JPH04260302A

JPH04260302A - 磁石粉末およびその製造方法ならびにボンディッド磁石

Info

Publication number: JPH04260302A
Application number: JP3042465A
Authority: JP
Inventors: Tetsuto Yoneyama; 米山　哲人; Tsutomu Ishizaka; 力石坂; Akira Fukuno; 亮福野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1991-02-14
Filing date: 1991-02-14
Publication date: 1992-09-16

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁石粉末およびその製
造方法ならびにボンディッド磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】高性能希土類磁石としては、Ｓｍ−Ｃｏ
系磁石やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が知られているが、近年
、新規な希土類磁石の開発が盛んに行なわれている。

【０００３】例えば、Ｓｍ２　Ｆｅ１７とＮとの化合物
であるＳｍ２　Ｆｅ１７Ｎ２．３　付近の組成で、４π
Ｉｓ　＝１５．４ｋＧ、Ｔｃ　＝４７０℃、ＨＡ　＝１
４Ｔの基本物性が得られること、Ｚｎをバインダとする
メタルボンディッド磁石として１０．５ＭＧＯｅの（Ｂ
Ｈ）ｍａｘ　が得られること、また、Ｓｍ２　Ｆｅ１７
金属間化合物へのＮの導入により、キュリー温度が大幅
に向上して熱安定性が改良されたことが報告されている
（Ｐａｐｅｒ　Ｎｏ．Ｓ１．３　ａｔ　ｔｈｅ　Ｓｉｘ
ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕ
ｍ　ｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ　
ａｎｄ　Ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ　ｉｎ　Ｒａｒｅ　Ｅａ
ｒｔｈ−Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　Ｍｅｔａｌ　Ａｌｌｏ
ｙｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ，Ｏｃｔｏｂｅｒ２
５，１９９０．（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　Ｂｏｏｋ：
Ｃａｒｎｅｇｉｅ　Ｍｅｌｌｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ，Ｍｅｌｌｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｐｉｔｔｓｂ
ｕｒｇｈ，ＰＡ　１５２１３，ＵＳＡ）　）。

【０００４】しかし、Ｓｍ２　Ｆｅ１７Ｎ２．３　磁石
の（ＢＨ）ｍａｘ　の理論値である約５９ＭＧＯｅから
予測されるボンディッド磁石の（ＢＨ）ｍａｘ　が約４
０ＭＧＯｅであるのに比べ、上記報告に示されるボンデ
ィッド磁石の（ＢＨ）ｍａｘ　は低い。これは、上記報
告のボンディッド磁石に用いられている磁石粒子がほぼ
単結晶粒子となる程度の粒径を有するものであり、また
、保磁力発生機構がニュークリエーションタイプである
ために、磁気特性が粒子の表面状態の影響を受け易くな
っているからであると考えられる。

【０００５】すなわち、粉砕時の機械的衝撃や粒子の酸
化等により磁石粒子表面には欠陥が生じ、この欠陥によ
り磁壁が発生するが、ニュークリエーションタイプの磁
石では結晶粒内に磁壁のピンニングサイトがないため容
易に磁壁移動が起こるので、保磁力が劣化し易い。この
ため、上記提案に示される磁石は高い磁気特性が得られ
にくい。また、加熱により磁石粒子表面が酸化すると保
磁力が著しく劣化するため、キュリー温度が高いにもか
かわらず、実際に使用する際には加熱に対する安定性が
低い。しかも、粒子表面状態の悪化による磁気特性劣化
は不可逆的であるため、高温下で使用された場合、回復
不能なダメージを受ける恐れがある。

【０００６】なお、上記報告に示されるボンディッド磁
石は、Ｚｎをバインダとして用いたメタルボンディッド
磁石である。メタルボンディッド磁石の磁石粒子は、成
形時に高温の溶融金属と接することにより表面が溶融す
るため、粒子表面が平滑化されて磁壁の発生が抑えられ
ると考えられ、このため上記報告ではメタルボンディッ
ド磁石を用いていると推察されるが、メタルボンディッ
ド磁石は樹脂ボンディッド磁石に比べ成形性に劣り、比
重が大きいため適用分野が狭い。また、バインダとして
メタルを用いた場合でも、ボンディッド磁石とした後に
生じた磁石粒子表面の欠陥、例えば酸化による表面状態
悪化は防止することができず、磁気特性劣化は抑えるこ
とができない。

