JPH0453083B2 - - Google Patents

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JPH0453083B2
JPH0453083B2 JP60170241A JP17024185A JPH0453083B2 JP H0453083 B2 JPH0453083 B2 JP H0453083B2 JP 60170241 A JP60170241 A JP 60170241A JP 17024185 A JP17024185 A JP 17024185A JP H0453083 B2 JPH0453083 B2 JP H0453083B2
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JP
Japan
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irreversible demagnetization
magnetic properties
demagnetization rate
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JP60170241A
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JPS6231102A (ja
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Kimiho Uchida
Masaaki Tokunaga
Shigeo Tanigawa
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Proterial Ltd
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Hitachi Metals Ltd
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    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は希土類磁石材料、特に希土類元素(以
下Rで示す)、鉄、およびホウ素を主成分とする
永久磁石材料の製造方法に関する。
[従来の技術] R−Fe−B系永久磁石材料はR−Co系永久磁
石材料よりも高い磁気特性が得られる新しい組成
系として開発が進んでいる(特開昭59−46008号、
59−64733号及び59−8940号、M.Sagawa et al、
J.Appl.Phys.55(6)2083(1984)“N ew Material
for Permanent Magnets on a Base of Nd
and Fe”)。これによれば、例えばNd15Fe75B10
[原子%、Nd(Fe0.88B0.125.7]なる合金で(BH)
max〜35MG Oe、Hc〜10K Oeの磁気特性が
得られる。また、Feの一部をCoで置換すること
によりキユーリー点が向上すること、Ti、Ni、
Bi、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Sb、
Ge、Sn、Zr及びHfの1種又は2種以上の添加に
よりHcが向上することが示されている。
[発明が解決しようとする問題点] 上述したようにR−Fe−B系永久磁石、中で
もNd−Fe−B系永久磁石は従来のR−Co系永久
磁石に比較し高い磁気特性を有する。R−Fe系
化合物はそのキユーリ点が低いことが従来から知
られており、永久磁石化への大きな障害と考えら
れてきた。
本Nd−Fe−B系永久磁石は第3元素としてB
を採用することによりキユーリ点を向上させたも
のであり、これによつて本系の実用材としての可
能性が開かれた。
しかしながら、Nd−Fe−B系のキユーリ点は
300℃前後であり、従来の永久磁石材料であるフ
エライト磁石の400〜500℃、アルニコ磁石の800
〜900℃、R−Co系希土類磁石の700〜800℃に比
較し低い。
このため、実用磁性材料としては不可欠な要素
の1つである磁気特性の温度安全性が、上記の従
来の永久磁石材料に比べ大幅に劣るという欠点が
ある。このためNd−Fe−B系永久磁石は使用用
途、使用温度条件に大きな制限がある。
本発明の目的は、この欠点を改良し磁気特性の
温度安定性に優れたR−Fe−B系永久磁石を提
供することにある。
[問題点を解決するための手段] 上記の問題点を解決するために本発明は基本的
にNd1-〓Ce〓(Fe1-xBxzの組成式(ただし0.05≦α
≦0.20、0.04≦x≦0.2、4≦Z≦7.5である)に
