JPS63127505A

JPS63127505A - 磁石及びその製造方法

Info

Publication number: JPS63127505A
Application number: JP61274779A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Aikawa; 豊相川; Tetsuo Tatsuno; 龍野　哲男; Setsu Arikawa; 有川　節; Masayuki Fujimoto; 正之藤本
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1986-11-17
Filing date: 1986-11-17
Publication date: 1988-05-31

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、＊大エネルギーｆｆｒ　（ｋ３１−１）ｍ３
Ｘの高温での減少が少ない希土類磁石及びその製造方法
に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

希土類出方材料の１種としてＮｄ　（ネオジム）−Ｆｅ
　（鉄）−Ｂ（ホウ素）系磁石材料が知られている。こ
のＮｄ　−Ｆｅ　−Ｂ系磁石材料は比較的大きな最大エ
ネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを得ることができるが、キュ
ーＩＪ−Ａが比較的低い３１２℃であるため、使用璋境
温度が１００℃以上になると＋　（Ｂ）ｌ）ｍａｘが大
＠に減少するといつ大扉があった。

この種の欠虚を解決するために、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系のＮ
ｄの一部をＤｙ等の他の希土類元素Ｃ以下Ｒと呼ぶ）に
置換し、且つＦｅの一部なＣＯ等の他の金属Ｃ以下Ｍと
呼ぶ）で置換したＮｄ　−Ｆ　−Ｆｅ　−Ｍ−Ｂ系磁石
材料Ｃ例えばモル比で示す組成式Ｎｄ＋ｓ、ｓ　ＤＹｌ
、ｓ　Ｆｅ５７　ＣＣｏ２０Ｂの磁石）が既に知られて
いる。このＮｄ　−Ｄｙ　−Ｆｅ　−Ｃｏ　−Ｂ系磁石
材料は１次の（、〜＋６１の工程で製造されている。

（、原料をＮｄ　１ｓ、　ｓ　ＤＹｌ、ｓ　Ｆｅ５ｔ　
ＣｏＨ）　Ｂｇの比率（モル比）ｖｃなるように配合す
る。

（２１上記配合原料を溶解し、インゴットを作成する。

（３１得られたインゴットを平均粒径数μｍＫなるよう
に微粉砕する。

（４）得られた合金粉末を磁場中成形する。

（５１得られた成形体を、Ａｒガス雰囲気中約、００℃
で焼成し、急冷する。

（６１得られた焼結体を、該焼結温度以下で再び熱処理
する。

上述の方法で製作されたＮｄ　−Ｄｙ　−Ｆｅ　−ｃｏ
　−Ｂ系礎石材料は、高温における最大エネルギー積の
減少率は確かに低くなるが、更に減少率の低いＮｄ−Ｒ
−Ｆｅ　−Ｍ−Ｂ系に属する磁石材料が髪求されている
。

そこで、本発明の目的は、高温における最大エネルギー
積の減少率を従来のＮｄ　−Ｒ−Ｆｅ　−Ｍ　−Ｂ系礎
石よシも小さくすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決し、上記目的な連取てるための本願の
第１番目の発明は、Ｎｄ（ネオジム）と。

希土類元素Ｒ（但しＲはＬａ　（ランタン）、Ｃｅ（セ
リウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｄｙ（ジスプロシウ
ム）　、　Ｈｏ　（ホルミウム）及びＴｂ　（テレビラ
ム）の内の少なくとも１種の希土類元素）と、Ｆｅ　（
鉄）と、金属元素Ｎ（但し１ＭはＡＩ　（アルミニウム
）、Ｔｉ（チタン）、ＶＣバナジウム）、Ｃｒ　（り”
ム）、　Ｍｎ（マａｙガン）、ＣＯ（：Ｆバルト）、Ｎ
ｉにッケル）、Ｚｒ（ジルコニウム）、ＮｈＣニオブ）
、Ｍｏ（そり、ブデン）、Ｔａ（タンタル）、及びＷ（
タングステン）の内の少なくとも１楡の金属元素）と、
Ｂ（ホウ素）とを含むＮｄ−Ｎｄ−１（−Ｆｅ−系礎石
において、前記Ｒ及びＭの濃度が８石を構成する結晶粒
Ｃ主相）の周辺部で高く、中心部で低いことを特徴とす
る磁石に係わるものである。

