KR20090065525A - 영구자석 및 영구자석의 제조방법 - Google Patents

영구자석 및 영구자석의 제조방법 Download PDF

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류 요시이즈미
요시노리 신가키
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Abstract

소정 형상의 철-붕소-희토류계 소결자석의 표면에 Dy, Tb를 성막하여, 결정립계상에 확산시켜 되는 영구자석으로, 한층 높은 보자력을 가지는 것을 제공한다.
철-붕소-희토류계 소결자석의 표면에, Dy 및 Tb 중 적어도 하나를 함유하는 금속 증발 재료를 증발시켜 이 증발한 금속 원자를 부착시키는 성막 공정과, 열처리를 실시하여 표면에 부착한 상기 금속 원자를 소결자석의 결정립계상에 확산시키는 확산 공정을 포함하는 영구자석의 제조방법으로, 상기 금속 증발 재료는, Nd 및 Pr 중 적어도 하나를 함유한다.

Description

영구자석 및 영구자석의 제조방법{PERMANENT MAGNET AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 영구자석 및 영구자석의 제조방법에 관한 것으로, 특히, Nd-Fe-B계 소결자석의 결정립계상에 Dy나 Tb를 확산시킨 고자기 특성의 영구자석 및 이 영구자석의 제조방법에 관한 것이다.
Nd-Fe-B계 소결자석(소위, 네오디뮴 자석)은 철과, 염가이며 자원적으로 풍부하여 안정한 공급이 가능한 Nd, B 원소의 조합으로 된 것으로 염가로 제조할 수 있음과 아울러, 고자기 특성(최대 에너지적은 페라이트계 자석의 10배 정도)을 가지므로, 전자기기 등 여러 가지의 제품에 이용되고, 근래에는, 하이브리드 자동차용의 모터나 발전기에의 채용도 진행되고 있다.
한편, 상기 소결자석의 큐리에 온도는 약 300℃로 낮기 때문에, 채용하는 제품의 사용 상황에 따라서는 소정 온도를 넘어 온도가 상승하는 경우가 있고, 소정 온도를 넘으면, 열에 의해 자성이 감소하는 문제가 있다. 또, 상기 소결자석을 소망하는 제품에 이용할 때에는, 소결자석을 소정 형상으로 가공하는 경우가 있고, 이 가공에 의해 소결자석의 결정립에 결함(크랙 등)이나 응력 변형 등이 생겨 자기 특성이 현저하게 나빠지는 문제가 있다.
이 때문에, Nd-Fe-B계 소결자석을 얻을 때, Nd보다 큰 4f 전자의 자기 이방성을 갖고, Nd와 동일한 음의 스티븐스(Stevens) 인자를 가지는 것에 의해, 주상의 결정 자기 이방성을 크게 향상시키는 Dy나 Tb를 첨가하는 것이 고려되고 있으나, Dy나 Tb는 주상 결정 격자 중에서 Nd와 역방향의 스핀 배열을 하는 페리 자성 구조를 취하므로, 자계 강도, 나아가서는, 자기 특성을 나타내는 최대 에너지적이 크게 낮아지는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, Nd-Fe-B계 소결자석의 표면 전체에 걸쳐 Dy나 Tb를 소정막 두께(자석의 전체 체적에 의존하여 3㎛ 이상의 막 두께로 형성된다)로 성막하고, 다음에, 소정 온도하에서 열처리를 실시하여 표면에 성막된 Dy나 Tb를 자석의 결정립계상에 확산시키어 균일하게 퍼지게 하는 것이 제안되고 있다(비특허문헌 1 참조).
비특허 문헌 1 : Improvement of coercivity on thin Nd2Fe14B sintered permanent magnets(박형 Nd2Fe14B계 소결자석에 있어서의 보자력 향상)/박기태, 동북대학 박사논문 2000년 3월 23일)
상기 방법으로 제작한 영구자석은 결정립계상에 확산한 Dy나 Tb가 각 결정립 표면의 결정 자기 이방성을 높이기 때문에, 뉴클리에이션형의 보자력 발생 기구를 강화하고, 그 결과, 보자력을 비약적으로 향상시킴과 아울러, 최대 에너지적이 거의 손상되지 않는 이점이 있다(예를 들면, 잔류 자속밀도: 14.5kG(1.45T), 최대 에너지적: 50MGOe(400Kj/㎥), 보자력: 23KOe(3MA/m) 성능의 자석이 가능한 것이 비특허 문헌 1에 보고되어 있다).
그런데, 예를 들면 보자력을 한층 더 높이면, 영구자석의 두께를 얇게 해도 강한 자력을 갖는 것을 얻을 수 있다. 따라서, 이런 종류의 영구자석 이용 제품 자체의 소형, 경량화나 소전력화를 꾀하기 위해서는, 상기 종래과 비교하여 한층 높은 보자력을 갖고, 고자기 특성의 영구자석 개발이 요구된다. 또, 자원적으로 부족하고, 안정공급을 바랄 수 없는 Dy나 Tb를 이용하기 때문에, 소결자석의 표면으로의 Dy나 Tb의 성막이나 결정립계상에의 확산을 효율적으로 행하여 생산성을 향상시키고, 저비용화를 꾀할 필요가 있다.
거기서, 상기점에 착안하여, 본 발명의 제1 목적은 극히 높은 보자력을 갖고, 고자기 특성의 영구자석을 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 제2 목적은 극히 높은 보자력을 갖고, 고자기 특성의 영구자석을, 높은 생산성으로 또한 저비용으로 제작할 수 있는 영구자석의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1 기재의 영구자석의 제조방법은, 철-붕소-희토류계의 소결자석의 표면에, Dy 및 Tb 중 적어도 하나를 함유하는 금속 증발 재료를 증발시키고, 이 증발한 금속 원자를 부착시키는 성막 공정과, 열처리를 실시하여 표면에 부착한 상기 금속 원자를 소결자석의 결정립계상에 확산시키는 확산 공정을 포함하는 영구자석의 제조방법으로, 상기 금속 증발 재료는, Nd 및 Pr 중 적어도 하나를 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, Dy 및 Tb 중 적어도 하나에 더하여 Nd 및 Pr 중 적어도 하나를 함유하는 것에 의해, Dy나 Tb가 결정립의 Nd와 치환되어 결정 자기 이방성을 향상시키는 것에 더하여, 결정립계의 왜곡이나 결함이 복구되어 한층 높은 보자력을 갖고, 게다가, Nd 등이 Dy나 Tb와 달리, Fe와 같은 방향으로 자화하는 스핀 배열을 취하므로, 잔류 자석밀도 및 최대 에너지적이 높아지고, 그 결과, 종래의 것과 비교하여 한층 높은 자기 특성을 갖는 영구자석을 얻을 수 있다. 한편, Nd-Fe의 공정점은, Dy-Fe나 Tb-Fe의 공정점보다 낮으므로(약 200℃ 낮음), 결정립계에서의 Dy, Tb의 확산 속도가 빨라지고, 그 결과, 확산 공정을 단시간에 실시할 수 있어 높은 생산성을 달성할 수 있다.
상기 금속 증발 재료는, Al, Cu 및 Ga 중에서 선택된 적어도 1종을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 다원 공정 효과에 의해 Nd 리치상의 융점이 낮아지므로, Dy, Tb의 금속 원자의 확산 속도가 한층 더 빨라진다. 즉, 확산 공정시, Al, Cu나 Ga의 원소가 Nd 리치상에 들어가, Dy(Tb)-Nd(Pr)-Fe-Al(Cu, Ga) 등의 복잡한 공정을 만든다. 이 경우, 결정립계 근방에 있는 Nd 리치상의 공정점은, Dy-Fe(Tb- Fe)의 2원계 공정점과 비교하여 다원계의 것이 낮기 때문에, Dy, Tb의 금속 원자의 확산 속도가 더욱 빨라진다. 또, 확산 공정시, 상기 원소가 결정립계에 작용하는 것에 의한 클리닝 효과와, 상기 원소가 우선적으로 산화하는 것에 의해 희토류 산화물이 환원되는 것에 의한 유효한 희토류량의 증가가 서로 어우러져, 더욱더 높은 보자력을 가지는 영구자석을 얻을 수 있다. 이 경우, 보자력의 저하 원인인 C 등의 유해 원소와 적극적으로 반응하는 것에 의해 유해 효과를 낮출 수 있다.
또, 상기 금속 증발 재료는, Ag, B, Ba, Be, C, Ca, Ce, Co, Cr, Cs, Er, Eu, Fe, Gd, Ge, Hf, Ho, In, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pd, Ru, S, Sb, Si, Sm, Sn, Sr, Ta, Ti, Tm, V, W, Y, Yb, Zn 및 Zr 중에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 것이어도, 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.
상기 성막 공정은, 처리실을 가열하고, 이 처리실 내에 배치한 금속 증발 재료를 증발시켜 금속 증기 분위기를 처리실 내에 형성하는 제1 공정과, 처리실 내의 온도보다 낮게 유지한 상기 소결자석을 이 처리실에 반입하고, 처리실 내와 소결자석 사이의 온도차에 의해, 소결자석 표면에 금속 증기 분위기 중의 금속 원자를 선택적으로 부착 퇴적시키는 제2 공정을 포함하는 것이면, 소결자석의 표면에 금속 증발 재료를 소정막 두께로 고속으로 성막할 수 있으므로, 생산성이 한층 더 향상하고, 또, 자원적으로 부족하고, 안정 공급을 바랄 수 없는 Dy나 Tb의 수율을 높일 수 있어, 저비용화를 꾀할 수 있다.
이 경우, 상기 금속 증기 분위기가 상기 처리실 내에서 포화 상태이면, Dy, Tb 중 적어도 하나를 함유하는 금속 증발 재료를 소결자석 표면에 의해 고속으로 성막할 수 있어 좋다.
한편으로, 상기 금속 증발 재료와 소결자석을 동일한 처리실에 배치하여 가열하고, 이 금속 증발 재료를 증발시킴과 아울러, 이 증발한 금속 원자를 대략 동일 온도로 가열된 소결자석 표면으로의 공급량을 조절하여 부착시키고, 이 부착한 금속 원자를 소결자석 표면에 금속 증발 재료로 된 박막이 형성되기 전에 소결자석의 결정립계상에 확산시켜, 상기 성막 공정과 확산 공정을 실시하도록 해도 좋다.
이것에 의하면, 증발한 금속 원자가, 소정 온도까지 가열된 소결자석 표면에 공급되어 부착한다. 그때, 소결자석을 최적 확산 속도를 얻을 수 있는 온도로 가열함과 아울러, 소결자석 표면에의 금속 원자의 공급량을 조절했기 때문에, 표면에 부착한 금속 원자는 박막을 형성하기 전에 소결자석의 결정립계상에 순차 확산되어 간다(즉, 소결자석 표면에의 Dy나 Tb 등의 금속 원자의 공급과 소결자석의 결정립계상에의 확산이 한 번의 처리로 행해진다). 이 때문에, 영구자석의 표면 상태는, 상기 처리를 실시하기 전 상태와 대략 동일하고, 제작한 영구자석 표면이 열화하는(표면 거칠기가 나빠짐) 것이 방지되고, 또, 특히 소결자석 표면에 가까운 입계 내에 Dy나 Tb가 과잉으로 확산하는 것이 억제되어 특별한 후속 공정이 불필요하게 되어 높은 생산성을 달성할 수 있다.
