WO2008075709A1

WO2008075709A1 - 永久磁石及び永久磁石の製造方法

Info

Publication number: WO2008075709A1
Application number: PCT/JP2007/074404
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Nagata; Kyuzo Nakamura; Takeo Katou; Atsushi Nakatsuka; Ichirou Mukae; Masami Itou; Ryou Yoshiizumi; Yoshinori Shingaki
Original assignee: Ulvac, Inc.
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2008-06-26
Also published as: CN101563737A; JPWO2008075709A1; TW200842912A; KR101373272B1; US20100051140A1; CN101563737B; RU2427051C2; US8128759B2; RU2009128059A; JP5205277B2; DE112007003125T5; TWI469161B; KR20090091202A

Abstract

　所定形状鉄－ホウ素－希土類系の焼結磁石の表面にＤｙ、Ｔｂを付着させ、その結晶粒界相に拡散させてなる永久磁石を、高い生産性でかつ低コストで製造できるようにする。　処理室内に鉄－ホウ素－希土類系の焼結磁石を配置して所定温度に加熱すると共に、同一または他の処理室内に配置したＤｙ及びＴｂの少なくとも一方を含有するフッ化物からなる蒸発材料Ｖを蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を焼結磁石表面に付着させ、この付着した蒸発材料のＤｙ、Ｔｂの金属原子を、焼結磁石表面に蒸発材料からなる薄膜が形成される前に焼結磁石の結晶粒界相に拡散させる。　　　　

Description

明細書

永久磁石及び永久磁石の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、永久磁石及び永久磁石の製造方法に関し、特に、 Nd— Fe— B系の焼結磁石の結晶粒界相に Dyや Tbを拡散させてなる高磁気特性の永久磁石及びこの永久磁石の製造方法に関する。

背景技術

[0002] Nd— Fe— B系の焼結磁石（所謂、ネオジム磁石）は、鉄と、安価であって資源的に豊富で安定供給が可能な Nd、 Bの元素の組み合わせからなることで安価に製造できると共に、高磁気特性 (最大エネルギー積はフェライト系磁石の 10倍程度）を有することから、電子機器など種々の製品に利用され、近年では、ハイブリッドカー用のモ一ターや発電機への採用も進んでレ、る。

[0003] 他方、上記焼結磁石のキュリー温度は、約 300°Cと低いことから、採用する製品の使用状況によっては所定温度を超えて昇温する場合があり、所定温度を超えると、熱により減磁するという問題がある。また、上記焼結磁石を所望の製品に利用するに際しては、焼結磁石を所定形状に加工する場合があり、この加工によって焼結磁石の結晶粒に欠陥（クラック等)や歪などが生じて磁気特性が著しく劣化するという問題がある。

[0004] このため、 Nd— Fe— B系の焼結磁石を得る際に、 Ndより大きい 4f電子の磁気異方性を有し、 Ndと同じく負のステイーブンス因子を持つことで、主相の結晶磁気異方性を大きく向上させる Dyや Tbを添加することが考えられるものの、 Dy、 Tbは主相結晶格子中で Ndと逆向きのスピン配列をするフェリ磁性構造を取ることから磁界強度、、ては、磁気特性を示す最大エネルギー積が大きく低下する。

[0005] このこと力、ら、 Nd— Fe— B系の焼結磁石の表面全体に亘つて、 Dyや Tbを所定膜厚 (磁石の体積に依存して 311 m以上の膜厚で形成される）で成膜し、次!/、で、所定温度下で熱処理を施して、表面に成膜された Dyや Tbを磁石の結晶粒界相に拡散させて均一に行き渡らせることが提案されている（非特許文献 1参照）。 [0006] 上記方法で製作した永久磁石は、結晶粒界相に拡散した Dyや Tb力各結晶粒表面の結晶磁気異方性を高めることで、ニュークリエーション型の保磁力発生機構を強化し、その結果、保磁力を飛躍的に向上させると共に、最大エネルギー積がほとんど損なわれないという利点がある（例えば残留磁束密度： 14. 5kG (l . 45T)、最大工ネルギ一積： 50MG0e (400kj/m³)で、保磁力： 23k0e (3MA/m)の性能の磁石ができることが非特許文献 1に報告されて!/、る)。

非特千文献丄 improvement or coercivity on thin Nd2Fe丄 4B sinterea permanent mag nets (薄型 Nd2Fel4B系焼結磁石における保磁力の向上) /朴起兌、東北大学博士論文平成 12年 3月 23日）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] ところで、成膜材料である Dy金属や Tb金属としては、高品質であることが求められること力、ら、乾式法や湿式法などの公知の方法で Dy、 Tbのフッ化物を先ず製造し、次いで、塩素、酸素等の不純物が少なくかつ磁気特性向上が望めるフッ化物溶融塩浴酸化物投入電解法により生産することが一般的である力このような工程を経て得られた Dy金属や Tb金属は非常に高価であるという問題があった。この場合、高価であると共に、資源的に乏しぐ安定供給が望めない Dyや Tbを用いるため、焼結磁石の表面への Dyや Tbの成膜や結晶粒界相への拡散を効率よく行って生産性を向上させ、低コスト化を図る必要がある。他方で、例えば保磁力をさらに高めれば、永久磁石の厚みの薄くしても強い磁力を持ったものが得られるので、この種の永久磁石利用製品自体の小型、軽量化や小電力化を図るためには、上記従来技術と比較して一層高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石の開発が望まれる。

[0008] そこで、上記点に鑑み、本発明の第一の目的は、極めて高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石を提供することにある。また、本発明の第二の目的は、極めて高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石を、高い生産性でかつ低いコストで作製できる永久磁石の製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] 上記課題を解決するために、請求項 1記載の永久磁石の製造方法は、処理室内に鉄ホウ素希土類系の焼結磁石を配置して所定温度に加熱すると共に、同一または他の処理室内に配置した Dy及び Tbの少なくとも一方を含有するフッ化物からなる蒸発材料を蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を焼結磁石表面に付着させ、この付着した蒸発材料の Dy、 Tbの金属原子を焼結磁石の結晶粒界相に拡散させることを特徴とする。

