JP6743251B2 - マグネット - Google Patents

マグネット Download PDF

Info

Publication number
JP6743251B2
JP6743251B2 JP2019136997A JP2019136997A JP6743251B2 JP 6743251 B2 JP6743251 B2 JP 6743251B2 JP 2019136997 A JP2019136997 A JP 2019136997A JP 2019136997 A JP2019136997 A JP 2019136997A JP 6743251 B2 JP6743251 B2 JP 6743251B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
deposited
dysprosium
metal
bead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019136997A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019208050A (ja
Inventor
トゥンジャイ・チェリク
Original Assignee
ダイソン・テクノロジー・リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダイソン・テクノロジー・リミテッド filed Critical ダイソン・テクノロジー・リミテッド
Publication of JP2019208050A publication Critical patent/JP2019208050A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6743251B2 publication Critical patent/JP6743251B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0577Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0293Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets diffusion of rare earth elements, e.g. Tb, Dy or Ho, into permanent magnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

本発明は希土類マグネットと、希土類マグネットの製造方法とに関する。より具体的に、本発明は改善した保磁力を有する希土類マグネットとそれの製造方法とに関する。
希土類マグネットは希土類合金のグレインを含む結晶格子構造を含んでよい。そのようなマグネットの磁性特性、特に保磁力は、結晶格子構造中にジスプロシウム又はテルビウム等の希土類磁性元素で置換することで向上できることが示されてきた。ジスプロシウム又はテルビウムは、例えば二元添加を介して結晶格子のバルク中に置換されるか、粒界拡散などの、熱処理ステップを介して結晶格子の粒界に沿って置換され得る。粒界に沿ったジスプロシウム又はテルビウムの拡散は、保磁力等の磁性特性の同じ改善を達成するのに比較的少量のジスプロシウム又はテルビウムが必要とされるので好ましい。
粒界拡散のために、ジスプロシウム又はテルビウムは、効率的な置換が起こるように希土類マグネット上に堆積されねばならない。しかしながら、ジスプロシウム及びテルビウムの高価格と低い天然存在度は、最近の研究の努力が、より少量のジスプロシウム又はテルビウムを使用して改善したマグネットを提供することに集中してきたことを意味する。これらの堆積技術の問題は、ジスプロシウム又はテルビウムを堆積するのに非常に長期間が要求され得ることと、高価なジスプロシウム又はテルビウムの損失が依然として生じ得ることである。例えばDyF等の現在の堆積技術で使用されるいくつかのジスプロシウム含有材料は、基材の磁性特性に有害であることがあると考えられてもいる。
高速かつ/又は材料的に効率的な、基材の磁性特性に有害な効果を有しない、希土類磁性基材上にジスプロシウム又はテルビウムを堆積する方法が望まれている。
第一の態様において、本発明は、磁性体と、一以上のジスプロシウム金属のビードとを備えるマグネットであって、磁性体は希土類磁性合金のグレインを含み、各ビードは磁性体の表面の一部のみに堆積される、マグネットを提供する。
使用中、温度上昇及び/又は逆磁場効果に起因してマグネットは永久的に減磁され得る(その磁場強度のいくらか又は全てを失う)。これらの効果はマグネット内で均一に生じず、減磁のサイトの位置は、しばしばマグネットの用途、即ちモーター中又は発電機中、に依存する。その結果、理想的には、これらの効果に対抗するためにマグネットの保磁力は勾配がつけられている。磁性体の表面の特定部分のみにジスプロシウム金属のビードを堆積することによって、磁性基材にわたる保磁力の勾配をいっそう注意深く制御することができる。用語ビードは、様々な形状及び大きさで形成され得り、希土類マグネットの表面上の特定のサイトに堆積され得る、ある量の金属を規定することが意図される。
