TWI308349B

TWI308349B - Nanocomposite magnet and method for producing the same

Info

Publication number: TWI308349B
Application number: TW092128748A
Authority: TW
Inventors: Toshio Miyoshi; Hirokazu Kanekiyo
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2009-04-01
Also published as: US20050040923A1; EP1552537B1; CN1550020A; RU2311698C2; WO2004036602A1; KR20050065445A; CN1303623C; DE60316007D1; AU2003272093A1; MY136992A; RU2004109582A; TW200419597A; ATE371937T1; DE60316007T2; EP1552537A1; KR101045696B1; HUP0600024A2; HU228834B1

Description

1308349 五、發明說明（l) 一、【發明所属之技術領域】本發明一般係關於應用在各種馬達及致動器的—奈米複人磁鐵，及製造此一磁鐵之方法。本發明尤其關於包含I; 為硬磁相之R2FeuB型晶體結構與α 及其他軟磁相的化人二、【先近來室自動化尺寸及重鐵操作為量比。例高度需求宜。然而一種到至少0. 鐵實例包及以熔化前技術】，愈來愈必要進設備、及其他各量。為了這些目一磁性電路，要有0. 5 T以鐵氧體磁氧體磁鐵鉞如，具中。硬，硬鐵以粉末 5Τ高殘含以粉淬火程鐵硼型號，一冶金程序磁Br的一末冶金程序生產的燒結磁鐵 59-46008 利公報第60-9852號然而貴的材料鈥鐵领型一步政進消費性電子設種電子設備之性能並且的，當使用在每一設備求要極大化此永久磁鐵上殘磁Br的永久磁鐵現鐵已被廣泛使用，因為不能達到0. 5T以上的高生產之釤鈷型磁鐵是目種典型永久磁鐵。其他序生產的鈦鐵硼型燒結斂鐵侧型快速固化磁鐵揭露在日本公開專利公快速固化磁鐵揭露在曰備、辦公更減少其之永久磁< 的性能重在是處於其相對便殘磁Br。前已知達高殘磁磁磁鐵，以。舉例而報第 < 本公開專 ’彭姑塑磁鐵是昂貴的，因為釤與鈷兩者都是昂另方面’至於歛鐵硼型磁鐵主要是由相對便宜的鐵

1308349 五、發明說明（2) 構成（一般以總重約60wt%到7〇wt%的量），鈥鐵硼型磁鐵比知銘型磁鐵便且很多。然而’生產鉉鐵领型磁鐵仍然是昂貴的。這有部份是因為需要龐大的設備與很多的製造處理程序來分離、純化鈥，或以還原反應得到鈥（斂通常佔磁鐵約略10 at%到15 at%)。此外，對粉末冶金程序的本質而言，粉末冶金程序通常需要相對多的製造處理程序。與以粉末冶金程序生產的斂鐵硼型燒結磁鐵比較，鈥鐵蝴型快速固化磁鐵能以熔化淬火程序在較低成本下生產。這是因為鈦鐵硼型快速固化磁鐵能經由相對簡單的熔

化、熔化淬火、及熱處理製程步驟生產。然而，為了以熔I 化淬火程序得到大量永久磁鐵，黏合磁鐵應該以混合磁鐵粉末（從快速固化合金製成）與樹脂黏合劑形成。因此，磁鐵粉末通常佔有鑄造黏合磁鐵最多約8〇體積百分比。此外，以熔化淬火程序形成之快速固化合金是磁性上往的。因為這些原因，以熔化泮火程序生產的斂鐵硼型快速固化磁鐵具有低於以粉末冶金程序生產之磁性上非等甸揀之鈦鐵硼型燒結磁鐵的殘磁Br。如在曰本公開專利公報第卜750 2號揭露一技術，將由錯欽翻給、组、鎮所組成的族群中選出之至少〆元素與由鈦、釩、鉻所組成的族群中選出之至少一元素加八到材料合金中能有效地改善钕鐵硼型快速固化磁鐵的磁性。當這些兀素加入到材料合金中，磁鐵會增加矯頑滋力 HCJ與抗腐餘性。然而，改善殘磁計之唯一已知有效方法是 1308349 五、發明說明（3) 增加黏合磁鐵之密度。此外，斂鐵硼型快速固化磁鐵包含 6 at%以上稀土元素，一熔化旋轉程序（其中材料合金熔化物經喷嘴唢到一急冷滾輪上）經常在先前技藝中使用來在一增加速率快速冷卻固化材料合金。至於鈦鐵硼型快速固化磁鐵，R. C〇ehoorn等人在j. dePhys，C8’ 1998，ρρ，669-670 提出一替代磁鐵材料。

Coehoorn材料具有包含一相對低莫耳分率之稀土元素（亦即約Nc^FemBu ’下標表示原子百分比）與以以^相為主相的組成物。此一永久磁鐵材料是以加熱、結晶化一由熔化淬火程序製備之非結晶合金得到。此外，結晶化材料具有籲一亞穩結構，其中軟磁FesB相與硬磁Nd2Fe14B相共存，並且其中極小尺寸（即數奈米之數量級）之晶粒極佳均一地散佈’作為這兩種結晶相的複合物。因為此原因，由此一材料製成之磁鐵被稱為一「奈米複合磁鐵」。據記載此一奈米複合磁鐵具有1 T以上的殘磁Br。但是其矯頑磁力^相當低，即從160 kA/m到240k A/m的範圍内。因此，此永久磁鐵材料只有當磁鐵操作點在丨以上才可使用。已提出各種金屬元素加入到奈米複合磁鐵的材料合金而改善其磁性。例如參閱日本公開專利公報第3_2611〇4鲁號、曰本專利公報第2727505號、及曰本專利公報第 2727506號。然而，這些提出的技術沒有一個是足以信賴的’而永遠得到一足夠的「單位成本的特徵值」。更具體而e ，這些技術生產的奈米複合磁鐵沒有一個矯頑磁力高到足以在各種應用中使用。因此，沒一個磁鐵存有商業上

1308349 五、發明說明（4) 可行的磁性。此外，W· C. Chan等人揭露一技術，其得到具有晶粒尺寸在數十nm數量級之Nd2Fe14B相與α-Fe相。如Chan之技術，將形成非結晶之鑛加入材料合金。接著，材料合金溶化旋轉而得到一主要由非結晶相組成之快速固化合金。然後’合金被加熱及結晶化，而同時成核及長成Nd2Fei4B相與 α-Fe 相。參閱 W. C. Chan 等人之 “The Effects 〇f Refractory Metals on the Magnetic Properties of a -Fe/R2Fe14B-type Nanocomposites”，IEEE Trans. Magn.