[0010] 本発明によれば、蒸発した Dyや Tbの少なくとも一方を含有するフッ化物（分子）が、所定温度（例えば最適な拡散速度が得られる温度）に加熱された焼結磁石表面に供給されて付着し、この付着した蒸発材料の Dy、 Tbの金属原子が、焼結磁石の結晶粒界相に順次拡散されて行く。即ち、焼結磁石表面への蒸発材料の供給と Dy、 T bの焼結磁石の結晶粒界相への拡散とがー度の処理 (真空蒸気処理)で行われる。この場合、蒸発材料として Dy及び Tbのフッ化物を用いたため、鉱石から Dy金属や Tb金属を製造する過程で生成される中間生成物（Dy及び Tbのフッ化物）を蒸発材料にでき、その価格が低いことから、 Dy金属や Tb金属を蒸発材料とする場合と比較して永久磁石の製造コストを低くできる。また、多元共晶効果により Ndリッチ相（Dy、 Tbを 5〜80%の範囲で含む相）の融点が下がることで、蒸発材料の Dyや Tbの金属原子の拡散速度がさらに速くなる。つまり、結晶粒界相への拡散の際に、 Nd-F-O Dy(Tb)などの複雑な共晶を作る。この場合、結晶粒界近傍にある Ndリッチ相の共晶点は、 Dy(Tb)—Feの 2元系の共晶点と比較して多元系のものの方が低いため、 Dyや Tbの金属原子の拡散速度がより速くなり、拡散時間を短縮して高い生産性が達成される。

[0011] 前記蒸発材料は、 Nd及び Prの少なくとも一方を含有するフッ化物さらに含むものであれば、 Dyや Tbが結晶粒の Ndと置換されて結晶磁気異方性を向上させることに加えて、結晶粒界の歪や欠陥が修復され、一層高い保磁力を有し、その上、 Nd及び Prが Dyや Tbと異なり、 Feと同じ向きに磁化するスピン配列を取ることから、残留磁束密度及び最大エネルギー積が高くなり、その結果、従来のものと比較して一層高い磁気特性を有する永久磁石が得られる。また、多元共晶効果により Ndリッチ相の融点が下がることで、 Dyや Tbの金属原子の拡散速度をより速くできる。

[0012] また、前記蒸発材料は、 Al、 Ag、 B、 Ba、 Be、 C、 Ca、 Ce、 Co、 Cr、 Cs、 Cu、 Dv、 Er、 Eu、 Fe、 Ga、 Gd、 Ge、 Hf、 Ho、 In、 K、 La、 Li、 Lu、 Mg、 Mn、 Mo、 Na, Nb 、 Nd、 Ni、 P、 Pd、 Pr、 Ru、 S、 Sb、 Si、 Sm、 Sn、 Sr、 Ta、 Tb、 Tm、 Ti、 V、 W、 Y、

Yb、 Zn及び Zrの中から選択された少なくとも 1種を含むものであれば、上記と同様の効果が得られる。つまり、拡散の際、 Al、 Cuや Gaの元素が Ndリッチ相に入り込み、 Dy(Tb)— Nd (Pr)— Fe— Al (Cu、 Ga)などの複雑な共晶を作る。この場合、結晶粒界近傍にある Ndリッチ相の共晶点は、 Dy— Fe (Tb— Fe)の 2元系の共晶点と比較して多元系のものの方が低いため、 Dy、 Tbの金属原子の拡散速度がより速くなる

〇

[0013] 前記焼結磁石と蒸発材料とを離間して配置しておけば、蒸発材料を蒸発させたとき、溶けた蒸発材料が直接焼結磁石に付着することが防止できてよい。

[0014] また、前記処理室内に配置される前記蒸発材料の比表面積を変化させて一定温度下における蒸発量を増減し、蒸発した蒸発材料の焼結磁石表面への供給量を調節することが好ましい。この場合、例えば蒸発材料の薄膜 (層）を形成されないように焼結磁石表面への蒸発材料の供給量を調節すれば、永久磁石の表面状態は、上記処理を実施する前の状態と略同一であり、作製した永久磁石表面が劣化する（表面粗さが悪くなる）ことが防止され、また、特に焼結磁石表面に近い粒界内に Dyや T bが過剰に拡散することが抑制され、別段の後工程が不要となって高い生産性を達成できる。また、例えば蒸発材料の焼結磁石表面への供給量を増減する別個の部品を処理室内に設ける等、装置の構成を変えることなぐ簡単に焼結磁石表面への供給量の調節ができる。

[0015] Dyや Tb等の金属原子を結晶粒界相に拡散させる前に焼結磁石表面に吸着した汚れ、ガスや水分を除去するために、前記焼結磁石を収納した処理室の加熱に先立つて、処理室内を所定圧力に減圧して保持することが好ましい。

[0016] この場合、表面に吸着した汚れ、ガスや水分の除去を促進するために、前記処理室を所定圧力に減圧した後、処理室内を所定温度に加熱して保持することが好ましい。

[0017] 他方、 Dyや Tb等の金属原子を結晶粒界相に拡散させる前に焼結磁石表面の酸化膜を除去すベぐ前記焼結磁石を収納した処理室の加熱に先立って、プラズマによる前記焼結磁石表面のクリーニングを行うことが好ましい。

[0018] また、前記焼結磁石の結晶粒界相に Dyや Tb等の金属原子を拡散させた後、上記温度より低い所定温度下で永久磁石の歪を除去する熱処理を施すようにすれば、磁化および保磁力がさらに向上または回復した高磁気特性の永久磁石が得られる。

[0019] また、前記焼結磁石の結晶粒界相に前記金属原子を拡散させた後、磁場配向方向に直角な方向で所定の厚さに切断するようにすればよい。これにより、所定寸法を有するブロック状の焼結磁石を複数個の薄片に切断し、この状態で処理室に並べて収納した後、上記真空蒸気処理を施す場合と比較して、例えば処理室への焼結磁石の出し入れが短時間で行うことができ、上記真空蒸気処理を施す前準備が容易になって生産性を向上できる。

[0020] この場合、ワイヤーカツタ等により所望形状に切断すると、焼結磁石表面の主相である結晶粒にクラックが生じて磁気特性が著しく劣化する場合があるが、上記真空蒸気処理を施すと、結晶粒界相に Dyリッチ相を有し、さらには結晶粒の表面付近にのみ Dyが拡散しているため、後工程で複数個の薄片に切断して永久磁石を得ても磁気特定が劣化することが防止され、仕上げ加工が不要なことと相俟って生産性に優れた永久磁石が得られる。

[0021] さらに、上記課題を解決するために、請求項 11記載の永久磁石は、鉄ホウ素希土類系の焼結磁石を有し、この焼結磁石を処理室内に配置して所定温度に加熱すると共に、同一または他の処理室内に配置した Dy及び Tbの少なくとも一方を含有するフッ化物からなる蒸発材料を蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を焼結磁石表面に付着させ、この付着した蒸発材料の Dy、 Tbの金属原子を、焼結磁石の結晶粒界相に拡散させてなることを特徴とする。

[0022] この場合、前記蒸発材料は、 Nd及び Prの少なくとも一方を含有するフッ化物をさらに含むことが好ましい。

[0023] また、前記蒸発材料は、 Al、 Ag、 B、 Ba、 Be、 C、 Ca、 Ce、 Co、 Cr、 Cs、 Cu、 Dy、 Er、 Eu、 Fe、 Ga、 Gd、 Ge、 Hf、 Ho、 In、 K、 La、 Li、 Lu、 Mg、 Mn、 Mo、 Na, Nb 、 Nd、 Ni、 P、 Pd、 Pr、 Ru、 S、 Sb、 Si、 Sm、 Sn、 Sr、 Ta、 Tb、 Tm、 Ti、 V、 W、 Y、

