JPH04350903A - 磁石材料およびその製造方法 - Google Patents

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、希土類元素、遷移金属
および窒素を含有する磁石材料に関する。

【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】このような希土類磁石としては、Ｒ２　Ｆ
ｅ１７系金属間化合物とＮとの化合物が注目されている
。なお、Ｒは希土類元素である。

【０００４】Ｒ２　Ｆｅ１７系金属間化合物は、Ｎ添加
により磁気特性が著しく向上し、また、キュリー温度が
向上して、永久磁石としての使用が可能になる。

【０００５】具体的には、Ｓｍ２　Ｆｅ１７とＮとの化
合物であるＳｍ２　Ｆｅ１７Ｎ２．３　付近の組成で、
４πＩｓ　＝１５．４ｋＧ、Ｔｃ　＝４７０℃、ＨＡ　
＝１４Ｔの基本物性が得られること、Ｚｎをバインダと
する金属ボンディッド磁石として１０．５ＭＧＯｅの（
ＢＨ）ｍａｘ　が得られること、また、Ｓｍ２　Ｆｅ１
７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　Ｓｉ
ｘｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉ
ｕｍ　ｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ
ａｎｄ　Ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ　ｉｎ　Ｒａｒｅ　Ｅａ
ｒｔｈ−Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　Ｍｅｔａｌ　Ａｌｌｏ
ｙｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ，Ｏｃｔｏｂｅｒ　
２５，１９９０．（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　Ｂｏｏｋ
：Ｃａｒｎｅｇｉｅ　Ｍｅｌｌｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉ
ｔｙ，Ｍｅｌｌｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｐｉｔｔｓ
ｂｕｒｇｈ，ＰＡ　１５２１３，ＵＳＡ）　）。この化
合物は、同報告第４９ページのＦｉｇｕｒｅ１２に示さ
れるように、Ｔｈ２　Ｚｎ１７型の菱面体晶系（ｒｈｏ
ｍｂｏｈｅｄｒａｌ）の結晶の格子間隙（９ｅの位置）
にＮが侵入した侵入型固溶体であり、６原子のＲおよび
５１原子のＦｅを含む単位胞に最大９原子のＮが固溶す
る。すなわち、Ｎ原子が最も多い場合、Ｒ２　Ｆｅ１７
Ｎ３　となる。

【０００６】この報告では、Ｓｍ２　Ｆｅ１７Ｎ２．３
の粉末をＺｎ粉末と混合してコールドプレスした場合、
μ０　Ｈｃ　＝０．２Ｔ（　ｉＨｃ　＝２ｋＯｅ　）で
あるが、さらに磁場プレスしてＺｎの融点付近の温度で
熱処理して金属ボンディッド磁石とした場合、μ０　Ｈ
ｃ　＝０．６Ｔ（　ｉＨｃ　＝６ｋＯｅ　）が得られて
いる。

【０００７】また、ＥＰ　０　３６９　０９７　Ａ１　
公報には、ＲαＦｅ（１００−α−β−γ）　ＮβＨγ
（ただし、ＲはＹを含む希土類元素であり、β＝５〜３
０原子％、γ＝０．０１〜１０原子％である。）で表わ
される原子比組成を有する磁性材料が開示されている。 この磁性材料は、Ｒ−Ｆｅ合金をアンモニアガスあるい
はこれを含む還元性の混合ガス中で加圧あるいは加熱処
理することにより製造される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｓｍ２　Ｆ
ｅ１７系金属間化合物にＮを固溶させた磁石材料の磁気
特性、特に飽和磁化を向上させ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。 （１）下記式で表わされる原子比組成を有する菱面体晶
系の結晶を含有し、水素の含有率が０．００９原子％以
下であることを特徴とする磁石材料。 式　　Ｒ２　Ｔ１７Ｎｘ （ただし、上記式において、Ｒは希土類元素から選択さ
れる１種以上の元素であり、Ｓｍを必須元素として含む
。Ｔは、Ｆｅ、またはＦｅおよびＣｏである。また、３
＜ｘ≦４である。）

【００１０】（２）飽和磁化σｓ　が１４５ｅｍｕ／ｇ
　以上である上記（１）に記載の磁石材料。

【００１１】（３）Ｒを６原子およびＴを５１原子含む
前記結晶の単位胞におけるｃ面を、一方の側から順にｚ
＝０面、ｚ＝１／６面、ｚ＝１／３面、ｚ＝１／２面、
ｚ＝２／３面、ｚ＝５／６面およびｚ＝１面としたとき
、Ｎ原子が、 ｚ＝０面およびｚ＝１面にそれぞれ１．５個、ｚ＝１／
６面およびｚ＝５／６面にそれぞれ１個、ｚ＝１／３面
およびｚ＝２／３面にそれぞれ３個ならびに ｚ＝１／２面に１個 存在し得る上記（１）または（２）に記載の磁石材料。

【００１２】（４）前記結晶のｃ軸の格子定数が１２．
６６〜１２．７３Ａ　である上記（３）に記載の磁石材
料。

【００１３】（５）上記（１）ないし（４）のいずれか
に記載の磁石材料を製造する方法であって、菱面体晶系
のＲ２　Ｔ１７結晶を有する合金に、窒素を含有する雰
囲気中で熱処理を施す窒化処理工程を有することを特徴
とする磁石材料の製造方法。

【００１４】（６）前記窒化工程の前に、前記合金に水
素を含有させる水素吸蔵工程を有する上記（５）に記載
の磁石材料の製造方法。

【００１５】

【作用】本発明の磁石材料は、菱面体晶系の結晶構造を
有するＲ２　Ｔ１７金属間化合物に窒素（Ｎ）を固溶さ
せたものである。Ｎの固溶によりキュリー温度が高くな
り、優れた熱安定性が得られる。また、Ｎの固溶により
高い飽和磁化が得られ、異方性エネルギーも向上して高
い保磁力が得られる。磁気特性の向上は、Ｎが結晶格子
の特定位置に侵入型の固溶をすることにより、Ｆｅ原子
同士の距離や、Ｆｅ原子と希土類金属原子との距離が最
適化されるためであると考えられる。

【００１６】本発明では、Ｒ２　Ｔ１７あたり３個超か
つ４個以下のＮ原子を固溶させる。本発明においてＮ原
子の固溶は侵入型であり、Ｎ原子はＲ２　Ｔ１７金属間
化合物結晶の格子間に存在する。Ｎ原子を３個超固溶さ
せることにより、３個以下固溶させた場合に比べて飽和
磁化が増加する。

