JP2018082177A - Rare earth magnet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、希土類磁石に関する。本発明は、特に、（Ｌａ，Ｃｅ）−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石に関する。 The present invention relates to a rare earth magnet. The present invention particularly relates to a (La, Ce) -Fe-B rare earth magnet.
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石（Ｒは希土類元素）は、主相と、主相を包囲する粒界相とを有する。主相は、Ｒ２Ｆｅ１４Ｂで表される組成を有し、磁性相である。以下の説明で、Ｒ２Ｆｅ１４Ｂで表される組成を有する相を「Ｒ２Ｆｅ１４Ｂ相」ということがある。 An R—Fe—B rare earth magnet (R is a rare earth element) has a main phase and a grain boundary phase surrounding the main phase. The main phase has a composition represented by R 2 Fe 14 B and is a magnetic phase. In the following description, a phase having a composition represented by R 2 Fe 14 B may be referred to as “R 2 Fe 14 B phase”.
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石において、ＲがＮｄであるとき、磁気特性が特に優れる。そのため、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石は、高性能磁石として、電気自動車及びハイブリッド車等を駆動するモータ等に多く使用されている。 In the R—Fe—B rare earth magnet, when R is Nd, the magnetic properties are particularly excellent. For this reason, Nd—Fe—B rare earth magnets are often used as motors for driving electric vehicles and hybrid vehicles as high performance magnets.
特許文献１には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石中のＮｄの一部を、Ｃｅ、Ｌａ、及び／又はＹで置換して、希土類磁石の熱間加工性を改善することが開示されている。
特許文献１に開示されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石においては、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ相中のＮｄの一部をＣｅ、Ｌａ、及び／又はＹで置換した分だけ、磁気特性が低下する。そのため、磁気特性の低下が実用上問題とならない範囲内で、熱間加工性を改善する。その結果、Ｃｅ、Ｌａ、及び／又はＹによるＮｄの置換割合は小さかった。
In the Nd—Fe—B rare earth magnet disclosed in
Ｎｄの価格は高騰しつつあり、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石中のＮｄの一部を、Ｎｄよりも安価な、Ｃｅ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、及び／又はＳｃで置換することが試みられている。 The price of Nd is rising, and an attempt is made to replace part of Nd in the Nd—Fe—B rare earth magnet with Ce, La, Gd, Y, and / or Sc, which is cheaper than Nd. ing.
特許文献２には、その一例として、主相と、主相を包囲する粒界相とを有する希土類磁石であって、主相が所謂コア／シェル構造を有する希土類磁石が開示されている。そして、特許文献２には、コアがＣｅ２Ｆｅ１４Ｂ相であり、シェルが（Ｎｄ０．５Ｃｅ０．５）Ｆｅ１４Ｂ相であることが開示されている。さらに、特許文献２には、この希土類磁石の製造方法として、Ｃｅ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末の圧粉体又は焼結体と、Ｎｄ−Ｃｕ合金とを接触させ、このＣｅ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末中に、Ｎｄ−Ｃｕ合金の溶融液中のＮｄを拡散させる方法が開示されている。
As an example,
特許文献２で開示された一例において、コアはＣｅ２Ｆｅ１４Ｂ相であり、Ｎｄを含有していない。一方、シェルは（Ｎｄ０．５Ｃｅ０．５）Ｆｅ１４Ｂ相であり、Ｎｄを含有している。さらに、主相を包囲する粒界相は、Ｎｄ−Ｃｕ合金の溶融液の浸透によって、多くのＮｄを含有する。
In an example disclosed in
このように、特許文献２で開示された一例において、コアが、Ｎｄリッチのシェルと粒界相によって磁気的に分断されているため、複数のコアを跨いで磁化反転が伝播しない。したがって、コアがＮｄを含有せず、コア自体の磁気特性は低下しているにもかかわらず、希土類磁石全体の磁化は、それほど低下していない。しかしこのことは、Ｃｅ２Ｆｅ１４Ｂ相をＮｄリッチ相で包囲しないと、希土類磁石全体で所望の磁気特性を確保できないことを意味している。
Thus, in the example disclosed in
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石において、Ｒとして、Ｎｄよりも安価なＣｅを用いて、希土類磁石全体の磁気特性を向上させるには、主相の磁化の向上を図る必要がある、という課題を本発明者らは見出した。 In the R—Fe—B rare earth magnet, in order to improve the magnetic properties of the entire rare earth magnet using Ce, which is cheaper than Nd, as R, it is necessary to improve the magnetization of the main phase. The inventors have found.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。本発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石のＲとして、Ｎｄを用いずに、磁化を向上させた希土類磁石を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems. An object of the present invention is to provide a rare earth magnet having improved magnetization without using Nd as R in the R—Fe—B rare earth magnet.