本願の第２番目の発明は、　ＮｄとＲとＦｅとＭとＢと
から成る合金粉末■と、原子数で示す組成式Ｎｄ２Ｆｅ
１４Ｂ　（−Ｆ−ル％で示す組成式はＮｄ１ｌＪ　ｐｅ
ｓ７．ｓＪ：ｌｓ、ｅ　）から成り１合金粉末Ｉよりも
高い焼結温度を有している合金粉末ｎを用意する工程と
、８０〜９９重量％の合金粉末ｌと、１〜２０重量％の
合金粉末ＩＩとを混合する工程と、前記合金粉末Ｔと前
記合金粉末ＩＩとの混合物を磁場中成形して成形体を得
る工程と、前記成形体を焼結させる工程とを有して第１
番目の発明の磁石を製造する方法に係わるものである。

〔作　用〕

Ｒ及びＭの濃度が結晶粒周辺部で高く、中心部で低いと
、この！１度差によりエネルギー障壁が生じ、これによ
り、高温状態での保磁力の低下が少なくなり、ｉｌ！ｌ
工大ルギー積の大幅な減少が生じなくなる。また、Ｒ及
びＭが結晶粒中に均一に分布すると、残留磁束密度（ｋ
３ｒ　）が低下するが１本発明に従って結晶粒の中心部
のＲ及びＭの濃度を低くすれば、残留磁束密度（Ｂｒ）
が大きくなり、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘも大き
くなる。

本願の第２８目の発明の製造方法によれば、高い焼結温
度を有している合金粉末■のＮｄ　２　Ｆｅ　１４　Ｂ
を核として結晶が成長し、Ｒ及びＭの濃度が結晶中心部
で低く、結晶周辺部で高くなる。このため。

最大エネルギー積が大きく、且つ高温時に最大エネルギ
ー積の大幅な減少が生じない磁石を容易に製造すること
ができる。

〔実施例〕

次に１本発明の実施例Ｃ比較例も含む）Ｋ係わる希土類
磁石及びその製造方法を説明する。

まず１本発明に従う試料ＡＩに示す磁石を次の、１〜ａ
υの工程によって得た。

（ＩＩ　　モル％で示す組成式Ｎｄｔｓ０ｇＤ）’＋、
ｇ　Ｆｅ５７ＣＯ２０ＢＳの合金粉末■を得るために、
Ｎｄ　２９．３１ｉｉ＃先。

Ｄｙ　３．７　Ｉｌ量％、Ｆｅ４７．９ｉｌｒ量％、　
Ｃｏ　１７．８重量３．８１．３重量るから成る原料■
を用意し、更に。

原子数で示す組成式Ｎｄ２Ｆｅ）４Ｂ　（モル％で示す
組成式Ｎｄ、．５Ｆｅｓｚ、ｓＢｓ、ｅ　　）の合金粉
末口を得ルタメにＮｄ２６．７重量％、Ｆｅ７２．３、
量％、Ｂ］、０重貴るから成る原料■を用意した。

（２１原料ｒ、原料■をそれぞれ１０　　ｔｏｒｒ以下
の真空度で高周波溶解し、水冷銅鋳型にて鋳造し。

それぞれのインゴットを作成した。

（３１得られた各インゴットをそれぞれスタンプミルに
よりＮ２ガス雰囲気中で平均粒径５ｍｍ程度に解砕し、
さらに同じ＜Ｎｔガス雰囲気中でディスクミルによ〕０
．１〜］、Ｏｍｍに粗粉砕して、合金粉末Ｔおよび合金
粉末口を得た。