【００１７】このように侵入型固溶をする場合、上記提
案に示されるように、従来、Ｒ２　Ｆｅ１７に対しＮ原
子は３個までしか固溶しないと考えられていた。しかし
、本発明者らは、４個のＮ原子が固溶可能であること、
そして、３個超のＮ原子が固溶した場合、極めて高い飽
和磁化が得られることを見いだした。

【００１８】なお、Ｒ２　Ｆｅ１７に対しＮ原子を３個
超含む組成は、上記したＥＰ　０　３６９　０９７Ａ１
　公報に開示されている。同公報のＦＩＧ．８−（ｂ）
からＦＩＧ．８−（ｅ）には、Ｓｍ２　Ｆｅ１７Ｎｘ　
Ｈｙ　の組成において、ｘの変化に対応して格子定数や
磁気特性などがどのように変化するかが記載されている
。ＦＩＧ．８−（ｂ）によれば、ｘの増加に伴ってｃ軸
の格子定数が増加しているので、侵入型固溶体が形成さ
れていると考えられる。しかし、ＦＩＧ．８−（ｅ）に
よれば、ｘ＝３．５付近を最大として飽和磁化が減少し
ており、しかも、飽和磁化の最大値は１４３ｅｍｕ／ｇ
　程度に過ぎず、本発明の磁石材料の磁気特性とは異な
る。

【００１９】同公報記載の磁性材料が本発明の磁石材料
に比べて飽和磁化が低く、また、飽和磁化の向上パター
ンが異なるのは、前記磁性材料がＮ原子に加えＨ原子を
含むためであると考えられる。

【００２０】本発明者らの実験および考察によれば、菱
面体晶系のＲ２　Ｆｅ１７結晶には、Ｎ原子およびＨ原
子が合計で４個までしか固溶できず、Ｎ原子とＨ原子の
合計が４個を超えた場合、Ｆｅと結合し易いＮは非磁性
化合物の窒化鉄を構成し、飽和磁化を低下させてしまう
。上記公報のＦＩＧ．８−（ａ）によれば、Ｓｍ２　Ｆ
ｅ１７に対し３個を超えるＮ原子を含む場合、Ｎ原子と
Ｈ原子の合計は４個を超えているため、窒化鉄が形成さ
れていると考えられる。

【００２１】一方、本発明では水素の含有率が０．００
９原子％以下と極めて少なく、３＜ｘ≦４に対応するＮ
の殆ど全てが菱面体晶系のＲ２　Ｔ１７結晶の格子間隙
に侵入して侵入型固溶体を構成するので、従来に比べて
著しく高い飽和磁化が得られる。

【００２２】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００２３】＜磁石材料＞本発明の磁石材料は、下記式
で表わされる原子比組成を有する菱面体晶系の結晶を含
有する。

【００２４】式　　Ｒ２　Ｔ１７Ｎｘ

【００２５】上記式において、Ｒは希土類元素から選択
される１種以上の元素であり、Ｓｍを必須元素として含
む。Ｔは、Ｆｅ、またはＦｅおよびＣｏである。また、
３＜ｘ≦４、好ましくは３．０５≦ｘ≦３．７５である
。ｘが３以下または４超であると高飽和磁化が得られな
い。また、ｘ＞３．７５となると異方性磁界ＨＡ　が低
下するため、高保磁力が得られない傾向にある。

【００２６】Ｒは、Ｓｍ単独、あるいはＳｍおよびその
他の希土類元素の１種以上であり、Ｓｍ以外の希土類元
素としては、例えばＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ
、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等
が挙げられる。Ｓｍ以外の希土類元素が多すぎると結晶
磁気異方性が低下するため、Ｓｍ以外の希土類元素はＲ
の７０％以下とすることが好ましい。

【００２７】Ｔ中のＦｅの含有率は２０原子％以上、特
に３０原子％以上であることが好ましい。Ｔ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
、Ｔ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。

【００２８】Ｎは、Ｔｈ２　Ｚｎ１７型の菱面体晶系の
結晶の格子間に固溶している。ｘが前記範囲以下である
と高い飽和磁化が得られない。そして、ｘが前記範囲を
超える固溶体は形成することができない。

【００２９】Ｔｈ２　Ｚｎ１７型の菱面体晶系の結晶で
あるＲ２　Ｔ１７結晶にＮが固溶したときの結晶構造を
図１に示す。図１は、６原子のＲ、５１原子のＴおよび
１２原子のＮを含む単位胞を模式的に示す図である。同
図に示されるように、単位胞におけるｃ面を、一方の側
から順にｚ＝０面、ｚ＝１／６面、ｚ＝１／３面、ｚ＝
１／２面、ｚ＝２／３面、ｚ＝５／６面およびｚ＝１面
としたとき、Ｎ原子は、 ｚ＝０面およびｚ＝１面にそれぞれ１．５個、ｚ＝１／
６面およびｚ＝５／６面にそれぞれ１個、ｚ＝１／３面
およびｚ＝２／３面にそれぞれ３個ならびに ｚ＝１／２面に１個 存在し得る。上記したＰａｐｅｒ　Ｎｏ．Ｓ１．３　ａ
ｔ　ｔｈｅ　Ｓｉｘｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ａｎ
ｉｓｏｔｒｏｐｙ　ａｎｄ　Ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ　ｉ
ｎ　Ｒａｒｅ　Ｅａｒｔｈ−Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　Ｍ
ｅｔａｌ　Ａｌｌｏｙｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ
，Ｏｃｔｏｂｅｒ　２５，１９９０．（Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓＢｏｏｋ：Ｃａｒｎｅｇｉｅ　Ｍｅｌｌｏｎ　
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｍｅｌｌｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕ
ｔｅ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ　１５２１３，ＵＳ
Ａ）　に記載されているように、従来、ｚ＝０面、ｚ＝
１面、ｚ＝１／３面およびｚ＝２／３面にＮ原子が固溶
することは知られていたが、本発明者らは、これらに加
え、ｚ＝１／６面、ｚ＝５／６面およびｚ＝１／２面に
もＮ原子が固溶し得ることを知見した。なお、図１に示
されるＮ原子の固溶場所は、Ｘ線回折における主要面の
ピークの角度から求めることのできるｃ軸の格子定数お
よびＮ原子の単結合の有効半径から算出することができ
る。また、磁石材料のＮ含有率は、ガス分析法により測
定することができる。

【００３０】このようにＮ原子が固溶することにより結
晶の格子定数は増大し、ｃ軸の格子定数は、Ｎ原子が固
溶していないときの１２．４５Ａ　から、３＜ｘ≦４に
対応する１２．６６〜１２．７３Ａ　まで増大する。ま
た、ａ軸の格子定数は、Ｎ原子が固溶していないときの
８．５４Ａ　から、３＜ｘ≦４に対応する８．７３Ａ　
となる。