No. 5, INTERMAG. 99, Kyongiu, Korea, pp. _ 3265-3267， 1999。此文獻也教導加入一極少量（如2 at%) 耐火金屬元素如鈦改善磁鐵特性，並且教導稀土元素鈥之莫耳分率較佳地從約9. 5 at%增加到11.0 at%而減少Nd2Fe u B相與α - F e相的晶粒尺寸。加入耐火金屬是減少硼化物如RJeuB3與FesB的成核而讓磁鐵實質上包含Nd2Fei4B相與〇 Fe相。如Chan之技術，奈米複合磁鐵之快速固化合金是 =熔化旋轉程序製備，其中熔化合金經由喷嘴喷到一高速旋轉的f冷滾輪表面上。熔化旋轉程序是適當有效的來製作非結晶快速固化合金，因為這種程序確保極高的冷卻速率。為了克服上述問題’本申請案之申請人發展出一改良二磁鐵，包含一具有増加體積百分比的R2Fe14B型晶〇構之化合物，並且揭露在日本公開專利公報第 002 175908號。具體而言，能以加入鈦到材料合金中得

1308349 五、發明說明（5) '~ 到此一奈米複合磁鐵，包含少於丨〇 at%的稀土元素與超過 1 0 at%的硼，所以當熔化合金快速冷卻固化時，α _Fe相並未過度長成。曰本公開專利公報第20 02-2853 0 1號及日本專利第 3297676號揭露可以加入奈米複合磁鐵的許多元素。這些元素的例子包含鋁、矽、釩、鉻、錳、鎵、錘、鈮、鉬―、銀、給、纽、鶴、麵、金、與船。揭露在日本公開專利公報第2〇〇 2 —1 759〇8號的奈米複合磁鐵，添加物鈦實現一新結構，細微軟磁相散佈在硬磁相的晶粒邊界。然而，如果稀土元素的莫耳分率即使低於讀奈=複合磁鐵，除非硼的莫耳分率減少到小於〗〇 at% :否則得不到具有極佳磁鐵特性的奈米複合磁鐵。至於包含小於約1 〇 at%稀土元素與小於約丨〇硼的材料三金，然而，此一材料合金熔化物有過度增加的黏性 ^所得之快速固化合金極少有期望細微結構。 :以熔化淬火程序快速冷卻，可以是相對高速轉動急= 板：：ί J轉5序’或是例如相對低速轉動急冷滾輪的薄它事情中’薄板鑄造程序視為促成有效 i = H火程序，因為薄板鑄造程序造成相對低冷卻| 、、b產生相對厚的薄帶快速固化合金。溶化::r i 1:溶化泮火程序大量生產奈米複合磁鐵’ 夺米i人^對低的冷卻速率如薄板锖造程序，此少，材iJ Ϊ 土7°素莫耳分率減少到約7 at%或更。金而要包含超過約1〇 at%的硼。然而，如果沒

Η I麵第10頁 1308349 五、發明說明（6) 有帶或不帶鈮的鈦加入到材料合金，材料合金包含約4 it%到7 at%的稀土元素及約10 at%到15 at%的硼，所得之奈米複合磁鐵的矯頑磁力Ηπ低於約400kA/m，400kA/m是實際使用在如馬達的磁鐵的最低要求程度，而且所得之奈米複合磁鐵的去磁曲線的迴路方形也不是很好。三、【發明内容】為了克服上述問題，本發.明之較佳實施例提供一奈米 ’其包含相對少量稀土元素及相對大量删，但是仍有極佳磁鐵特性。（ 6 發明之一較佳實施例之奈米複合磁鐵較佳地且有 /、曰中T疋由鈷、鎳所組成的族群中選出之至少一元 J r疋—：土元素；M是由銘、石夕、絡、猛、銅、鋅、 —元音。曾甘、吓組成的族群中選出之至少不等气、y、Z、W、n、m&p較佳地分別滿足个寺式· 10 at% <x S15 at% ; 4 n & at% <〇 4 aU <7 at% ；〇. 5 at%7〇；；〇·01 at%=W^6 at% ;〇 at%^n^l〇相。Φ太，稱之硬磁相，以及軟磁 -是ii:複合磁鐵的矯頑罐力與極大能量乘積其中之疋=地至少ι%，此高於不包含奴的磁鐵。在本發明之一較佳實施例，米複合磁鐵較佳地包含具有Μ :曰'、：：添加物，奈 β型晶體結構之硬磁相的

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至少 4 0 ν ο 1 %。在另一實施例，具有Rjej型晶體結構之硬磁相地有約10龍到20 011„1之平均晶粒尺寸，軟磁相較佳地 1 nm到1 0Onm之平均晶粒尺寸。在另一實施例，軟磁相較佳地包含α _Fe及強磁基硼化物。頌1 如本發明之另一較佳實施例，奈米複合磁鐵快迷合金之製造方法較佳地包含材料合金之熔化物之製備果，驟，材料合金具有一組成物，其以通式夕 (B!—pCp)xRyTizVwMn表示，其中τ是由銘、鎳所組成的· 選出之至少一元素；R是一稀土元素；Μ是由鋁、石夕、路錳、銅、鋅、鎵、鈮、锆、鉬、銀、钽、鎢所組成的族' 中選出之至少一元素。莫耳分率x、y、z、w、n矢群 u m及口較佳地分別滿足不等式：10 at%<x$15 at% ;4 ,0.5 st% > 0.01 at%Sw$6 at% .n α L /〇 *0 at%

SnSlO at% ;0SmS0.5 ;以及0.01SpS0.5。此古佳地更包含快速冷卻、固化熔化物而得到快速固化人a 步驟。含_ 在本發明之一較佳實施例，快速冷卻步驟較佳地包以薄板鑄造程序快速冷卻、固化熔化物之步驟。快如本發明之另一較佳實施例，奈米複合磁鐵粉末之造方法較佳地包含快速固化合金之熔化物之製傷步驟製速固化合金具有一組成物，其以通式（FehnTn )

x~y~z-w-n \ B t-pCphRyTiJwMn表示，其中T是由鈷、鎳所組成的族群中選

1308349 五、發明說明（8) 出之至少一元素；R是一稀土元素；Μ是由銘、石夕、鉻、锰、銅、鋅、錁、銳、錯、雜、銀、钽、鎢所組成的族群中選出之至少一元素。莫耳分率X、y、z、w、n、m及ρ較佳地分別滿足不等式：10 at%<x$15 at% ;4 at%Sy<7 at% ； 0 . 5 at% Sz S8 at% ； 0. 01 at°/〇 ^ w at% ； 0 at% SnSlO at% ;0SmS0.5 ;以及0.01SpS0.5。此方法較佳地更包含步驟：熱處理快速固化合金而得到包含有R2Fe 14 B型晶體結構之硬磁相以及軟.磁相之奈米複合磁鐵合金；以及研磨奈米複合磁鐵合金。如本發明之另一較佳實施例，奈米複合磁鐵之製造方法較佳地包含奈米複合磁鐵粉末之製備步驟，奈米複合磁鐵粉末具有一組成物’其以通式（FeHT^mt/BuCp^R yTizVwMn表示，其中T是由鈷、鎳所組成的族群中選出之至少一元素；R是一稀土元素；Μ是由銘、石夕、鉻、猛、銅、鋅、鎵、鈮、锆、鉬、銀、鈕、鎢所組成的族群中選出之至少一元素。莫耳分率X、y、z、w、n、m及ρ較佳地分別滿足不等式：10 at% <x $15 at% ; 4 at°/。Sy <7 at°/。； 0. 5 at% ^ z at% :0.01 at % ^ w at% ； 0 at%Sn$10 at% ;0SmS0.5 ;以及0.01SpS0.5。奈米複合磁鐵粉末_ 較佳地包含：一具有R2 F e14 B型晶體結構之硬磁相；以及軟磁相。至少奈米複合磁鐵粉末的矯頑磁力與極大能量乘積其中之一是較佳地至少1%，此高於不包含釩的磁鐵粉末。此方法較佳地更包含壓緊奈米複合磁鐵粉末而得到奈米複合磁鐵之步驟。

