JP2002270418A - 希土類厚膜磁石の製造方法およびその製造方法によりつくられた希土類厚膜磁石を使用した磁石モータ - Google Patents
希土類厚膜磁石の製造方法およびその製造方法によりつくられた希土類厚膜磁石を使用した磁石モータInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、粉末冶金学的手法による焼結磁石
やボンド磁石による加工が困難な厚さ領域、１０〜３０
０μｍの希土類厚膜磁石の製造方法、ならびにこれを用
いたミリメートルサイズの磁石モータを提供するもので
ある。 【解決手段】 レーザーアブレーション法（ＰＬＤ）に
よる成膜で、従来のスパッタリング法による成膜速度の
１０倍以上の高速度で厚膜を基板上に成膜し、高速熱処
理による結晶化で高保磁力の希土類厚膜磁石とする。
やボンド磁石による加工が困難な厚さ領域、１０〜３０
０μｍの希土類厚膜磁石の製造方法、ならびにこれを用
いたミリメートルサイズの磁石モータを提供するもので
ある。 【解決手段】 レーザーアブレーション法（ＰＬＤ）に
よる成膜で、従来のスパッタリング法による成膜速度の
１０倍以上の高速度で厚膜を基板上に成膜し、高速熱処
理による結晶化で高保磁力の希土類厚膜磁石とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は希土類厚膜磁石の製
造方法、およびマイクロロボット、医療、宇宙開発等に
おいて駆動源として利用されるミリメートルサイズの高
性能モータ、アクチュエータ等に関する。
造方法、およびマイクロロボット、医療、宇宙開発等に
おいて駆動源として利用されるミリメートルサイズの高
性能モータ、アクチュエータ等に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特開平０５−２１８６５号公報
には希土類薄膜磁石をスパッタ法によりガラス基板、石
英基板およびシリコンウエハー等の基板等の上に形成す
る方法において、前記基板等と前記希土類薄膜磁石との
間に金属層を形成する方法が開示されている。希土類薄
膜磁石はスパッタリング法で形成することが一般的であ
り、特開平０６−１５１２２６号公報には、希土類薄膜
磁石をスパッタリング法で形成する方法において、膜厚
が約１〜４０ｎｍの金属層と膜厚方向に異方性をもつ５
μｍ未満のＲ2Ｆｅ14Ｂ（ＲはＹを含む希土類元素）合
金層とを交互に積層する希土類薄膜磁石の形成方法、特
開平０８−８３７１３号公報にはＮｄ2Ｆｅ14Ｂを主相
とする希土類薄膜磁石のスパッタリング法における最適
作製条件として、基板温度５３０〜５７０℃、成膜速度
０．１〜４μｍ／ｈｒ、ガス圧力０．０５〜４Ｐａとす
ることが開示されている。さらに、特開平０９−１６２
０３４号公報には基板上にＮｄ2Ｆｅ14Ｂ、ＳｍＣｏ5、
Ｓｍ（Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｒ）7、ＳｍＦｅ11Ｔｉ、
Ｓｍ2Ｆｅ17Ｎ2などの所謂希土類磁石からなる硬磁性層
とＦｅ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−
Ｎ、Ｆｅ−Ｂなどの軟磁性層を交互に積層した多層合金
膜を有する膜磁石において、基板温度４５０〜８００℃
でのスパッタリング法により基板上に一層あたり２〜４
ｎｍの厚さを有し、且つ厚さ方向に異方性をもつ前記硬
磁性層と、基板温度１５０〜６５０℃でのスパッタリン
グ法により一層あたり６〜１２ｎｍの厚さを有し、且つ
厚さ方向に異方性をもつ前記軟磁性層とが交互に積層さ
れた多層希土類薄膜磁石が開示されている。また、特開
平０９−２３７７１４、特開平１１−２１４２１９号公
報にも、例えばスパッタリング法により基板温度３００
〜８００℃で、膜面内方向において互いに隣接する軟磁
性層と硬磁性層の厚さをｎｍ水準で厳密に制御した厚さ
０．０１〜３００μｍの多層希土類薄膜磁石が開示され
ている。
には希土類薄膜磁石をスパッタ法によりガラス基板、石
英基板およびシリコンウエハー等の基板等の上に形成す
る方法において、前記基板等と前記希土類薄膜磁石との
間に金属層を形成する方法が開示されている。希土類薄
膜磁石はスパッタリング法で形成することが一般的であ
り、特開平０６−１５１２２６号公報には、希土類薄膜
磁石をスパッタリング法で形成する方法において、膜厚
が約１〜４０ｎｍの金属層と膜厚方向に異方性をもつ５
μｍ未満のＲ2Ｆｅ14Ｂ（ＲはＹを含む希土類元素）合
金層とを交互に積層する希土類薄膜磁石の形成方法、特
開平０８−８３７１３号公報にはＮｄ2Ｆｅ14Ｂを主相
とする希土類薄膜磁石のスパッタリング法における最適
作製条件として、基板温度５３０〜５７０℃、成膜速度
０．１〜４μｍ／ｈｒ、ガス圧力０．０５〜４Ｐａとす
ることが開示されている。さらに、特開平０９−１６２
０３４号公報には基板上にＮｄ2Ｆｅ14Ｂ、ＳｍＣｏ5、
Ｓｍ（Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｒ）7、ＳｍＦｅ11Ｔｉ、
Ｓｍ2Ｆｅ17Ｎ2などの所謂希土類磁石からなる硬磁性層
とＦｅ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−
Ｎ、Ｆｅ−Ｂなどの軟磁性層を交互に積層した多層合金
膜を有する膜磁石において、基板温度４５０〜８００℃
でのスパッタリング法により基板上に一層あたり２〜４
ｎｍの厚さを有し、且つ厚さ方向に異方性をもつ前記硬
磁性層と、基板温度１５０〜６５０℃でのスパッタリン
グ法により一層あたり６〜１２ｎｍの厚さを有し、且つ
厚さ方向に異方性をもつ前記軟磁性層とが交互に積層さ
れた多層希土類薄膜磁石が開示されている。また、特開
