JP2007005668A - 希土類磁石及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】例えばNd−Fe−B系の磁石粉末に希土類酸化物による被覆を施し、絶縁材で被覆された状態の磁石粉末と希土類酸化物を混合して成る混合体を高温加圧成形し、希土類酸化物で被覆された磁石粉末の粒子間に希土類酸化物を介在させる。
【選択図】なし
Description
しかし、希土類磁石は金属磁石であるため電気抵抗が低く、モータに組みこんだ場合に、渦電流損失が増大し、モータの効率を低下させるという問題を生じる。
しかし、これらの酸化物は、磁石特性を損なうことから、モータの出力が高い場合には適用が困難となるという問題がある。
しかしながら、このような製造方法では、磁石粉末粒子間に分散する酸化物の分布状況にばらつきが生じ、必ずしも安定して高い電気抵抗を発現させることができないという問題があった。
なお、図1及び2において、比抵抗及び保磁力は、Dy2O3無添加の場合の値を「1」とする相対値で表してある。
すなわち、Nd−Fe−B系磁石は、現時点で最高レベルの磁気特性を備えた永久磁石であって、HDDR処理(Hydrogenation Decomposition Desorption Recombination:水素不均化+脱水素処理)を施すことによって、比較的安価で、高い保磁力と残留磁化を持つ高性能磁石粉末を得ることができる。
なお、磁気特性を重視する場合には1.0〜3.0%の範囲とすることが、絶縁性を重視する場合には5.0〜7.5%の範囲とすることがそれぞれ好ましく、双方の特性をバランスよく併せ持つものとするためのより好適な含有量の範囲としては、2.0以上6.0%以下ということになる。
上記蒸着法によれば、高純度の希土類酸化物から成る理想的な絶縁性被膜を形成できる反面、コストが嵩むことから、希土類錯体を含む溶液を磁石粉末に塗布する工程と、この希土類錯体を酸化させて希土類酸化物とする工程から成る製造方法を採用することが望ましい。すなわち、溶液を用いることによって均一な膜厚の塗布被膜が得られると共に、磁石粉末に対する密着性と酸化物に対する濡れ性に優れることによる。
希土類磁石として、公知のHDDR法を用いて調整したNd−Fe−B系異方性磁石粉末を用いた。
すなわち、まず、Nd:12.6%、Co:17.4%、B:6.5%、Ga:0.3%、Al:0.5%、Zr:0.1%、残部Feの成分組成を有する鋳塊を準備し、この鋳塊を1120℃に20時間保持して均質化した。さらに、均質化した鋳塊を水素雰囲気中で室温から500℃まで昇温させて保持し、さらに850℃まで昇温させて保持した。
この合金をジョークラッシャー及びブラウンミルを用いて、Ar雰囲気中で粉体化し、平均粒径300μmの希土類磁石粉末とした。
そして、得られた希土類錯体溶液に上記希土類磁石粉末を5分間浸漬し、乾燥後350℃で1時間加熱処理した。
被覆後の磁石粉末の断面をSEM観察した結果、希土類酸化物から成る絶縁被覆の膜厚は、厚いところで約4μmであった。また、薄いところでは、AES解析によって表面からの酸素の浸透深さを測定した結果、約75nmであった。
なお、上記希土類酸化物の添加量については、希土類磁石粉末と希土類酸化物粉末のバルク体における真密度の値を用いて、計算によって求めた。また、上記希土類酸化物は、(株)高純度化学研究所製のDy2O3試薬を用いた。
実施例1と同様に被覆した磁石粉末を用い、希土類酸化物Dy2O3の体積比が5.0%となるように添加量を変えた混合体を用いたことを除いて、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって本例の希土類磁石を成形した。得られた希土類磁石について、同様の試験を行い、評価結果を表1に併せて示す。
実施例1と同様に被覆した磁石粉末を用い、希土類酸化物Dy2O3の体積比が7.5%となるように添加量を変えた混合体を用いたこと以外は、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって本例の希土類磁石を成形した。得られた希土類磁石について、同様の試験を実施し、その評価結果を表1に併せて示す。
(株)高純度化学研究所製のDy2O3試薬粉末とHo2O3試薬粉末を混合し、1650℃の大気中において12時間熱処理することによってDy1.6Ho0.4O3を得た後、これをボールミルによって約0.7μmの平均粒径に調整した。
そして、実施例1と同様にDy2O3を被覆した磁石粉末を用い、上記のように調整した希土類酸化物Dy1.6Ho0.4O3の体積比が5.0%となるように添加したことと、成形温度を700℃としたことを除いて、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって本例の希土類磁石を成形した。そして、得られた希土類磁石について、同様の試験を実施し、その評価結果を表1に併せて示す。
(株)高純度化学研究所製のDy2O3試薬粉末とNd2O3試薬粉末を混合し、1650℃の大気中において12時間熱処理することによってNdDyO3を得た後、これをボールミルによって約1.5μmの平均粒径に調整した。
そして、実施例1と同様の被覆磁石粉末を用いて、上記希土類酸化物NdDyO3の体積比が2.5%となるように添加したことと、成形温度を700℃としたことを除いて、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって本例の希土類磁石を成形した。得られた希土類磁石について、同様の試験を実施し、その評価結果を表1に併せて示す。