第13頁 1308349 五、發明說明（9) 從下述之本發明較佳每將使本發明之其他特徵、K ^例之洋細描述並參照圖式，點變得更為明顯。凡〃、程序、步驟、特色、及優四實施方式 a«的稀土元素藉及由二現:當到:與〜包含約到7 好二金二’，〜日本專利公報，與日本專利第32 97m揭露許多添加元素第， 5古3〇2 提及加入鈦與釩所達成之未預期功效。、 ”笔 20〇2^^ 7請人已揭露在日本公開專利公報第 2002-1 75908號，當溶化合金快速冷卻及固化時，添加物鈦極小化a -Fe的成核與長成。因此，藉加入鈦，能得到一結構，其包含超過50v〇l%之Rjhj型晶體結構之硬磁相’以及軟磁相散佈或薄薄地分佈在硬磁相晶粒邊界。添加物欽達到這些有益效果。然而，本發明人發現如果稀土元素莫耳分率減少而更增加揭露在曰本公開專利公報第2002-175908號之奈米複合磁鐵之磁化，磁鐵性能會碟有點惡化。増加奈米複合磁鐵之磁化，其中在該奈米複合磁鐵具有R2FeuB型晶體結構之硬磁相與軟磁相如及蝴化鐵型化合物在相同金屬結構上共存且由交換反應而磁性上耦合，減少稀土元素莫耳分率而藉以增Ma_Fe相的體積百分比一般相信是有效的。這是因為α _Fe相的飽和磁

1308349 五、發明說明（ίο) 化大於具有R2FeuB型晶體結構之硬磁相的飽和磁化。分本發明發現如果稀土元素（包括鈦的合成物）的約7 at%以下，無法得到約4〇〇kA/ffl以上的去磁，線具有差的迴路方形，不會得到好磁服：i; J 1的！增加。然而，當添加物鈦僅增加來克非則化鈦化合物大量地錢且磁鐵性能更人ft二本發明人完成實驗二在其中金屬元素之各種組 I躲+ &匕含鈦與另一種金屬兀素加入到組成物，在該組i 士物中稀土元素的莫耳分率減少到約7討％以下而硼增加· 莫耳分率。因此，當鈦與釩加入到組合物中時，包含增加硼化鐵型化合物體積百分比與高磁性α _Fe之奈米複合磁鐵此以薄板鋒造程序成功地生產。如本發明之一較佳實施例之奈米複合磁鐵較佳地具有 T 組^，其以通式（Fei_A)1.x_y〜（BipCp)xRyTizVA表不，其中T是由鈷、鎳所組成的族群中選出之至少一元素；R是一稀土元素；Μ是由銘、石夕、絡、猛、銅^、辞、鎵、鈮、錘、鋇、銀、钽、鎢所組成的族群中選出之至少一ί素。莫耳分率x、y、z、w、η 1及ρ較佳地分別滿足（不等式：10 at%<u15 at% ;4 at%gy<7 at% ;〇 5 at% at°/〇 · 〇· 〇l at% at% ; 〇 at% ^10 at% ;以及0·01 9後5。奈米複合磁鐵較佳地包含一具有〆Rjej型晶體結構之硬磁相，以及軟磁相。

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如本發明之各種較佳實施例，藉由加入鈦與釩到材料合：中’與：包含釩的磁鐵相比較，矯頑磁力及複合磁鐵之：大能量乘積能増加至少1%。此外，因為鈇十與釩的加入，不米複合磁鐵可以包含至少4〇 v〇1%的具有r Fe14B型晶體結構之硬磁相。在所得結構中，具有叫』2型晶體結構之硬磁相較佳地具有約1〇nm到2〇〇1^的平均晶粒

尺寸，而軟磁相較佳地具有約Inin到10〇nm的平均晶粒尺寸。在本發明之一較佳實施例’包含鐵、硼、碳、R (至少一包含釔之稀土元素）、鈦、釩做為必需元素之鐵型合金_ 的熔化物較佳地以熔化淬火程序如薄板鑄造程序在減壓大氣中快速冷卻，藉以製成一包含微晶體hFhB型化合物相之快速固化合金。如果必須要結晶化在快速固化合金中的非結晶部分’快速固化合金可以熱處理。薄板鑄造程序是一技術，藉由將合金熔化物接觸急冷滾輪表面而快速冷卻固化熔化物，製成快速固化合金的一薄帶。如本發明之較佳實施例，熔化物是用比習知薄板鑄造私序紅轉更快的急冷滚輪來快速冷卻固化。與合金炼化物經喷孔喷到急冷滾輪表面之熔化旋轉程序相比較，薄板鲁鑄造程序有較低的冷卻速率。然而，薄板鑄造程序確保高的大量生產力’因為此程序提供快速冷卻合金的薄帶相對大的寬度與厚度。選擇性地，如本發明之一較佳實施例之奈米複合磁鐵也可以以習用熔化旋轉程序生產，在習用熔化旋轉程序中熔化物經由噴嘴喷到急冷滚輪表面上。