本発明者らは、上記目的を達成すべく、鋭意検討を重ね、本発明を完成させた。その要旨は、次のとおりである。
〈１〉式（ＬａｘＣｅ（１−ｘ））ｙＦｅ（１００−ｙ−ｗ−ｚ−ｖ）ＣｏｗＢｚＭｖ
（前記式中、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、及びＭｎから選ばれる１種以上の元素、並びに不可避的不純物元素であり、かつ
ｘ、ｙ、ｚ、ｗ、及びｖが、
０．１０≦ｘ≦０．３０、
５≦ｙ≦２０、
４≦ｚ≦６．５、
０≦ｗ≦８、及び
０≦ｖ≦２．０である。）
で表される全体組成を有する、希土類磁石。
〈２〉前記ｘが、０．１５≦ｘ≦０．３０である、〈１〉項に記載の希土類磁石。
〈３〉前記ｘが、０．１０≦ｘ≦０．２５である、〈１〉項に記載の希土類磁石。
〈４〉前記ｘが、０．１５≦ｘ≦０．２５である、〈１〉項に記載の希土類磁石。
In order to achieve the above object, the present inventors have made extensive studies and completed the present invention. The summary is as follows.
<1> formula (La x Ce (1-x )) y Fe (100-y-w-z-v) Co w B z M v
(In the above formula, M is one or more elements selected from Ga, Al, Cu, Au, Ag, Zn, In, and Mn, and inevitable impurity elements, and x, y, z, w, And v are
0.10 ≦ x ≦ 0.30,
5 ≦ y ≦ 20,
4 ≦ z ≦ 6.5,
0 ≦ w ≦ 8, and 0 ≦ v ≦ 2.0. )
A rare earth magnet having an overall composition represented by:
<2> The rare earth magnet according to <1>, wherein x is 0.15 ≦ x ≦ 0.30.
<3> The rare earth magnet according to <1>, wherein x is 0.10 ≦ x ≦ 0.25.
<4> The rare earth magnet according to <1>, wherein x is 0.15 ≦ x ≦ 0.25.
本発明によれば、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石において、主相のＣｅの一部をＬａで置換し、かつ、ＬａによるＣｅの置換割合ｘを一定範囲にすることにより、ＲとしてＮｄを用いずに、磁化を向上させた希土類磁石を提供することができる。 According to the present invention, in an R—Fe—B rare earth magnet, a portion of Ce in the main phase is replaced with La, and the substitution ratio x of Ce with La is set to a certain range, whereby Nd is represented as R. A rare earth magnet with improved magnetization can be provided without using it.
以下、本発明に係る希土類磁石の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of a rare earth magnet according to the present invention will be described in detail. In addition, embodiment shown below does not limit this invention.
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石は、主相と、主相を包囲する粒界相を有する。主相はＲ２Ｆｅ１４Ｂ相であり、磁性相である。粒界相はＲリッチ相であり、非磁性相である。磁性相のＲ２Ｆｅ１４Ｂ相が、非磁性相のＲリッチ相で包囲されているため、各Ｒ２Ｆｅ１４Ｂ相は磁気的に分断されて、複数のＲ２Ｆｅ１４Ｂ相を跨いで磁化反転が伝播しない。その結果、希土類磁石全体として、優れた磁化を有する。 The R—Fe—B rare earth magnet has a main phase and a grain boundary phase surrounding the main phase. The main phase is an R 2 Fe 14 B phase, which is a magnetic phase. The grain boundary phase is an R-rich phase and a nonmagnetic phase. Since the R 2 Fe 14 B phase of the magnetic phase is surrounded by the R rich phase of the nonmagnetic phase, each R 2 Fe 14 B phase is magnetically separated and straddles a plurality of R 2 Fe 14 B phases. The magnetization reversal does not propagate. As a result, the rare earth magnet as a whole has excellent magnetization.
Ｃｅの原子価は、３価又は４価であることができる。Ｃｅの原子価が３価であるとき、４ｆ電子が局在する。Ｃｅの原子価が４価であるとき、４ｆ電子が局在しない。 The valence of Ce can be trivalent or tetravalent. When the valence of Ce is trivalent, 4f electrons are localized. When the valence of Ce is tetravalent, 4f electrons are not localized.