平０９−２３７７１４、特開平１１−２１４２１９号公
報にも、例えばスパッタリング法により基板温度３００
〜８００℃で、膜面内方向において互いに隣接する軟磁
性層と硬磁性層の厚さをｎｍ水準で厳密に制御した厚さ
０．０１〜３００μｍの多層希土類薄膜磁石が開示され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スパッ
タリング法で希土類薄膜磁石を作製するには基板を４５
０℃以上に加熱する必要があり、成膜速度が０．１〜４
μｍ／ｈｒと制限される。とくに、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂを主
相とする希土類薄膜磁石では酸化による保磁力低下を抑
制するため、膜厚が５μｍ未満に制限される。また、軟
磁性層と硬磁性層の厚さをｎｍ水準で厳密に制御した厚
さ０．０１〜３００μｍの多層希土類薄膜磁石では、更
に磁石作製が瀕雑で経済的な整合性が乏しくなる。そこ
で、特開平１１−２８８８１２号公報では基板を加熱す
ることなくスパッタリング法にて成膜し、かつ成膜後に
熱処理したＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類薄膜磁石が開示されて
いる。しかしながら、この方法においても成膜速度が４
μｍ／ｈｒ以下であるという課題や磁石の膜厚が十数μ
ｍ以下に制限されるという課題があった。
タリング法で希土類薄膜磁石を作製するには基板を４５
０℃以上に加熱する必要があり、成膜速度が０．１〜４
μｍ／ｈｒと制限される。とくに、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂを主
相とする希土類薄膜磁石では酸化による保磁力低下を抑
制するため、膜厚が５μｍ未満に制限される。また、軟
磁性層と硬磁性層の厚さをｎｍ水準で厳密に制御した厚
さ０．０１〜３００μｍの多層希土類薄膜磁石では、更
に磁石作製が瀕雑で経済的な整合性が乏しくなる。そこ
で、特開平１１−２８８８１２号公報では基板を加熱す
ることなくスパッタリング法にて成膜し、かつ成膜後に
熱処理したＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類薄膜磁石が開示されて
いる。しかしながら、この方法においても成膜速度が４
μｍ／ｈｒ以下であるという課題や磁石の膜厚が十数μ
ｍ以下に制限されるという課題があった。
【０００４】一方、電磁モータ、電磁アクチュエータに
は小型化への強い要求がある。モータやアクチュエータ
での小型化の要点は構成部品を少なくし、組立を単純化
することである。このことから小型のモータやアクチュ
エータの可動子を粉末冶金学的手法による希土類焼結磁
石や超急冷磁石粉末などを樹脂で特定形状に固めた希土
類ボンド磁石で構成することが一般的である。なお、磁
石と電機子巻線の位置関係から、磁石と電機子巻線が軸
方向に空隙をもつ軸方向空隙型と、磁石と電機子巻線が
半径方向に空隙をもつ径方向空隙型とが提案されてい
る。ところが、本発明の対象となる図１のような直径５
ｍｍ、高さ１ｍｍというミリメートルサイズのモータや
アクチュエータ（この場合は軸方向空隙型）では可動子
を構成する希土類磁石も厚さ３００μｍ、或いはそれ以
下で作製する必要がある。ただし、図１において１は希
土類磁石、２は回転軸、３は軸受、４は電機子巻線であ
る。
は小型化への強い要求がある。モータやアクチュエータ
での小型化の要点は構成部品を少なくし、組立を単純化
することである。このことから小型のモータやアクチュ
エータの可動子を粉末冶金学的手法による希土類焼結磁
石や超急冷磁石粉末などを樹脂で特定形状に固めた希土
類ボンド磁石で構成することが一般的である。なお、磁
石と電機子巻線の位置関係から、磁石と電機子巻線が軸
方向に空隙をもつ軸方向空隙型と、磁石と電機子巻線が
半径方向に空隙をもつ径方向空隙型とが提案されてい
る。ところが、本発明の対象となる図１のような直径５
ｍｍ、高さ１ｍｍというミリメートルサイズのモータや
アクチュエータ（この場合は軸方向空隙型）では可動子
を構成する希土類磁石も厚さ３００μｍ、或いはそれ以
下で作製する必要がある。ただし、図１において１は希
土類磁石、２は回転軸、３は軸受、４は電機子巻線であ
る。
【０００５】Ｒ−ＴＭ−Ｂ系希土類焼結磁石は結晶粒子
径が一般に６〜９μｍと大きく、その結晶粒界にはＲリ
ッチ相が存在するため研削加工時に表面から深さ数１０
μｍに至る表層の磁気性能が加工劣化を起こす。また、
材料が脆く難加工性であるため、歩留まりを考慮した加
工限界は３００〜５００μｍ程度と見積もられ、図１に
示す用途への対応が困難となる。また、Ｒ−ＴＭ−Ｂ系
希土類ボンド磁石は磁石の結晶粒子径が２０〜１００ｎ
ｍと比較的小さいが、磁石粉末粒子径を５０μｍ以下に
調整したときには保磁力の磁石粉末粒子径への依存性が
強まる傾向がある。このため、磁石を薄くすると粉末磁
気特性の低下や磁石密度の低下による磁気性能の低下が
避けられず、磁気性能の維持と歩留まりを考慮した加工
限界は３００〜５００μｍ程度と見積もられる。
径が一般に６〜９μｍと大きく、その結晶粒界にはＲリ
ッチ相が存在するため研削加工時に表面から深さ数１０
μｍに至る表層の磁気性能が加工劣化を起こす。また、
材料が脆く難加工性であるため、歩留まりを考慮した加
工限界は３００〜５００μｍ程度と見積もられ、図１に
示す用途への対応が困難となる。また、Ｒ−ＴＭ−Ｂ系
希土類ボンド磁石は磁石の結晶粒子径が２０〜１００ｎ
ｍと比較的小さいが、磁石粉末粒子径を５０μｍ以下に
調整したときには保磁力の磁石粉末粒子径への依存性が
強まる傾向がある。このため、磁石を薄くすると粉末磁
気特性の低下や磁石密度の低下による磁気性能の低下が
避けられず、磁気性能の維持と歩留まりを考慮した加工