Yb、 Zn及び Zrの中力、ら選択された少なくとも 1種を含むものであってもよい。 [0024] さらに、前記焼結磁石の結晶粒界相に Dy及び Tbの少なくとも一方を拡散させた後、磁場配向方向に直角な方向で所定の厚さに切断してなることが好ましい。

発明の効果

[0025] 以上説明したように、本発明の永久磁石は、従来技術のものと比較して一層高い保磁力を有し、高磁気特性のものであり、また、本発明の永久磁石の製造方法では、一層高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石を、高い生産性でかつ低いコストで作製できると!/、う効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 図 1及び図 2を参照して説明すれば、本発明の永久磁石 Mは、所定形状に加工された Nd— Fe— B系の焼結磁石 Sの表面に、後述する蒸発材料 Vを蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を付着させる第一工程と、焼結磁石 S表面に付着した蒸発材料のうち Dy、 Tbの金属原子を結晶粒界相に拡散させて均一に行き渡らせる第二工程との一連の処理を同時に行って作製される（真空蒸気処理)。

[0027] 出発材料である Nd— Fe— B系の焼結磁石 Sは、公知の方法で次のように作製されている。即ち、 Fe、 B、 Ndを所定の組成比で配合して、公知のストリップキャスト法により 0. 05mm〜0. 5mmの合金を先ず作製する。他方で、公知の遠心鍀造法で 5m m程度の厚さの合金を作製するようにしてもよい。また、配合の際、 Cu、 Zr、 Dy、 Tb 、 Alや Gaを少量添加してもよい。次いで、作製した合金を、公知の水素粉砕工程により一旦粉砕し、引き続き、ジェットミル微粉砕工程により微粉砕して合金原料粉末を得る。次いで、公知の圧縮成形機によって、合金原料粉末を磁界配向して金型で直方体や円柱など所定形状に成形した後、所定の条件下で焼結させて上記焼結磁石が作製される。

[0028] 合金原料粉末を圧縮成形する際に、合金原料粉末に公知の潤滑剤を添加して!/ヽる場合には、焼結磁石 Sの作製の各工程において条件をそれぞれ最適化し、焼結磁石 Sの平均結晶粒径が 4〃 m〜8〃mの範囲にすることが好ましい。これにより、焼結磁石内部に残留する炭素の影響を受けずに、焼結磁石表面に付着した Dyや Tbが結晶粒界相に効率よく拡散でき、高い生産性が達成される。

[0029] この場合、平均結晶粒径が 4 mより小さいと、 Dyや Tbが結晶粒界相に拡散したことで、高い保磁力を有する永久磁石となる力磁界中での圧縮成形時に流動性を確保し配向性を向上させるという合金原料粉末への潤滑剤添加の効果が薄れ、焼結磁石の配向度が悪くなり、その結果、磁気特性を示す残留磁束密度及び最大エネルギ一積が低下する。他方で、平均結晶粒径が 8 mより大きいと、結晶が大きいため保磁力が低下し、その上、結晶粒界の表面積が少なくなることで、結晶粒界付近の残留炭素の濃度比が高くなり、保磁力がさらに大きく低下する。また、残留炭素が Dyや Tbと反応し、 Dyの結晶粒界相への拡散が妨げられ、拡散時間が長くなつて生産性が悪い。

[0030] 図 2に示すように、上記処理を実施する真空蒸気処理装置 1は、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、拡散ポンプなどの真空排気手段 11を介して所定圧力（例えば 1 X 10_⁵Pa)まで減圧して保持できる真空チャンバ 12を有する。真空チャンバ内 12には、上面を開口した直方体形状の箱部 21と、開口した箱部 21の上面に着脱自在な蓋部 22とからなる箱体 2が設置される。

[0031] 蓋部 22の外周縁部には下方に屈曲させたフランジ 22aがその全周に亘つて形成され、箱部 21の上面に蓋部 22を装着すると、フランジ 22aが箱部 21の外壁に嵌合して (この場合、メタルシールなどの真空シールは設けていない）、真空チャンバ 11と隔絶された処理室 20が画成される。そして、真空排気手段 11を介して真空チャンバ 12 を所定圧力（例えば、 1 X 10— ⁵Pa)まで減圧すると、処理室 20が真空チャンバ 12より略半桁高い圧力（例えば、 5 X 10— ⁴Pa)まで減圧されるようになっている。

[0032] 処理室 20の容積は、蒸発材料 Vの平均自由行程を考慮して蒸気雰囲気中の蒸発材料 V (分子）が直接または衝突を繰返して複数の方向から焼結磁石 Sに供給されるように設定されている。また、箱部 21及び蓋部 22の壁面の肉厚は、後述する加熱手段によって加熱されたとき、熱変形しないように設定され、蒸発材料 Vと反応しない材料から構成されている。

[0033] 即ち、蒸発材料 Vが、例えばフッ化ジスプロシウムであるとき、一般の真空装置でよく用いられる Al Oを用いると、蒸気雰囲気中の Dyや Ndが Al Oが反応してその表

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面に反応生成物を形成すると共に、 A1原子が Dyや Tbの蒸気雰囲気中に侵入する虞がある。このため、箱体 2を、例えば、 Mo、 W、 V、 Taまたはこれらの合金（希土類添加型 Mo合金、 Ti添加型 Mo合金などを含む）や CaO、 Y O、或いは希土類酸化

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物から作製するか、またはこれらの材料を他の断熱材の表面に内張膜として成膜したものから構成している。また、処理室 20内で底面から所定の高さ位置には、例えば Mo製の複数本の線材 (例えば φ 0. ；!〜 10mm)を格子状に配置することで載置部 2 laが形成され、この載置部 21aに複数個の焼結磁石 Sを並べて載置できるようになつている。他方、蒸発材料 Vは、処理室 20の底面、側面または上面等に適宜配置され

[0034] 蒸発材料 Vとしては、主相の結晶磁気異方性を大きく向上させる Dyや Tbを含むフッ化物、フッ化ジスプロシウムやフッ化テリビゥムが用いられる。フッ化ジスプロシウムやフッ化テリビゥムは、公知の方法で製造され、製造方法としては、例えば、 Dy、 Tb の酸化物と無水フッ化水素気流とを高温状態下 (例えば 750°C)で反応させる乾式法、 Dy、 Tbの酸化物と酸性フッ化アンモニゥムとを混合し、比較的低温 (例えば 300 °C)にて反応させる方法、または塩化物等の Dy、 Tbの化合物の水溶液にフッ化水素酸を添加し、それらを反応させて、沈殿物を得た後、得られた沈殿物を洗浄し、濾過し、更に乾燥し、焙焼する湿式法が用いられる。これにより、鉱石から Dy金属や Tb 金属を製造する過程で生成される中間生成物（フッ化ジスプロシウムやフッ化テリビゥム）を蒸発材料 Vにでき、その価格が低いことから、 Dy金属や Tb金属を蒸発材料 Vとする場合と比較して永久磁石の製造コストを低くできる。

