JPH01164009A

JPH01164009A - 永久磁石

Info

Publication number: JPH01164009A
Application number: JP32335487A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yajima; 弘一矢島; Tetsuto Yoneyama; 米山　哲人
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1989-06-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■　発明の背景技術分野本発明は、Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類元素の１種
以上）、ＦｅおよびＢを含有し、特に耐食性にすぐれた
永久磁石に関する。

先行技術とその問題点高性能を有する希土類磁石としては、粉末冶金法による
Ｓｍ−Ｃｏ系磁石でエネルギー積として、３２ＭＧＯｅ
のものが量産されている。

しかし、このものは、Ｓｍ、Ｃｏの原料価格が高いとい
う欠点を有する。　希土類の中では原子量の小さい希土
類元素、たとえばセリウムやプラセオジム、ネオジムは
サマリウムよりも豊富にあり、価格が安い。　また、Ｆ
ｅは安価である。

そこで、近年Ｎｂ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が開発され、特開昭
５９−４６００８号公報では、焼結磁石が、また特開昭
６０−９８５２号公報では、高速急冷法によるものが開
示されている。

このものは、２５ＭＧＯｅ以上の高エネルギー積を示す
高性能磁石であるが、主成分として酸化され易い希土類
元素と鉄とを含有するため、耐食性が低く、性能の劣化
、バラつき等が問題となっている。

このようなＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の耐食性の低さを改善す
ることを目的として、種々の耐食性膜を表面に有する永
久磁石あるいはその製造方法が提案されている（特開昭
６０−５４４０６号公報、同６０−６３９０１号公報、
同６０−６３９０２号公報、同６１−１３０４５３号公
報、同６１−１５０２０１号公報、同６１−１６６１１
５号公報、同６１−１６６１１６号公報、同６１−１６
６１１７号公報、同６１−１８５９１０号公報、同６１
−２７０３０８号公報等）。

しかし、これらの耐食性膜によっても、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系
磁石の耐食性は十分とはいえず、特にハンドリング時に
、耐食性膜が破損し易く、信顆性に欠けるという問題が
ある。

！！　発明の目的本発明の目的は、耐食性°および信顆性にずぐれたＲ−
Ｆｅ−Ｂ系永久磁石を提供することにある。

！■　発明の開示このような目的は、下記の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類
元素の１　ｆｆｆｉ以上）、ＦｅおよびＢを含有し、実
質的に正方晶系の結晶構造の主相を有する永久磁石の表
面に、ガラス層を有することを特徴とする永久磁石であ
る。

■　発明の具体的構成本発明の永久磁石は、上記した組成の永久磁石の表面に
、ガラス層を有する。

このガラス層は、耐食性向上のための保Ｈ５ｒ３として
の機能を有する。

ガラス層の材質に特に制限はないが、下記に示すガラス
を用いることが好ましい。

非晶質ガラスとしては、ホウケイ酸ガラス、アルミノホ
ウケイ酸ガラス等の作業温度が３００〜８００℃の公知
の種々の組成のものを用いればよく、ガラスの諸物性を
制御するためにＭｇＯ１ｐｂｏ、ＣａＯ１ＢａＯ１Ｚｎ
Ｏ等の一種以上が含有されてもかまわない。

ただし、Ｎａ２Ｏ，に２０等のアルカリ金尿酸化物につ
いては、これらの含有量が１ｗｔ％以下の無アルカリガ
ラスであることが好ましい。

また、結晶性ガラスとしては、Ｐ　ｂ　Ｏ−Ｂ　２０　ｓ　−Ｚ　ｎ　Ｏ系、ＺｎＯ−
８２０，−３ｉ　Ｏ２系、Ａ１２０３−５ｉｆｔ　−（ＭｇＯ１Ｌｔ２０、ｐｂｏ
、ＣａＯ５ＢａＯ１ＺｎＯ等の一種以上）系等、公知の
組成の結晶性ガラス等を用いればよい。

これらのガラスのつち、耐衝軍性が高いことから、結晶
性ガラスを用いることが好ましい。

なお、上記組成の結晶性ガラスを用いてガラス層を設層
したときに、ガ°ラス層の結晶化の有無は、例えばＥＳ
ＣＡ等で原子の結合状態を測定すること、あるいは、表
面をフッ酸でエツチング後ＳＥＭで観察することにより
判定することができる。

ガラス層の厚膜は、１〜５０μｍ１より好ましくは５〜
１０μｍ程度であることが好ましい。

厚さが１μｍ未満であると均一な成膜が困難であり、ま
た、５０μｍを超えると磁石の表面磁束が低下するから
である。

このようなガラス層は、いわゆる厚膜法によって設層す
ることが好ましい。

これは、ガラス粉をバインダーおよび溶剤中に分散した
スラリーを作製し、このスラリーを永久磁石の表面に塗
布した後、焼成することによりガラス層を設層するもの
である。

ガラス粉としては、粒径０．１〜１０μｍ程度の粉体を
用いればよく、その組成は、前記のものから選択するこ
とが好ましい。

バインダーとしては、エチルセルロース、ニトロセルロ
ース等公知のものを用いればよく、溶剤としてはテルピ
ネオール、ブチルカルピトール等公知のものを用いれば
よい。