Ｃｅの原子価が４価であるとき、Ｃｅ２Ｆｅ１４Ｂ相は安定である。しかし、４価のＣｅには、磁気特性の向上に寄与する４ｆ電子が局在していないため、Ｃｅ２Ｆｅ１４Ｂ相の磁化は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ相の磁化よりも低い。 When the valence of Ce is tetravalent, the Ce 2 Fe 14 B phase is stable. However, since the 4f electrons contributing to the improvement of the magnetic properties are not localized in the tetravalent Ce, the magnetization of the Ce 2 Fe 14 B phase is lower than the magnetization of the Nd 2 Fe 14 B phase.
本発明者らは、Ｃｅ２Ｆｅ１４Ｂ相中のＣｅの一部をＬａで置換し、かつ、ＬａによるＣｅの置換割合ｘを一定範囲にすることにより、（ＬａｘＣｅ（１−ｘ））２Ｆｅ１４Ｂ相の磁化を著しく向上できることを知見した。 The present inventors substituted a part of Ce in the Ce 2 Fe 14 B phase with La, and set the substitution ratio x of Ce with La to a certain range, so that (La x Ce (1-x) ) the magnetization of 2 Fe 14 B phase was found that can significantly improve.
また、本発明者らは、理論に拘束されないが、（ＬａｘＣｅ（１−ｘ））２Ｆｅ１４Ｂ相のｘが一定範囲であるとき、ＬａがＣｅに作用して、Ｃｅ中で４ｆ電子の局在を促進することによって、Ｃｅが４価から３価になることを知見した。 In addition, the present inventors are not bound by theory, but when x of the (La x Ce (1-x) ) 2 Fe 14 B phase is in a certain range, La acts on Ce, and 4f in Ce It was found that Ce was changed from tetravalent to trivalent by promoting the localization of electrons.
これらの知見に基づく、本発明に希土類磁石の構成を次に説明する。 Based on these findings, the configuration of the rare earth magnet in the present invention will be described below.
（全体組成）
本発明の希土類磁石の全体組成は、式（ＬａｘＣｅ（１−ｘ））ｙＦｅ（１００−ｙ−ｗ−ｚ−ｖ）ＣｏｗＢｚＭｖで表される。
(Overall composition)
Overall composition of the rare earth magnet of the present invention is represented by the formula (La x Ce (1-x )) y Fe (100-y-w-z-v) Co w B z M v.
前記式中、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、及びＭｎから選ばれる１種以上の元素、並びに不可避的不純物元素である。 In the above formula, M is one or more elements selected from Ga, Al, Cu, Au, Ag, Zn, In, and Mn, and an unavoidable impurity element.
前記式中、ｘ、ｙ、ｚ、ｗ、及びｖは、それぞれ、０．１０≦ｘ≦０．３０、５≦ｙ≦２０、４≦ｚ≦６．５、０≦ｗ≦８、及び０≦ｖ≦２．０である。ｘは、ＬａによるＣｅの置換割合である。ｙはＬａとＣｅの合計含有量、ｚはＢの含有量、ｗはＣｏの含有量、そして、ｖはＭの含有量であり、ｙ、ｚ、ｗ、及びｖは、いずれも原子％である。 In the above formula, x, y, z, w, and v are 0.10 ≦ x ≦ 0.30, 5 ≦ y ≦ 20, 4 ≦ z ≦ 6.5, 0 ≦ w ≦ 8, and 0, respectively. ≦ v ≦ 2.0. x is the substitution ratio of Ce with La. y is the total content of La and Ce, z is the content of B, w is the content of Co, and v is the content of M, and y, z, w, and v are all in atomic%. is there.
上記式が、５≦ｙ≦２０、４≦ｚ≦６．５、０≦ｗ≦８、及び０≦ｖ≦２．０を満たすとき、主相と、主相を包囲する粒界相とを有する、希土類磁石となる。このとき、主相は（ＬａｘＣｅ（１−ｘ））２（Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ相であり、粒界相は（Ｌａ，Ｃｅ）リッチ相である。Ｍは、その多くが粒界相に存在している。 When the above formula satisfies 5 ≦ y ≦ 20, 4 ≦ z ≦ 6.5, 0 ≦ w ≦ 8, and 0 ≦ v ≦ 2.0, the main phase and the grain boundary phase surrounding the main phase It has a rare earth magnet. At this time, the main phase is a (La x Ce (1-x) ) 2 (Fe, Co) 14 B phase, and the grain boundary phase is a (La, Ce) rich phase. Most of M exists in the grain boundary phase.