[0035] また、真空蒸気処理を行う際に、フッ化ジスプロシウムやフッ化テリビゥムを用いると、多元共晶効果により Ndリッチ相（Dy、 Tbを 5〜80%の範囲で含む相）の融点が下力 Sることで、 Dyや Tbの金属原子の拡散速度がさらに速くなる。つまり、結晶粒界相への拡散の際に、 Nd— F—〇一Dy(Tb)のなどの複雑な共晶を作る。この場合、結晶粒界近傍にある Ndリッチ相の共晶点は、 Dy(Tb)—Feの 2元系の共晶点と比較して多元系のものの方が低いため、蒸発材料 Vのうち Dyや Tbの金属原子の結晶粒界相への拡散速度がより速くなり、拡散時間を短縮して高い生産性が達成される。

[0036] この場合、蒸発材料 Vとして、フッ化ジスプロシウムやフッ化テルビウムに、 Nd及び Prの少なくとも一方（この場合、 Ndと Prとの合金であるジジムを用いてもよ!/、）を含む合金またはこれらのフッ化物を用いてもよい。この場合、蒸発材料 Vは、所定の混合割合で配合し、例えばアーク溶解炉を用いてバルタ状の合金を得て、処理室 20内の所定位置に配置される。尚、バルタ状または顆粒状のフッ化ジスプロシウムやフッ化テノレビゥムと、 Nd、 Prまたはこれらの合金や Nd、 Prの少なくとも一方を含有するフッ化物とを所定の重量比で処理室 20内にそれぞれ別個に配置するようにしてもよい。

[0037] これにより、真空蒸気処理を行うと、 Dyや Tbが結晶粒の Ndと置換されて結晶磁気異方性を向上させることに加えて、結晶粒界の歪や欠陥が修復され、一層高い保磁力を有し、その上、 Nd等が Dyや Tbと異なり、 Feと同じ向きに磁化するスピン配列を取ることから、残留磁束密度及び最大エネルギー積が高くなり、その結果、従来のものと比較して一層高い磁気特性を有する永久磁石が得られる。また、多元共晶効果により Ndリッチ相の融点が下がることで、 Dyや Tbの金属原子の拡散速度をより速くできる。

[0038] また、蒸発材料 Vは、 Nd、 Prまたはこれらの合金や Nd、 Prの少なくとも一方を含有するフツイ匕物に力、免てまたはカロ免て、 Al、 Ag、 B、 Ba、 Be、 C、 Ca、 Ce、 Co、 Cr、 Cs 、 Cu、 Dy、 Er、 Eu、 Fe、 Ga、 Gd、 Ge、 Hf、 Ho、 In, K、 La、 Li、 Lu、 Mg、 Mn、 M o、 Na, Nb、 Nd、 Ni、 P、 Pd、 Pr、 Ru、 S、 Sb、 Si、 Sm、 Sn、 Sr、 Ta、 Tb、 Ti、 Tm、

V、 W、 Y、 Yb、 Zn及び Zr (以下、「A元素」という）の中から選択された少なくとも 1種を含むものであってもよい。これにより、結晶粒界相への拡散の際、 Al、 Cuや Gaの元素が Ndリッチ相に入り込み、 Dy(Tb)—Nd (Pr)—Fe—Al (Cu、 Ga)などの複雑な共晶を作る。この場合、結晶粒界近傍にある Ndリッチ相の共晶点は、 Dy-Fe (Tb Fe)の 2元系の共晶点と比較して多元系のものの方が低いため、 Dy、 Tbの金属原子の拡散速度がより一層速くなる。

[0039] また、真空チャンバ 12には加熱手段 3が設けられている。加熱手段 3は、箱体 21と同様に蒸発材料 Vと反応しない材料製であり、例えば、箱体 21の周囲を囲うように設けられ、内側に反射面を備えた Mo製の断熱材と、その内側に配置され、 Mo製のフイラメントを有する電気加熱ヒータとから構成される。そして、減圧下で箱体 21を加熱手段 3で加熱し、箱体 21を介して間接的に処理室 20内を加熱することで、処理室 20 内を略均等に加熱できる。

[0040] 次に、上記真空蒸気処理装置 1を用いた永久磁石 Mの製造について説明する。先ず、箱部 21の載置部 21aに上記方法で作製した焼結磁石 Sを載置すると共に、箱部 21の底面に蒸発材料 Vであるフッ化ジスプロシウムを設置する（これにより、処理室 2 0内で焼結磁石 Sと蒸発材料 Vが離間して配置される）。そして、箱部 21の開口した上面に蓋部 22を装着した後、真空チャンバ 12内で加熱手段 3によって周囲を囲まれる所定位置に箱体 2を設置する（図 2参照)。そして、真空排気手段 11を介して真空チャンバ 12を所定圧力（例えば、 1 X 10— ⁴Pa)に達するまで真空排気して減圧し、 ( 処理室 20は略半桁高い圧力まで真空排気される）、真空チャンバ 12が所定圧力に達すると、加熱手段 3を作動させて処理室 20を加熱する。

[0041] 減圧下で処理室 20内の温度が所定温度に達すると、処理室 20の底面に設置したフッ化ジスプロシウム力 S、処理室 20と略同温まで加熱されて蒸発を開始し、処理室 2 0内に蒸気雰囲気が形成される。フッ化ジスプロシウムが蒸発を開始した場合、焼結磁石 Sとフッ化ジスプロシウムとを離間して配置したため、溶けたフッ化ジスプロシウムは、表面 Ndリッチ相が溶けた焼結磁石 Sに直接付着することはない。そして、蒸気雰囲気中のフッ化ジスプロシウム（分子）力直接または衝突を繰返して複数の方向から、蒸発材料 Vと同温まで加熱された焼結磁石 S表面に向かって供給されて付着し、蒸発材料 Vのうち Dyが焼結磁石 Sの結晶粒界相に拡散されて永久磁石 Mが得られ

[0042] ところで、図 3に示すように、蒸発材料 Vからなる層（薄膜) L1が形成されるように、蒸気雰囲気中の蒸発材料 Vが焼結磁石 Sの表面に供給されると、焼結磁石 S表面で付着して堆積した蒸発材料 Vが再結晶したとき、永久磁石 M表面を著しく劣化させ（表面粗さが悪くなる）、また、処理中に略同温まで加熱されている焼結磁石 S表面に付着して堆積した蒸発材料 Vが溶解して焼結磁石 S表面に近!/、領域 R1における粒界内に Dyが過剰に拡散し、磁気特性を効果的に向上または回復させることができない。

