稀土类磁铁的制作方法_2

文档序号:8413785阅读:来源:国知局
5] (M是选自Al、Ge、Si、Sn、Ga中的至少一种)
[0026] 更优选地,在将所述至少含有R、T和M元素的晶界相所包含的R、T和M的原子数 分别记为[R]、[T]和[M]时,可以满足[R]/[M] < 10、以及[T]/[M] < 30的关系,通过这 样构成所述至少含有R、T和M元素的晶界相的构成元素的比率,从而能够将高温退磁率的 绝对值抑制为3%以内。
[0027] 本发明所涉及的稀土类磁铁中,通过这样构成晶界相,形成有R-T-M系化合物且 以R-T-M系化合物的形态消耗在现有R-Cu等的两颗粒晶界相偏析的T原子、例如Fe原子, 从而能够极度地减小两颗粒晶界相中的铁族元素的浓度,因而能够使两颗粒晶界相成为非 铁磁性的相。另外,这样,以T元素的比例为60%以上的方式构成的晶界相取入T原子并以 化合物的形态进行消耗的效果大。另外,成为包含T元素也不成为铁磁性的化合物,与两颗 粒晶界相中的铁族元素的浓度下降相伴而起到相邻接的主相结晶颗粒间的磁隔断效果,能 够抑制高温退磁率。
[0028] 本发明所涉及稀土类磁铁,在截面上,所述R-T-M系化合物的面积比率优选为 0. 1 %以上且小于20 %。若R-T-M系化合物的面积比率处于上述条件,则通过在晶界相中包 含R-T-M系化合物而得到的效果,更进一步有效地被得到。相对于此,若R-T-M系化合物的 面积比率小于上述范围,则产生减少两颗粒晶界相中的铁族元素的浓度并提高矫顽力的效 果不充分的担忧。另外,R-T-M系化合物的面积比率超过上述范围的烧结体由于R 2T14B主相 晶体的体积比率降低,饱和磁化变低,剩余磁通密度变得不充分,因而不优选。关于面积比 率的估算方法的详细内容,在后面叙述。
[0029] 本发明所涉及的稀土类磁铁,在烧结体中包含M元素。通过附加作为主相结晶颗 粒的构成元素的稀土元素R、铁族元素T、进而与所述R、T 一起形成三元系共晶点的M元素, 从而能够在烧结体中形成至少含有R、T和M元素的晶界相,作为结果,能够降低两颗粒晶界 相的T元素的浓度。由于通过M元素的附加而促进包含R、T和M元素的晶界相的生成,在 该晶界相的生成中消耗存在于两颗粒晶界相的T元素,因此这被认为也许是由于两颗粒晶 界中的T元素浓度降低。另外,从高分辨率透过型电子显微镜和电子线衍射图形的解析中, 可以认为由R-T-M系化合物构成的晶界相是具有体心四方晶格的La 6ConGa3型结晶结构的 晶相。通过至少含有R、T和M元素的晶界相具有好的结晶性并且与主相颗粒形成界面,从 而能够抑制由晶格不整齐等而引起的形变的产生,并抑制成为逆磁区的产生核。在烧结磁 铁中,M的含有量为0. 03~1. 5质量%。若M的含有量比该范围小,则矫顽力不充分;若比 该范围大,则饱和磁化变低,剩余磁通密度不充分。为了更良好地得到矫顽力和剩余磁通 密度,M的含有量可以为0. 13~0.8质量%。实施这些由R-T-M系化合物构成的晶界相的 利用电子显微镜和电子线全息照相的磁通分布的解析后,可知虽然包含Fe,但成为磁化的 值非常小且推测为反铁磁性或者亚铁磁性的非铁磁性的晶界相。通过将铁族元素T作为化 合物的构成元素取入,从而即使包含Fe、Co等铁族元素也成为非铁磁性的晶界相,因而可 以认为能够防止成为逆磁区产生的核。
[0030] 作为与构成上述主相结晶颗粒的R元素、T元素一起促进反应的M元素,可以使用 Al、Ga、Si、Ge、Sn 等。
[0031] 发明的效果
[0032] 根据本发明,能够提供高温退磁率小的稀土类磁铁,能够提供能够适用于在高温 环境下使用的电机等的稀土类磁铁。
【附图说明】
[0033] 图1是表示本发明所涉及实施方式的稀土类磁铁(试样2)截面的晶界相的样子 的电子显微镜照片。
[0034] 图2是表示本实施方式的试样9 (比较例)所涉及的稀土类磁铁截面的晶界相的 样子的电子显微镜照片。
