JPS62241303A - 希土類永久磁石 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種電気・電子機器材料として有用な磁気特
性にすぐれた希土類永久磁石にかかわる。

（従来技術とＩＦ！Ｉ題点） 従来良く知られ、量産化されている希土類磁石には、サ
マリウムコバルト磁石ＳｍＣｏ５がある。

この磁気特性は最大エネルギー１ａ（ＢＨ）■ａｘが実
験値で２ＯＮＧＯ＠を超え、量産レベルでも１６〜１８
ＭＧＯｅに達し、高特性磁石としてスピーカー、モータ
ー、計測器等に広く使用されている。しかし、このＳｍ
系の磁石は高価なＣｏメタルを８０ｆｉ５１％以−ヒも
使用しているため、ＣｏをＦｅのような安価な元素に置
換えることが望ましく、その試みがなされているが、Ｓ
ｍＣｏ５化合物にはＦｅの同溶限がないために成功して
いない、他方、Ｒ−Ｆ　ｅｃＦ）２元系化合物としテＲ
Ｆ　ｅ　２、ＲＦ　ｅ　３、およびＲ２Ｆｅ１□化合物
が良く知られているが、キュリ一点Ｔｃ、飽和磁化４π
Ｍｓ、結晶磁気異方性定ａＫｕのいずれかが低いために
磁石化されていない、Ｒ−Ｃｏ系化合物ではＣａ　Ｃｕ
　５型結晶構造を持つＲＣｏ　ｓ化合物が存在し、重連
のＳ　ｍＣｏ　５磁石として実用化されているが、Ｒ−
Ｆｅ系化合物ではＲＦ　ｅ　ｓ化合物は従来存在しない
といわれていた。１９８４年にＣａｄｉｅｕ等（Ｊ、　
ＡＰＰＩ−Ｐｈｙｇ、　　Ｖｏｌ、　５５．２６１１；
　１１８４）はスパッター法によりＳ　ｔｎ　Ｆ　ｅ　
５および（Ｓ　ｍＴ　ｉ　）！Ｆ　ｅ　１ｏｏ−。

（ただし、ＴＥ：Ｆｅはｌ：９および１：１９）の薄膜
が作成できることを示した。しかし、これはスパッター
法による準安定相であり、バルクには存在しないものと
考えられていた。このためＲ−Ｆｅの２元系化合物では
ＣｒａａＬらの急冷薄帯法（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓ　ｏＪａｇ！Ｉａｔｉｃｓ、　Ｖａｔ、　Ｍ
ＡＧ−１８、１４４２；　Ｎｏｖ、　１９８２）による
準安定相以外磁石化された例はない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、高価なＣＯメタルの使用睦を減少させ、Ｓｍ
−Ｃｏ系磁石と同等か、それ以上の磁気特性を有する希
土類永久磁石を提供することをＤ的とし５重量百分比で
１２〜４５％のＲ（ＲはＹを含む希土類元素の少なくと
も１４１以上）と、０．１〜１０％のＴｉと、残部がＴ
（Ｔは４０％以上のＦｅと８０％以下のＣｏとの組合せ
）と不可避の不純物とからなる希土類永久磁石としたこ
とを要旨とするものである。

