KR20220041189A

KR20220041189A - R-t-b계 영구자석 재료, 원료조성물, 제조방법, 응용

Info

Publication number: KR20220041189A
Application number: KR1020227006946A
Authority: KR
Inventors: 친 란; 다웨이 스; 야오 스; 자잉 황
Original assignee: 시아멘 텅스텐 코., 엘티디.; 푸젠 창팅 골든 드래곤 레어-어스 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2022-03-31
Also published as: CN111091945A; CN113889310A; WO2021135141A1; KR102606749B1; TW202127476A; TWI750964B; CN111091945B

Abstract

본 발명은 R-T-B계 영구자석 재료, 원료조성물, 제조방법, 응용을 개시한다. 이 R-T-B계 영구자석 재료는 질량 백분율로 다음의 성분: R, B, Ti, Cu와 Ga를 포함하며, R:29.0~31.5wt%; B:0.87-0.91wt%; 상기 R는 희토류 원소이며; 상기 R중에 경희토류 원소RL를 포함하며，상기 RL중에 Nd 를 포함하며; 상기 Ti, 상기 Cu와 상기 Ga가 아래의 관계식:（1）0＜Ti/（Cu+Ga）≤0.8; （2）0.3≤（Ti+Cu+Ga）≤0.5을 만족하며, wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미하며; 잔부는 Fe와 Co 및 불가피한 불순물이다. 본 발명중의 R-T-B계 영구자석 재료는 성능이 우수하며, 즉 비입계 확산품: Br≥14.50kGs，Hcj≥15kOe; 입계 확산품: Br≥14.50kGs，Hcj≥25.5kOe; Br과 Hcj의 동기적 향상을 실현한다.

Description

R-T-B계 영구자석 재료, 원료조성물, 제조방법, 응용

본 발명은 R-T-B계 영구자석 재료, 원료조성물, 제조방법, 응용에 관한 것이다.

영구자석 재료는 전자부품를 지지하는 핵심소재로 개발되어 왔으며, 발전방향은 고자기에너지적과 고보자력의 방향으로 향하고 있다. R-T-B계 영구자석 재료(R은 희토류 원소중의 적어도 일종)는 영구자석중 최고 성능의 자석으로 알려져 있으며, 하드디스크 드라이브용 보이스 코일 모터(VCM), 전기자동차(EV, HV, PHV 등)용 모터, 산업기기용 모터 등 각종 모터 및 가전제품 등에 사용되여 있다.

일반적으로 R-T-B계 희토류 영구자석 재료에 Dy, Tb등의 중희토류를 첨가하거나 혹은 중희토류를 이용한 입계 확산에 의하여 자성체의 고유 보자력(intrinsic coercivity, Hcj로 약칭)을 향상시키지만, 중희토류 자원은 결핍하고, 가격이 높다. 종래기술에서 자성체의 B함량을 낮추고 Cu/Al/Ga를 첨가하여 R₆-T₁₃-X（X는 Cu/Al/Ga를 가리킴）를 생성시키여 입계를 최적화하고，Hcj를 향상시키므로써, 중희토류 사용량을 감소시킨다. 그러나, B함량을 낮추면, R₂T₁₄B 주상의 체적 분율을 저하시키며, 따라서 자성체의 잔류자속밀도(remanence, Br로 약칭)가 저하된다.

따라서 Hcj와 Br이 동시에 향상될수 있는 R-T-B계 희토류 영구자석 재료가 시급히 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 종래기술중 R-T-B계 희토류 영구자석 재료의Hcj와 Br을 동시에 향상시키지 못하는 단점을 극복하며 희토류 영구자석 재료, 원료조성물, 제조방법, 응용을 제공하는 것이다.

본 발명은 다음의 기술적수단에 의해 상기 기술적과제를 해결한다.

본 발명은 질량 백분율로 다음의 성분, 즉 R, B, Ti, Cu와 Ga를 포함하는 R-T-B계 영구자석 재료를 제공하며,

R:29.0~31.5wt%;

B:0.87-0.91wt%;

상기 R는 희토류 원소이며，상기 R중에 경희토류 원소RL를 포함하며，상기 RL중에 Nd 를 포함하며;상기 Ti, 상기 Cu와 상기 Ga가 아래의 관계식:

（1）0＜Ti/（Cu+Ga）≤0.8;

（2）0.3≤（Ti+Cu+Ga）≤0.5;

을 만족하며,

wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미하며;

잔부는 Fe와 Co 및 불가피한 불순물이다.