より表わされる組成を有し、粉末冶金法により製
造されることを特徴とするものである。また、
Ndの一部をさらにPr、Dyで置換したり、Feの
一部をAlで置換することを特徴とするものであ
る。
即ち、上記問題点を解決するための本発明の要
点の1つは、Nd−Fe−B系への適当量のCeの添
加である。本発明者は詳細な検討の結果、Ceの
果す独特の効果を見い出し、本発明を完成させる
に至つた。以下にこの点について説明する。
第1図にNd−Fe−B系Nd1-〓Ce〓(Fe0.1B0.15.5
へのCe添加量αと磁気特性4πIr、Hc(常温)、
キユーリ点の関係を、第2図にNd1-〓Ce〓(Fe0.9
B0.15.5でCe添加量αを変えた場合の保磁力Hc
の温度変化依存性を(Ce添加材と無添加材の対
比)、第3図にNd−Fe−B系Nd1-〓Ce〓(Fe0.9
B0.55.5へのCe添加量αと不可逆減磁率の関係を
示す。第1図から常温ではCeの添加量の増加に
伴い磁気特性4πIr、IHc、(BH)maxおよびキユ
ーリ点は単調に減少することがわかる。
第2図から、高温での保磁力IHcの低下率はCe
添加材のほうが小であることがわかる。
不可逆減磁率はあるCe添加量に対し極小値を
とり、第3図に示すように極小値を与えるCe添
加量はα=0.15近傍である。
本発明においてαの範囲を0.05≦α≦0.20に限
定した理由は以下の通りである。α<0.05ではあ
る一定水準の磁気特性は得られるものの不可逆減
磁率は実用材として大きすぎる値である。α>
0.2では4πIr、IHcとも低く、低IHcに伴い不可逆減
磁率は大である。
本発明の第2の要点は上記組成の永久磁石への
適当量のPrの添加である。
上に述べたように、Ceの適当量の添加によつ
て不可逆減磁率が小となることが判明した。一方
Ceの添加は保磁力IHcを低下させる。
第4図にNd−Fe−B系Nd1-〓Pr〓(Fe0.9B0.15.5
へのPr添加量βと磁気特性、キユーリ点、不可
逆減磁率の関係を示す。Pr添加に伴い4πIrは単調
に低下する。
一方、保磁力IHcは漸増し不可逆減磁率は低下
する。キユーリ点の変化は極めて少ない。従つて
Prの添加は保磁力IHcの向上と不可逆減磁率の低
下をもたらす。
第5図にNd−Ce−Fe−B系Nd0.85-〓Ce0.15Pr〓
(Fe0.9B0.15.5へのPr添加量βと磁気特性、不可逆
減磁率の関係を示す。Prの上述の様な添加効果
から、Nd−Ce−Fe−B系においてもPrの添加に
よつて保磁力IHcは増加し不可逆減磁率は低下す
る。
本発明においてβの範囲を0.05≦β≦0.30に限
定した理由は以下の通りである。β<0.05では
4πIrの低下に比較し保磁力IHcの増加が少なく不
可逆減磁率低下への寄与が小である。β>0.30で
は4πIrの低下が大であり、実用材としての磁気特
性が得られない。
本発明では、Nd−Ce−Prを含むR(Fe1-xBxz
系永久磁石は適当量のDyを含有することができ
る。
第6図にNd−Fe−B系Nd1-〓Dy〓(Fe0.9B0.15.5
へのDy添加量γと磁気特性、キユーリ点、不可
逆減磁率の関係を示す。Dy添加に伴い4πIrは単
調に低下する。
一方、保磁力IHcは増加し不可逆減磁率は低下
する。キユーリ点の変化は極めて少ない。従つて
Dyの添加は保磁力IHcの向上と不可逆減磁率の低
下をもたらす。
第7図にNd−Ce−Pr−Fe−B系Nd0.65-〓Ce0.15
Pr0.2Dy〓(Fe0.9B0.15.5へのDy添加量γと磁気特性
の関係を示す。Dyの上述の様な添加効果から、
Nd−Ce−Pr−Fe−B系においてもDyの添加に
よつて、IHcは増加し不可逆減磁率は低下する。
本発明においてDyの添加量γの範囲を0.01≦
γ≦0.30と限定したのは次の理由による。γ<
0.01ではDy添加による保磁力増加効果が小であ
り不可逆減磁率低下への寄与が小である。γ>
0.30では4πIrの低下が大であり、実用材としての
磁気特性が得られない。
本発明のNd1--〓Ce〓 Pr〓(Fe1-xBxz系永久磁
石は適当量のAlを含有することができる。
第8図にNd−Fe−B系Nd(Fe0.9-yB0.1Aly5.5
へのAl添加量yと磁気特性、キユーリ点、不可
逆減磁率の関係を示す。Al添加に伴い4πIrは単
調に低下する。
一方、保磁力IHcは増加し不可逆減磁率は低下
する。キユーリ点は若干低下するがその低下の程
度は小である。従つてAlの添加は保磁力IHcの向
上と不可逆減磁率の低下をもたらす。
第9図にNd−Ce−Fe−B系Nd0.65Ce0.15Pr0.2
(Fe0.9-y B0.1Aly5.5へのAl添加量yと磁気特性
の関係を示す。Alの上述の様な添加効果から、
Nd−Ce−Fe−B系においてもAlの添加によつて