[0043] つまり、焼結磁石 S表面に蒸発材料 Vからなる薄膜が一度形成されると、薄膜に隣接した焼結磁石表面 Sの平均組成は Dyリッチ組成となり、 Dyリッチ組成になると、液相温度が下がり、焼結磁石 S表面が溶けるようになる（即ち、主相が溶けて液相の量が増加する）。その結果、焼結磁石 S表面付近が溶けて崩れ、凹凸が増加することとなる。その上、 Dyが多量の液相と共に結晶粒内に過剰に侵入し、磁気特性を示す最大エネルギー積及び残留磁束密度がさらに低下する。

[0044] 本実施の形態では、焼結磁石の;!〜 10重量％の割合で、単位体積当たりの表面積（比表面積）が小さ!/、バルタ状（略球状）のフッ化ジスプロシウムを処理室 20の底面に配置し、一定温度下における蒸発量を減少させるようにした。それに加えて、蒸発材料 Vがフッ化ジスプロシウムであるとき、加熱手段 3を制御して処理室 20内の温度を 800。C〜； 1050。C、好ましくは 900。C〜； 1000。Cの範囲に設定することとした。

[0045] 処理室 20内の温度（ひいては、焼結磁石 Sの加熱温度）が 800°Cより低いと、焼結磁石 S表面に付着した蒸発材料 Vの Dy原子の結晶粒界層への拡散速度が遅くなり、焼結磁石 S表面に薄膜が形成される前に焼結磁石の結晶粒界相に拡散させて均一に行き渡らせることができない。他方、 1050°Cを超えた温度では、蒸気圧が高くなつて蒸気雰囲気中のフッ化ジスプロシウム分子が焼結磁石 S表面に過剰に供給される。また、 Dyが結晶粒内に拡散する虞があり、 Dyが結晶粒内に拡散すると、結晶粒内の磁化を大きく下げるため、最大エネルギー積及び残留磁束密度がさらに低下することになる。

[0046] 焼結磁石 S表面に蒸発材料 Vからなる薄膜が形成される前に Dyをその結晶粒界相に拡散させるために、処理室 20の載置部 21aに設置した焼結磁石 Sの表面積の総和に対する処理室 20の底面に設置したバルタ状の蒸発材料 Vの表面積の総和の比率が、 1 X 10— ⁴〜2 X 10³の範囲になるように設定する。 1 X 10— ⁴〜2 X 10³の範囲以外の比率では、焼結磁石 S表面に薄膜が形成される場合があり、また、高い磁気特性の永久磁石が得られない。この場合、上記比率が 1 X 10_³から 1 X 10³の範囲が好ましぐまた、上記比率が 1 X 10_²から 1 X 10²の範囲がより好ましい。

[0047] これにより、蒸気圧を低くすると共に蒸発材料 Vの蒸発量を減少させることで、焼結磁石 Sへの蒸発材料 Vの供給量が抑制されることと、焼結磁石 Sの平均結晶粒径を所定範囲に揃えつつ焼結磁石 Sを所定温度範囲で加熱すると共に、蒸発材料 Vとしてフッ化ジスプロシウムを用いることで拡散速度が早くなることとが相俟って、蒸発材料 Vが焼結磁石 S表面で堆積して薄膜を形成する前に、 Dy原子を焼結磁石 Sの結晶粒界相に効率よく拡散させて均一に行き渡らせることができる（図 1参照）。その結果、永久磁石 M表面が劣化することが防止され、また、焼結磁石表面に近い領域の粒界内に Dyが過剰に拡散することが抑制され、結晶粒界相に Dyリッチ相（Dyを 5〜 80%の範囲で含む相）を有し、さらには結晶粒の表面付近にのみ Dyが拡散することで、磁化および保磁力が効果的に向上し、その上、仕上げ加工が不要な生産性に優れた永久磁石 Mが得られる。

[0048] ところで、図 4に示すように、上記焼結磁石 Sを作製した後、ワイヤーカツタ等により所望形状に加工すると、焼結磁石表面の主相である結晶粒にクラックが生じて磁気特性が著しく劣化する場合があるが（図 4 (a)参照）、上記真空蒸気処理を施すと、表面付近の結晶粒のクラックの内側に Dyリッチ相が形成されて（図 4 (b)参照）、磁化および保磁力が回復する。他方で、上記真空蒸気処理を施すと、結晶粒界相に Dyリツチ相を有し、さらには結晶粒の表面付近にのみ Dyが拡散しているため、ブロック状の焼結磁石に上記真空蒸気処理を施した後、後工程としてワイヤカツタ等により複数個の薄片に切断して永久磁石を得ても、この永久磁石の磁気特定は劣化し難い。これにより、所定寸法を有するブロック状の焼結磁石を複数個の薄片に切断し、この状態で処理室に並べて収納した後、上記真空蒸気処理を施す場合と比較して、例えば処理室への焼結磁石の出し入れが短時間で行うことができ、上記真空蒸気処理を施す前準備が容易になり、仕上げ加工が不要なことと相俟って高い生産性が達成され

[0049] また、従来のネオジム磁石では防鯖対策が必要になることから Coを添加していた力 Ndと比較して極めて高い耐食性、耐候性を有する Dyのリッチ相が表面付近の結晶粒のクラックの内側や結晶粒界相に存することで、 Coを用いることなぐ極めて強い耐食性、耐候性を有する永久磁石となる。尚、 Dy (Tb)が拡散するとき、焼結磁石 Sの結晶粒界に Coを含む金属間化合物がないため、 Dy(Tb)の金属原子はさらに効率よく拡散される。

[0050] 最後に、上記処理を所定時間（例えば、；!〜 72時間）だけ実施した後、加熱手段 3 の作動を停止させると共に、図示しないガス導入手段を介して処理室 20内に lOkPa の Arガスを導入し、蒸発材料 Vの蒸発を停止させ、処理室 20内の温度を例えば 50 0°Cまで一旦下げる。引き続き、加熱手段 3を再度作動させ、処理室 20内の温度を 4 50°C〜650°Cの範囲に設定し、一層保磁力を向上または回復させるために、永久磁石の歪を除去する熱処理を施す。最後に、略室温まで急冷し、箱体 2を取り出す。

[0051] 尚、本実施の形態では、蒸発材料 Vとしてフッ化ジスプロシウムを用いるものを例として説明したが、拡散速度を早くできる焼結磁石 Sの加熱温度範囲（900°C〜； 1000

°Cの範囲）で、蒸気圧が低いフッ化テルビウムを用いることができ、またはこれらの合金を用いてもよい。また、一定温度下における蒸発量を減少させるために比表面積力 S小さいバルタ状の蒸発材料 Vを用いることとした力 S、これに限定されるものではなく