본 발명에 있어서, 상기 R중에 중희토류 원소 RH를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 Ti/（Cu+Ga）는 바람직하게는 0.01-0.5또는 0.003-0.8，예를 들어 0.25이다.

본 발명에 있어서, 상기 （Ti+Cu+Ga）는 바람직하게는 0.45-0.5이다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 입계에 Ti를 풍부히 함유한 R_m(Fe+Co)_1-m-x-y-z(Cu_xGa_yTi_z)리치상이 존재하며，여기서, m는 25.5-30at%，x는 0-2at%，y는 1.5-2.5at%，z는 5.5-6.5at%이며，at%는 원자 백분율을 가리킨다.

여기서，상기 m는 바람직하게는 25.5-29.6 at%이며，예를 들어 28.8 at%, 28.9 at%, 29.1 at% 또는 29.4 at%이다.

여기서，상기 x는 바람직하게는 0.5-2 at% 또는 0-1.7 at%이며，예를 들어 1.5 at% 또는 1.6 at%이다.

여기서，상기 y는 바람직하게는 1.5-2.3 at%이며，예를 들어 2.4 at%, 1.6 at% 또는 1.8at%이다.

여기서，상기 z는 바람직하게는 5.5-5.9 at%이며，예를 들어 5.8 at%이다.

여기서，상기 R_m(Fe+Co)_1-m-x-y-z(Cu_xGa_yTi_z) 리치상은 R_28.8(Fe+Co)_61.5Cu_1.7Ga_2.4Ti_5.5, R_29.6(Fe+Co)_60.8Cu_1.5Ga_1.6Ti_6.5, R_28.9(Fe+Co)_63.8Ga_1.5Ti_5.8, R_29.1(Fe+Co)_63.1Cu_0.5Ga_1.8Ti_5.5또는 R_29.4(Fe+Co)_60.8Cu_1.6Ga_2.3Ti_5.9일 수 있다.

여기서，상기 R-T-B계 영구자석 재료의 입계는 일반적으로 두개 또는 두개이상의 주상 결정립이 연결된 부위를 가리킨다.

본 발명에 있어서, 상기 R의 함량은 바람직하게는 29-31 wt% 또는 29.5-31.5 wt%이며，예를 들어 29.7 wt%, 30wt% 또는 30.5 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 RH의 함량은 바람직하게는 0-1wt%(1wt%는 제외)이며，예를 들어 0.2 wt% 또는 0.7wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 B의 함량은 바람직하게는 0.89-0.905 wt%이며，예를 들어 0.9 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 Ti의 함량범위는 바람직하게는 0-0.2wt%(0은 제외)이며，예를 들어 0.001-0.2wt%이며，더 예를 들어 0.005 wt% 또는 0.1 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 Cu의 함량범위는 바람직하게는 0-0.15wt%이며，예를 들어 0.1 wt% 또는 0.05 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 Ga의 함량범위는 바람직하게는 0.2-0.4wt%이며，예를 들어 0.345 wt%, 0.15 wt%, 0.25 wt% 또는 0.3 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 Co의 함량범위는 0.5-2wt%일 수 있으며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 RL중에 La, Ce, Pr, Sm와 Eu중의 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 RH중에 Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb와 Lu중의 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 성분과 함량은 본 분야에서의 통상의 성분과 함량일 수 있다. 바람직하게는，상기 R-T-B계 영구자석 재료는 질량 백분율로 다음의 성분을 포함하며:

R은 29.0~31.0wt%; RH는 0-1wt%(1wt%은 제외); B는 0.87-0.91wt%; Ti는 0-0.2wt%(0은 제외)이며; Cu는 0-0.15wt%; Ga는 0.2-0.4wt%; Co는 0.5-2wt%이며; wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이다.