이 경우, 상기 소결자석과 금속 증발 재료를 떨어뜨려 배치해 두면, 금속 증발 재료를 증발시켰을 때, 녹은 금속 증발 재료가 직접 소결자석에 부착하는 것을 방지할 수 있어 좋다.
또, 상기 처리 실내에 배치되는 상기 금속 증발 재료의 비표면적을 변화시켜 일정 온도하에 있어서의 증발량을 증감하면, 예를 들면 금속 원자의 소결자석 표면으로의 공급량을 증감하는 별개의 부품을 처리실 내에 마련하는 등, 장치의 구성을 바꾸지 않고, 간단하게 소결자석 표면에의 공급량의 조절이 가능해서 좋다.
Dy나 Tb 등의 금속 원자를 결정립계상에 확산시키기 전에 소결자석 표면에 흡착한 오염물, 가스나 수분을 제거하기 위해서, 상기 소결자석을 수납한 처리실의 가열에 앞서, 처리실 내를 소정 압력으로 감압하여 유지하는 것이 바람직하다.
이 경우, 표면에 흡착한 오염물, 가스나 수분의 제거를 촉진하기 위해서, 상기 처리실을 소정 압력으로 감압한 후, 처리실 내를 소정 온도로 가열하여 유지하는 것이 바람직하다.
한편, Dy나 Tb 등의 금속 원자를 결정립계상에 확산시키기 전에 소결자석 표면의 산화막을 제거하기 위해서, 상기 소결자석을 수납한 처리실의 가열에 앞서, 플라즈마에 의한 상기 소결자석 표면의 클리닝을 실시하는 것이 바람직하다.
또, 상기 소결자석의 결정립계상에 Dy나 Tb 등의 금속 원자를 확산시킨 후, 상기 온도보다 낮은 소정 온도하에서 영구자석의 왜곡을 제거하는 열처리를 실시하도록 하면, 자화 및 보자력이 한층 더 향상 또는 회복된 고자기 특성의 영구자석을 얻을 수 있다.
또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 14 기재의 영구자석은, 철-붕소-희토류계의 소결자석을 갖고, 이 소결자석 표면에 Dy 및 Tb 중 적어도 하나와 Nd 및 Pr 중 적어도 하나를 함유하는 금속 증발 재료를 증발시키고, 이 증발한 금속 원자를 부착시킨 후, 열처리를 실시하여 표면에 부착한 상기 금속 증발 재료를 결정립계상에 확산시키어 된 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 금속 증발 재료는, Cu, Al 및 Ga 중에서 선택된 적어도 1종을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또, 상기 금속 증발 재료는, Ag, B, Ba, Be, C, Ca, Ce, Co, Cr, Cs, Er, Eu, Fe, Gd, Ge, Hf, Ho, In, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pd, Ru, S, Sb, Si, Sm, Sn, Sr, Ta, Ti, Tm, V, W, Y, Yb, Zn 및 Zr 중에서 선택된 적어도 1종을 더 포함하도록 해도 좋다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명의 영구자석은 종래 기술의 것과 비교하여 한층 높은 보자력을 가지는 고자기 특성의 것이며, 또, 본 발명의 영구자석의 제조방법에서는, 한층 높은 보자력을 가지는 고자기 특성의 영구자석을 높은 생산성으로 또한 낮은 비용으로 제작할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명으로 제작한 영구자석의 단면을 모식적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 처리를 실시하는 진공 처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 종래 기술에 의해 제작한 영구자석의 단면을 모식적으로 설명하는 도면이다.
도 4 (a)는 소결자석 표면의 가공 열화를 설명하는 도면이다. (b)는 본 발명의 실시에 의해 제작한 영구자석의 표면 상태를 설명하는 도면이다.
도 5는 성막 공정을 실시하는 성막 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 6은 도 3에 나타낸 성막 장치의 처리실 내에서의 소결자석의 유지를 설명하는 도면이다.
도 7은 실시예 1로 제작한 영구자석의 자기 특성의 평균치를 나타내는 표이다.
도 8은 실시예 2로 제작한 영구자석의 자기 특성의 평균치를 나타내는 표이 다.
도 9는 실시예 3으로 제작한 영구자석의 자기 특성의 평균치를 나타내는 표이다.
도 10은 실시예 4로 제작한 영구자석의 자기 특성의 평균치를 나타내는 표이다.
도 11은 실시예 5로 제작한 영구자석의 자기 특성의 평균치를 나타내는 표이다.
도 12는 실시예 6으로 제작한 영구자석의 자기 특성의 평균치를 나타내는 표이다.
(부호의 설명 )
1 진공 증기 처리 장치
12 진공 챔버
2 처리실
3 가열 수단
S 소결자석
M 영구자석
V 금속 증발 재료
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 영구자석(M)은 소정 형상으로 가공한 Nd-Fe-B계의 소결자석(S) 표면에, 후술하는 금속 증발 재료(V)를 증발시키고 이 증발한 금속 원자를 부착시키는 성막 공정과, 소결자석(S)의 표면에 부착한 금속 원자를 결정립계상에 확산시켜 균일하게 퍼지게 하는 확산 공정의 일련의 처리를 동시에 행하여 제작된다(진공 증기 처리).
출발 재료인 Nd-Fe-B계의 소결자석(S)은, 공지의 방법에 의해 다음과 같이 제작되고 있다. 즉, Fe, B, Nd를 소정의 조성비로 배합하여 공지의 스트립캐스팅법에 의해 0.05㎜~0.5㎜의 합금을 먼저 제작한다. 한편으로, 공지의 원심주조법으로 5㎜ 정도 두께의 합금을 제작하도록 해도 좋다. 또, 배합시, Cu, Zr, Dy, Tb, Al이나 Ga을 소량 첨가해도 좋다. 그 다음에, 제작한 합금을 공지의 수소 분쇄 공정에 의해 분쇄하고, 계속해서 제트밀 미분쇄 공정에 의해 미분쇄한다.
그 다음에, 자계 배향하여 금형으로 직방체나 원주 등 소정 형상으로 성형한 후, 소정의 조건하에서 소결시켜 상기 소결자석이 제작된다. 소결자석(S) 제작의 각 공정에 대해 조건을 각각 최적화하여, 소결자석(S)의 평균 결정 입경이 1㎛~5㎛의 범위, 또는 7㎛~20㎛의 범위가 되도록 하면 좋다.
평균 결정 입경을 7㎛ 이상으로 하면, 자계 성형시의 회전력이 커짐과 아울러 배향도가 좋고, 게다가, 결정립계의 표면적이 작아져 단시간에 소결자석 표면에 부착한 Dy, Tb 등의 금속 원자를 효율적으로 확산할 수 있어 한층 높은 보자력을 갖는 영구자석(M)을 얻을 수 있다. 덧붙여, 평균 결정 입경이 25㎛를 초과하면, 하나의 결정 입자 중에 다른 결정 방위를 포함하는 입자의 비율이 극단적으로 많아져 배향도가 나빠지고, 그 결과, 영구자석의 최대 에너지적, 잔류 자속밀도, 보자력이 각각 저하한다.
한편, 평균 결정 입경을 5㎛ 미만으로 하면, 단일 자구 결정립의 비율이 높아지고, 그 결과, 매우 높은 보자력을 갖는 영구자석을 얻을 수 있다. 평균 결정 입경이 1㎛보다 작아지면, 결정립계가 미세하고 복잡하게 되므로 확산 공정을 실시하는데 필요한 시간이 극단적으로 길어져, 생산성이 나쁘다.
도 2에 나타내듯이, 상기 처리를 실시하는 진공 증기 처리 장치(1)는, 터보 분자 펌프, 크라이오 펌프, 확산 펌프 등의 진공 배기 수단(11)을 개입시켜 소정 압력(예를 들면, 1×10-5Pa)까지 감압하여 유지할 수 있는 진공 챔버(12)를 갖는다. 진공 챔버(12) 내에는 상면을 개구한 직방체 형상의 상자부(13a)와 개구한 상자부(13a)의 상면에 착탈이 자유로운 덮개부(13b)로 된 상자체(13)가 설치된다.
덮개부(13b)의 바깥 둘레부에는 아래로 굴곡시킨 플랜지(131)가 그 사방에 걸쳐 형성되고, 상자부(13a)의 상면에 덮개부(13b)를 장착하면, 플랜지(131)가 상자부(13a)의 외벽에 끼워 맞춤하여(이 경우, 메탈씰 등의 진공 씰은 설치되지 않음), 진공 챔버(12)와 격리된 처리실(130)이 정의된다. 그리고 진공 배기 수단(11)을 개입시켜 진공 챔버(12)를 소정 압력(예를 들면, 1×10-5Pa)까지 감압하면, 처리실(130)이 진공 챔버(12)보다 대략 반 자리수 높은 압력(예를 들면, 5×10-4Pa)까지감압되게 된다.
처리실(130)의 용적은, 증발 금속재료(V)의 평균 자유 경로를 고려하여 증기 분위기 중의 금속 원자가 직접 또는 충돌을 반복하여 복수의 방향으로부터 소결자 석(S)에 공급되도록 설정되어 있다. 또, 상자부(13a) 및 덮개부(13b)의 벽면의 두께는, 후술하는 가열 수단에 의해 가열되었을 때, 열변형하지 않도록 설정되고, 금속 증발 재료(V)와 반응하지 않는 재료로 구성되어 있다.
즉, 금속 증발 재료(V)가 예를 들면 Dy와 Nd로 된 합금일 때, 일반적인 진공 장치로 자주 이용되는 Al2O3를 이용하면, 증기 분위기 중의 Dy나 Nd와 Al2O3가 반응하여 그 표면에 반응 생성물을 형성하기 때문에, 상자체(13)가 파손되기 쉽다. 이 때문에, 상자체(2)를 예를 들면, Mo, W, V, Ta 또는 이들의 합금(희토류 첨가형 Mo 합금, Ti 첨가형 Mo 합금 등을 포함한다)이나 CaO, Y2O3, 혹은 희토류 산화물로 제작하든지, 또는 이들 재료를 다른 단열재의 표면에 안감막으로서 성막한 것으로 구성하고 있다. 또, 처리실(20) 내에서 바닥면으로부터 소정 높이 위치에는, 예를 들면 Mo제의 복수개의 선재(예를 들면, φ0.1~10㎜)를 격자모양으로 배치함으로써 받침부(132)가 형성되고, 이 받침부(132)에 복수개의 소결자석(S)을 늘어놓아 배치할 수 있도록 되어 있다. 한편, 금속 증발 재료(V)는 처리실(20)의 바닥면, 측면 또는 상면 등에 적당히 배치된다.
금속 증발 재료로서는, 주상의 결정 자기 이방성을 크게 향상시키는 Dy 및 Tb 중 적어도 하나를, Nd 및 Pr 중 적어도 하나(이 경우, Nd와 Pr의 합금인 디디뮴을 이용해도 좋다)를 포함하는 것을 이용할 수 있고, 금속 증발 재료(V)는 소정의 혼합 비율로 배합하여, 예를 들면 아크 용해로를 이용하여 벌크상의 합금을 얻고, 처리실(132) 내의 소정 위치에 배치된다. 덧붙여, 벌크상 또는 과립상의 Dy, Tb 또 는 이들의 합금과, Nd, Pr 또는 이들의 합금을 소정 중량비로 처리실(130) 내에 각각 별개로 배치하도록 해도 좋다.
