JPH0243391A

JPH0243391A - Ｎｄ−Ｆｅ母合金の製造方法

Info

Publication number: JPH0243391A
Application number: JP19060888A
Authority: JP
Inventors: Kuniteru Suzuki; 鈴木　邦輝; Jitoku Honda; 本多　次徳; Yoshio Kimoto; 木元　義雄; Kazuhiko Isshiki; 和彦一色
Original assignee: Japan Metals and Chemical Co Ltd
Current assignee: Japan Metals and Chemical Co Ltd
Priority date: 1988-08-01
Filing date: 1988-08-01
Publication date: 1990-02-13

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、Ｎｄ　−Ｆｃ母合金の製造方法に関し、特に
、Ｎｄ−Ｆｅ　−Ｂ系磁石合金などの高性能磁石を製作
する際に用いられるＮｄ−Ｆｅ母合金を製造する主とし
て浴組成の改良技術についての提案である。

〔従来の技術〕

Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金は、磁気特性が優れ、高性能磁石
として注目を浴びているが、この合金系において、その
磁気特性を向Ｉ−させるには、Ｃａ、　Ｍｇなどの不純
物元素やＣ，０，Ｎなどを極低下することが必要である
。そのため従来、上記磁石の製造に好適なＮｄ−Ｆｅ母
合金を得るための技術、すなわち母合金中の不純物を低
下させる研究が行われている。

従来の一般的なＮｄ−Ｆｅ母合金の製造方法としては、
ネオジウム化合物を含む溶融塩浴中にＦｅ陰極を浸清し
、前記溶融塩浴を保持する黒鉛るつは自体を陽極として
電流を印加して溶融塩電解する方法である。

この既知方法によりＮｄ−Ｆｅ母合金を製造するに当た
って、安定した電解作業の下で、不純物の少ないＮｄ−
Ｆｅ母合金を高Ｎｄ歩留りで得るためムこは、電解浴組
成、浴電流密度、陰極電流密度、電解温度、ライニング
材質などの条件を検削することが必要である。

これらの条件のうち、Ｎｄ　−Ｆｅ母合金を溶融塩電解
で得るためには、電解浴組成が最も重要であり、従来は
特開昭６１−８７８８８号公報などに開示されているよ
うなＮｄＦａ　　ＬｉＦ＋　　ＢａＦ２ＣａＦ２系の電
解浴組成がよく知られている。

また、特開昭６２−１３９８９１号公報には、この電解
浴組成を６０％≦ＮｄＦ　ｙ≦７０％、　３０％≦Ｌｉ
Ｆ≦４０％１％≦Ｎｄ２Ｏ，≦５％の範囲となるように
調整する方法が、提案されており、さらにまた、特開昭６２−２０８９２号公報には、Ｎｄ
Ｆ：＋　−ＬｉＦ３−　ＢａＦｚ系の電解浴組成を開示
提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

さて、上記特開昭６１−８７８８８号公報に記載された
ＮｄＦ３−ＬｉＦ　−ＢａＦ２−ＣａＦ、系の溶融塩浴
組成は、安定した電解を行うことができるものの、生成
メタル量が少なく、Ｎｄ歩留りが悪く、生成メタル中に
不純物が混入するという問題があった。

上記特開昭６２−１３９８９２号公報に開示されている
ＮｄＦ３ＬｉＦ系溶融塩電解浴は、溶融塩の電圧が急激
に高くなるいわゆるる陽極効果が発生しゃすく、陽極電
流密度を極力低下さゼることか必要となる。

その結果、安定した電解ができないという問題点があっ
た。

また、上記特開昭６２−２０８９２号公報に開示された
ＮｄＦ３−ＬｉＦ−ＢａＦ２系溶融塩電解浴は、ＢａＦ
ｚの添加によって、ある程度陽極効果を抑えることがで
きるが、まだ不十分であり、電解が安定せず、またＮｄ
歩留りも低いという問題点があった。

本発明の目的は、溶融塩電解の作業が安定してできると
共にＮｄ歩留りを向−トさせることができる好ましい電
解浴組成を捉案するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