ジスプロシウム金属のビードの堆積は、様々な堆積技術を用いて達成することができる。ジスプロシウムのビードのみを磁性体上に堆積することによって、比較的少量の材料が必要とされ、マグネットの標的のサイト上、又はサイトの周りで、保磁力等の同一の向上が達成される。マグネットの標的サイトは、使用中に高レベルの温度変化又は逆磁場効果を経験するマグネットの部分であり得る。磁性体全体に磁性特性の改善は要求されないので、高価なジスプロシウムの損失が回避される。
希土類合金のグレインは、サマリウム、プラセオジム、セリウム、又はネオジムを含む磁性合金を含んでよい。ネオジム又はサマリウム合金を含む焼結合金、特にNdFe14B、SmCo及びSm(Co,Fe,Cu,Zr)が特に注目される。
各ビードは、磁性体のそれぞれの極に堆積されてよい。マグネットは少なくとも二つの極を備えるので、各極の磁性特性を高めるために、ジスプロシウムのビードは各極に堆積され得る。
マグネットの極は、極の磁場の変化する極性の間を通過する線によって幾何学的に分割されうるように配置される。各極の磁気密度は、対応する交差する極境界から最も遠い領域で最大である。マグネット体の表面は、従って極交差によって幾何学的に分割されてよく、各ビードは、その後、極交差から離れたそれぞれの領域に堆積されてよい。即ち、各ビードは極交差と重ならない。この領域にジスプロシウムのビードを堆積することによって、向上した保磁力と磁性特性とを有するマグネットを得ることができる。更に、この領域に堆積された少量のジスプロシウムが、磁性体の全表面にわたってジスプロシウムを堆積する必要なしに、マグネットの磁性特性を向上させる効率的で費用効率の高い方法を提供する。更に、ビードはマグネット体の表面の端に堆積されてよい。極交差から離れており、マグネットの端に沿ってもいるそれぞれの領域にビードを堆積することによって、ジスプロシウムは、最大の磁場密度を有する領域に堆積される。
マグネットは円筒形状でよい。円筒状のマグネット形状は、環状及びリング状のマグネット、並びに固体円筒状ディスクマグネットを含む。円筒形状によって、マグネットをモーター及び発電機の用途に使用することが可能となる。より一般的に、いくつかの非円筒状のマグネットを集めて、円筒形状であり得る磁性アセンブリを形成してもよい。
磁性体は焼結され得る。焼結された磁性体は、より良好な粒界拡散が起こることを可能にする。粒界拡散熱処理中に、ある程度の焼結が起こることが可能であることが好ましい。しかしながら、ジスプロシウムビードのコールドスプレー堆積前に、磁性体が事前焼結されていると、いっそう有利である。事前焼結された磁性体は、本体(body)中にジスプロシウムを拡散させるために別々の熱処理ステップが要求されることを意味する。合金グレインへの完全な拡散に対して粒界拡散が支配的であるように、この別々の熱処理ステップは注意深く調節され得る。
各金属ビードはコールドスプレープロセスで堆積されてよい。磁性体上にジスプロシウムのビードを堆積するのにコールドスプレーを使用することは、従来の技術に対していくつかの利点を有する。例えば、DyF又はDy等のジスプロシウムリッチ粉末の代わりに、ジスプロシウム金属が本プロセスで直接使用できる。上述の通り、フッ化物スラリーは磁性基材の磁性特性に悪影響を与えることがある。Dyリッチな粉末が使用される場合、熱処理後、又はマグネットの焼結後さえ、ジスプロシウム酸化物が残存し得り、格子構造中への不十分なジスプロシウムの置換を引き起こす。これらの望ましくない副作用は、ジスプロシウム酸化物の代わりにジスプロシウム金属を磁性体上に直接コールドスプレーすることによって克服され得る。
ジスプロシウム蒸気収着及びディップコーティング等の従来の堆積技術は、十分なレベルのジスプロシウム置換を有する希土類マグネットを製造するために大量の時間と制御された条件を必要とする。対照的に、コールドスプレープロセスを使用すると、比較的制御されていない環境も可能であり、堆積プロセスは比較的高速であり、ジスプロシウムの堆積は数秒である。加えて、コールドスプレーでは標準条件を使用できるので、処理中に比較的少量のジスプロシウム金属が酸化され、それによって磁性体中に拡散するのにより高品質のジスプロシウムを提供する。
磁性体上に堆積されたジスプロシウムの量も、コールドスプレープロセスを用いて注意深く制御され、明確に目標とされることができる。従来の堆積技術は予測できない量の堆積を引き起こし得り、高い保磁力と、従ってジスプロシウムとの要求が比較的重大でない領域に堆積された高価なジスプロシウム金属の大量損失も引き起こし得る。