【００３１】本発明の磁石材料中の水素含有率は、０．
００９原子％以下、好ましくは０．００７原子％以下で
ある。水素含有率が前記範囲を超えていると、高飽和磁
化が得られない。また、水素含有率の下限は特になく、
水素は含有されていないことが好ましいが、磁石製造時
に混入することがあるため、本発明の磁石材料中には、
通常、０．００２原子％以上の水素が含有される。なお
、水素含有率は、ガス分析法により測定することができ
る。

【００３２】本発明の磁石材料は、Ｒ２　Ｔ１７結晶に
Ｎが固溶した結晶を主成分とする主相（結晶粒）を有し
、この結晶の存在により良好な磁石特性が得られるもの
であるが、磁石材料全体の組成としてはＲ２　Ｔ１７Ｎ
ｘ　から多少偏倚していてもよい。磁石材料全体組成に
おいてＲとＴとがＲ２　Ｔ１７から偏倚していると、Ｒ
２　Ｔ１７結晶を組まない各元素が、ＦｅＳｍ３　、Ｓ
ｍＮ、Ｆｅ２　Ｎ等の化合物として存在する。これらの
化合物は室温において非磁性であり、磁石特性を向上さ
せるものではないが、結晶粒界に存在するため主相の磁
気特性には影響を与えず、保磁力などは低下しない。

【００３３】しかし、これらの化合物が存在すると飽和
磁化が低くなるので、本発明の効果を損なわないために
は、ＲおよびＴの含有率の比ができるだけＲ２　Ｔ１７
に近いことが好ましい。例えば、Ｒ２＋ｐ　Ｔ１７Ｎｘ
　とするとｐは０〜０．２程度、Ｒ２　Ｔ１７＋ｑＮｘ
　とするとｑは０〜１．８程度とすることが好ましい。

【００３４】ただし、磁石材料の周囲に混在部を設ける
場合、後述するように、混在部形成前の磁石材料の組成
を敢えて偏倚させることもある。

【００３５】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、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
。

【００３６】なお、磁石材料のキュリー温度は、組成に
よって異なるが４３０〜６５０℃程度である。

【００３７】＜磁石材料の製造方法＞以下、本発明の磁
石材料の好ましい製造方法を説明する。

【００３８】まず、目的とする組成が得られるように各
原料金属や合金を混合し、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
結晶粒径は特に限定されず、通常、０．０５〜５０００
μｍ　程度とすればよいが、後述する粉砕により単結晶
粒子が得られるような寸法とすることが好ましい。

【００３９】次に、必要に応じて母合金インゴットに溶
体化処理を施す。溶体化処理は、インゴットの均質性を
向上させるために施され、処理温度は９００〜１２３０
℃、特に１０００〜１２００℃、処理時間は０．５〜２
４時間程度とすることが好ましい。溶体化処理は種々の
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。

【００４０】なお、母合金インゴットの結晶粒は、菱面
体晶系のＲ２　Ｔ１７結晶を主成分とするものである。

【００４１】次いで、母合金インゴットを粉砕して合金
粒子とする。合金粒子の平均粒子径は特に限定されない
が、十分な耐酸化性を得るためには、合金粒子の平均粒
子径を好ましくは２μｍ　以上、より好ましくは１０μ
ｍ　以上、さらに好ましくは１５μｍ　以上とすること
がよい。また、このような平均粒子径とすることにより
、ボンディッド磁石とするときに高い充填率が得られる
。平均粒子径の上限は特にないが、通常、１０００μｍ
　程度以下、特に２００μｍ　以下とすることが好まし
い。

【００４２】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。

【００４３】なお、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。

【００４４】次いで、合金粒子に窒化処理を施してＮを
固溶させ、本発明の磁石材料とする。この窒化処理は窒
素雰囲気中で合金粒子に熱処理を施すものであり、これ
により合金粒子には窒素が吸収される。上記したように
Ｎを固溶させるためには、窒化処理を下記の条件にて行
なうことが好ましい。保持温度は４００〜７００℃、特
に４５０〜６５０℃程度とすることが好ましい。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。また、窒素ガス圧力は０．８
〜８気圧、特に１．０５〜３気圧とすることが好ましい
。

【００４５】なお、母合金インゴットに水素を吸蔵させ
て粉砕し、さらに合金粒子を大気にさらすことなく窒化
処理工程に供すれば、粒子表面の酸化膜の発生を抑える
ことができるので、窒化処理の際に高い反応性が得られ
る。

【００４６】また、合金に水素を吸蔵させることにより
、合金中に微細なガス通路が形成され、続く窒化処理の
際に、このガス通路を通って窒素が合金の深部まで侵入
するため、Ｎを容易に固溶させることが可能となる。 また、このため、寸法の大きな合金を窒化することが可
能となり、磁石材料の耐酸化性を向上させることができ
る。例えば、表面までの距離が０．２５ｍｍ以上、さら
には５ｍｍ以上である領域が存在するような合金であっ
ても窒化することが可能となる。ただし、均質に窒化す
るためには、表面からの距離が１５ｍｍを超える部分が
存在しないような寸法および形状の合金を用いることが
好ましい。

【００４７】水素吸蔵処理は、水素ガス雰囲気中で熱処
理することにより合金に水素を吸蔵させるものであり、
このときの熱処理温度は３５０℃以下、特に１００〜３
００℃とすることが好ましく、温度保持時間は０．５〜
２４時間、特に１〜１０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。

【００４８】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。

【００４９】窒化処理の前に水素吸蔵処理を行なった場
合、窒化処理の際の保持温度を低くすることができ、３
５０〜６５０℃、特に４００〜５５０℃にて窒化が可能
である。ただし、この際の温度は水素吸蔵処理の温度よ
りも高いことが好ましい。

【００５０】なお、生産性を高くするために、水素吸蔵
処理後、合金から水素を放出させずに続いて窒化処理を
施すことが好ましい。この場合、合金中の水素は窒化処
理の際の加熱により合金から放出されるので、窒化後の
磁石材料中に水素は実質的に含まれず、水素含有率を上
記した範囲内に収めることができる。

【００５１】ただし、水素吸蔵処理後、合金から水素を
放出させ、次いで窒化処理を施してもよい。この場合、
水素を吸蔵している合金に減圧雰囲気中で熱処理を施す
ことにより、合金から水素を放出させることができる。 この場合の熱処理温度は２００〜４００℃とすることが
好ましく、温度保持時間は０．５〜２時間とすることが
好ましい。また、圧力は１×１０−２Ｔｏｒｒ以下、特
に１×１０−３Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましく、Ａ
ｒガス雰囲気中で熱処理することが好ましい。