Hcは増加し、不可逆減磁率は低下する。本発明
においてyの範囲を0.001≦y≦0.05に限定した
理由は以下の通りである。y<0.001では保磁力I
Hcの増加が少なく不可逆減磁率低下への寄与が
小である。y>0.05では4πIrの低下が大であり、
実用材としての磁気特性が得られない。
また、本発明において希土類元素と他の元素の
比率を表すZ値を4.0≦Z≦7.5と限定した理由
は、Z<4.0では4πIrが低くZ>7.5では大きな保
磁力が得られず、いずれの場合も実用材としての
磁気特性が得られないことによる。同じくB量を
表すx値を0.04≦x≦0.2と限定した理由は、x
<0.04では4πIr、保磁力IHcが共に低く、x>0.2
では4πIrが低く実用材としての磁気特性が得られ
ないことによる。
[実施例] 組成式Nd0.55Ce0.15Pr0.2Dy0.1(Fe0.9B0.15.5とな
るように秤量し、これらをアーク溶解にて不活性
ガス中にて溶解し合金を作成した。
この合金を粗粉砕後、ジエツトミルにて微粉砕
し平均粒径3〜4μの微粉を得た。
これら微粉を配向磁界強度10000Oeの磁界中に
て2ton/cm2の圧力で成形体を得た。
成形体を不活性ガス雰囲気中にて、1000℃×
IHの焼結を行ない、次で焼結体を600℃×IHの
条件で熱処理した。この磁石の磁気特性を測定し
たところ、4πIr=10400 G、IHc=14000 Oe、キ
ユーリ点は264℃であつた。パーミアンス係数Pc
=2.0での不可逆減磁率は、100℃×2Hで2%、
150℃×2Hで23%であつた。
以上と同様な製法によつてNd(Fe0.9B0.15.5
組成を有する焼結磁石(比較例)を得た。この磁
石の磁気特性を測定したところ、4πIr=12500
G、Hc=10000 Oe、キユリー点は303℃であつ
た。バーミアンス係数Pc=2.0での不可逆減磁率
は、100℃×2Hで25%、150℃×2Hで52%であつ
た。
[発明の効果] 本発明により従来不充分であつたR−Fe−B
系永久磁石の不可逆減磁率が大幅に改善でき、こ
れによつて本系材料の使用温度範囲および用途が
拡大した。
【図面の簡単な説明】
図−1〜図−9に本発明の永久磁石材料と比較
材料を用いた実施例および実施例のデータの一部
を示す。各図の具体的な内容は以下の通りであ
る。第1図は本発明のNd1-〓Ce〓(Fe0.9B0.15.5にお
けるα値と磁気特性並びにキユーリ点の関係を示
す図。第2図は本発明のNd1-〓Ce〓(Fe0.9B0.55.5
おけるα値と高温でのIHcの変化率を示す図。第
3図は本発明のNd1-〓Ce〓(Fe0.9B0.55.5におけるα
値と不可逆減磁率の関係を示す図。第4図は
Nd1-〓Pr〓(Fe0.9B0.15.5におけるβ値と磁気特性、
キユーリ点並びに不可逆減磁率の関係を示す図。
第5図は本発明のNd0.85-〓Ce0.15Pr〓(Fe0.9B0.15.
5

のβ値と磁気特性、キユーリ点並びに不可逆減磁
率の関係を示す図。第6図はNd1-〓Dy〓(Fe0.9
B0.15.5におけるγ値と磁気特性、キユーリ点並
びに不可逆減磁率の関係を示す図。第7図は本発
明のNd0.65-〓Ce0.15Pr0.2Dy〓(Fe0.9B0.15.5におけ

γ値と磁気特性、キユーリ点並びに不可逆減磁率
の関係を示す図。第8図はNd(Fe0.9-yB0.1Aly5.5
におけるy値と磁気特性、キユーリ点、並びに不
可逆減磁率の関係を示す図。第9図は本発明の
Nd0.65Ce0.15Pr0.2(Fe0.9-yB0.1Aly5.5におけるy値
と磁気特性、キユーリ点、並びに不可逆減磁率の
関係を示す図。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Nd1---〓Ce〓Pr〓Dy〓(Fe1-yBxz (ただし、0.1≦α≦0.2、0.05≦β≦0.3、0.01≦
    γ≦0.3、0.04≦x≦0.2、4≦z≦7.5) で表される組成を有し、保磁力の不可逆減磁率が
    改善されたことを特徴とする焼結体永久磁石。 2 Nd1---〓Ce〓Pr〓Dy〓(Fe1-x-yBxAlyz (ただし、0.1≦α≦0.2、0.05≦β≦0.3、0.01≦
    γ≦0.3、0.04≦x≦0.2、0.001≦y≦0.05、4≦
    x≦7.5) で表される組成を有し、保磁力の不可逆減磁率が
    改善されたことを特徴とする焼結体永久磁石。
JP60170241A 1985-08-01 1985-08-01 焼結体永久磁石 Granted JPS6231102A (ja)

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