ジスプロシウムをコールドスプレーするのに使用されたノズルに起因して、スパッタコートや化学気相堆積等の他のジスプロシウムコート法に必要とされる表面マスク技術と比較して、磁性体上を標的とした堆積を実施するのが比較的容易かつ比較的高速である。標的コーティングと、従って制御された保磁力分布とを達成するためにマグネットの表面がマスクされている、スパッタコートやCVD等の技術を用いた標的コーティングは、プロセスで使用されるジスプロシウムの量の減少をもたらさない。
熱処理中、ある程度の量のジスプロシウムがグレイン内で拡散してもよい。拡散したジスプロシウムの量が比較的少量だと、グレイン中の初期ジスプロシウム量を増やすのと比べて、磁性体の保磁力を改善できる。更に、拡散量は、熱処理の条件、即ち、温度上昇、保持時間及び温度、冷却レート、並びにガス雰囲気を変えることによって制御し調節することができる。グレインは、0.5〜15重量%のある程度の量の拡散したジスプロシウムを含んでよく、ジスプロシウムはグレインの境界に沿って拡散してシェル層を形成することができる。
グレインはネオジム合金を含んでよい。ネオジム合金は好ましい磁場強度を有し、磁気的に強力な永久磁石が必要とされる用途で広く使用されている。そのような用途の例は、電気モーター及び発電機を含む。いくつかの用途では、動作温度が150℃を超えることがある。
しかし、従来のネオジムマグネットの保磁力は、高温で劣っていることがある。結晶格子中である程度の量(典型的には12%)のネオジムをジスプロシウムで置換することで、保磁力を著しく高めることができ、高温におけるマグネットの性能を改善することができることが分かった。
ネオジム磁性表面上にジスプロシウムを堆積する場合、拡散したジスプロシウムはネオジムと磁気的に反平行に結合し、マグネットの全体的な磁場強度を減少させる。しかし、表面上に堆積されるジスプロシウムの量を制御し、限定することによって、マグネットの残留磁気への全体的な影響は、ジスプロシウムの完全な均一コートよりも小さくなる。ネオジム合金は、特に改善したマグネットを示すNdFe14Bでよい。保磁力の改善は、NdFe14Bよりも高い異方性場を有するDyFe14B及び(Dy,Nd)Fe14Bに起因すると信じられている。
NdFe14B合金マグネットはDyFe14B又は(Dy,Nd)Fe14Bを含むシェル層を有するNdFe14Bのグレインを含んでよく、シェル層は約0.5μmの厚さを有する。磁性体上にコールドスプレーされたジスプロシウムのビードを堆積した後の熱処理中に、堆積されたジスプロシウムは磁性体中を拡散する。熱処理中、堆積されたジスプロシウムは、結晶格子のバルク中に浸透する代わりに、結晶格子の粒界に沿ってネオジム原子を置換する。コールドスプレー及び熱処理によって生じたグレインのシェル層は制御され得り、従って他の方法によって製造されたマグネットと比べてずっと薄いことができる。シェル層は0.5μmの厚さを有することができる。従って、ずっと高濃度のジスプロシウムが粒界に存在し、従来のジスプロシウム置換希土類マグネットで示されたのと同じ保磁力増加を達成するために比較的少量のジスプロシウムが必要とされることを意味する。
ジスプロシウムのビードの堆積厚は1〜5μmでよい。この厚さによって熱処理中に効果的な粒界拡散を引き起こし、高価なジスプロシウムの損失も減らすことができる。均一な堆積厚さを有するビードは要求されていないので、ジスプロシウムのビードは1〜5μmの平均堆積厚さを有するべきである。
第二の態様において、本発明は、マグネットの製造方法であって、希土類合金のグレインを含む磁性体を提供するステップと、磁性体の表面上にジスプロシウム金属のビードを堆積してマグネットを形成するステップと、マグネットを熱処理するステップと、を備える方法を提供する。
マグネットを熱処理するステップは粒界拡散プロセスを含んでもよい。より具体的に、マグネットを熱処理するステップは、マグネットを第一高温に加熱するステップと、マグネットを第二高温に冷却するステップと、マグネットを室温に急冷するステップと、を備えてもよい。このプロセスは、第一高温が少なくとも900℃でもよいように実行され得る。第一温度とは独立に、第二高温は少なくとも500℃でよい。温度に加えて、マグネットは第一高温で少なくとも6時間保持されてよい。マグネットが第一温度に保持される時間と独立に、マグネットは第二高温で少なくとも0.5時間保持されてよい。これらの温度及び時間は、グレインが焼結又は更なる焼結を受けることなく良好な拡散条件を提供するので、特に好ましい。
第三の態様において、本発明は、磁性体と、一以上のテルビウム金属のビードとを備えるマグネットであって、磁性体は希土類磁性合金のグレインを含み、各ビードは磁性体の表面の一部のみに堆積されている、マグネットを提供する。
第四の態様において、本発明は、マグネットの製造方法であって、希土類合金のグレインを含む磁性体を提供するステップと、磁性体の表面上にテルビウム金属のビードを堆積してマグネットを形成するステップと、マグネットを熱処理するステップと、を備える方法を提供する。
本発明がいっそう容易に理解され得るように、本発明の実施形態が、例として、添付の図面を参照しつつ以下で記述される。