【００５２】＜磁石材料の磁気特性＞本発明の磁石材料
は、１４５ｅｍｕ／ｇ以上の飽和磁化が得られ、最大で
１６７ｅｍｕ／ｇ　以上とすることができる。また、１
００ｋＯｅ　以上、特に１２０ｋＯｅ　以上の異方性磁
界ＨＡ　が得られる。

【００５３】＜ボンディッド磁石＞本発明の磁石材料は
、通常、各種ボンディッド磁石に適用される。ボンディ
ッド磁石は、磁石材料の粉末がバインダ中に分散された
構成を有する磁石であり、バインダとして樹脂を用いる
樹脂ボンディッド磁石や、バインダとして金属を用いる
金属ボンディッド磁石などが一般的であるが、本発明の
磁石材料は、これらのいずれにも好適である。

【００５４】磁石材料をボンディッド磁石に適用する場
合、磁石材料の粉末を構成する磁石粒子はほぼ単結晶粒
子となる程度の粒径であることが好ましい。しかし、本
発明の磁石材料の保磁力発生機構はニュークリエーショ
ンタイプであるため、磁気特性が粒子の表面状態の影響
を受け易い。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微小突起等の欠陥が生じ、
磁化方向と反対側に磁界が印加されたときに前記欠陥が
逆磁区発生の核となって粒内に磁壁が発生するが、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
、高い保磁力が得られない。

【００５５】金属ボンディッド磁石では、製造時に磁石
粒子表面が溶融した高温のバインダと接触するため、磁
石粒子表面に存在する突起等の表面欠陥が平滑化されて
表面粗さが減少するため逆磁区発生の核が減少し、高い
保磁力が得られる。

【００５６】また、磁石粒子表面に、金属の被覆層を形
成した場合にも、磁石粒子の表面欠陥を修復することが
できるので、このような被覆層を有する磁石粒子を樹脂
バインダ中に分散すれば、樹脂ボンディッド磁石におい
ても高い保磁力を得ることが可能である。

【００５７】そして、磁石粒子周囲のバインダあるいは
磁石粒子周囲の被覆層に、磁石粒子を構成する元素を含
有する混在部が形成されている場合、極めて高い保磁力
が得られる。

【００５８】この混在部は、バインダや被覆層を構成す
る元素と磁石粒子構成元素とが相互に拡散することによ
り形成されるものであり、磁石粒子とは磁気的性質が異
なるものである。磁石粒子の表面粗さの原因となってい
る突起等の表面欠陥は、上記した相互拡散により混在部
の一部となって磁石粒子とは磁気的に隔絶されるので、
磁石粒子表面の実質的な表面粗さは極めて小さくなり、
逆磁区発生の核が著減して極めて高い保磁力が得られる
と考えられる。

【００５９】以下、これらのボンディッド磁石について
詳細に説明する。 ＜樹脂ボンディッド磁石＞

【００６０】被覆層 樹脂ボンディッド磁石に適用する場合には、上記したよ
うな被覆層を形成する。

【００６１】被覆層を構成する金属は、磁石粒子表面に
被覆可能であり、かつ磁石粒子表面の欠陥を修復できる
ものであれば特に制限はない。ただし、被覆層と磁石粒
子との間に後述する混在部が形成され得る金属を選択す
ることが好ましい。

【００６２】このような金属としては、融点が１５０〜
５００℃程度の金属単体、合金および金属間化合物が好
ましく、例えば、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｍｇ−Ｂａ、Ｂａ
−Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｂｉ−Ｌｉ、Ｎｉ−Ｃｅ、Ｃｅ−
Ｇａ、Ｃｅ−Ｚｎなどが挙げられる。これらのうち特に
、ＺｎまたはＳｎが好ましい。

【００６３】被覆層は、磁石粒子全表面を被覆している
連続膜である必要はない。すなわち、上記した組成を有
する磁石粒子は結晶磁気異方性エネルギーが大きいため
、被覆層は磁石粒子表面の少なくとも一部、好ましくは
表面の７０％以上を覆っていれば十分な保磁力向上効果
が実現する。

【００６４】被覆層の厚さは、保磁力向上のためには０
．１μｍ　以上、特に０．５μｍ　以上であることが好
ましい。また、被覆層の厚さの上限は特にないが、樹脂
ボンディッド磁石としたときの磁石粒子の充填率を高く
し、かつ樹脂ボンディッド磁石製造時に良好な成形性を
得るためには、通常、２５μｍ以下とすることが好まし
い。

【００６５】また、磁石粒子と被覆層の合計に対する被
覆層の比率は、０．５〜１５体積％であることが好まし
い。被覆層の比率が前記範囲未満であると被覆層の厚さ
を上記範囲とすることが困難であり、前記範囲を超える
と、樹脂ボンディッド磁石に適用した場合に磁石粒子充
填率を高くすることが困難となり、成形性も低下する。

【００６６】混在部 被覆層の少なくとも一部には、磁石粒子構成元素を含有
する混在部が形成されていることが好ましい。混在部は
、磁石粒子構成元素と被覆層構成元素とが相互に拡散す
ることにより形成され、磁石粒子周囲に存在する。この
混在部の存在により、保磁力の劣化は著しく改善される
。

【００６７】混在部中には、通常、磁石粒子構成元素の
うち少なくともＴおよび／またはＲ、特にＦｅおよび／
またはＳｍが含有される。磁石粒子構成元素と被覆層構
成元素とは金属間化合物として存在することが好ましく
、特に、磁石粒子のＴと被覆層構成元素との金属間化合
物が混在部に含まれることが好ましい。例えば、被覆層
がＺｎから構成される場合、混在部には、Ｚｎ７　Ｆｅ
３　、Ｚｎ９　Ｆｅ１　、Ｓｍ２　Ｚｎ１７などの金属
間化合物が含有されることが好ましく、特にＺｎ７　Ｆ
ｅ３　やＺｎ９　Ｆｅ１　が含有されることが好ましい
。

【００６８】混在部の厚さは、高保磁力を得るためには
０．０５μｍ　以上、特に０．５μｍ以上であることが
好ましい。また、混在部の厚さの上限は特になく、被覆
層全体が混在部となっていてもよいが、高い飽和磁化を
得るためには１０μｍ　以下であることが好ましい。

【００６９】なお、被覆層中において複数の磁石粒子が
互いに接触し二次粒子化して存在する場合、混在部は二
次粒子の周囲に存在することになる。

【００７０】混在部の組成および厚さは、Ｘ線回折や電
子線プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）などによ
り測定することができる。なお、本明細書において混在
部の厚さとは、磁石粒子構成元素の含有率が１０〜９０
原子％である領域の厚さとする。

