587258 A7 B7 五、發明説明（1) 技術領域 本發明爲關於使用做爲高性能永久磁鐵等之黏結磁鐵 與其製造方法，以及其使用的磁鐵材料。 背景技術 自以往’高性能永久磁鐵用之磁鐵材料已知有Sm-Co 系磁鐵材料和Nd-Fe-B系磁鐵材料等。此類稀土類系之高 性能磁鐵材料主要被使用於馬達、計測器等之電性機器， 隨著對於此些各種電性機能之小型化和高性能化的要求， 對於磁鐵材料亦要求高性能化。特別，於硬碟裝置（HDD )、CD-ROM裝置、DVD裝置等所使用之媒體驅動用之主 軸電動機、或CD-ROM裝置和DVD裝置等所使用之光接收 驅動用執行器中，要求更高之高性能化的磁鐵材料。 對於如上述永久磁鐵的要求，已提案各種令稀土類（R )-鐵系化合物含有氮的磁鐵材料，即R_Fe_N系磁鐵材料 (參照特開平6-172936號公報，同8-191006號公報、同 9-74006號公報等）。R_Fe_N系磁鐵材料爲具有優良的磁 特性’加上比Nd-Fe-B系磁鐵材料等之耐蝕性優良。活用 此類特性’ R-Fe-N系磁鐵材料被期待適用於各種用途。 R-Fe-N系磁鐵材料通常爲如下處理製作。首先，根據 液體急冷法、溶解鑄法、機械性合金法等製作母合金。實 施以控制母合金之金屬組織等目的之熱處理後，於主相的 晶格間位置導入氮’進行提高結晶磁異向性之氮化處理。 氮化處理步驟通常爲於含有氮氣和氨氣等之環境氣體中， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 587258 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
A7 _B7_五、發明説明（2) 將合金材料予以熱處理吸收氮氣而實施。 使用此類R-Fe-N系磁鐵材料的永久磁鐵，已知例如爲 將磁鐵材料粉末與樹脂系黏合劑等混合，並將此混合物例 如以壓縮成形、擠壓成形、或擠壓成形，賦與所欲磁鐵形 狀的黏結磁鐵。於磁鐵材料粉末與黏合樹脂等混合物之成 形上應用壓縮成形時，通常實施黏合樹脂的加熱硬化處理 做爲後處理。又，於應用擠壓成形和擠壓成形時乃於成形 時加熱。更且，即使於對於磁鐵材料粉末施以防塵和防止 發塵之塗層時，亦將磁鐵材料曝曬於高溫中。 然而，使用R-Fe-N系磁鐵材料的黏結磁鐵，儘管成形 前之R-Fe-N系磁鐵材料的耐蝕性優良，亦有時作成黏結磁 鐵狀態的耐蝕性爲比磁鐵材料本身差。如此，於使用 R-Fe-N系磁鐵材料之黏結磁鐵中，產生無法有效且以良好 再現性利用磁鐵材料之耐鈾性優良之特徵的問題。又，做 爲黏結磁鐵製作材料之R-Fe-N系磁鐵材料粉末的耐蝕性本 身乃被察見偏差，此點亦導致令黏結磁鐵的耐鈾性降低和 偏差。 本發明之目的爲在於經由活用R-Fe-N系磁鐵材料本來 的高耐蝕性特徵，提供可以良好再現性取得優良耐蝕性的 黏結磁鐵與其製造方法。本發明之其他目的爲在於提供可 更確實取得此類耐蝕性優良之黏結磁鐵的磁鐵材料。 發明之揭示 本發明者等人爲了達成上述目的，乃對於使用R-Fe-N (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5- 587258 A7 ___B7 五、發明説明（3) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 系磁鐵材料之黏結磁鐵的耐蝕性進行各種檢討。其結果， 於構成黏結磁鐵之R-Fe-N系磁鐵粒子表面部之氮濃度產生 差異，發現此表面部之氮濃度的降低乃成爲耐蝕性惡化和 偏差的原因。β卩，於黏結磁鐵的製作過程中R-Fe-N系磁鐵 材料多被曝曬於高溫中，於此類高溫步驟中，乃由磁鐵粒 子表面部抽出氮，並且令耐蝕性降低。特別，若磁鐵粒子 表面部之氮濃度低於2質量％，則發現耐鈾性顯著降低。 本發明爲根據此類發現而完成。本發明之黏結磁鐵爲 具備將含氮之稀土類-鐵系磁鐵材料與黏合成分之混合物成 形爲磁鐵形狀之成形體的黏結磁鐵，構成該稀土類-鐵系磁 鐵材料之磁鐵粒子爲於其粒子表面至深度lOOnm爲止區域 中之表面氮濃度爲2質量％以上爲其特徵。於本發明之黏結 磁鐵中，磁鐵粒子全體之平均氮濃度爲2〜4.5質量％之範圍 爲佳。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 如此，經由令使用含氮稀土類-鐵系磁鐵材料之黏結磁 鐵中存在之磁鐵粒子表面氮濃度爲維持於2質量％以上，則 可以良好再現性發揮含氮稀土類-鐵系磁鐵材料本來所具有 的高耐蝕性。即，可對於黏結磁鐵以良好再現性賦與含氮 稀土類-鐵系磁鐵材料本來所具有的高耐蝕性。 本發明第一之黏結磁鐵的製造方法爲具備令含氮稀土 類-鐵系磁鐵材料與黏合成分之混合物成形爲磁鐵形狀之成 形體之黏結磁鐵的製造方法，具備令該氮稀土類-鐵系磁鐵 材料爲被曝曬於80°C以上溫度之步驟，並且於含氮之環境 氣體中實施該步驟爲其特徵。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^ 587258 A7 B7 五、發明説明（4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 含氮稀土類-鐵系磁鐵材料的曝曬溫度若爲80 以上， 則由磁鐵粒子表面之氮的抽出顯著。