JPS63245903A

JPS63245903A - 磁石及びその製造方法

Info

Publication number: JPS63245903A
Application number: JP62085502A
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: 1986-09-05
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1988-10-13

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、最大エネルギー槓（ＢＨ）ｍａｘの筒部での
減少が少ない希土類炭石及びその製造方法に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

希土類磁石材料の１棟としてＮｄ（ネオジウム）−Ｆｅ
（鉄）−Ｂ（ホウ素）系磁石材料が知らｎ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
ギー槓（ＢＨ）ｍａｘ　　を得ることができるが、キュ
ーリ一点が比較的低い３１２ｃであるため、使用県境温
度が１００ｃ以上になると、（ＤＨ）　ｍａｘが大幅に
減少するという欠点があった。

この種の欠点を解決するために、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系のＮ
ｄの一部をＤｙ等の他の希土類元素（以下Ｒと呼ぶ）に
置換したＮｄ−Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石材料（例えばモル比
で示す組成式Ｎｄ、、、ｓ　Ｄｙ、、、　Ｆｅ、７Ｂ。

の磁石）が既に知られている。このＮｄ　−Ｄｙ　−Ｆ
ｅ−Ｂ系磁石材料は、次の（１１〜（６）の工程で製造
さｎている。

１１）　　原料をＮｄ、３，５Ｄｙ、、５Ｆｅ、、　Ｂ
ｇの比率（モル比）になるように配付する。

（２）上記配付原料を溶解し、インゴットを作成する。

（３）得られたインゴットを平均粒径数μｍになるよう
に微粉砕する。

（４）　　得らｎた合金粉末を磁場中成形する。

（５）　　得らｎた成形体を、Ａｒガス雰囲気中約１］
００Ｃで焼成し、急冷する。

（６）得らｎ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ｎたＮｄ　−Ｄｙ　−Ｆｅ　−Ｂ系
砥石材料（裏、高温における最大エネルギー槓の減少率
は確かに低くなるが、更に減少率の低いＮｄ　−Ｒ−Ｆ
ｅ−Ｂ系に属する磁石材料が要求されている。Ｎｄの代
りにＰｒ（プラセオジム）等の別の希土類元素を含む磁
石においても同様な要望がある。

そこで、本発明の目的は、高温における最大エネルギー
槓の減少率を従来の希土類磁石よりも小、さくすること
をある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決し、上記目的を達成するための本願の
第】着目の発明は、単数又は複数の第１の希土類元素（
ＲＡ）と、Ｌａ（ランタン）、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ
（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｄｙ　（ジスプ
ロシウム）、Ｈｏ　（ホリミウム）及び結晶粒の多数の
集合から成る磁石において、前記結晶粒の周辺部に前記
第２の希土類元素（Ｒ）が樗＝＝嵩零分布し、前記結晶
粒の中心部に前記第２の希土類元素（６）が分布してい
ないか又は前記周辺部よりも低い濃度で分布しているこ
とを特徴とする磁石に係わるものである。なお、前記第
１の希土類元素（ＲＡ）は、Ｎｄ　（ネオジム）、Ｐｒ
　（プラセオジム）　等から選択さｎた少な（とも１棟
であり、ＮｄとＰｒとの組み合せであってもよい。

本願の第２Ｗ目の発明は単数又は複数の第１の希土類元
素ｔ±＝＝＃（Ｒａ）と、Ｌａ、　Ｃｅ、Ｐｒ、　Ｎｄ
、Ｄｙ、Ｈｏ及びＴｂの内の少なくとも１徳の第２の希
土類元素と、Ｆｅと、Ｂとから成る合金粉末Ｉと、前記
第】の希土類元素（ＲＡ）とＦｅとＢとから成り、別記
合金粉末■よりも高い焼結温度を有している合金粉末Ｉ
Ｉとを用慈する工程と、８０〜９９ｇｇ％の前記合金粉
末Ｉと１〜２０！ｔ％の前記合金粉末ＩＩとを混会する
工程と、削記会金粉末工と前記合金粉末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
結させる工程を有して第１査目の発明の磁石を製造する
方法に係わるものである。

と、この濃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シ、最大エネ
ルギー積の大幅な減少が生じなくなる。筐た。Ｒが結晶
粒中に均一に分布すると、残密度ＣＢｒ　）が大きくな
り、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍ　ａ　ｘも太き（なる
。

本願の第２番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ロ卑細眸龜宙士エネルギー積が
太き（、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（比較例も含む）に係わる希土類
磁石及びその製造方法ン説明する。

まず、本発明に従う試料Ｊｉ１１に示す磁石を次の（１
１〜（１１）の工程によって得た。

（１）モル％で示す組成式Ｎｄｔ３．５Ｄｙｌ、５Ｆｅ
ｙｔＢｌｌの合金粉末■を侮るために、Ｎｄ２９，６重
量％％　ＤＹ３．７重量％、Ｆｅ６５．４重量％、Ｂ１
，３重量るから成る原料Ｉを用意し、更に、原子数で示
す組成式Ｎｄ２ＦＪ４Ｂ　（モＡ、％で示す組成式Ｎｄ
＋　ｒ　、ｓ　ｆ＋’ｅ　８２．３８５．ｇ）の合金粉
末口を得るたぬにＮｄ　２６．７　＠」％。