第16頁 1308349 五、發明說明（12) 如本發明之較佳實施例，加入具有延遲α _Fe成核與長成功能之鈦’加入低莫耳分率的稀土元素，也加入釩'，藉以得到一奈米複合磁鐵結構，在其中包含有適當量的高磁性之a -Fe與蝴化鐵型化合物，感謝加入鈦與釩的動间作’即使當炫化合金以減小速率冷卻時，F ei4 B型化合物相與a -Fe相不會過度成長。因此，能得到高性能奈米複合磁鐵，其中R2FeuB型化合物相具有約1〇nm到2〇〇11111的平均晶粒尺寸，而其中具有約lnm到丨00ηπι的平均晶粒尺寸之軟磁相（如a -F e相）在熱處理後是細微均一地散佈。實質包含R2FeuB型化合物相與α ~Fe相之習知奈米複^ 磁鐵顯現出高磁性，因為習知磁鐵包含約5 v〇1%到5〇 ° 的高飽和磁性之a_Fe β然而’習知奈来複合磁鐵包二。5 Ϊ發明任一較佳實施例之奈米複合磁鐵低百分比之鑄造程序生Ϊ果Ϊ f奈米複合磁鐵以較低冷卻速率之薄板惡化。相對的：：：：：：過度增加且磁鐵性能會明顯地磁鐵之材料合金包i i ΐ七明任一較佳實施例之奈米複合 ' 3超過at%莫耳分率的棚，且古托/土性能之奈米複合磁鐵，Α 姓=刀手的硼，具有極佳臂月t*以薄板鑄造程序量產。如本發明之較佳實施例，稀土元素以低ί耳八束加入，以及鈦與鈒組人Λ 于、Λ低異耳分率加硬磁相有儘可能大二σ入，所以具有R2 F ei4 B型晶體結構之相不會m體；r分率’以及具有高磁性之軟磁磁曲線能有較好的迴：：η:體積百分率。因此，去物鈦與釩能在快速_ 〃。^ ，磁性能增加因為添加嵌逯固化合金從多硼非磁性非晶體相產生硼

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相（如鐵磁的蝴化相的體積百分率，化合金中。鐵型化合物）並且能減少非磁性非晶體該非磁性非晶體相是存在於加熱及=晶在本發明之勒# # 件，包含合金組成物2:,: ί適當地控制各種程序條產…型化合ί:α:金冷:具率有熱/理溫^ ^ 卿e14B型化合物二和其磁工有之飽和磁化等於或更含a-Fe(具有約2. 1T 產生軟磁相之實例包和磁化）。在此情形R 〇、化與Fe23B〆具有約1· 6Τ的飽磁化，其中R是敍。2 14型化合物相具有約K6T的飽和β 如在此所用，^ 相當雜亂的相，也：t勺：曰:體相只表示原子排列是鎮。更具體而言用寸Λ非Λ米或更少）及/或原子叢能以X光繞射分析或相」表示具有晶體結構不 ΑΤΕΜ觀察疋義之任何相。換言之，晶體結構f光繞射分析或ΤΕΜ觀察清楚確認的任何相在此將表示為晶體相」。本發明人經由實驗發現及確認只有當鈦與釩組合加入，磁化不會減少，相對於鈦與鉻或鈦與鍅組合加入的情籲況。此外，去磁曲線顯示出特別好的迴路方形。根據這些結果’本發明人相信添加物鈦與釩在極小化具有低磁化之硼化物產生上扮演重要的角色。應注意當欽與鈮組合加入時，磁化不會減少，但是矯頑磁力明顯減小。

第18頁 1308349 五、發明說明（14) 如此，只有當鈦與釩組合加入時，才能得到極佳性能之奈米複合磁鐵，包含約4 “％到7 at%的稀土元素與 at%到15 at%的棚。在本發明之各種較佳實施例中，材料合金不只包含足量的硼，也包含碳做為其必需元素。因此，此材料合的熔化物能具有約5xl〇-6m2/s或以下的動黏度，並且能夠順地流動到足以充分地増加熔化物與急冷滾輪之間的接程度。因此，熔化物能在急冷滾輪上更有效地冷卻。因此，即使如果急冷滾輪以低速旋轉，也能得到一好的奈米複合磁鐵。 ’ · =，在本發明之一較佳實㈣，能接*薄板禱造程序，，、中熔化物直接經由發射器（即導引構件）傾注在条冷滚輪上而不用控制熔化物通過噴孔的流速。因此，發序比要用喷孔來做流速控制的習用熔化旋轉程序更具力2成本效益。要在冷卻速率範圍非結晶化R_Fe_B型稀土合"的溶化物，冑常领需要加到約i 〇 at =力二多’有高刪濃度之非磁性非結晶靖：快中。亦、，ί ΐ結晶化後，依然存在處理合金的微結構百八比Ί 了此仔到均一微結晶結構。因此，鐵磁相的體積鐵鈦與鈒加入，就觀察到上述現象。因&，生二ί 具有南飽和磁化之硼化鐵型化合物，且磁化充分地增加。較佳組成物

1308349 五、發明說明（15) 如果B與C的總莫耳分率X是約10 at%或以下，要以一約1 〇2 °C /s到1 05 °c / s的低冷卻速率製造期望之快速固化合金（其中R2Fe14B型結晶相與非晶體相共存）是困難的。此外’即使之後熱處理合金，所得之矯頑磁力將不高。此外’莫耳分率X在約1〇 at%或以下’不再能產生具有高飽和磁化之硼化鐵型化合物。因為這些原因，χ應該大於約。另一方面，如果β與C的總莫耳分率超過約15 at%，非晶體相之體積百分比增加，非晶體相即使在加埶 =晶化之後仍存在。此外，具有比其他組成相還高飽和磁 =a F e相的百分比減少’因此殘磁b r也減少。以這些讀星看來B與C的總莫耳分率χ較佳地大於約1〇 at%且小 =等，約15 at%，更好地在大於仙⑽ 約 1 4 a t %。了達c到對(原子）tb率？較佳地是約〇. 01到約0. 5。為理由i ΐ 的預期效果，比率Ρ應該至少等於約〇. 0 1。成預期效果1 — Λ於約〇· 〇1 ’即使^口入幾乎沒有達粒尺寸之a-Fe相的體面錯如果Ρ遠大於約〇. 5，過度大的晶的惡化。比率p的；：：百分比增加很多而造成所得磁性 0.25。更好地，比康'"較佳是約〇. 02，而其上限較佳是省 R是至少從稀土與約°·15。上較佳地不包含鑭成棘素（包含釔）中選出的一元素。R實質在R2FeHB相中的R(二船β°廷是因為如果包含鑭或鈽，包含矯頑磁力與去磁曲線&是鈇）應該以鑭或鈽取代，因此減少、的迴路方形。然而，即使包含非常小

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的雜暂（即約〇·5 at%或以下）的鑭或鈽作為不可避免含: 「督想，磁性不會被如此嚴重地影響。因此，在此措辭 (鈽上不包含鑭（鈽）」或「實質上排除鑭（鈽）」代表 )成分在約0.5 at%或以下。中一更具體而言，R較佳地包含镨或钕做為必要元素，其 at9T部分可以用鏑或铽取代。如果R的莫耳分率y在約4 曰。以下，具有型晶體結構之化合物相沒有充分地結 :化，不能得到預期的高矯頑磁力Hc;。另一方面，如果R =莫耳分率y等於或大於約7 at%，非晶體形成能力將減牌、.且產生之軟磁相（如— 8相）的體積百分比也爆的減少。因此，磁化將下降。因為這些原因，稀土元素R 、莫耳为率y較佳地等於或大於約4 at%但小於約7 at%，更好地等於或大於5 at%但小於約6 at%。當熔化合金快速冷卻固化時，添加物鈦有效地使硬磁相早於軟磁相成核與長成。此外，添加物鈦增加矯頑磁力 u、殘磁Br、極大能量乘積（BH)且改善去磁曲方形。俗如果欽的莫耳分率z在約〇 . 5 at %以下，即使鈦加入也不會完全達到上述效果《然而，如果鈦的莫耳分率z超過約8 a t % ’非晶體相的體積百分比增加，殘磁B r經常減小’即使在加熱結晶化合金中非晶體相仍然存在。從這些考量來看’鈦的莫耳分率z較佳地從約0.5 at%到約8 at%。z更佳的下限為約〗.〇 at%，上限為約6 at%。z再更好的上限是約5 at%。

