JP4483318B2 - Rare earth magnet manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、希土類磁石の製造方法、特に、表面に保護層を有する希土類磁石の製造方法に関する。
The present invention relates to a process for producing a rare earth magnet, in particular to a method for producing a rare earth magnet having a protective layer on the surface.
従来、高性能を有する永久磁石として希土類磁石が知られている。この希土類磁石は、空調機、冷蔵庫のような家庭用電化製品のみならず、産業機械、ロボット、燃料電池車やハイブリッドカー等の駆動用モータへの応用が検討されており、これらの小型化、省エネルギー化を実現し得るものとして期待されている。かかる希土類磁石のなかでも、R−Fe−B(Rは希土類元素)系の磁石は、特に高い磁気特性を有することから注目を集めている。このようなR−Fe−B系の希土類磁石としては、例えば、下記特許文献1や下記特許文献2に記載されたものが知られている。 Conventionally, rare earth magnets are known as high performance permanent magnets. This rare earth magnet is not only used for household appliances such as air conditioners and refrigerators, but is also being considered for application to drive motors for industrial machines, robots, fuel cell vehicles, hybrid cars, etc. It is expected that energy saving can be realized. Among such rare earth magnets, R—Fe—B (R is a rare earth element) type magnet has attracted attention because it has particularly high magnetic properties. As such R—Fe—B rare earth magnets, for example, those described in Patent Document 1 and Patent Document 2 below are known.
R−Fe−B系の希土類磁石は、通常25MGOeを超えるような高いエネルギー積を示す高性能磁石である。しかしながら、このような希土類磁石は、磁石の主成分として希土類元素及び鉄を含有していることから極めて酸化されやすく、また、耐熱性が低いという性質を有している。このため、かかる希土類磁石は耐食性に劣る傾向にあり、長期使用による経時的な磁気特性の劣化を避けることが困難であった。 R—Fe—B rare earth magnets are high performance magnets that exhibit a high energy product, typically exceeding 25 MGOe. However, such rare earth magnets have properties of being easily oxidized and having low heat resistance because they contain rare earth elements and iron as the main components of the magnet. For this reason, such rare earth magnets tend to be inferior in corrosion resistance, and it has been difficult to avoid deterioration of magnetic characteristics over time due to long-term use.
近年では、このようなR−Fe−B系の希土類磁石の耐食性を向上させることを目的として、磁石素体の表面に保護層を形成することが試みられている。その保護層の形成方法のうち比較的簡便で実用性の高いものの一つとして、Tiなどの金属原子を含有する塗布液を使用するいわゆる湿式成膜法が提案されている(特許文献3〜5参照)。例えば、特許文献3には、磁石の耐酸化性を改善することを意図して、磁石素体に、Si、Ti若しくはAlを有する特定の有機金属化合物で表面処理することにより、磁石素体の表面に耐酸化性被膜を形成する希土類磁石の製造方法が記載されている。 In recent years, attempts have been made to form a protective layer on the surface of a magnet body for the purpose of improving the corrosion resistance of such R—Fe—B rare earth magnets. As one of the methods for forming the protective layer, a so-called wet film-forming method using a coating solution containing a metal atom such as Ti has been proposed as one of relatively simple and highly practical methods (Patent Documents 3 to 5). reference). For example, in Patent Document 3, the magnet body is surface-treated with a specific organometallic compound containing Si, Ti, or Al in order to improve the oxidation resistance of the magnet. A method for producing a rare earth magnet that forms an oxidation resistant coating on the surface is described.
また、特許文献4には、酸化しにくい永久磁石を提供することを意図して、磁石素体の表面に、有機チタンを付着させ、しかる後、不活性雰囲気中で熱処理する希土類磁石の製造方法について記載されている。さらに、磁石素体の表面に、Nd、上記化合物の具体例として、FeTiO3、Fe2TiO5、Fe2Ti4O、FeTi、Nd2Ti2O7、Ti2B、TiO、Ti2O3、TiO2等が挙げられている。 Patent Document 4 discloses a method for producing a rare earth magnet in which organic titanium is attached to the surface of a magnet body and then heat-treated in an inert atmosphere with the intention of providing a permanent magnet that is not easily oxidized. Is described. Further, the surface of the magnet body, Nd, specific examples of the above compounds, FeTiO 3, Fe 2 TiO 5 , Fe 2 Ti 4 O, FeTi, Nd 2 Ti 2 O 7, Ti 2 B, TiO, Ti 2 O 3 , TiO 2 and the like.
さらに、特許文献5には、磁石の耐食性若しくは耐アルカリ性の向上を意図して、磁石素体の表面にゾル−ゲル法により金属酸化物からなる被膜を形成した希土類磁石が記載されている。
上記特許文献3〜5を始めとする従来の保護層を備えた希土類磁石は、磁石素体を単独で用いた場合に比べて高い耐食性を有するものとなる。しかしながら、本発明者らがこれらの従来の希土類磁石について詳細に検討したところ、これらの希土類磁石は、保護層としての機能が不十分であることに起因して耐食性が十分でなく、例えば高温条件等の厳しい条件が課される用途に対しては、まだ実用性に乏しいものであることが明らかになった。 The rare earth magnet provided with the conventional protective layers including the above Patent Documents 3 to 5 has higher corrosion resistance than the case where the magnet element body is used alone. However, when the present inventors examined these conventional rare earth magnets in detail, these rare earth magnets have insufficient corrosion resistance due to their insufficient function as a protective layer. It has become clear that it is still not practical for applications where severe conditions such as these are imposed.
例えば、特許文献3に記載された希土類磁石の製造方法は、特定の有機化合物若しくはその溶液からなる塗布液を磁石表面に塗布等した後に乾燥する必要があるが、それにより溶媒の揮発、重縮合反応、熱分解反応等が進行する。そのため、塗布液を乾燥させて保護層を得る間に体積収縮が生じ、得られる保護層内部に応力が発生し、その応力に起因してクラックが生じやすくなる。保護層にクラックが生じると、そのクラックから腐食要因物質(酸素、水分、塩水、硫化物など)が侵入しやすくなり、例えば、希土類磁石を80℃、90%RH(相対湿度)の環境下に所定時間晒してその腐食の程度を調べる耐食性加速試験により、磁石素体に腐食が生じる等、磁石全体の耐食性が顕著に低下してしまう。 For example, in the method for producing a rare earth magnet described in Patent Document 3, it is necessary to dry a coating liquid composed of a specific organic compound or a solution thereof after applying it to the magnet surface. Reaction, thermal decomposition reaction, etc. proceed. Therefore, volume shrinkage occurs while the coating liquid is dried to obtain the protective layer, and stress is generated inside the resulting protective layer, and cracks are likely to occur due to the stress. When cracks occur in the protective layer, corrosion-causing substances (oxygen, moisture, salt water, sulfides, etc.) easily enter from the cracks. For example, a rare earth magnet is placed in an environment of 80 ° C. and 90% RH (relative humidity). Corrosion resistance of the entire magnet is significantly reduced by corrosion accelerated tests in which the degree of corrosion is examined after exposure for a predetermined time, such as corrosion of the magnet body.
また、特許文献4に記載の希土類磁石の製造方法により得られる保護層は、不活性雰囲気中における熱処理により、保護層内部に特許文献3の場合と同様の原因である体積収縮による応力が発生し、結果的に磁石全体の耐食性が顕著に低下してしまう。さらに、熱処理が700℃以上の温度で行われているために、得られる保護層は結晶性の高いものとなり、結晶間の粒界から外部雰囲気に存在する水分や硫化物などの腐食要因物質が侵入しやすくなる。かかる観点からも、磁石全体の耐食性が顕著に低下してしまう。 Further, the protective layer obtained by the method for producing a rare earth magnet described in Patent Document 4 is subjected to heat treatment in an inert atmosphere, and stress due to volume shrinkage, which is the same cause as in Patent Document 3, is generated inside the protective layer. As a result, the corrosion resistance of the entire magnet is significantly reduced. Furthermore, since the heat treatment is performed at a temperature of 700 ° C. or higher, the obtained protective layer has high crystallinity, and corrosion factors such as moisture and sulfide existing in the external atmosphere from the grain boundaries between the crystals. It becomes easy to invade. From this point of view, the corrosion resistance of the entire magnet is significantly reduced.
またさらに、特許文献5に記載の希土類磁石においては、保護層の形成時に膜形成用のゾル液を加熱し、これにより溶媒蒸発、重合又は熱分解反応を生じさせているが、これらの工程を経ることにより、塗布されたゾル液が大きな体積収縮を生じる傾向にある。したがって、そのことに起因して保護層にクラックが生じやすくなり、やはり磁石全体の耐食性が顕著に低下してしまう。 Furthermore, in the rare earth magnet described in Patent Document 5, the sol solution for film formation is heated during the formation of the protective layer, thereby causing solvent evaporation, polymerization or thermal decomposition reaction. By passing, the applied sol liquid tends to cause a large volume shrinkage. Therefore, the protective layer is likely to crack due to this, and the corrosion resistance of the entire magnet is significantly reduced.
本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、十分に優れた保護特性を有する保護層を表面に備えており、これにより十分に高い耐食性を発揮する希土類磁石及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a rare earth magnet exhibiting sufficiently high corrosion resistance by providing a protective layer having sufficiently excellent protective properties on its surface, and a method for manufacturing the same. With the goal.
上記課題を解決する本発明の希土類磁石は、希土類元素を含有する磁石素体と、該磁石素体の表面上に形成され、且つ、ペルオキソ基を有するチタン化合物を含有する保護層とを備えることを特徴とする。 The rare earth magnet of the present invention that solves the above problems comprises a magnet element containing a rare earth element and a protective layer formed on the surface of the magnet element and containing a titanium compound having a peroxo group. It is characterized by.