바람직하게는，상기 R-T-B계 영구자석 재료는 질량 백분율로 다음의 성분을 포함하며:R은 29.5~31.5wt%; RH는 0-1wt%(1wt%은 제외); B는 0.87-0.91wt%; Ti는 0-0.2wt%(0은 제외); Cu는 0-0.15wt%; Ga는 0.2-0.4wt%; Co는 0.5-2wt%이며; wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 R-T-B계 영구자석 재료는 질량 백분율로 다음의 성분을 포함하며:PrNd는 29 wt%，B는 0.87 wt%，Ti는 0.005 wt%，Cu는 0.15 wt%，Ga는 0.345 wt%，Co는 2 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 R-T-B계 영구자석 재료는 질량 백분율로 다음의 성분을 포함하며:PrNd는 30.8 wt%，Dy는 0.2wt%，B는 0.91 wt%，Ti는 0.2 wt%，Cu는 0.1 wt%，Ga는 0.15 wt%，Co는 2 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 R-T-B계 영구자석 재료는 질량 백분율로 다음의 성분을 포함하며:Nd는 29.8 wt%，Gd는 0.1wt%，Ho는 0.1wt%，B는 0.89 wt%，Ti는 0.001 wt%，Cu는 0.05 wt%，Ga는 0.25 wt%，Co는 2 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 R-T-B계 영구자석 재료는 질량 백분율로 다음의 성분을 포함하며:PrNd는 29.5 wt%，TB는 0.2wt%，B는 0.905 wt%，Ti는 0.1 wt%，Cu는 0 wt%，Ga는 0.2 wt%，Co는 2 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 R-T-B계 영구자석 재료는 질량 백분율로 다음의 성분을 포함하며:PrNd는 30.5 wt%，B는 0.9 wt%，Ti는 0.1 wt%，Cu는 0 wt%，Ga는 0.3 wt%，Co는 2 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 R-T-B계 영구자석 재료는 질량 백분율로 다음의 성분을 포함하며:PrNd는 30.8 wt%，Dy는 0.2wt%，TB는 0.5 wt%，B는 0.91 wt%，Ti는 0.2 wt%，Cu는 0.1 wt%，Ga는 0.15 wt%，Co는 2wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이다.

또한, 본 발명은 다음의 성분, 즉 R, B, Ti, Cu와 Ga를 포함하는 R-T-B계 영구자석 재료를 제공하며;

상기 R는 희토류 원소이며，상기 R중에 경희토류 원소RL를 포함하며，상기 RL중에 Nd 를 포함하며; 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 입계에 Ti를 풍부히 함유한 R_m(Fe+Co)_1-m-x-y-z(Cu_xGa_yTi_z)리치상이 존재하며，여기서, m는 25.5-30at%，x는 0-2at%，y는 1.5-2.5at%，z는 5.5-6.5at%이며，at%는 원자 백분율을 가리킨다.

여기서，상기 R중에 중희토류 원소 RH를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 질량 백분율로 다음의 성분, 즉 R, B, Ti, Cu와 Ga를 포함하는 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물을 제공하며;

R:29.0~31.0wt%;

B:0.87-0.91wt%;

상기 R는 희토류 원소이며，상기 R중에 경희토류 원소RL를 포함하며，상기 RL중에 Nd 를 포함하며; 상기 Ti, 상기 Cu와 상기 Ga가 아래의 관계식을 만족하며:

（1）0＜Ti/（Cu+Ga）≤0.8;

（2）0.3≤（Ti+Cu+Ga）≤0.5;

wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며;

잔부는 Fe와 Co 및 불가피한 불순물이다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는，상기 R중에 중희토류 원소RH를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 Ti/（Cu+Ga）는 바람직하게는 0.01-0.5 또는 0.003-0.8이며，예를 들어 0.25이다.