これを説明すると、上述したように従来ＲＦ　ｅ　ｓ相
の存在については、Ｓｍ分とＦｅ分とをＳｍＦ１！５の
割合になるようにＪ１９ａしても、２：１７相。

１：２相、およびｌ：３相の３相の存在は認められてい
るが、ｌ：５相の存在は確認されていない、そこで本発
明者はＲ−Ｆｅ系成分に加える第３成分について種々検
討の結果、それにはＴｉの添加が適していること、ざら
にＲとＴｉの置換槍を最適化すればバルク状態でＲ−Ｔ
ｉ　−Ｆｅよりなる。これまで知られていない３元系化
合物が存在し得ることを見出した。この３元系化合物の
各成分の比率はｌ：ｌ：１０近辺と推定される。ところ
が、この化合物は、ＲがＳｍの場合、キュリ一点が約３
００℃で、　Ｓ　ｍ−Ｃｏ　５磁石の７４０℃と比べて
かなり低いという欠点があり、その解決法についてさら
に研究を重ねた結果、上記３元系化合物にはＣＯが固溶
し、これによりキュリ一点を上昇させ得ることを見出し
た。すなわち、Ｒの種類により差はあるがＦｅのｌＯ原
子％をＣｏで置換した場合で約４Ｏ−ｆｉｏ℃のキュリ
一点の上昇が認められた。また、Ｆｅ−Ｃｏ中のＣｏ含
有比を増すと、同じくＨの種類により異なるが、ある値
までは飽和磁化の増加する傾向があり、磁気特性の向上
に寄与することを見出し、本発明に到達したものである
。

本発明にかかわる希土類永久磁石は重量百分比で１２〜
４５％のＹを含む希土類元素の少なくとも１種以上と、
０．１〜１０％のＴｉと、残部が４０％以上のＦｅと８
０％以下のＣｏとの組合せと不可避の不純物とからなる
組成物を、溶解、鋳造、粉砕、成形、焼結することによ
って得ることができる。

上記の配合に際し、Ｙを含む希土類元素が前記範囲外の
ときは３元系化合物が安定せず、しかも１２％以下では
保磁力ｉＨｃが、また４５％以上では飽和磁化がそれぞ
れ低下する。またＴｉが０．１％以下では３元系化合物
が安定せず、１０５以上では３元系化合物相が少なくな
る。さらに、Ｆｅ−Ｃ０組合せ成分におけるＣｏの割合
が８０％を超えると保磁力が低下し、コスト的にも不利
になるため。

上記割合にすることが必要である。

前述のＲで定義される成分は、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ
、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ。

Ｈａ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕからなる希土類元素
に、Ｙを含めたものであって、これらは単独または２！
！以上の組合せとして使用される。

本発明によって得られた希土類永久磁石は前述のように
Ｔｉの導入により３元系化合物相が安定化するとともに
、ＣＯの添加によりキュリ一点、および飽和磁化が大巾
に向上し、高い磁気特性を持つ磁石が得られる。

また、この希土類永久磁石は粉末焼結法によって異方性
焼結磁石とすることができるので、その磁気特性をＳｍ
−Ｃｏ系磁石と同等か、それ以Ｅにすることができる。

さらに急冷８帯法によっても高い保磁力を有する薄帯が
得られるので、これを粉砕し等方性のプラスチックマグ
ネットにしたり、異方性焼結体を粉砕し、異方性プラス
チック磁石とするなど多くの用途がある。

（発明の効果） 以−Ｌのように１本発明によればＲ−Ｆｅ系磁性材料に
所定量のＴｉ元素を加えることにより、これまで知られ
ていなかったＲ−Ｔｉ−Ｆｅなる安定化した３元系化合
物相に、さらにＣｏを添加することによりキュリ一点の
ような温度特性が改善され、かつＲ−ＣｏＳ系に比べて
高価なＣｏの使用機が少なくても、磁気特性にすぐれ、
広汎な用途を期待できる永久磁石が得られる。

（実施例　ｌ） それぞれ純度８３．ｓ％のＮｄ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃ。

の各メタルを第１表に示す割合で秤量後高周波溶解炉で
溶解し、銅水冷鋳型に溶湯を傾注してインゴットを作成
した。このインゴットをＮ２ガス中でジェットミルによ
り平均粒径２〜１０４ｍの大きさに微粉砕した０ｍられ
た微粉を１５ｋＯｅの静磁場中で配向後、１．５ｔ／ｃ
ゴの圧力でプレス成形した。この成形体をＡｒガス中で
、　ｔｏｏｏ〜１２００℃で１時間焼結熱処理を行なっ
た後、５００〜９００℃で更に４時間熱処理した後急冷
した。