また、本発明の希土類磁石は、希土類元素を含有する磁石素体と、ペルオキソチタン酸水溶液を含有する塗布液を上記磁石素体の表面上に塗布してなる第1基体を準備する第1基体準備工程、及び上記塗布液を所定の温度条件下で乾燥する乾燥工程、を経ることにより磁石素体の表面上に形成された保護層とを備えることを特徴とする。この希土類磁石に備えられる保護層は、磁石素体の表面上に塗布した塗布液を乾燥して、その液体成分を揮発除去することにより、磁石素体の表面上に形成されるものであり、その構成成分としてペルオキソ基を有するチタン化合物を含有する。 The rare earth magnet of the present invention is a first substrate for preparing a first substrate obtained by coating a magnet body containing a rare earth element and a coating solution containing a peroxotitanic acid aqueous solution on the surface of the magnet body. And a protective layer formed on the surface of the magnet body through a preparation step and a drying step of drying the coating solution under a predetermined temperature condition. The protective layer provided in the rare earth magnet is formed on the surface of the magnet body by drying the coating liquid applied on the surface of the magnet body and volatilizing and removing the liquid component. It contains a titanium compound having a peroxo group as its constituent component.
ここで「ペルオキソチタン酸水溶液」は、チタン塩水溶液から調製したチタン酸懸濁液又はペルオキソチタン水和物の懸濁液に過酸化水素(H2O2)を添加することにより調製されるものである。「ペルオキソチタン水和物」とは、通常Ti2O5(OH)2の化学式で表される常温で非晶質の固体化合物である。また、「所定の温度条件」とは、上記塗布液中の液体成分を揮発除去でき、しかも、ペルオキソチタン水和物の分解により酸化チタンが生じても、その酸化チタンのうちの、少なくとも塗布液中の磁石素体に接して存在するものが結晶化を起こさないような温度条件をいう。 Here, the “peroxotitanic acid aqueous solution” is prepared by adding hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) to a titanic acid suspension or a peroxotitanium hydrate suspension prepared from an aqueous titanium salt solution. It is. “Peroxotitanium hydrate” is a solid compound that is amorphous at room temperature, usually represented by the chemical formula of Ti 2 O 5 (OH) 2 . The “predetermined temperature condition” means that the liquid component in the coating solution can be volatilized and removed, and even if titanium oxide is generated by the decomposition of peroxotitanium hydrate, at least the coating solution of the titanium oxide is used. This refers to a temperature condition that does not cause crystallization of the material existing in contact with the magnet body.
従来の湿式成膜法であるゾル−ゲル法においては、磁石素体表面上の塗布液を乾燥して保護層を形成する際に、塗布液から溶媒が蒸発するとともに急激に重縮合反応が進行する。その結果、得られる保護層は柔軟性に劣り、収縮応力を緩和できないために、クラックが生じやすくなってしまう。一方、本発明の希土類磁石の製造方法においては、磁石素体表面上の保護層を乾燥して溶媒を蒸発させても、その時点では柔軟な構造を保持しているので、保護層内に応力が発生しても容易に緩和することができる。 In the sol-gel method, which is a conventional wet film formation method, when the coating solution on the surface of the magnet body is dried to form a protective layer, the solvent evaporates from the coating solution and the polycondensation reaction proceeds rapidly. To do. As a result, the protective layer obtained is inferior in flexibility and cannot easily relieve shrinkage stress, so that cracks are likely to occur. On the other hand, in the method for producing a rare earth magnet of the present invention, even when the protective layer on the surface of the magnet body is dried and the solvent is evaporated, the flexible structure is maintained at that point, Even if this occurs, it can be easily mitigated.
また、乾燥工程において生成するペルオキソチタン水和物は、さらに酸化物へと徐々に変化していく。この場合、ペルオキソチタン水和物からチタン酸化物への体積収縮率が小さいため、本来、体積収縮に伴って発生する収縮応力が従来の場合と比較して、非常に小さいものとなる。 In addition, the peroxotitanium hydrate produced in the drying process gradually changes into an oxide. In this case, since the volumetric shrinkage rate from peroxotitanium hydrate to titanium oxide is small, the shrinkage stress originally generated along with the volumetric shrinkage is very small compared to the conventional case.
これらの結果、本発明の希土類磁石の使用に際し保護層にクラックが生じ難くなるため、その希土類磁石の耐食性が十分に優れたものとなる。特に、一度に塗布する塗布液の膜厚がより厚くなり、あるいは塗布液が形成される磁石素体の表面がより凹凸に富んだものであるような場合に、クラック発生の抑制効果がより大きなものとなるので、従来の希土類磁石と比較した耐食性の効果がより顕著に現れる。 As a result, cracks are hardly generated in the protective layer when the rare earth magnet of the present invention is used, and the corrosion resistance of the rare earth magnet is sufficiently excellent. In particular, the effect of suppressing the occurrence of cracks is greater when the coating solution to be applied at once is thicker or the surface of the magnet body on which the coating solution is formed is more uneven. Therefore, the effect of corrosion resistance as compared with the conventional rare earth magnet appears more remarkably.
また、本発明の希土類磁石は、十分に高い緻密性を有し且つ磁石素体との密着性にも優れた保護層を備えるので、そのような観点からも、耐食性が十分に高い希土類磁石となる。 Further, since the rare earth magnet of the present invention includes a protective layer having sufficiently high density and excellent adhesion to the magnet body, from such a viewpoint, a rare earth magnet having sufficiently high corrosion resistance can be obtained. Become.
本発明に係る保護層に含有されるペルオキソ基を有するチタン化合物は下記式(1)で表される化学構造を有するペルオキソチタン水和物から誘導されるものであり、水酸基を含んでいてもよい。すなわち、本発明の上記チタン化合物は、チタン酸化物などのチタン原子及び酸素原子からなる化合物、並びに/又は、チタン水酸化物などのチタン原子、酸素原子及び水素原子からなる化合物であってもよい。かかるペルオキソ基を有するチタン化合物を含有する保護層は柔軟性に十分優れたものとなると推測される。
また、ペルオキソチタン水和物は、上記式(1)で表されるように、その両端に2個の水酸基を有する。これらの水酸基が、磁石素体表面に存在する酸素若しくは水酸基と水素結合することにより、又は磁石素体表面の水酸基と縮重合して共有結合することにより、磁石素体と保護層との密着性が十分に高いものになると考えられる。 In addition, peroxotitanium hydrate has two hydroxyl groups at both ends as represented by the above formula (1). Adhesion between the magnet body and the protective layer by hydrogen bonding of these hydroxyl groups to oxygen or hydroxyl groups present on the surface of the magnet body, or by covalently bonding with hydroxyl groups on the surface of the magnet body. Is considered to be sufficiently high.
さらに、例えば特許文献5に開示されているようなゾル−ゲル法によって保護層を形成しようとすると、金属アルコキシドの加水分解反応に用いる酸触媒を含有した塗布液を、磁石素体の表面上に塗布する必要がある。しかしながら、本発明に係る希土類元素を含有する磁石素体は、特に耐酸性に劣る傾向にあるため、保護層の形成に上述のゾル−ゲル法を採用すると、磁石素体が上記塗布液による酸腐食を受けてしまう。一方、本発明の希土類磁石の保護層を形成する際に用いられるペルオキソチタン酸水溶液は、ほぼ中性ないし弱塩基性を示すものである。したがって、保護層形成時に磁石素体が上述のような酸腐食を受けることはなく、得られる希土類磁石は、所望の磁気特性(保磁力、残留磁束密度など)を有することができる。 Further, for example, when a protective layer is formed by a sol-gel method as disclosed in Patent Document 5, a coating solution containing an acid catalyst used for a hydrolysis reaction of a metal alkoxide is applied on the surface of a magnet body. It is necessary to apply. However, since the magnet body containing the rare earth element according to the present invention tends to be particularly inferior in acid resistance, when the above-described sol-gel method is adopted for forming the protective layer, the magnet body becomes an acid by the coating solution. Corrosion will occur. On the other hand, the peroxotitanic acid aqueous solution used when forming the protective layer of the rare earth magnet of the present invention is substantially neutral to weakly basic. Therefore, the magnet body is not subjected to acid corrosion as described above when forming the protective layer, and the obtained rare earth magnet can have desired magnetic properties (coercive force, residual magnetic flux density, etc.).
また、ゾル−ゲル法に用いられる金属アルコキシドは、比較的容易に加水分解若しくは重合反応を起こすため、ゾル−ゲル法による保護層の形成に用いる塗布液の化学的安定性は低く、取り扱い難い傾向にある。一方、本発明にかかるペルオキソチタン酸水溶液は、安定性及び安全性が非常に高いため、その取り扱いが容易であると共に、保護層を形成する際の手間も比較的少なくてすむ。したがって、本発明の希土類磁石は、その量産性及び製造コストの観点からも非常に優れている傾向にある。 In addition, since metal alkoxides used in the sol-gel method cause hydrolysis or polymerization reaction relatively easily, the chemical stability of the coating solution used for forming the protective layer by the sol-gel method is low and tends to be difficult to handle. It is in. On the other hand, the aqueous peroxotitanic acid solution according to the present invention has very high stability and safety. Therefore, the peroxotitanic acid aqueous solution is easy to handle and requires less labor when forming the protective layer. Therefore, the rare earth magnet of the present invention tends to be very excellent from the viewpoint of mass productivity and manufacturing cost.