次に、上記式中の各成分、すなわち、Ｌａ、Ｃｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｂ、及びＭについて説明する。 Next, each component in the above formula, that is, La, Ce, Fe, Co, B, and M will be described.
（Ｌａ）
Ｌａは希土類元素であり、希土類磁石中で、主相と粒界相の両方に存在する。主相においては、ＬａがＣｅに作用して、Ｃｅが４価から３価になることにより、主相の磁化が向上する。
(La)
La is a rare earth element and exists in both the main phase and the grain boundary phase in the rare earth magnet. In the main phase, La acts on Ce, and Ce is changed from tetravalent to trivalent, whereby the magnetization of the main phase is improved.
主相の中では、ＬａはＣｅに置換する形で存在している。ＬａによるＣｅの置換割合ｘについては、全体組成におけるｘと、主相におけるｘは、ほぼ同一である。 In the main phase, La is present in the form of replacing Ce. Regarding the substitution ratio x of Ce with La, x in the overall composition and x in the main phase are almost the same.
ｘが０．１以上であれば、Ｌａによって、Ｃｅが４価から３価になる効果が明瞭に発現し、その結果、磁化が向上する（以下、これを、「磁化向上効果」ということがある）。磁化向上効果の観点からは、ｘは０．１５以上がより好ましい。 If x is 0.1 or more, the effect of changing Ce from tetravalent to trivalent is clearly exhibited by La, and as a result, the magnetization is improved (hereinafter referred to as “magnetization improving effect”). is there). From the viewpoint of the magnetization enhancement effect, x is more preferably 0.15 or more.
そして、ｘが０．２程度で、磁化向上効果がピークに達する。このピークを超えると、ｘの増加に伴って、磁化向上効果が減少する。 When x is about 0.2, the magnetization improvement effect reaches a peak. Beyond this peak, the magnetization enhancement effect decreases as x increases.
ｘが０．３０以下であれば、磁化向上効果は認められる。磁化向上効果がより明瞭に認められるという観点からは、ｘは０．２５以下がより好ましい。 If x is 0.30 or less, a magnetization improvement effect is recognized. From the viewpoint that the magnetization improvement effect is more clearly recognized, x is more preferably 0.25 or less.
Ｌａ２Ｆｅ１４Ｂ相はＣｅ２Ｆｅ１４Ｂ相よりもキュリー温度が高いため、ＬａによってＣｅが置換されることより、高温時の磁化の向上も期待できる。 Since the La 2 Fe 14 B phase has a higher Curie temperature than the Ce 2 Fe 14 B phase, Ce is replaced by La, so that an improvement in magnetization at high temperatures can be expected.
粒界相においては、ＬａはＣｅとともに、（Ｌａ，Ｃｅ）リッチ相を構成する。この（Ｌａ，Ｃｅ）リッチ相は、非磁性相であり、主相同士を磁気的に分断する。 In the grain boundary phase, La and (Ce) constitute a (La, Ce) rich phase. This (La, Ce) rich phase is a non-magnetic phase and magnetically separates the main phases.
（Ｃｅ）
Ｃｅは希土類元素であり、希土類磁石中で、主相と粒界相の両方に存在する。主相においては、Ｃｅ２Ｆｅ１４Ｂ相は磁化が小さいが、（ＬａｘＣｅ（１−ｘ））２Ｆｅ１４Ｂ相は、ｘが上述した範囲のとき、磁化が向上する。
(Ce)
Ce is a rare earth element and exists in both the main phase and the grain boundary phase in the rare earth magnet. In the main phase, the Ce 2 Fe 14 B phase has a small magnetization, but in the (La x Ce (1-x) ) 2 Fe 14 B phase, the magnetization is improved when x is in the range described above.
全体組成で、ＬａとＣｅの合計含有量はｙ原子％である。ｙが５〜２０原子％であれば、希土類磁石として必要な量の主相を確保できる。ｙは７原子％以上、９原子％以上、又は１１原子％以上であってよく、１８原子％以上、１６原子％以上、又は１４原子％以上であってよい。 In the overall composition, the total content of La and Ce is y atom%. If y is 5 to 20 atom%, a necessary amount of the main phase can be secured as the rare earth magnet. y may be 7 atomic% or more, 9 atomic% or more, or 11 atomic% or more, and may be 18 atomic% or more, 16 atomic% or more, or 14 atomic% or more.