【０００７】一方、バインダとして樹脂を用いる樹脂結
合型ボンディッド磁石は、成形性に優れ、また、比重が
小さいため、各種用途に汎用されている。しかし、樹脂
結合型ボンディッド磁石では、成形時の温度が低いため
磁石粒子表面の平滑化を行なうことができず、粒子の表
面欠陥による保磁力の低下が避けられない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、磁気特性が高く、しかも熱
安定性が良好な磁石粉末およびその製造方法と、この磁
石粉末を用いたボンディッド磁石とを提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（６）の本発明により達成される。

【００１０】（１）　　Ｓｍを５〜１５原子％、Ｍ（Ｍ
は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｉからなる群から
選択される少なくとも１種の元素である。）を０〜１０
原子％およびＮを０．５〜２５原子％含有し、残部がＦ
ｅ、またはＦｅおよびＣｏであり、前記残部中における
Ｆｅの含有率が２０原子％以上であって、複数の結晶粒
を含み、結晶粒の平均径が１μｍ　以下である磁石粒子
を含有することを特徴とする磁石粉末。

【００１１】（２）　　異方性化された磁石粒子から構
成される上記（１）に記載の磁石粉末。

【００１２】（３）　　Ｒ（Ｒは希土類金属元素の１種
以上であり、Ｓｍを必須として含む。）およびＴ（Ｔは
Ｆｅ、またはＦｅおよびＣｏである）を含有しＲ２　Ｔ
１７系の結晶構造を有する合金粒子に水素雰囲気中で熱
処理を施して前記Ｒ２　Ｔ１７系の結晶構造をＴとＲ水
素化物とに分解し、さらに熱処理を施して水素を放出さ
せることにより再結晶させてＲ２　Ｔ１７系の微細結晶
粒を形成し、次いで、窒化させる工程を有することを特
徴とする磁石粉末の製造方法。

【００１３】（４）　　Ｒ（Ｒは希土類金属元素の１種
以上であり、Ｓｍを必須として含む。）、Ｔ（ＴはＦｅ
、またはＦｅおよびＣｏである）およびＭ（Ｍは、Ｚｒ
、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｇａ
、Ａｌ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｉからなる群から選択され
る少なくとも１種の元素である。）を含有しＲ２　（Ｔ
，Ｍ）１７系の結晶構造を有する合金粒子に水素雰囲気
中で熱処理を施して、前記Ｒ２　（Ｔ，Ｍ）１７系の結
晶構造を、Ｔ、ＭおよびＲ水素化物に分解するか、Ｔと
Ｍとの化合物およびＲ水素化物に分解するか、Ｔ、Ｍ、
ＴとＭとの化合物およびＲ水素化物に分解し、さらに熱
処理を施して水素を放出させることにより再結晶させて
Ｒ２　（Ｔ，Ｍ）１７系の微細結晶粒を形成し、次いで
、窒化させる工程を有することを特徴とする磁石粉末の
製造方法。

【００１４】（５）　　上記（１）または（２）に記載
の磁石粉末の製造に用いられる上記（３）または（４）
に記載の磁石粉末の製造方法。

【００１５】（６）　　上記（１）または（２）に記載
の磁石粉末とバインダとを含有することを特徴とするボ
ンディッド磁石。

【００１６】

【作用】本発明の磁石粉末は、Ｓｍ−（Ｆｅ，Ｃｏ）系
磁石に窒素（Ｎ）またはＮおよびＭ（ただし、Ｍは、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｇ
ａ、Ａｌ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｉからなる群から選択さ
れる少なくとも１種の元素である。）を含有させたもの
である。