[0035] 图3是表示本实施方式所涉及的[R]/[M]与高温退磁率的关系的图。
[0036] 图4是表示本实施方式所涉及的[T]/[M]与高温退磁率的关系的图。
【具体实施方式】
[0037] 以下,一边参照附图,一边说明本发明的优选的实施方式。再有,本发明中的稀土 类磁铁是包含R 2T14B主相结晶颗粒和晶界相的烧结磁铁,R包含一种以上的稀土元素,T包 含以Fe为必要元素的一种以上的铁族元素,B是硼,再有,添加了各种公知的添加元素并且 包含不可避免的杂质。
[0038] 图1是表示本发明所涉及的实施方式的稀土类磁铁的截面构造的电子显微镜照 片。本实施方式所涉及的稀土类磁铁,其特征在于,包含主要包含R 2T14B的主相结晶颗粒1、 形成在相邻接的两个主相结晶颗粒1间的两颗粒晶界相2、以及被三个以上的主相结晶颗 粒包围而构成的晶界相3,所述晶界相3包含在作为R、T和M相对原子比的
[0039] R:25 ~35%、
[0040] T: 60 ~70%、
[0041] M:2 ~10%
[0042] 的范围内至少含有R、T和M元素的晶界相。
[0043] 在构成本实施方式所涉及的稀土类磁铁的R2T14B主相结晶颗粒中,作为稀土类R, 可以是轻稀土元素、重稀土元素或两者的组合中的任一种,从材料成本的观点看,优选为 Nd、Pd或它们两者的组合。其他元素如上述那样。关于Nd、Pd的优选组合范围在后面叙述。 [0044] 本实施方式所涉及的稀土类磁铁可以包含微量的添加元素。作为添加元素,可以 使用众所周知的添加元素。添加元素优选为与R2T14B主相结晶颗粒的构成要素即R元素具 有共晶组成的添加元素。出于这点,作为添加元素优选为Cu等,但也可以是其他元素。关 于Cu的适当的添加量范围在后面叙述。
[0045] 本实施方式所涉及的稀土类磁铁还可以包含Al、Ga、Si、Ge、Sn等作为促进主相 结晶颗粒的粉末冶金工序中的反应的元素M。M元素的适当的添加范围在后面叙述。通过 在稀土类磁铁中添加这些M元素,使主相结晶颗粒的表面层反应,与除去形变、缺陷等同时 地,利用与两颗粒晶界相中的T元素的反应,促进至少含有R、T和M元素的晶界相的生成, 两颗粒晶界相中的T元素浓度降低。
[0046] 在本实施方式所涉及的稀土类磁铁中,上述各元素相对于总质量的含有量,分别 如下所述。
[0047] R :29. 5~33质量%、
[0048] B :0? 7 ~0? 95 质量%、
[0049] M :0? 03 ~1. 5 质量%、
[0050] Cu :0? 01 ~1. 5 质量%、和
[0051] Fe:实际上余量、以及
[0052] 占据余量的元素中的Fe以外的元素的合计含有量:5质量%以下。
[0053] 就本实施方式所涉及的稀土类磁铁所包含的R,更详细地说明。作为R,必须包含 Nd和Pr中的任一者,R中的Nd和Pr的比例以Nd和Pr的合计可以为80~100原子%, 也可以为95~100原子%。若在这样的范围内,则可以进一步得到良好的剩余磁感应强度 和矫顽力。另外,在本实施方式所涉及的稀土类磁铁中,也可以包含Dy、Tb等重稀土元素 作为R,在该情况下,稀土类磁铁的总质量中的重稀土元素的含有量以重稀土元素的合计为 L 〇质量%以下,优选为〇. 5质量%以下,更优选为〇. i质量%以下。在本实施方式的稀土 类磁铁中,即使这样减少重稀土元素的含有量,通过使其他元素的含有量和原子比满足特 定的条件,也能够得到良好的高的矫顽力,能够抑制高温退磁率。
[0054] 在本实施方式所涉及的稀土类磁铁中,B的含有量为0.7~0.95质量%。通过这 样成为比由R 2T14B表示B的含有量的基本组成的化学计量比更少的特定的范围,与添加元 素相互作用,能够
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