さらには、特許文献4に記載されているような方法により保護層を形成しようとすると、700℃以上(特許文献4)若しくは400℃以上での加熱を行う必要がある。しかしながら、このような加熱を行うと、磁石素体の各種磁気特性が、保護層を形成する前と比較して大幅に低下する傾向にあるため好ましくない。一方、本発明の希土類磁石は、その保護層を形成する際に、高くても200℃程度に加熱乾燥すれば、得られる保護層は非常に緻密性に優れたものとなる。したがって、本発明の希土類磁石は、十分に優れた耐食性を有すると同時に、備えられる磁石素体が十分に高い磁気特性を維持するものである。 Furthermore, when it is going to form a protective layer by the method as described in patent document 4, it is necessary to heat at 700 degreeC or more (patent document 4) or 400 degreeC or more. However, such heating is not preferable because the various magnetic properties of the magnet body tend to be significantly reduced as compared to before the protective layer is formed. On the other hand, when the protective layer of the rare earth magnet of the present invention is formed, if it is heated and dried to about 200 ° C. at the highest, the resulting protective layer has a very high density. Therefore, the rare earth magnet of the present invention has sufficiently excellent corrosion resistance, and at the same time, the provided magnet body maintains sufficiently high magnetic properties.
本発明の希土類磁石は、希土類元素を含有する磁石素体と、ペルオキソチタン酸水溶液を含有する塗布液を上記磁石素体の表面上に塗布してなる第1基体を準備する第1基体準備工程、及び上記塗布液を所定の温度条件下で乾燥すると同時に上記塗布液に紫外光線を照射する乾燥紫外照射工程、を経ることにより磁石素体の表面上に形成された保護層とを備えることを特徴とする。この希土類磁石に備えられる保護層は、磁石素体の表面上に塗布した塗布液を乾燥して、その液体成分を揮発除去すると共に、塗布液に紫外光線を照射することにより磁石素体の表面上に形成されるものである。その構成成分としては、ペルオキソチタン水和物が部分的に縮重合したものであって、非晶質の酸化チタン(TiO2など)が含有されている場合もあり、その酸化チタンが含有されていない場合もある。 The rare earth magnet of the present invention is a first substrate preparation step of preparing a first substrate obtained by applying a magnet body containing a rare earth element and a coating solution containing a peroxotitanic acid aqueous solution on the surface of the magnet body. And a protective layer formed on the surface of the magnet body by passing through the drying ultraviolet irradiation step of irradiating the coating liquid with ultraviolet rays simultaneously with drying the coating liquid under a predetermined temperature condition. Features. The protective layer provided in the rare earth magnet is used to dry the coating liquid applied on the surface of the magnet body, volatilize and remove the liquid component, and to irradiate the coating liquid with ultraviolet rays to thereby surface the magnet body. It is formed on the top. As its constituent component, peroxotitanium hydrate is partly polycondensed and may contain amorphous titanium oxide (such as TiO 2 ). There may be no.
この本発明の希土類磁石は、塗布液中若しくは乾燥の際に生成する乾燥膜中のペルオキソ基が、紫外光線により分解されることに起因して、保護層がより緻密化する。その結果、乾燥紫外照射工程を経て得られる保護層は、その保護特性が一層向上するので、希土類磁石の耐食性が一段と向上する傾向にある。さらに、乾燥紫外照射工程を経ることにより、保護層中に非晶質の酸化チタンが生成すると考えられる。この非晶質の酸化チタンを含有することにより、保護層はより硬質のものとなる傾向にある。しかも、保護層は上述のペルオキソ基を有するチタン酸化物をも含有しており、高い柔軟性と硬度とを併せ持つものとなる。 In the rare earth magnet of the present invention, the protective layer is further densified due to the decomposition of peroxo groups in the coating solution or in the dry film generated during drying by ultraviolet light. As a result, the protective layer obtained through the dry ultraviolet irradiation process has further improved protective properties, and thus the corrosion resistance of the rare earth magnet tends to be further improved. Furthermore, it is considered that amorphous titanium oxide is generated in the protective layer through the dry ultraviolet irradiation process. By containing this amorphous titanium oxide, the protective layer tends to be harder. In addition, the protective layer also contains the above-described titanium oxide having a peroxo group, and has both high flexibility and hardness.
このような観点から、本発明の希土類磁石は、上述の乾燥工程において塗布液を乾燥して得られた乾燥膜に紫外光線を照射する紫外照射工程を経ることにより形成された保護層を備えてもよい。 From such a point of view, the rare earth magnet of the present invention includes a protective layer formed by performing an ultraviolet irradiation step of irradiating an ultraviolet ray onto a dry film obtained by drying the coating liquid in the drying step described above. Also good.
また、本発明の希土類磁石は、アナターゼ等の結晶性の酸化チタンなど、ペルオキソ基を有していないチタン酸化物を更に含有する保護層を備えてもよいが、その場合、保護層に含有される酸化チタンのうち少なくとも磁石素体に接して存在するものが非晶質であると好ましい。これにより、結晶性の酸化チタンの光触媒作用により磁石素体が酸化されることを十分有効に抑制可能となる。磁石素体の酸化を十分に抑制することにより、得られる希土類酸化物は保護層を設けたことによる耐食性の改善とあいまって、十分に高い磁気特性を長期にわたって維持することができる。 Further, the rare earth magnet of the present invention may be provided with a protective layer further containing a titanium oxide not having a peroxo group, such as crystalline titanium oxide such as anatase, in which case it is contained in the protective layer. Among the titanium oxides, at least those present in contact with the magnet body are preferably amorphous. Thereby, it is possible to sufficiently effectively suppress the magnet body from being oxidized by the photocatalytic action of crystalline titanium oxide. By sufficiently suppressing the oxidation of the magnet body, the obtained rare earth oxide can maintain sufficiently high magnetic properties over a long period of time, coupled with the improvement in corrosion resistance due to the provision of the protective layer.
本発明の希土類磁石が備える保護層は、0.2〜3μmの膜厚を有すると好ましい。上述したものを始めとする従来の保護層を備える希土類磁石は、保護層の緻密性及び/又は磁石素体と保護層との密着性が十分ではない。そのため、保護層をこのような膜厚に設定すると、保護層にピンホールが生成し、あるいは、保護層と磁石素体との間に隙間が発生する傾向にある。かかるピンホール若しくは隙間が生じると、そこから、希土類磁石の周囲雰囲気に存在する腐食要因物質が侵入するため、希土類磁石は十分に優れた耐食性を発揮することができない傾向にある。また、保護層の膜厚を厚くすると、上述の緻密性の不足を補うことはできても、既に説明したような保護層のクラックが発生しやすい傾向にあるため、結局、希土類磁石の耐食性を十分なものとすることは困難な傾向にある。 The protective layer provided in the rare earth magnet of the present invention preferably has a thickness of 0.2 to 3 μm. Rare earth magnets including conventional protective layers such as those described above do not have sufficient denseness of the protective layer and / or adhesion between the magnet body and the protective layer. Therefore, when the protective layer is set to such a film thickness, pinholes are generated in the protective layer, or there is a tendency that a gap is generated between the protective layer and the magnet body. When such pinholes or gaps are generated, corrosion-causing substances existing in the ambient atmosphere of the rare earth magnet enter from there, and thus the rare earth magnet tends not to exhibit sufficiently excellent corrosion resistance. In addition, if the protective layer is made thicker, the above-mentioned lack of denseness can be compensated, but cracks in the protective layer as described above tend to occur. It tends to be difficult to make it sufficient.
一方、本発明の希土類磁石は、保護層の緻密性及び磁石素体との密着性が十分であるため、保護層がかかる膜厚の範囲であっても、腐食に対する耐性を十分に有するものである。さらに、本発明の希土類磁石は、保護層の膜厚を上記範囲内にすることにより、一層クラックの発生が抑制される。したがって、かかる希土類磁石は、より長期にわたって十分に優れた耐食性を維持できる傾向にある。 On the other hand, since the rare earth magnet of the present invention has sufficient denseness of the protective layer and sufficient adhesion to the magnet body, it has sufficient resistance to corrosion even within the thickness range of the protective layer. is there. Furthermore, in the rare earth magnet of the present invention, the occurrence of cracks is further suppressed by making the thickness of the protective layer within the above range. Therefore, such rare earth magnets tend to maintain sufficiently excellent corrosion resistance for a longer period.
本発明の希土類磁石の製造方法は、ペルオキソチタン酸水溶液を含有する塗布液を、希土類元素を含有する磁石素体の表面上に塗布してなる第1基体を準備する第1基体準備工程と、上記塗布液を所定の温度条件下で乾燥する乾燥工程とを経て、前記磁石素体の表面上に保護層を形成することを特徴とする。 The method for producing a rare earth magnet of the present invention includes a first substrate preparation step of preparing a first substrate by coating a coating solution containing a peroxotitanic acid aqueous solution on the surface of a magnet body containing a rare earth element; A protective layer is formed on the surface of the magnet body through a drying step of drying the coating solution under a predetermined temperature condition.
また、本発明の希土類磁石の製造方法は、ペルオキソチタン酸水溶液を含有する塗布液を所定の温度条件下で乾燥して得られた乾燥膜を、希土類元素を含有する磁石素体の表面上に備えてなる第2基体を準備する第2基体準備工程と、乾燥膜に紫外光線を照射する紫外光照射工程とを経て、前記磁石素体の表面上に保護層を形成することを特徴とする。 In addition, the method for producing a rare earth magnet of the present invention provides a dry film obtained by drying a coating solution containing a peroxotitanic acid aqueous solution under a predetermined temperature condition on the surface of a magnet body containing a rare earth element. A protective layer is formed on the surface of the magnet body through a second substrate preparation step of preparing a second substrate provided and an ultraviolet light irradiation step of irradiating the dried film with ultraviolet light. .