【００１７】この磁石粉末は、Ｎを含有するためキュリ
ー温度が高く、熱安定性に優れる。また、Ｎを含有する
ことにより高い飽和磁化が得られる。飽和磁化の向上は
、Ｎの添加により侵入型の固溶体が形成され、Ｆｅ原子
同士の距離が最適化されるためであると考えられる。

【００１８】そして、本発明では磁石粉末を構成する磁
石粒子の平均結晶粒径が１μｍ　以下であり、結晶粒が
ほぼ単磁区に近い小さな粒径となっている。このため、
従来のＳｍ−（Ｆｅ，Ｃｏ）−Ｎ系磁石の単結晶の磁石
粒子と同程度の粒子径であっても磁石粒子内に多数の結
晶粒を含むことになるので、磁石粒子の表面欠陥は表面
付近の結晶粒にしか影響を与えず、逆磁区発生は磁石粒
子表面に留まる。

【００１９】従って、粉砕時に生じた表面欠陥による磁
気特性劣化が抑えられ、樹脂結合型ボンディッド磁石に
適用した場合でも高い保磁力が得られる。また、高温環
境で使用されたときの粒子表面の酸化による磁気特性劣
化を抑えることができるため、Ｎ添加によるキュリー温
度の向上を有効に利用することができる。

【００２０】さらに、保磁力発生は微細結晶粒が担うた
め、磁石粒子の径を大きくしても磁気特性が劣化するこ
とが少ない。このため、より高い耐酸化性を得ることが
でき、この意味からも熱安定性が高い。

【００２１】本発明の磁石粉末の製造方法では、Ｆｅお
よびＳｍを含有しＲ２　Ｔ１７系の結晶構造を有する合
金粒子に水素雰囲気中で熱処理を施す。なお、Ｒは希土
類金属元素であり、ＴはＦｅ、またはＦｅおよびＣｏで
ある。合金粒子は水素を吸蔵し、Ｒ２　Ｔ１７系の結晶
構造がＲ水素化物とＴとに分解する。そして、さらに減
圧雰囲気で熱処理を施すことにより水素を放出させると
再結晶が生じ、Ｒ２　Ｔ１７系の微細結晶粒が形成され
る。このときの平均結晶粒径は１μｍ　以下と極めて小
さくなる。なお、合金粒子が上記したＭを含有する場合
、水素吸蔵により、ＴとＭとＲ水素化物とに分解するか
、ＴとＭとの化合物とＲ水素化物とに分解するか、これ
らの混合物に分解する。

【００２２】水素放出後、窒素雰囲気中で熱処理するこ
とにより、合金粒子を窒化する。微細結晶粒形成後に窒
化する場合、従来と比べて窒化が容易となって、熱処理
温度が１５０〜３５０℃程度と低くて済み、また、熱処
理時間も短くて済む。このため、低温熱処理により粒子
全体を均一に窒化することができ、それに要する時間も
短くて済む。さらに、窒化のための熱処理の際には雰囲
気に混入している酸素や真空槽壁面から発生する酸素な
どにより合金粒子が酸化され易いが、低温で熱処理する
ことによりこのような酸化を抑えることができる。

【００２３】本発明の磁石粉末を構成する磁石粒子は、
Ｍを含まないときは等方性磁石粒子となり、Ｍを含むと
きは異方性磁石粒子となる。

【００２４】なお、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金を水素ガス雰囲
気中で熱処理することにより、［Ｎｄ２　Ｆｅ１４ＢＨ
ｘ　の形成］→［ＮｄＨ２　、α−Ｆｅ、Ｆｅ２　Ｂへ
の分解］→［Ｎｄ２　Ｆｅ１４Ｂ再結晶＋↑Ｈ２　］を
行なわせる提案がある（Ｐａｐｅｒ　Ｎｏ．Ｗ２．１　
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　Ｅｌｅｖｅｎｔｈ
　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｗｏｒｋｓｈｏｐ　ｏ
ｎ　Ｒａｒｅ　Ｅａｒｔｈ　Ｍａｇｎｅｔｓ　ａｎｄ　
Ｔｈｅｉｒ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｐｉｔｔｓｂ
ｕｒｇｈ，ＰＡ，２１−２４　Ｏｃｔｏｂｅｒ，１９９
０．（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　Ｂｏｏｋ：Ｃａｒｎｅ
ｇｉｅ　Ｍｅｌｌｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｐｉｔ
ｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ　１５２１３，ＵＳＡ）　）。し
かし、この提案には再結晶後に窒化する旨の記載はなく
、従って、当然のことながら、再び結晶化することによ
り窒化処理が容易になることは示唆もされていない。