第21頁 1308349 五、發明說明（17) -- 此外’ B與C的總莫耳分率X愈高，愈可能形成非晶體相，如包括硼的過量百分比。因此，鈦的莫耳分率2較佳地也因為此原因而增加。鈦具有對硼的強吸引力，而聚集在硬磁相的晶粒邊界上。然而，如果鈦莫耳分率z比硼莫耳分率比率太高’飲將不再存在於晶粒邊界，而納入 "B化合物中，因此可能減小磁性。然而，如果ζ/χ比率太低’非磁性的多棚非晶體相將大量產生。本發明人經由實驗破認’較佳地控制莫耳分率X與Ζ以滿足不等式〇 . 1 $ z / X S0.35 ’更佳地滿足不等式〇.i3Sz/xS0.3。其他添加物凱能有利地減少欽的量，而加入以達成極馨佳的磁性。因此，極小化硼鈦化合物的產生，能增加磁性’能減少熔化物的黏度。因此，材料合金能更容易地以薄板禱造程序快速冷卻與固化β 如果鈒莫耳分率w小於約0.01 at%，藉飢的加入產生的效果不會達成。然而，如果莫耳分率w超過約6 at%， V-Fe-B型化合物將成核，因此可能惡化磁性。以這些考量來看，莫耳分率w較佳地從約〇_ 〇1 at%到約6 at%，更佳地從約0. 1 at%到約4 at%，更好是從約0. 5 at%到約2 at%。為了達成各種期望優點與效果，可以加入金屬元素 · Μ。Μ是由包含鋁、矽、鉻、錳、銅、鋅、鎵、鈮 '鍅、在目、銀、钽、鎢的群組中選取至少一元素。本發明人經由貫驗確認，即使當加入這些金屬元素Μ，藉添加物鈦與飢達到之效果不會明顯地減少，除非金屬元素Μ的莫耳分率超過約10 at%。

第22頁 1308349 五 '發明說明（18) _ 除了元素硼、碳是單獨的鐵。不钬、釩、Μ的材料合金平衡可以過渡金屬Τ可以代替由^含銘與鎳的群組中至少選取的-種情況下達成。然而 ' ’里、，因為期望的硬磁性也在這約0.5，*能達成約〇 ’ D代替，與鐵的原子數比爪超過數比m較佳地從約〇到約Η下的^殘磁。為此原因，原子改善去磁曲線的迴路；开;：二卜，藉钻代替-部分鐵’ 此增加合金的^且。^ 相的居里溫度，因約0.00 5到約〇.4。代替物鈷與鐵的原子數比πι較佳地從此後，本發明的具體較佳實施例將參照圖式詳細說明0 將說明本發明之第一較佳實施例。在此較佳實施例，快速固化合金較佳地用圖丨所示之薄板鑄造機製備。合金製備程序較佳地在不活潑氣體氣壓下完成而避免材料合金氧化，材料合金包括易於氧化的稀素R與鐵。不活潑氣體可以是稀有氣體（如氦或氬）、氮氣、或任何其他適合的氣體。氦或氬的稀有氣體優於氮氣，因為氮相對容易與稀土元素反應。圖1所示之薄板鑄造機設在一腔室（未顯示），在腔室馨中產生減壓之不活潑氣麼。如圖1所示，薄板禱造機較佳地包括一熔化坩鍋丨丨、一急冷滚輪丨3、一發射器（即一導引構件）1 4。首先，一材料合金熔化在熔化坩鍋1 1中。接著’熔化物1 2從熔化坩鍋11流出，然後經由發射器1 4導引到急冷滾輪1 3上，而在急冷滚輪1 3上快速冷卻固化。

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溶化掛銷1 1較倍祕Jgl祕rV M ^ ^ 佳地女排成，以一實質固定供應速率來金所得之熔化物12到發射器14。此供應速率疋可任忍控制的，如以傾斜熔化坩鍋丨丨在一期望角度。祖冷滾輪13是外表面是較佳地由良好熱導如銅）$材枓製成。滾輪13較佳地具有約3〇到1〇〇公分的直徑與約^ 到1〇〇公分的寬度。滚輪13能以馬達（未顯示）在一預定速率$轉。藉控制此旋轉速率’急冷滚輪13的表面速率是可任思調整的。薄板鑄造機達成之冷卻速率可控制在約1 Μ t ^到約1〇5它/3的範圍内，例如藉由選擇急冷滚輪i3的適當旋轉速率。 _ 導引熔化物1 2的發射器丨4表面較佳地定義一關於水平面的傾斜角冷，發射盗14的遠端與急冷滾輪13的表面之間的距離較佳地在約數公楚。此外，發射器1 4安排成，連接發射器1 4的遠端與急冷滾輪丨3中心的線定義一關於垂直面的角度α(其中度）。角度〇：較佳地滿足1〇度各α $ 5 5度。另一方面，發射器1 4的傾斜角石較佳地滿足1度$点各80度’更佳地滿足5度$点$6〇度。在炫化物1 2倒入發射器1 4之後，'熔化物1 2將從發射器鲁 1 ^的遠端到急冷滚輪1 3的表面，藉以在急冷滾輪1 3表面上形成熔化膠土。發射器1 4能藉減小熔化物1 2的流動速率到 '程度’而在一預定流動速率下暫時保留從熔化坩鍋丨〗持續供應之熔化物1 2的流動，因而改正熔化物1 2的流動。此文正效果能用一屏障板進一步增加’來選擇性抑制倒入發