こうした要請に応えられる電解浴組成として本発明は、
次のような構成の溶融塩浴；ずなわち、ＮｄＦ３２５〜
７０吋％　ＬｉＦ　１０〜５０ｗｔ％、およびＬｉＣｌ
ＣａＣ１ｚ、　ＢａＣ］□のうちから選ばれるいずれか
少なくとも１種を５〜３０鼾％含むものとし、かつこの
溶融塩浴中にＮｄｚ０３を前記浴組成１００１％に対し
１〜５ｗｔ％含む組成とし、このような溶融塩浴組成を
使って、その電解浴中に陰極を浸漬して通電し、溶融塩
電解することによりＮｄ　−Ｆｅ母合金を製造するので
ある。

〔作　用〕

本発明にがかるＮｄ　−Ｆｅ母合金製造方法は、黒鉛る
つぼなどのそれ自身が陽極となりうる材質の容器内に、
ＮｄＦ３．　ＬｉＦ、およびＬｉｃｋ、　ＣａＣＩｚ、
　ＢａＣ１ｚのうちから選ばれるいずれか少なくとも１
種の各々の粉状物を所定の割合となるように配合装入し
、外部を加熱して上記粉状物を溶融して溶融塩とし、つ
いで溶融塩浴中に陰極を浸漬し、上記黒鉛るつぼ（陽極
）と、陰極の間に直流電流を印加して電解を行うことに
より、Ｎｄ　−Ｆｅ母合金を電解析出させる方法である
。

このような溶融塩電解において、Ｎｄ−、Ｆｅ母合金を
製造するためのＮｄ源は、電解中に粉状のＮｄ、０３を
徐々に溶融塩浴中に添加することにより供給し、またＦ
ｅ源は陰極をＦｅの消耗電極を用いることにより、この
消耗電極から供給する。その結果として、陽極表面に析
出したＮｄがＦｅと反応してＮｄ−Ｆｅ母合金となる。

なお、かかるＦｅ源としては上述のごときＦｅ製消耗電
極を使うことなく　Ｎｄｚ０３とともにＦｅ材料を溶融
塩中に添加することもできる。また、陽極としては黒鉛
るつぼの代わりに他のるつぼを用い、溶融塩中に直接陽
極を浸漬しても本発明の実施は可能である。

上記方法によって調整した本発明にかかる溶融塩浴は、
ＮｄＦ＋−ＬｉＦ　−ＬｉＣ１系の溶融塩中にＮｄ源と
して別に添加供給されたＮｄ２ｏ３が溶融して実質的に
はＮｄｚＯａ　　ＮｄＦ３ＬｉＦ−および（Ｌｉｃｋ、
　ＣａＣ１ｚＢａＣＩ□）の多（４〜Ｇ）元系のもので
構成されている。

この溶融塩浴組成の組成は、ＮｄＦ３２５〜７０鼾％Ｌ
ｉＦ　１０〜５０ｗｔ％　およびＬｉＣｌ、　ＣａＣｌ
２．　ＣａＣＩｚのうちのいずれか少なくとも１種が５
〜３０ｗＬ％の範囲となることが好ましく、また、Ｎｄ
′ａ、とじてのＮｄ２Ｏ。

は、常に前記溶融塩浴１００社％に対しく１〜５）ｗｔ
％となるようにすることが好ましい。

このような電解浴組成にする理由は、この浴組成にする
と生成メタル量が多くなり、電流効率が高く、電解を安
定してできるからである。また、この浴組成を用いて電
解すると、不純物含有量の少ないＮｄ　−Ｆｅ母合金を
製造することができる。

また、ＮｄＦ３−ＬｉＦ−１、ｉｃＩ系電解浴ＨＩＯｗ
ｔ％に対しＮ（＋２（’１．を１〜５ｗｔ％、Ｎｄ１ｉ
’ａとしてイ共給ずろと、電解浴の流動性が改善され、
電流効率が同士し、電解が安定して行うことができる。

次に、溶融塩電解に当っ−で、浴のべ１□度は、８５０
〜１０２５°Ｃが適当であり、また、電流密度は２．０
〜９．０　Ａ／ｄｍ２．電圧４〜７■で電解することが
好ましい。電解条件をこのような範囲に設定した理由は
、まず温度については、溶融塩電解浴の流動性を良くし
、電気伝導度を小さくする一方、Ｎｄ２Ｏ，の溶解度を
ある程度大きくするという観点から決定される。また、
陰極電流密度は、生成したＮｄが金属霧の形で浴中にた
だようようなことを防いでＦｅ電極面で確実に液滴とな
るようにするためである。