【００２５】また、特開平２−２５７６０３号公報には
、希土類−鉄−窒素−水素系の磁性材料を含有するボン
ド磁石が開示されているが、この磁性材料の窒化と水素
化はアンモニアガス中あるいはこれと水素ガス等との混
合ガス中でなされるものであり、脱水素による再結晶は
行なわれない。そして、同公報記載の実施例において窒
素を導入する際の温度は４６５℃であり、本発明のよう
に１５０〜３５０℃という低温での窒化はなされていな
い。

【００２６】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成を詳細に説明
する。

【００２７】本発明の永久磁石材料は、Ｓｍを５〜１５
原子％、好ましくは７〜１４原子％、Ｍ（ただし、Ｍは
、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ
、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｉからなる群から選
択される少なくとも１種の元素である。）を１０原子％
以下、好ましくは０．１〜５原子％、より好ましくは０
．５〜５原子％、およびＮを０．５〜２５原子％、好ま
しくは５〜２０原子％含有し、残部が実質的にＦｅ、ま
たはＦｅおよびＣｏであり、前記残部中におけるＦｅの
含有率が２０原子％以上、好ましくは３０原子％以上で
ある。

【００２８】Ｓｍの含有率が前記範囲未満であると保磁
力　ｉＨｃ　が低下し、前記範囲を超えると残留磁束密
度Ｂｒ　が低下してしまう。なお、本発明では、Ｓｍの
一部をＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ
、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等の他の希土類
金属元素の１種以上で置換してもよい。置換量が多すぎ
ると結晶磁気異方性が低下するため、これらの元素の置
換量は、Ｓｍの７０％以下とすることが好ましい。

【００２９】Ｍは、異方性磁石粒子とするために添加さ
れる元素である。異方性化効果が特に高い元素は、Ｇａ
、Ａｌ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｓｎであり、特にＧａ、Ａｌ
である。Ｍの含有率が前記範囲を超えると、　ｉＨｃ　
および最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ　が低下してし
まう。なお、良好な異方性磁石粒子を得るためには、上
記したようにＭの含有率を０．１原子％以上とすること
が好ましい。

【００３０】Ｎの含有率が前記範囲未満となると、キュ
リー温度の上昇と飽和磁化の向上が不十分であり、前記
範囲を超えるとＢｒ　が低下する。

【００３１】また、上記各元素を除いた残部がＦｅであ
るか、あるいはＦｅおよびＣｏであるが、残部中のＦｅ
の含有率が前記範囲未満となるとＢｒ　が低下する。な
お、前記残部中のＦｅ含有率の上限は特にないが、８０
原子％を超えるとＢｒ　が低下する傾向にある。

【００３２】なお、本発明の永久磁石材料中には、Ｍｎ
、Ｎｉ、Ｚｎ等の上記以外の元素が含有されていてもよ
い。これらの元素の含有率は３重量％以下とすることが
好ましい。また、Ｃ、Ｂ、Ｏ、Ｐ、Ｓ等の元素が含有さ
れていてもよいが、これらの元素の含有率は２重量％以
下とすることが好ましい。

【００３３】本発明の磁石粉末を構成する磁石粒子は、
Ｒ２　Ｔ１７系やＲ２　（Ｔ，Ｍ）１７系の結晶粒を複
数含む。この結晶粒の平均径は１μｍ　以下、好ましくは０．７
５μｍ　以下である。なお、結晶粒の平均径を極端に小
さくするためには、再結晶時の温度や雰囲気を厳密に制
御しかつ粒子中の温度分布を均一にすることが要求され
るので、実用的ではない。このため、結晶粒の平均径は
、通常、０．００５μｍ　以上とすることが好ましい。結晶粒径等の組織構造は、透過型電子顕微鏡等により確
認することができる。

