁性相で覆う代わりに、同じく主相より融点
の低い非磁性金属紛を混合し、配行、プレス後燒結する
ことも可能である。液相燒結により粒界を薄い非磁性相
で覆った微細均一組織を有する希土磁石の作製が可能と
ある。図１．模式図 参照
常の燒結方法による。非磁性相で覆ったナノ粒子磁紛を
磁場中で配行させながらプレスをかけ前駆体を作製した
後、還元性雰囲気中で燒結させる。燒結は主相のみでは
燒結不可能なより低い温度で行い、液相燒結により、ナ
ノ粒子径を変えずに燒結を完結することができる。又主
相を薄い非磁性相で覆う代わりに、同じく主相より融点
の低い非磁性金属紛を混合し、配行、プレス後燒結する
ことも可能である。液相燒結により粒界を薄い非磁性相
で覆った微細均一組織を有する希土磁石の作製が可能と
ある。図１．模式図 参照
【０００９】上記方法で作られたナノ粒子からなる希土
燒結磁石では燒結中で生じたアモルファスからのＲ２Ｆ
ｅ１４Ｂは単磁区に近い状態で保持され、薄い非磁性粒
界で逆磁界の発生が抑えられ、高い異方性と保磁力が確
保できる。又組成的ゆらぎによって生じる第２相（Ｆｅ
−リッチ軟磁性相及びＢ−リッチ非磁性相）以下も少な
く、微細なため、主相に対し、悪影響を与えない。
燒結磁石では燒結中で生じたアモルファスからのＲ２Ｆ
ｅ１４Ｂは単磁区に近い状態で保持され、薄い非磁性粒
界で逆磁界の発生が抑えられ、高い異方性と保磁力が確
保できる。又組成的ゆらぎによって生じる第２相（Ｆｅ
−リッチ軟磁性相及びＢ−リッチ非磁性相）以下も少な
く、微細なため、主相に対し、悪影響を与えない。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態として、
前記主相ナノ粒子作製には、液体超急冷法により作製し
たリボンを粉砕して得られる。粉砕は通常の粉砕法によ
る粗粉砕から微粉砕を経て所定の微紛を得ることもでき
るし、好ましくは、水素を吸収させて、均一形状に粉砕
する（ＨＤＤＲ法）方法がある。又急冷アトマイズ紛を
そのまま用いることもできる。
前記主相ナノ粒子作製には、液体超急冷法により作製し
たリボンを粉砕して得られる。粉砕は通常の粉砕法によ
る粗粉砕から微粉砕を経て所定の微紛を得ることもでき
るし、好ましくは、水素を吸収させて、均一形状に粉砕
する（ＨＤＤＲ法）方法がある。又急冷アトマイズ紛を
そのまま用いることもできる。
【００１１】本発明に係わるナノ粒子主相を、非磁性相
で被覆した粒子を得る方法では、非磁性金属を蒸着等の
ＰＶ法による方法、金属塩を還元して、粒子の表面に析
出させる方法、ナノ粒子混合紛をメカニカルヒュージョ
ン（メカニカルアロイング）法により主相を他相で覆う
こともできる。
で被覆した粒子を得る方法では、非磁性金属を蒸着等の
ＰＶ法による方法、金属塩を還元して、粒子の表面に析
出させる方法、ナノ粒子混合紛をメカニカルヒュージョ
ン（メカニカルアロイング）法により主相を他相で覆う
こともできる。
【００１２】上記非磁性被覆ナノ粒子磁紛の燒結は、主
相結晶が粗大化せず、しかも密度が十分あがることが可
能な温度範囲で燒結することが好ましい。そのために
は、粒界の非磁性相の融解温度が主相のそれよりは低
く、液相燒結が可能な温度である。一般には、主相のア
モルファスが結晶化し、粗大化しない温度（５００〜１
０００℃）で燒結することが望ましく、非磁性相の軟
化、溶融温度もこの範囲から選ばれる。
相結晶が粗大化せず、しかも密度が十分あがることが可
能な温度範囲で燒結することが好ましい。そのために
は、粒界の非磁性相の融解温度が主相のそれよりは低
く、液相燒結が可能な温度である。一般には、主相のア
モルファスが結晶化し、粗大化しない温度（５００〜１
０００℃）で燒結することが望ましく、非磁性相の軟
化、溶融温度もこの範囲から選ばれる。
【００１３】
【実施例】本発明を実施例及び比較例によって更に具体
的に説明する。
的に説明する。
【００１４】［実施例］ ［非磁性被覆ナノ磁紛の作製］平均粒径が約５０ｎｍで
あるＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ 超急冷アトマイズ紛２００ｇに
同じく同レベルのＭｎ−Ａｌ（１：１）合金紛を重量比
で７％混合、アルゴン雰囲気中、遊星ボールミルで約３
０分加圧攪拌した。しかる後凝集を解くため、潤滑剤
（シリコーンオイル）を約１％添加さらに１０分間攪拌
した。その後真空乾燥して、オイルを十分除いた。硬い
主相に軟らかい非磁性相が一部覆うような状態で付着し
ている磁紛を得た。
あるＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ 超急冷アトマイズ紛２００ｇに
同じく同レベルのＭｎ−Ａｌ（１：１）合金紛を重量比
で７％混合、アルゴン雰囲気中、遊星ボールミルで約３
０分加圧攪拌した。しかる後凝集を解くため、潤滑剤
（シリコーンオイル）を約１％添加さらに１０分間攪拌
した。その後真空乾燥して、オイルを十分除いた。硬い
主相に軟らかい非磁性相が一部覆うような状態で付着し
ている磁紛を得た。
【００１５】［燒結］上記方法で得られた磁紛を１ｃｍ
Ｘ１ｃｍＸ１．５ｃｍの金型に充填し、磁場中でプレス
を行った。印加した磁場は１６ＫＯｅで１００Ｋｇ／ｃ