限界は３００〜５００μｍ程度と見積もられる。
【０００６】以上のように、ミリメートルサイズのモー
タやアクチュエータでは従来の粉末冶金学的手法による
希土類焼結磁石、或いは超急冷希土類磁石粉末を樹脂で
固めるボンド磁石を、そのまま採用しても希土類磁石の
本来の磁気性能をモータやアクチュエータとして十分に
引出して利用することができなかった。
タやアクチュエータでは従来の粉末冶金学的手法による
希土類焼結磁石、或いは超急冷希土類磁石粉末を樹脂で
固めるボンド磁石を、そのまま採用しても希土類磁石の
本来の磁気性能をモータやアクチュエータとして十分に
引出して利用することができなかった。
【０００７】また、スパッタリング法で希土類薄膜磁石
を作製するには一般に基板を４５０℃以上に加熱する必
要があり、成膜速度が０．１〜４μｍ／ｈｒと制限され
る。とくに、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂを主相とする希土類薄膜磁
石では酸化による保磁力低下を抑制するため、膜厚が５
μｍ未満に制限される。また、軟磁性層と硬磁性層の厚
さをｎｍ水準で厳密に制御した厚さ０．０１〜３００μ
ｍの多層希土類薄膜磁石では、更に磁石作製が瀕雑で経
済的な整合性が乏しくなるなどの欠点があり、ミリメー
トルサイズのモータやアクチュエータの普及を妨げる原
因となっていた。
を作製するには一般に基板を４５０℃以上に加熱する必
要があり、成膜速度が０．１〜４μｍ／ｈｒと制限され
る。とくに、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂを主相とする希土類薄膜磁
石では酸化による保磁力低下を抑制するため、膜厚が５
μｍ未満に制限される。また、軟磁性層と硬磁性層の厚
さをｎｍ水準で厳密に制御した厚さ０．０１〜３００μ
ｍの多層希土類薄膜磁石では、更に磁石作製が瀕雑で経
済的な整合性が乏しくなるなどの欠点があり、ミリメー
トルサイズのモータやアクチュエータの普及を妨げる原
因となっていた。
【０００８】なお、電磁モータやアクチュエータを小型
化した場合、スケーリング則によれば、電磁力は
「Ｌ3」（Ｌは体格）であるため、例えば可動子寸法
（磁石）が１／１０になった場合、電磁力は１／１００
０に減少する。したがって膜厚が５μｍ未満の希土類薄
膜磁石を、そのまま可動子とすると実使用の負荷に対応
した電磁力が得られないなどの課題もあった。
化した場合、スケーリング則によれば、電磁力は
「Ｌ3」（Ｌは体格）であるため、例えば可動子寸法
（磁石）が１／１０になった場合、電磁力は１／１００
０に減少する。したがって膜厚が５μｍ未満の希土類薄
膜磁石を、そのまま可動子とすると実使用の負荷に対応
した電磁力が得られないなどの課題もあった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記ミリメー
トルサイズのモータやアクチュエータの、とくに可動子
を構成する希土類磁石の製造方法において、物理堆積法
によって基板に厚さ３０〜１００μｍのＲ−Ｂ−ＴＭ系
合金（ただし、Ｒは１０〜２０ａｔ．％で、Ｙを含む希
土類元素のうち少なくとも１種、Ｂは５〜２０ａｔ．
％、残部はＴＭでＦｅまたはＦｅの一部をＣｏで置換し
たもの、および不可避的な不純物を含む）を成膜後、熱
処理によってＲ2ＴＭ14Ｂを主相とする厚膜磁石を少な
くとも１層以上設けた希土類厚膜磁石の提供にある。と
くに、物理堆積法として、レーザーアブレーション法
（ＰＬＤ）を用いることで成膜速度をスパッタリング法
の４μｍ／ｈｒから、およそ１０倍の５０μｍ／ｈｒ程
度に高めることができる。また、ＰＬＤターゲットの合
金組成をＲxＴＭ14Ｂ（Ｘ＞２）とし、ＰＬＤ基板を飽
和磁化１３ｋＧ以上のＦｅ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、
Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｂの群から選ばれる軟磁
性層とすると可動子のヨークを同時に作製することがで
き、小型化の際の要点である部品点数削減による組立の
単純化が図れる。更に、ＰＬＤ基板表面にＴａを配した
構成の軟磁性層、更には基板にＴａをイオン注入した軟
磁性層を使用すると、膜の酸化の抑制による高保磁力化
に有効となる。例えば、ＰＬＤターゲットの合金組成を
Ｒ2.6ＴＭ14Ｂ、成膜速度≧５０μｍ／ｈｒ、雰囲気≦
１０-6Ｔｏｒｒで成膜後、最高到達温度６５０〜７５０
℃で熱処理すると、５０μｍの厚膜磁石の保磁力を６ｋ
Ｏｅ以上とすることができる。また、成膜後、厚さ方向
へ加圧しながら直接通電し、そのジュール熱で結晶化と
同時に厚膜磁石の表面を平滑化することも、成膜後にそ
れらを複数枚積層し、厚さ方向へ加圧しながら直接通電
し、そのジュール熱で結晶化と同時に多層構造の希土類
厚膜磁石とすることもできる。このような場合は、直接
通電加熱の加熱速度を≧９℃／ｓｅｃ、圧力２００〜４
００ｋｇｆ／ｃｍ2、≦１Ｔｏｒｒで行うと１０ｋＯｅ
以上の高保磁力フルデンス希土類厚膜磁石が得られる。
トルサイズのモータやアクチュエータの、とくに可動子
を構成する希土類磁石の製造方法において、物理堆積法
によって基板に厚さ３０〜１００μｍのＲ−Ｂ−ＴＭ系
合金（ただし、Ｒは１０〜２０ａｔ．％で、Ｙを含む希
土類元素のうち少なくとも１種、Ｂは５〜２０ａｔ．
％、残部はＴＭでＦｅまたはＦｅの一部をＣｏで置換し
たもの、および不可避的な不純物を含む）を成膜後、熱
処理によってＲ2ＴＭ14Ｂを主相とする厚膜磁石を少な
くとも１層以上設けた希土類厚膜磁石の提供にある。と
くに、物理堆積法として、レーザーアブレーション法
（ＰＬＤ）を用いることで成膜速度をスパッタリング法