、例えば、箱部 21内に断面凹状の受皿を設置し、受皿内に顆粒状またはバルタ状の蒸発材料 Vを収納することで比表面積を減少させるようにしてもよぐさらに、受皿に蒸発材料 Vを収納した後、複数の開口を設けた蓋（図示せず)を装着するようにしてあよい。

[0052] また、本実施の形態では、処理室 20内に焼結磁石 Sと蒸発材料 Vとを配置したものについて説明した力焼結磁石 Sと蒸発材料 Vとを異なる温度で加熱できるように、例えば、真空チャンバ 12内に、処理室 20とは別個に蒸発室（他の処理室：図示せず )を設けると共に蒸発室を加熱する他の加熱手段を設け、蒸発室で蒸発材料 Vを蒸発させた後、処理室 20と蒸発室とを連通する連通路を介して、処理室 20内の焼結磁石に、蒸気雰囲気中の蒸発材料 Vが供給されるようにしてもよい。

[0053] この場合、蒸発材料 Vがフッ化ジスプロシウムである場合、蒸発室を 700°C〜； 1050 °Cの範囲で加熱すればよい。 700°Cより低い温度では、結晶粒界相に Dyが拡散されて均一に行き渡るように、焼結磁石 S表面に蒸発材料 Vを供給できる蒸気圧に達しない。他方、蒸発材料 Vがフッ化テルビウムである場合、蒸発室を 900°C〜； 1150°C の範囲で加熱すればよい。 900°Cより低い温度では、焼結磁石 S表面に蒸発材料 V を供給できる蒸気圧に達しない。他方、 1150°Cを超えた温度では、 Tbが結晶粒内に拡散してしまい、最大エネルギー積及び残留磁束密度を低下させる。

[0054] また、 Dyや Tbを結晶粒界相に拡散させる前に焼結磁石 S表面に吸着した汚れ、ガスゃ水分を除去するために、真空排気手段 11を介して真空チャンバ 12を所定圧力（例えば、 1 X 10— ⁵Pa)まで減圧し、処理室 20が真空チャンバ 12より略半桁高い圧力 (例えば、 5 X 10_⁴Pa)まで減圧した後、所定時間保持するようにしてもよい。その際、加熱手段 3を作動させて処理室 20内を例えば 100°Cに加熱し、所定時間保持するようにしてもよい。

[0055] 他方、真空チャンバ 12内で、 Arまたは Heプラズマを発生させる公知構造のプラズマ発生装置（図示せず）を設け、真空チャンバ 12内での処理に先だってプラズマによる焼結磁石 S表面のクリーニングの前処理が行われるようにしてもよい。同一の処理室 20内に焼結磁石 Sと蒸発材料 Vとを配置する場合、公知の搬送ロボットを真空チャンバ 12内に設置し、真空チャンバ 12内で蓋部 22をタリ一ユング終了後に装着するようにすればよい。

[0056] さらに、本実施の形態では、箱部 21の上面に蓋部 22を装着して箱体 2を構成するものにつ!/、て説明したが、真空チャンバ 12と隔絶されかつ真空チャンバ 12を減圧するのに伴って処理室 20が減圧されるものであれば、これに限定されるものではなぐ例えば、箱部 21に焼結磁石 Sを収納した後、その上面開口を例えば Mo製の箔で覆うようにしてもよい。他方、例えば、真空チャンバ 12内で処理室 20を密閉できるようにし、真空チャンバ 12とは独立して所定圧力に保持できるように構成してもよい。

[0057] 尚、焼結磁石 Sとしては、酸素含有量が少な!/、程、 Dyや Tbの結晶粒界相への拡散速度が早くなるため、焼結磁石 S自体の酸素含有量が 3000ppm以下、好ましくは 2000ppm以下、より好ましくは lOOOppm以下であればよい。

実施例 1

[0058] 実施例 1では、 Nd— Fe— B系の焼結磁石として、組成が 27Nd— 3Dy— 1B— 0. lCu-bal. Fe、焼結磁石 S自体の酸素含有量が 1500ppm及び平均結晶粒径が 5 inで、 20 X 10 X 5 (厚さ） mmの形状に加工したものを用いた。この場合、焼成磁石 Sの表面を 10 m以下の表面荒さを有するように仕上加工した後、アセトンを用いて洗浄した。

[0059] 次に、上記真空蒸気処理装置 1を用い、上記真空蒸気処理によって永久磁石 Mを得た。この場合、箱体 21として、 50 X I 50 X 60mmの寸法を有する Mo製のものを用い、載置部 21a上に 60個の焼結磁石 Sを等間隔で配置することとした。また、蒸発材料 Vとして、フッ化ジスプロシウム（99. 5%、和光純薬株式会社製）またはフッ化テノレビゥム（99. 5%、和光純薬株式会社製）を、 100gの総量で処理室 20の底面にそれぞれ配置した。

[0060] 次いで、真空排気手段を作動させて真空チャンバを 1 X 10_⁴Paまで一旦減圧する

(処理室内の圧力は略 5 X 10_³Pa)と共に、加熱手段 3による処理室 20の加熱温度を、蒸発材料 Vがフッ化ジスプロシウムのとき 850°C (実施例 la)に、また、蒸発材料 Vがフッ化テルビウムのとき 1000°C (実施例 la)に設定し、処理室 20の温度が上記温度に達した後、この状態で 1、 10または 18時間、上記真空蒸気処理を行った。次いで、永久磁石の歪を除去する熱処理を行った。この場合、処理温度を 550°C、処理時間を 60分に設定した。その後、ワイヤーカツタを用いて φ 10 X 5mmの寸法に加工した。

[0061] 図 5及び図 6は、上記により永久磁石を得たときの磁気特性の平均値を、蒸発材料として純度 99. 9%のバルタ状の Dyを用い（比較例 la)、また、蒸発材料として純度 9 9. 9%のバルタ状の Tbを用い（比較例 lb)、実施例 la及び実施例 lbと同条件で上記真空蒸気処理により永久磁石を得たときの磁気特性の平均値を併せて示す表である。これによれば、 Dyを含む蒸発材料 Vの場合、比較例 laでは、真空蒸気処理時間を長くなるのに従い、保磁力が高くなり、処理時間を 18時間に設定すると、保磁力が約 24k0eであった。それに対し、実施例 laでは、約 10時間の真空蒸気処理を施すだけで、 24k0e以上の保磁力が得られていることが判る（図 5参照）。

[0062] 他方で、 Tbを含む蒸発材料の場合、比較例 lbでは、真空蒸気処理時間を長くなるのに従い、保磁力が高くなり、処理時間を 18時間に設定すると、保磁力が約 28k0 eであった。それに対し、実施例 lbでは、約 10時間の真空蒸気処理を施すだけで、 28k0e以上の保磁力が得られていることが判る（図 6参照）。以上より、処理時間、つまり、 Dyや Tbの拡散時間を短縮できることが判る。