Ｆｅ　７２．３　Ｍ量％、８１．０重量％から成る原料
１１を用意した。

（２１原料Ｉ、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
ぞれのインゴットヒ作成した。

（３）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＜Ｎ２ガス雰囲気中でディスクミルにより０
．１〜１．Ｏｍｍに粗粉砕して、合金粉末■および合金
粉末口を得た。

（４１合金粉末■と合金粉末ＩＩとを９７７重量と３重
量るの割合に秤量し、Ｎ２ガス雰囲気中で混合した。

（５）合金粉末■及びＨの混合粉末をＮ２ガス雰囲気中
でジェットミルにより平均粒径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の磁場中
成形により、１０１０Ｘｌ０Ｘ１２の直方体形状の成形
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ぬ込み、該サヤを石英管に封
入した。

（Ｒ１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℃／　ｍ　ｉｎで１１２０℃まで昇温した。

＋９１１１２０℃付近より　Ａｒガスを通気させ。

１１２０℃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。

ａｒＪ　　サヤが室温まで冷えた時点でサヤと共に焼結
体を取り出し、Ａｒガスを通気させた状態の炉に入れ、
約９３０℃まで１０℃／ｍｉｎで昇温し。

９３０℃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。

（ｉｌｌ　　得られた焼結体試料を５　Ｘ　５　Ｘ　５
　ｍｍの形状に研磨し、試料Ａ］の磁石を得た。

第１表における試料Ａ１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〜
３６の内の奇数の試料７ｉ１．３．５・・・山・・３５
、及び試料点３７〜４６は、合金粉末口の混合率が零で
ないので１本発明に従うものであり。

１〜３５の内の偶数の試料点２，４．６・山・・・・３
６、及び試料Ａ　４７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。比較例の試料＆
２．４．６・・・・・・・・３６及び４７の磁石は、合
金粉末口の混合率を零にした他は、試料点１と同一の方
法で装作した。

第１表における合金粉末Ｉの欄には１合金粉末Ｉ’＆構
成するＮｄ　−Ｒ−Ｆｅ　−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
Ｕとの合計Ｍ量に対する合金粉末口の割合が％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
、　Ｒ，、Ｆｅ、　Ｂの割合がモル１で示されている。

筐た、Ｒの欄には、Ｒの内容と割合Ｃモル％）が示され
ている。なお、本発明に従う試料の場合には１合金粉末
口と合金粉末口とを混合するために、混合後の各成分の
割合をモル鴨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％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Ａ１〜４７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
磁力Ｈｃｉ、最大エネルギー積（Ｂｌ−１）ｍａｘ、１
００℃及び１３０℃での最大エネルギー積（ＢＨ）ｙｙ
）ａｘの減少率を求めたところ、第２表に示す結果が得
られた。なお１１　Ｂｒ、　Ｈｃｉ　、　（ＨＨ）ｍａ
Ｘは２５℃における値を示す。また、最大エネルギただ
し、（ＢＨ）ｍａＸ−Ａは２５℃における最大エネルギ
ー積、　（ＢＨ）ｍａｘ　、Ｂ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扁１のＢｒは１２．２ｋＧ、
Ｈｃｉは１５．７　ｋｏｅ　４１　（ＨＨ）１１ａｘは
３６．０　ＭＧＯｅ、１００℃及び１３０℃での（ＢＨ
）ｍａｘの減少率は８．６，３８．４％であり、比較例
である試料、に２のそれ等よりも優れている。

合金粉末Ｉの組成が試料７九１及び２と異なる試料ム３
〜３６においても、合金粉末口を３又は６重１　％添刀
口した奇数番目の本発明に従う試料が。

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。

試料息３７〜４６から明らかな如く１合金粉末口の混合
率が１〜２０重量ちの範囲において１合金粉末１１の添
加効果が得へれている。最大エネルギー積の高温での減
少率は、　Ｄｙ、　’ｌ’ｂ、Ｈｏの混合率が３重量％
、　Ｌａ、Ｃｔ、　Ｐｒの混合率が６重量％の場合に最
も少ない。

１（をＤｙ以外の希土類元素にしても合金粉末１１の添
加効果が得られることは、試料Ａ］　１．１３．１５．
１７．１！　　２１．２１２５．２７．２９−３１．３
３．３５から明らかである。

上述の如（、合金粉末■と合金粉末りとを組み合せるこ
とをよって、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが太き（
なり、且つ高温での（ＢＨ）ｒｌ１３ｘの低下が小さく
なる理由は、焼結温度が高い合金粉末＋１　（Ｎｄ２Ｆ
ｅ１４Ｂ　）を核にして結晶が成長し、結晶粒の中央部
におけるＨの濃度がゼロ又は微小になり１周辺部におい
てＲの濃度が高くなるためと思われる。