이것에 의해, 결정립계상에의 확산시에, Dy(Tb)가 결정립의 Nd(Pr)와 치환되어 결정 자기 이방성을 향상시키는 것에 더하여, 결정입계의 왜곡이나 결함이 복구되어 한층 높은 보자력을 갖고, 게다가, Nd 등이 Dy나 Tb와 달리, Fe와 같은 방향으로 자화하는 스핀 배열을 취하므로, 잔류 자석밀도 및 최대 에너지적이 높아지고, 그 결과, 종래의 것과 비교하여 한층 높은 자기 특성의 영구자석을 얻을 수 있다. 한편, Nd-Fe의 공정점이, Dy-Fe나 Tb-Fe의 공정점보다 낮으므로(약 200℃ 낮음), 결정립계에서의 Dy, Tb의 확산 속도가 빨라지고, 그 결과, 확산 공정을 단시간에 실시할 수 있어 높은 생산성을 달성할 수 있다. 이 경우, 금속 증발 재료(V)가 Nd 및 Pr 중 적어도 하나를 함유하면, 그 혼합 비율(중량%)에 관계되어, Dy 및 Tb 중 적어도 하나를 금속 증발 재료(V)로 하는 경우와 비교하여 영구자석(M)의 보자력을 높일 수 있다.
금속 증발 재료(V)는, Al, Cu 및 Ga 중에서 선택된 적어도 1종을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 확산 공정시, 다원 공정 효과에 의해 Nd 리치상의 융점이 낮아지므로, Dy, Tb의 금속 원자의 확산 속도가 한층 더 빨라진다. 즉, 확산 공정시, Al, Cu나 Ga의 원소가 Nd 리치상에 들어가, Dy(Tb)-Nd(Pr)-Fe-Al(Cu, Ga) 등의 복잡한 공정을 만든다. 이 경우, 결정립계 근방에 있는 Nd 리치상의 공정점은, Dy-Fe(Tb-Fe)의 2원계 공정점과 비교하여 다원계의 것이 낮기 때문에, Dy, Tb의 금속 원자의 확산 속도가 더욱 빨라진다. 또, 확산 공정시, 상기 원소가 결정 립계에 작용하는 것에 의한 클리닝 효과와, 상기 원소가 우선적으로 산화하는 것에 의해 희토류 산화물이 환원되는 것에 의한 유효한 희토류량의 증가가 서로 어우러져, 더욱더 높은 보자력을 가지는 영구자석을 얻을 수 있다. 이 경우, 보자력의 저하 원인인 C 등의 유해 원소와 적극적으로 반응하는 것에 의해 유해 효과를 낮출 수 있다.
또한, 상기와 같은 효과를 얻기 위해, 상기 금속 증발 재료(V)는, Al, Cu 및 Ga의 각 원소에 더하여 또는 각 원소 대신에, Ag, B, Ba, Be, C, Ca, Ce, Co, Cr, Cs, Er, Eu, Fe, Gd, Ge, Hf, Ho, In, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pd, Ru, S, Sb, Si, Sm, Sn, Sr, Ta, Ti, Tm, V, W, Y, Yb, Zn 및 Zr(이하, 「A 원소」라 한다) 중에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 것이어도 좋다.
진공 챔버(12)에는 또한 가열 수단(14)이 설치되어 있다. 가열 수단(14)은, 상자체(13)와 같이, 금속 증발 재료와 반응하지 않는 재료제이며, 예를 들면, 상자체(13)의 주위를 둘러싸도록 설치되고, 안쪽에 반사면을 구비한 Mo제의 단열재와 그 안쪽에 배치되고 Mo제의 필라멘트를 갖는 전기 가열 히터로 구성된다. 그리고 감압하에서 상자체(13)를 가열 수단(14)으로 가열하고, 상자체(13)를 개입시켜 간접적으로 처리실(130) 내를 가열하는 것에 의해, 처리실(130) 내를 대략 균등하게 가열할 수 있다.
다음에, 상기 진공 증기 처리 장치(1)를 이용하여 본 발명의 방법을 실시한 영구자석(M)의 제조에 대해 설명한다. 먼저, 상자부(13a)의 받침부(132)에 상기 방법으로 만든 소결자석(S)을 놓음과 아울러, 상자부(13a)의 바닥면에 예를 들면 금 속 증발 재료(V)인 Dy와 Nd의 합금을 설치한다(이것에 의해, 처리실(130)내에서 소결자석(S)과 금속 증발 재료(V)가 떨어져 배치된다). 그리고 상자부(13a)의 개구된 상면에 덮개부(13b)를 장착한 후, 진공 챔버(12) 내에서 가열 수단(14)에 의해 주위를 둘러싸인 소정 위치에 상자체(13)를 설치한다(도 2 참조). 그리고 진공 배기 수단(11)을 개입시켜 진공 챔버(12)를 소정 압력(예를 들면, 1×10-4Pa)에 이를 때까지 진공 배기하여 감압하고(처리실(130)은 약 반자리수 높은 압력까지 진공 배기된다), 진공 챔버(12)가 소정 압력에 도달하면, 가열 수단(14)을 작동시켜 처리실(130)을 가열한다.
감압하에서 처리실(130) 내의 온도가 소정 온도에 도달하면, 처리실(130)의 바닥면에 설치한 금속 증발 재료(V)가 처리실(130)과 대략 동일한 온도까지 가열되어 증발을 개시하고, 처리실(130) 내에 금속 증기 분위기가 형성된다. 증발을 개시한 경우, 소결자석(S)과 금속 증발 재료(V)를 떨어뜨려 배치했기 때문에, 금속 증발 재료(V)가 표면 Nd 리치상이 녹은 소결자석(S)에 직접 부착하지 않는다. 그리고 금속 증기 분위기 중의 Dy(Tb)나 Nd(Pr) 금속 원자가 직접 또는 충돌을 반복하여 복수의 방향으로부터 금속 증발 재료(V)와 대략 동일한 온도까지 가열된 소결자석(S) 표면을 향해 공급되어 부착하고, 이 부착한 금속 원자가 소결자석(S)의 결정립계상에 확산되어 영구자석(M)을 얻을 수 있다.
그런데 도 3에 나타내듯이, 성막 공정과 확산 공정을 동시에 실시하는 경우, Dy 및 Nd를 함유하는 층(박막)(L1)이 형성되도록 금속 증기 분위기 중의 Dy 및 Nd 의 금속 원자가 소결자석(S)의 표면에 공급되면, 소결자석(S) 표면에서 부착하여 퇴적한 Dy, Nd가 재결정화 했을 때, 영구자석(M) 표면을 현저하게 열화시키고(표면 거칠기가 나빠진다), 또, 처리중에 대략 동일한 온도까지 가열되어 있는 소결자석(S) 표면에 부착하여 퇴적한 Dy가 녹아 소결자석(S) 표면에 가까운 영역(R1)에 있어서의 입계내에 과잉으로 확산하여 자기 특성을 효과적으로 향상 또는 회복시킬 수 없다.
즉, 소결자석(S) 표면에 Dy 및 Nd를 함유하는 박막이 한 번 형성되면, 박막에 인접한 소결자석(S) 표면의 평균 조성은 Dy 리치 조성이 되고, Dy 리치 조성이 되면, 액상온도가 낮아져, 소결자석(S) 표면이 녹게 된다(즉, 주상이 녹아 액상의 양이 증가한다). 그 결과, 소결자석(S) 표면 부근이 녹아 무너져 요철이 증가하게 된다. 게다가, Dy가 다량의 액상과 함께 결정립 내에 과잉으로 침입하여, 자기 특성을 나타내는 최대 에너지적 및 잔류 자속밀도가 더욱더 저하한다.
본 실시 형태에서는, 소결자석의 1~10 중량%의 비율로, 단위 체적 당 표면적(비표면적)이 작은 벌크상(대략 구형상)의 금속 증발 재료(V)를 처리실(130)의 바닥면에 배치하고, 일정 온도하에 있어서의 증발량을 감소시키도록 했다. 그것에 더해, 금속 증발 재료(V)가 Dy와 Nd의 합금일 때, 가열 수단(14)을 제어하여 처리실(130) 내의 온도를 800℃~1050℃, 바람직하게는 900℃~1000℃의 범위로 설정하는 것으로 했다(예를 들면, 처리실 내 온도가 900℃~1000℃일 때, Dy의 포화 증기압은 약 1×10-2~1×10-1Pa이 된다).
처리실(130) 내 온도(나아가, 소결자석(S)의 가열 온도)가 800℃보다 낮으면, 소결자석(S) 표면에 부착한 Dy 원자의 결정립계층으로의 확산 속도가 늦어져, 소결자석(S) 표면에 박막이 형성되기 전에 소결자석의 결정립계상에 확산시켜 균일하게 퍼지게 할 수 없다. 한편, 1050℃를 초과하는 온도에서는, 증기압이 높아져 증기 분위기 중의 금속 원자가 소결자석(S) 표면에 과잉으로 공급된다. 또, Dy가 결정립 내에 확산할 우려가 있고, Dy가 결정립내에 확산하면, 결정립내의 자화를 크게 떨어뜨리기 때문에, 최대 에너지적 및 잔류 자속밀도가 더욱더 저하하게 된다.
소결자석(S) 표면에 Dy나 Nd를 함유하는 박막이 형성되기 전에 그 결정립계상에 확산시키기 위해서, 처리실(130)의 받침부(132)에 설치한 소결자석(S) 표면적의 총합에 대한 처리실(130) 바닥면에 설치한 금속 증발 재료(V)의 표면적의 총합의 비율이, 1×10-4~2×103의 범위가 되도록 설정한다. 1×10-4~2×103 범위 이외의 비율에서는, 소결자석(S) 표면에 소정의 박막이 형성되는 경우가 있고, 또, 높은 자기 특성의 영구자석을 얻을 수 없다. 이 경우, 상기 비율이 1×10-3에서 1×103의 범위가 바람직하고, 또, 상기 비율이 1×10-2에서 1×102의 범위가 더욱 바람직하다.
이것에 의해, 증기압을 낮게 함과 함께 금속 증발 재료(V)의 증발량을 감소시키는 것에 의해, 소결자석(S)에의 금속 원자의 공급량이 억제되는 것과, 소결자석(S)의 평균 결정 입경을 소정 범위로 고르게 하면서 소결자석(S)을 소정 온도 범 위로 가열함과 아울러 금속 증발 재료(V)로서 Dy(Tb)에 Nd 및 Pr 중 적어도 하나를 더하는 것에 의해 확산 속도가 빨라지는 것이 서로 어우러져, 소결자석(S) 표면에 부착한 Dy 원자를 소결자석(S) 표면에서 박막이 형성되기 전에 소결자석(S)의 결정립계상에 효율적으로 확산시켜 균일하게 퍼지게 할 수 있다(도 1 참조). 그 결과, 영구자석(M) 표면이 열화 하는 것이 방지되고, 또, 소결자석 표면에 가까운 영역의 입계 내에 Dy가 과잉으로 확산하는 것이 억제되어 결정립계상에 Dy 리치상(Dy를 5~80%의 범위에서 함유하는 상)을 갖고, 나아가서는 결정립의 표면 부근에만 Dy가 확산하는 것에 의해 자화 및 보자력이 효과적으로 향상 또는 회복되고, 게다가, 마무리 가공이 불필요한 생산성이 뛰어난 영구자석(M)을 얻을 수 있다. 또, 성막 공정과 확산 공정을 동시에 행하는 것과, 확산 시간을 짧게 할 수 있는 것이 어우러져 높은 생산성을 달성할 수 있다.