の４μｍ／ｈｒから、およそ１０倍の５０μｍ／ｈｒ程
度に高めることができる。また、ＰＬＤターゲットの合
金組成をＲxＴＭ14Ｂ（Ｘ＞２）とし、ＰＬＤ基板を飽
和磁化１３ｋＧ以上のＦｅ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、
Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｂの群から選ばれる軟磁
性層とすると可動子のヨークを同時に作製することがで
き、小型化の際の要点である部品点数削減による組立の
単純化が図れる。更に、ＰＬＤ基板表面にＴａを配した
構成の軟磁性層、更には基板にＴａをイオン注入した軟
磁性層を使用すると、膜の酸化の抑制による高保磁力化
に有効となる。例えば、ＰＬＤターゲットの合金組成を
Ｒ2.6ＴＭ14Ｂ、成膜速度≧５０μｍ／ｈｒ、雰囲気≦
１０-6Ｔｏｒｒで成膜後、最高到達温度６５０〜７５０
℃で熱処理すると、５０μｍの厚膜磁石の保磁力を６ｋ
Ｏｅ以上とすることができる。また、成膜後、厚さ方向
へ加圧しながら直接通電し、そのジュール熱で結晶化と
同時に厚膜磁石の表面を平滑化することも、成膜後にそ
れらを複数枚積層し、厚さ方向へ加圧しながら直接通電
し、そのジュール熱で結晶化と同時に多層構造の希土類
厚膜磁石とすることもできる。このような場合は、直接
通電加熱の加熱速度を≧９℃／ｓｅｃ、圧力２００〜４
００ｋｇｆ／ｃｍ2、≦１Ｔｏｒｒで行うと１０ｋＯｅ
以上の高保磁力フルデンス希土類厚膜磁石が得られる。
【００１０】上記、３０〜５００μｍの希土類厚膜磁石
と回転軸とで構成した可動子、および前記可動子と空隙
を介して対向する固定子とを備えた軸方向空隙型厚膜磁
石モータ、平板状の可動子および平板状の固定子で構成
した厚膜磁石モータ、或いは、可動子枠内壁にカーリン
グ後、熱処理により結晶化した厚膜磁石と回転軸とで構
成した可動子、および前記可動子と空隙を介して対向す
る固定子とを備えた径方向空隙型磁石モータはミリメー
トルサイズであっても高出力特性が得られる。
と回転軸とで構成した可動子、および前記可動子と空隙
を介して対向する固定子とを備えた軸方向空隙型厚膜磁
石モータ、平板状の可動子および平板状の固定子で構成
した厚膜磁石モータ、或いは、可動子枠内壁にカーリン
グ後、熱処理により結晶化した厚膜磁石と回転軸とで構
成した可動子、および前記可動子と空隙を介して対向す
る固定子とを備えた径方向空隙型磁石モータはミリメー
トルサイズであっても高出力特性が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、物理堆積法によって基
板に厚さ３０〜１００μｍのＲ−Ｂ−ＴＭ系合金（ただ
し、Ｒは１０〜２０ａｔ．％で、Ｙを含む希土類元素の
うち少なくとも１種、Ｂは５〜２０ａｔ．％、残部はＴ
ＭでＦｅまたはＦｅの一部をＣｏで置換したもの、およ
び不可避的な不純物を含む）を成膜後、熱処理によって
Ｒ2ＴＭ14Ｂを主相とする厚膜磁石を少なくとも１層以
上設けた希土類厚膜磁石の製造方法である。物理堆積法
としてはレーザーアブレーション法（ＰＬＤ）を用いる
ことで成膜速度をスパッタリング法の４μｍ／ｈｒか
ら、およそ１０倍を越える５０μｍ／ｈｒ程度に高める
ことができる。ターゲットの合金組成としてのＲとして
は、とくにＮｄまたはＰｒの少なくとも１種を含むこと
が望ましく、ＮｄまたはＰｒの一部をＤｙで置換しても
よい。Ｒ−Ｂ−ＴＭからなる厚膜磁石層のＲが１０ａ
ｔ．％以下では十分な保磁力が発現せず、２０ａｔ．％
以上ではＦｅ成分が減少して（ＢＨ）ｍａｘとＢｒが減
少する。Ｂは５ａｔ．％以下では保磁力が低下し、２０
ａｔ．％以上では（ＢＨ）ｍａｘとＢｒが低下する。タ
ーゲットの合金組成をとくにＲ2ＴＭ14Ｂ化学量論組成
よりもＲリッチなＲxＴＭ14Ｂ（Ｘ＞２）とし、基板を
飽和磁化１３ｋＧ以上のＦｅ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃ
ｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｂの群から選ばれる
軟磁性層とすることが望ましい。更に、基板表面にＴａ
を配した構成の軟磁性層、またはＴａをイオン注入した
軟磁性層を使用することもできる。例えば、成膜速度≧
５０μｍ／ｈｒ、雰囲気≦１０-6ＴｏｒｒでＲ−Ｂ−Ｔ
Ｍ系合金を成膜後、最高到達温度６５０〜７５０℃で熱
処理し、磁石の不可逆減磁率を抑制するために６ｋＯｅ
以上の保磁力とすることが望ましい。また、Ｒ−Ｂ−Ｔ
Ｍ系合金を成膜後、厚さ方向へ加圧しながら直接通電
し、そのジュール熱で結晶化と同時に当該希土類厚膜磁
石の表面を平滑化することも、Ｒ−Ｂ−ＴＭ系合金を成
膜後にそれらを複数枚積層し、厚さ方向へ加圧しながら
直接通電し、そのジュール熱で結晶化と同時に多層構造
の希土類厚膜磁石とすることもできる。このような場合
は、直接通電加熱の加熱速度を≧９℃／ｓｅｃ、圧力２
００〜４００ｋｇｆ／ｃｍ2、≦１Ｔｏｒｒで行うと１
０ｋＯｅ以上の高保磁力フルデンス希土類厚膜磁石が得
られる。圧力が２００ｋｇｆ／ｃｍ2以下では均質加熱
ができない場合が生じ、４００ｋｇｆ／ｃｍ2以上では
変形が大きく好ましくない。
板に厚さ３０〜１００μｍのＲ−Ｂ−ＴＭ系合金（ただ
し、Ｒは１０〜２０ａｔ．％で、Ｙを含む希土類元素の
うち少なくとも１種、Ｂは５〜２０ａｔ．％、残部はＴ
ＭでＦｅまたはＦｅの一部をＣｏで置換したもの、およ
び不可避的な不純物を含む）を成膜後、熱処理によって
Ｒ2ＴＭ14Ｂを主相とする厚膜磁石を少なくとも１層以
上設けた希土類厚膜磁石の製造方法である。物理堆積法
としてはレーザーアブレーション法（ＰＬＤ）を用いる
ことで成膜速度をスパッタリング法の４μｍ／ｈｒか
ら、およそ１０倍を越える５０μｍ／ｈｒ程度に高める