実施例1と同様に被覆した磁石粉末を用い、希土類酸化物として、Dy2O3に替えて、(株)高純度化学研究所製のEr2O3試薬粉末を体積比が2.5%となるように添加し、混合したことを除いて、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって本例の希土類磁石を成形した。得られた希土類磁石について、同様の試験を行い、評価結果を表1に併せて示す。
実施例1と同様に被覆した磁石粉末を用い、希土類酸化物として、Dy2O3に替えて、(株)高純度化学研究所製のYb2O3試薬粉末を体積比が2.5%となるように添加し、混合したことを除いて、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって本例の希土類磁石を成形した。得られた希土類磁石について、同様の試験を行い、評価結果を表1に併せて示す。
実施例1と同様に被覆した磁石粉末を用い、希土類酸化物として、Dy2O3に替えて、(株)高純度化学研究所製のHo2O3試薬粉末を体積比が2.5%となるように添加して、混合したことを除いて、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって本例の希土類磁石を成形した。得られた希土類磁石について、同様の試験を行い、評価結果を表1に併せて示す。
実施例1と同様に被覆した磁石粉末を用い、希土類酸化物として、Dy2O3に替えて、(株)高純度化学研究所製のLu2O3試薬粉末を体積比が2.5%となるように添加して、混合したことを除いて、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって本例の希土類磁石を成形した。得られた希土類磁石について、同様の試験を行い、評価結果を表1に併せて示す。
希土類錯体として、実施例1において用いたトリスアセチルアセトナトジスプロシウムに替えて、トリスアセチルアセトナトイットリウム(添川理化学社製)を使用し、同様の手法によって、酸化イットリウム(Y2O3)から成る絶縁物で被覆された希土類磁石粉末を得た。
この磁石粉末に、(株)高純度化学研究所製のTm2O3試薬粉末を体積比が2.5%となるように添加及び混合し、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって本例の希土類磁石を成形した。得られた希土類磁石について、同様の試験を行い、評価結果を表1に併せて示す。
実施例1と同様に被覆した磁石粉末を用いて、希土類酸化物を混合することなく希土類磁石を成形して、本例の希土類磁石とした。得られた希土類磁石について、同様の試験を実施し、その評価結果を表1に併せて示す。
希土類酸化物による被覆を施す前の磁石粉末を用いたこと以外は、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって本例の希土類磁石を成形した。得られた希土類磁石について、同様の試験を実施し、その評価結果を表1に併せて示す。
希土類酸化物による被覆を施す前の磁石粉末を用いると共に、希土類酸化物を混合することなく希土類磁石を成形して、本例の希土類磁石とした。得られた希土類磁石について、同様の試験を実施し、その評価結果を表1に併せて示す。
これに対し、希土類酸化物で被覆していない磁石粉末を用いたり、被覆粉末を用いても希土類酸化物を混合することなく成形したりした比較例の希土類磁石においては、磁石特性は優れているものの、電気抵抗を高めることができない結果となった。
Claims (8)
- 希土類酸化物で被覆された希土類磁石粉末の粒子間に希土類酸化物が介在していることを特徴とする希土類磁石。
- 上記希土類酸化物がR2XR´2(1−X)O3(式中、R及びR´はNd、Y、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb又はLuであり、0<X≦1である)で表されるものであることを特徴とする請求項1に記載の希土類磁石。
- 上記磁石粉末がHDDR法により製造された、平均粒径1〜500μmのNd−Fe−B系磁石粉末であることを特徴とする請求項1又は2に記載の希土類磁石。
- 希土類酸化物による磁石粉末の被覆厚さが50nm以上5μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に記載の希土類磁石。
- 希土類酸化物で被覆された磁石粉末の粒子間に介在する希土類酸化物の粒径が50nm以上5μm以下であって、その含有量が体積比で1.0〜7.5%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの項に記載の希土類磁石。
- 上記磁石粉末を被覆する希土類酸化物と、磁石粉末粒子間に介在する希土類酸化物の中に、少なくとも1種の共通する希土類元素が含まれていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つの項に記載の希土類磁石。
- 請求項1〜6のいずれか1つの項に記載の希土類磁石を製造するに際して、
希土類酸化物で被覆された希土類磁石粉末と希土類酸化物との混合体を高温加圧成形することを特徴とする希土類磁石の製造方法。 - 希土類酸化物により磁石粉末を被覆する工程が、希土類錯体を含有する溶液を磁石粉末に塗布する工程と、塗布された希土類錯体を酸化する工程から成ることを特徴とする請求項7に記載の希土類磁石の製造方法。
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