【００３４】以下、本発明の磁石粉末の製造に好適な方
法を説明する。

【００３５】まず、目的とする組成が得られるように各
原料金属ないし合金を混合し、次いで混合物を溶解して
鋳造し、母合金インゴットを製造する。母合金インゴッ
トの結晶粒径に特に制限はないが、通常、１０〜１００
００μｍ　程度とすることが好ましい。母合金インゴッ
トの結晶粒は、Ｒ２　Ｔ１７系やＲ２　（Ｔ，Ｍ）１７
系の結晶構造を有する。

【００３６】母合金インゴットには容体化処理を施すこ
とが好ましい。容体化処理は、均質性を向上させるため
に施されるものであり、処理温度は９００〜１２３０℃
、特に１０００〜１２００℃、処理時間は０．５〜２４
時間程度とすることが好ましい。容体化処理は種々の雰
囲気中で行なうことができるが、不活性ガス雰囲気等の
非酸化性雰囲気、還元性雰囲気、真空中等で行なうこと
が好ましい。

【００３７】次に母合金インゴットを粉砕して磁石粒子
とする。粉砕手段は特に限定されず、通常の各種粉砕機
を用いればよいが、水素ガスを吸蔵させて粉砕する手段
を用いてもよい。

【００３８】なお、本発明では、母合金として高速急冷
合金を用いることもできる。この場合、まず、単ロール
法や双ロール法などの高速急冷法により合金溶湯を急冷
し、薄帯、薄片ないし粒状の高速急冷合金を製造する。この高速急冷合金を粉砕して上記した程度の寸法の磁石
粒子とする。なお、高速急冷合金にも必要に応じて容体
化処理を施してもよい。

【００３９】次いで、磁石粒子を水素ガス雰囲気中で熱
処理することにより水素を吸蔵させ、結晶をＴとＲ水素
化物とに分解する。このときの熱処理温度は３５０〜９
５０℃、特に５００〜９００℃とすることが好ましく、
温度保持時間は０．１〜２時間、特に０．５〜１．２時
間とすることが好ましい。また、水素ガスの圧力は、０
．１〜１０気圧、特に０．５〜２気圧とすることが好ま
しい。

【００４０】水素吸蔵の際の雰囲気は、水素ガスだけに
限らず、水素ガスと不活性ガスとの混合雰囲気であって
もよい。この場合の不活性ガスとしては、例えばＨｅま
たはＡｒ、あるいはこれらの混合ガスが好ましい。

【００４１】なお、分解温度まで昇温する前に、８０〜
３００℃、特に２００〜２５０℃にて、０．１〜１時間
、特に０．２５〜０．５時間程度水素を吸蔵させること
により、その後の分解反応が十分かつ迅速に進行する。

【００４２】水素吸蔵後、減圧雰囲気中で熱処理を施し
、磁石粒子から水素を放出させる。この場合の熱処理温
度は３００〜９００℃、特に４５０〜８５０℃とするこ
とが好ましく、温度保持時間は０．０５〜５時間、特に
０．２５〜１．５時間とすることが好ましい。また、圧
力は１×１０−２Ｔｏｒｒ以下、特に１×１０−３Ｔｏ
ｒｒ以下とすることが好ましく、Ａｒガス雰囲気である
ことが好ましい。

【００４３】水素放出のための熱処理は、水素吸蔵のた
めの熱処理後、降温せずに続いて行なうことが好ましい
。これにより高い生産性が得られる。

【００４４】次いで、磁石粒子には窒化処理が施される
。この窒化処理は窒素ガス雰囲気中で合金粒子に熱処理
を施すものであり、これにより磁石粒子には窒素が吸収
される。窒化処理の際の保持温度は１００〜６００℃程
度の範囲内から選択すればよいが、本発明では微細結晶
粒を形成した後に窒化するため、１５０〜３５０℃、特
に２５０〜３００℃という極めて低温で窒化が可能であ
る。また、温度保持時間は、０．５〜２００時間、特に
２〜１００時間程度とすることが好ましい。なお、窒素
ガスの圧力は０．１気圧程度以上とすることが好ましい
。