図1は、本発明のマグネットの上面図を示す。 図2は、本発明のマグネットの透視図と、磁性体の覆われた領域の断面図とを示す。 図3は、本発明のマグネットの製造プロセスを示すフローチャートである。
図1及び2のマグネット1は、円筒形状の磁性体2と、磁性体2の表面上に堆積されたジスプロシウム金属のビード3とを含む。マグネット1は四つの極を有するものとして示されており、四つの極は極交差4によって幾何学的に分割されているものとして示されている。マグネット1の各極は、極交差4の間に位置した高磁場密度の領域を有する。
磁性体2は、希土類合金の焼結されたグレイン6を含む。グレイン5は、境界を有する個別の顆粒として示されている。具体的に、グレイン5内のバルク材料はNdFe14B合金を含む。堆積されたビードに隣接するグレイン5は、それらの境界の周りに、それぞれシェル層7を有する。シェル層6は、希土類合金の結晶格子構造中に置換した、拡散されたジスプロシウムを含む。グレイン5内の結晶構造のバルク中にジスプロシウムは拡散することができるが、熱処理条件を注意深く制御することによって、拡散が粒界でより容易に起こるようにできる。具体的に、シェル層6は、DyFe14B又は(Dy,Nd)Fe14B合金を含み、ジスプロシウムはネオジウム合金中に置換している。各グレイン5の周りに形成されたジスプロシウム含有合金のシェル層6は約0.5μmの厚さを有する。
ジスプロシウム金属の各ビード3は、コールドスプレー技術を用いて磁性体2上に直接適用される。ビード3は形態が均一であり、マグネットの端の各極交差のそれぞれを二分する領域に位置しているように示されている。しかし、磁性体2の表面の任意の部分が、その上に堆積されたジスプロシウムのビードを有してよく、ビード3は均一又は不均一な態様で適用され得る。ビードの堆積厚さが図面中に概略的に示されている。グレイン5の内部又は周りでジスプロシウムの拡散を促進するために最小の厚さが望ましい。しかしながら、5μmの層厚を超えると、改善した保磁力及び磁性特性の収穫逓減が観測される。
図2を参照しつつ、マグネット1の製造方法が以下に記述される。NdFe14B合金のグレイン5を含む磁性体2が提供される。磁性体2の表面の一部は、ジスプロシウムでコートされるように選択される。ジスプロシウム金属粒子7は、選択された表面の一部上に標的とされ、放出され、堆積される。銅や鉄などの他の金属粉末のコールドスプレー用に使用される条件が、ジスプロシウム金属粒子のコールドスプレーに適用され得る。堆積されたジスプロシウム金属は、磁性体2の標的とされた表面上ですぐに層3を形成する。
ジスプロシウムビードの堆積に続いて、マグネット1が熱処理される。熱処理中、磁性体2のグレインの周りにシェル層が形成する。熱処理によってコーティングビード3中のジスプロシウムが磁性体2中のグレイン5の境界に沿って拡散して、ジスプロシウム含有合金を含むシェル層6を形成するように、熱処理は粒界拡散プロセスを含む。熱処理は、コートされたマグネット1を高温第一温度まで一定のレートで加熱するステップと、マグネット1をその高温で少なくとも6時間の期間にわたって保持するステップとの一般的な方法に従う。第一高温は1000℃に近いべきであり、理想的には900℃である。この温度は、ジスプロシウムの拡散を開始し、広めるには十分高温である一方、磁性グレイン4の焼結又は融解を回避する。
その後、マグネット1は、制御されたレートで、第一よりも低温の第二高温まで冷却される。マグネット1は、制御された冷却レートで室温まで急冷される前に、比較的短時間、約30分間、この第二高温で保持される。急冷されたマグネット1は、ジスプロシウムビード堆積の領域付近で改善した磁性特性を示す。例えば、高場密度を有するマグネットの領域で高まった保磁力が観測される。
この例示的な実施形態では、マグネット1は四極マグネットであるが、任意の数の極を有するマグネットがジスプロシウムの堆積から利益を受けると考えられる。
ジスプロシウムのビード3がコールドスプレーを用いて堆積されたとして説明されたが、ジスプロシウムビードの堆積を達成するのに他の標的特定堆積技術が同様に用いられ得る。正確な標的化と高速堆積との理由でコールドスプレーが例示的な実施例として選択された。
グレイン5はNdFe14B合金を含む。グレインは、サマリウム、プラセオジム、又はセリウムを含むもの等の他の磁性希土類合金、特に、SmCo及びSm(Co,Fe,Cu,Zr)も含むことができる。合金グレイン6の境界に沿ったジスプロシウムビード3の拡散は、少なくともこれらの希土類合金に対して容易に起こる。
グレイン5は、図面に示されるようにシェル層6で全体的にコートされ得る。代替的に、凝集グレイン5は、シェル層6がグレイン5の露出された境界のみを覆うように、シェル層6でコートされ得る。
更なる研究によって、希土類磁性金属テルビウムも、改善した保磁力を有する希土類マグネットをつくるためにコールドスプレー堆積プロセスで使用され得ることが示された。