塗布は、ディッピング、刷毛塗り、スプレーコート等に
より行なえばよい。

焼成温度は、３００〜８００℃程度とすることが好まし
く、焼成時間は、０．１〜５時間時間上することが好ま
しい。

また、焼成時の雰囲気は、大気中またはＡｒ、Ｎ、ガス
等の不活性ガス雰囲気中で行なえばよいが、焼成に際し
て生じる永久磁石の表面酸化を防止するため、脱バイン
ダー以降は不活性ガス雰囲気中で行なうことが好ましい
。

なお、前述したような結晶性ガラスを用いる場合、ガラ
ス層中にて結晶化を生じさせるために焼成時の昇温速度
および降温速度を制御することが好ましい、　この最適
条件は、ガラス材質により異なるので、それぞれについ
て公知の最適条件を選択すればよい。

上記のようなガラス層が゛表面に設層される永久磁石は
、Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類元素の１種以上）、
ＦｅおよびＢを含有するものである。

Ｒ％ＦｅおよびＢの含有量は、５．５ａｔ％≦Ｒ≦３０ａｔ％４２ａｔ％≦Ｆｅ≦９０ａｔ％２ａｔ％≦Ｂ≦２８ａｔ％であることが好ましい。

゛特に、磁石を焼結法により製造する場合、下記の組成
であることが好ましい。

希土類元素Ｒとしては、Ｎｄ％Ｐｒ％Ｈｏ、Ｔｂのうち
少なくとも１種、あるいはさらに、Ｌａ％Ｓｍ％Ｃｅ、
Ｇｄ、Ｅｒ％Ｅｕ、Ｐｍ。

７ｍ％Ｙｂ、Ｙのうち１種以上を含むものが好ましい。

なお、Ｒとして２種以上の元素を用いる場合、原料とし
てミッシユメタル等の混合物を用いることもできる。

Ｒの含有量は、８〜３０ａｔ％であることが好ましい。

８ａｔ％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）が得られず、
３０ａｔ％を超えると、Ｒリッチな非磁性相が多くなり
、残留磁束密度（Ｂｒ）が低下する。

Ｆｅの含有量は４２〜９０ａｔ％であることが好ましい
。

Ｆｅが４２ａｔ％未満であるとＢｒが低下し、９０ａｔ
％を超えるとｉＨｃが低下する。

Ｂの含有量は、２〜２８ａｔ％であることが好ましい。

Ｂが２ａｔ％未満であると菱面体組織となるためｉＨｃ
が不十分であり、２８ａｔ％を超えるとＢリッチな非磁
性相が多くなるため、Ｂｒが低下する。

なお、Ｆｅの一部をＣｏで置換することにより、磁気特
性を損うことなく温度特性を改善することができる。　
この場合、ｃｏ装ｔｍ　ＩｔがＦｅの５０％を超えると
磁気特性が劣化するため、ＣＯ置換量は５０％以下とす
ることが好ましい。

また、Ｒ，ＦｅおよびＢの他、不可避的不純物としてＮ
　１％　Ｓ　１％　Ａ　Ｉ、Ｃｕ、Ｃａ等が全体の３ａ
ｔ％以下含有されていてもよい。

さらに、Ｂの一部を、０％　２％　Ｓ、Ｃｕのうちの１
種以上で置換することにより、生産性の向上および低コ
スト化が実現できる。　この場合、置換量は全体の４ａ
ｔ％以下であることが好ま・しい。

また、保磁力の向上、生産性の向上、低コスト化のため
に、Ａｌ１％Ｔｉ、Ｖ、、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ％　Ｎｂ％
Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ％　Ｓｂ、Ｇｅ。

Ｓｎ％Ｚｒ％Ｎｉ％Ｓｉ、Ｈｆ等の１　ｆ１以上な添加
してもよい。　この場合、添加量は総計で１０ａｔ％以
下とすることが好ましい。

本発明に用いるこのような永久磁石は、実質的に正方晶
系の結晶構造の主相を有する。

この主相の粒径は、１〜１００μｍ程度であることが好
ましい。

そして、通常、体積比で１〜５０％の非磁性相を含むも
のである。

本発明に好適に用いられるこのような永久磁石は、前述
した特開昭６１−１８５９１０号公報等に開示されてい
る。

上記のような永久磁石は、以下に述べるような焼結法に
より製造されることが好ましい。

まず、所望の組成の合金を鋳造し、インゴットを得る。

得られたインゴットを、スタンプミル等により粒径１０
〜１００μｍ程度に粗粉砕し、次いで、ボールミル等に
より０．５〜５μｍ程度の粒径に微粉砕する。

得られた粉末を、好ましくは磁場中にて成形する。　こ
の場合、磁場強度は１０１０ｅ以上、成形圧力は１〜５
　ｔ　／　ｃ　ｍ　’程度゛Ｃあることが好ましい。

得られた成形体を、１０００〜１２１１０℃で０．５〜
５時間焼結し、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ことが好ましい。