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五、發明說明（20) 射器1 4之熔化物1 2的表面流動。藉使用此發射器〗4，能倒入熔化物1 2而在急冷滾輪1 3的縱向具有實質固^寬度。在這裏所用的急冷滾輪13「縱向」等同於滾輪13的軸即穿出紙的方向）。此外’倒入之熔化物丨2能分散成具有實質均一的厚度。藉調整發射器14的熔化導引表面之傾斜角 /3，熔化物供應速率極好地控制著。因為熔化物自身重量，熔化物流下到發射器1 4的傾斜之導引表面上。因此，溶化物12有一實質平行於橫向（即X軸）的動量。換言之，發射器14的傾斜角召愈大，熔化物12的流動速率 '愈1大，並且其動量也愈大。丨，此外，發射器14也能調整將到達急冷滚輪13的熔化物 12/ML度在發射器14的炼化物12溫度較佳地高於其液相溫 fl 00 °c以上。這是因為如果熔化物12溫度太低/舉例而皿言’ T i B2 (將影響所得快速固化合金的性質）的初始結晶可能在當場就成核並且殘留在快速固化合金中。此外，如果溶化物1 2溫度太低，熔化物丨2會有增加的黏度，更可能賤落。在發射器14上的熔化物溫度是以調整從熔化坩鍋丨丨倒到發射器1 4之熔化物丨2溫度控制，或調整例如發射器丨4本身的熱容量《如果必要，為了此目的，可以特別提供器加熱器（未顯示）。、此較佳實施例的發射器1 4較佳地在面對急冷滚輪丨3之外部周圍的遠端包含多數的棑流管，排流管在急冷滾輪工3 ，轴向上以固定間隔彼此隔開。每一排流管寬度（對應於母熔化物流寬度）較佳地是從約〇. 5 c m到約1 〇 . 〇 c m，更

1308349 五、發明說明（21) 佳地從約0 · 7 cm到約4. 0 cm »在本較佳實施例中，每一熔化物流在其對應排流管中具有約1 cm的寬度。應注意當熔化物流遠離其關連的排流管’每—熔化物流傾向於側向增加。如本較佳實施例所為，在發射器j 4上提供許多排流管形成多重熔化物流’每一對相鄰的熔化物流不應該彼此接觸。在炼化物12倒入發射器14之後，熔化物12分成多數熔化物流，所以每一熔化物流具有實質上相同寬度，如同在急冷滾輪1 3的軸向上相關連的寬度。然後，每一熔化物流接觸急冷滚輪1 3。之後，當滾輪丨3旋轉時，每一熔化物流馨 1 2 (以一預定寬度倒在急冷滾輪丨3上）在滚輪丨3的周圍表面上向上移動。以此方法，當熔化物流丨2沿著滾輪丨3移動而快速冷卻。應注意為了避免熔化物漏出，發射器14的遠端與急冷滚輪1 3之間距離較佳地約3mm或以下，更佳地從約 0. 4mm 到約〇. 7ππη。每對相鄰的排流管之間的間隔較佳地從約1 c m到約 1 Ocm。以此方法，熔化物〗2能在彼此分離的位置接觸急冷滚輪13的外部周圍。然後，經關連的排流管倒入之每一熔化物流能有效地冷卻。因此，即使熔化物丨2以增加的倒入在發射器14上，也可以達成期望的冷卻速率。應/主意發射益1 4不必然具有上述之組態。或者發射 14可以只有一排流管，或是每一熔化物流以增加寬度倒° 入。如另一情形，也可以在發射器14之遠端提供一管口，使侍熔化物1 2經由管狀開口倒在急冷滚輪丨3的表面汗

第26頁 1308349 五、發明說明（22) 上。也可以做對發射器14進行其他期望之修改。德物12已在急冷滾輪13的外部周圍快速固化之後，留在急冷滾輪1 3的快速固化合金為一薄之 15你在此較佳實施例’每一熔化物流固化為；= J物。然後’固化合金15-碎並以—收集器(未顯寬示 =薄如上述，不像熔化旋轉程序，薄板鑄造程序何喷嘴。易言之，薄板鑄造程序沒有熔化旋用任各種問題。具體來說，•薄板鑄造程序的率不受限於噴嘴直徑，由熔化物在喷嘴二：供應速· 要可避因為薄板鑄造程序-點也不需 t喷嘴。因此，薄板鑄造程序在量產是非常有效 :心in嘴：熱設備或炫化頭壓力控制機制。因此，月匕顯者地減少初始設備成本與設備操作成本。播座趣在熔化旋轉程序，喷嘴是*可回收的，因此即辛。ίΠ需生產成本，喷嘴一旦使用過就應該* 要低許多設備操作成本。錢用’因此而序較板鑄造程序，急冷滾輪能在比熔化旋轉程1 入。田ί ϊ 熔化物能以比熔化旋轉程序較高速率倒因此此加厚所得之薄帶固化合金。寬产ίΐ!確定發射器14的形狀與組態、熔化物排流管的人二二右,於u及熔化物供應速率，所得之薄帶快速固化〇、此有在杈佳範圍内的平均厚度與平均寬度。薄帶快速

第27頁 1308349 五發明說明（23) 固化合金較佳地具有約1 5mm到約8 Omm的寬度。此外，薄帶合金不可以太薄或太厚。如果固化合金太薄，其振實密度 (tap density)將太低而無法如所要的收集。然而，如果固化合金太厚，合金以明顯不同冷卻速率冷卻在熔化物/ 滾輪接觸表面與在閒置表面（即熔化物表面）上。易言之，在閒置表面附，的一部分合金以一不足的速率冷卻。以這些考慮看來，薄帶合金較佳地有一約5〇至約25〇的厚度，更佳地有一約6 0以m至約2 0 0以m的厚度，最佳地有一約70 //m至約90 /zm的厚度。此外，考慮黏合磁鐵的填充密度，薄帶合金較佳地有一大於80以m的厚度。在此情形_ 下，快速冷卻氣體較佳地有一約丨〇 kPa到約〗〇丨.2 kpa的降低壓力。如本發明之各種較佳實施例之奈米複合磁鐵也可以用熔化淬火程序（如熔化旋轉程序或霧化程序）代替上板鑄造程序生產。 ’ 熱處理在此較佳實施例，熱處地，合金在溫度增加速率從在溫度從約5 5 0 °C到約8 5 0 t 的時間’然後冷卻到室溫。相中亞穩相的成核或晶體成構。理較佳地在氬氣中進行。較佳約5 t/s到約20 °C/s下加熱，下保持加熱從約3 0秒到約2 〇分此一熱處理造成在剩餘非晶體長’因此形成奈米複合微結

如果熱處理溫度低於約55〇。( 許多非晶體相可以剩

第28頁 1308349 五、發明說明（24) 餘’即使在熱處理與所搵^丄決於快速冷卻程序的條件）之^。m不到期望程度（取因此減少㈣M 的/粒成長將提升太快，因，执處理溫卢較：、:去磁曲線的迴路方形。因為這4 570 t到約82 0。(：。 ^8b0 C，更佳地從約為了避免合金氧化，数處理勒社仏务 (如氬氣4氦翁）肉十…. 較在不活潑的氣體 kPa或以下的真空内完成。灯熱處理也可以在約〇·1 在本發明之較佳實施例中，即使軟磁相如“ < m相存在於所得磁鐵中，軟磁相具有小於硬磁相的3 =m仍，得到極好的磁性，因為軟磁相與硬經由父換交互作用共同磁耦合。在熱處理之後，Nd2FeuB型化合物相較佳地具有最多 300nm的平均晶粒尺寸，這是一單磁敁、、曰a八丁 &疋早磁域尺寸。Nd2Fe14B型化合物相的平均晶粒尺寸較佳地從約1〇11111到2〇〇11111，更佳地從約10nm到1 50nm。另一方面，如果強磁性鐵基硼化物與 α-Fe相具有約超過i〇〇nm的平均晶粒尺寸，在各別組成相中的父換父互作用減少’因此惡化去磁曲線的迴路方形與籲減少（B H )max。正常地’ i|_些相不會沉殿為彳艮小的微晶（直徑尺寸約小於1 nm)，但是會形成直徑尺寸為數nm的微晶。因為這些原因’如硼化物與α-Fe相之軟磁相較佳地具有約 1 nm到約1 0 0 nm的平均晶粒尺寸’最佳地從約5 nm到約 5 0 n m ’最好是從約5 n m到約3 0 n m。此外，為了使所得之磁