Claims (52)

  1. マグネットの製造方法であって、
    希土類合金のグレインを含む磁性体を提供するステップと、
    前記磁性体の表面の一部のみにジスプロシウム金属のビードを堆積してマグネットを形成するステップと、
    前記マグネットを熱処理するステップと、を備え、
    前記金属ビードがコールドスプレーで堆積される方法。
  2. 前記磁性体は複数の極を備え、ジスプロシウム金属のビードを堆積するステップは前記極のそれぞれの表面の一部のみにジスプロシウム金属のビードを堆積するステップを備える、請求項1に記載の方法。
  3. マグネット体の表面は極交差によって幾何学的に分割されており、各金属ビードは前記極交差から離れた領域に堆積される、請求項2に記載の方法。
  4. 各金属ビードは前記マグネット体の表面の端に堆積される、請求項3に記載の方法。
  5. 前記マグネットを熱処理するステップが粒界拡散プロセスを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記マグネットを熱処理するステップが、
    前記マグネットを第一高温に加熱するステップと、
    前記マグネットを第二温度に冷却するステップと、
    前記マグネットを室温に急冷するステップとを備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記第一高温が少なくとも900℃である、請求項6に記載の方法。
  8. 前記第二温度が少なくとも500℃である、請求項6又は7に記載の方法。
  9. 複合マグネットは前記第一高温で少なくとも6時間保持される、請求項6から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記複合マグネットが前記第二温度で少なくとも0.5時間保持される、請求項6から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記希土類合金はネオジム合金である、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記ネオジム合金はNdFe14Bである、請求項11に記載の方法。
  13. 磁性体と、一以上のジスプロシウム金属のビードとを含むマグネットであって、前記磁性体は希土類磁性合金のグレインを含み、各ビードは前記磁性体の表面の一部のみに堆積されており、
    各金属ビードがコールドスプレープロセスで堆積されている、マグネット。
  14. 各金属ビードが前記磁性体のそれぞれの極に堆積されている、請求項13に記載のマグネット。
  15. マグネット体の表面が極交差によって幾何学的に分割されており、前記極交差から離れた領域に各金属ビードが堆積されている、請求項13又は14に記載のマグネット。
  16. 前記マグネット体の表面の端に各金属ビードが堆積されている、請求項15に記載のマグネット。
  17. 前記マグネットが円筒状の形状である、請求項13から16のいずれか一項に記載のマグネット。
  18. 前記磁性体は焼結された希土類マグネットである、請求項13から17のいずれか一項に記載のマグネット。
  19. 前記希土類合金がネオジム合金である、請求項13から18のいずれか一項に記載のマグネット。
  20. 前記ネオジム合金がNdFe14Bである、請求項19に記載のマグネット。
  21. ある程度の量のジスプロシウムが前記グレイン内に拡散している、請求項13から20のいずれか一項に記載のマグネット。
  22. 前記グレインが0.5〜15重量%のある程度の量の拡散したジスプロシウムを含む、請求項21に記載のマグネット。
  23. 前記グレインの境界に沿ってジスプロシウムが拡散しておりシェル層を形成している、請求項21又は22に記載のマグネット。
  24. 前記磁性体が、DyFe14B又は(Dy,Nd)Fe14Bを含むシェル層を有するNdFe14Bのグレインを含む、請求項23に記載のマグネット。
  25. 前記シェル層が約0.5μmの厚さを有する、請求項23又は24に記載のマグネット。
  26. 前記ジスプロシウム金属のビードの堆積厚さが1〜5μmである、請求項13から25のいずれか一項に記載のマグネット。
  27. マグネットの製造方法であって、
    希土類合金のグレインを含む磁性体を提供するステップと、
    前記磁性体の表面の一部のみにテルビウム金属のビードを堆積してマグネットを形成するステップと、
    前記マグネットを熱処理するステップと、を備え、
    前記金属ビードがコールドスプレーで堆積される、方法。
  28. 前記磁性体は複数の極を備え、テルビウム金属のビードを堆積するステップは前記極のそれぞれの表面の一部のみにテルビウム金属のビードを堆積するステップを備える、請求項27に記載の方法。
  29. マグネット体の表面は極交差によって幾何学的に分割されており、各金属ビードは前記極交差から離れた領域に堆積される、請求項28に記載の方法。
  30. 各金属ビードは前記マグネット体の表面の端に堆積される、請求項29に記載の方法。
  31. 前記マグネットを熱処理するステップが粒界拡散プロセスを含む、請求項27から30のいずれか一項に記載の方法。
  32. 前記マグネットを熱処理するステップが、
    前記マグネットを第一高温に加熱するステップと、
    前記マグネットを第二温度に冷却するステップと、
    前記マグネットを室温に急冷するステップとを備える、請求項27から31のいずれか一項に記載の方法。
  33. 前記第一高温が少なくとも900℃である、請求項32に記載の方法。
  34. 前記第二温度が少なくとも500℃である、請求項32又は33に記載の方法。
  35. 複合マグネットは前記第一高温で少なくとも6時間保持される、請求項32から34のいずれか一項に記載の方法。
  36. 前記複合マグネットが前記第二温度で少なくとも0.5時間保持される、請求項32から35のいずれか一項に記載の方法。
  37. 前記希土類合金はネオジム合金である、請求項27から36のいずれか一項に記載の方法。
  38. 前記ネオジム合金はNdFe14Bである、請求項37に記載の方法。
  39. 磁性体と、一以上のテルビウム金属のビードとを含むマグネットであって、前記磁性体は希土類磁性合金のグレインを含み、各金属ビードは前記磁性体の表面の一部のみに堆積されており、
    各金属ビードがコールドスプレープロセスで堆積されている、マグネット。
  40. 各金属ビードが前記磁性体のそれぞれの極に堆積されている、請求項39に記載のマグネット。
  41. マグネット体の表面が極交差によって幾何学的に分割されており、前記極交差から離れた領域に各金属ビードが堆積されている、請求項39又は40に記載のマグネット。
  42. 前記マグネット体の表面の端に各金属ビードが堆積されている、請求項41に記載のマグネット。
  43. 前記マグネットが円筒状の形状である、請求項39から42のいずれか一項に記載のマグネット。
  44. 前記磁性体は焼結された希土類マグネットである、請求項39から43のいずれか一項に記載のマグネット。
  45. 前記希土類合金がネオジム合金である、請求項39から44のいずれか一項に記載のマグネット。
  46. 前記ネオジム合金がNdFe14Bである、請求項45に記載のマグネット。
  47. ある程度の量のテルビウムが前記グレイン内に拡散している、請求項39から46のいずれか一項に記載のマグネット。
  48. 前記グレインが0.5〜15重量%のある程度の量の拡散したテルビウムを含む、請求項47に記載のマグネット。
  49. 前記グレインの境界に沿ってテルビウムが拡散しておりシェル層を形成している、請求項47又は48に記載のマグネット。
  50. 前記磁性体が、テルビウムを含むシェル層を有するNdFe14Bのグレインを含む、請求項49に記載のマグネット。
  51. 前記シェル層が約0.5μmの厚さを有する、請求項49又は50に記載のマグネット。
  52. 前記テルビウムのビードの堆積厚さが1〜5μmである、請求項39から51のいずれか一項に記載のマグネット。
JP2019136997A 2015-07-06 2019-07-25 マグネット Active JP6743251B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1511822.7 2015-07-06
GB1511822.7A GB2540150B (en) 2015-07-06 2015-07-06 Rare earth magnet with Dysprosium treatment