【００４５】磁石粒子中のＮ量は、ガス分析法により測
定することができる。

【００４６】なお、磁石粒子の平均粒子径は、通常、２
μｍ　以上とすることが好ましいが、十分な耐酸化性を
得るためには、磁石粒子の平均粒子径を好ましくは２０
μｍ　以上、より好ましくは３０μｍ　超、さらに好ま
しくは３５μｍ　以上とすることがよい。本発明では、
磁石粒子の径によらずこのように比較的大きな径の粒子
とした場合でも、高い保磁力が得られる。また、このよ
うな粒子径とすることにより、高密度のボンディッド磁
石とすることができる。平均粒子径の上限は特にないが
、通常、１０００μｍ　程度以下であり、好ましくは２
００μｍ　以下である。

【００４７】本発明において平均粒子径とは、篩別によ
り求められた重量平均粒子径Ｄ５０を意味する。重量平
均粒子径Ｄ５０は、径の小さな粒子から重量を加算して
いって、その合計重量が全粒子の合計重量の５０％とな
ったときの粒子径である。

【００４８】窒化処理後の磁石粒子は、通常、バインダ
で結合されてボンディッド磁石とされる。ボンディッド
磁石としては、プレス成形を用いるコンプレッションボ
ンディッド磁石、あるいは射出成形を用いるインジェク
ションボンディッド磁石のいずれであってもよい。

【００４９】ボンディッド磁石作製の際に用いるバイン
ダとしては、各種樹脂、各種金属等のいずれであっても
よいが、本発明の永久磁石材料は、樹脂バインダと組み
合わされた場合に特に高い効果を発揮する。樹脂バイン
ダの種類は特に限定されず、エポキシ樹脂やナイロン等
の各種熱硬化性樹脂や各種熱可塑性樹脂から目的に応じ
て適宜選択すればよい。また、合金粒子に対するバイン
ダの含有比率や成形時の圧力等の各種条件にも特に制限
はなく、通常の範囲から適当に選択すればよい。

【００５０】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００５１】［実施例１］ボンディッド磁石サンプルを
、以下に示す方法により作製した。

【００５２】まず、高周波誘導加熱により母合金インゴ
ットを作製した。母合金インゴットはＲ２　Ｔ１７系の
結晶粒を有し、平均結晶粒径は１０００μｍ　であった
。なお、結晶構造はＸ線回折法により確認した。

【００５３】次に、インゴットに容体化処理を施した。容体化処理は、Ａｒガス雰囲気中にて１１４０〜１１８
０℃で２〜４時間行なった。

【００５４】次いでインゴットをジョークラッシャおよ
びディスクミルにより粉砕し、ほぼ単結晶の合金粒子と
した。なお、用いた合金粒子の平均粒子径は、サンプル
Ｎｏ．　１〜５では３７μｍ　とし、サンプルＮｏ．　
６では５０μｍ　とした。

【００５５】次に、合金粒子を真空槽中において１気圧
の水素ガス雰囲気中で６５０℃に１時間保持し、水素を
吸蔵させてＳｍ水素化物とＦｅとに分解し、さらに温度
を保持したまま真空槽中を５×１０−４ＴｏｒｒのＡｒ
ガス雰囲気とし、引き続いて６２０℃にて２時間熱処理
して再結晶させた。

【００５６】水素ガス雰囲気中での熱処理後に合金粒子
をＸ線回折法により調べたところ、Ｒ２　Ｔ１７系の結
晶構造がＦｅとＳｍ水素化物とに分解されていることが
確認された。また、Ａｒガス雰囲気での熱処理後には、
Ｒ２　Ｔ１７系の結晶粒が形成されていることが確認さ
れた。この結晶粒の平均径は約０．５μｍ　であった。