此處，於第一黏結磁 鐵的製造方法中，稀土類-鐵系磁鐵材料於8 〇它以上溫度曝 曬之步驟，爲於含氮之環境氣體中實施。藉此，可保持稀 土類-鐵系磁鐵粒子的表面氮濃度。更且，使用磁鐵粒子之 粒子表面至深度l〇〇nm爲止區域中之表面氮濃度爲比磁鐵 粒子全體之平均氮濃度更高的稀土類-鐵系磁鐵材料，則可 更確實抑制磁鐵粒子之表面氮濃度的降低。藉此，可令使 用含氮稀土類-鐵系磁鐵材料之黏結磁鐵的耐鈾性更加提高 再現性。 本發明第二之黏結磁鐵的製造方法爲具備製作粒子表 面至深度l〇〇nm爲止區域中之表面氮濃度爲具有比粒子全 體之平均氮濃度更高磁鐵粒子之含氮稀土類-鐵系磁鐵材料 的步驟，和將該稀土類-鐵系磁鐵材料與黏合成分混合之步 驟，和將該混合物成形爲磁鐵形狀之步驟爲其特徵。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於第二黏結磁鐵之製造方法中，使用磁鐵粒子之粒子 表面至深度lOOnm爲止區域中之表面氮濃度爲比磁鐵粒子 全體之平均氮濃度更局之磁鐵材料，即含氮稀土類-鐵系磁 鐵材料。經由使用此類含氮稀土類-鐵系磁鐵材料，則可抑 制磁鐵粒子表面氮濃度的降低。因此，可以良好提高使用 氮稀土類-鐵系磁鐵材料之黏結磁鐵之耐蝕性的再現性。 本發明之磁鐵材料爲具備製作黏結磁鐵所用之含氮稀 土類-鐵系磁鐵粒子的磁鐵材料，該稀土類-鐵系磁鐵粒子之 粒子表面至深度100mm爲止區域中之表面氮濃度爲比該磁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） '' 587258 A7 _B7___ 五、發明説明（5) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 鐵粒子全體之平均氮濃度更高爲其特徵。於本發明之磁鐵 材料中，磁鐵粒子全體之平均氮濃度爲2〜4.5質量％之範圍 爲佳，又，磁鐵粒子之表面氮濃度爲超過該平均氮濃度且 爲6質量％以下爲佳。 圖面之簡單說明 圖1爲示出本發明之一實施形態之黏結磁鐵的斜視圖 〇 圖2爲用以說明圖1所示之黏結磁鐵中存在之稀土類-鐵系磁鐵粒子中之氮濃度的模型圖。 圖3爲用以說明本發明之一實施形態之稀土類-鐵系磁 鐵粒子中之氮濃度的模型圖。 用以實施發明之形態 以下，說明關於實施本發明的形態。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 圖1爲示出本發明之一實施形態之黏結磁鐵的斜視圖 。圖1中所示之黏結磁鐵1爲具備將磁鐵材料與黏合成分 之混5物成形爲所欲fe鐵形狀的成形體2。構成黏結磁鐵1 之磁鐵材料爲含氮之稀土類-鐵系磁鐵材料，經由以稀土類 元素（R)-鐵（Fe)-氮（N)爲主要構成。 含氮之稀土類-鐵系磁鐵材料（R_Fe-N系磁鐵材料）可 列舉例如具有一般式 (1 )
Ra ( Fei.x.yC〇xMy ) !〇〇 -a - b - cN b B , -8 - 587258 A7 B7 五、發明説明（6) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (式中，R爲表示由稀土類元素中選出至少一種之元素，M 爲表示由V、Nb、Ta、Mo、W、Ni、Ti、Zr及Hf所選出 至少一種之元素，a、b、c、X及y爲滿足原子％ 、8Sb$20 原子 ％、0$c$3 原子 ％、〇$χ$〇·5、〇$y‘〇.l 、〇$x + yg〇.5 之數） 所示之組成，且主相之結晶構造爲菱面體晶或六方晶之磁 鐵材料。 構成（1 )式所示之R-Fe-N系磁鐵材料之各成分的配合 理由及配合量的規定理由爲如下。首先，做爲R元素之稀 土類元素爲對磁鐵材料造成大的磁異向性，進而賦與高保 磁力的成分。R元素可使用Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu 、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu等之稀土類元素之一種或 二種以上。其中，特別以R元素之50原子％以上爲Sm爲 佳，藉此可提高主相的磁異向性，且令保磁力增大。 R元素之含量a爲5原子％以上且15原子％以下爲佳。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R元素之含量a若未滿5原子％，則磁異向性之降低顯著， 難以取得具有大保磁力的磁鐵材料。另一方面，R元素若頗 爲過剩，則令磁鐵材料之飽和磁通量等降低，故R元素之 含量a爲15原子％以下爲佳。
Fe (鐵）係做爲磁鐵材料之主成分的元素，具有令磁 鐵材料之飽和磁化增大的作用。飽和磁化之增大乃造成殘 留磁化之增大’且伴隨亦令最大磁能量積增大。F e之一部 分可經Co和Μ元素所取代，但Fe於磁鐵材料中含有40原 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 587258 A7 ___B7_ 五、發明説明（7) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 子％以上爲佳。磁鐵材料中之Fe量若未滿40原子％，則恐 導致飽和磁化等之磁特性降低。又，包含Co和Μ元素取代 量之Fe總量（Fe、Co及Μ元素之總量）爲75原子％以上 爲佳。