【００７１】なお、被覆層形成前の磁石粒子の組成は、
被覆層形成後の磁石粒子の組成が前述したような範囲と
なるように適宜選択されればよいが、前述した混在部の
形成を容易にし、かつ磁気特性、特に飽和磁化を向上さ
せるためには、被覆層形成前の磁石粒子の組成をＲ２　
Ｔ１７で表わされる化学量論組成から偏倚させることが
好ましい。この場合、化学量論組成に対してリッチな元
素が被覆層中に拡散し易くなるため、混在部を容易に形
成することができ、しかも元素拡散後の磁石粒子の組成
を、化学量論組成とほぼ等しくできる。

【００７２】具体的には、下記式（Ｉ）または下記式（
ＩＩ）で表わされる組成を有する磁石粒子を用いること
が好ましい。

【００７３】式（Ｉ）　　Ｒ２　Ｔ１７＋ａＮｘ

【００
７４】ただし、上記式（Ｉ）は原子比組成を表わし、０
．１≦ａ≦３、３＜ｘ≦４である。

【００７５】式（ＩＩ）　　Ｒ２＋ｂ　Ｔ１７Ｎｘ

【０
０７６】ただし、上記式（ＩＩ）は原子比組成を表わし
、０．１≦ｂ≦０．５、３＜ｘ≦４である。

【００７７】上記式（Ｉ）において、ａが前記範囲未満
であると、混在部が形成されにくくなり、また、高い飽
和磁化が得られない。ａが前記範囲を超えている場合、
混在部形成後に磁石粒子中のＴが化学量論組成に対して
過剰となり、高い角形比が得られない。

【００７８】上記式（ＩＩ）において、ｂが前記範囲未
満であると、混在部が形成されにくくなり、また、高い
飽和磁化が得られない。ｂが前記範囲を超えている場合
、混在部形成後に磁石粒子中のＲが化学量論組成に対し
て過剰となり、例えばＳｍＦｅ３　等の化合物が生成し
て高い角形比が得られない。

【００７９】上記式（Ｉ）で表わされる組成を有する磁
石粒子を用いた場合、被覆層中には主としてＴが拡散す
る。また、上記式（ＩＩ）で表わされる組成を有する磁
石粒子を用いた場合、被覆層中には主としてＲが拡散す
る。

【００８０】被覆層および混在部形成方法磁石粒子表面
に被覆層を形成する方法に特に制限はなく、被覆層の材
質などに応じて適宜選択すればよい。

【００８１】例えば、被覆層は、熱ＣＶＤ、プラズマＣ
ＶＤ等のＣＶＤ法や、蒸着、スパッタ、イオンプレーテ
ィング等のＰＶＤ法など、各種気相成長法により形成す
ることができる。

【００８２】これらのうちＣＶＤ法は、ステップカバレ
ージが高く、磁石粒子全表面にほぼ均一な厚さの被覆層
を形成することができるので好ましい。特に、熱ＣＶＤ
を用いる場合、磁石粒子を加熱しながら被覆層を形成す
るので、被覆層形成時の条件を適宜選択することにより
、被覆層構成元素と磁石粒子構成元素とを相互に拡散さ
せて、上記した混在部を容易に形成することができる。 また、例えば、加熱した皿状体の上に磁石粒子を載置し
、前記皿状体を振動させたり回転させたりしながら熱Ｃ
ＶＤを行なえば、磁石粒子表面にほぼ均質かつ均一な厚
さの被覆層を形成することができる。

【００８３】熱ＣＶＤにより被覆層を形成する場合、原
料ガスとしては各種有機金属を用いればよく、例えば亜
鉛アルコキシド等の各種アルコキシドやステアリン酸亜
鉛等の金属セッケンなどを用いることができる。

【００８４】被覆層は、機械的エネルギーにより形成す
ることもできる。例えば、被覆層構成元素を含有する被
覆層原料粒子と磁石粒子とを混合し、これらの粒子に機
械的エネルギーを与えて融合させる。このとき、少なく
とも磁石粒子の磁気特性が破壊されないように機械的エ
ネルギーを与える。

【００８５】このように機械的エネルギーを与える方法
としては、被覆条件の制御および作業が容易で、しかも
均質かつ均一な厚さの連続膜を形成でき、膜厚の制御が
容易な点で、メカノフュージョンが好ましい。

【００８６】本明細書においてメカノフュージョンとは
、複数の異なる素材粒子間に機械的エネルギー、特に機
械的歪力を加えて、メカノケミカル的な反応を起こさせ
る技術のことである。このような機械的な歪力を印加す
る装置としては、例えば、特開昭６３−４２７２８号公
報等に記載されているような粉粒体処理装置があり、具
体的には、ホソカワミクロン社製のメカノフュージョン
システムや奈良機械製作所製ハイブリダイゼーションシ
ステムなどが好適である。

【００８７】メカノフュージョン被覆装置の一例を図２
に示す。図２においてメカノフュージョン被覆装置７は
、粉体を入れたケーシング８を高速回転させて粉体層６
をその内周面８１に形成すると共に、摩擦片９１、かき
取り片９５をケーシング８と相対回転させ、ケーシング
８の内周面８１にて、摩擦片９１により粉体層６に圧縮
や摩擦をかけ、同時にかき取り片９５により、かき取り
や分散、攪拌を行なうものである。

【００８８】メカノフュージョンの際の各種条件は、被
覆層原料粒子の組成や目的とする被覆層の構成に応じて
適宜設定すればよいが、例えば上記の装置にて、混合時
間は２０〜４０分程度、ケーシング８の回転数は８００
〜２０００ｒｐｍ　程度、温度は１５〜７０℃程度とし
、その他の条件は通常のものとすればよい。また、被覆
層原料粒子の平均粒子径は、０．５〜１０μｍ　程度と
することが好ましい。

【００８９】このようなメカノフュージョンにおいて各
種条件を適宜選択することにより、被覆層形成と共に混
在部を形成することが可能である。

【００９０】また、液相めっきにより被覆層を形成する
こともできる。液相めっきとしては、各種の電気めっき
や無電解めっきなどを用いればよい。

【００９１】なお、上記した各方法により被覆層を形成
した場合、磁石粒子が凝集することがあるが、樹脂ボン
ディッド磁石に適用する場合には必要に応じて解砕すれ
ばよく、被覆層中に複数の磁石粒子が存在していてもよ
い。

【００９２】以上に挙げた方法のように磁石粒子に直接
被覆層を形成する方法の他、金属のバインダ中に磁石粉
末が分散されている金属ボンディッド磁石を粉砕する方
法を用いても、被覆層を有する磁石粒子を製造すること
ができる。この場合、バインダが被覆層となる。

【００９３】粉砕される金属ボンディッド磁石の製造方
法に特に制限はない。例えば、磁石粉末とバインダの粉
末とを混合して成形した後、熱処理すれば、磁石粒子を
バインダにより結合することができ、金属ボンディッド
磁石が得られる。