第29頁 1308349 五、發明說明（25) 鐵為一具有極佳性能之交換彈簧磁鐵，NdJe^B型化合物相的平均晶粒尺寸較佳地大於軟磁相的平均晶粒尺寸。應注意快速固化合金的薄帶在熱處理前可以粗糙地切割或研磨。在熱處理之後，所得之磁性合金可以精細地研磨而得到磁粉。然後’可以從此磁粉以習知製程步驟生產成各種黏合磁鐵。在產生黏合磁鐵中，鐵型稀土合金的磁粉與環氧樹脂黏合劑或尼龍樹脂黏合劑混合，然後，混人物壓緊成期望形狀。在此情形，任何其他種磁粉（如

Sm-Fe-N型磁粉或硬鐵氧體磁鐵粉）可以與奈米複合磁鐵粉末混合。丨使用本發明之較佳實施例之所得黏合磁鐵，能產生達、致動器與其他各種轉動機器。、、' 成却勒〜發明之各種較佳實施例之磁粉用來產生-射出 20“ “ 粉末較佳地研磨成具有平均粒子尺寸約 2〇〇em或以下，更佳地約3〇am到約15〇如果發明的磁粉用來產生壓缩成具有平均粗子尺寸約二壓鐵=較佳地研磨約250 _，更好地約 < y更佳地約3〇_到分佈。引約20〇从，並帶有雙峰尺寸

實例實例1

如下述表1所示之樣本J 至8之每一樣本將純度約99.

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5%以上的各別材料硼（B)、碳（c)、鐵（Fe)、鈷（c〇)、鈦 (τυ、鈒（Ό、敍（Nd)秤重，所以樣本可以具有約6〇(^的總重，然後將混合物放入鋁坩堝中。之後，這些合金材料在氬氣（Ar)氣壓約70kPa下以感應加熱法熔化，藉以製備合金熔化物。在熔化物溫度到達約15〇〇艺，熔化物鑄造刻水冷銅鑄模產生平板合金。之後，秤合金重量而有約l5g 總重，然後放到石英坩堝，在石英坩堝底部有一孔洞直徨約0. 8mm。然後’合金在氬氣（Ar)氣壓約33kpa到 4 7. 9 2 k P a以感應加熱法熔化。在熔化物溫度到達丨3 5 〇 t之· 後’熔化物表面以氬氣加壓’藉以經由孔洞在室溫氬氟下射出熔化物到急冷滚輪的外圍上，急冷滾輪的外圍位於孔洞下約0· 7mm。急冷滾輪旋轉而具有約i〇m/s的表面速率。因為與此急冷滚輪接觸，熔化物合金快速冷卻固化。以此方法’得到寬度約2 mm到約3 mm與厚度约2 0 # m到約5 0仁m的快速固化合金的連續薄帶。表1

第31頁 1308349 五、發明說明（27) 號合佥组成物（at%) 熱處理溫度(°c) 痛 Nd vww Fe T B C Ti V Μ E 1 5.8 剩餘部分 — 12 1 4 1 — 720 \ 2 5.8 剩餘部分 - 12 1 4 1.5 - 700 A 3 5.8 剩餘部分 — 12 1 4 2 — 700 Μ 4 5.8 剩餘部分 Co4 12 1 4 1.5 — 700 C 5 5.8 剩餘部分 — 12 0 4 0 0 720 0 6 5.8 剩餘部分一 12 1 4 0 Nbl 740 Μ 7 5.8 剩餘部分 — 12 1 4 0 Zrl 720 Ρ 8 5.8 剩餘部分 — 丄2 1 4 0 Crl 740 在表1，樣本號碼1到4代表本發明較佳實施例之具體實例，而樣本號碼5到8代表比較實例。薄帶快速固化合金在氬氣内加熱到約6 0 0 °C到8 0 0 °C的溫度，保持加熱約6分鐘到8分鐘，然後冷卻到室溫。之後，以振動試品磁強計（VSM )量測此薄帶快速固化合金的磁性。結果顯示在下列表2 : 表2

第32頁 1308349 五、發明說明（28) 樣本號碼固化合金的磁性 Br(T) Hcj(kA/m) (BH)-(kJ/m3) E 1 0.93 —-· — - - - . «». 404 —p 一—_ X_ ……2 _ —0.92 450 106 A 3 0.92 468 96 Μ 4 0.92 466 109 C ...5 ________________0.90 442 92 0 6 _________0.92 368 81 Μ 7 0.83 446 77 Ρ 8 0.80 461 71 能從表2所示之結果看到，在本發明較佳實施例之具體實例，增加磁化’改善去磁曲線的迴路方形，極大能量乘積（B Η )隱高於任一比較實例。尤其是在幾乎相同的條件產生樣本號碼1與5，除了樣本號碼1加入ν，而樣本號碼5 沒有。因此，互相比較此兩個樣本結果，能看到樣本號碼 1的殘磁Br與極大能量乘積（ΒΗ)議至少高於樣本號碼5的殘_ 磁Br與極大能量乘積（βη )_約1 %。圖2顯示粉末XRD的結果，粉末XRI)是由已在7〇〇。〇熱處理，6分鐘的樣本a、B、C完成的。樣本A、β、c的組成分別是、Nd9Fe73B12 6CuTi4 與叫.，^ C 〇2 C r2。