본 발명에 있어서, 상기 R의 함량은 바람직하게는 29-30.5 wt%，예를 들어 29.7 wt%, 30wt% 또는 30.5 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 RH의 함량은 바람직하게는 0-1wt%(1wt%은 제외)이며，예를 들어 0.2 wt% 또는 0.7wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 B의 함량은 바람직하게는 0.89-0.905 wt%，예를 들어 0.9 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 Ti의 함량범위는 바람직하게는 0-0.2wt%(0은 제외)，예를 들어 0.001-0.2wt%이며，더 예를 들어 0.005 wt% 또는 0.1 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 Cu의 함량범위는 바람직하게는 0-0.15wt%이며，예를 들어 0.1 wt% 또는 0.05 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 Ga의 함량범위는 바람직하게는 0.2-0.4wt%이며，예를 들어 0.345 wt%, 0.15 wt%, 0.25 wt% 또는 0.3 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 Co의 함량범위는 0.5-2wt%일 수 있으며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미한다.

또한, 본 발명은 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물의 용융액을 주조, 파쇄, 분쇄, 성형, 소결을 거치게 하는 절차를 포함하는 R-T-B계 영구자석 재료의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물의 용융액은 본 분야에서의 통상의 방법으로 제조 획득할 수 있으며, 예를 들면 고주파 진공 유도 용해로에서 용해 제련하면 된다. 상기 용해로의 진공도는 5Х10^-2Pa일 수 있다. 상기 용해 제련의 온도는 1500℃이하일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 주조 공정은 본 분야에서의 통상의 주조 공정일 수 있으며, 예를 들면 Ar가스 분위기(예를 들면 5.5Х10^４Pa의 Ar가스 분위기)하에서 10²℃/초~10^４℃/s의 속도로 냉각할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 파쇄 공정은 본 분야에서의 통상의 파쇄 공정일 수 있으며, 예를 들면 수소흡수, 탈수소, 냉각 처리를 거치면 된다.

여기서，상기 수소흡수는 수소 가스 압력 0.15MPa의 조건하에서 진행할 수 있다.

여기서，상기 탈수소는 진공흡입하면서 승온하는 조건하에서 진행할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 분쇄 공정은 본 분야에서의 통상의 분쇄 공정, 예를 들어 제트 밀에 의한 분쇄일수 있다.

여기서，바람직하게는，상기 분쇄 공정은 산화 가스 함유량 100ppm이하의 분위기하에서 실시한다.

상기 산화 가스는 산소 가스 또는 수분의 함량을 의미한다.

여기서，상기 제트 밀에 의한 분쇄의 분쇄 챔버 압력은 0.38MPa이어도 좋다.

여기서，상기 제트 밀에 의한 분쇄의 시간은 3시간이어도 좋다.

여기서，상기 분쇄후, 본 분야에서의 통상의 수단으로 윤활제, 예를 들어 스테아린산 아연을 첨가할 수 있다. 상기 윤활제의 첨가량은 혼합후 분말 중량의 0.10~0.15%, 예를 들어 0.12%일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 성형 공정은 본 분야에서의 통상의 성형 공정, 예를 들면 자기장 성형법 또는 열간가압 열간변형 방법이어도 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 소결 공정은 본 분야에서의 통상의 소결 공정일 수 있으며, 예를 들어 진공 조건(예를 들면 5Х10^-3Ｐａ의 진공)하에서 예열, 소결, 냉각을 거치면 된다

여기서，상기 예열 온도는 300~600℃이어도 좋다. 상기 예열 시간은 1~2h이어도 좋다. 상기 예열은 300℃와 600℃의 온도에서 각각 1시간 예열하는 것이 바람직하다.

여기서，상기 소결 온도는 본 분야에서의 통상의 소결 온도, 예를 들면 900℃~1100℃, 더 예를 들면 1040℃일 수 있다.

여기서，상기 소결 시간은 본 분야에서의 통상의 소결 시간, 예를 들면 2h일 수 있다.

여기서，상기 냉각 전에 가스 압력이 0.1MPa에 도달하도록 Ar 가스를 도입할 수 있다.

여기서，바람직하게는 상기 소결후 입계 확산 처리를 더 진행한다.

상기 입계 확산 처리중의 중희토류 원소는 Dy 및/또는 Tb를 포함한다.

상기 입계 확산 처리는 본 분야에서의 통상의 공정, 예를 들어 Tb스퍼터확산에 따라 진행할 수 있다.

상기 입계 확산 처리의 온도는 800-900℃，예를 들어 850℃일 수 있다.