Co爲取代一部分的Fe，令R-Fe-N系磁鐵材料之熟化 温度和熱丨寸性等提尚之兀素。但，取代量若過多，則磁 特性降低’故Co對Fe的取代量爲令（〇式之x値爲〇.5 以下爲佳’更佳爲0.3以下。於更有效取得Co所造成之取 代效果上，其取代量爲令X値爲〇.05以上爲佳。如此，C〇 之取代量X爲0_05〜0.5之範圍爲佳，更佳爲0.05〜0.3之範 圍。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，Fe 之一部分亦可經 v、Nb、Ta、Mo、W、Ni、Ti 、Zr及Hf中所選出之至少一種m元素所取代。以此類Μ 元素取代一部分Fe ’則可改善耐蝕性和耐熱性等之實用的 各種特性。但’若以頗多量之Μ元素取代Fe，則磁特性之 降低顯著’故以Μ元素取代Fe元素之份量爲令（1 )式之 y値爲0· 1以下爲佳。於更有效取得M元素所造成之取代效 果上，其取代量爲令y値爲〇.〇〇1以上爲佳。 如此’以Μ元素之取代量y爲ο.οο^ο.ι之範圍爲佳， 更佳爲0.01〜0.1之範圍。又，由同樣之理由，令C〇與Μ元 素所造成之Fe取代量的總量（x + y )爲〇.5以下爲佳。c〇 與Μ元素之取代量總量（x + y )爲〇·〇5〜〇·5之範圍爲佳，更 期望爲0.05〜0.4之範圍。 Β (硼）爲提局磁鐵材料之殘留磁化的有效元素，但並 本紙張尺度適财關家標準（CNS ) Α4規格（2歐297公餐） -10- 587258 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（8) 非必定於R-Fe-N系磁鐵材料中配合不可。若過量含有b則 恐令磁鐵材料的磁氣特性惡化，故B之含量C爲3原子％ 以下爲佳。B含量之下限値雖無特別限定，但於更有效取得 B之添加效果上，令B之含量C爲0.3原子％以上爲佳。 N (氮）爲主要存在於磁鐵材料之立相的晶格間位置， 與不含有N之情況相比較，令主相的熟化溫度和磁異向性 提高，並且爲對磁鐵材料賦與良好耐蝕性的成分。N之含 量b爲8原子％以上且20原子％以下爲佳。n以少量配合則 可發揮此效果，但若頗爲過剩配合，則^ _Fe相等之析出量 增大且磁鐵特性降低。因此，N之含量b爲20原子％以上 爲佳。 但’ N含量若過少，則無法充分取得磁氣特性和耐蝕性 的改善效果，故令N之含量b爲8原子％以上爲佳。更佳之 N含量b爲12SbS18原子％之範圍。N之一部分亦可經Η 、C及Ρ中所選出之至少一種元素所取代。還有，黏結磁 鐵1中所用之R-Fe-N系磁鐵材料可容許含有少量之氧化物 等之不可避免雜質。 構成黏結磁鐵1的磁鐵材料例如可如下處理製造。首 先，將指定量之R、Fe等之金屬元素、及視需要之c〇、Μ 元素、Β等之合金薄帶（或薄片），應用單輥法、雙輥法、 迴轉盤法、氣相噴霧法等之急冷法進行製作。或者，將所 谷人組成之合金鏡塊以溶解纟#造法等進行製作。於此類合金 材料中，視需要可於Ar、He等之惰性氣體環境氣體中和真 空中以300〜l〇〇〇°C之溫度施以〇·1〜10小時左右的熱處理。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 、11 ▼線 -11 - 587258 A 7 B7 五、發明説明（9) 經由施以此類熱處理，則可提高保磁力等之磁特性。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，令上述合金材料中含有施以氮化處理的氮，則 可取得R-Fe-N系磁鐵材料。氮化處理爲於0.001〜1〇〇氣壓 之氮氣環境氣體中，於400〜500°C之溫度下實施爲佳。氮化 處理時間爲0.1〜300小時左右爲佳。氮化處理時的環境氣體 亦可使用氨氣等之氮化合物氣體代替氮氣。使用氨氣時， 可提高氮化反應速度。此時，經由同時使用氫、氮、氬等 氣體，則亦可控制氮化反應速度。 經過氮化處理步驟之R-Fe-N系磁鐵材料爲視需要被粉 碎’作成粉末狀的磁鐵材料。於氮化處理前亦可預先實施 粉碎。更且，氮化處理後進行令磁鐵材料中之氮濃度均質 化之處理爲佳。經由進行此類均質化處理，則可取得磁特 性優良的R_Fe-N系磁鐵材料（磁鐵粉末）。均質化處理爲 於氮氣中進行爲佳。若使用氮氣以外之環境氣體，則易由 磁鐵粒子表面部抽出氮，且因此令R-Fe-N系磁鐵材料的耐 蝕性降低。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此實施形態之黏結磁鐵1爲具備將如上述的R-Fe-N系 磁鐵材料與樹脂系黏合劑和金屬系黏合劑等之黏合成分共 同混合’並將此混合物成形爲所欲之磁鐵形狀的成形體2。 黏結磁鐵1之具體構成可列舉以下之構成（a )和構成（b )° (a )將R-Fe-N系磁鐵材料粉末與樹脂系黏合劑混合， 並將此混合物予以壓縮成形、擠壓成形或擠壓成形，賦與 所欲磁鐵形狀的黏結磁鐵。此時的黏合成分可使用例如環 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ；297公釐） -12- 587258 A 7 B7