なお、上記溶融塩は、電解とともに追加チ六・シすると
電解効率が同士する。

〔実施例〕

第１図に、本発明で使用する製造装置を示す。

図示の１は、外熱型の加熱炉１であり、その内部にはス
テンレス鋼製のるつぼ２が収容してあり、さらにそのる
つぼ２内には黒鉛ろつぼ３が収容してあって、この黒鉛
るつぼ３内には第１表に示す各組成のＮｄＦ、　−Ｌｉ
Ｆ　−１−ｉｃｌ　−ＣａＣｌ　ｚ　−ＲａＣｌ　２の
組成からなる溶融塩組成物が装入される。この組成物は
通電加熱によって溶解し溶融塩浴５を形成ずろ。ずなわ
ち、保護管６で囲繞保護した鉄パイプ製陰極７を前記溶
融塩浴中に浸消し、黒鉛るつぼ３と鉄パイプ製陰極７と
の間に直流電流を印加して加熱する一方、上部からはＮ
ｄ２Ｏ３粉末を添加しながら溶融塩電解を行った。

なお、電解中の炉内雰囲気はＡｒ雰囲気とし、生成メタ
ルは黒鉛るつぼ内に収納しである窒化けい素るつぼ８で
受けた。一定時間電解した後放冷し、メタルを回収した
。生成メタル量１歩留、電流効率および電解状況の観察
結果を第１表に併ゼで示す。また、第２表には生成メタ
ルの組成を示す。

なお、図中の９は炉蓋であり、該炉Ｍ９には原料装入Ｉ
Ｉ”＋　１０およびＡｒガス供給口１１が設けである。

以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
製造方法は、電流効率、メタル生成量Ｎｄ歩留りともに
非常に良好な結果が得られた。

第３表に示す比較例は、ＮｄＦ　３−Ｌ　ｉ　Ｆまたは
ＢａＦｚの２元または３元系の電解浴により、装置なら
びに電解条件を本発明実施例と同一にして電解した結果
を示すものである。全体として電解が不安定で、過剰電
流が流れたり、浴流動性か悪いためにメタル中にフラッ
クスが混入することが多く見られた。結局、表に明らか
なように、この比較例の方法は、Ｎｄの歩留りが悪く、
電流効率も良くなかった。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、高純度のＮｄ−Ｆ
ｅ母合金材料を効率よく安価に製造するのに有効であり
、特に本発明によれば、メタル生成量が多く、Ｎｄ歩留
まりも高く、電流効率もよく、安定して電解が行うこと
ができるほか、不純物混入量も少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施するための一実施例を示す
外熱式電気炉を示す説明図である。１・・・外熱式電気炉、２・・・ステンレス鋼製るつぼ
、３・・・黒鉛るつぼ、　４・・・発熱体、５・・・溶
融塩浴、　　６・・・保護管７・・・Ｆｅ陰極。　　８
・・・窒化けい素るつぼ。特許出願人　日本重化学工業株式会社代理人　弁理士　　小　川　順　三同　　弁理士　　中　村　盛　夫 ■

Claims

【特許請求の範囲】

１、Ｎｄ化合物を含む溶融塩浴中に陰極を浸漬して溶融
塩電解することによりＮｄ−Ｆｅ母合金を製造する方法
において、前記溶融塩浴の浴組成を、ＮｄＦ＿３：２５
〜７０ｗｔ％、ＬｉＦ：１０〜５０ｗｔ％、およびＬｉ
Ｃｌ、ＣａＣｌ＿２、ＢａＣｌ＿２のうちから選ばれる
いずれか少なくとも１種を５〜３０ｗｔ％含むものとし
、かつこの溶融塩浴中にＮｄ＿２Ｏ＿３を前記浴組成１
００ｗｔ％に対し１〜５ｗｔ％となるよう供給しながら
電解することを特徴とするＮｄ−Ｆｅ母合金の製造方法
。