さらに、本発明の希土類磁石の製造方法は、ペルオキソチタン酸水溶液を含有する塗布液を、希土類元素を含有する磁石素体の表面上に塗布してなる第1基体を準備する第1基体準備工程と、上記塗布液を所定の温度条件下で乾燥すると同時に、その塗布液に紫外光線を照射する乾燥紫外照射工程とを経て、前記磁石素体の表面上に保護層を形成するを特徴とする。 Furthermore, in the method for producing a rare earth magnet of the present invention, a first substrate preparation step of preparing a first substrate by applying a coating solution containing an aqueous peroxotitanic acid solution on the surface of a magnet body containing a rare earth element. And a drying ultraviolet irradiation step of irradiating the coating liquid with ultraviolet rays simultaneously with drying the coating liquid under a predetermined temperature condition, and forming a protective layer on the surface of the magnet body .
これらの製造方法を用いることにより、上述したような耐食性に十分優れた希土類磁石を得ることができる。その場合、上記保護層がチタン原子及び酸素原子からなる化合物、並びに/又は、チタン原子、酸素原子及び水素原子からなる化合物を構成材料とするものであると好ましい。特に、そのチタン化合物が非晶質であると、耐食性が更に向上するので、より好ましい。 By using these manufacturing methods, a rare earth magnet having sufficiently excellent corrosion resistance as described above can be obtained. In that case, the protective layer is preferably composed of a compound composed of a titanium atom and an oxygen atom and / or a compound composed of a titanium atom, an oxygen atom and a hydrogen atom. In particular, it is more preferable that the titanium compound is amorphous because the corrosion resistance is further improved.
本発明によれば、十分に優れた保護特性を有する保護層を表面に備えており、これにより十分に高い耐食性を発揮する希土類磁石及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rare earth magnet that has a protective layer having sufficiently excellent protective properties on its surface and thereby exhibits sufficiently high corrosion resistance, and a method for manufacturing the same.
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
まず、本発明の好適な実施形態の希土類磁石の製造方法により得られる希土類磁石について説明する。 First, a rare earth magnet obtained by the method for producing a rare earth magnet according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
図1は、本実施形態に係る希土類磁石を示す概略斜視図であり、図2は図1の希土類磁石をI−I線により切断した際に現れる断面を模式的に表した図である。図1、2から明らかなとおり、この実施形態の希土類磁石100は、磁石素体10の表面の全体を被覆して形成される保護層20とから構成されるものである。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a rare earth magnet according to this embodiment, and FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section that appears when the rare earth magnet of FIG. 1 is cut along the line II. As is clear from FIGS. 1 and 2, the
磁石素体10は、R、鉄(Fe)及びホウ素(B)を含有するものである。Rは1種以上の希土類元素を示すものであり、具体的には、長周期型周期表の3族に属するスカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)及びランタノイドからなる群より選ばれる1種以上の元素を示す。ここで、ランタノイドは、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)及びルテチウム(Lu)を指す。
The
上述した元素の磁石素体10中の組成は、該磁石素体10を焼結法により製造する場合、以下に説明するようなものであると好ましい。
The composition of the above-described elements in the
Rとしては、上述したもののうち、Nd、Pr、Ho、Tbのうち1種以上の元素を含むと好ましく、さらに、La、Sm、Ce、Gd、Er、Eu、Tm、Yb、Yのうち1種以上の元素を含んでも好ましい。 R preferably includes one or more elements of Nd, Pr, Ho, and Tb among those described above, and further includes 1 of La, Sm, Ce, Gd, Er, Eu, Tm, Yb, and Y. It is also preferable to include more than one element.
磁石素体10中のRの含有割合は、磁石素体10を構成する全原子の量に対して、8〜40原子%であると好ましい。Rの含有割合が8原子%未満では、結晶構造がα−鉄と同一構造の立方晶組織となるため、高い保磁力(iHc)を有する希土類磁石100が得られない傾向にある。また、Rの含有割合が30原子%を超えると、Rリッチな非磁性相が多くなり、希土類磁石100の残留磁束密度(Br)が低下する傾向にある。
The content ratio of R in the
磁石素体10中のFeの含有割合は、磁石素体10を構成する全原子の量に対して、42〜90原子%であると好ましい。Feの含有割合が42原子%未満であると希土類磁石100のBrが低下する傾向にあり、90原子%を超えると希土類磁石100のiHcが低下する傾向にある。
The content ratio of Fe in the
磁石素体10中のBの含有割合は、磁石素体10を構成する全原子の量に対して、2〜28原子%であると好ましい。Bの含有割合が2原子%未満であると結晶構造が菱面体組織となるため、希土類磁石100のiHcが不十分となる傾向にあり、28原子%を超えるとBリッチな非磁性相が多くなるため、希土類磁石100のBrが低下する傾向にある。
The content ratio of B in the
また、Feの一部をコバルト(Co)で置換して磁石素体10を構成してもよい。このような構成にすることにより、希土類磁石100の磁気特性を損なうことなく温度特性を改善できる傾向にある。この場合、置換後のFeとCoの含有割合は、原子基準でCo/(Fe+Co)が0.5以下であると好ましい。これよりもCoの置換量が多いと希土類磁石100の磁気特性が低下してしまう傾向にある。
Further, the
さらに、Bの一部を炭素(C)、リン(P)、硫黄(S)及び銅(Cu)からなる群より選ばれる1種以上の元素で置換して磁石素体10を構成してもよい。かかる構成にすることにより、希土類磁石100の生産性が向上し、その生産コストを削減できる傾向にある。この場合、これらC、P、S及び/若しくはCuの含有量は、磁石素体10を構成する全原子の量に対して4原子%以下であると好ましい。C、P、S及び/若しくはCuの含有量が4原子%よりも多いと、希土類磁石100の磁気特性が劣化する傾向にある。
Furthermore, even if a part of B is replaced with one or more elements selected from the group consisting of carbon (C), phosphorus (P), sulfur (S), and copper (Cu), the
また、希土類磁石100の保磁力の向上、生産性の向上及び低コスト化の観点から、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、ビスマス(Bi)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、アンチモン(Sb)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、ジルコニウム(Zr)、ニッケル(Ni)、ケイ素(Si)、ガリウム(Ga)、銅(Cu)及び/又はハフニウム(Hf)等のうちの1種以上の元素を添加して、磁石素体10を構成してもよい。この場合、上記元素の添加量は磁石素体10を構成する全原子の量に対して10原子%以下とすると好ましい。これらの元素の添加量が10原子%を超えると希土類磁石100の磁気特性が低下する傾向にある。
Further, from the viewpoint of improving the coercive force of the
磁石素体10中には、不可避的不純物として、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)及び/又はカルシウム(Ca)等が、磁石素体10を構成する全原子の量に対して3原子%以下の範囲内で含有されていてもよい。
In the
磁石素体10は、図3に示すように、実質的に正方晶系の結晶構造を有する主相50と、希土類元素を比較的多く含む希土類リッチ相60と、ホウ素を比較的多く含むホウ素リッチ相70とを含有して形成されている。磁性相である主相50の粒径は1〜100μm程度であると好ましい。希土類リッチ相60及びホウ素リッチ相70は非磁性相であり、主に主相50の粒界に存在している。これら非磁性相60、70は、磁石素体10中に通常、0.5体積%〜50体積%程度含有されている。
As shown in FIG. 3, the
磁石素体10は、例えば以下に述べるような焼結法により製造されることによって準備される。まず、上述した元素を含有する所望の組成物を鋳造し、インゴットを得る。続いて、得られたインゴットを、スタンプミル等を用いて粒径10〜100μm程度に粗粉砕し、次いで、ボールミル等を用いて0.5〜5μm程度の粒径に微粉砕して粉末を得る。
The
次に、得られた粉末を、好ましくは磁場中にて成形して成形体を得る。この場合、磁場中の磁場強度は10kOe以上であると好ましく、成形圧力は1〜5トン/cm2程度であると好ましい。 Next, the obtained powder is preferably molded in a magnetic field to obtain a molded body. In this case, the magnetic field strength in the magnetic field is preferably 10 kOe or more, and the molding pressure is preferably about 1 to 5 ton / cm 2 .