粒界相においては、ＣｅはＬａとともに、（Ｌａ，Ｃｅ）リッチ相を構成する。この（Ｌａ，Ｃｅ）リッチ相は、非磁性相であり、主相同士を磁気的に分断する。 In the grain boundary phase, Ce forms a (La, Ce) rich phase together with La. This (La, Ce) rich phase is a non-magnetic phase and magnetically separates the main phases.
（Ｆｅ）
Ｆｅは、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の主成分であり、Ｌａ、Ｃｅ、及びＢとともに主相を構成する。全体組成で、Ｆｅの含有量は、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｂ、及びＭの残部で表される。
(Fe)
Fe is a main component of the R—Fe—B rare earth magnet and constitutes a main phase together with La, Ce, and B. In the overall composition, the Fe content is represented by the balance of La, Ce, Co, B, and M.
（Ｃｏ）
Ｃｏは鉄族元素に分類され、希土類磁石中で、ＣｏはＦｅと置換する。本明細書中で、例えば、（ＬａｘＣｅ（１−ｘ））２Ｆｅ１４Ｂ相等、特に断りがなければ、Ｃｏが示されていなくても、（ＬａｘＣｅ（１−ｘ））２Ｆｅ１４Ｂ相中のＦｅの一部はＣｏで置換されていてもよい。Ｃｏは、希土類磁石の耐熱性を改善するため、必要に応じて、添加される。全体組成で、Ｃｏの含有量ｗは、０〜８原子％である。耐熱性の改善の観点からは、Ｃｏの含有量ｗは、１原子％以上、２％原子以上、又は３％原子％以上であってよい。耐熱性向上の飽和及び経済性の観点からは、Ｃｏの含有量ｙは、７原子％以下、６原子％以下、又は５原子％以下であってよい。
(Co)
Co is classified as an iron group element, and in a rare earth magnet, Co substitutes for Fe. In the present specification, for example, (La x Ce (1-x) ) 2 Fe 14 B phase and the like, unless otherwise specified, even if Co is not indicated, (La x Ce (1-x) ) 2 A part of Fe in the Fe 14 B phase may be substituted with Co. Co is added as necessary to improve the heat resistance of the rare earth magnet. In the overall composition, the Co content w is 0 to 8 atomic%. From the viewpoint of improving heat resistance, the Co content w may be 1 atom% or more, 2% atom or more, or 3% atom% or more. From the viewpoint of saturation of heat resistance improvement and economy, the Co content y may be 7 atomic% or less, 6 atomic% or less, or 5 atomic% or less.
（Ｂ）
Ｂは、Ｌａ、Ｃｅ、及びＦｅとともに主相を構成する。全体組成でＢの含有量ｚが４〜６．５原子％であれば、希土類磁石に必要な主相を確保できる。ｚは４．２原子％以上、４．５原子％以上、又は４．８原子％以上であってよく、６．２原子％以下、５．９原子％以下、又は５．６原子％以下であってよい。
(B)
B constitutes the main phase together with La, Ce, and Fe. If the B content z in the overall composition is 4 to 6.5 atomic%, the main phase necessary for the rare earth magnet can be secured. z may be 4.2 atomic% or more, 4.5 atomic% or more, or 4.8 atomic% or more, and may be 6.2 atomic% or less, 5.9 atomic% or less, or 5.6 atomic% or less. It may be.
Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、及びＭｎから選ばれる１種以上の元素である。Ｍは、本発明の希土類磁石の効果を損なわない範囲で、必要に応じて含有する。これらの他に、Ｍは不可避的不純物を含む。不可避的不純物とは、原材料に含まれる不純物等、その含有を回避することが避けられない、あるいは、回避するためには著しい製造コストの上昇を招く不純物のことをいう。全体組成で、Ｍの含有量ｖが０〜２原子％であれば、本発明の効果を損なわない。Ｍの含有量ｖは、０．０５原子％以上、０．１原子％以上、又は０．２原子％以上であってよく、１．０原子％以下、０．８原子％以下、又は０．５原子％以下であってよい。 M is one or more elements selected from Ga, Al, Cu, Au, Ag, Zn, In, and Mn. M is contained as necessary within a range not impairing the effect of the rare earth magnet of the present invention. In addition to these, M contains inevitable impurities. Inevitable impurities refer to impurities such as impurities contained in the raw material that cannot be avoided, or in order to avoid such impurities, the production cost is significantly increased. If the M content v is 0 to 2 atomic% in the overall composition, the effects of the present invention are not impaired. The M content v may be 0.05 atomic% or more, 0.1 atomic% or more, or 0.2 atomic% or more, and 1.0 atomic% or less, 0.8 atomic% or less, or 0. It may be 5 atomic% or less.