五、發明説明（1|P (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 氧系和尼龍系等之樹脂。使用環氧系樹脂般之熱硬化性樹 脂做爲黏合劑時，成形爲磁鐵形狀後，以100〜20(rc左右之 溫度予以熱處理（熟化處理）令其硬化爲佳。 (b )將R-Fe-N系磁鐵材料粉末與低熔點金屬或低熔點 合金混合，並將此混合物壓縮成形，賦與所欲磁鐵形狀的 黏結磁鐵（所謂的金屬黏結磁鐵）。此時，低熔點金屬和 低熔點合金作用爲黏合劑。金屬系黏合劑可使用例如A1、 Pb、Sn、Zn、Cu、Mg等之低熔點金屬，或包含此些金屬的 低熔點合金等。 製造黏結磁鐵1所用之R-Fe-N系磁鐵材料的形狀並無 特別限定，若爲具有可與黏合成分混合程度之大小（粒徑 )即可。磁鐵材料可使用例如粒狀和塊狀等之粉末、或片 狀（薄帶或薄片）之粉末等各種形態的磁鐵粒子。但，黏 結磁鐵之特性乃影響成形體2中之磁鐵材料的充塡密度， 故於取得高充塡密度之黏結磁鐵1上，令磁鐵材料（磁鐵 粒子之集合體）爲粉碎至平均粒徑爲1〜500 // m之範圍供使 用爲佳。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖2所示般，黏結磁鐵1中存在的R-Fe-N系磁鐵粒 子11爲由粒子表面至深度100nm爲止區域X!中之表面氮 濃度C!爲維持2質量％以上。此處，爲了對黏結磁鐵1賦 與良好的磁鐵特性，乃令R-Fe-N系磁鐵粒子11全體之平 均氮濃度（R-Fe-N系磁鐵材料之平均氮濃度）Cav爲2〜4.5 質量％之範圍爲佳。R-Fe-N系磁鐵粒子之平均氮濃度Cav 爲3〜4.2質量％之範圍爲更佳，且期望爲3.5〜4.2質量％之範 本纸張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -13- 587258 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（” 圍。 具有此類平均氮濃度Cav之R-Fe-N系磁鐵粒子11中， 令粒子表面區域X:之氮濃度（表面氮濃度）G爲維持於2 質量％以上，則可良好保持R-Fe-N系磁鐵材料本來的耐蝕 性。即，可對黏結磁鐵1賦與良好的耐蝕性。 黏結磁鐵1中存在的R-Fe-N系磁鐵粒子11之表面氮濃 度C!若未滿2質量％，換言之，若由磁鐵粒子11表面之氮 抽出顯著，則無法維持R-Fe-N系磁鐵材料本來的耐蝕性， 含有該材料之黏結磁鐵1的耐蝕性降低。於更加良好保持 黏結磁鐵1之耐鈾性上，令R-Fe-N系磁鐵粒子11之表面 氮濃度C!爲2.5質量％以上爲更佳，且更佳爲3質量％以上 〇 還有，圖2爲用以說明R-Fe-N系磁鐵粒子11之表面氮 濃度C!的圖，爲徹底模型地示出粒子表面區域X!的圖。於 圖2中，R-Fe-N系磁鐵粒子11的表面區域X!不應與粒子 內部區域以層狀分離存在，且爲連續存在。又，關於氮濃 度亦不被分成粒子表面區域1和粒子內部區域。本發明中 ，由於粒子表面之氮濃度爲影響耐鈾性，故規定粒子表面 至深度lOOnm爲止區域X!的表面氮濃度C!。後述圖3亦同 圖2。 爲了抑制由R-Fe-N系磁鐵粒子11表面部抽出氮，乃令 黏結磁鐵1之製造過程中R-Fe-N系磁鐵材料曝曬溫度至少 爲80°C之步驟，爲於含氮之環境氣體中實施爲佳。即，將 R-Fe-N系磁鐵粉末與黏合成分混合，並將此混合物成形爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 ••線 -14- 587258 A7 _ B7 五、發明説明（作 所欲之磁鐵形狀，製造黏結磁鐵時，令R-Fe-N系磁鐵材半斗 曝曬於80°C以上溫度的步驟，於含氮之環境氣體中實施爲 佳。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} R - F e - N系磁鐵粒子11若曝於8 0 °C以上之溫度，則由 粒子表面之氮抽出顯著。令R-Fe-N系磁鐵材料必須於801 以上之步驟，於氮環境氣體中實施，則可抑制由粒子表面 抽出氮。若換言之，黏結磁鐵1中存在之R-Fe-N系磁鐵粒 子1 1之表面氮濃度C!，可以良好再現性維持於2質量％以 上。 例如，以壓縮成形製作黏結磁鐵1時，通常爲於成形 後進行令黏合成分硬化的熱處理。又，於應用擠壓成形和 射出成形之情況，爲在將磁鐵粉末與黏合成分混合製作化 合物時和成形時加熱。令此類加熱之步驟，具體而言將R-Fe-N系磁鐵材料曝曬於80°C以上溫度之步驟，於含氮之環 境氣體中實施，則可抑制由R-Fe_N系磁鐵粒子11之表面 抽出氮。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 關於上述之成形步驟、預成形步驟、成形後步驟以外 之步驟，於R-Fe-N系磁鐵材料被曝曬於80°C以上溫度之情 形中，此類步驟爲於含氮之環境氣體中實施爲佳。