実施例 2

[0063] 実施例 2では、実施例 1と同じ Nd— Fe— B系の焼結磁石を用いた。この場合、焼成磁石 Sの表面を 100 m以下の表面荒さを有するように仕上加工した後、イソピルアルコ一ルを用レ、て洗浄した。

[0064] 次に、上記真空蒸気処理装置 1を用い、上記真空蒸気処理によって永久磁石 Mを得た。この場合、箱体 21として、 200 X I 70 X 60mmの寸法を有する Mo製のものを用い、載置部 21a上に 120個の焼結磁石 Sを等間隔で配置することとした。また、蒸発材料 Vとして、 DvF (99. 5%、和光純薬株式会社製）または TbF (99. 5%、和

3 3

光純薬株式会社製）と、 NdFとを所定の混合割合で配合し、アーク溶解炉によって

3

約 φ 1mmのバルタ状の合金を得て、 200gの総量で処理室 20の底面に配置した。併せて、蒸発材料 Vとして、 50DyFまたは 50TbFと、 50PrFとの割合で配合し、

3 3 3

アーク溶解炉によって約 φ 1mmのバルタ状の合金を得て、 200gの総量で処理室 2 0の底面に配置できるようにした。

[0065] 次いで、真空排気手段を作動させて真空チャンバを 1 X 10_⁴Paまで一旦減圧する

(処理室内の圧力は略 5 X 10— ³Pa)と共に、加熱手段 3による処理室 20の加熱温度を、蒸発材料 V力 ¾yFを含むとき 850°C (実施例 2a)に、また、蒸発材料 V力 ¾yF

3 3 を含むとき 1000°C (実施例 2a)に設定し、処理室 20の温度が上記温度に達した後、この状態で 10時間、上記真空蒸気処理を行った。次いで、永久磁石の歪を除去する熱処理を行った。この場合、処理温度を 550°C、処理時間を 60分に設定した。その後、ワイヤーカツタを用いて φ 10 X 5mmの寸法に加工した。

[0066] 図 7及び図 8は、上記により永久磁石を得たときの磁気特性の平均値を、蒸発材料 Vとして Dy金属または Tb金属を用い、上記温度に達した後、この状態で 5時間（比較例 2a、比較例 2c)、または 10時間（比較例 2b、比較例 2d)、上記真空蒸気処理を行って永久磁石を得たときの磁気特性の平均値を併せて示す表である。これによれば、 Dyを含む蒸発材料 Vの場合（比較例 2a、比較例 2b)のとき、真空蒸気処理時間を長くなるのに従い保磁力が高くなり、保磁力が約 24k0eであった。それに対し、実施例 2aでは、蒸発材料 Vが DyF及び NdFの合金の場合、 99重量％の割合で Nd

3 3

を配合しても、保磁力が 26k0e以上となり、比較例 2a、 2bのものより高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石が得られることが判る。また、蒸発材料 V力 ¾yF及び Pr

3

Fの合金の場合でも、 27. 5k0eの高い保磁力が得られていることが判る（図 7参照）

3

〇

[0067] 他方で、 Tbを含む蒸発材料の場合（比較例 2c、比較例 2d)のときもまた、真空蒸気処理時間を長くなるのに従い保磁力が高くなり、保磁力が約 28k0eであった。それに対し、実施例 2bでは、蒸発材料 V力 STbF及び NdFの合金の場合、 10〜99重量 %の割合で Ndを配合しても、保磁力力 ¾2k0e以上となり、比較例 2a、 2bのものより高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石が得られることが判る。また、蒸発材料 V 力 STbF及び PrFの合金の場合でも、 35. 7k0eの高い保磁力が得られていることが

3 3

判る（図 8参照)。

実施例 3

実施例 3では、 Nd— Fe— B系の焼結磁石として、組成が27Nd— 3Dy—lB— 0. lCu-bal. Fe、焼結磁石 S自体の酸素含有量が 1500ppm及び平均結晶粒径が 5 inで、 40 X 10 X 4 (厚さ） mmの形状に加工したものを用いた。この場合、焼成磁石 Sの表面を 50 in以下の表面荒さを有するように粗加工後、硝酸を用いてケミカ

[0069] 次に、上記真空蒸気処理装置 1を用い、上記真空蒸気処理によって永久磁石 Mを得た。この場合、箱体 21として、 200 X I 70 X 60mmの寸法を有する Mo— Y製のものを用い、載置部 21a上に 60個の焼結磁石 Sを等間隔で配置することとした。また、蒸発材料 Vとして、フッ化ジスプロシウム（99. 5%、和光純薬株式会社製）またはフッ化テルビウム（99. 5%、和光純薬株式会社製）と A合金とを、 90DyFまたは 90TbF

3

及び 10A合金になるように秤量した後、アーク溶解炉によってバルタ状の合金（約 1

3

mm)を得て、 300gの総量で処理室 20の底面に配置した。

[0070] 次いで、真空排気手段を作動させて真空チャンバを 1 X 10_⁴Paまで一旦減圧する

(処理室内の圧力は略 5 X 10_³Pa)と共に、加熱手段 3による処理室 20の加熱温度を、蒸発材料 Vがフッ化ジスプロシウムを含むとき 850°C (実施例 3a)に、また、蒸発材料 Vがフッ化テルビウムを含むとき 1000°C (実施例 3b)に設定し、処理室 20の温度が上記温度に達した後、この状態で 10時間、上記真空蒸気処理を行った。次いで、永久磁石の歪を除去する熱処理を行った。この場合、処理温度を 550°C、処理時間を 60分に設定した。その後、ワイヤーカツタを用いて φ 10 X 5mmの寸法に加ェした。

[0071] 図 9及び図 10は、上記実施例 3で得た永久磁石の磁気特性の平均値を、 A元素を配合せずに実施例 3と同様に永久磁石を得たときの磁気特性の平均値 (比較例 3a、 3b)と共に示す表である。これによれば、比較例 3aでは、保磁力が約 24k0eであつたのに対し、実施例 3aでは、蒸発材料 Vとして、フッ化ジスプロシウムに A元素を配合したことで、保磁力が 26. 4k0e以上、条件によっては 28k0e以上の保磁力が得られており、保磁力が一層向上していることが判る（図 9参照）。

[0072] 他方で、比較例 3bでは、保磁力が約 28k0eであったのに対し、実施例 3bでは、蒸発材料 Vとして、フッ化テルビウムに A元素を配合したことで、保磁力が 29. 4k0e以上、条件によっては 30k0eの保磁力が得られており、保磁力が一層向上していることが判る。

実施例 4

[0073] 実施例 4では、実施例 1と同じ Nd— Fe— B系の焼結磁石を用いた。但し、実施例 4 では、焼結磁石 S自体の酸素含有量が 1500ppm及び平均結晶粒径が 5 μ mで、 10 X 10 X 10 (厚さ） mmのブロック状に加工したものを用いた。次に、上記真空蒸気処理装置 1を用い、蒸発材料 Vとして、実施例 1と同様に作製した DyF (99. 5%、