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018500419A Division JP2018525817A (ja) 2015-07-06 2016-06-29 マグネット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019208050A JP2019208050A (ja) 2019-12-05
JP6743251B2 true JP6743251B2 (ja) 2020-08-19

Family

ID=54013556

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018500419A Pending JP2018525817A (ja) 2015-07-06 2016-06-29 マグネット
JP2019136997A Active JP6743251B2 (ja) 2015-07-06 2019-07-25 マグネット

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018500419A Pending JP2018525817A (ja) 2015-07-06 2016-06-29 マグネット

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11810698B2 (ja)
EP (1) EP3320545B1 (ja)
JP (2) JP2018525817A (ja)
KR (1) KR102099168B1 (ja)
CN (1) CN107851496A (ja)
GB (1) GB2540150B (ja)
WO (1) WO2017006083A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2540149B (en) * 2015-07-06 2019-10-02 Dyson Technology Ltd Magnet
CN110983277A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 广州市尤特新材料有限公司 一种用于钕铁硼永磁材料的旋转稀土靶材及制备方法和修复方法
KR20210131168A (ko) * 2020-04-23 2021-11-02 현대자동차주식회사 희토류 영구자석 제조방법 및 이에 의해 제조되는 희토류 영구자석
CN112735717B (zh) * 2020-12-25 2023-08-01 福建省长汀金龙稀土有限公司 一种钕铁硼材料及其制备方法