ことができる。ターゲットの合金組成としてのＲとして
は、とくにＮｄまたはＰｒの少なくとも１種を含むこと
が望ましく、ＮｄまたはＰｒの一部をＤｙで置換しても
よい。Ｒ−Ｂ−ＴＭからなる厚膜磁石層のＲが１０ａ
ｔ．％以下では十分な保磁力が発現せず、２０ａｔ．％
以上ではＦｅ成分が減少して（ＢＨ）ｍａｘとＢｒが減
少する。Ｂは５ａｔ．％以下では保磁力が低下し、２０
ａｔ．％以上では（ＢＨ）ｍａｘとＢｒが低下する。タ
ーゲットの合金組成をとくにＲ2ＴＭ14Ｂ化学量論組成
よりもＲリッチなＲxＴＭ14Ｂ（Ｘ＞２）とし、基板を
飽和磁化１３ｋＧ以上のＦｅ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃ
ｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｂの群から選ばれる
軟磁性層とすることが望ましい。更に、基板表面にＴａ
を配した構成の軟磁性層、またはＴａをイオン注入した
軟磁性層を使用することもできる。例えば、成膜速度≧
５０μｍ／ｈｒ、雰囲気≦１０-6ＴｏｒｒでＲ−Ｂ−Ｔ
Ｍ系合金を成膜後、最高到達温度６５０〜７５０℃で熱
処理し、磁石の不可逆減磁率を抑制するために６ｋＯｅ
以上の保磁力とすることが望ましい。また、Ｒ−Ｂ−Ｔ
Ｍ系合金を成膜後、厚さ方向へ加圧しながら直接通電
し、そのジュール熱で結晶化と同時に当該希土類厚膜磁
石の表面を平滑化することも、Ｒ−Ｂ−ＴＭ系合金を成
膜後にそれらを複数枚積層し、厚さ方向へ加圧しながら
直接通電し、そのジュール熱で結晶化と同時に多層構造
の希土類厚膜磁石とすることもできる。このような場合
は、直接通電加熱の加熱速度を≧９℃／ｓｅｃ、圧力２
００〜４００ｋｇｆ／ｃｍ2、≦１Ｔｏｒｒで行うと１
０ｋＯｅ以上の高保磁力フルデンス希土類厚膜磁石が得
られる。圧力が２００ｋｇｆ／ｃｍ2以下では均質加熱
ができない場合が生じ、４００ｋｇｆ／ｃｍ2以上では
変形が大きく好ましくない。
【００１２】上記、３０〜５００μｍの希土類厚膜磁石
と回転軸とで構成した可動子、および前記可動子と空隙
を介して対向する固定子とを備えた軸方向空隙型厚膜磁
石モータ、平板状の可動子および平板状の固定子で構成
した厚膜磁石モータ。或いは、可動子枠内壁にカーリン
グ後、熱処理により結晶化した厚膜磁石と回転軸とで構
成した可動子、および前記可動子と空隙を介して対向す
る固定子とを備えた径方向空隙型磁石モータを得ること
ができる。
と回転軸とで構成した可動子、および前記可動子と空隙
を介して対向する固定子とを備えた軸方向空隙型厚膜磁
石モータ、平板状の可動子および平板状の固定子で構成
した厚膜磁石モータ。或いは、可動子枠内壁にカーリン
グ後、熱処理により結晶化した厚膜磁石と回転軸とで構
成した可動子、および前記可動子と空隙を介して対向す
る固定子とを備えた径方向空隙型磁石モータを得ること
ができる。
【００１３】
【実施例】本発明を、実施例により更に詳しく説明す
る。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
る。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００１４】図２は本発明に掛る成膜装置の要部構成図
である。図中２１はターゲットでＮｄ2.6Ｆｅ14Ｂ合金
が装着されている。２２は２５ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ１
０μｍまたは１００μｍのＴａ、Ｗ、Ｍｏ、ＳｉＯ2、
Ｆｅ、Ｔａイオン注入したＦｅなどの一種からなる基板
である。ターゲット２１から基板２２の距離は７ｍｍと
している。また、２３はターゲットに照射するレーザで
ある。ターゲット２１、基板２２は真空チャンバー内に
あり、５×１０-7〜２×１０-6Ｔｏｒｒの真空度でター
ゲット２１に２４０〜３４０ｍＪのエネルギーをもつレ
ーザ２３を１０〜６０ｍｉｎ照射し、成膜した。
である。図中２１はターゲットでＮｄ2.6Ｆｅ14Ｂ合金
が装着されている。２２は２５ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ１
０μｍまたは１００μｍのＴａ、Ｗ、Ｍｏ、ＳｉＯ2、
Ｆｅ、Ｔａイオン注入したＦｅなどの一種からなる基板
である。ターゲット２１から基板２２の距離は７ｍｍと
している。また、２３はターゲットに照射するレーザで
ある。ターゲット２１、基板２２は真空チャンバー内に
あり、５×１０-7〜２×１０-6Ｔｏｒｒの真空度でター
ゲット２１に２４０〜３４０ｍＪのエネルギーをもつレ
ーザ２３を１０〜６０ｍｉｎ照射し、成膜した。
【００１５】図３は、Ｎｄ2.6Ｆｅ14ＢをＴａ基板に１
ｈｒ成膜した後、およびそれを５５０℃熱処理した後の
ヒステリシス特性を示す。ただし、図中の３１は成膜後
の面内方向ヒステリシス特性、３２は成膜後の垂直方向
ヒステリシス特性、３３は熱処理後のヒステリシス特性
である。Ｈｄ＝Ｎ／μ0×１（ただし、Ｈｄは反磁界、
Ｎは反磁界係数、μ0は真空の透磁率）の関係から成膜
した膜厚は５０μｍと見積もられる。すなわち、成膜速
度はスパッタリング法による成膜速度４μｍ／ｈｒの、
およそ１０倍以上の高速であった。また、成膜後の熱処
理前の段階では未だ保磁力は発現していない。しかし、
熱処理後のヒステリシス曲線３３（６０ｋＯｅパルス着
磁後）から明らかなように、熱処理によって厚膜（５０
μｍ）は１０ｋＯｅを越える高い保磁力を示すようにな
る。
ｈｒ成膜した後、およびそれを５５０℃熱処理した後の
ヒステリシス特性を示す。ただし、図中の３１は成膜後
の面内方向ヒステリシス特性、３２は成膜後の垂直方向
ヒステリシス特性、３３は熱処理後のヒステリシス特性
である。Ｈｄ＝Ｎ／μ0×１（ただし、Ｈｄは反磁界、