ｍ２の力を加えて成形した。かかる成形体をアルゴン雰
囲気中で８００℃、約１時間燒結した。燒結品の密度は
完全固体の９５％以上であった。
Ｘ１ｃｍＸ１．５ｃｍの金型に充填し、磁場中でプレス
を行った。印加した磁場は１６ＫＯｅで１００Ｋｇ／ｃ
ｍ２の力を加えて成形した。かかる成形体をアルゴン雰
囲気中で８００℃、約１時間燒結した。燒結品の密度は
完全固体の９５％以上であった。
【００１６】［磁気測定］上記作製試料を振動式磁気測
定装置（ＶＳＭ）で着磁方向に磁気測定をおこなった。
印加した最大磁場は２０ＫＯｅであった。得られた飽和
磁束密度はＮｄ２Ｆｅ１４Ｂとほぼ同じで、得られた保
磁力は１０ＫＯｅであった。図２．参照
定装置（ＶＳＭ）で着磁方向に磁気測定をおこなった。
印加した最大磁場は２０ＫＯｅであった。得られた飽和
磁束密度はＮｄ２Ｆｅ１４Ｂとほぼ同じで、得られた保
磁力は１０ＫＯｅであった。図２．参照
【００１７】ナノ磁紛にＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ相のみを用い
て燒結を行った。燒結温度は１１００℃で燒結後の密度
が、実施例と同程度になるようにした以外は、実施例と
同じ方法で作製、測定した。比較例の保磁力は０．２Ｋ
Ｏｅであった。図２．参照
て燒結を行った。燒結温度は１１００℃で燒結後の密度
が、実施例と同程度になるようにした以外は、実施例と
同じ方法で作製、測定した。比較例の保磁力は０．２Ｋ
Ｏｅであった。図２．参照
【００１８】
【発明の効果】以上説明した如く、請求項１に記載の非
磁性相被覆のナノ粒子からなるＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土燒結
磁石は、低温で液相燒結が可能で、高い異方性と保磁力
有する高性能希土磁石を提供することができる。
磁性相被覆のナノ粒子からなるＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土燒結
磁石は、低温で液相燒結が可能で、高い異方性と保磁力
有する高性能希土磁石を提供することができる。
【００１９】
【図１】 模式 図
【図２】 ヒステリシス曲線
１‥ 主相 ２‥ 非磁性相
Claims (2)
- 【請求項１】Ｒ（希土）−Ｆｅ−Ｂ系希土磁石におい
て、ナノ粒子のＲ２Ｆｅ１４Ｂ相に非磁性相を被覆して
なることを特徴とするＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土磁石。 - 【請求項２】非磁性相を被覆したナノ粒子Ｒ２Ｆｅ１４
Ｂ相の燒結において、非磁性相が溶融し、Ｒ２Ｆｅ１４
Ｂ相の周りを覆う液晶燒結からなることを特徴とする請
求項１ に記載の希土磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000229961A JP2002008914A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 高性能希土磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000229961A JP2002008914A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 高性能希土磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002008914A true JP2002008914A (ja) | 2002-01-11 |
Family
ID=18722988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000229961A Pending JP2002008914A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 高性能希土磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002008914A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105304251A (zh) * | 2014-06-05 | 2016-02-03 | 丰田自动车株式会社 | 纳米复合磁体和制备该纳米复合磁体的方法 |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000229961A patent/JP2002008914A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105304251A (zh) * | 2014-06-05 | 2016-02-03 | 丰田自动车株式会社 | 纳米复合磁体和制备该纳米复合磁体的方法 |
| CN105304251B (zh) * | 2014-06-05 | 2017-10-10 | 丰田自动车株式会社 | 纳米复合磁体和制备该纳米复合磁体的方法 |
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