그런데 도 4에 나타내듯이, 상기 소결자석을 제작한 후, 와이어 커팅 등에 의해 소망하는 형상으로 가공하면, 소결자석 표면의 주상인 결정립에 크랙이 생겨 자기 특성이 현저하게 열화하는 경우가 있지만(도 4 (a) 참조), 상기 진공 증기 처리를 가하면, 표면 부근의 결정립의 크랙 안쪽에 Dy 리치상이 형성되어(도 4(b) 참조), 자화 및 보자력이 회복된다.
또, 종래의 네오디뮴 자석에서는 녹 방지 대책이 필요하기 때문에 Co를 첨가하고 있었지만, Nd와 비교하여 극히 높은 내식성, 내후성(耐候性)을 갖는 Dy(Tb)의 리치상이 표면 부근 결정립의 크랙 안쪽이나 결정립계상에 존재하므로, Co를 이용함이 없이, 극히 강한 내식성, 내후성을 갖는 영구자석이 된다. 덧붙여, 소결자석 의 표면에 부착한 Dy(Tb)를 확산시키는 경우, 소결자석(S)의 결정립계에 Co를 함유하는 금속간 화합물이 없기 때문에, 소결자석(S) 표면에 부착한 Dy, Tb의 금속 원자는 더 효율적으로 확산된다.
마지막으로, 상기 처리를 소정 시간(예를 들면, 4~48시간)까지 실시한 후, 가열 수단(14)의 작동을 정지시킴과 함께, 도시하지 않은 가스 도입 수단을 개입시켜 처리실(130) 내에 10 KPa의 Ar 가스를 도입하여, 금속 증발 재료(V)의 증발을 정지시키고, 처리실(130) 내의 온도를 예를 들면 500℃까지 일단 내린다. 계속해서, 가열 수단(14)을 다시 작동시켜, 처리실(130) 내의 온도를 450℃~650℃의 범위로 설정하고, 보자력을 더욱 향상 또는 회복시키기 위해서 열처리를 실시한다. 마지막으로, 대략 실온까지 급냉하고, 진공 챔버(12)에서 상자체(13)를 꺼낸다.
덧붙여, 본 실시 형태에서는, 금속 증발 재료(V)로서 Dy와 Nd의 합금을 이용하는 것을 예로 설명했지만, 최적 확산 속도를 빠르게 할 수 있는 소결자석(S)의 가열 온도 범위(900℃~1000℃ 범위)에서, 증기압이 낮은 Tb와, Nd 및 Pr 중 적어도 하나를 함유하는 합금을 이용할 수 있고, 또는 Dy, Tb의 쌍방과, Nd 및 Pr 중 적어도 하나를 함유하는 합금을 이용해도 좋다. 또, 일정 온도하에 있어서의 증발량을 감소시키기 위해서 비표면적이 작은 벌크상의 금속 증발 재료(V)를 이용하는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 상자부(13a) 내에 단면이 요형상인 받침 접시를 설치하고, 받침 접시 내에 과립상 또는 벌크상의 금속 증발 재료(V)를 수납하는 것에 의해 비표면적을 감소시키도록 해도 좋고, 더욱이, 받침 접시에 금속 증발 재료(V)를 수납한 후, 복수의 개구를 설치한 덮개(도시하지 않음)를 장착 하도록 해도 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는, 처리실(130) 내에 소결자석(S)과 금속 증발 재료(V)를 배치한 것에 대해서 설명했지만, 소결자석(S)과 금속 증발 재료(V)를 다른 온도로 가열할 수 있도록, 예를 들면, 진공 챔버(12) 내에, 처리실(130)과는 별개로 증발실(다른 처리실: 도시하지 않음)을 마련함과 아울러 증발실을 가열하는 다른 가열 수단을 마련하고, 증발실에서 금속 증발 재료를 증발시킨 후, 처리실(130)과 증발실을 연결하는 연결 통로를 개입시켜 처리실(130) 내의 소결자석에 증기 분위기 중의 금속 원자가 공급되도록 해도 좋다.
이 경우, 금속 증발 재료(V)가 Dy를 함유하는 경우, 증발실을 700℃~1050℃(700℃~1050℃일 때, 포화 증기압은 약 1×10-4~1×10-1Pa로 된다) 범위로 가열하면 좋다. 700℃보다 낮은 온도에서는 결정립계상에 Dy가 확산되어 균일하게 퍼지도록 소결자석(S) 표면에 Dy를 공급할 수 있는 증기압에 이르지 못한다. 한편, 금속 증발 재료(V)가 Tb를 함유하는 경우, 증발실을 900℃~1150℃ 범위로 가열하면 좋다. 900℃보다 낮은 온도에서는, 소결자석(S) 표면에 Tb 원자를 공급할 수 있는 증기압에 이르지 못한다. 한편, 1150℃를 초과하는 온도에서는 Tb가 결정립 내에 확산해 버려, 최대 에너지적 및 잔류 자속밀도를 저하시킨다.
또한, Dy나 Tb를 결정립계상에 확산시키기 전에 소결자석(S) 표면에 흡착한 오염물, 가스나 수분을 제거하기 위해 진공 배기 수단(11)을 개입시켜 진공 챔버(12)를 소정 압력(예를 들면, 1×10-5Pa)까지 감압하고, 처리실(130)이 진공챔 버(12)보다 대략 반자리수 높은 압력(예를 들면, 5×10-4Pa)까지 감압한 후, 소정 시간 유지하도록 해도 좋다. 이때, 가열수단(12)을 작동시켜 처리실(130) 내를 예를 들면, 100℃로 가열하여 소정시간 유지하도록 해도 좋다.
한편, 진공 챔버(12) 내에서 Ar 또는 He 플라즈마를 발생시키는 공지 구조의 플라즈마 발생 장치(도시하지 않음)를 마련하고, 진공 챔버(12) 내에서의 처리에 앞서 플라즈마에 의한 소결자석(S) 표면 클리닝의 전처리가 수행되도록 해도 좋다. 동일한 처리실(130) 내에 소결자석(S)과 금속 증발 재료(V)를 배치한 경우, 공지의 반송 로봇을 진공 챔버(12) 내에 설치하고, 진공 챔버(12) 내에서 덮개부(13b)를 클리닝 종료 후에 장착하도록 하면 좋다.
또, 본 실시 형태에서, 상자부(13a)의 상면에 덮개부(13b)를 장착하여 상자체(13)를 구성하는 것에 대해 설명했지만, 진공 챔버(12)와 격리되고 또한 진공 챔버(12)를 감압하는 것에 수반하여 처리실(130)이 감압되는 것이면, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 상자부(13a)에 소결자석(S)을 수납한 후, 그 상면 개구를 예를 들면 Mo제의 포일로 덮도록 하여도 좋다. 한편, 예를 들면, 진공챔버(12) 내에서 처리실(130)을 밀폐할 수 있도록 하여, 진공 챔버(12)와는 독립하여 소정 압력으로 유지할 수 있도록 구성하여도 좋다.
게다가 상기 실시 형태에서는, 성막 공정과 확산 공정을 동시에 실시하는 처리에 의해 영구자석(M)을 제작하는 것에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 먼저, Nd-Fe-B계의 소결자석(S)의 표면에, 금속 증발 재료(V)를 부착 퇴적 시켜 소정의 박막을 형성하고(성막 공정), 그 다음에, 열처리를 실시하여 표면에 부착한 이 금속 증발 재료를 소결자석의 결정립계상에 확산시켜(확산 공정), 영구자석을 제작할 수 있다.
이 경우, 성막 공정을 실시하는 성막 장치로서는, 저항 가열식이나 전자총을 마련한 공지 구조의 증착 장치를 이용할 수가 있지만, 자원적으로 부족하고, 안정 공급을 바랄 수 없는 Dy나 Tb의 수율을 높임과 아울러, 성막시간을 단축하여 생산성을 향상시키도록, 성막 공정으로서, 다음의 성막 장치(10)를 이용하는 것이 바람직하다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 성막 장치(10)는 처리실(2)과 준비실(3)을 상하 방향으로 연결하여 구성된다. 위쪽에 위치하는 처리실(2)은, 터보 분자 펌프, 크라이오 펌프, 확산 펌프 등의 진공 배기 수단(10a)을 개입시켜 소정의 진공도(예를 들면, 10×10-6Pa)로 유지할 수 있는 원통 형상의 진공 챔버(10b) 내에 배치되어 있다.
처리실(2)은, 아래면을 개구한 원통 형상의 균열판(21)으로 정의되고, 아래면의 개구를 개입시켜 준비실(3)에 연통하고 있다. 진공 챔버(10b)에는, 균열판(21)의 개구된 아래면을 제외하고 그 주위를 둘러싸도록 카본으로 구성되는 단열재(22)가 설치되어 있다. 균열판(21)과 단열재(22) 사이의 공간에는, 예를 들면 W을 이용한 복수개의 전기 가열 히터(23)가 설치되어 가열 수단을 구성한다. 이것에 의해, 진공중에서 단열재(22)에 의해 둘러싸인 균열판(21)을 가열 수단(23)으로 가 열하고, 이 균열판(21)을 개입시켜 간접적으로 처리실(2) 내를 가열하는 것에 의해, 처리실(2) 내를 대략 균등하게 가열할 수 있다.
처리실(2) 내에는, 금속 증발 재료(V)가 배치되는 단면이 오목한 형상의 받침 접시(24)가 설치되어 있다. 받침 접시(24)는, 후술하는 반송 수단에 의해 처리실(2) 내로 이동되어 오는 소결자석(S)의 주위를 둘러싸 과립상이나 벌크상의 금속 증발 재료를 배치할 수 있도록 환상으로 형성되어 균열판(21)의 안쪽 벽면에 설치되어 있다. 덧붙여, 받침 접시(24)는 환상으로 형성될 필요는 없고, 둘레 방향으로 등간격으로 배치되어 있으면 좋다. 이 경우, Dy, Tb는 각각 융점이 높지만, 금속 증발 재료(V)로서 Nd, Pr, Al, Cu 또는 Ga 등과의 합금을 이용하는 것에 의해 처리실 내에 금속 증발 분위기를 형성하는 시간을 짧게 할 수 있다.