상기 입계 확산 처리의 시간은 12h일 수 있다.

상기 입계 확산 처리후에，열처리를 더 진행할 수 있다. 상기 열처리의 온도는 470-510℃，예를 들어 500℃일 수 있다. 상기 열처리의 시간은 3h일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 방법을 사용하여 제조 획득한 R-T-B계 영구자석 재료를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 전자부품으로서의 응용을 제공한다.

여기서，상기 전자부품은 본 분야에서의 통상의 부품，예를 들어 모터중의 전자소자일 수 있다.

본 분야의 상식에 부합되는 것을 기초로 하여, 상기 각 바람직한 조건을 임의로 조합하여 본 발명의 각 바람직한 실시예를 얻을 수 있다.

본 발명에 사용되는 시약 및 원료는 모두 시판으로 획득할 수 있다.

본 발명의 적극적 및 진보적인 효과는 다음과 같은 점에 있다.

본 발명중의 R-T-B계 영구자석 재료는 성능이 우수하며, 즉 비입계 확산품: Br≥14.50kGs，Hcj≥15kOe; 입계 확산품:Br≥14.50kGs，Hcj≥25.5kOe; Br과 Hcj의 동기적 향상을 실현한다.

도1은 실시예3에서 제조 획득한 R-T-B계 자성체재료의 FE-EPM 분포도이다.

아래에 실시예의 형태에 의해 본 발명을 진일보 설명하지만, 본 발명을 하기 실시예 범위로 제한하는 것은 아니다. 이하의 실시예에 있어서 구체적인 조건이 명시되지 않은 실험방법은 통상의 방법 및 조건에 따라 또는 제품 설명서에 따라 선택된다.

실시예 및 비교예중의 R-T-B계 자성체재료의 배합은 표1에 나타나는 바이다. 하기 표중, wt%는 각 성분이 상기R-T-B계 영구자석 재료에서 차지하는 질량 백분율을 가리키며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이며, "/"는 해당 원소가 첨가되지 않았음을 표시한다. "Br"은 잔류자속밀도이며, "Hcj"는 고유 보자력(intrinsic coercivity)이며, "BHmax"는 최대자기에너지적（maximum energy product）이다.

실시예1-5 및 비교예1-6중의 R-T-B계 영구자석 재료의 제조방법은 다음과 같다.

（1）용해 제련의 과정: 표 1에 나타낸 배합에 따라 조제한 원료를 알루미나제의 도가니에 넣고, 고주파 진공 유도 용해로에서 5Х10^-2Pa의 진공중에서 1500℃이하의 온도로 진공용해 제련을 실시하였다.

（2）주조의 과정: 진공용해 제련후의 용해로에 Ar 가스를 도입하여 기압이 5.5만Pa에 도달하게 한 후 주조하고, 10²℃/초~10⁴℃/초의 냉각속도로 급냉 합금을 얻었다.

（3）수소파쇄(hydrogen Decrepitation)의 과정: 실온하에서 급냉 합금을 방치한 수소파쇄용 도가니를 진공흡입 한 후, 순도 99.9%의 수소 가스를 수소파쇄용 도가니내에 도입하고 수소가스 압력을 0.15MPa로 유지하였다. 수소흡수를 충분히 한 후 진공흡입하면서 승온시키고, 충분히 탈수소를 실행하였다. 그 후에 냉각하고, 수소파쇄된 후의 분말을 꺼냈다.

（4）미분쇄의 과정: 산화가스 함량 100ppm이하의 질소가스 분위기하에서, 및 분쇄 챔버 압력 0.38MPa의 조건하에서, 수소파쇄된 후의 분말을 3시간동안의 제트 밀에 의한 분쇄를 실시하여 미분을 얻었다. 산화가스란 산소 또는 수분을 가리킨다.

（5）제트 밀에 의한 분쇄후의 분말에 스테아린산 아연을 첨가한 다음, V믹서로 충분히 혼합하였다. 스테아린산 아연의 첨가량은 혼합후 분말 중량의 0.12%였다.