（４）　　合金粉末Ｉと合金粉末ＩＩとを９７重ｉｔ％
と３重量％の割合に秤量し、Ｎ２ガス雰囲気中で混合し
た。

（５１合金粉末■及び口の混合粉末をＮ２ガス雰囲気中
でジェットミルによシ平均粒径４μｍになるように微粉
砕し、得られた粉末をすみやかにトルエン中に浸漬した
。

（６１２ｔｏｎ／　ｃｍ’の圧力で１５　ｋｏｅのＳ湯
中成形によシ、１０Ｘ１０Ｘ１’２ｍｍの直方体形状の
底形体を得た。

（７１該成形体を、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系ゲッターを満たし
たステンレス製サヤ中に埋め込み、該サヤを石英管に封
入した。

＋８１　　該石英管を予め１０　　ｔｏｒｒ以下の真空
度にした後、焼成炉内に挿入し、該真空度を保持した状
態で１０℃／ｍｉｎで、００℃まで昇温した。

（９、１００℃付近よシＡｒガスを通気させ。

、００℃で１時間保持したのち、　Ａｒガス雰囲気中で
サヤごと急冷した。

ａα　サヤが室温まで冷えた特産でサヤと共に焼結体を
取り出し、　Ａｒガスを通気させた状態の炉に入れ、約
９００℃までｌＯ℃／ｍｉｎで昇温し。

９００℃を１時間保持したのち、Ａｒガス雰囲気中でサ
ヤごと急冷した。

αυ　得られた焼結体試料５　Ｘ　５　Ｘ　５　ｍｍの
形状に研磨し、試料ＡＩの磁石を得た。

第１表における試料ＡＩ以外の本発明の試料も。

試料ＡＩと同様に作製した。なお、第１表において１〜
６２の内の奇数の試料ＡＩ、３．５・・・・・・・・６
１、及び試料Ａ　６３〜６６は１合金粉末口の混合率が
零でないので１本発明罠従うものであり。

１〜６１の内の偶数の試料＆２．４．６・・・・・・・
・６２は合金粉末口の混合率が零であるので１本発明に
属しない比較例である。比較例である試料層２゜４．６
・・・・・・・・６２の磁石は１合金粉末口の混合率を
零にした他は、試料層１と同一の方法で製作した。

第１表における合金粉末■の欄には１合金粉末口を構成
するＮｄ’　−Ｒ−Ｆｅ　−Ｍ　−Ｂの割合がモル％で
示され１合金粉末口の混合率の欄には１合金粉末口と合
金粉末ＩＩとの合計重量に対する合金粉末口の割合が先
で示され、焼結後の磁石の組成の欄には磁石に含まれて
いるＮｄ　、　ｈ、　Ｆｅ、　Ｍ、　Ｂの割合がモル％
で示されている。また、Ｒ及びＭの欄には、Ｒ及びＭの
内容と割合Ｃモル％）が示されている。なお１本発明に
従う試料の場合には。

合金粉末Ｉと合金粉末りとを混合するために、混合後の
各成分の割合をモル％で正確に表示することは実際上不
可能であるので、全体で１００モルちとなるように適当
に切り捨て、又は切り上げがなされている。

次に、試料Ａ１〜６６の各磁石について、ｖＳＭ（振動
試料型磁力計）を使用して、残留磁束密度Ｂｒ、固有保
母力ＨＣｉ、Ａ大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ、１００
℃及び１３０℃での最大エネルギー積（Ｂ）］　）　ｍ
ａｙの減少率を求めたところ、第２表て示す結果が得ら
れた。なお、　Ｂｒ、　Ｒｃｉ、　（ＢＨ１ｍ２．。

は２５℃における値を示す。筐た最大エネルギー積（Ｂ
Ｈ）ｍａｘの減少率は次式で求めた。

ただし、（ＢＨ）ｍａｘ、Ａは２５℃における最大エネ
ルギー積％（ＢＨ）ｍａｙ、Ｅは１００℃又は１３０℃
における最大エネルギー積である。

第２表の本発明に従う試料Ａ】のＢｒは、．７　ｋＧ。

Ｈｃｊは１２．６　ｋＯｅ　、　（ＢＨ）ｍ、Ｈは３２
．５　ＭＧＱｅ　。

１００″Ｃ及び１３０℃での（ＢＨ）ｍａＸの減少率は
４．２　、　９．５％であｐ、比較例である試料Ａ２の
それ等よりも優れている。

合金粉末Ｉの組成が試料ム１及び２と異なる試料高３〜
６２においても１合金粉末口を３！量先添加した奇数番
目の本発明に従う試料が１合金粉末Ｕを添加しない偶数
番目の比較例の試料よりも良い特性を有する。