続いて得られた成形体を、1000〜1200℃で0.5〜5時間程度焼結し、急冷する。なお、焼結雰囲気は、Arガス等の不活性ガス雰囲気であると好ましい。そして、好ましくは不活性ガス雰囲気中で、500〜900℃にて1〜5時間熱処理(時効処理)を行うことにより上述したような磁石素体10が得られる。
Subsequently, the obtained molded body is sintered at 1000 to 1200 ° C. for about 0.5 to 5 hours and rapidly cooled. The sintering atmosphere is preferably an inert gas atmosphere such as Ar gas. And preferably, the
また、磁石素体10は、上述した以外にも、例えば公知の超急冷法、温間脆性加工法、鋳造法、メカニカルアロイング法によっても用意され得る。さらに、磁石素体10は、市販のものを用意してもよい。
In addition to the above, the
保護層20は、ペルオキソ基を有するチタン化合物を含有するものであり、以下に説明する希土類磁石の製造方法により得られるものである。
The
本発明の好適な第1実施形態に係る希土類磁石100の製造方法は、図4に示すように、第1基体準備工程S10と、乾燥工程S3とを有するものである。さらに、第1基体準備工程S10は、ペルオキソチタン酸水溶液を含有する塗布液の調製工程(ペルオキソチタン酸水溶液調製工程)S1と、得られた塗布液を上述のようにして用意された磁石素体10の表面上に塗布する塗布工程S2とを有するものである。
As shown in FIG. 4, the manufacturing method of the
ペルオキソチタン酸水溶液調製工程S1において、ペルオキソチタン酸水溶液は、Ichinose, M.Terasaki and H.Katsuki, J. Ceram. Soc. Japan, 104, 715 (1996)、H.Ichinose, A.Kawahara and H.Katsuki, J. Ceram. Soc. Japan, 104, 914 (1996)、H.Ichinose and H.Katsuki, J. Ceram. Soc. Japan, 106, 344 (1998)、一ノ瀬弘道, セラミックス, 36, 586 (2001)、若しくはH.Ichinose, M.Terasaki and H.Katsuki, J. Sol-Gel Sci. Tech., 22, 33 (2001)に記載された方法又はそれに準じた方法によって調製できる。以下に、好適なペルオキソチタン酸水溶液の調製方法を説明する。 In the peroxotitanic acid aqueous solution preparation step S1, the peroxotitanic acid aqueous solution is prepared according to Ichinose, M. Terasaki and H. Katsuki, J. Ceram. Soc. Japan, 104, 715 (1996), H. Ichinose, A. Kawahara and H. Katsuki, J. Ceram. Soc. Japan, 104, 914 (1996), H. Ichinose and H. Katsuki, J. Ceram. Soc. Japan, 106, 344 (1998), Hiromichi Ichinose, Ceramics, 36, 586 (2001) ), Or the method described in H. Ichinose, M. Terasaki and H. Katsuki, J. Sol-Gel Sci. Tech., 22, 33 (2001) or a method analogous thereto. Below, the suitable preparation method of peroxotitanic acid aqueous solution is demonstrated.
本実施形態に係るペルオキソチタン酸水溶液は、金属チタン、チタン酸化物若しくはチタン水和物からなる固体状チタン化合物に、チタンのモル量に対して過剰の水酸基を有する塩基性物質を加え、更に過酸化水素水を作用させて溶解した後に生成した水溶液中のチタンイオン、チタン含有イオン及び水素イオン以外の陽イオン、の除去処理と、その溶液中に存在する過剰の過酸化水素の分解処理とを、水溶液のpHを3〜10に保持した状態で複数回行うことにより得られる。このようにして得られる本実施形態のペルオキソチタン酸水溶液は、例えば、その水溶液中のチタンイオン、チタン含有イオン、及び水素イオン以外の陽イオン濃度がチタン濃度の1/2以下となっており、ペルオキソ基が安定的に存在した状態となっている。 The aqueous solution of peroxotitanic acid according to this embodiment is obtained by adding a basic substance having an excess hydroxyl group to the molar amount of titanium to a solid titanium compound made of metal titanium, titanium oxide or titanium hydrate, and further Removal treatment of titanium ions, titanium-containing ions and cations other than hydrogen ions in the aqueous solution generated after dissolution by the action of hydrogen oxide water, and decomposition treatment of excess hydrogen peroxide present in the solution It is obtained by carrying out the treatment a plurality of times while maintaining the pH of the aqueous solution at 3-10. The thus obtained peroxotitanic acid aqueous solution of the present embodiment has, for example, a cation concentration other than titanium ion, titanium-containing ion, and hydrogen ion in the aqueous solution that is ½ or less of the titanium concentration. A peroxo group is stably present.
従来、チタン、チタン酸化物、チタン水和物等のチタン化合物に塩基性物質と過酸化水素水を加えて溶解することにより得られる水溶液は、概して、溶液を調製後、数分から数日間は透明な溶液の状態を保持していた。しかしながら、その溶解に使用した塩基性物質の種類や添加量、あるいは過酸化水素水の添加量によってその度合いは異なるが、時間の経過とともに、水溶液の白濁化、又はゲル化などが起こり不安定なものになる傾向にあった。また、この水溶液は冷却によって保存可能であるが、長期保存には適していない傾向にあった。 Conventionally, aqueous solutions obtained by adding a basic substance and hydrogen peroxide solution to titanium compounds such as titanium, titanium oxide, and titanium hydrate are generally transparent for several minutes to several days after the solution is prepared. The state of the correct solution. However, the degree varies depending on the type and amount of the basic substance used for dissolution, or the amount of hydrogen peroxide solution added, but over time, the aqueous solution becomes cloudy or gelled, which is unstable. There was a tendency to become something. Moreover, although this aqueous solution can be stored by cooling, it tends to be unsuitable for long-term storage.
このようなチタン含有水溶液の不安定性は、その水溶液中に残留した塩基性物質と過酸化水素に起因するので、本実施形態のペルオキソチタン酸水溶液の調製の際には、その水溶液中の塩基性物質を所定の濃度以下にするよう、塩基性物質を該水溶液から除去するとともに、過酸化水素の分解を行うことによって、最終的に安定な保護層20を得るものである。
Such instability of the titanium-containing aqueous solution is caused by the basic substance remaining in the aqueous solution and hydrogen peroxide. Therefore, when the peroxotitanic acid aqueous solution of this embodiment is prepared, the basicity in the aqueous solution is reduced. The basic substance is removed from the aqueous solution so as to bring the substance to a predetermined concentration or less, and hydrogen peroxide is decomposed to finally obtain a stable
本実施形態に係るペルオキソチタン酸水溶液の調製方法において、その水溶液のpHを3以上に保持することにより、該水溶液中にチタン成分を十分に残存させつつ、しかも水溶液中のチタンイオン、チタン含有イオン及び水素イオン以外の陽イオンを除去することが可能となる。すなわち、チタンに対して過剰の水酸基を有する塩基性物質と過酸化水素とを加えることによって調製したチタン含有溶液中に溶解したチタンは、ヒドロキシル基が結合した錯体からなる陰イオンの形態で存在していると考えられる。したがって、溶液中に陽イオン交換樹脂、ゼオライト等の陽イオンを交換あるいは捕捉する物質を添加した後にこれらの物質を取り除くことにより、溶解したチタンには影響を与えずに溶液中に存在している塩基性物質に由来する陽イオンを除去できる。 In the method for preparing a peroxotitanic acid aqueous solution according to the present embodiment, by maintaining the pH of the aqueous solution at 3 or more, the titanium component is sufficiently left in the aqueous solution, and the titanium ions and titanium-containing ions in the aqueous solution are also retained. In addition, cations other than hydrogen ions can be removed. In other words, titanium dissolved in a titanium-containing solution prepared by adding a basic substance having an excess hydroxyl group to titanium and hydrogen peroxide exists in the form of an anion composed of a complex having a hydroxyl group bonded thereto. It is thought that. Therefore, after adding substances that exchange or capture cations such as cation exchange resin and zeolite into the solution, these substances are removed, so that dissolved titanium is present in the solution without affecting it. Cations derived from basic substances can be removed.
しかしながら、塩基性物質に由来する陽イオンを陽イオン交換樹脂等によって除去すると、塩基性物質に由来の陽イオンと水素イオンとのイオン交換に伴い、水溶液のpHが変化する。そして、pHが一定の値よりも小さくなると、その水溶液中のペルオキソチタン酸イオン等のチタン含有イオンがチタンイオン等の陽イオンとなり、陽イオン交換樹脂等に捕捉されて水溶液中からチタンが除去されてしまうこととなる。したがって、溶液中の塩基性物質に由来する陽イオンの除去は、その水溶液のpHを3以上に調製して行うことが必要であり、pHが4以上であるとより好ましい。 However, when the cation derived from the basic substance is removed by a cation exchange resin or the like, the pH of the aqueous solution changes with the ion exchange between the cation derived from the basic substance and the hydrogen ion. When the pH is lower than a certain value, titanium-containing ions such as peroxotitanate ions in the aqueous solution become cations such as titanium ions, and are captured by the cation exchange resin and the titanium is removed from the aqueous solution. It will end up. Therefore, the removal of the cation derived from the basic substance in the solution needs to be performed by adjusting the pH of the aqueous solution to 3 or more, and the pH is more preferably 4 or more.
また、溶液中に過剰に加えた過酸化水素の分解処理において、過酸化水素を急激に分解するとpHの上昇や、溶解しているチタン化合物が析出する傾向にある。そのため、その水溶液のpHは、10以上に上昇させないように調整する必要であり、より好ましくは9以上に上昇させないように調整すると好ましい。 Further, in the decomposition treatment of hydrogen peroxide added excessively in the solution, when hydrogen peroxide is rapidly decomposed, there is a tendency that the pH is increased or the dissolved titanium compound is precipitated. Therefore, the pH of the aqueous solution needs to be adjusted so as not to increase to 10 or more, and more preferably adjusted so as not to increase to 9 or more.
以上のようなpHの調整を可能にするために、本実施形態においては、塩基性物質の除去処理および過酸化水素の分解処理における水溶液のpHを所定の範囲内に保持するよう、塩基性物質由来の陽イオンの除去と過酸化水素の分解を複数回に分けて行うと好ましい。 In order to make it possible to adjust the pH as described above, in the present embodiment, the basic substance is maintained so that the pH of the aqueous solution in the removal process of the basic substance and the decomposition process of hydrogen peroxide is maintained within a predetermined range. It is preferable to carry out the removal of the cation derived therefrom and the decomposition of hydrogen peroxide in several steps.
本実施形態のペルオキソチタン酸水溶液の調製方法のより詳細な一具体例を以下に例示する。 A more specific example of the method for preparing the peroxotitanic acid aqueous solution of the present embodiment is illustrated below.