（希土類磁石の形態）
これまで説明してきた組成等を満たせば、希土類磁石の形態に、特に制限はない。希土類磁石の形態としては、鋳物、急冷体、薄膜、及び厚膜等が挙げられる。急冷体としては、薄帯、薄片、及び粉末等が挙げられる。
(Rare earth magnet configuration)
If the composition etc. which were demonstrated so far are satisfy | filled, there will be no restriction | limiting in particular in the form of a rare earth magnet. Examples of the rare earth magnet include castings, quenched bodies, thin films, and thick films. Examples of the quenching body include ribbons, flakes, and powders.
（希土類磁石の製造方法）
これまで説明してきた組成等を満たせば、希土類磁石の製造方法に特に制限はない。製造方法としては、鋳造、液体急冷法、又はスパッタリング法等が挙げられる。
(Rare earth magnet manufacturing method)
If the composition etc. which were demonstrated so far are satisfy | filled, there will be no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of a rare earth magnet. Examples of the production method include casting, liquid quenching method, sputtering method and the like.
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例で用いた条件に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to the conditions used in the following examples.
（試料の作製）
ＳｉＯ２基板にスパッタリング法によって、（ＬａｘＣｅ（１−ｘ））１１．７６Ｆｅ８２．３６Ｂ５．８８の組成を有する厚膜を作製した。膜厚は５００ｎｍであった。
(Sample preparation)
A thick film having a composition of (La x Ce (1-x) ) 11.76 Fe 82.36 B 5.88 was produced on a SiO 2 substrate by sputtering. The film thickness was 500 nm.
図１は、スパッタリング法で用いたターゲット材を示す。ターゲット材１は、Ｃｅ−Ｆｅ−Ｂ合金板２とＬａ−Ｆｅ−Ｂ合金板３を有し、Ｃｅ−Ｆｅ−Ｂ合金板２とＬａ−Ｆｅ−Ｂ合金板３は、図１に示すように、互いに接合されている。Ｃｅ−Ｆｅ−Ｂ合金板２の組成はＣｅ１９．５Ｆｅ７２．３Ｂ８．２であり、Ｌａ−Ｆｅ−Ｂ合金板３の組成はＬａ１９．５Ｆｅ７２．３Ｂ８．２であった。
FIG. 1 shows a target material used in the sputtering method. The
このターゲット材とＳｉＯ２基板をスパッタリング装置に装入し、厚膜を形成した。この厚膜を、真空雰囲気中で、４５０℃で９０分にわたって熱処理した。 The target material and the SiO 2 substrate were charged into a sputtering apparatus to form a thick film. This thick film was heat-treated at 450 ° C. for 90 minutes in a vacuum atmosphere.
図２は、厚膜の目標組成分布を示す図である。図２に示したように、厚膜は、図２の上部から下部に向かって、Ｃｅ２Ｆｅ１４Ｂ相のＣｅがＬａによって徐々に置換されていく傾斜材料となるように形成された。なお、試料は２枚準備し、それらの試料のＬａによるＣｅの置換割合ｘについては、一方が０．０５〜０．１７、他方が０．１９〜０．３７であった。この置換割合ｘの評価方法については、後述する。 FIG. 2 is a diagram showing the target composition distribution of the thick film. As shown in FIG. 2, the thick film was formed to be a gradient material in which Ce in the Ce 2 Fe 14 B phase was gradually replaced by La from the upper part to the lower part of FIG. Two samples were prepared, and regarding the substitution ratio x of Ce by La of these samples, one was 0.05 to 0.17 and the other was 0.19 to 0.37. A method for evaluating the substitution ratio x will be described later.
（試料の評価）
図３は、厚膜の評価位置を示す図である。図３の（１）の位置は、図２のＣｅ２Ｆｅ１４Ｂ相の位置に相当する。図３の（９）の位置は、図２のＬａ２Ｆｅ１４Ｂ相の位置に相当する。
(Sample evaluation)
FIG. 3 is a diagram showing the evaluation position of the thick film. The position of (1) in FIG. 3 corresponds to the position of the Ce 2 Fe 14 B phase in FIG. The position of (9) in FIG. 3 corresponds to the position of the La 2 Fe 14 B phase in FIG.