Ｎは反磁界係数、μ0は真空の透磁率）の関係から成膜
した膜厚は５０μｍと見積もられる。すなわち、成膜速
度はスパッタリング法による成膜速度４μｍ／ｈｒの、
およそ１０倍以上の高速であった。また、成膜後の熱処
理前の段階では未だ保磁力は発現していない。しかし、
熱処理後のヒステリシス曲線３３（６０ｋＯｅパルス着
磁後）から明らかなように、熱処理によって厚膜（５０
μｍ）は１０ｋＯｅを越える高い保磁力を示すようにな
る。
【００１６】そこで、熱処理後の厚膜（５０μｍ）のＸ
線回折パターンを図４に示す。図から明らかなようにα
Ｆｅ相も存在するが、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相が認められ、保
磁力の発現はこのＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相によるものであるこ
とが了解される。
線回折パターンを図４に示す。図から明らかなようにα
Ｆｅ相も存在するが、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相が認められ、保
磁力の発現はこのＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相によるものであるこ
とが了解される。
【００１７】図５は基板の材質と熱処理後の保磁力の関
係を示す特性図である。ただし、保磁力はＴａ基板を基
準として規格化している。図のように保磁力はＴａ基板
が最も高い保磁力を示した。なお、Ｔａをイオン注入し
て表面改質したＦｅ基板はＴａ基板とほぼ同等な保磁力
が得られた。これは基板表面にＴａが存在することでＮ
ｄの酸化が抑制されるためと推測される。（Ｔａの注入
は、例えばＢＲＯＷＮ．Ｉ．Ｇ；“Ｔｈｅ Ｍｅｔａｌ
Ｖａｐｏｒ Ｖａｃｕｕｍ−Ａｒｃ（ＭＥＶＶＡ）
Ｈｉｇｈ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｏｎ Ｓｏｕｒｃｅ”．
ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉ
ｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．ＮＳ−３２，Ｎｏ．５（１９８
５）．に開示されているように、真空中でアーク放電を
起こしてカソード材としたＴａを蒸発してイオン化し、
７０ｋＶの直流電圧を印加したグリッド電極を介して当
該イオンを加速し、引出したイオンビームを、質量分離
せずに多価イオンの状態で直接純度９９．９８％のＦｅ
基板に注入した。なお、ここでの注入量は１０17ｉｏｎ
ｓ／ｃｍ2とした。Ｔａイオン注入したＦｅ基板はミリ
メートルサイズのモータの可動子の部品点数の削減に効
果的であることが了解される。
係を示す特性図である。ただし、保磁力はＴａ基板を基
準として規格化している。図のように保磁力はＴａ基板
が最も高い保磁力を示した。なお、Ｔａをイオン注入し
て表面改質したＦｅ基板はＴａ基板とほぼ同等な保磁力
が得られた。これは基板表面にＴａが存在することでＮ
ｄの酸化が抑制されるためと推測される。（Ｔａの注入
は、例えばＢＲＯＷＮ．Ｉ．Ｇ；“Ｔｈｅ Ｍｅｔａｌ
Ｖａｐｏｒ Ｖａｃｕｕｍ−Ａｒｃ（ＭＥＶＶＡ）
Ｈｉｇｈ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｏｎ Ｓｏｕｒｃｅ”．
ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉ
ｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．ＮＳ−３２，Ｎｏ．５（１９８
５）．に開示されているように、真空中でアーク放電を
起こしてカソード材としたＴａを蒸発してイオン化し、
７０ｋＶの直流電圧を印加したグリッド電極を介して当
該イオンを加速し、引出したイオンビームを、質量分離
せずに多価イオンの状態で直接純度９９．９８％のＦｅ
基板に注入した。なお、ここでの注入量は１０17ｉｏｎ
ｓ／ｃｍ2とした。Ｔａイオン注入したＦｅ基板はミリ
メートルサイズのモータの可動子の部品点数の削減に効
果的であることが了解される。
【００１８】図６はＮｄ2.6Ｆｅ14Ｂの厚膜（５０μ
ｍ）の熱処理温度と保磁力の関係を示す特性図である。
ただし、温度は４５０〜７５０℃で、各温度における保
持時間は１ｈｒである。図から明らかなように加熱保持
時間を１ｈｒとしたとき、熱処理の最適温度は５５０〜
６５０℃付近にあり、６ｋＯｅ以上の保磁力が得られ
る。
ｍ）の熱処理温度と保磁力の関係を示す特性図である。
ただし、温度は４５０〜７５０℃で、各温度における保
持時間は１ｈｒである。図から明らかなように加熱保持
時間を１ｈｒとしたとき、熱処理の最適温度は５５０〜
６５０℃付近にあり、６ｋＯｅ以上の保磁力が得られ
る。
【００１９】図７は熱処理温度５００〜７５０℃の範囲
での加熱保持時間と保磁力の関係を示す特性図である。
図から明らかなように熱処理の保持時間を１ｈｒ以内と
したとき、熱処理の最適温度は加熱保持時間を１ｈｒと
したときの最適温度よりも高温側にシフトする。また、
熱処理温度６５０、７５０℃では保持時間が短いほど高
い保磁力が得られ、最適条件での保磁力は１１ｋＯｅを
上回るようになる。
での加熱保持時間と保磁力の関係を示す特性図である。
図から明らかなように熱処理の保持時間を１ｈｒ以内と
したとき、熱処理の最適温度は加熱保持時間を１ｈｒと
したときの最適温度よりも高温側にシフトする。また、
熱処理温度６５０、７５０℃では保持時間が短いほど高
い保磁力が得られ、最適条件での保磁力は１１ｋＯｅを
上回るようになる。
【００２０】そこで、図８に示す構成の一対の電極にＮ