そこで、Ｈの濃度分布を調べるために、試料点１及び２
更に１１１４のそれぞれの磁石について、磁化軸に垂直
な面に平行に１　ｍｍの厚さで切断し、これをダイヤモ
ンドディスクにより０．１ｍｍまで研磨したのち、得ら
れた試料片をさらにＡｒエツチングにより薄膜化し１分
析試料な作成した。

得られた分析試料の直径約ｌＯμｍの結晶断面上の各点
におけるＮｄ、　Ｄｙ　、　Ｆｅの濃度比（原子の数の
比）を求めた。なおこの濃度比はＥＩ）　Ｘ　（Ｅｎｅ
ｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ−ｒａｙ　Ｓｐｅｃ
ｔｒｕｍ　）法により鶏られたデータを電算機処理する
ことをより求めた。

第３表はこの結果を示し、測定点ｌは粒界部、測定点２
は境界槽より主相中央部へ向けて１μｍの主相内部、測
定点３は主相中央部を示す。

試料ＩＩＶＩＩ１２の　従来のＮｄ　−Ｄ　ｙ　−Ｆｅ
　−Ｂ系磁石では第１図（ａｌに示されるように結晶粒
＋１）の内部に黒をグラフ表示すれば、第２図（ａｌ　
（ｂｌ　ｔｅｌになり、Ｄｙは結晶粒（１）の周辺部で
高く中心部で低い同心多層構造的に分布していることを
なる。第３図は結晶粒（１）の集まりと、Ｄｙ（２１の
分布とを説明的に示すものである。。

試料７に１３のＰｒ、Ｃｅは第１ａ（ｂ）のＤｙと同様
に分布し、試料点１４のＰｒ、Ｃｅは第１図（ａＪと同
様に分布する。

第２図（ａ）に示す如＜’　Ｄｙが結晶粒の中に均−釦
分布すると、Ｄｙ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２図（ｂ）　（Ｃ）に示す如＜
　Ｄｙ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の低下が少なくなシ、
Ｒ大エネルギー積（Ｂ　Ｈ１ｍ　ａｘの低下も少なくな
る。また１本発明に従って、　Ｄｙの濃度を結晶粒（１
）の中心部でゼロ又は低くすると、Ｄｙ乞添加すること
をよる残留ｓ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ビ得ることができる。ＲがＤｙ
以外のＬａ、　Ｃｅ、　Ｐｒ、Ｈｏ、Ｔｂの場合もＤｙ
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、７形可
能なものである。倒えば、Ｎｄ、Ｒ，Ｆｅ。

Ｂの割合を８種々変えても、実施例と同様な効果が害ら
れる。ＲがＤｙ、Ｔｂ及びＨａから選択された重希土類
の場合には、各成分の割合を（Ｎｄ１−ｙｙ　Ｒｗ　）ｙ　　（Ｆｅｌ、ＸＢｘ）＋
ｏｏ−ｙ−ｚ０．０１≦Ｗ≦０．１９０．０５≦Ｘ≦０．１５１０≦ｙ≦２０で示されろモル％の組成式に従う範囲に収めることが望
ゴしい。ＲがＬａ、　Ｃｅ、　Ｐｒの軽希土類の場合に
は、各成分の割合を。

（Ｎｄ１−ＷＲＷ　）ｙ　（Ｆｅ１−ｘ　Ｂｘ）　ｔｏ
ｏ　−ｙｏ、０１≦Ｗ≦０．７００．０６≦Ｘ≦０．２０１２≦ｙ≦１８で示されるモル％の組成式に従う範囲だ収めることが望
ましい。

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

！た。焼成温度？例えば１０６０℃〜１１４０℃の範囲
、熱処理の温度を８８０℃〜９４０℃の範囲で変えても
よい。また、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
永久礎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か小さい
出血を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ　ｆｂｌ　（ｃｌけ結晶粒におけるＤｙの
分布を原理的に示す平面図。第２図（ａｌ　（ｂｌ　（Ｃ１ばＤｙの分布を説明的に
示す濃度分布図、第３図は本発明の実施例に従う結晶粒の集まりを原理的
に示す平面図である。（１）・・・結晶粒、（２＋−ｎｙ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）単数又は複数の第１の希土類元素（Ｒ＿Ａ）と、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｈｏ及びＴｂの内の少
なくとも１種の第２の希土類元素（Ｒ）と、鉄（Ｆｅ）
と、ホウ素（Ｂ）とを含む結晶粒の多数の集合から成る
磁石において、前記結晶粒の周辺部に前記第２の希土類元素（Ｒ）が分
布し、前記結晶粒の中心部に前記第２の希土類元素（Ｒ）が分布していないか又は前記周
辺部よりも低い濃度で分布していることを特徴とする磁
石。
（２）単数又は複数の第１の希土類元素（Ｒ＿Ａ）と、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｈｏ及びＴｂの内の少
なくとも１種の第２の希土類元素と、ＦｅとＢとから成
る合金粉末Ｉと、前記第１の希土類元素（Ｒ＿Ａ）とＦ
ｅ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。