（6）자기장 성형 과정: 직각 배향형의 자기장 성형기를 사용하여, 1.6T의 배향 자기장에서 및 0.35ton /cm²의 성형 압력하에서, 상기 스테아린산 아연이 첨가된 분말을 변의 길이가 25mm인 입방체로 일차 성형시켰다. 일차 성형 후 0.2T의 자기장에서 탈자시켰다. 일차 성형 후의 성형체가 공기와 접촉하지 않도록 이를 밀봉하고, 그 다음 재차 이차 성형기(정수압 성형기)를 이용하여 1.3ton/cm²의 압력하에서 이차 성형을 진행하였다.

（7）소결 과정: 각 성형체를 소결로에 옮기고 소결하고, 5Х10^-3Pa의 진공하에서 그리고 300℃와 600℃의 온도하에서 각각 1시간동안 유지하였다. 그 후, 1040℃의 온도로 2시간동안 소결하고, 그 다음 Ar 가스를 도입하여 기압을 0.1MPa까지 도달시킨 후 실온까지 냉각시켰다.

（8）열처리 과정: 소결체를 고순도 Ar가스하에서, 500℃의 열처리의 온도로 3시간동안 열처리를 진행한 후, 실온까지 냉각한 다음 꺼내여, R-T-B계 영구자석 재료를 얻었다.

실사예6중의 R-T-B계 영구자석 재료의 제조방법은 다음과 같다:

표1에 표시된 배합 및 실시예1의 제조공정에 따라 실시예6의 R-T-B계 영구자석 재료를 제조하였는데, 부동한것은 다음과 같은 점에 있다.

상기 절차（7）후, 절차（8）전에 입계 확산 처리 과정을 증가하여，소결체를 직경20mm, 두께5mm의 자석으로 가공하며, 두께 방향을 자기장 배향 방향으로 하고, 표면을 청정화한 후, 각각 Tb불소화물로 제조하여 얻은 원료를 사용하여, 자석에 전면 분무 코팅하고, 코팅후의 자석을 건조시키고, 고순도의 Ar 가스 분위기하에서 표면에 Tb 원소의 금속을 스퍼터링 부착시키고, 850℃의 온도로 24시간동안 확산 열처리하였다. 실온까지 냉각하였다.

효과실사예

실시예1-6과 비교예1-6에서 제조하여 얻은 R-T-B계 영구자석 재료의 자기특성 및 성분을 측정하고, 그 자성체의 상구조를 전계방사 전자 탐침 현미 분석기(FE-EPMA)를 사용하여 관찰하였다.

（1）R-T-B계 영구자석 재료와 R-T-B계 영구자석 재료의 각 성분에 대하여 고주파 유도결합 플라즈마 발광 분석장치(ICP-OES)를 이용하여 측정하였다. 여기서, R_m(Fe+Co)_1-m-x-y-z(Cu_xGa_yTi_z) 리치상의 구체적인 상 조성은 FE-EPMA를 이용하여 얻었다（도1은 실사예3에서 제조 획득한 R-T-B계 영구자석 재료중 Ti의 EPMA분포도이다）. 아래의 표2와 표3에 표시된 것이 성분검출결과였다.

（2）자기특성의 평가: 실사예1-6과 비교예1-6중의 R-T-B계 영구자석 재료에 대하여 중국계량원의 NIM-10000H형 BH 벌크 희토류 영구자석 비파괴 측정 시스템을 이용하여 자기특성을 검출하였다. 아래의 표3에 자기특성 검출결과를 나타냈다.

표3에서 알 수 있는 바와 같이:

1）본 발명에서, 비입계 확산품의 R-T-B계 영구자석 재료는 성능이 우수하며, 즉 Br ≥14.50kGs，Hcj ≥15kOe，Br과 Hcj의 동기적 향상을 실현하였으며, 또한 최대자기에너지적이 ≥50.9MGOe였다（실사예1-5）;

입계 확산품: Br ≥14.50kGs，Hcj ≥25.5kOe.