【００９４】この方法を用いる場合、５５０℃以下、好
ましくは５００℃以下で磁石粒子を結合可能なバインダ
を用いる。また、バインダの粉末を構成する粒子の平均
粒子径は特に限定されないが、磁石粉末と均一に混合す
るためには、０．５〜３０μｍ　程度とすることが好ま
しい。混合手段にも特に制限はなく、例えば、ライカイ
機などを用いればよい。

【００９５】磁石粉末とバインダの粉末との混合物中に
おけるバインダの粉末の含有率は特に限定されないが、
バインダの粉末の含有率が低過ぎると成形性が悪くなっ
て粉砕したときに均一な被覆層が得られにくくなり、含
有率が高すぎると粉砕したときに被覆層が厚くなりすぎ
るので、通常、２〜２５体積％とすることが好ましい。 成形手段は特に限定されないが、通常、コンプレッショ
ン成形を行なう。成形時の圧力に特に制限はないが、通
常、０．２〜１６ｔ／ｃｍ２　程度である。

【００９６】なお、本発明では、金属ボンディッド磁石
を粉砕して用いるため、金属ボンディッド磁石に異方性
を付与する必要はないが、被覆層中に複数の磁石粒子を
含む粉砕粉が得られる場合は、これら複数の磁石粒子の
磁化容易軸方向が配向していることが好ましい。このよ
うに配向させるには、上記した成形を磁場中で行なえば
よい。

【００９７】バインダにより磁石粒子を結合するための
熱処理温度は、５５０℃以下、好ましくは５００℃以下
とする。熱処理温度が５５０℃を超えると磁石粉末が分
解してＮが放出されてしまい、磁気特性が極端に低下す
る。熱処理温度は５５０℃以下であれば特に制限はなく
、必要な粘度が得られるようにバインダの融点に応じて
適宜選択すればよいが、１５０℃未満で溶融するバイン
ダを用いた場合、実用的に十分な熱安定性が得られない
。また、熱処理の際の温度保持時間は、１０分〜５時間
程度することが好ましい。熱処理手段は特に限定されな
いが、加圧しながら加熱する手段が好ましく、例えば、
ホットプレスやプラズマ活性化焼結（ＰＡＳ）等が好ま
しい。

【００９８】なお、バインダにより磁石粒子を結合する
際にホットプレス等の加圧加熱手段を用いる場合、熱処
理温度がバインダの融点以下であっても、すなわちバイ
ンダが溶融状態になっていなくても、金属ボンディッド
磁石を形成することが可能である。

【００９９】熱処理後、冷却する。なお、磁場中で冷却
すれば、上記した磁場中成形による異方性化を良好に保
つことができる。

【０１００】この方法において混在部は、バインダによ
り磁石粒子を結合する際の熱処理時および冷却時に形成
される。混在部の組成および厚さを制御して高保磁力を
得るためには、熱処理および冷却の際の温度やその時間
的変化を適宜制御すればよい。

【０１０１】また、金属ボンディッド磁石を製造する際
には、鋳造法により成形を行なってもよい。鋳造法を用
いる場合、溶湯状のバインダ中に磁石粉末が分散された
流動体を鋳造により成形する。前記流動体を作製する方
法に特に制限はない。例えば、バインダを溶融して溶湯
状とし、この中に磁石粉末を投入して攪拌混合する方法
を用いてもよく、あるいは、バインダの粉末と磁石粉末
とを混合した後、加熱してバインダを溶融する方法を用
いてもよい。

【０１０２】磁石粉末を溶湯状バインダ中に投入する方
法を用いる場合、磁石粉末とバインダとを攪拌混合する
手段に特に制限はなく、例えば、バインダと反応しない
材質（ステンレス等）のインペラにより攪拌する方法な
どを用いることができる。

【０１０３】流動体中のバインダの含有率は特に限定さ
れないが、バインダの含有率が低過ぎると成形性が悪く
なって粉砕したときに均一な被覆層が得られにくくなり
、含有率が高すぎると粉砕したときに被覆層が厚くなり
すぎるので、通常、バインダの含有率を１０〜４０体積
％とすることが好ましい。

【０１０４】また、上記流動体を作製後、必要に応じて
バインダの一部を除去してもよい。磁石粉末をバインダ
中に均一に分散するためには一定量以上のバインダが必
要とされるが、板状などの比較的単純な形状の金属ボン
ディッド磁石を製造する場合、成形時に高い流動性は必
要とされないため、バインダ量は少なくてもよい。樹脂
ボンディッド磁石製造に用いる場合には、金属ボンディ
ッド磁石の形状は単純な塊状や板状であってよいため、
十分な量のバインダを用いて分散した後、バインダの一
部を除去しても成形可能であり、これにより被覆層の厚
さを薄くできる。被覆層の厚さを薄くできれば、樹脂ボ
ンディッド磁石を形成する際に磁石粒子の充填率を高く
することができ、しかも成形性は低下しない。バインダ
の一部を除去する方法としては、例えば濾過や遠心分離
などが好ましく、また、減圧下で加熱してバインダを蒸
発させる方法を用いてもよい。

【０１０５】溶湯状バインダと磁石粉末からなる流動体
は、鋳型中において冷却されて凝固するが、バインダの
凝固する温度が磁石粉末のキュリー温度以下である場合
、磁場中で凝固させれば磁石粒子の磁化容易軸を配向さ
せることができ、異方性金属ボンディッド磁石を得るこ
とができるので、上記したように被覆層中に複数の磁石
粒子が含有される場合に磁気特性の向上が可能である。

【０１０６】本発明では、分散および鋳造する際の流動
体の温度を５５０℃以下、好ましくは５００℃以下とす
る。流動体の温度が５５０℃を超えると、磁石粉末が分
解してＮが放出されてしまい、磁気特性が極端に低下す
る。流動体の温度は５５０℃以下であれば特に制限はな
く、鋳造に必要とされる粘度が得られるようにバインダ
の融点に応じて適宜選択すればよいが、１５０℃未満で
溶融するバインダを用いた場合、実用的に十分な熱安定
性が得られない。

【０１０７】なお、磁石粒子構成元素とバインダ構成元
素との相互拡散による混在部は、磁石粉末を溶湯状バイ
ンダ中に分散させる際や、鋳造、冷却時の条件を適宜選
択することにより形成可能である。

【０１０８】これらの方法により製造された金属ボンデ
ィッド磁石を粉砕する方法に特に制限はなく、例えば、
ディスクミルやアトライター等により粉砕すればよい。 粉砕により、金属のバインダを被覆層として有する磁石
粒子が得られる。なお、被覆層中に１個の磁石粒子が含
まれるように粉砕することが好ましいが、前述したよう
に複数の磁石粒子が含まれていてもよい。