처리실(2)의 아래쪽에는 제1 공간(4)이 형성되고, 이 제1 공간(4)에는 가림 수단(5)이 설치된다. 가림 수단(5)은 밸브 본체(51)와 이 밸브 본체(51)를 구동시키는 에어 실린더 등의 구동 수단(52)으로 구성되고, 구동 수단(52)에 의해 밸브 본체(51)가 처리실(2)과 준비실(3)을 연통하는 개방 위치와(도 1에 나타낸 상태), 밸브 본체(51)가 제1 공간(4)을 정의하는 천판(41)에 형성한 개구의 주연부에 접하여 처리실(2)을 밀폐하는 폐쇄 위치 사이에서 이동이 자유롭게 된다. 밸브 본체(51)에는, 도시하고 있지 않은 제2의 가열 수단이 설치되어 있다.
제1 공간(4)의 아래쪽에는 제2 공간(3a)이 설치되고, 이 제2 공간(3a)을 정의하는 측벽(30)에는 게이트 밸브(도시하지 않음)가 설치되고, 이 게이트 밸브를 개폐하여 소결자석(S)의 반입 반출을 행한다. 소결자석(S)은 유지 수단(6)에 의해 유지된다. 유지 수단(6)은 동일 원주상으로 소정의 간격을 두고 수직 방향으로 마련한 3개의 지주(61)와, 이 지주(61)의 하단에서 위쪽으로 각각 소정의 간격을 두고 한편 각 지주(61)로 지지시켜 수평하게 마련한 2개의 받침대(62)로 구성된다. 각 지주(61)는, 열전도가 작아지도록 지주(61)의 지름을 작게 구성하고 있다. 이것은 후술하는 누름 부재(74)로부터의 열이 지주(61)를 통해 소결자석(S)에 전달되기 어렵게 하기 위함이다.
덧붙여, 받침대(62) 상에 놓이는 소결자석(S)의 받침대(62) 측의 면에도 성막할 수 있도록, 받침대(62)는 φ0.1~10㎜의 선재를 격자 모양으로 배치하여 형성하는 것이 좋다. 또, 받침대(62) 상호간의 간격은, 소결자석(S)의 높이 등을 고려하여 설정된다. 유지 수단(6)은, 제2 공간(3a)에 마련되어 중앙에 후술하는 지지대의 삽입이 가능한 개구(63a)를 형성한 원판(63) 상에 설치되고, 이 원판(63)은 처리실(2) 내에 마련한 링 형상 지지 부재(64) 상에 배치되어 있다.
또, 처리실(2)을 정의하는 균열판(21)의 재료는, 상기와 같이, 성막 해야 할 금속 증발 재료와 반응하지 않는 재료, 예를 들면, Mo, W, V, Ta 또는 이들의 합금(희토류 첨가형 Mo 합금, Ti 첨가형 Mo 합금 등을 포함한다)이나 CaO, Y2O3 혹은 희토류 산화물로 제작하거나, 또는 이들 재료를 다른 단열재의 표면에 안감막으로서 성막한 것으로 구성하고 있다.
제2 공간(3a)의 아래쪽에는, 제3 공간(3b)이 형성되어 제2 공간(3a) 및 3b가 준비실(3)을 구성한다. 준비실(3)에는, 터보 분자 펌프, 크라이오 펌프, 확산 펌프 등의 진공 배기 수단(31)이 접속되고, 이 진공 배기 수단(31)에 의해, 준비실(3)과 제1 공간(4)을 개입시켜 연통한 처리실(2) 내를 소정의 진공도로 유지할 수 있다. 준비실(3)의 바닥부에는, 에어 실린더 등의 구동 수단(71)이 설치되고, 준비실(3) 내에 돌출된 축부(72)의 선단에는 원형의 지지대(73)가 설치되고, 구동 수단(71)과 지지대(73)가 반송 수단(7)을 구성하고, 지지대(73)가 준비실(3) 내의 소정 위치(하강 위치)와 처리실(2) 내의 소정 위치(상승 위치) 사이에서 승강이 자유롭게 된다.
축부(72)에는, 지지대(73)의 아래쪽에 위치하여 단면이 역 T자 형상의 누름 부재(74)가 설치되고, 누름 부재(74)는 반송 수단(7)을 상승 위치로 이동시켰을 때에 원판(63)을 위쪽을 향하여 들어올리고, 원판(63)의 외주연부에 마련한 메탈 씰 등의 씰재(도시하지 않음)를 천판(41)에 형성한 통로의 주연부에 압착하여 처리실(2)을 밀폐하는 역할을 수행한다. 누름 부재(74)에는 도시하지 않은 제3의 가열 수단이 설치되어 있다.
준비실(3)을 구성하는 제2 공간(3a)에는, 고주파 전원에 접속된 코일(도시하지 않음)과, 불활성 가스를 도입하는 가스 도입 수단(32)을 갖는 플라즈마 발생 수단이 설치되어 있다. 불활성 가스로서는, He, Ar 등의 희가스이다. 그리고 준비실(3) 내에서 플라즈마를 발생시켜, 처리실(2) 내에서의 성막에 앞서 플라즈마에 의한 소결자석(S) 표면 클리닝의 전처리를 한다. 이 경우, 준비실(3)에, 예를 들면, W을 이용한 전기 가열 히터(도시하지 않음)를 마련하여 열처리에 의한 소결자석(S) 표면 클리닝의 전처리와 함께, 성막이 종료한 소결자석(S)에 대해, 진공 분 위기 중에서 열처리를 실시할 수 있도록 구성해도 좋다.
다음에, 상기 성막 장치(1)를 이용한 금속 증발 재료(V)의 성막에 대해 설명한다. 먼저, 상기와 같이 제작한 Nd-Fe-B계의 소결자석(S)을 유지 수단(6)의 받침대(61) 상에 설치한다. 이 경우, 그 자화가 용이한 방향이, 받침대(73)에 평행이 되도록 배치하면 좋다. 그 다음에, 처리실(3) 내의 받침 접시(24)에, 예를 들면, Dy와 Nd의 합금으로 된 금속 증발 재료(V)를 설치한다. Dy의 수율을 높일 수 있도록, 받침 접시(24)에 설치하는 금속 증발 재료(V)의 총량은, 소결자석(S)이 소정 온도(소결자석의 결정립뿐만 아니라 결정립계상에도 Dy(Tb)가 확산하는 온도)에 이를 때까지, 처리실(2) 내에서 Dy증기 분위기를 계속시키는데 필요한 것으로 한다.
그 다음에, 측벽(30)에 마련한 게이트 밸브를 열어, 소결자석이 설치된 유지 수단(6)을 제2 공간(3a)에 반입하여 원판(63a) 상에 설치한 후, 게이트 밸브를 닫아 각 진공 배기 수단(11, 31)을 각각 작동시켜, 진공 챔버(12) 내를 진공 배기함과 아울러, 준비실(3) 및 제1 공간(4)을 개입시켜 처리실(2)이 소정 압력(예를 들면, 10×10-6Pa)에 도달할 때까지 진공 배기한다. 이 경우, 가림 수단(5)은 개방 위치에 있다.
그 다음에, 처리실(2) 및 준비실(3)의 압력이 소정 값에 이르면 구동 수단(52)에 의해 가림 수단(5)을 폐쇄 위치로 이동하여 밸브 본체(51)로 처리실(2)을 밀폐하고, 가열 수단(23) 및 가림 수단(5)에 있어서의 밸브 본체(51)의 제2 가열 수단을 작동시켜 처리실(2) 내의 온도가 소정 온도에 이를 때까지 가열한다. 이 경 우, 처리실(2) 내의 온도를 1000℃~1700℃의 범위로 설정하는 것이 좋다. 1000℃보다 낮은 온도에서는 소결자석(S) 표면에 고속으로 금속 증발 재료(V)를 성막할 수 있는 증기압까지 도달하지 않는다. 한편, 1700℃를 초과하는 온도에서는 소결자석(S)의 성막 시간이 너무 짧아져 균일하게 성막하지 못할 우려가 있다. 처리실(2)의 온도는 1200℃~1500℃인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1200℃~1400℃의 범위이다. 이들 온도 범위에서는 소망하는 막 두께를 고속으로 형성할 수 있다. 그리고 예를 들면, 1300℃에서 10Pa의 증기압을 갖는 금속 증기 분위기를 처리실(2) 내에 형성한다. 덧붙여, 10Pa에서는 처리실(2) 내에 대류가 생기므로, 후술하는 바와 같이, 상온의 소결자석(S)을 처리실 내에 반입했을 때 그 전 표면에 걸쳐 성막된다.
한편으로, 금속 증기 분위기를 처리실(2) 내에 형성하는 사이, 준비실(3)에서는, 소결자석(S) 표면을 클리닝하는 전처리가 행해진다. 즉, 준비실(2)(이 경우, 전처리용의 처리실을 구성한다)이 소정 압력(10×10-6Pa)에 도달한 후, 소정 시간 유지한다. 이것에 의해, 소결자석 표면에 흡착한 오염물, 가스나 수분을 제거할 수 있다. 이 경우, 표면에 흡착한 오염물, 가스나 수분의 제거를 촉진하기 위해서, 준비실을 소정 온도로 가열하여 유지하도록 해도 좋다. 또, 소결자석(S) 표면의 산화막을 제거하기 위해서, 상기 소결자석을 수납한 처리실의 가열에 앞서, 플라즈마에 의한 상기 소결자석 표면의 클리닝을 실시하도록 해도 좋다. 이 경우, 준비실(3)의 압력이 소정값(예를 들면, 10×10-1Pa)에 도달할 때까지 가스 도입 수단(32)을 개입 시켜, 불활성 가스, 예를 들면 Ar을 준비실(3)에 도입하고, 고주파 전원을 작동시켜 준비실(3) 내에서 플라즈마를 발생시켜 플라즈마에 의한 소결자석 표면의 클리닝을 행하면 좋다. 클리닝 전처리가 종료했을 때, 소결자석은 실온~200℃의 온도로 된다.
그 다음에, 처리실(2) 내에서의 금속 증기 분위기 형성 및 준비실(3) 내에서의 소결자석(S) 표면 클리닝이 종료하면, 일단 처리실(2)과의 사이에서 2자리수 이상의 압력차가 생기도록, 준비실(3)의 압력이 소정값(예를 들면, 1000Pa)에 도달할 때까지 가스 도입 수단(32)을 개입시켜 불활성 가스, 예를 들면 Ar을 준비실(3)에 도입한다. 준비실(3)의 압력이 소정 값에 도달하면, 가림 수단(5)을 개방 위치로 이동시켜 처리실(2) 및 준비실(3)을 연통시킨다. 이 경우, 처리실(2)과 준비실(3)에 압력차가 유지되고 있으므로, 준비실(3)로부터 처리실(2)로 Ar이 들어가 처리실(2)의 압력이 높아지는 것에 의해, 일단 증발이 정지하지만(가열 수단(23)의 작동은 정지하지 않는다), 처리실(2) 내에서, 증발시킨 Dy나 Nd의 금속 원자가 준비실(3) 측으로 들어가는 것이 방지된다.
그 다음에, 진공 배기 수단(31)을 개입시켜 처리실(2) 및 준비실(3)의 압력이 다시 소정값(예를 들면, 10×10-2Pa)에 이를 때까지 진공 배기하면, 다시 증발한다. 그리고 반송 수단(7)의 구동 수단(71)을 작동시켜 소결자석(S)을 유지하는 유지 수단(6)을 처리실(2) 내에 반송한다. 이 경우, 처리실(2)은 원판(63)의 바깥 둘레부에 마련한 메탈 씰 등의 씰재가 천판(41)에 형성한 개구의 주연부에 접하는 것 에 의해 밀폐된다.