更且， 於步驟溫度爲未滿80°C之情形中，亦多少發生氮抽出之情 況，故若爲工程上許可的，則於氮環境氣體中實施爲更佳 〇 還有，關於R-Fe-N系磁鐵粒子1 1之防塵和防止發塵之 塗層處理等之R-Fe-N系磁鐵粉末本身之處理，亦於此時之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 587258 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（ 處理溫度爲80°C以上之情況中，於氮環境氣體中實施爲佳 。如此，由R-Fe-N系磁鐵粉末之處理至黏結磁鐵1之成形 爲止，令R-Fe-N系磁鐵材料於8(TC以上溫度中曝曬之步驟 於氮環境氣體中實施，則可確實抑制由R-Fe-N系磁鐵粒子 11之表面抽出氮。即，可以良好再現性更加提高黏結磁鐵 1的耐蝕性。 然而，於通常的R-Fe-N系磁鐵材料情形中，難以完全 防止由粒子表面抽出氮。因此，於做爲黏結磁鐵之情形中 ，即使僅極些微，普通亦爲表面氮濃度（^低於平均氮濃度 Cav。相對地，如圖3所示般，令製作黏結磁鐵1所使用之 R-Fe-N系磁鐵粒子12之粒子表面至深度i〇〇nm爲止區域 X2中之表面氮濃度C2，預先高於平均氮濃度Cav ( C2>Cav )，則可更加確實防止粒子表面區域χ2之氮濃度降低所造 成的耐鈾性降低。 即’預先將僅表面部（粒子表面區域χ2 )選擇性高氮 濃度之R-Fe-N系磁鐵粒子12，即表面氮濃度C2爲比平均 氮濃度Cav更高之R-Fe_N系磁鐵粒子12，使用做爲黏結磁 鐵1的製作原料’則可更加確實提高黏結磁鐵1的耐鈾性 〇 此處’若提高R-Fe-N系磁鐵粒子12之平均氮濃度Cav 本身’則做爲磁鐵材料的特性降低，故所謂高氮濃度之區 域乃徹底僅指磁鐵粒子1 2的表面區域χ2。即，僅提高R-Fe-N系磁鐵粒子12之表面至深度1〇〇ηιη爲止區域χ2中的 表面氮濃度C2。例如，令R_Fe_N系磁鐵粒子12之平均氮 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) ( am97公餐） - I ^ 衣IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 587258 A7 _ B7 一 五、發明説明（ψ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 濃度Cav爲2〜4.5質量％之範圍（較佳爲3〜4.2質量％之範 圍）時，fe鐵松子12之表面氣濃度C2爲超過上述之平均氮 濃度Cav且爲6質量％以下之範圍（Cav< Cd 6質量％ )爲 佳。R-Fe-N系磁鐵粒子12之表面氮濃度C2若超過6質量％ ’則表面部存在之氮爲擴散至內部並且恐令磁特性惡化。 爲了僅令R-Fe-N系磁鐵粒子12之表面區域X2選擇性 作成高氮濃度，乃於前述磁鐵材料之製造步驟中進行通常 的氮化處理及氮之均質化處理後，於氮氣和氮與氨之混合 氣體般之合氮環境氣體中進行短時間的熱處理爲佳。此類 R-Fe-N系磁鐵粒子12之表面氮化處理爲於300〜500°C之溫 度中1〜1 0分鐘之條件下實施爲佳。若選擇氮氣易侵入之條 件，則氮氣擴散至磁鐵粒子1 2之內部並且導致磁特性降低 等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於使用如上述選擇性提高表面氮濃度之R-Fe-N系磁鐵 材料之情形中，可應用通常的黏結磁鐵之製造步驟。即， R-Fe-N系磁鐵材料之曝曬溫度爲80°C以上之步驟亦可於大 氣中實施。於應用此類製造步驟之情形中，亦可經由預先 僅選擇性提高做爲黏結磁鐵1製作原料之R-Fe-N系磁鐵粒 子1 2的表面氮濃度C2，則可作出相對於氮濃度降低的界限 。因此，可令黏結磁鐵1中存在之R-Fe-N系磁鐵粒子11 的表面氮濃度Ci爲2質量％以上。 更且，於使用選擇性提高表面氮濃度C2之R-Fe-N系磁 鐵粒子1 2之情形中，於氮環境氣體中實施磁鐵材料被曝曬 於80°C以上溫度之步驟爲有效。藉此，可令黏結磁鐵1中 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 587258 A7 B7
五、發明説明（V (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 存在之R-Fe-N系磁鐵粒子11的表面氮濃度C!保持於更高 濃度。即，含有表面氮濃度C!爲2質量％以上之R-Fe-N系 磁鐵粒子11的黏結磁鐵1，可以更加良好的再現性取得。 若根據此類黏結磁鐵1，則可更加提高耐鈾性。 此處，本發明中之R-Fe-N系磁鐵粒子全體之平均氮濃 度Cav爲指如下處理求出之値。即，根據惰性氣體-熱傳導 法，求出磁鐵粉末做爲供試體的平均氮濃度Cav。又，磁鐵 粒子之表面至深度l〇〇nm爲止區域中之表面氮濃度C!、C2 爲使用X射線激發電子分光裝置（XPS )，一邊以氬離子於 粒子表面至深度方向上鈾刻至lOOnm爲止之範圍所測定之 氮濃度値。R - F e - N系磁鐵材料的表面氮濃度C1、C 2爲由磁 鐵粉末中隨意抽出至少1 0個粒子，並且求出此些各粒子的 表面氮濃度，並示出其平均値。 其次，說明本發明之具體的實施例。 