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5643487Y2 (ja) 1976-07-10 1981-10-12
US4368011A (en) * 1980-10-14 1983-01-11 Woodling George V Cylindrical tooth set having a concave socket and a cylindrical tooth engaging each other on the transverse line of eccentricity
JPS57155375A (en) 1981-03-20 1982-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Vacuum evaporation apparatus
US5229738A (en) * 1987-06-16 1993-07-20 Kinetron B.V. Multipolar rotor
DE69016433T2 (de) * 1990-05-19 1995-07-20 Papyrin Anatolij Nikiforovic Beschichtungsverfahren und -vorrichtung.
KR100208221B1 (ko) 1996-12-31 1999-07-15 오상수 희토류계 영구자석 후막 코딩방법
US20050208218A1 (en) 1999-08-21 2005-09-22 Ibadex Llc. Method for depositing boron-rich coatings
US7244512B2 (en) 2001-05-30 2007-07-17 Ford Global Technologies, Llc Method of manufacturing electromagnetic devices using kinetic spray
US6592935B2 (en) 2001-05-30 2003-07-15 Ford Motor Company Method of manufacturing electromagnetic devices using kinetic spray
US6465039B1 (en) 2001-08-13 2002-10-15 General Motors Corporation Method of forming a magnetostrictive composite coating
JP3927103B2 (ja) 2002-09-03 2007-06-06 株式会社Neomax 希土類磁石の皮膜形成方法
DE10309018B3 (de) 2003-03-01 2004-09-30 Newspray Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Kochgeschirrs für einen Induktionsherd
JP2005011973A (ja) 2003-06-18 2005-01-13 Japan Science & Technology Agency 希土類−鉄−ホウ素系磁石及びその製造方法
JP4238114B2 (ja) 2003-11-07 2009-03-11 株式会社日立製作所 高抵抗希土類磁石用粉末とその製造方法及び希土類磁石とその製造方法並びにモータ用ロータとモータ
JP2005191281A (ja) 2003-12-25 2005-07-14 Hitachi Ltd 希土類磁石とその製造方法、並びにモータ
CN1898757B (zh) 2004-10-19 2010-05-05 信越化学工业株式会社 稀土永磁材料的制备方法
TWI364765B (en) 2005-03-23 2012-05-21 Shinetsu Chemical Co Rare earth permanent magnet
JP2007012999A (ja) 2005-07-01 2007-01-18 Sinto Brator Co Ltd 磁心の製造方法
DE102005056823A1 (de) * 2005-11-23 2007-05-31 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Einrichtung einer elektrischen Maschine und elektrische Maschine
JP4788427B2 (ja) * 2006-03-23 2011-10-05 日立金属株式会社 R−Fe−B系希土類焼結磁石およびその製造方法
DE102006021260A1 (de) 2006-05-03 2007-11-15 Siemens Ag Bauteil mit in dessen Gefügematrix eingelagerten Nanopartikeln
JP4922704B2 (ja) 2006-09-13 2012-04-25 株式会社アルバック 永久磁石及び永久磁石の製造方法
WO2008032426A1 (en) 2006-09-15 2008-03-20 Intermetallics Co., Ltd. PROCESS FOR PRODUCING SINTERED NdFeB MAGNET
CN101641854B (zh) * 2007-03-27 2012-10-10 日立金属株式会社 永磁体式旋转机及其制造方法
RU2353706C2 (ru) 2007-04-20 2009-04-27 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (ИТПМ СО РАН) Способ изготовления функциональной поверхности
JP2009212466A (ja) 2008-03-06 2009-09-17 Daido Steel Co Ltd 軟磁性膜およびその製造方法
US8101286B2 (en) 2008-06-26 2012-01-24 GM Global Technology Operations LLC Coatings for clutch plates
JP2010263172A (ja) 2008-07-04 2010-11-18 Daido Steel Co Ltd 希土類磁石およびその製造方法
JP2010022147A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Hitachi Ltd 焼結磁石モータ
EP2169371B1 (en) 2008-09-25 2011-11-09 Abb Ab A sensor for measuring stresses including a layer of a magnetoelastic material
CN105355415A (zh) 2008-11-06 2016-02-24 因太金属株式会社 稀土类烧结磁体制造方法和稀土类烧结磁体制造用粉末填充容器
JP2010119190A (ja) * 2008-11-12 2010-05-27 Toyota Motor Corp 磁石埋め込み型モータ用ロータと磁石埋め込み型モータ
JP5117357B2 (ja) 2008-11-26 2013-01-16 株式会社アルバック 永久磁石の製造方法
JP5262643B2 (ja) 2008-12-04 2013-08-14 信越化学工業株式会社 Nd系焼結磁石及びその製造方法
JP2011035001A (ja) 2009-07-29 2011-02-17 Ulvac Japan Ltd 永久磁石の製造方法
DE102009043594B4 (de) 2009-09-25 2013-05-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum elektrochemischen Beschichten und Einbau von Partikeln in die Schicht
DE102009048659B3 (de) 2009-09-29 2011-04-28 Siemens Aktiengesellschaft Transformatorkern
DE102009048658A1 (de) 2009-09-29 2011-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Transformatorkern oder Transformatorblech mit einer amorphen und/oder nanokristallinen Gefügestruktur und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2333133B1 (de) 2009-11-23 2013-03-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Spule
JP5093215B2 (ja) 2009-11-26 2012-12-12 トヨタ自動車株式会社 焼結希土類磁石の製造方法
JP5472444B2 (ja) 2010-03-04 2014-04-16 Tdk株式会社 希土類焼結磁石及びモータ
FR2963428B1 (fr) 2010-07-27 2017-01-06 Ass Inst De Soudure Procede de preparation d'une piece pour lui conferer localement des proprietes magnetostrictives
US8480815B2 (en) 2011-01-14 2013-07-09 GM Global Technology Operations LLC Method of making Nd-Fe-B sintered magnets with Dy or Tb
JP2012236354A (ja) 2011-05-12 2012-12-06 Toyota Motor Corp 歯付ベルトの製造方法
JP2014194958A (ja) * 2011-06-21 2014-10-09 Hitachi Ltd 焼結磁石
TWI544505B (zh) 2011-06-30 2016-08-01 皮爾西蒙科技公司 噴射沈積塊體材料
JP2013120798A (ja) 2011-12-06 2013-06-17 Nissan Motor Co Ltd 希土類磁石厚膜および低温固化成形方法
GB2497573B (en) 2011-12-15 2016-07-13 Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg Method for producing a rare earth-based magnet
JP2013135071A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Nissan Motor Co Ltd 希土類磁石成形体および低温固化成形方法
US10100414B2 (en) 2012-01-30 2018-10-16 General Electric Company Surface modified magnetic material
JP2013161829A (ja) * 2012-02-01 2013-08-19 Nissan Motor Co Ltd 希土類磁石成形体およびその製造方法、並びに希土類磁石を含む磁石モータ
DE102012204753A1 (de) 2012-03-26 2013-09-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils
JP2013243265A (ja) 2012-05-21 2013-12-05 Nhk Spring Co Ltd 積層体および積層体の製造方法
JP5257540B2 (ja) 2012-09-25 2013-08-07 Tdk株式会社 磁石の製造方法
DE102012219890A1 (de) 2012-10-31 2014-04-30 Robert Bosch Gmbh Geberelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung
CN103258633B (zh) 2013-05-30 2015-10-28 烟台正海磁性材料股份有限公司 一种R-Fe-B系烧结磁体的制备方法
GB2515019B (en) 2013-06-10 2016-08-17 Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg Method for producing a rare earth-based magnet
KR101534717B1 (ko) 2013-12-31 2015-07-24 현대자동차 주식회사 희토류계 자석 제조 방법
GB2540149B (en) 2015-07-06 2019-10-02 Dyson Technology Ltd Magnet