第33頁 1308349 五、發明說明（29) 具體而言，樣本A代表本發明較佳實施例之一且體實例。如從圖2所示之結果看到 I S例之，、體實更顯著的強度峰部，此強度峰部樣代本^顯：比其他兩個樣本 a-Fe/MeJ型奈米複合磁鐵入α :相。樣本A是一相）與一 α-Fe相（即軟磁相二為主相（即硬磁本A更包含一Fe23B3相作為另—軟磁相。策仆人f如F方，本6疋一奈米複合磁鐵，其中侧化鐵型樣本C是-Fe3B/Nd2Fei4B型夺f=F:B相之晶粒邊界。積百分比包含Fe3B。卡複口磁鐵’以-相對大的體4 產業的應用性如本發明之各種較佳實施例，鈦與釵組合加入材料合、中，以使$產具實用磁性的奈米複合磁鐵成為可能，而材料合金的組成以任何習知方法對產生良好磁性的奈米合磁鐵實際上沒有作用。在本發明之各種較佳實施例’即使材料合金包含相對大量的硼’添加物釩有效地避免Ti-B化合物產生。因此，此材料合金的熔化物沒有過度增加的黏性，因此可以用薄_ 板鱗造程序量產α -Fe/R2Fei4B型奈米複合磁鐵。應瞭解前述說明僅是例示本發明。對熟習此技藝人士在不脫離本發明範疇下能設計出各種替代及修正。因此，本發明要包含落入申請專利範圍的所有替代、修改及變化情形。

第34頁 1308349 圖式簡單說明圖1是一橫剖面圖，示意圖示本發明較佳實施例使用之薄板鑄造器之示範組態。圖2是一圖，顯示在本發明較佳實施例之具體實例與比較實例完成之粉末之XRD分析結果。【符號之說明】 11 熔化坩鍋 12 炼化物 13 急冷滾輪 14 發射器 15 固化合金 a 角度 β 傾斜角

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Claims

13 扣349 第92128748糊申鞋巾文專物f修正膽細 13 扣349 第92128748糊申鞋巾文專物f修正膽細六申請專利範圍 Μ通式表示 -種奈求複合磁鐵，其具有一組成物 (Fei_mTm) 1〇〇-x-y-z-w-n (B^CphRyTizlMn ， •立中Τ是由錄、鎳所組成的族群中選出之至φ _ * ' Ί 王^— 素；R 一豨土元素；Μ是由鋁、矽、鉻、錳、銅、鋅、嫁、妒銼、鉬、銀、钽、鎢所組成的族群中選出之至少一元*"素莫耳分率X、y、Z、w、n、m及ρ分別滿足不等式： 10 at% <x ^ 1 5 at% ； 4 at%Sy<7 at%; 〇. 5 at%SzS8 at% ； 0.01 at% ^ w at% ； 0 at%Sn$l〇 at% ； 0SmS0.5 ;以及 0 · 0 1 S p S 〇 . 5，其中奈米複合磁鐵包含：具有一型晶體結構之一硬磁相’該硬磁相具有約1 〇nm到約2〇〇ηπ]之平均晶粒尺寸；及一軟磁相’該軟磁相具有約lnm到約丨〇〇ηιη之平粒尺寸，以及日其中至少奈米複合磁鐵的矯頑磁力與極大能量乘穑盆中之一疋至少1 % ’此高於不包含釩的磁鐵。、 2.如申請專利範圍第j 磁鐵包含具有I^Fej型項之奈米複合磁鐵，其中奈米複合晶體結構之硬磁相的至少4 〇 v〇 1 % ^ 磁鐵，其中軟磁相

第36頁 • 如申請裏刹念々已圍第1或2項之奈米複合 1308349 六、申請專利範圍包含a - F e及強磁性鐵基硼化物。 4. 一種奈米複合磁鐵快速固化合金之製造方法，此方法包含步驟：製備材料合金之溶化物，材料合金具有一組成物，其以通式表示： (F Tm )100—x_y_"-n (Bpp Cp )x Ry T iz Vw Mn ’ 其中T是由鈷、鎳所組成的族群中選出之至少一元素； R是一稀土元素；Μ是由鋁、矽、絡、猛、銅、鋅、鎵、鈮、锆、鉬、銀、钽、鎢所組成的族群中選出之至少一元素，莫耳分率X、y、z、w、n、m及ρ分別滿足不等式： 10 at% <x ^15 at% ； 4 at% ^y <7 at% ； 0.5 at% ^ z at% ； 0.01 at%^w^6 at% ； 0 at% ^10 at% ; 0 S m S 0 · 5 ;及 0 . 0 1 S p S 0 . 5，以及快速冷卻且固化熔化物而得到快速固化合金。 5. 如申請專利範圍第4項之奈米複合磁鐵快速固化合金之製造方法，其中快速冷卻步驟包含以薄板鑄造程序快速冷卻且固化溶化物之步驟。

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1308349 六、申請專利範圍 6. 一種奈米複合磁鐵粉末之製造方法’此方法包含步驟：製備快速固化合金，其具有一組成物，以通式表示： (F Tm )100_x_y_z_w_n (B^p Cp )x Ry T iz VwMn > 其中T是由鈷、鎳所組成的族群中選出之至少一元素； R是一稀土元素；Μ是由銘、石夕、鉻、猛、銅、鋅、鎵、鈮、鍅、鉬、銀、钽、鎢所組成的族群中選出之至少一元素，莫耳分率X、y、z、w、n、m及ρ分別滿足不等式： 10 at% <x ^15 at°/〇； 4 at% ^ y <7 at% ； 0.5 at% ^ z at% ; 0.01 at% ^ w at% ; 0 at% ^10 at% ； 0SmS0.5 ;以及 0.01 ^ p ^ 0 . 5，熱處理快速固化合金而得到包含有R2Fe14B型晶體結構之硬磁相以及軟磁相之奈米複合磁鐵合金，該硬磁相具有約1 0 n m到約2 0 0 n m之平均晶粒尺寸，且該軟磁相具有約1 n m 到約1 0 0 n m之平均晶粒尺寸；以及粉末化奈米複合磁鐵合金。 7. 一種奈米複合磁鐵之製造方法，此方法包含步驟：製備奈米複合磁鐵粉末，其具有一組成物，以通式表示： (F Tm )100_x—y_Zf n (B卜p Cp )x Ry T iz VwMn，

第38頁 1308349 资丨丨丨3 六、申請專利範圍其中τ是由鈷、鎳所組成的族群中選出之至少一元素； R是一稀土元素；Μ是由鋁、矽、鉻、錳、銅、辞、鎵、鈮、锆、鉬、銀、钽、鎢所組成的族群中選出之至少一元素，莫耳分率X、y、z、w、n、m及ρ分別滿足不等式： 10 at% <x ^15 at% ; 4 at%Sy<7 at% ； 0.5 at% Sz at% ; 0.01 at% at% ； 0 at°/〇 ^ 1 0 at°/〇； 0SmS0.5;以及 0. 01 Sp SO. 5，其中奈米複合磁鐵粉末包含：一具有R2Fe14B型晶體結構之硬磁相，該硬磁相具有約1 〇 n m到約2 0 0 n m之平均晶粒尺寸；以及一軟磁相，該軟磁相具有約1 n m到約1 0 0 n m之平均晶粒尺寸，且其中至少奈米複合磁鐵粉末的矯頑磁力與極大能量乘積其中之一是至少1 %，此高於不包含釩的磁鐵粉末；以及壓緊奈米複合磁鐵粉末而得到奈米複合磁鐵。

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