實施例1、比較例1〜2 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 首先，根據超急冷法製作所欲組成的Sm-Fe系合金薄 帶。對此Sm-Fe系合金薄帶施以控制金屬組織等爲其目的 之熱處理，再粉碎至平均粒徑爲200 /zm。其後，於氮氣中 進行熱處理（氮化處理：480°C X 10小時），則取得Sm-Fe-N系磁鐵粉末。還有，爲了提高Sm-Fe-N系磁鐵粉末中之 氮濃度的均質性，乃於氮化處理接著於純氮中以室溫附近 之溫度實施均質化處理。 將如此處理所得之Sm-Fe-N系磁鐵粉末之組成予以化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 587258 A7 B7 五、發明説明（$ 學分析之結果，確認磁鐵粉末爲具有 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
Sm7.3 ( Fe〇.78Co〇.2()Zr〇.〇2) 78.3N14.4 (原子％)之組成。還有 ，此Sm-Fe-N系磁鐵粉末之平均氮濃度爲3.5質量％。以X 射線繞射確認磁鐵粉末之主相爲具有TbCu7型結晶構造。 此磁鐵粉末爲具有各向同性的磁特性。 其次，將上述之Sm-Fe-N系磁鐵粉末（各向同性磁鐵 粉末）與做爲黏合成分之環氧樹脂，以質量比95 : 5之比 率於室溫中混合作成複合物。將此複合物以加壓成形機予 以壓壓縮成形，製作直徑lOmmx厚度7mm的成形體。對 此成形體於大氣壓之氮環境氣體中以1 20 °C X 3 0分鐘之條 件施以熱處理（硬化處理）令其硬化，則可取得目的之黏 結磁鐵。 本發明的比較例1爲除了對上述之Sm-Fe-N系磁鐵粉 末和環氧樹脂（黏合劑）之混合物所構成之成形體，於空 氣中以120 °C X 30分鐘之條件施以熱處理（硬化處理）以 外，同實施例1處理製作黏結磁鐵。黏結磁鐵成形中所用 之Sm-Fe-N系磁鐵粉末的組成爲與實施例1相同組成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述實施例1及比較例1之各黏結磁鐵的耐蝕性爲根 據以下所示之鹽水噴霧試驗進行測定、評價。鹽水噴霧試 驗爲以鹽溶液濃度=5%、試驗槽溫度=35 °C、鹽水噴霧量 =1〜2ml/h、鹽水噴霧壓力=98kPa、試驗時間（鹽水噴霧時 間）=3小時之條件實施。其結果，實施例1之黏結磁鐵雖 於鹽水噴霧試驗後察見些微的變色，但幾乎未察見發生紅 銹。另一方面，比較例1之黏結磁鐵爲於鹽水噴霧試驗後 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 587258 A7 B7 五、發明説明（1Γ 察見部分發生紅銹。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，將上述實施例1及比較例1分別於相同條件所 製作之各黏結磁鐵浸於溶劑中，並由各黏結磁鐵取出磁鐵 粉末。此些各磁鐵粉末（磁鐵粒子）之平均氮濃度Cav與 粒子表面至深度lOOnm爲止區域中之表面氮濃度C!，分別 根據前述方法測定。其結果，構成實施例1之黏結磁鐵的 Sm-Fe-N系磁鐵粒子爲平均氮濃度Cav爲3.5質量％、表面 氮濃度C!爲3.2質量％。另一方面，構成比較例1之黏結磁 鐵的Sm-Fe-N系磁鐵粒子爲平均氮濃度Cav爲3.5質量％、 表面氮濃度（：！爲1.9質量％。 如此，於氮環境氣體中實施黏結磁鐵製作步驟中的高 溫步驟（8(TC以上之步驟），抑制由R-Fe-N系磁鐵粒子之 表面部抽出氮，則可對黏結磁鐵賦與R-Fe-N系磁鐵材料本 來所具有的高耐蝕性。即，可以良好再現性取得耐蝕性優 良的黏結磁鐵。此時，黏結磁鐵中存在之R-Fe-N系磁鐵粒 子之表面氮濃度C若爲2質量％以上，則可維持良好的耐蝕 性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 更且，將上述實施例1所用之各向同性磁鐵粉末（ Sm7.3 ( Fe〇.78Co〇.2〇Zr〇.〇2 ) 78.3N14.4 )於 40°C 、60°C 、80°C、 100°C、120°c、140°c之各溫度下大氣中放置30分鐘後，對 於此些各磁鐵粉末與未進行大氣中放置之磁鐵粉末，根據 ±述條件進行鹽水噴霧試驗。其結果，雖於未進行大氣中 放置之磁鐵粉末察見些微變色，但並未察見發生紅銹。相 對地’於進行大氣中放置之各磁鐵粉末爲隨著放置溫度之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 587258 A 7 B7 五、發明説明（ 上升而令變色程度顯著，放80°C以上之溫度放置的各磁鐵 粉末爲察見發生紅銹。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由此些結果考慮，可知爲了維持使用R-Fe-N系磁鐵粉 末之黏結磁鐵的耐鈾性，加上防止由粒子表面抽掉氮，其 重要爲於氮環境氣體中實施黏結磁鐵製作過程中之80°C以 上的步驟。此情況於R-Fe-N系磁鐵粉末的製造過程中亦適 用。即，於包含磁鐵粉末處理至黏結磁鐵成形爲止之各步 驟中，經由抑制由R-Fe-N系磁鐵粒子表面抽出氮，則可以 良好再現性取得的耐蝕性優良的黏結磁鐵。 