まず、金属チタン、又はチタンと水素若しくは酸素とを含有するチタン化合物に、塩基性物質と過酸化水素水とを添加することにより溶液化したチタン含有水溶液に、陽イオン交換樹脂を加えて、pHを3〜6程度の弱酸ないしは中性域の範囲内に保持した状態で、塩基性物質由来の陽イオンを除去する(陽イオン除去処理)。 First, a cation exchange resin is added to a titanium-containing aqueous solution obtained by adding a basic substance and a hydrogen peroxide solution to metal titanium or a titanium compound containing titanium and hydrogen or oxygen, and pH Is removed in the state of 3 to 6 weak acid or in the neutral range (cation removal treatment).
次いで、得られたチタン含有水溶液を、そのpHを7〜10に保持できる範囲で、そのまま放置、撹拌、超音波照射若しくは加熱処理することにより、過酸化水素を分解する(過酸化水素分解処理)。 Next, the obtained titanium-containing aqueous solution is allowed to stand as it is within a range in which the pH can be maintained at 7 to 10, stirred, ultrasonically irradiated or heat-treated to decompose hydrogen peroxide (hydrogen peroxide decomposition treatment). .
以降、上述した陽イオン除去処理と過酸化水素分解処理を適当の回数繰り返すことにより、所望のペルオキソチタン酸水溶液が得られる。 Thereafter, a desired peroxotitanic acid aqueous solution can be obtained by repeating the above-described cation removal treatment and hydrogen peroxide decomposition treatment an appropriate number of times.
塩基性物質由来の陽イオンの最初の除去処理では、チタン含有水溶液中のpHを3〜6程度の範囲内に調整すると好ましく、4〜6の範囲に調整するとより好ましい。これにより、溶液中に大量に存在する過酸化水素の影響による陽イオン除去の阻害を抑制できる傾向にある。 In the initial removal treatment of the cation derived from the basic substance, it is preferable to adjust the pH in the titanium-containing aqueous solution within a range of about 3 to 6, and it is more preferable to adjust it to a range of 4 to 6. Thereby, it exists in the tendency which can suppress inhibition of the cation removal by the influence of the hydrogen peroxide which exists in a solution in large quantities.
また、過酸化水素の最初の分解処理において、チタン含有水溶液中のpHを7〜9程度に調整すると好ましい。これにより、大量の過酸化水素を分解した際におけるペルオキソチタン水和物の重合物の析出を抑制できるので、より均一な膜厚及び/又は膜質を有する保護層20が得られる傾向にある。この傾向は、最終的に得られる希土類磁石100の耐食性をより向上することに繋がる。
In the initial decomposition treatment of hydrogen peroxide, it is preferable to adjust the pH in the titanium-containing aqueous solution to about 7 to 9. Thereby, since precipitation of a polymer of peroxotitanium hydrate when a large amount of hydrogen peroxide is decomposed can be suppressed, the
上述と同様に繰り返し行われる陽イオン除去処理及び過酸化水素の分解処理は、チタン含有水溶液中のチタンが失われたり、ペルオキソチタン水和物が重合物を形成して沈殿等を生じたりすることがないようにすると、上記と同様の理由から好ましい。そのような観点から、得られる該水溶液中の塩基性物質由来の陽イオン濃度は、チタン濃度に対して少なくすると好ましく、2分の1以下の濃度とするとより好ましい。 The cation removal treatment and hydrogen peroxide decomposition treatment repeated as described above may cause loss of titanium in the titanium-containing aqueous solution or precipitation of peroxotitanium hydrate forming a polymer. If there is no such, it is preferable for the same reason as above. From such a viewpoint, the concentration of the cation derived from the basic substance in the obtained aqueous solution is preferably small with respect to the titanium concentration, and more preferably half or less.
本実施形態において用いられる金属チタン若しくはチタン化合物としては、チタン鉱物等から得られた金属チタン、または二酸化チタンなどの水素若しくは酸素を含有するチタン化合物が挙げられる。また、四塩化チタン等の可溶性チタン化合物の水溶液に過酸化水素水を添加した後にアンモニア水等の塩基性物質を添加して得られたチタン水和物若しくはチタン酸化物等から、塩化物イオン等の陰イオンを除去することによって得られたものを用いてもよい。 Examples of the titanium metal or titanium compound used in the present embodiment include titanium compounds containing hydrogen or oxygen such as metal titanium obtained from a titanium mineral or the like, or titanium dioxide. In addition, from a titanium hydrate or titanium oxide obtained by adding a hydrogen peroxide solution to an aqueous solution of a soluble titanium compound such as titanium tetrachloride and then adding a basic substance such as ammonia water, chloride ions, etc. What was obtained by removing the anion of may be used.
本実施形態において、金属チタン若しくはチタン化合物の溶解に用いられる塩基性物質としては、アンモニア水、アルカリ金属水酸化物水溶液及びテトラアルキルアンモニウム水溶液などが挙げられる。これらのなかで、得られるペルオキソチタン酸水溶液を磁石素体10の表面上に塗布して保護層を形成する際に、揮発若しくは分解によって比較的容易に除去できるので、アンモニア水若しくはテトラアルキルアンモニウム等の金属元素を含有しないものを用いると好ましく、アンモニア水を用いると特に好ましい。
In the present embodiment, examples of the basic substance used for dissolving metallic titanium or a titanium compound include ammonia water, an aqueous alkali metal hydroxide solution, and an aqueous tetraalkylammonium solution. Among these, when forming the protective layer by applying the obtained peroxotitanic acid aqueous solution on the surface of the
金属チタン若しくはチタン化合物の溶解に用いられる塩基性物質の量は、チタン含有水溶液中のチタンのモル量に対して2倍以上であると好ましく、4倍以上であるとより好ましい。また、水酸基を含まないチタン化合物を用いる場合は、その塩基性物質の量が、チタン化合物の4倍以上の量であると好ましく、6倍以上であるとより好ましい。また、陽イオン除去処理及び過酸化水素除去処理は、常温行ってもよく、加熱して行ってもよい。 The amount of the basic substance used for dissolving the metal titanium or the titanium compound is preferably 2 times or more, more preferably 4 times or more the molar amount of titanium in the titanium-containing aqueous solution. Moreover, when using the titanium compound which does not contain a hydroxyl group, it is preferable that the quantity of the basic substance is 4 times or more of a titanium compound, and it is more preferable that it is 6 times or more. The cation removal treatment and the hydrogen peroxide removal treatment may be performed at room temperature or may be performed by heating.
本実施形態において、塩基性物質由来の陽イオンの除去処理は、H+置換型などの陽イオン交換樹脂若しくはゼオライト等を用いる以外に、イオン交換膜を用いた電気透析、透析若しくは逆浸透等の方法を採用してもよい。 In the present embodiment, the cation derived from the basic substance is removed by using, for example, electrodialysis using an ion exchange membrane, dialysis, reverse osmosis or the like, in addition to using a cation exchange resin such as H + substitution type or zeolite. A method may be adopted.
なお、本実施形態において、水溶液中の陽イオンの濃度は、その水溶液中において解離したものの濃度を意味するのではなく、解離していないもの、配位したもの等であっても、分析において測定されるものの全濃度を指すものとする。同様にチタン濃度についても、溶液中の存在形態を問わず、溶液中に存在しているチタンの全濃度を指すものとする。 In the present embodiment, the concentration of the cation in the aqueous solution does not mean the concentration of the dissociated in the aqueous solution, but is measured in the analysis even if it is not dissociated or coordinated. It shall refer to the total concentration of what is being done. Similarly, regarding the titanium concentration, it refers to the total concentration of titanium present in the solution regardless of the form in which the solution is present.
水溶液中の陽イオン濃度の測定方法は、公知の方法であれば特に限定されず、例えば陽イオンの濃度によって色の濃さが変化する呈色性化合物と吸光分光法とを組み合わせた方法などが挙げられる。また、水溶液中のチタン濃度の測定方法は、従来公知の方法であれば特に限定されず、例えばICP発光分析法などを用いることができる。 The method for measuring the cation concentration in the aqueous solution is not particularly limited as long as it is a known method. For example, a method in which a color-forming compound whose color intensity changes depending on the cation concentration and absorption spectroscopy is used. Can be mentioned. The method for measuring the titanium concentration in the aqueous solution is not particularly limited as long as it is a conventionally known method. For example, an ICP emission analysis method can be used.