試料点６３〜６６から明らかな如く１合金粉末Ｈの混合
率が１〜２０重量％の範囲において１合金粉末ａの添加
効果が得られている。最大エネルギー積の高温での減少
率は混合率が３重量％の場合に最も少ない。

ＲをＤｙ以外の希土類元素１ＭをＣｏ以外の金属元素に
しても合金粉末ｎの添加効果が得られることは、試料Ａ
、．１３，１５，１７．１９．２１．２３．２５．２７
．２９．３１．目ミミ肚辷３９．４１．４３．４５．４
７，４９，５１．５３から明らかである。

上述の如く１合金粉末Ｉと合金粉末■とを組み合せるこ
とによって、ｅ大エネルギー積（Ｂ）ｌ）ｍ８、が大き
くなり、且つ高温での（ＨＨ）ｙｙ）ａｘの低下が小さ
くなる理由は、焼結温度が高い合金粉末口（ＮｄｔＦｅ
　７４Ｂ）を核にして結晶が成長し、結晶粒の中央部に
おけるＲ及び■の濃度がゼロ又は微小になｐ１周辺部に
おいてＲ及びＭの濃度が高くなるためと思われる。

そこで、Ｒ汲びＭの！１度分布を調べるために。

試＃Ａ　Ｉ　Ｅｔび２のそれぞれの磁石について、磁化
軸に垂直な面に平行に１ｍｍの厚さで切断し、これをダ
イヤモンドディスクにより　０．１　ｍｍ　１で研磨し
たのち、得られた試料片をさらＫＡｒエツチングによジ
薄膜化し１分析試料を作成した。得られた分析に料の直
径約１０μｍの結晶断面上の各点におけるＮｄ、　Ｄｙ
　、Ｆｅ　、　ｃｏの＃度比Ｃ原子の数の比）を求めた
。なおこの、度比はＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄ？５ｐｅ
ｒｓｉｖｅ　Ｘ−ｒａｙ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　）　＠に
よジ得られたデータを電算微処理することＫＪジ求めた
。

第３表はこの結果を示し、測定潰１は粒界部、測定漬２
は境界相よシ主相中央部へ向けて１μｍの主相内部、測
定漬３は主相中央部を示す。

第　　　　３　　　　表第１図〜第４図は第３表の結果を説明的に示す。

試料ＡＩの本発明に従う磁石においては、第１９囚及び
第２９囚に示す如（磁石を構成する結晶粒ｌの中心部に
符号２で示すＤｙ及び符号３で示すＣｏが存在せず１周
辺部に存在している。試料点１の磁石の結晶粒１の中心
を通る直線上におけるＤｙとＣｏとの濃度を説明的に示
すと第１図０３）、第２図ωノとなる。

一方、試料鳥２の比較例の磁石においては、第３図（４
）及び第４９囚に示す如＜、Ｄｙ２、Ｃｏ　３が均一に
分布している。第３図ＣＢ）及び第４図ωノは。

試料点２の磁石の結晶粒１の中心を通る直線上における
ＤｙとＣＯの濃度を示す。

第３９囚０３）及び第４図（４）■に示す如＜　Ｄｙ及
びＣｏが結晶粒の中に均一に分布すると、Ｄｙ及びＣＯ
の濃度差によるエネルギー障壁が生じない。これに対し
て、第１図（４）０３１及び第２図（Ａ）Ｇ３Ｊに示す
叩くＤｙ及びＣＯの濃度差が生じると、これに基づきエ
ネルギー障壁が生じ、高温時の保磁力Ｈｃｉの低下が少
な（なシ、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａＸの低下も少
なくなる。！た１本発明に従って、Ｄｙ及びＣｏの濃度
を結晶粒１の中心部でゼロ又は低くすると、Ｄｙ及びＣ
Ｏを添加することによる残留磁束密度Ｂｒの減少を制限
することができ、大きな最大エネルギー積を得ることが
できる。ＲがＤｙ以外。