2）본 발명의 배합에 따르면, Ti/（Cu+Ga）와 （Ti+Cu+Ga）범위치를 조절하면，R과 B가 본 출원의 비례범위를 만족했다해도， R-T-B계 영구자석 재료의 자기특성은 전부 내려갔다（비교예1~3）;

3）본 발명의 배합에 따르면, Ti/（Cu+Ga）와 （Ti+Cu+Ga）범위치를 본 출원에 한정된 범위내에 있게끔 확보하고, R과 B가 본 출원의 비례범위를 만족하지 않는 경우， R-T-B계 영구자석 재료의 자기특성은 전부 내려갔다（비교예4~5）;

4）본 발명의 배합에 따르면， Ti/（Cu+Ga）,（Ti+Cu+Ga） 및 R과 B의 값을 통상적으로 조절했다해도，R-T-B계 영구자석 재료의 자기특성은 전부 내려갔다（비교예6).

Claims

질량 백분율로 다음의 성분: R, B, Ti, Cu와 Ga를 포함하는 R-T-B계 영구자석 재료에 있어서,
R:29.0~31.5wt%;
B:0.87-0.91wt%;
상기 R는 희토류 원소이며; 상기 R중에 경희토류 원소RL를 포함하며，상기 RL중에 Nd 를 포함하며;
상기 Ti, 상기 Cu와 상기 Ga가 아래의 관계식:
（1）0＜Ti/（Cu+Ga）≤0.8;
（2）0.3≤（Ti+Cu+Ga）≤0.5;
을 만족하며,
wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미하며;
잔부는 Fe와 Co 및 불가피한 불순물이며;
상기 R중에 중희토류 원소RH를 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 R-T-B계 영구자석 재료.
제1항에 있어서,
상기 Ti/（Cu+Ga）는 0.01-0.5 또는 0.003-0.8，예를 들어 0.25이며;
및/또는，상기 （Ti+Cu+Ga）는 0.45-0.5이며;
및/또는，상기 R-T-B계 영구자석 재료의 입계에 Ti를 풍부히 함유한 R_m(Fe+Co)_1-m-x-y-z(Cu_xGa_yTi_z)리치상이 존재하며，여기서 m는 25.5-30at%，x는 0-2at%，y는 1.5-2.5at%，z는 5.5-6.5at%이며，at%는 원자 백분율을 가리키며; 상기 m는 바람직하게는 25.5-29.6 at%，예를 들어 28.8 at%, 28.9 at%, 29.1 at% 또는 29.4 at%이며; 상기 x는 바람직하게는 0.5-2 at% 또는 0-1.7 at%，예를 들어 1.5 at% 또는 1.6 at%이며; 상기 y는 바람직하게는 1.5-2.3 at%，예를 들어 2.4 at%, 1.6 at% 또는 1.8 at%이며; 상기 z는 바람직하게는 5.5-5.9 at%，예를 들어 5.8 at%인 것을 특징으로 하는 R-T-B계 영구자석 재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 R의 함량은 29-31 wt% 또는 29.5-31.5 wt%，예를 들어 29.7 wt%, 30 wt% 또는 30.5 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 RH의 함량은 0-1 wt%이며, 또한 1wt%은 제외하며，예를 들어 0.2 wt% 또는 0.7wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 B의 함량은 0.89-0.905 wt%，예를 들어 0.9 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 Ti의 함량범위는 0-0.2wt% 또한 0은 제외하며，예를 들어 0.001-0.2wt%이며，더 예를 들어 0.005 wt% 또는 0.1 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 Cu의 함량범위는 0-0.15wt%，예를 들어 0.1 wt% 또는 0.05 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 Ga의 함량범위는 0.2-0.4wt%，예를 들어 0.345 wt%, 0.15 wt%, 0.25 wt% 또는 0.3 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 Co의 함량범위는 0.5-2wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료중의 질량 백분율을 의미하는 것을 특징으로 하는 R-T-B계 영구자석 재료.
제1~3항중 임의의 한 항에 있어서, 상기 R-T-B계 영구자석 재료는 질량 백분율로 다음의 성분을 포함하며:
R은 29.0~31.0wt%; RH는 0-1wt%, 또한 1wt%는 제외하며; B는 0.87-0.91wt%; Ti는 0-0.2wt% 또한 0은 제외하며; Cu는 0-0.15wt%; Ga는 0.2-0.4wt%; Co는 0.5-2wt%이며; wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이며;