【００５７】次いで、合金粒子に窒化処理を施した。窒
化処理は、１気圧の窒素ガス雰囲気中にて２５０℃で５
時間熱処理することにより行なった。

【００５８】各合金粒子の組成を、下記表１に示す。な
お、組成は、蛍光Ｘ線分析装置、化学分析装置、ガス分
析装置等により調べた。

【００５９】これらの合金粒子をそれぞれエポキシ樹脂
と混合した後、プレス成形し、さらに熱処理を施してコ
ンプレッションボンディッド磁石サンプルを得た。エポ
キシ樹脂は合金粒子１００重量部に対し２重量部とした
。プレス成形の圧力保持時間は１０秒間とし、印加圧力
は８０００ｋｇｆ／ｃｍ２　とした。また、樹脂硬化の
ための熱処理は、１５０℃にて１時間行なった。

【００６０】このようにして得られた各ボンディッド磁
石サンプルに対し、保磁力　ｉＨｃ　、飽和磁化４πＩ
ｓ　およびキュリー温度Ｔｃ　の測定を行なった。

【００６１】また、各サンプルを、８５℃、９０％ＲＨ
の空気中に５００時間放置した後、室温まで降温して、
　ｉＨｃ　の測定を行なった。この結果を保存後　ｉＨ
ｃ　として表１に示す。

【００６２】なお、比較のために、粉砕後の合金粒子を
そのまま用いたサンプルＮｏ．　１、水素吸蔵熱処理だ
け施した合金粒子を用いたサンプルＮｏ．２、水素吸蔵
熱処理と再結晶熱処理とを施し窒化をしなかった合金粒
子を用いたサンプルＮｏ．　３および水素を吸蔵させず
に窒化処理だけを施した合金粒子を用いたサンプルＮｏ
．　４を作製した。サンプルＮｏ．　４に用いた合金粒
子は再結晶していないため２５０℃では十分な窒化がで
きず、５００℃にて窒化処理した。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１に示される結果から、本発明の効果が
明らかである。すなわち、水素吸蔵およびその放出によ
り微細結晶粒を形成し、さらに窒化した磁石粒子を用い
たサンプルでは、高い磁気特性が得られている。また、
キュリー温度が上昇し、高温保存後の不可逆的な　ｉＨ
ｃ　低下も極めて少なく、熱安定性が良好である。

【００６５】そして、再結晶させて微細結晶粒を形成す
ることにより、２５０℃という低温で十分な窒化がなさ
れていることがわかる。

【００６６】なお、サンプルＮｏ．　２では、Ｓｍ水素
化物とＦｅとに分解したままであるため、表１に示され
るキュリー温度Ｔｃ　はＦｅのＴｃ　である。

【００６７】［実施例２］下記表２に示される組成を有
する合金粒子サンプルを、実施例１のサンプルで用いた
合金粒子と同様にして作製した。ただし、再結晶のため
の熱処理の際に、結晶粒径が約０．５μｍとなるように
温度および時間を制御した。

【００６８】これらの合金粒子では、水素ガス雰囲気中
での熱処理後、Ｒ２　（Ｔ，Ｍ）１７系の結晶構造が、
Ｆｅ、Ｍ、ＦｅとＭとの化合物およびＲ水素化物に分解
していることがＸ線回折法により確認された。

【００６９】なお、合金粒子サンプルＮｏ．　１は、水
素吸蔵処理および窒化処理を施さなかったサンプルであ
る。

【００７０】各合金粒子サンプルを磁界中でワックス中
に固定し、前記磁界に対し平行な方向および直角な方向
のそれぞれにおいて残留磁束密度Ｂｒ　を測定して、合
金粒子サンプルの異方性の度合いを調べた。結果を表２
に示す。

【００７１】

【表２】

【００７２】表２に示される結果から、Ｍの含有により
異方性磁石粒子が得られていることがわかる。

【００７３】なお、表２に示される以外のＭを用いた場
合でも、表２に示されるサンプルと同様な結果が得られ
た。

【００７４】また、表１および表２に示される各サンプ
ルの組成において、Ｆｅの一部をＣｏで置換した場合、
Ｔｃ　の上昇、４πＩｓ　およびＢｒの向上ならびに　
ｉＨｃ　の僅かな低下が認められた。