塗布工程S2においては、上述のペルオキソチタン酸水溶液を磁石素体10の表面上に塗布する。塗布方法としては、従来公知の方法であれば特に限定されることなく採用することができる。具体的には、例えば、ディップコーティング法、スプレーコート法、スピンコート法等が挙げられる。
In the application step S <b> 2, the above-described peroxotitanic acid aqueous solution is applied onto the surface of the
このとき、塗布液の塗布は、得られる保護層20の膜厚が所望の値となるように、後述の乾燥工程等における溶媒揮発又は体積収縮等を考慮して調整することが好ましい。例えばディップコーティング法により塗布を実施する場合には、磁石素体10を塗布液に浸漬し、引き上げる速度及び時間を適宜設定することによって、塗布される塗布液の厚さを調整することができる。
At this time, the application of the coating liquid is preferably adjusted in consideration of solvent volatilization or volume shrinkage in the drying step described later so that the film thickness of the
なお、このような塗布を簡便に行い、また形成される保護層20の密着性を良好にする観点から、塗布工程を実施する前に磁石素体10の表面に所定の処理を施しておくことが望ましい。この所定の処理としては、例えば、磁石素体10の表面をバレル研磨等により平滑にした後、素体表面の脱脂処理を行い、さらに酸溶液による洗浄や水洗を実施すること等により清浄な表面を有する磁石素体10が得られるようになる。
In addition, from the viewpoint of easily performing such application and improving the adhesion of the
こうして、磁石素体10の表面上に塗布液を塗布してなる第1基体が得られる。
In this way, the 1st base | substrate formed by apply | coating a coating liquid on the surface of the magnet element |
乾燥工程S3においては、塗布工程S2において磁石素体10の表面上に塗布された塗布液が、所定の温度条件下で乾燥される。乾燥方法としては、公知の方法であれば特に限定されることなく採用することができる。具体的には、例えば、第1基体をヒータを内蔵した加熱台に設置して加熱乾燥する方法、あるいは磁石素体10に塗布された塗布液の上方(磁石素体10とは反対側)から、輻射熱を塗布液に照射して加熱乾燥する方法などが挙げられる。
In the drying step S3, the coating liquid applied on the surface of the
乾燥工程S3における上記所定の温度(乾燥温度)は、塗布液中の液体成分を揮発除去でき、しかも、ペルオキソチタン水和物の分解により酸化チタンが生じても、その酸化チタンのうちの少なくとも塗布液中の磁石素体に接して存在するものが結晶化を起こさないような温度であれば特に限定されないが、30〜300℃であると好ましい。乾燥温度がこの下限値を下回ると、乾燥時間が長くなりすぎる傾向にあるため、量産性若しくは製造コストなどの観点から好ましくない。また、乾燥温度がこの上限値を上回ると、酸化チタンが生じて、酸化チタンの結晶化が促進される傾向にあり、得られる希土類磁石100の耐食性が低下する傾向にある。さらに、乾燥温度は100〜250℃であると、得られる保護層20がより緻密化するとともに酸化チタン等の結晶化を一層抑制できる傾向にある。なお、乾燥膜(保護層)中に固体結晶が存在しているか否かの確認は、X線回折法(XRD)などにより行うことができる。
The predetermined temperature (drying temperature) in the drying step S3 can volatilize and remove the liquid component in the coating solution, and even if titanium oxide is generated by the decomposition of peroxotitanium hydrate, at least coating of the titanium oxide is performed. Although it will not specifically limit if what exists in contact with the magnet element body in a liquid does not raise | generate crystallization, It is preferable in it being 30-300 degreeC. If the drying temperature is below this lower limit, the drying time tends to be too long, which is not preferable from the viewpoint of mass productivity or manufacturing cost. Further, when the drying temperature exceeds the upper limit value, titanium oxide is generated and the crystallization of titanium oxide tends to be promoted, and the corrosion resistance of the obtained
また、乾燥工程S3において、乾燥温度を上記温度範囲内の所望の一定温度に維持してもよく、上記温度範囲内で乾燥温度を適宜変化させてもよい。例えば、乾燥工程S3において、まず乾燥温度を30℃程度にして、ある程度の液体成分を揮発除去した後、乾燥温度を150℃程度に設定し、更に乾燥させることもできる。この更なる乾燥により、乾燥膜中に存在するペルオキソ基が分解され、得られる保護層20が緻密性を向上するとともに、硬質化する傾向にある。
In the drying step S3, the drying temperature may be maintained at a desired constant temperature within the above temperature range, or the drying temperature may be appropriately changed within the above temperature range. For example, in the drying step S3, first, the drying temperature is set to about 30 ° C., and a certain amount of liquid components are volatilized and removed. Then, the drying temperature is set to about 150 ° C. and further dried. By this further drying, the peroxo group present in the dried film is decomposed, and the resulting
こうして、磁石素体10の表面上にペルオキソ基を有するチタン化合物を含有する乾燥膜すなわち保護層20が形成され、本発明の第1実施形態にかかる希土類磁石100が得られる。なお、保護層20中のペルオキソ基を有するチタン化合物は、FT−IR(フーリエ変換赤外分光法)により得られるスペクトルの890cm−1付近にピークを有することなどによって、その存在を確認することができる。
In this way, a dry film, that is, a
保護層20の膜厚は0.2〜3μmであると好ましく、0.5〜2μmであるとより好ましい。保護層20の膜厚がこの下限値を下回ると、磁石表面を十分に被覆することが極めて困難となる傾向にある。その結果、得られる希土類磁石100の耐食性が低下する傾向にある。一方、この膜厚が上記上限値を超えると、保護層20にクラックや剥離が生じやすくなり、保護層20としての信頼性が低下する傾向にある。なお、この場合の保護層20の膜厚とは、磁石素体10の表面上に形成されている保護層10の平均の膜厚をいうものとする。
The thickness of the
また、本発明の好適な第2実施形態に係る希土類磁石100の製造方法は、図5に示すように、第2基体準備工程S20と、紫外照射工程S4とを有するものである。さらに、第2基体準備工程S20は、第1実施形態と同様のペルオキソチタン酸水溶液調製工程S1と、第1実施形態と同様の塗布工程S2とを有するものである。ここで、第2基体は、乾燥工程S3を経て得られるものであり、磁石素体10の表面上に乾燥膜を備えてなるものである。
Moreover, as shown in FIG. 5, the manufacturing method of the
紫外照射工程S4においては、上記乾燥膜に紫外光線を照射する。この工程S4を経て得られる保護層20は、乾燥膜中の一部のペルオキソ基が分解されて非晶質の酸化チタンが生じるので、より硬質でより緻密性に富んだものとなる傾向にある。したがって、得られる希土類磁石100は、保護層20を通じて外部の腐食要因物質が磁石素体10まで侵入し難くなるので、一層耐食性が向上する傾向にある。
In the ultraviolet irradiation step S4, the dry film is irradiated with ultraviolet rays. The
紫外光線の照射方法としては、公知の方法であれば特に限定されず、例えばエキシマランプ、水銀ランプなどが挙げられる。 The ultraviolet ray irradiation method is not particularly limited as long as it is a known method, and examples thereof include an excimer lamp and a mercury lamp.
さらに、本発明の好適な第3実施形態に係る希土類磁石100の製造方法は、図6に示すように、第1実施形態と同様の第1基体準備工程S10と、乾燥紫外照射工程S5とを有するものである。乾燥紫外照射工程S5においては、磁石素体10の表面上に塗布された塗布液を、上述の乾燥工程S2におけるものと同様の所定の温度条件下で乾燥すると同時に、上記紫外照射工程S4と同様の照射方法により、その塗布液に紫外光線を照射する。この製造方法を用いると、第2実施形態に係る希土類磁石100の製造方法と同様に、得られる希土類磁石100は、一層耐食性が向上する傾向にある。
Furthermore, the method for manufacturing the
以上説明してきた本発明の好適な実施形態の希土類磁石100においては、磁石素体10の表面上の保護層20を乾燥して溶媒を蒸発させても、その時点では柔軟な構造を保持しているので、保護層20内に応力が発生しても容易に緩和することができる。また、乾燥工程において生成するペルオキソチタン水和物は、さらに酸化物へと徐々に変化していく。この場合、ペルオキソチタン水和物からチタン酸化物への体積収縮率が小さいため、本来、体積収縮に伴って発生する収縮応力が従来の場合と比較して、非常に小さいものとなる。さらには、上記所定の温度条件で塗布液を乾燥することにより保護層を得るので、そこに含有されるペルオキソ基を有するチタン化合物は酸化チタンと比較して高い柔軟性を有している。したがって、保護層20内に応力が発生しても、その応力を高い柔軟性により緩和することができる。これらの結果、保護層20にクラックが生じ難くなるため、本実施形態の希土類磁石100の耐食性が十分に優れたものとなる。
In the
特に、一度に塗布する塗布液の膜厚がより厚くなり、あるいは塗布液が形成される磁石素体10の表面がより凹凸に富んだものであるような場合に、クラック発生の抑制効果がより大きなものとなるので、従来の希土類磁石と比較した耐食性の効果がより顕著に現れる。
In particular, when the thickness of the coating liquid applied at one time becomes thicker or the surface of the
さらに、本実施形態の希土類磁石100は、十分に高い緻密性を有し且つ磁石素体10との密着性にも優れた保護層20を備えるので、そのような観点からも、耐食性が十分に高いものとなる。
Furthermore, since the
また、上述のペルオキソチタン酸水溶液は、安定性及び安全性が非常に高いため、その取り扱いが容易であると共に、保護層20を形成する際の手間も比較的少なくてすむ。したがって、そのようなペルオキソチタン酸水溶液を用いて得られる希土類磁石100は、その量産性及び製造コストの観点からも非常に優れている傾向にある。
Moreover, since the above-mentioned peroxotitanic acid aqueous solution has very high stability and safety, it is easy to handle and requires less labor when forming the
さらに本実施形態の希土類磁石100は、その保護層20を形成する際に、高くても200℃程度に加熱乾燥すれば、得られる保護層20は非常に緻密性に優れたものとなる。したがって、希土類磁石100は、十分に優れた耐食性を有すると同時に、比較的高温での加熱を要しないので、磁石素体10が十分に高い磁気特性を維持するものである。
Furthermore, when the
希土類磁石の用途は、ラインプリンター、自動車用スターター及びモーター、特殊モーター、サーボモーター、磁気記録装置用ディスク駆動、リニアアクチュエーター、ボイスコイルモーター、装置用モーター、工業用モーター、スピーカー及び核磁気共鳴診断用磁石などである。特に自動車用モーター等のオイルが飛沫するような環境で使用する場合においては、保護層が耐酸化性を有しているのみでは、十分に耐食性に優れた希土類磁石を得ることが困難である。かかる観点においても、本実施形態により得られた希土類磁石100は、酸素、水分、塩水、硫化物などの種々の腐食要因物質に対する耐性を有しているので、十分に優れた耐食性を備えたものである。
Rare earth magnets are used for line printers, automotive starters and motors, special motors, servo motors, disk drives for magnetic recording devices, linear actuators, voice coil motors, motors for devices, industrial motors, speakers and nuclear magnetic resonance diagnostics. Such as a magnet. In particular, when used in an environment where oil such as an automobile motor is splashed, it is difficult to obtain a rare earth magnet having sufficiently excellent corrosion resistance if the protective layer has only oxidation resistance. Also in this point of view, the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上述のペルオキソチタン酸水溶液調製工程S1に代えて、市販のペルオキソチタン酸水溶液を準備してもよい。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, instead of the above-described peroxotitanic acid aqueous solution preparation step S1, a commercially available peroxotitanic acid aqueous solution may be prepared.