熱処理後の異方性焼結体の残留磁束密度Ｂｒ。

保磁力ｉＨｃ、最大エネルギーＭ（ＢＨ）　　　を麿８
冨 測定したところ、第１表に示す結果が得られた。

なおΔＴｃはＣｏを添加することにより向上したキュリ
一点の値を示す。

（実施例　２） Ｓｍ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏの各メタルを第２表に示
す割合でＨ縫し、実施例１と同じ条件で熱処理して異方
性焼結体を作成した。各々の異方性焼結体の磁気特性を
測定したところ第２表に示す結果が１−Ｊられた。

手続補正書 昭和６２年３月３１日 １、事件の表示 昭和６１年特許願第８４７２４号 ２、発明の名称 希土類永久磁石 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名　称　　（２０６）信越化学工業株式会社４、代理人 「自発」 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 １）明細書第２ページ、第１５行の「従来」をｒ従来バ
ルク状では」に補正する。

２）同第３ページ、第１行の［できることを示した。」
のあとに「これらの薄膜はＣａ　Ｃｕ　ｓ型の六方晶構
造を有していると報告されている。」を追加する。

３）同上ページ、第７行のあとに下記を追加する。

１ｒＣｒｏａｔらの方法による薄膜磁石は等方性であり
、また準安定相をベースとしているため磁石の安定性に
疑問がもたれ実用化されていない。三元化合物のＲ２Ｆ
１４Ｂ相を主体とするＮｄＦｅＢ磁石は資源的に豊富な
Ｎｄ、Ｆｅを主たる原料としており、しかも室温での磁
気特性が５ｓ−Ｃｏ系磁石より高いため注目されている
。

しかし、Ｎｄ磁石は大変錆易く、何らかのコーティング
が必要になるが、未だに量産に適した方法が見つかって
おらず、この点がネックとなって広く用いられるまでに
至っていない。」４）同第４ページ、８行の「３元系化
合物」を「３元系化合物結晶構造は、Ｘ線回折ピークの
解析から正方品構造で指数材は可能なことが判り」に補
正する。

５）同上ページ、第１１行の「３００℃」を（ｒ３１０
’Ｃ，Ｉｌに補正する。

６）同上ページ、第１２行の「低いという欠点があり、
」を「低いため残留磁化（Ｂｒ）の可逆温度係数が大き
くなる。」に補正する。

７）同上ページ、第１７行のｒ４０〜８０℃」を「４０
〜］、　Ｏ０℃」に補正する。

８）同上ページ、第１８行の「られた。」のあとに下記
を追加する。

ＦＦｅをＣＯで置換する割合が５０％程度までは。

キュリ一点（Ｔｃ）は比例的に上昇するが、それ以上置
換してもキュリ一点の上昇は非常に緩やかになる。Ｊ ９）同第５ページ、第５行の「残部が４０％以上のＦｅ
と８０％以下」をｒ残部が４０％以上、好ましくは８０
％以上のＦｅと８０％以下、好ましくは４０％以下」に
補正する。

１０）同Ｆページー第１０行の「しかも１を「それゆえ
Ｊに補正する。

１１）同上ページ、第１６行の「低下し」を「大幅に低
下しＪに補正する。

１２）同第６ページ、第６行の「大巾に」を削除する。

１３）同上ページ、第１１行のあとに下記を追加する

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量百分比で１２〜４５％のＲ（ＲはＹを含む希土
   類元素の少なくとも１種以上）と、０．１〜１０％のＴ
   ｉと、残部がＴ（Ｔは４０％以上のＦｅと８０％以下の
   Ｃｏとの組合せ）と不可避の不純物とからなる希土類永
   久磁石。 ２、前記永久磁石が異方性焼結体である特許請求の範囲
   第１項に記載の希土類永久磁石。