그 다음에, 가열되고 있는 처리실(2)이 다시 밀폐되면, 예를 들면 1300℃에서 10Pa의 포화 증기 분위기가 처리실(2) 내에 형성되고, 이 상태로 소정 시간 유지한다. 이 경우, 처리실(3) 내의 온도보다 낮은 소결자석(S)을 고온의 처리실(2) 내에 반입하고 있기 때문에, 처리실(2) 내와 소결자석(S) 사이의 온도차에 의해 소결자석(S) 표면에 증기 분위기 중의 Dy 나 Nd의 금속 원자가 선택적으로 부착하여 퇴적한다(성막 공정). 이것에 의해, 소결자석(S) 표면에만 금속 원자가 고속으로 성막된다. 이때, 지지대(73)의 누름 부재(74)는, 도시하고 있지 않은 제3의 가열 수단에 의해 균열판(21)과 대략 동일 온도로 가열되고 있으므로, 누름 부재(74)에 증기 분위기 중의 금속 원자가 부착하지 않는다.
상온의 소결자석(S)을 고온으로 가열된 처리실(2) 내에 반입했을 때, 소결자석(S) 자체도 복사열에 의해 가열되기 때문에, 포화 증기 분위기가 형성된 처리실(2) 내에서의 유지 시간은, 소결자석(S)이 약 1000℃가 될 때까지의 시간으로, 소결자석(S)의 표면에 필요량(「필요량」이란, 결정립계상에만 Dy가 확산하여 소결자석의 자기특성이 향상하는 양이다.)의 금속 원자가 부착 퇴적할 때까지의 시간으로 한다. 소결자석(S)이 1000℃를 넘는 온도에 도달하면, Dy가 소결자석(S)의 그레인(주상인 결정립) 내에 진입하여, 결국, 영구자석을 얻을 때 Dy를 첨가한 것과 같게 되어, 자계 강도, 나아가서는, 자기 특성을 나타내는 최대 에너지적이 크게 떨어질 우려가 있다.
그런데 소결자석(S)이 가열되어 열팽창 했을 경우, 소결자석(S)의 열팽창이 퀴리 온도(약 300℃) 이하에서, 인바 합금적인 이상을 나타내어, 소결자석(S)의 표면에 부착 퇴적한 막의 박리가 일어나기 쉬워진다. 이 때문에, 유지 시간은, 소결자석(S)의 최고 온도가 250℃ 이하, 또는 450℃ 이상이 될 때까지의 시간으로 하는 것이 바람직하다. 250℃ 이하의 온도에서는, 열팽창 이상에 의한 왜곡이 적게 되므로, 소결자석(S)의 표면에 성막한 Dy나 Nd의 박리가 일어나기 어려워진다. 한편, 450℃ 이상의 온도에서는, 소결자석(S)의 일부가 녹기 때문에, 소결자석(S)과 소결자석(S)의 표면에 부착 퇴적한 Dy나 Nd와의 사이의 밀착성이 향상되어, 소결자석(S)의 표면에 성막한 Dy나 Nd의 박리가 일어나기 어려워진다.
한편, 준비실(3)에는, 이 준비실(3)의 압력이 소정값(예를 들면, 1000Pa)에 이를 때까지, 가스 도입 수단(32)을 개입시켜 Ar등의 불활성 가스가 도입된다. 소결자석(S)이 처리실(2) 내에 반송되고 나서 소정시간이 경과하면, 구동 수단(71)에 의해, 지지대(73)를 처리실(2) 내의 상승 위치로부터 준비실(3) 내의 하강 위치로 이동시키고, 가림 수단(5)을 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동시킨다. 이때, 가림 수단(5)의 밸브 본체(51)는 도시하지 않은 제2의 가열 수단에 의해 균열판(21)과 대략 동일 온도로 가열되고 있으므로, 밸브 본체(51)에 증기 분위기 중의 금속 원자가 부착하지 않는다. 또, 준비실(3)로부터 처리실(2)에 Ar가 들어가는 것에 의해 증발이 정지한다. 그리고 이 Ar 분위기 중에서, 소정의 금속이 성막된 소결자석을 냉각한다.
그 다음에, 준비실(3)에 대해 확산 공정이 실시된다. 즉, 진공 배기 수 단(31)을 개입시켜 처리실(2)과 격리된 준비실(3)의 압력이 소정값(10×10-3Pa)에 도달할 때까지 진공 배기하고, 준비실(3)에 마련한 가열 수단을 작동하여, 소정 온도(예를 들면, 700℃~950℃) 하에서 소정 시간 Dy나 Nd가 성막된 소결자석(S)에 대해 열처리를 실시한다(확산 공정). 이 경우, 준비실(3) 내에서의 열처리에 계속하여, 그 열처리보다 낮은 소정 온도(예를 들면, 500℃~600℃) 하에서 소정 시간(예를 들면, 30분) 영구자석의 왜곡을 제거하는 열처리를 실시하는 것이 바람직하다(어닐 공정).
덧붙여, 성막 공정에 있어서의 금속 증발 재료의 막 두께는, 확산 공정에 있어서의 열처리 시간이나 소결자석(S)의 체적 등을 고려하여 막 두께가 결정된다(예를 들면, 2~20㎛). 이 경우, 소결자석(S)의 전면에 걸쳐 금속 원자를 부착 퇴적할 필요는 없고, 표면의 적어도 일부에 금속 원자가 존재하면, 확산 공정에 있어서 결정립계상에 Dy(Tb)를 확산시키면, 고성능인 영구자석(M)을 얻을 수 있다. 다만, 소결자석의 체적에 대해, Dy(Tb)를 성막한 표면적이 적은 경우, 확산 공정에서의 열처리 시간이 길어지기 때문에, 생산성을 고려하면 소결자석(S)의 전 표면적의 적어도 80%에 금속 원자가 부착 퇴적하는 것이 바람직하다. 마지막으로, 소정 시간 냉각한 후, 측벽(30)의 게이트 밸브를 열어 유지 수단(6)을 꺼낸다.
이것에 의해, 소결자석(S)의 표면 전체에 걸쳐 금속 증발 재료(V)를 성막 하고, 열처리를 실시하여, 소결자석(S) 표면의 적어도 일부에 Dy(Tb)의 확산층이 형성되고, 결정립계상에 Dy(Tb)가 확산된 영구자석을 얻을 수 있다. 이 경우, 부가적 인 표면 처리 공정을 생략하는 것과, 소결자석(S)의 표면에 Dy와 Nd를 함유하는 박막을 소정 막 두께로 고속으로 성막할 수 있는 것이 어우러져, 생산성이 한층 더 향상되고, Dy나 Tb의 수율을 높일 수 있으므로 더욱더 저비용화가 가능하게 된다.
(실시예 1)
Nd-Fe-B계의 소결자석으로서, 조성이 28Nd-1B-0.1Cu-1Co-밸런스Fe, 소결자석(S) 자체의 산소 함유량이 500 ppm 및 평균 결정 입경이 3㎛로, 40×10×5(두께)㎜의 형상으로 가공한 것을 이용했다. 이 경우, 소성자석(S)의 표면을 10㎛ 이하의 표면 거칠기를 갖도록 마무리 가공한 후, 아세톤을 이용하여 세정했다.
다음에, 상기 진공 증기 처리 장치(1)를 이용해 상기 진공 증기 처리에 따라 영구자석(M)을 얻었다. 이 경우, 상자체(13)로서 200×170×60㎜의 치수를 가지는 Mo제의 것을 이용하여 받침부(132) 상에 120개의 소결자석(S)을 등간격으로 배치하는 것으로 했다. 또, 금속 증발 재료(V)로서 순도 99.9%의 Dy와 Nd를 소정의 혼합 비율로 배합하고, 아크 용해로에 의해 벌크상의 합금을 얻어, 50g의 총량으로 처리실(130)의 바닥면에 배치했다. 아울러, 50Dy 및 50디디뮴과, 50Dy, 25Nd 및 25Pr과, 50Dy 및 50Pr이 되도록 칭량하여, 아크 용해로에 의해 벌크상의 합금을 각각 얻어, 50g의 총량으로 처리실(130)의 바닥면에 배치할 수 있도록 했다.
그 다음에, 진공 배기 수단을 작동시켜 진공 챔버를 1×10-4Pa까지 일단 감압(처리실 내의 압력은 5×10-3Pa)함과 아울러, 가열 수단(14)에 의한 처리실(130) 의 가열 온도를 900℃로 설정했다. 그리고 처리실(130)의 온도가 900℃에 도달한 후, 이 상태로 6시간, 상기 처리를 실시했다. 그 다음에, 영구자석의 왜곡을 제거하는 열처리를 행했다. 이 경우, 처리 온도를 530℃, 처리 시간을 90분으로 설정했다. 그 후, 와이어 커팅을 이용하여 φ10×5㎜의 치수로 가공했다.
도 7은, 상기에 의해 영구자석을 얻었을 때의 자기 특성의 평균치를, 금속 증발 재료로서 순도 99.9%의 벌크상의 Dy를 이용하고 진공 증기 처리 시간을 12시간(비교예 1a), 6시간(비교예 1b)으로 각각 설정하여 영구자석을 얻었을 때의 자기 특성의 평균치를 함께 나타내는 표이다. 이것에 의하면, 비교예에서는, 진공 증기 처리 시간이 길어지는데 따라 보자력이 높아져, 비교예 1a에서는, 보자력이 약 20 kOe이었다. 그것에 대해, 실시예 1에서는, 금속 증발 재료(V)가 Dy 및 Nd의 합금의 경우, 99 중량%의 비율로 Nd를 배합해도, 보자력이 약 24.5 kOe로, 비교예 1a, 1b의 것보다 높은 보자력을 가져, 고자기 특성의 영구자석이 얻어진 것을 알 수 있다. 또, 금속 증발 재료(V)로서 Dy에, Nd와 Pr를 배합한 합금을 이용하면, 보자력이 약 27 kOe 이상으로, 비교예 1a, 1b의 것보다 높은 보자력을 가져, 고자기 특성의 영구자석을 얻을 수 있고, 또, Nd에, Pr만을 배합한 합금을 이용해도, 보자력이 28.5 kOe인 고자기 특성의 영구자석이 얻어진 것을 알 수 있다.
(실시예 2)
Nd-Fe-B계의 소결자석으로서, 조성이 28Nd-1B-0.1Cu-1Co-밸런스Fe, 소결자석(S) 자체의 산소 함유량이 500 ppm 및 평균 결정 입경이 3㎛로, 40×10×5(두께) ㎜의 형상으로 가공한 것을 이용했다. 이 경우, 소성자석(S)의 표면을 10㎛ 이하의 표면 거칠기를 갖도록 마무리 가공한 후, 아세톤을 이용하여 세정했다.