ｄ2.6Ｆｅ14Ｂ厚膜（５０μｍ）を挟み込み、直接通電
する高速加熱処理を試みた。ただし、図中８１は厚膜
（（５０μｍ）、８２はＴａイオン注入したＦｅ基板、
８３はＴｉＮ／Ｓｉ3Ｎ4電極で表面粗度Ｒｍａｘは１０
０ｎｍ、８４は真空チャンバー、８５はパルス直流電
源、８６は直流電源、８７は電源切替えスイッチであ
る。
ｄ2.6Ｆｅ14Ｂ厚膜（５０μｍ）を挟み込み、直接通電
する高速加熱処理を試みた。ただし、図中８１は厚膜
（（５０μｍ）、８２はＴａイオン注入したＦｅ基板、
８３はＴｉＮ／Ｓｉ3Ｎ4電極で表面粗度Ｒｍａｘは１０
０ｎｍ、８４は真空チャンバー、８５はパルス直流電
源、８６は直流電源、８７は電源切替えスイッチであ
る。
【００２１】先ず、上記構成の厚膜加熱手段としての直
接通電加熱について説明する。ただし、系外への熱放散
を無視し、１（Ｗ）＝０．２３８９（ｃａｌ／ｓｅｃ）
を考慮すれば、通電による昇温速度ｄＴ／ｄｔ（℃／ｓ
ｅｃ）は０．２３８９ΔＩ2（ρ／ＳＣ）となる。ここ
で、ΔＩは電流密度（Ａ／ｃｍ2）、ρは電気比抵抗
（Ωｃｍ）、Ｃは比熱（ｃａｌ／℃・ｇ）、Ｓは比重
（Ｃ×Ｓは体積比熱）である。すなわち昇温速度ｄＴ／
ｄｔ（℃／ｓｅｃ）は電流密度の二乗と電気比抵抗ρに
比例し、体積比熱に反比例し、電極間距離には無関係と
なる。用いたＴｉＮ／Ｓｉ3Ｎ4電極の室温におけるρ／
ＳＣは約１０-4（Ωｃｍ4・ｄｅｇ／ｃａｌ）であるか
ら電流密度ΔＩを３００、４００Ａ／ｃｍ2とすれば、
それぞれ９、および１６℃／ｓｅｃの高速加熱が可能で
ある。そこで、チャンバーを１０-2Ｔｏｒｒに減圧し、
電極間に挟み込んだ５０μｍＮｄ2.6Ｆｅ14Ｂ厚膜と１
０μｍ基板を２００ｋｇｆ／ｃｍ2で圧縮しながら電流
密度ΔＩ＝２００Ａ／ｃｍ2、０．５ｓｅｃＯＮ−０．
５ｓｅｃＯＦＦのパルス通電処理を３０ｓｅｃ行った
後、電流密度ΔＩ＝３００または４００Ａ／ｃｍ2の直
接通電を７０、または４０ｓｅｃ行った。室温に冷却後
に５０μｍＮｄ2.6Ｆｅ14Ｂ厚膜と１０μｍ基板を取出
し、膜の表面粗度Ｒｍａｘを測定したところ、電極の表
面形状が転写され何れも１００ｎｍの鏡面となってお
り、６０ｋＯｅパルス着磁後の保磁力は何れも１２ｋＯ
ｅを示した。このように、加熱速度を高速化することは
高保磁力化に有効であった。また、５０μｍＮｄ2.6Ｆ
ｅ14Ｂ厚膜と１０μｍ基板を５枚積層して同条件で直接
通電加熱することで３００μｍの多層厚膜磁石が得られ
た。この多層厚膜磁石の全体の密度は約７．６ｇ／ｃｍ
3であり、Ｆｅと磁石の体積分率を考慮すると磁石密度
は７．５５ｇ／ｃｍ3と見積もられ、所謂フルデンス磁
石となっていた。
接通電加熱について説明する。ただし、系外への熱放散
を無視し、１（Ｗ）＝０．２３８９（ｃａｌ／ｓｅｃ）
を考慮すれば、通電による昇温速度ｄＴ／ｄｔ（℃／ｓ
ｅｃ）は０．２３８９ΔＩ2（ρ／ＳＣ）となる。ここ
で、ΔＩは電流密度（Ａ／ｃｍ2）、ρは電気比抵抗
（Ωｃｍ）、Ｃは比熱（ｃａｌ／℃・ｇ）、Ｓは比重
（Ｃ×Ｓは体積比熱）である。すなわち昇温速度ｄＴ／
ｄｔ（℃／ｓｅｃ）は電流密度の二乗と電気比抵抗ρに
比例し、体積比熱に反比例し、電極間距離には無関係と
なる。用いたＴｉＮ／Ｓｉ3Ｎ4電極の室温におけるρ／
ＳＣは約１０-4（Ωｃｍ4・ｄｅｇ／ｃａｌ）であるか
ら電流密度ΔＩを３００、４００Ａ／ｃｍ2とすれば、
それぞれ９、および１６℃／ｓｅｃの高速加熱が可能で
ある。そこで、チャンバーを１０-2Ｔｏｒｒに減圧し、
電極間に挟み込んだ５０μｍＮｄ2.6Ｆｅ14Ｂ厚膜と１
０μｍ基板を２００ｋｇｆ／ｃｍ2で圧縮しながら電流
密度ΔＩ＝２００Ａ／ｃｍ2、０．５ｓｅｃＯＮ−０．
５ｓｅｃＯＦＦのパルス通電処理を３０ｓｅｃ行った
後、電流密度ΔＩ＝３００または４００Ａ／ｃｍ2の直
接通電を７０、または４０ｓｅｃ行った。室温に冷却後
に５０μｍＮｄ2.6Ｆｅ14Ｂ厚膜と１０μｍ基板を取出
し、膜の表面粗度Ｒｍａｘを測定したところ、電極の表
面形状が転写され何れも１００ｎｍの鏡面となってお
り、６０ｋＯｅパルス着磁後の保磁力は何れも１２ｋＯ
ｅを示した。このように、加熱速度を高速化することは
高保磁力化に有効であった。また、５０μｍＮｄ2.6Ｆ
ｅ14Ｂ厚膜と１０μｍ基板を５枚積層して同条件で直接
通電加熱することで３００μｍの多層厚膜磁石が得られ
た。この多層厚膜磁石の全体の密度は約７．６ｇ／ｃｍ
3であり、Ｆｅと磁石の体積分率を考慮すると磁石密度
は７．５５ｇ／ｃｍ3と見積もられ、所謂フルデンス磁
石となっていた。
【００２２】次に、上記厚さ３００μｍ、外径４．２ｍ
ｍ、内径２．０ｍｍの多層厚膜磁石に３０ｋＯｅのパル
ス磁界で２極着磁を施し、回転軸を固定して図１のミリ
サイズモータに組み込まれる直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍの
可動子を作製した。同時にＮｄＦｅＢ系焼結磁石を研削
加工して同一構造の可動子を作製した。このモータは３
相電機子巻線に順次通電することにより回転力を得るも
ので、発振回路で３相信号を作って電機子巻線に通電
し、その周波数変化に同期させて可変速する同期モータ
駆動（６０〜１００００ｒｐｍ）したときのモータの最
大出力を（表１）に示す。このように、本発明例の厚膜
多層磁石を可動子とするとミリセンチメートルサイズの
電磁モータやアクチュエータの高出力化が可能となる。
ｍ、内径２．０ｍｍの多層厚膜磁石に３０ｋＯｅのパル
ス磁界で２極着磁を施し、回転軸を固定して図１のミリ
サイズモータに組み込まれる直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍの
可動子を作製した。同時にＮｄＦｅＢ系焼結磁石を研削
加工して同一構造の可動子を作製した。このモータは３