また、ペルオキソチタン酸水溶液調整工程において、析出処理を行うことなく、金属チタン若しくはチタン化合物に塩基性物質を加え、さらに過酸化水素水を加えて溶解してペルオキソチタン酸水溶液を得る方法以外に、チタン若しくはチタン化合物を溶解したチタン含有水溶液をそのまま放置あるいは加熱することにより、チタン化合物の沈殿を析出させ、その後、洗浄により、該水溶液中の塩基性物質に由来する陽イオンを所望の濃度以下に減少させた後に、さらに過酸化水素水を作用させることによってペルオキソチタン酸水溶液を得てもよい。 In addition, in the peroxotitanic acid aqueous solution preparation step, in addition to the method of adding a basic substance to titanium metal or a titanium compound without performing a precipitation treatment, and further adding a hydrogen peroxide solution to obtain a peroxotitanic acid aqueous solution, By leaving or heating a titanium-containing aqueous solution in which titanium or a titanium compound is dissolved as it is, a precipitate of the titanium compound is deposited, and then washing is performed to reduce the cation derived from the basic substance to a desired concentration or less. After the reduction, a peroxotitanic acid aqueous solution may be obtained by further acting a hydrogen peroxide solution.
保護層に含有させるその他の物質としては、Al、Mg、Ca、Zn、Si、Mn等の金属微粉末や、SiO2、TiO2、ZrO2、Al2O3等の金属酸化物微粉末、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂成分、モンモリロナイト等の粘土鉱物が例示できる。 Other substances to be included in the protective layer include metal fine powders such as Al, Mg, Ca, Zn, Si, and Mn, metal oxide fine powders such as SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , and Al 2 O 3 , Examples thereof include resin components such as acrylic resin and epoxy resin, and clay minerals such as montmorillonite.
さらに、保護層20は、磁石素体10に直接積層されなくてもよく、磁石素体10を用意した後に、1層以上の機能層をその磁石素体10の表面上に形成して、その後に、保護層20を最も外側にある機能層の表面上に形成してもよい。機能層は、磁石素体10と保護層20との間の密着性を高める機能、磁石素体10と保護層20との間の過剰な反応を防止する機能(例えば、チタン酸化物が結晶化され、磁石素体10が酸化されるのを防止する機能)、磁石素体10の表面粗さを制御する機能などを有するものが好ましい。その構成材料としては、例えば、Al、Cr、Si、Ti及びNi等の金属、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂、又は金属酸化物等が挙げられる。また、その形成方法としては、従来公知の乾式法(蒸着法、スパッタ法等)、若しくは湿式法(塗布法、メッキ法、化成被膜法等)などを採用することができる。
Furthermore, the
また、保護層20の表面上に更に別の機能を有する膜が形成されてもよい。このことにより、磁石を接着する場合の接着剤の濡れ性調整、又は、磁石素体表面の絶縁性の確保が可能となる。
Further, a film having a further function may be formed on the surface of the
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
(参考例1)
粉末冶金法によって作製した14Nd−1Dy−7B−78Fe(数字は原子比)の組成を有する焼結体を、アルゴンガス雰囲気中、600℃で2時間、熱処理した後、56×40×8(mm)の大きさに加工し、さらにバレル研磨処理により面取りを行って磁石素体を得た。
( Reference Example 1)
A sintered body having a composition of 14Nd-1Dy-7B-78Fe (numbers are atomic ratio) prepared by powder metallurgy is heat-treated at 600 ° C. for 2 hours in an argon gas atmosphere, and then 56 × 40 × 8 (mm ) And then chamfered by barrel polishing to obtain a magnet body.
次いで、この磁石素体を、アルカリ性脱脂液で洗浄した後、硝酸水溶液により表面の活性化を行い、その後十分に水洗した。 Next, the magnet body was washed with an alkaline degreasing solution, then the surface was activated with an aqueous nitric acid solution, and then sufficiently washed with water.
次に、固形分濃度1.7質量%のペルオキソチタン酸水溶液(有限会社鯤製、PTA−170、商品名)を準備し、これをディップコーティング法により磁石素体の表面上全体に塗布し(塗布工程)、第1基体を得た(第1基体準備工程)。 Next, a peroxotitanic acid aqueous solution (PTA-170, trade name, manufactured by Seiko Co., Ltd.) having a solid content concentration of 1.7% by mass is prepared and applied to the entire surface of the magnet body by a dip coating method ( Application step), a first substrate was obtained (first substrate preparation step).
その後、磁石素体の表面上に塗布された塗布液を、電気炉を用いて200℃で20分間加熱乾燥して(乾燥工程)、保護層を形成し、参考例1の希土類磁石を得た。なお、同条件でガラス基板上に形成された保護層について、汎用のFT−IRを用いて、赤外スペクトルを測定したところ、890cm−1付近にピークが認められた。
Thereafter, the coating liquid applied on the surface of the magnet body was dried by heating at 200 ° C. for 20 minutes using an electric furnace (drying step) to form a protective layer, whereby the rare earth magnet of Reference Example 1 was obtained. . In addition, when the infrared spectrum was measured about the protective layer formed on the glass substrate on the same conditions using general purpose FT-IR, the peak was recognized by 890 cm < -1 > vicinity.
得られた希土類磁石の保護層について、電子顕微鏡観察によりその膜厚を測定したところ、平均膜厚は1.5μmであった。また、電子顕微鏡を用いてその保護層表面の観察を行ったところ、クラックやピンホールは確認されなかった。 About the protective layer of the obtained rare earth magnet, when the film thickness was measured by electron microscope observation, the average film thickness was 1.5 micrometers. Moreover, when the surface of the protective layer was observed using an electron microscope, no cracks or pinholes were confirmed.
参考例1の希土類磁石について、80℃、90%RHの条件で耐食性加速試験を行ったところ、試験開始から200時間経過しても錆の発生は確認されなかった。
When the rare earth magnet of Reference Example 1 was subjected to an accelerated corrosion resistance test under the conditions of 80 ° C. and 90% RH, generation of rust was not confirmed even after 200 hours from the start of the test.
(比較例1)
塗布工程の際に用いた塗布液を、ペルオキソチタン酸水溶液に代えて、チタンテトライソプロポキシドを2−メトキシエタノールに溶解させたものとした以外は、参考例1と同様にして比較例1の希土類磁石を得た。
(Comparative Example 1)
The coating solution used during the coating process, instead of the aqueous solution peroxotitanate, except that the one obtained by dissolving titanium tetraisopropoxide in 2-methoxy ethanol, in Comparative Example 1 in the same manner as in Reference Example 1 A rare earth magnet was obtained.
得られた希土類磁石の保護層について、電子顕微鏡観察によりその膜厚を測定したところ、平均膜厚は1.0μmであった。また、電子顕微鏡を用いてその保護層表面の観察を行ったところ、クラックが確認された。 When the film thickness of the protective layer of the obtained rare earth magnet was measured by observation with an electron microscope, the average film thickness was 1.0 μm. Moreover, when the protective layer surface was observed using the electron microscope, the crack was confirmed.
比較例1の希土類磁石について、80℃、90%RHの条件で耐食性加速試験を行ったところ、試験開始から200時間経過した後に、磁石素体に錆の発生が確認された。 The rare earth magnet of Comparative Example 1 was subjected to an accelerated corrosion resistance test under the conditions of 80 ° C. and 90% RH. After 200 hours had elapsed from the start of the test, generation of rust was confirmed in the magnet body.
10…磁石素体、20…保護層、100…希土類磁石、S3…乾燥工程、S4…紫外照射工程、S5…乾燥紫外照射工程、S10…第1基体準備工程、S20…第2基体準備工程。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記乾燥膜に紫外光線を照射する紫外光照射工程と、
を経て、前記磁石素体の表面上に保護層を形成することを特徴とする希土類磁石の製造方法。 A second substrate for preparing a second substrate comprising a dry film obtained by drying a coating solution containing an aqueous peroxotitanic acid solution under a predetermined temperature condition on the surface of a magnet element body containing a rare earth element A preparation process;
An ultraviolet light irradiation step of irradiating the dry film with ultraviolet light;
Then, a protective layer is formed on the surface of the magnet body.
前記塗布液を所定の温度条件下で乾燥すると同時に、前記塗布液に紫外光線を照射する乾燥紫外照射工程と、
を経て、前記磁石素体の表面上に保護層を形成することを特徴とする希土類磁石の製造方法。 A first substrate preparation step of preparing a first substrate by coating a coating solution containing a peroxotitanic acid aqueous solution on the surface of a magnet body containing a rare earth element;
A drying ultraviolet irradiation step of irradiating the coating liquid with ultraviolet rays simultaneously with drying the coating liquid under a predetermined temperature condition;
Then, a protective layer is formed on the surface of the magnet body.
The method for producing a rare earth magnet according to claim 3, wherein the titanium compound is amorphous.
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