다음에, 상기 진공 증기 처리 장치(1)를 이용해 상기 진공 증기 처리에 따라 영구자석(M)을 얻었다. 이 경우, 상자체(13)로서 200×170×60㎜의 치수를 가지는 Mo제의 것을 이용하여 받침부(132) 상에 120개의 소결자석(S)을 등간격으로 배치하는 것으로 했다. 또, 금속 증발 재료(V)로서 순도 99.9%의 Tb와 Nd를 소정의 혼합 비율로 배합하고, 아크 용해로에 의해 벌크상의 합금을 얻어, 1000g의 총량으로 처리실(130)의 바닥면에 배치했다. 아울러, 50Tb 및 50디디뮴과, 50Tb, 25Nd 및 25Pr과, 50Tb 및 50Pr이 되도록 칭량하여, 아크 용해로에 의해 벌크상의 합금을 각각 얻어, 1000g의 총량으로 처리실(130)의 바닥면에 배치할 수 있도록 했다.
그 다음에, 진공 배기 수단을 작동시켜 진공 챔버를 1×10-4Pa까지 일단 감압(처리실 내의 압력은 5×10-3Pa)함과 아울러, 가열 수단(14)에 의한 처리실(130)의 가열 온도를 1025℃로 설정했다. 그리고 처리실(130)의 온도가 1025℃에 도달한 후, 이 상태로 4시간, 상기 처리를 실시했다. 그 다음에, 영구자석의 왜곡을 제거하는 열처리를 행했다. 이 경우, 처리 온도를 530℃, 처리 시간을 90분으로 설정했다. 그 후, 와이어 커팅을 이용하여 φ10×5㎜의 치수로 가공했다.
도 8은, 상기에 의해 영구자석을 얻었을 때의 자기 특성의 평균치를, 금속 증발 재료로서 순도 99.9%의 벌크상의 Tb를 이용하고 진공 증기 처리 시간을 12시간(비교예 2a), 4시간(비교예 2b)으로 각각 설정하여 영구자석을 얻었을 때의 자기 특성의 평균치를 함께 나타내는 표이다. 이것에 의하면, 비교예에서는, 진공 증기 처리 시간이 길어지는데 따라 보자력이 높아져, 비교예 2a에서는, 보자력이 약 21 kOe이었다. 그것에 대해, 실시예 2에서는, 금속 증발 재료(V)가 Tb 및 Nd의 합금의 경우, 90 중량%의 비율로 Nd를 배합해도, 보자력이 약 28.5 kOe로, 비교예 2a, 2b의 것보다 높은 보자력을 가져, 고자기 특성의 영구자석이 얻어진 것을 알 수 있다. 또, 금속 증발 재료(V)로서 Tb에, Nd와 Pr를 배합한 합금을 이용하면, 보자력이 약 31 kOe 이상으로, 비교예 2a, 2b의 것보다 높은 보자력을 가져, 고자기 특성의 영구자석을 얻을 수 있고, 또, Tb에, Pr만을 배합한 합금을 이용해도, 보자력이 33 kOe인 고자기 특성의 영구자석이 얻어진 것을 알 수 있다.
(실시예 3)
Nd-Fe-B계의 소결자석으로서, 조성이 20Nd-1B-5Pr-3Dy-밸런스Fe, 소결자석(S) 자체의 산소 함유량이 500 ppm 및 평균 결정 입경이 3㎛로, 40×10×8(두께)㎜의 형상으로 가공한 것을 이용했다. 이 경우, 소성자석(S)의 표면을 50㎛ 이하의 표면 거칠기를 갖도록 마무리 가공한 후, 초산을 이용하여 세정했다.
다음에, 상기 진공 증기 처리 장치(1)를 이용해 상기 진공 증기 처리에 따라 영구자석(M)을 얻었다. 이 경우, 상자체(13)로서 200×170×60㎜의 치수를 가지는 Mo-Y제의 것을 이용하여 받침부(132) 상에 60개의 소결자석(S)을 등간격으로 배치하는 것으로 했다. 또, 금속 증발 재료(V)로서 90Dy와 10Nd이 되도록 칭량한 후, 소정의 혼합 비율로 A 원소를 배합하여, 아크 용해로에 의해 벌크상의 합금을 얻 어, 30g의 총량으로 처리실(130)의 바닥면에 배치할 수 있도록 했다.
그 다음에, 진공 배기 수단을 작동시켜 진공 챔버를 1×10-4Pa까지 일단 감압(처리실 내의 압력은 5×10-3Pa)함과 아울러, 가열 수단(14)에 의한 처리실(130)의 가열 온도를 850℃로 설정했다. 그리고 처리실(130)의 온도가 850℃에 도달한 후, 이 상태로 16시간, 상기 처리를 실시했다. 그 다음에, 영구자석의 왜곡을 제거하는 열처리를 행했다. 이 경우, 처리 온도를 530℃, 처리 시간을 90분으로 설정했다. 그 후, 와이어 커팅을 이용하여 φ10×5㎜의 치수로 가공했다.
도 9는, 상기 실시예 3에 의해 얻어진 영구자석의 자기 특성의 평균치를, A 원소를 배합하지 않고 실시예 3과 동일하게 영구자석을 얻었을 때의 자기 특성의 평균치(비교예 3)와 함께 나타내는 표이다. 이것에 의하면, 비교예 3에서는, 보자력이 약 30 kOe인 것에 대해, 실시예 3에서는, 금속 증발 재료(V)로서 A 원소를 배합한 것에 의해, 보자력이 33.5~38.3 kOe로, 보자력이 한층 향상된 것을 알 수 있다. 이 경우, Al, Cu 및 Ga 중 적어도 1종을 배합하면, 더욱더 보자력을 향상시키는 것을 알 수 있다.
(실시예 4)
Nd-Fe-B계의 소결자석으로서, 조성이 20Nd-1B-5Pr-3Dy-밸런스Fe, 소결자석(S) 자체의 산소 함유량이 500 ppm 및 평균 결정 입경이 3㎛로, 40×10×8(두께)㎜의 형상으로 가공한 것을 이용했다. 이 경우, 소성자석(S)의 표면을 50㎛ 이하의 표면 거칠기를 갖도록 마무리 가공한 후, 초산을 이용하여 세정했다.
다음에, 상기 진공 증기 처리 장치(1)를 이용해 상기 진공 증기 처리에 따라 영구자석(M)을 얻었다. 이 경우, 상자체(13)로서 200×170×60㎜의 치수를 가지는 Mo-Y제의 것을 이용하여 받침부(132) 상에 60개의 소결자석(S)을 등간격으로 배치하는 것으로 했다. 또, 금속 증발 재료(V)로서 90Tb와 10Nd이 되도록 칭량한 후, 소정의 혼합 비율로 A 원소를 배합하여, 아크 용해로에 의해 벌크상의 합금을 얻어, 500g의 총량으로 처리실(130)의 바닥면에 배치했다.
그 다음에, 진공 배기 수단을 작동시켜 진공 챔버를 1×10-4Pa까지 일단 감압(처리실 내의 압력은 5×10-3Pa)함과 아울러, 가열 수단(14)에 의한 처리실(130)의 가열 온도를 950℃로 설정했다. 그리고 처리실(130)의 온도가 950℃에 도달한 후, 이 상태로 12시간, 상기 처리를 실시했다. 그 다음에, 영구자석의 왜곡을 제거하는 열처리를 행했다. 이 경우, 처리 온도를 530℃, 처리 시간을 90분으로 설정했다. 그 후, 와이어 커팅을 이용하여 φ10×5㎜의 치수로 가공했다.
도 10은, 상기 실시예 4에 의해 얻어진 영구자석의 자기 특성의 평균치를, A 원소를 배합하지 않고 실시예 3과 동일하게 영구자석을 얻었을 때의 자기 특성의 평균치(비교예 4)와 함께 나타내는 표이다. 이것에 의하면, 비교예 4에서는, 보자력이 약 35 kOe인 것에 대해, 실시예 3에서는, 금속 증발 재료(V)로서 A 원소를 배합한 것에 의해, 보자력이 37.2~42.4 kOe로, 보자력이 한층 향상된 것을 알 수 있다. 이 경우, Al, Cu 및 Ga 중 적어도 1종을 배합하면, 더욱더 보자력을 향상시키 는 것을 알 수 있다.
(실시예 5)
실시예 5에서는, 실시예 3과 같은 조건으로 Nd-Fe-B계의 소결자석을 제작함과 아울러, 상기 진공 증기 처리 장치(1)를 이용하여 실시예 3과 같은 조건으로 상기 진공 증기 처리에 의해 영구자석(M)을 얻었다. 단, 금속 증발 재료로서 순도 99.9%의 Dy에, 소정의 혼합 비율로 A 원소를 배합하여, 아크 용해로에 의해 벌크상의 합금을 얻어, 500g의 총량으로 처리실(130)의 바닥면에 배치했다.
도 11은, 상기 실시예 5에서 얻은 영구자석의 자기 특성의 평균치를, A 원소를 배합하지 않고 실시예 5와 같이 영구자석을 얻었을 때의 자기 특성의 평균치(비교예 5)와 함께 나타내는 표이다. 이것에 의하면, 비교예 5에서는, 보자력이 약 22 kOe인 것에 대해, 실시예 5에서는, 금속 증발 재료로서 A 원소를 배합한 것에 의해, 보자력이 24.9~29.5 kOe로, 보자력이 한층 향상되고 있는 것을 알 수 있다. 이 경우, Al, Cu 및 Ga의 적어도 1종을 배합하면, 더욱더 보자력을 향상시키는 것을 알 수 있다.
(실시예 6)
실시예 6에서는, 실시예 4와 같은 조건으로 Nd-Fe-B계의 소결자석을 제작함과 아울러, 상기 진공 증기 처리 장치(1)를 이용하여 실시예 4와 같은 조건으로 상기 진공 증기 처리에 의해 영구자석(M)을 얻었다. 단, 금속 증발 재료로서 순도 99.9%의 Tb에, 소정의 혼합 비율로 A 원소를 배합하여, 아크 용해로에 의해 벌크상의 합금을 얻어, 1000g의 총량으로 처리실(130)의 바닥면에 배치했다.
도 12는, 상기 실시예 6에서 얻은 영구자석의 자기 특성의 평균치를, A 원소를 배합하지 않고 실시예 6과 같이 영구자석을 얻었을 때의 자기 특성의 평균치(비교예 6)와 함께 나타내는 표이다. 이것에 의하면, 비교예 6에서는, 보자력이 약 24.2 kOe인 것에 대해, 실시예 6에서는, 금속 증발 재료로서 A 원소를 배합한 것에 의해, 보자력이 24.9~32.5 kOe로, 보자력이 한층 향상되고 있는 것을 알 수 있다. 이 경우, Al, Cu 및 Ga의 적어도 1종을 배합하면, 더욱더 보자력을 향상시키는 것을 알 수 있다.