Also Published As

Publication number Publication date
GB2540150A (en) 2017-01-11
GB2540150B (en) 2020-01-08
US20180197665A1 (en) 2018-07-12
JP2018525817A (ja) 2018-09-06
JP2019208050A (ja) 2019-12-05
EP3320545B1 (en) 2021-11-03
GB201511822D0 (en) 2015-08-19
US11810698B2 (en) 2023-11-07
KR102099168B1 (ko) 2020-04-09
CN107851496A (zh) 2018-03-27
WO2017006083A1 (en) 2017-01-12
KR20180023985A (ko) 2018-03-07
EP3320545A1 (en) 2018-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6743251B2 (ja) マグネット
JP6513876B2 (ja) マグネット
JP6675855B2 (ja) 希土類永久磁石及びその製造方法
CN101944430B (zh) 稀土磁体及其制备
Soderžnik et al. The grain-boundary diffusion process in Nd–Fe–B sintered magnets based on the electrophoretic deposition of DyF3
US11114237B2 (en) Method of improving the coercivity of Nd—Fe—B magnets
US12080478B2 (en) Gradient Nd—Fe—B magnet and a method of production
KR102240453B1 (ko) 희토류 영구자석 재료의 제조방법
TW200822155A (en) Permanent magnet and process for producing the same
JP2004304038A (ja) 超小型製品用の微小、高性能希土類磁石とその製造方法
JP6617672B2 (ja) R−t−b系焼結磁石の製造方法
CN107492429A (zh) 一种耐高温钕铁硼磁体及其制备方法
Lee et al. Enhancement of coercivity in sintered Nd-Fe-B magnets by grain-boundary diffusion of electrodeposited Cu-Nd Alloys
US20120111724A1 (en) Magnetic circuit for sputtering apparatus
JP2020191449A (ja) 焼結r2m17磁石およびr2m17磁石の製造方法
Dhakal et al. Effect of dysprosium-compounds treatment on coercivity of Nd-Fe-B sintered magnets
CN105427990A (zh) 一种钕铁硼磁体
CN110211793A (zh) 一种稀土永磁材料制备方法
CN112802651A (zh) 改善稀土永磁材料的磁性能的方法
CN105405560A (zh) 一种非均质钕铁硼磁环
CN105405559A (zh) 一种低质量密度halbach取向钕铁硼磁环
JPH04206605A (ja) 耐食性に優れた焼結磁石及びその製造方法
TH135041B (th) แม่เหล็กถาวรจากธาตุแรร์เอิร์ธและการเตรียมของสิ่งนั้น

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200629

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200729

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6743251

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250