相電機子巻線に順次通電することにより回転力を得るも
ので、発振回路で３相信号を作って電機子巻線に通電
し、その周波数変化に同期させて可変速する同期モータ
駆動（６０〜１００００ｒｐｍ）したときのモータの最
大出力を（表１）に示す。このように、本発明例の厚膜
多層磁石を可動子とするとミリセンチメートルサイズの
電磁モータやアクチュエータの高出力化が可能となる。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来のスパッタリング法による成膜速度の１０倍以上の高
速度で厚膜を基板上に成膜することができ、更に高速熱
処理による結晶化で高保磁力の厚膜磁石とすることがで
きる。この高保磁力型の希土類厚膜磁石は、焼結磁石の
研削加工やボンド磁石での成形加工が困難な、例えば、
厚さ３００μｍ以下の高性能磁石が求められるミリセン
チメートルサイズのモータやアクチュエータの高性能
化、部品点数の削減、組立作業工数の低減が容易となる
効果がある。
来のスパッタリング法による成膜速度の１０倍以上の高
速度で厚膜を基板上に成膜することができ、更に高速熱
処理による結晶化で高保磁力の厚膜磁石とすることがで
きる。この高保磁力型の希土類厚膜磁石は、焼結磁石の
研削加工やボンド磁石での成形加工が困難な、例えば、
厚さ３００μｍ以下の高性能磁石が求められるミリセン
チメートルサイズのモータやアクチュエータの高性能
化、部品点数の削減、組立作業工数の低減が容易となる
効果がある。
【図１】本発明が対象とするモータの構成図
【図２】成膜装置の要部構成図
【図３】Ｎｄ2.6Ｆｅ14ＢをＴａ基板に１ｈｒ成膜した
後、およびそれを５５０℃熱処理した後の厚膜磁石のヒ
ステリシス特性図
後、およびそれを５５０℃熱処理した後の厚膜磁石のヒ
ステリシス特性図
【図４】厚膜磁石のＸ線回折パターン図
【図５】基板の材質と熱処理後の保磁力の関係を示す特
性図
性図
【図６】熱処理温度と保磁力の関係を示す特性図
【図７】加熱保持時間と保磁力の関係を示す特性図
【図８】直接通電による高速加熱処理装置の要部構成図
１ 希土類磁石 ２ 回転軸 ３ 軸受 ４ 電機子巻線 ２１ ターゲット ２２ 基板 ２３ レーザ ３１ 成膜後の面内方向ヒステリシス特性 ３２ 成膜後の垂直方向ヒステリシス特性 ３３ 熱処理後のヒステリシス特性 ８１ 厚膜 ８２ 基板 ８３ 電極 ８４ 真空チャンバー ８５ パルス直流電源 ８６ 直流電源 ８７ 電源切替えスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E040 AA11 AA19 CA01 HB07 HB11 HB15 NN01 NN12 NN18 5E062 CD04 CE04 CG03
Claims (14)
- 【請求項１】 物理堆積法によって基板に厚さ３０〜１
００μｍのＲ−Ｂ−ＴＭ系合金（ただし、Ｒは１０〜２
０ａｔ．％で、Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１
種、Ｂは５〜２０ａｔ．％、残部はＴＭでＦｅまたはＦ
ｅの一部をＣｏで置換したもの、および不可避的な不純
物を含む）を成膜後、熱処理によってＲ 2ＴＭ14Ｂを主
相とする厚膜磁石を少なくとも１層以上設けた希土類厚
膜磁石の製造方法。 - 【請求項２】 レーザーアブレーション法（ＰＬＤ）に
よる成膜でＰＬＤターゲットの合金組成がＲxＴＭ14Ｂ
（Ｘ＞２）である請求項１記載の希土類厚膜磁石の製造
方法。 - 【請求項３】 ＰＬＤ基板が飽和磁化１３ｋＧ以上のＦ
ｅ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｎ、
Ｆｅ−Ｂの群から選ばれるソフト磁性層である請求項１
記載の希土類厚膜磁石の製造方法。 - 【請求項４】 ＰＬＤ基板が表面にＴａを配した構成の
軟磁性層である請求項３記載の希土類厚膜磁石の製造方
法。 - 【請求項５】 ＰＬＤ基板がＴａイオン注入軟磁性層で
ある請求項３記載の希土類厚膜磁石の製造方法。 - 【請求項６】 ＰＬＤ成膜速度が≧５０μｍ／ｈｒであ
る請求項１記載の希土類厚膜磁石の製造方法。 - 【請求項７】 ＰＬＤ成膜時の雰囲気が≦１０-6Ｔｏｒ
ｒである請求項１記載の希土類厚膜磁石の製造方法。 - 【請求項８】 最高到達温度６５０〜７５０℃で熱処理
し、磁石の保磁力が６ｋＯｅ以上である請求項１記載の
希土類厚膜磁石の製造方法。 - 【請求項９】 ＰＬＤ成膜後、厚さ方向へ加圧しながら
直接通電し、そのジュール熱で結晶化と同時に厚膜磁石
の表面を平滑化する請求項１記載の希土類厚膜磁石の製
造方法。 - 【請求項１０】 ＰＬＤ成膜後、複数枚積層し、厚さ方
向へ加圧しながら直接通電し、そのジュール熱で結晶化
と同時に多層厚膜磁石とする請求項１記載の希土類厚膜
磁石の製造方法。 - 【請求項１１】 直接通電加熱が加熱速度≧９℃／ｓｅ
ｃ、圧力２００〜４００ｋｇｆ／ｃｍ2、≦１Ｔｏｒｒ
で行われ、保磁力を１０ｋＯｅ以上とした請求項９また
は請求項１０記載の希土類厚膜磁石の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１項記載の
希土類厚膜磁石の製造方法によりつくられた希土類厚膜
磁石と回転軸とで構成した可動子、および前記可動子と
空隙を介して軸方向に対向する固定子とを備えた磁石モ
ータ。 - 【請求項１３】 可動子と固定子を平板状に構成した請
求項１２記載の磁石モータ。 - 【請求項１４】 可動子枠内壁にカーリングして固定し
た後、熱処理により結晶化した希土類厚膜磁石と回転軸
とで構成した可動子、および前記可動子と空隙を介して
対向する固定子とを備えた径方向空隙型磁石モータ。
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