Claims (15)

  1. 철-붕소-희토류계 소결자석의 표면에, Dy 및 Tb 중 적어도 하나를 함유하는 금속 증발 재료를 증발시키고, 이 증발한 금속 원자를 부착시키는 성막 공정과, 열처리를 실시하여 표면에 부착한 상기 금속 원자를 소결자석의 결정립계상에 확산시키는 확산 공정을 포함하는 영구자석의 제조방법으로, 상기 금속 증발 재료는, Nd 및 Pr 중 적어도 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 증발 재료는, Al, Cu 및 Ga 중에서 선택된 적어도 1종을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 금속 증발 재료는, Ag, B, Ba, Be, C, Ca, Ce, Co, Cr, Cs, Er, Eu, Fe, Gd, Ge, Hf, Ho, In, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pd, Ru, S, Sb, Si, Sm, Sn, Sr, Ta, Ti, Tm, V, W, Y, Yb, Zn 및 Zr 중에서 선택된 적어도 1종을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 한 항에 있어서, 상기 성막 공정은, 처리실을 가열하여 이 처리실 내에 배치한 금속 증발 재료를 증발시켜 금속 증기 분위기를 처리실 내에 형성하는 제1 공정과, 처리실 내의 온도보다 낮게 유지한 상기 소 결자석을 이 처리실에 반입하여 처리실 내와 소결자석 사이의 온도차에 의해 소결자석 표면에 금속 증기 분위기 중의 금속 원자를 선택적으로 부착 퇴적시키는 제2 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 금속 증기 분위기가, 상기 처리실 내에서 포화 상태인 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 증발 재료와 소결자석을 동일한 처리실에 배치하여 가열하고, 이 금속 증발 재료를 증발시킴과 아울러, 이 증발한 금속 원자를 대략 동일 온도로 가열된 소결자석 표면에의 공급량을 조절하여 부착시키고, 이 부착한 금속 원자를 소결자석 표면에 금속 증발 재료로 된 박막이 형성되기 전에 소결자석의 결정립계상에 확산시켜, 상기 성막 공정과 확산 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 소결자석과 금속 증발 재료를 떨어뜨려 배치한 것을 특징으로 영구자석의 제조방법.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서, 상기 처리실 내에 배치되는 상기 금속 증발 재료의 비표면적을 변화시켜 일정 온도하에 있어서의 증발량을 증감하여 상기 공급량을 조절하는 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8의 어느 한 항에 있어서, 상기 성막 공정에 앞서, 처리실 내에 소결자석을 배치한 후, 이 처리실 내를 소정 압력으로 감압하여 유지하는 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 처리실을 소정 압력으로 감압한 후, 처리실 내를 소정 온도로 가열하여 유지하는 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10의 어느 한 항에 있어서, 상기 성막 공정에 앞서, 플라즈마에 의한 상기 소결자석 표면의 클리닝을 실시하는 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11의 어느 한 항에 있어서, 상기 소결자석의 결정립계상에 상기 금속 원자를 확산시킨 후, 상기 온도보다 낮은 소정 온도로 영구자석의 왜곡을 제거하는 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조방법.
  13. 철-붕소-희토류계 소결자석을 갖고, 이 소결자석 표면에, Dy 및 Tb 중 적어도 하나와 Nd 및 Pr 중 적어도 하나를 함유하는 금속 증발 재료를 증발시켜 이 증발한 금속 원자를 부착시킨 후, 열처리를 실시하여 표면에 부착한 상기 금속 증발 재료를 결정립계상에 확산시켜 된 것을 특징으로 하는 영구자석.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 금속 증발 재료는, Cu, Al 및 Ga 중에서 선택된 적어도 1종을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석.
  15. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서, 상기 금속 증발 재료는, Ag, B, Ba, Be, C, Ca, Ce, Co, Cr, Cs, Er, Eu, Fe, Gd, Ge, Hf, Ho, In, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pd, Ru, S, Sb, Si, Sm, Sn, Sr, Ta, Ti, Tm, V, W, Y, Yb, Zn 및 Zr 중에서 선택된 적어도 1종을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10385442B2 (en) 2015-05-07 2019-08-20 Advanced Technology & Materials Co., Ltd. Method for preparing rare-earth permanent magnetic material with grain boundary diffusion using composite target by vapor deposition

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112007003125T5 (de) * 2006-12-21 2009-11-05 ULVAC, Inc., Chigasaki Permanentmagnet und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2008075711A1 (ja) * 2006-12-21 2008-06-26 Ulvac, Inc. 永久磁石及び永久磁石の製造方法
CN101568980B (zh) * 2006-12-21 2011-12-28 株式会社爱发科 永磁铁及永磁铁的制造方法
RU2009144282A (ru) * 2007-05-01 2011-06-10 Интерметалликс Ко., Лтд. (Jp) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННОГО МАГНИТА NdFeB
KR101456837B1 (ko) * 2008-10-08 2014-11-04 가부시키가이샤 알박 증발 재료 및 증발 재료의 제조 방법
JP5598465B2 (ja) * 2009-03-31 2014-10-01 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ−ｍ系焼結磁石用合金及びその製造方法
JP5515539B2 (ja) * 2009-09-09 2014-06-11 日産自動車株式会社 磁石成形体およびその製造方法
JP5471678B2 (ja) * 2010-03-23 2014-04-16 Ｔｄｋ株式会社 希土類磁石及び回転機
JP5293662B2 (ja) * 2010-03-23 2013-09-18 Ｔｄｋ株式会社 希土類磁石及び回転機
US10395822B2 (en) * 2010-03-23 2019-08-27 Tdk Corporation Rare-earth magnet, method of manufacturing rare-earth magnet, and rotator
CN102473498B (zh) * 2010-03-30 2017-03-15 Tdk株式会社 烧结磁铁、电动机、汽车以及烧结磁铁的制造方法
JP5743458B2 (ja) 2010-09-03 2015-07-01 昭和電工株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系希土類永久磁石用合金材料、ｒ−ｔ−ｂ系希土類永久磁石の製造方法およびモーター
JP4951703B2 (ja) 2010-09-30 2012-06-13 昭和電工株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系希土類永久磁石用合金材料、ｒ−ｔ−ｂ系希土類永久磁石の製造方法およびモーター
CN102093059B (zh) * 2010-11-29 2012-11-14 自贡市江阳磁材有限责任公司 一种永磁铁氧体材料添加剂、其制备方法及其应用
JP5769059B2 (ja) * 2011-03-30 2015-08-26 日立金属株式会社 永久磁石薄膜用スパッタリングターゲット及びその製造方法
WO2014037380A1 (en) * 2012-09-04 2014-03-13 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method and apparatus for the fabrication of nanostructures, network of interconnected nanostructures and nanostructure
JP6221233B2 (ja) * 2012-12-28 2017-11-01 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石およびその製造方法
CN103258633B (zh) * 2013-05-30 2015-10-28 烟台正海磁性材料股份有限公司 一种R-Fe-B系烧结磁体的制备方法
EP3067900B1 (en) * 2013-11-05 2020-06-10 IHI Corporation Rare earth permanent magnet and method for manufacturing rare earth permanent magnet
CN104681225A (zh) * 2013-12-03 2015-06-03 湖南稀土金属材料研究院 一种提高烧结钕铁硼材料性能的处理方法
JP6554766B2 (ja) * 2014-08-12 2019-08-07 Tdk株式会社 永久磁石
JP6435982B2 (ja) * 2015-04-28 2018-12-12 信越化学工業株式会社 希土類磁石の製造方法及び希土類化合物の塗布装置
JP6784484B2 (ja) * 2015-09-11 2020-11-11 Tdk株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石およびモータ
WO2017077830A1 (ja) * 2015-11-02 2017-05-11 日産自動車株式会社 Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石の粒界改質方法、および当該方法により処理された粒界改質体
EP3182423B1 (en) * 2015-12-18 2019-03-20 JL Mag Rare-Earth Co., Ltd. Neodymium iron boron magnet and preparation method thereof
WO2018138841A1 (ja) * 2017-01-26 2018-08-02 日産自動車株式会社 焼結磁石の製造方法
JP6750543B2 (ja) * 2017-03-24 2020-09-02 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
RU2651098C1 (ru) * 2017-04-05 2018-04-18 Владислав Александрович Корецкий Магнитоуправляемый фаллоэндопротез
JP7251053B2 (ja) * 2017-06-27 2023-04-04 大同特殊鋼株式会社 ＲＦｅＢ系磁石及びＲＦｅＢ系磁石の製造方法
RU2683679C1 (ru) * 2018-04-18 2019-04-01 Владимир Васильевич Слюсаренко Способ сорбционной очистки нерафинированных растительных масел
JP7371108B2 (ja) * 2019-02-01 2023-10-30 天津三環楽喜新材料有限公司 希土類拡散磁石の製造方法と希土類拡散磁石
CN111341515B (zh) * 2020-03-25 2022-08-23 余姚市宏伟磁材科技有限公司 一种含铈的钕铁硼磁钢及其制备方法
CN111916285A (zh) * 2020-08-08 2020-11-10 烟台首钢磁性材料股份有限公司 一种低重稀土高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法
CN112670073A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 北京麦戈龙科技有限公司 一种烧结钕铁硼晶界扩散工装及晶界扩散的方法
CN112863848B (zh) * 2021-01-15 2023-04-11 烟台东星磁性材料股份有限公司 高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法
CN113957405A (zh) * 2021-11-25 2022-01-21 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种用于磁控溅射晶界扩散的稀土合金靶材及其制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61250165A (ja) 1985-04-26 1986-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd スパツタ−タ−ゲツト
JPH01117303A (ja) * 1987-10-30 1989-05-10 Taiyo Yuden Co Ltd 永久磁石
US5201963A (en) * 1989-10-26 1993-04-13 Nippon Steel Corporation Rare earth magnets and method of producing same
RU2113742C1 (ru) * 1993-07-06 1998-06-20 Сумитомо Спешиал Металз Ко., Лтд. Материалы r-fe-b постоянных магнитов и способы их получения
JPH07258825A (ja) 1994-03-23 1995-10-09 Hitachi Ltd セラミック被膜被覆材並びにその製造方法及び装置
RU2083698C1 (ru) * 1995-12-29 1997-07-10 Евгений Михайлович Банников Способ и устройство для получения высокочистого металла
RU2136068C1 (ru) * 1998-06-18 1999-08-27 Савич Александр Николаевич Магнитный материал для постоянных магнитов и способ его изготовления
JP4691833B2 (ja) 2001-06-07 2011-06-01 日立金属株式会社 金属蒸着被膜を表面に有する希土類系永久磁石の製造方法
JP2004296973A (ja) 2003-03-28 2004-10-21 Kenichi Machida 金属蒸気収着による高性能希土類磁石の製造
JP3897724B2 (ja) * 2003-03-31 2007-03-28 独立行政法人科学技術振興機構 超小型製品用の微小、高性能焼結希土類磁石の製造方法
JP2005011973A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Japan Science & Technology Agency 希土類−鉄−ホウ素系磁石及びその製造方法
JP3960966B2 (ja) * 2003-12-10 2007-08-15 独立行政法人科学技術振興機構 耐熱性希土類磁石の製造方法
JP4716277B2 (ja) 2004-11-26 2011-07-06 国立大学法人京都大学 薄膜形成方法、蒸着源基板、および蒸着源基板の製造方法
US7828929B2 (en) * 2004-12-30 2010-11-09 Research Electro-Optics, Inc. Methods and devices for monitoring and controlling thin film processing
CN101660126B (zh) 2005-03-18 2012-10-10 株式会社爱发科 成膜方法和成膜装置以及永磁铁和永磁铁的制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10385442B2 (en) 2015-05-07 2019-08-20 Advanced Technology & Materials Co., Ltd. Method for preparing rare-earth permanent magnetic material with grain boundary diffusion using composite target by vapor deposition

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