ＭがＣｏ以外の場合も、Ｄｙ、Ｃｏの場合と同様な作用
効果が得られる。

本発明は上述の実施例に限定されるものでなく。

変形可能なものである。例えば、　Ｎｄ、　Ｒ，Ｆｅ。

Ｍ、Ｂの割合な穐々変えても、実施例と同様な効！Ｊが
得られる。本発明に従う８石の好ましい組成は１次のモ
ルにの組成式で示すことができる。

（Ｎｄ＋　−ｗ　Ｒｗ）ｙ　Ｍｚ　（Ｆｅ１−ＲＢＸ）
　＋ｏｏ−ｙ−ｚ但し、Ｗは０．０１−’　０．７０Ｘは０．０８〜０．１５ｙは１０〜２０２は１〜２０の範囲の数値である。

また１合金粉末Ｉの原料としてＮｄ　Ｋ必然的にＬａ、
）’ｒが含まれているものを使用してもよい。

！た。焼成温度を例えば１０６０℃〜、４０℃の範囲で
、熱処理温度を８８０℃〜９４０℃の範囲で変えてもよ
い。筐た。熱処理の回数を増減させてもよい。

〔発明の効果〕

本願の第１番目の発明によれば、最大エネルギー積が大
きく、且つ最大エネルギー積の高温での減少率が小さい
永久磁石を提供することができる。

本願の第２番目の発明によれば、最大エネルギー積が大
きく、且つ高温での最大エネルギー積の減少率が小さい
磁石を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１９囚は試料Ａ１の磁石の結晶粒におけるＤｙの分布
を説明的に示す図。第１図の）は第１９囚のＤｙの濃度と位置との関係を示
す図。第２図（４）は試料Ａ１の磁石の結晶粒におけるｃ。の分布を説明的に示す囚。第２図■は第２図（４）のＣＯの濃度と位置との関係を
示す図。第３図（４）は試料Ａ２（比較例）の磁石の結晶粒にお
けるＤｙの分布を示す図。第３図■は第３９囚のＤｙの濃度と付量との関係を示す
図。第４９囚は試料Ａ２（比較例）の磁石の結晶粒における
Ｇｏの分布を示す図。第４図囚は第４９囚のＣｏの濃度と位置との関係を示す
図である。１・・・結晶粒、　２　＝　Ｄｙ　、　３−　Ｃｏ０第
１図（Ａ）第１図（Ｂ）第２図（Ａ）第２図ＣＢ）第３図（Ａ）＠３図ＣＢ）第４図（Ａ）第４図（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｄと、Ｒ（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｈｏ及び
Ｔｂの内の少なくとも１種の希土類元素）と、Ｆｅと、
Ｍ（Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、
Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ及びＷの内の少なくとも１種の金属元
素）と、Ｂとを含むＮｄ−Ｒ−Ｆｅ−Ｍ−Ｂ系磁石にお
いて、前記Ｒ及びＭの濃度が磁石を構成する結晶粒（主相）の
周辺部で高く、中心部で低いことを特徴とする磁石。
（２）Ｎｄと、Ｒ（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｈｏ及び
Ｔｂの内の少なくと本１種の希土類元素）と、Ｆｅと、
Ｍ（Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、
Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ及びＷの内の少なくとも１種の金属元
素）と、Ｂとから成る合金粉末 I と、ＮｄとＦｅとＢ
とから成り、前記合金粉末 I よりも高い焼結温度を有
している合金粉末IIとを用意する工程と、８０〜９９重
量％の前記合金粉末 I と１〜２０重量％の前記合金粉
末IIとを混合する工程と、前記合金粉末 I と前記合金
粉末IIとの混合物を磁場中成形して成形体を得る工程と
、前記成形体を焼結させる工程とを含んでいることを特徴とする磁石の製造方法。