この後、好ましくは不活性ガス霊囲気中で、５００〜９
００℃にて１〜５時間時効処理を行なう。

なお、結晶性ガラスの作業温度および焼成時間と時効処
理温度および時間とがそれぞれ同程度の場合、ガラスの
焼成と時効処理とを同時に行うことができる。

また、本発明は、上記の焼結法により製造される永久磁
石に限らず、いわゆる急冷法により製造されるバルク体
磁石にも好適に適用することができる。

急冷法により製造されるバルク体磁石であって、特に磁
気特性に優れ、本発明に好適に用いられる永久磁石は、
特願昭６２−９０７０９号、同６２−１９１３８０号、
同６２−２５９３７３号等に開示されている。

■　発明の具体的効果本発明の永久磁石は、表面にガラス層を有する。

このため、本発明の永久磁石は耐食性が極めて高いもの
である。　また、ガラス層は、ハンドリング時に破損し
にくく、信顆性も高い。

■　発明の具体的実施例以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳
細に説明する。

［実施例１］鋳造により１５Ｎｄ−７Ｂ−７８Ｆｅ　（数字は原子比
）の組成のインゴットを得た。

このインゴットをスタンプミルにより粗粉砕後、ボール
ミルにより微粉砕し、平均粒径３．５μｍの合金粉末を
得た。

この合金粉末を１２ｋＯｅの磁場中にて１．５ｔ／ａｍ
２の圧力で成形し、成形体を得た。

この成形体を、Ａｒ雰囲気中で１１００℃、１時間加熱
後、急冷し、焼結体を得た。

得られた焼結体を、Ａｒ雰囲気中で６００℃にて２時間
時効処理を施し、永久磁石を得た。

次に、ガラス層設層用のペーストを作製した。

酸化ケイ素および酸化ホウ素を含有するガラス６５　Ｓ
　ｉ　Ｏ２−２５Ｂ　２　０　ｓ　　−１０Ａ１２０３
（数字は！ｉ景％、以下同じ）をボールミルにて平均粒
径２〜３μｍに粉砕してガラス粉とし、このガラス粉４
０ｆｉ量部と、ニトロセルロース１０重量部およびテル
ピネオール５０重量部とを混合し、スラリーを得た。

このスラリーを、上記の永久磁石から切り出したｌＯｘ
ｌＯｘ２０ｍｍの磁石片の表面にディッピングにより塗
布し、その後、Ａｒガス雰囲気中で８００℃にて１０分
間焼成し、ガラス層とした。

焼成後の層厚を表１に示す。

このようにして得られたガラス層を有する永久磁石を、
サンプルＮｏ、１とした。

このものに対し、下記の試験を行なった。

（り耐食性試験サンプルＮＯ６１の永久磁石を、６０℃、９０％ＲＨに
て１０００時間保存し、保存後の外観および磁気特性を
測定した。

（２）ガラス層接着強度試験サンプルを保持板に接着剤で固定し、引張強度試験機を
用いて剪断応力を加え、単位面積当りの接着強度を測定
した。

結果を下記表１に示す。

［実施例２］下記組成のガラスを用い実施例１と同様にしてガラス層
を設層し、サンプルＮＯ１２，３を得た。

これらのサンプルに対して実施例１と同様な試験を行な
った。

（ガラス組成および焼成条件）サンプルＮｏ、２：５０Ｂｚ　０ｓ−４０ＰｂＯ−１ｏｚｎ。

（低融点結晶性ガラス）　大気中にて４５０℃、１０分
間焼成した。

サンプルＮｏ、　３　：１０Ｓ　１ｏｚ−２５Ｂ、０３−６’５ＺｎＯ（結晶性
ガラス）大気中にて脱バインダーし、Ａｒｍ囲気中で７
００℃、６０分間焼成した。

［比較例１］実施例１と同様な磁石片の表面に、スパッタにより層厚
１５μｍのＳｉＯ□層を設層し、サンプルＮｏ、４を得
た。

このサンプルに対して、実施例１と同様な試験を行なっ
た。

また、実施例１で切り出した磁石にガラス層を設けずに
、実施例１と同様な耐食性試験を行ない、初期（サンプ
ルＮｏ、６）と保存後（サンプルＮｏ、５）の磁気特性
を測定した。

結果を表１に示す。

表１に示される結果から、本発明の効果が明らかであり
、特に、本発明ではガラス層の強度が高いため、ハンド
リング時にガラス層が破損し難く、信顆性の高い耐食性
が得られることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】（１）Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類元素の１種以上
）、ＦｅおよびＢを含有し、実質的に正方晶系の結晶構
造の主相を有する永久磁石の表面に、ガラス層を有する
ことを特徴とする永久磁石。（２）前記ガラス層が結晶性ガラスからなる特許請求の
範囲第１項に記載の永久磁石。（３）Ｒ、ＦｅおよびＢの含有量が、５．５ａｔ％≦Ｒ≦３０ａｔ％４２ａｔ％≦Ｆｅ≦９０ａｔ％２ａｔ％≦Ｂ≦２８ａｔ％である特許請求の範囲第１項または第２項に記載の永久
磁石。