更且，爲了確認此點，將做爲比較例2之上述Sm-Fe-N 系磁鐵粉末之氮化處理後之均質化處理於Ar氣體中實施以 外，同實施例1處理製作磁鐵粉末，再使用此磁鐵粉末製 作黏結磁鐵。關於此比較例2之黏結磁鐵亦根據上述條件 實施鹽水噴霧試驗。其結果，察見發生紅銹。又，將相同 條件製作之黏結磁鐵浸於溶劑並且取出磁鐵粉末，且根據 前述方法測定磁鐵粉末（磁鐵粒子）之平均氮濃度Cav與 粒子表面至深度lOOnm爲止區域中之表面氮濃度Ci時，平 均氮濃度Cav爲3.5質量％、表面氮濃度C爲1.9質量％。 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 實施例2、比較例3 首先，根據超急冷法製作所欲組成的Sm-Fe系合金薄 帶。對此Sm-Fe系合金薄帶施以控制金屬組織等爲其目的 之熱處理，再粉碎至平均粒徑爲200 // m。其後，於氨氣和 氫之混合氣體中進行熱處理（氮化處理·· 450 °Cx 2小時） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -21 - 587258 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（1? ，則取得Sm-Fe-N系磁鐵粉末。還有，爲了提高Sm-Fe-N 系磁鐵粉末中之氮濃度的均質性，乃於氮化處理接著於純 氮中以室溫附近之溫度實施均質化處理。 將如此處理所得之Sm-Fe-N系磁鐵粉末之組成予以化 學分析之結果，確認磁鐵粉末爲具有 Sm9·。（ Fe〇.8C〇〇.2) 76·4Νΐ4.6 (原子 ％)之組成。還有，此 Sm-Fe-N系磁鐵粉末之平均氮濃度爲3.5質量％。以X射線 繞射確認磁鐵粉末之主相爲具有TbCu7型結晶構造。此磁 鐵粉末爲有各向同性的磁特性。 其次，將上述之Sm-Fe-N系磁鐵粉末（各向同性磁鐵 粉末）與做爲黏合成分之環氧樹脂，以質量比90 : 10之比 率混合後，以氮氣吹掃並以混練擠壓機，以280〜32(TC之加 熱狀態製作複合物。將此複合物以氮氣吹掃之射出成形機 予以成形，製作直徑l〇mmx厚度7mm的成形體。此成形 體被使用做爲黏結磁鐵。 本發明的比較例3爲除了將Sm-Fe-N系磁鐵粉末與環 氧樹脂（黏合劑）之混合物，以未進行氮氣吹掃之通大氣 氛圍氣的混練擠壓機於280〜320°C加熱狀態下，製作複合物 。將此複合物同樣以未進行氮氣吹掃之通常大氣氛圍氣的 射出成形機予以成形，取得直徑lOmmx厚度7mm的黏結 磁鐵。 對於上述實施例2及比較例3之各黏結磁鐵，根據上 述條件進行鹽水噴霧試驗。其結果，實施例2之黏結磁鐵 雖於鹽水噴霧試驗後察見些微的變色，但幾乎未察見發生 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 587258 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（2J) 紅銹。另一方面，比較例3之黏結磁鐵於鹽水噴霧試驗後 ，察見部分發生紅銹。 其次，將上述實施例2及比較例3分別於相同條件所 製作之各黏結磁鐵浸於溶劑中，並取出磁鐵粉末。此些各 磁鐵粉末（磁鐵粒子）之平均氮濃度Cav與粒子表面至深 度1 00nm爲止區域中之表面氮濃度Cl .，分別根據前述方法 測定。其結果，構成實施例2之黏結磁鐵的Sm-Fe-N系磁 鐵粒子爲平均氮濃度Cav爲3·5質量％、表面氮濃度（^爲 2·5質量％。另一方面，構成比較例3之黏結磁鐵的Sm-Fe-N系磁鐵粒子爲平均氮濃度Cav爲3 ·5質量％、表面氮濃度 C1爲1.4質量％。 實施例3、比較例4 首先，根據溶解鑄造法製作所欲組成的R-Fe系合金。 對此合金鑄塊施以控制金屬組織等爲其目的之熱處理，再 粉碎至平均粒徑爲3 // m。其後於氮氣中進行熱處理（氮化 處理：45〇°C X 10小時），則取得Sm-Fe-N系磁鐵粉末。還 有，爲了提高Sm-Fe-N系磁鐵粉末中之氮濃度的均質性， 乃於氮化處理接著於純氮中以室溫附近之溫度實施均質化 處理。 將如此處理所得之Sm-Fe-N系磁鐵粉末之組成予以化 學分析之結果，確認磁鐵粉末爲具有（原子 % )之組成。還有，此Sm-Fe-N系磁鐵粉末之平均氮濃度 爲3.4質量％。以X射線繞·射確認磁鐵粉末之主相爲具有 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23- 587258 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7五、發明説明（2)> Th2Zn17型結晶構造。此磁鐵粉末爲具有各向同性的磁特性 〇 其次，將上述之Sm-Fe-N系磁鐵粉末（各向同性磁鐵 粉末）與做爲黏合成分之尼龍樹脂，以質量比90 : 1 0之比 率混合後，以氮氣吹掃之混練擠壓機，以280〜320°C之加熱 狀態製作成複合物。將此複合物以氮氣吹掃之射出成形機 予以成形，製作直徑l〇mmx厚度7mm的成形體。對此成 形體於大氣壓之氮環境氣體中以120 °Cx 30分鐘之條件施 以熱處理（硬化處理）令其硬化，取得目的之黏結磁鐵。 