【０１０９】上記した各種の被覆層形成方法により好ま
しい混在部が得られない場合、被覆層を有する磁石粒子
に熱処理を施すことにより、混在部を形成したり混在部
の組成や厚さを制御することが可能である。また、金属
ボンディッド磁石を用いる方法では、粉砕前の金属ボン
ディッド磁石にこのような熱処理を施してもよい。

【０１１０】このような熱処理の際の保持温度および温
度保持時間に特に制限はなく、磁気特性向上に有効な混
在部が形成されるような条件を適宜選択すればよいが、
通常、２５０〜４７０℃にて１０分〜５時間程度である
。

【０１１１】本発明では、被覆層形成後、必要に応じて
被覆層の一部を除去してもよい。例えば被覆層をＺｎで
構成した場合、混在部にはＺｎ７　Ｆｅ３　が含まれる
が、ＺｎおよびＺｎ７　Ｆｅ３　は非磁性である。そし
て、前述したように、被覆層は磁石粒子の表面欠陥を修
復する作用をもてばよいので、磁石粒子の表面欠陥修復
に必要とされる厚さを超える領域の被覆層を除去すれば
、本発明の効果を維持したままでさらに磁気特性を向上
させることが可能となる。特に、上記した被覆層形成方
法のうち、金属ボンディッド磁石を粉砕する方法を用い
る場合、被覆層が厚くなり易いので、この方法は有効で
ある。

【０１１２】被覆層の一部を除去する方法は特に限定さ
れないが、被覆層を有する磁石粒子をアルカリ性溶液や
酸性溶液により洗浄する方法が好ましい。例えば被覆層
をＺｎで構成した場合、Ｚｎは両性化合物なのでアルカ
リ性溶液および酸性溶液のいずれにも容易に溶解する。 一方、混在部構成成分であるＺｎ７Ｆｅ３　は、これら
の溶液に溶解しにくい。このため、混在部以外の被覆層
だけを選択的に除去することができる。被覆層の一部除
去に用いる溶液のｐＨや温度、あるいは洗浄時間や洗浄
方法等の各種条件は特に限定されず、適当な条件を実験
的に定めればよいが、例えば、０．１〜０．２ｍｏｌ／
ｌ　程度のＮａ２　ＣＯ３　溶液を５０〜７０℃程度に
加熱し、この溶液中に被覆層を有する磁石粒子を投入し
て１０分〜４時間程度攪拌すれば、混在部を残して大部
分の被覆層を除去することができる。

【０１１３】なお、混在部が形成されていない場合でも
、溶解時間を制御することにより被覆層の一部を必要な
だけ除去することが可能である。

【０１１４】樹脂ボンディッド磁石の製造方法上記のよ
うにして製造された被覆層を有する磁石粒子は、樹脂バ
インダ中に分散されて樹脂ボンディッド磁石とされる。

【０１１５】樹脂ボンディッド磁石の製造は、通常の方
法に従って行なえばよい。すなわち、まず、被覆層を有
する磁石粒子と樹脂バインダとを混合後、成形し、必要
に応じて熱処理を施す。

【０１１６】成形方法に特に制限はなく、本発明はコン
プレッション成形を用いるコンプレッションボンディッ
ド磁石およびインジェクション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にも適用することがで
きる。

【０１１７】用いるバインダに特に制限はなく、公知の
樹脂ボンディッド磁石に利用される各種樹脂を用いれば
よい。例えば、コンプレッションボンディッド磁石の場
合は各種硬化剤を用いたエポキシ樹脂等の各種熱硬化性
樹脂を、また、インジェクションボンディッド磁石の場
合はポリアミド樹脂等の各種熱可塑性樹脂を用いればよ
い。なお、混合時のバインダの状態には特に制限はない
。

【０１１８】磁石粒子とバインダとの混合方法に特に制
限はなく、水平回転円筒型混合機、正立方体型混合機、
縦形二重円錐型混合機、Ｖ型混合機、鋤板混合機、らせ
ん混合機、リボン混合機、衝撃回転混合機等のいずれを
用いてもよい。コンプレッション成形あるいはインジェ
クション成形の条件に特に制限はなく、公知の条件から
適当に選択すればよい。

【０１１９】なお、樹脂ボンディッド磁石には、上記し
た磁石粒子およびバインダに加え、必要に応じて潤滑剤
、カップリング剤、可塑剤、酸化防止剤等が含有されて
いてもよい。

【０１２０】＜金属ボンディッド磁石＞本発明の磁石材
料を金属ボンディッド磁石に適用する場合、上記した被
覆層形成の際と同様な方法により金属ボンディッド磁石
を作製すればよい。

【０１２１】

【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。

【０１２２】［実施例１］ ＜磁石材料の製造＞まず、高周波誘導加熱により、原子
比でＳｍ２　Ｆｅ１７の組成を有する母合金インゴット
を作製した。母合金インゴットはＴｈ２　Ｚｎ１７型の
菱面体晶構造の結晶粒を有し、平均結晶粒径は約５００
μｍ　であった。なお、結晶構造はＸ線回折法により確
認した。

【０１２３】次に、母合金インゴットに溶体化処理を施
した。溶体化処理は、Ａｒガス雰囲気中にて１１５０℃
で１６時間行なった。

【０１２４】溶体化処理後、母合金インゴットを平均粒
子径１０μｍ　まで粉砕し、得られた合金粉末に、水素
ガス雰囲気の真空槽中で水素吸蔵処理を施した。処理条
件を下記表１に示す。

【０１２５】水素吸蔵処理後、降温せずに真空槽内を窒
素ガス雰囲気に換え、表１に示す条件にて窒化処理を施
し、磁石粉末とした。なお、水素吸蔵処理を施さずに窒
化処理を施した磁石粉末も作製した。

【０１２６】また、比較のために、窒化処理をアンモニ
アガスと水素ガスとの混合ガス雰囲気中で行なった磁石
粉末も作製した。

【０１２７】各磁石粉末の組成を測定した。なお、Ｓｍ
およびＦｅの含有率は蛍光Ｘ線法により、Ｎ含有率はガ
ス分析法により測定した。また、各磁石粉末について、
結晶のｃ軸の格子定数、飽和磁化σｓ　、異方性磁界Ｈ
Ａ　およびキュリー温度Ｔｃ　を測定した。ｃ軸の格子
定数は、粉末Ｘ線回折法を用いて算出した。結果を表１
に示す。