（相の同定）
図３に示した（１）、（５）、及び（９）のそれぞれの位置について、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）分析を行い、相の同定をした。分析は、２枚の試料について行った。
(Phase identification)
The respective positions (1), (5), and (9) shown in FIG. 3 were subjected to X-ray diffraction (XRD) analysis to identify phases. Analysis was performed on two samples.
ｘが０．０５〜０．１７の試料の分析結果を、図４に示す。図４中、「２−１４−１」は、（ＬａｘＣｅ（１−ｘ））２Ｆｅ１４Ｂ相を意味する。図４から分かるように、図２の（１）の位置、すなわち、厚膜の一方の端部を除き、（ＬａｘＣｅ（１−ｘ））２Ｆｅ１４Ｂ相が形成できていることを確認できた。ｘが０．１９〜０．３７の試料についても同様であった。 FIG. 4 shows the analysis result of the sample having x of 0.05 to 0.17. In FIG. 4, “2-14-1” means the (La x Ce (1-x) ) 2 Fe 14 B phase. As can be seen from FIG. 4, the (La x Ce (1-x) ) 2 Fe 14 B phase can be formed except for the position of (1) in FIG. 2, that is, one end of the thick film. It could be confirmed. The same was true for samples with x ranging from 0.19 to 0.37.
（相の組成分析）
エネルギー分散型Ｘ線分析（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて、厚膜の組成分析を行った。
(Phase composition analysis)
The composition analysis of the thick film was performed using energy dispersive X-ray spectroscopy (Energy Dispersive X-ray spectroscopy).
ｘが０．０５〜０．１７の試料の組成分析結果を表１及び図５に、ｘが０．１９〜０．３７の試料の組成分析結果を表２及び図６に示す。 Table 1 and FIG. 5 show the composition analysis results of samples with x of 0.05 to 0.17, and Table 2 and FIG. 6 show the composition analysis results of samples with x of 0.19 to 0.37.
表１及び図５並びに表２及び図６から、いずれの試料も、傾斜材料になっていることを確認できた。 From Table 1 and FIG. 5 and Table 2 and FIG. 6, it was confirmed that all the samples were gradient materials.
図３の（１）〜（９）のそれぞれの位置について、磁気特性を評価した。評価方法としては、ＭＯＫＥ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｋｅｒｒ Ｅｆｆｅｃｔ）測定と、振動試料型磁力計（ＶＳＭ：Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ Ｓａｍｐｌｅ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ）を用いた測定を採用した。 Magnetic characteristics were evaluated for each of the positions (1) to (9) in FIG. As an evaluation method, MOKE (Magneto-Optical Kerr Effect) measurement and measurement using a vibrating sample magnetometer (VSM) were adopted.
ＭＯＫＥ測定は、磁気カー効果を利用した測定方法である。磁気カー効果とは、直線偏光した光を、磁化した材料の表面に照射すると、磁化に応して反射光の強度が変化する効果をいう。ＭＯＫＥ測定では、その反射光の変化を検出器で評価することによって、材料の磁化を測定する。ＭＯＫＥ測定を採用することによって、連続的にＬａの濃度を傾斜させた試料に対して、組成と磁気特性との関係を正確に把握できる。今回の測定では、直径２０μｍの領域（照射した光の直径）を測定できた。また、参考までに、一般的な振動試料型磁力計を用いた測定も行った。 The MOKE measurement is a measurement method using the magnetic Kerr effect. The magnetic Kerr effect is an effect in which when the surface of a magnetized material is irradiated with linearly polarized light, the intensity of reflected light changes according to the magnetization. In the MOKE measurement, the magnetization of a material is measured by evaluating the change in the reflected light with a detector. By adopting the MOKE measurement, it is possible to accurately grasp the relationship between the composition and the magnetic characteristics of the sample in which the La concentration is continuously inclined. In this measurement, an area having a diameter of 20 μm (the diameter of the irradiated light) could be measured. For reference, measurements using a general vibrating sample magnetometer were also performed.
