JP2019060010A - 拡散源 - Google Patents
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(1)Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素R1を全体の40質量%以上含有する合金の粉末である。
(2)前記合金の粉末は、平均結晶粒径が3μmを超える金属間化合物の粒子から構成されている。
(3)前記粒子の断面は円形である。
[合金]
合金は、Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素R1を全体の40質量%以上含有する合金である。合金の典型例は、RHM1M2合金、及び、RHRLM1M2合金である。以下、これらのRH合金の例について説明する。
合金の例は、例えばRHM1M2合金(RHはSc、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選ばれる1種以上であり、Tb及びDyの少なくとも一方を必ず含む、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)である。
合金の他の例は、RHRLM1M2合金(RHはSc、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選ばれる1種以上であり、Tb及びDyの少なくとも一方を必ず含む、RLはLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Euからなる群から選ばれる1種以上であり、Pr及びNdの少なくとも一方を必ず含む、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)である。RHRLM1M2合金の典型例は、TbNdCu合金、DyNdCu合金、TbNdFe合金、DyNdFe合金、TbNdCuAl合金、DyNdCuAl合金、TbNdCuCo合金、DyNdCuCo合金、TbNdCoGa合金、DyNdCoGa合金、TbNdPrCu合金、DyNdPrCu合金、TbNdPrFe合金、DyNdPrFe合金などである。なお、合金は、上記のRHM1M2合金、及び、RHRLM1M2合金に限定されない。Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む合金であって、希土類元素R1を全体の40質量%以上含有する合金であれば、他の元素、及び不純物を含んでいてもよい。
本開示において、合金の粉末は、アトマイズ法によって作製された粉末である。アトマイズ法によって作製された粉末は「アトマイズ粉末(atomized powder)」と呼ばれることがある。
本開示のある実施形態では、合金の粉末に対して、前記合金の粉末の融点よりも250℃低い温度以上、融点以下の温度で熱処理を行う。
合金の粉末に対して上記の熱処理を行うことによって作製された拡散源は、拡散助剤として機能する合金の粉末を更に含んでいても良い。このような合金の一例は、RLM1M2合金である。RLはLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Euからなる群から選ばれる1種以上であり、Pr及びNdの少なくとも一方を必ず含む、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上であり、M1=M2でもよい。RLM1M2合金の典型例は、NdCu合金、NdFe合金、NdCuAl合金、NdCuCo合金、NdCoGa合金、NdPrCu合金、NdPrFe合金などである。これらの合金の粉末は、上述の合金の粉末と混合して用いられる。複数種のRLM1M2合金粉末がRH合金の粉末に混合されていてもよい。
1.R−T−B系焼結磁石素材を用意する工程
2.拡散源を用意する工程
3.拡散工程
Dy及びTbの少なくとも一方である重希土類元素RHが拡散される対象のR−T−B系焼結磁石素材(Rは希土類元素、TはFe又はFeとCo)を用意する。R−T−B系焼結磁石素材としては、公知の磁石母材を使用することができる。
希土類元素R:12〜17原子%
B(B(ボロン)の一部はC(カーボン)で置換されていてもよい):5〜8原子%
添加元素M(Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Sn、Hf、Ta、W、Pb、及びBiからなる群から選択された少なくとも1種):0〜5原子%
T(Feを主とする遷移金属元素であって、Coを含んでもよい)及び不可避不純物:残部
ここで、希土類元素Rは、主として軽希土類元素RL(Nd、Prから選択される少なくとも1種の元素)であるが、重希土類元素を含有していてもよい。なお、重希土類元素を含有する場合は、Dy及びTbの少なくとも一方を含むことが好ましい。
上述した拡散源を用意する。拡散源については説明済みのため説明を省略する。
R−T−B系焼結磁石素材及び拡散源をR−T−B系焼結磁石素材の焼結温度以下の温度に加熱するため、まず、R−T−B系焼結磁石素材及び拡散源を処理容器内に配置する。このとき、R−T−B系焼結磁石素材と拡散源とは、処理容器内で接触することが好ましい。
R−T−B系焼結磁石素材と拡散源とを接触させる形態は、どのようなものでも良い。例えば、流動浸漬法を用いることにより、粘着剤が塗布されたR−T−B系焼結磁石素材に粉末状の拡散源を付着させる方法、粉末状の拡散源を収容した処理容器内にR−T−B系焼結磁石素材をディッピングする方法、R−T−B系焼結磁石素材に粉末状の拡散源を振り掛ける方法、などがあげられる。また、拡散源を収容した処理容器に振動、搖動、回転を与えたり、処理容器内で拡散源の粉末を流動させてもよい。
拡散のための加熱処理の温度は、R−T−B系焼結磁石素材の焼結温度以下(具体的には例えば1000℃以下)である。また、拡散源がRLM1M2合金などの粉末を含む場合は、その合金の融点よりも高い温度、例えば500℃以上である。熱処理時間は例えば10分〜72時間である。また前記熱処理の後必要に応じてさらに400〜700℃で10分〜72時間の熱処理を行ってもよい。
まず公知の方法で、組成比Nd=23.4、Pr=6.2、B=1.0、Al=0.4、Cu=0.1、Co=1.5、残部Fe(質量%)のR−T−B系焼結磁石素材を作製した。前記R−T−B系焼結磁石素材の寸法は、厚さ5.0mm×幅7.5mm×長さ35mmであった。
100 R−T−B系焼結磁石素材
100a R−T−B系焼結磁石素材の上面
100b R−T−B系焼結磁石素材の側面
100c R−T−B系焼結磁石素材の側面
Claims (4)
- Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素R1を全体の40質量%以上含有する合金の粉末であって、
前記合金の粉末は、平均結晶粒径が3μmを超える金属間化合物の粒子から構成されており、
前記粒子の断面は円形である、拡散源。 - 酸素含有量が0.5質量%以上4.0質量%以下である、請求項1に記載の拡散源。
- 前記合金の粉末は、RHRLM1M2合金(RHはSc、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選ばれる1種以上であり、Tb及びDyの少なくとも一方を必ず含む、RLはLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Euからなる群から選ばれる1種以上であり、Pr及びNdの少なくとも一方を必ず含む、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)の粉末である、請求項1または2に記載の拡散源。
- 前記合金の粉末は、RHM1M2合金(RHはSc、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選ばれる1種以上であり、Tb及びDyの少なくとも一方を必ず含む、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)の粉末である、請求項1または2に記載の拡散源。
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