【０１２８】

【表１】

【０１２９】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、Ｓｍ２　Ｆｅ１７に対しＮ原
子が３個超かつ４個以下含まれ、かつ水素含有率が０．
００９原子％以下である磁石粉末Ｎｏ．　２〜４では、
高い飽和磁化が得られている。

【０１３０】磁石粉末Ｎｏ．　２〜４について、ｃ軸の
格子定数と同様にしてａ軸の格子定数を求めた。そして
、Ｓｍ２　Ｆｅ１７に対するＮの原子比が３〜４である
ときの各格子定数の変化を調べることにより、Ｎの全て
が結晶格子間隙に固溶していることが確認された。

【０１３１】また、これらの磁石粉末のＸ線回折チャー
トには、Ｆｅ２　Ｎのピークは見られなかった。

【０１３２】一方、Ｓｍ２　Ｆｅ１７に対し４個を超え
るＮ原子が含まれている磁石粉末Ｎｏ．　５と、Ｎ原子
は３個超かつ４個以下含まれているが水素含有率が上記
範囲を超えている磁石粉末Ｎｏ．　６とは、飽和磁化が
低い。これらの磁石粉末のＸ線回折チャートには、Ｆｅ
２　Ｎのピークが見られた。

【０１３３】［実施例２］実施例１で作製した磁石粉末
を用いて金属ボンディッド磁石を作製し、さらにこの金
属ボンディッド磁石を粉砕した磁石粒子を樹脂バインダ
に分散して、樹脂ボンディッド磁石を作製した。

【０１３４】実施例１で作製した磁石粉末Ｎｏ．　３と
、平均粒子径１０μｍ　のバインダの粉末とを、超硬合
金製ライカイ機により混合した。バインダにはＺｎ（融
点４１９℃）を用い、混合物中のバインダの粉末の含有
率は１２．５体積％とした。混合物をコンプレッション
成形し、得られた成形体をホットプレスにより加圧熱処
理した。ホットプレスの際のプレス時間は１時間、保持
温度は４５０℃、加圧圧力は８ｔ／ｃｍ２　とした。

【０１３５】ホットプレス後、冷却しして金属ボンディ
ッド磁石を得た。この金属ボンディッド磁石をディスク
ミルにより粉砕し、被覆層を有する磁石粒子を得た。な
お、一部の粉砕粉は、１０個程度以下の凝集した磁石粒
子の周囲を被覆層が囲んだ構成となっていた。

【０１３６】被覆層を形成した磁石粒子に熱処理を施し
た。熱処理は４５０℃にて０．５時間行なった。

【０１３７】次いで被覆層の組成を測定し、被覆層の厚
さ、混在部の厚さおよび混在部に含まれる化合物を調べ
た。この結果、被覆層の厚さは２〜８μｍ　、混在部の
厚さは２〜５μｍ　、混在部に含まれている化合物はＦ
ｅ７　Ｚｎ３　であった。

【０１３８】次に、被覆層を有する磁石粒子をエポキシ
系樹脂バインダと混合し、コンプレッション成形および
熱硬化を行なって樹脂ボンディッド磁石を作製した。こ
の樹脂ボンディッド磁石について、保磁力　ｉＨｃ　お
よび飽和磁化４πＩｓ　の測定を行なった。この結果、
　ｉＨｃ　は１８ｋＯｅ　、４πＩｓ　は１１ｋＧであ
った。

【０１３９】また、比較のために、被覆層を形成しない
磁石粒子を用いて樹脂ボンディッド磁石を作製し、これ
についても同様な測定を行なったところ、　ｉＨｃ　は
４．５ｋＯｅ　であった。

【０１４０】なお、上記各実施例において磁石粒子のＦ
ｅの一部をＣｏで置換した場合、Ｔｃ　の上昇、４πＩ
ｓ　の向上ならびにＨＡ　および　ｉＨｃ　の僅かな低
下が認められた。

【０１４１】また、Ｒ２　Ｔ１７に対しＮの含有率がほ
ぼ４である磁石材料を作製し、この磁石材料のＸ線回折
チャートを解析して原子座標を同定したところ、図１に
示されるようにＮ原子が固溶していることが確認された
。

【０１４２】

【発明の効果】本発明では、菱面体晶系の結晶構造を有
するＲ２　Ｔ１７金属間化合物に、Ｒ２　Ｔ１７あたり
３個超かつ４個以下のＮ原子を固溶させることにより、
飽和磁化の高い磁石材料が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】菱面体晶系のＲ２　Ｔ１７Ｎ４　の結晶構造を
説明するための単位胞の模式図である。

【図２】磁石粒子表面に被覆層を形成する際に用いるメ
カノフュージョンによる被覆装置の１例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

６　　粉体層 ７　　メカノフュージョン被覆装置 ８　　ケーシング ９１　　摩擦片 ９５　　かき取り片

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下記式で表わされる原子比組成を有す
   る菱面体晶系の結晶を含有し、水素の含有率が０．００
   ９原子％以下であることを特徴とする磁石材料。 式　　Ｒ２　Ｔ１７Ｎｘ （ただし、上記式において、Ｒは希土類元素から選択さ
   れる１種以上の元素であり、Ｓｍを必須元素として含む
   。Ｔは、Ｆｅ、またはＦｅおよびＣｏである。また、３
   ＜ｘ≦４である。）
2. 【請求項２】　　飽和磁化σｓ　が１４５ｅｍｕ／ｇ　
   以上である請求項１に記載の磁石材料。
3. 【請求項３】　　Ｒを６原子およびＴを５１原子含む前
   記結晶の単位胞におけるｃ面を、一方の側から順にｚ＝
   ０面、ｚ＝１／６面、ｚ＝１／３面、ｚ＝１／２面、ｚ
   ＝２／３面、ｚ＝５／６面およびｚ＝１面としたとき、
   Ｎ原子が、 ｚ＝０面およびｚ＝１面にそれぞれ１．５個、ｚ＝１／
   ６面およびｚ＝５／６面にそれぞれ１個、ｚ＝１／３面
   およびｚ＝２／３面にそれぞれ３個ならびに ｚ＝１／２面に１個 存在し得る請求項１または２に記載の磁石材料。
4. 【請求項４】　　前記結晶のｃ軸の格子定数が１２．６
   ６〜１２．７３Ａ　である請求項３に記載の磁石材料。
5. 【請求項５】　　請求項１ないし４のいずれかに記載の
   磁石材料を製造する方法であって、菱面体晶系のＲ２　
   Ｔ１７結晶を有する合金に、窒素を含有する雰囲気中で
   熱処理を施す窒化処理工程を有することを特徴とする磁
   石材料の製造方法。
6. 【請求項６】　　前記窒化工程の前に、前記合金に水素
   を含有させる水素吸蔵工程を有する請求項５に記載の磁
   石材料の製造方法。