本發明的比較例4爲除了將Sm-Fe-N系磁鐵粉末與環 氧樹脂（黏合劑）之混合物，以未進行氮氣吹掃之通大氣 氛圍氣的混練擠壓機於280〜320°C加熱狀態下，製作複合物 。將此複合物同樣以未進行氮氣吹掃之通常大氣氛圍氣的 射出成形機予以成形，取得直徑lOmmx厚度7mm的成形 體。對此成形體於大氣中以120°Cx 30分鐘之條件施以熱處 理（硬化處理），取得黏結磁鐵。 對於上述實施例3及比較例4之各黏結磁鐵，根據上 述條件進行鹽水噴霧試驗。其結果，實施例3之黏結磁鐵 雖於鹽水噴霧試驗後察見些微的變色，但幾乎未察見發生 紅銹。另一方面，比較例4之黏結磁鐵於鹽水噴霧試驗後 ，察見發生紅銹。 其次，將上述實施例3及比較例4分別於相同條件所 製作之各黏結磁鐵浸於溶劑中，並取出磁鐵粉末。此些各 磁鐵粉末（磁鐵粒子）之平均氮濃度Cav與粒子表面至深 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 587258 A 7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（今 度lOOnm爲止區域中之表面氮濃度C!，分別根據前述方法 測定。其結果，構成實施例3之黏結磁鐵的Sm-Fe-N系磁 鐵粒子爲平均氮濃度Cav爲3.4質量％、表面氮濃度C:爲 2.3質量％。另一方面，構成比較例4之黏結磁鐵的Sm-Fe-N系磁鐵粒子爲平均氮濃度Cav爲3.4質量％、表面氮濃度 爲0.9質量％。 實施例4 首先，根據超急冷法製作所欲組成的S m - F e系合金薄 帶。對此合金薄片（組成：Sm2 ( Fe〇.8Co〇.2 ) )施以控制 金屬組織等爲其目的之熱處理。其次，於氨和氫之混合氣 體中進行熱處理（氮化處理：450°C X 3小時），接著於純 氮中以同溫下施以10小時的均質化處理。更且，於氮和氨 之混合氣體中以420°Cx 5分鐘之條件進行熱處理，僅令磁 鐵粒子之表面變成高氮濃度。如此處理，製作Sm-Fe-N系 石&鐵粉末。 將所得之Sm-Fe-N系磁鐵粉末之組成予以化學分析之 結果，確認磁鐵粉末爲具有Sm8.9 ( Fe〇.8C〇(K2) 76.4Νΐ4·7 ( 原子°/❶）之組成。此磁鐵粉末（磁鐵粒子）之平均氮濃度 Cav與粒子表面至深度i〇〇nm爲止區域中之表面氮濃度c2 爲分別根據前述方法測定。其結果，平均氮濃度Cav爲3 . 5 質量％，表面氮濃度C2爲3.8質量％。以X射線繞射確認 Sm-Fe-N系磁鐵粉末之主相爲具有TbCn7型結晶構造。 其次，將上述之表面氮濃度選擇性提高之Sm-Fe-N系 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 587258 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7五、發明説明（呼 磁鐵粉末與做爲黏合成分之尼龍樹脂，以質量比90 : 1 0之 比率混合。將此混合物以大氣氛圍氣之混練擠壓機於 2 8 0〜3 20 °C之加熱狀態下混練製作複合物。將此複合物以大 氣氛圍氣之射出成形機予以成形，製作直徑lOmmx厚度 7 m m的黏結磁鐵。 對於如此處理所得之黏結磁鐵，根據上述條件進行鹽 水噴霧試驗。其結果，雖於鹽水噴霧試驗後察見些微變色 ，但幾乎完全未察見發生紅銹。更且，將相同條件所製作 之黏結磁鐵浸於溶劑中，並取出磁鐵粉末，測定此磁鐵粉 末（磁鐵粒子）之平均氮濃度Cav和粒子表面至深度 l〇〇nm爲止區域中的表面氮濃度，結果平均氮濃度Cav爲 3.5質量％、表面氮濃度（^爲3.0質量％。 實施例5 於上述實施例4中，除了令選擇性提高表面氮濃度之 Sm-Fe-N系磁鐵粉末與尼龍樹脂（黏合劑）之混合物製作複 合物之步驟，及射出成形機之成形步驟，於氮氣吹掃之環 境氣體中實施以外，同實施例4處理製作黏結磁鐵。 對於如此處理所得之黏結磁鐵，根據上述條件進行鹽 水噴霧試驗。其結果，雖於鹽水噴霧試驗後察見些微變色 ，但幾乎完全未察見發生紅銹。更且，將相同條件所製作 之黏結磁鐵浸於溶劑中，並取出磁鐵粉末，測定此Sm-Fe-N 系磁鐵粉末（磁鐵粒子）之平均氮濃度Cav和粒子表面至 深度lOOnm爲止區域中的表面氮濃度，結果平均氮濃度Cav (請先閱讀背面之注意事項再填寫本覓) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26- 587258 A7 B7 五、發明説明（2)1 爲3.5質量％，表面氮濃度C!爲3.1質量％。 產業上之可利用性 如以上之實施形態所闡明般，若根據本發明之黏結磁 鐵及其製造方法，則可良好維持R-Fe-N系磁鐵材料本來具 有的高耐蝕性。因此，可以良好再現性提供耐蝕性優良的 黏結磁鐵。此類耐蝕性優良的黏結磁鐵可有效被利用於各 種用途。更且，若根據本發明之磁鐵材料，則可更加確實 製作耐蝕性優良的黏結磁鐵。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁.) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）