3

和光純薬株式会社製)を用い、実施例 1と同条件で真空蒸気処理を行った。この場合、処理室 20の加熱温度が 900°Cに到達した後の処理時間を 12時間とし、また、箱体 13として、 200 X I 70 X 60mmの寸法を有する Mo製のものを用い、載置部 21上に 30個の焼結磁石 Sを等間隔で配置することとした。

[0074] 次いで、永久磁石の歪を除去する熱処理を行った。この場合、処理温度を 550°C、処理時間を 60分に設定した。その後、ワイヤーカツタを用いて、磁場配向方向に直角な方向で lmmの厚さに切断し、厚さが lmmの永久磁石を作製した。

[0075] 図 11は、上記実施例 4で得た永久磁石片の磁気特性の平均値を、ブロック状の焼結磁石（比較例 4a)、この焼結磁石に真空蒸気処理を施さずに厚さが lmm厚さに切断したもの（比較例 4b)、及び真空蒸気処理を施したブロック状の永久磁石（比較例 4c)の磁気特性の平均値と共に示す表である。これによれば、真空蒸気処理を施すことで保磁力が一層向上し、その後に、切断しても、保磁力は低下せず、 18. 2k0e の保磁力が得られていることが判る。

図面の簡単な説明

[0076] [図 1]本発明で作製した永久磁石の断面を模式的に説明する図。

[図 2]本発明の処理を実施する真空処理装置を概略的に示す図。園 3]従来技術により作製した永久磁石の断面を模式的に説明する図。

園 4] (a)は、焼結磁石表面の加工劣化を説明する図。（b)は、本発明の実施により作製した永久磁石の表面状態を説明する図。

[図 5]実施例 laで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。

[図 6]実施例 lbで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。

[図 7]実施例 2aで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。

[図 8]実施例 2bで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。

[図 9]実施例 3aで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。

[図 10]実施例 3bで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。

[図 11]実施例 4で作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。

符号の説明

1 真空蒸気処理装置

12 真空チャンバ

2 箱体

21 箱部

22 蓋部

20 処理室

3 加熱手段

S 焼結磁石

M 永久磁石

V 蒸発材料

Claims

請求の範囲

[1] 処理室内に鉄ホウ素希土類系の焼結磁石を配置して所定温度に加熱すると共に、同一または他の処理室内に配置した Dy及び Tbの少なくとも一方を含有するフッ化物からなる蒸発材料を蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を焼結磁石表面に付着させ、この付着した蒸発材料の Dy、 Tbの金属原子を焼結磁石の結晶粒界相に拡散させることを特徴とする永久磁石の製造方法。

[2] 前記蒸発材料は、 Nd及び Prの少なくとも一方を含有するフッ化物をさらに含むことを特徴とする請求項 1記載の永久磁石の製造方法。

[3] 前記蒸発材料は、 Al、 Ag、 B、 Ba、 Be、 C、 Ca、 Ce、 Co、 Cr、 Cs、 Cu、 Dy、 Er、 Eu 、 Fe、 Ga、 Gd、 Ge、 Hf、 Ho、 In、 K、 La、 Li、 Lu、 Mg、 Mn、 Mo、 Na, Nb、 Nd、 N i、 P、 Pd、 Pr、 Ru、 S、 Sb、 Si、 Sm、 Sn、 Sr、 Ta、 Tb、 Tm、 Ti、 V、 W、 Y、 Yb、 Zn 及び Zrの中から選択された少なくとも 1種を含むことを特徴とする請求項 1または請求項 2記載の永久磁石の製造方法。

[4] 前記焼結磁石と蒸発材料とを離間して配置したことを特徴とする請求項 1乃至請求項 3の!/、ずれかに記載の永久磁石の製造方法。

[5] 前記処理室内に配置される前記蒸発材料の比表面積を変化させて一定温度下における蒸発量を増減し、蒸発した蒸発材料の焼結磁石表面への供給量を調節することを特徴とする請求項 1乃至請求項 4のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。

[6] 前記成膜工程に先立って、処理室内に焼結磁石を配置した後、この処理室内を所定圧力に減圧して保持することを特徴とする請求項 1乃至請求項 5のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。

[7] 前記処理室を所定圧力に減圧した後、処理室内を所定温度に加熱して保持することを特徴とする請求項 6記載の永久磁石の製造方法。

[8] 前記成膜工程に先立って、プラズマによる前記焼結磁石表面のクリーニングを行うことを特徴とする請求項 1乃至請求項 7のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。

[9] 前記焼結磁石の結晶粒界相に前記金属原子を拡散させた後、前記温度より低い所定温度で永久磁石の歪を除去する熱処理を施すことを特徴とする請求項 1乃至請求項 8の!/、ずれかに記載の永久磁石の製造方法。

[10] 前記焼結磁石の結晶粒界相に Dy及び Tbの少なくとも一方を拡散させた後、磁場配向方向に直角な方向で所定の厚さに切断することを特徴とする請求項 1乃至請求項 9の!/、ずれかに記載の永久磁石の製造方法。

[11] 鉄ホウ素希土類系の焼結磁石を有し、この焼結磁石を処理室内に配置して所定温度に加熱すると共に、同一または他の処理室内に配置した Dy及び Tbの少なくとも一方を含有するフッ化物からなる蒸発材料を蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を焼結磁石表面に付着させ、この付着した蒸発材料の Dy、 Tbの金属原子を焼結磁石の結晶粒界相に拡散させてなることを特徴とする永久磁石。

[12] 前記蒸発材料は、 Nd及び Prの少なくとも一方を含有するフッ化物をさらに含むことを特徴とする請求項 11記載の永久磁石。

[13] 前記蒸発材料は、 Al、 Ag、 B、 Ba、 Be、 C、 Ca、 Ce、 Co、 Cr、 Cs、 Cu、 Dy、 Er、 Eu 、 Fe、 Ga、 Gd、 Ge、 Hf、 Ho、 In、 K、 La、 Li、 Lu、 Mg、 Mn、 Mo、 Na, Nb、 Nd、 N i、 P、 Pd、 Pr、 Ru、 S、 Sb、 Si、 Sm、 Sn、 Sr、 Ta、 Tb、 Tm、 Ti、 V、 W、 Y、 Yb、 Zn 及び Zrの中から選択された少なくとも 1種を含むことを特徴とする請求項 11または請求項 12記載の永久磁石。

[14] 前記焼結磁石の結晶粒界相に Dy及び Tbの少なくとも一方を拡散させた後、磁場配向方向に直角な方向で所定の厚さに切断してなることを特徴とする請求項 11乃至請求項 13のいずれかに記載の永久磁石。