또는，상기 R-T-B계 영구자석 재료는 질량 백분율로 다음의 성분을 포함하며: R은 29.5~31.5wt%; RH는 0-1wt%, 또한 1wt%는 제외하며; B는 0.87-0.91wt%; Ti는 0-0.2wt%, 또한 0은 제외하며; Cu는 0-0.15wt%; Ga는 0.2-0.4wt%; Co는 0.5-2wt%이며; wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물인 것을 특징으로 하는 R-T-B계 영구자석 재료.
다음의 성분: R, B, Ti, Cu와 Ga를 포함하는 R-T-B계 영구자석 재료에 있어서,
상기 R는 희토류 원소이며，상기 R중에 경희토류 원소RL를 포함하며，상기 RL중에 Nd 를 포함하며;
상기 R-T-B계 영구자석 재료의 입계에 Ti를 풍부히 함유한 R_m(Fe+Co)_1-m-x-y-z(Cu_xGa_yTi_z)리치상이 존재하며，여기서, m는 25.5-30at%，x는 0-2at%，y는 1.5-2.5at%，z는 5.5-6.5at%이며，at%는 원자 백분율을 가리키며,
상기 R중에 중희토류 원소 RH를 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 R-T-B계 영구자석 재료.
제1~5항 중 임의의 한 항에 기재된 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에 있어서, 질량 백분율로 다음의 성분: R, B, Ti, Cu와 Ga를 포함하며,
R:29.0~31.5wt%;
B:0.87-0.91wt%;
상기 R는 희토류 원소이며; 상기 R중에 경희토류 원소RL를 포함하며，상기 RL중에 Nd 를 포함하며; 상기 Ti, 상기 Cu와 상기 Ga가 아래의 관계식:
（1）0＜Ti/（Cu+Ga）≤0.8;
（2）0.3≤（Ti+Cu+Ga）≤0.5;
을 만족하며,
상기 R중에 중희토류 원소 RH를 더 포함할 수 있으며, wt%는 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며;
잔부는 Fe와 Co 및 불가피한 불순물인 것을 특징으로 하는 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물.
제6항에 있어서, 상기 Ti/（Cu+Ga）는 0.01-0.5 또는 0.003-0.8，예를 들어 0.25이며;
및/또는，상기 （Ti+Cu+Ga）는 0.45-0.5이며;
및/또는，상기 R의 함량은 29-30.5 wt%，예를 들어 29.7 wt%, 30wt% 또는 30.5 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 RH의 함량은 0-1wt%이며, 또한 1wt%는 제외하며，예를 들어 0.2 wt% 또는 0.7wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 B의 함량은 0.89-0.905 wt%，예를 들어 0.9 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 Ti의 함량범위는 0-0.2wt%이며, 또한 0은 제외하며，예를 들어 0.001-0.2wt%，더 예를 들어 0.005 wt% 또는 0.1 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 Cu의 함량범위는 0-0.15wt%，예를 들어 0.1 wt% 또는 0.05 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 Ga의 함량범위는 0.2-0.4wt%，예를 들어 0.345 wt%, 0.15 wt%, 0.25 wt% 또는 0.3 wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미하며;
및/또는，상기 Co의 함량범위는 0.5-2wt%이며，wt%는 상기 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물에서 차지하는 질량 백분율을 의미하는 것을 특징으로 하는 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물.
제6항 또는 제7항에 기재된 R-T-B계 영구자석 재료의 원료조성물의 용융액을 주조, 파쇄, 분쇄, 성형, 소결을 거치게 하는 절차를 포함하며,
바람직하게는, 상기 소결후 입계 확산 처리를 더 진행하며;
바람직하게는, 상기 소결후 또는 상기 입계 확산 처리후에，열처리를 더 진행하는 것을 특징으로 하는 R-T-B계 영구자석 재료의 제조방법.
제8항에 기재된 제조방법에 의하여 제조하여 얻은 R-T-B계 영구자석 재료.
제1항~제5항 및 제9항중 임의의 한 항에 기재된 R-T-B계 영구자석 재료의 전자부품으로서의 응용.