【００７５】

【発明の効果】本発明の磁石粉末は、Ｎを含有するため
キュリー温度が高く、熱安定性に優れ、また、高い飽和
磁化が得られる。

【００７６】そして、水素吸蔵とその放出により微細結
晶粒を形成するため、磁石粒子内に複数の結晶粒が存在
することになり、粉砕時に生じた表面欠陥による磁気特
性劣化が抑えられる。このため、磁石粒子の表面欠陥を
改善することができない樹脂結合型ボンディッド磁石に
適用した場合でも、高い保磁力が得られる。

【００７７】また、高温環境で使用されたときの粒子表
面の酸化による磁気特性劣化を抑えることができるため
、Ｎ添加によるキュリー温度の向上を有効に利用するこ
とができる。

【００７８】さらに、磁石粒子の径に依存せずに微細な
結晶粒が得られるため、高い耐酸化性を得るために磁石
粒子の径を大きくしても保磁力が低下しない。

【００７９】また、本発明では微細結晶粒形成後に窒化
のための熱処理を行なうため、窒化のための熱処理温度
が低くて済み、また熱処理時間が短くて済む。このため
、磁石粒子全体を均質に窒化でき、また、熱処理の際の
酸化を防止でき、また、高い生産性が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　Ｓｍを５〜１５原子％、Ｍ（Ｍは、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｇ
ａ、Ａｌ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｉからなる群から選択さ
れる少なくとも１種の元素である。）を０〜１０原子％
およびＮを０．５〜２５原子％含有し、残部がＦｅ、ま
たはＦｅおよびＣｏであり、前記残部中におけるＦｅの
含有率が２０原子％以上であって、複数の結晶粒を含み
、結晶粒の平均径が１μｍ　以下である磁石粒子を含有
することを特徴とする磁石粉末。
【請求項２】　　異方性化された磁石粒子から構成され
る請求項１に記載の磁石粉末。
【請求項３】　　Ｒ（Ｒは希土類金属元素の１種以上で
あり、Ｓｍを必須として含む。）およびＴ（ＴはＦｅ、
またはＦｅおよびＣｏである）を含有しＲ２Ｔ１７系の
結晶構造を有する合金粒子に水素雰囲気中で熱処理を施
して前記Ｒ２　Ｔ１７系の結晶構造をＴとＲ水素化物と
に分解し、さらに熱処理を施して水素を放出させること
により再結晶させてＲ２　Ｔ１７系の微細結晶粒を形成
し、次いで、窒化させる工程を有することを特徴とする
磁石粉末の製造方法。
【請求項４】　　Ｒ（Ｒは希土類金属元素の１種以上で
あり、Ｓｍを必須として含む。）、Ｔ（ＴはＦｅ、また
はＦｅおよびＣｏである）およびＭ（Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆ
、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｇａ、Ａｌ
、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｉからなる群から選択される少な
くとも１種の元素である。）を含有しＲ２　（Ｔ，Ｍ）
１７系の結晶構造を有する合金粒子に水素雰囲気中で熱
処理を施して、前記Ｒ２　（Ｔ，Ｍ）１７系の結晶構造
を、Ｔ、ＭおよびＲ水素化物に分解するか、ＴとＭとの
化合物およびＲ水素化物に分解するか、Ｔ、Ｍ、ＴとＭ
との化合物およびＲ水素化物に分解し、さらに熱処理を
施して水素を放出させることにより再結晶させてＲ２　
（Ｔ，Ｍ）１７系の微細結晶粒を形成し、次いで、窒化
させる工程を有することを特徴とする磁石粉末の製造方
法。
【請求項５】　　請求項１または２に記載の磁石粉末の
製造に用いられる請求項３または４に記載の磁石粉末の
製造方法。
【請求項６】　　請求項１または２に記載の磁石粉末と
バインダとを含有することを特徴とするボンディッド磁
石。