結果を図７〜図１５に示す。図７は、ｘが小さい領域でのＭＯＫＥ測定結果を示す図である。図８は、ｘが中程度の領域でのＭＯＫＥ測定結果を示す図である。図９は、ｘと信号強度の関係を示す図である。図１０〜図１５は、図９の（ａ）〜（ｆ）における振動試料型磁力計を用いた測定結果（ヒステリシス曲線）を示す図である。なお、図１０〜図１５のヒステリシス曲線から、図１３の磁化の数値（１１９．９ｅｍｕ／ｇ）を図９（ｄ）のＭＯＫＥ測定による信号強度（０．０８５）に合わせて基準値として規格化した。そして、図１０、図１１、図１２、図１４、及び図１５の磁化のそれぞれの数値を、図９の信号強度に規格化して換算した。 The results are shown in FIGS. FIG. 7 is a diagram illustrating the results of MOKE measurement in a region where x is small. FIG. 8 is a diagram showing a MOKE measurement result in a region where x is medium. FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between x and signal intensity. 10-15 is a figure which shows the measurement result (hysteresis curve) using the vibration sample type magnetometer in (a)-(f) of FIG. 10 to 15, the numerical value of magnetization (119.9 emu / g) in FIG. 13 is normalized as a reference value according to the signal intensity (0.085) by the MOKE measurement in FIG. 9 (d). did. Then, the numerical values of the magnetizations of FIGS. 10, 11, 12, 14, and 15 were normalized and converted into the signal intensity of FIG.
図７及び図８から分かるように、ＭＯＫＥ測定においては、カー効果を利用しているため、磁化が高くなるほど信号強度が高くなることを確認できた。 As can be seen from FIGS. 7 and 8, since the Kerr effect is used in the MOKE measurement, it was confirmed that the signal intensity increases as the magnetization increases.
図９から、ＭＯＫＥ測定結果と振動試料型磁力計を用いた測定結果のいずれについても、次のことがわかる。すなわち、ｘが０．１から信号が強くなり始め、ｘが０．２付近で信号強度がピークに達し、その後、信号強度が徐々に弱まり、ｘが０．３のときの信号強度は、ｘが０．１のときの信号強度と同程度になっていることを確認できた。また、ｘが０．１から磁化が強くなり始め、ｘが０．２付近で磁化がピークに達し、その後、磁化が徐々に弱まり、ｘが０．３のときの磁化は、ｘが０．１のときの磁化と同程度になっていることを確認できた。そして、振動試料型磁力計を用いた測定よりも、ＭＯＫＥ測定の方が、厚膜の組成が徐々に変化していることを、より正確に測定できていることを確認できた。 From FIG. 9, the following can be seen for both the MOKE measurement result and the measurement result using the vibrating sample magnetometer. That is, the signal starts to increase when x is 0.1, the signal intensity reaches a peak when x is around 0.2, and then the signal intensity gradually decreases. When x is 0.3, the signal intensity is x It was confirmed that the signal intensity was approximately the same as when 0.1 was 0.1. In addition, the magnetization starts to increase when x is 0.1, reaches a peak when x is around 0.2, and then gradually decreases. When x is 0.3, x is 0.3. It was confirmed that the magnetization was about the same as that of 1. It was confirmed that the MOKE measurement was able to measure more accurately that the composition of the thick film was gradually changing than the measurement using the vibrating sample magnetometer.
以上の結果から、本発明の効果を確認できた。 From the above results, the effect of the present invention was confirmed.
１ ターゲット材
２ Ｃｅ−Ｆｅ−Ｂ合金板
３ Ｌａ−Ｆｅ−Ｂ合金板
1
Claims (4)
（前記式中、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、及びＭｎから選ばれる１種以上の元素、並びに不可避的不純物元素であり、かつ
ｘ、ｙ、ｚ、ｗ、及びｖが、
０．１０≦ｘ≦０．３０、
５≦ｙ≦２０、
４≦ｚ≦６．５、
０≦ｗ≦８、及び
０≦ｖ≦２．０である。）
で表される全体組成を有する、希土類磁石。 Formula (La x Ce (1-x )) y Fe (100-y-w-z-v) Co w B z M v
(In the above formula, M is one or more elements selected from Ga, Al, Cu, Au, Ag, Zn, In, and Mn, and inevitable impurity elements, and x, y, z, w, And v are
0.10 ≦ x ≦ 0.30,
5 ≦ y ≦ 20,
4 ≦ z ≦ 6.5,
0 ≦ w ≦ 8, and 0 ≦ v ≦ 2.0. )
A rare earth magnet having an overall composition represented by:
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