永磁体原料粉末的制造方法、永磁体的制造方法和永磁体坯料粉末的检验方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及将粉末作为坯料制造永磁体原料粉末的方法、永磁体的制造方法和永 磁体坯料粉末的磁检测（检测）方法。
【背景技术】
[0002] 永磁体需要具有大的磁通密度和矫顽力。特别是，以钕磁体（Nd2Fe14B)为代表的 稀土类磁体作为磁通密度高且极强劲的永磁体被用于各种用途。
[0003] 在永磁体的典型的制造方法中，将永磁体的原料粉末烧结后，为了得到高磁通 密度，通过对烧结体进行强热加工使晶粒旋转，从而形成在易磁化轴方向取向的结构 (crystal texture)(专利文南犬 1) 〇
[0004] 如果原料粉末为粗大粒（典型的是晶体粒径超过300nm那样的粗大的晶粒）多的 组织（粗大粒组织），则由于强加工时粗大粒难以旋转，因此取向度下降，导致剩余磁化的 下降。另外，由于为粗大粒，矫顽力也下降。
[0005] 另外，如果原料粉末为非晶多的组织，则得不到正是因结晶质而可得到的取向组 织，剩余磁化下降。
[0006] 因此，为了通过强热加工确保高的取向度并得到大的剩余磁化，重要的是将原料 粉末的组织制成纳米晶体组织（典型的是晶体粒径为30~50nm左右），而不是粗大粒组织 或非晶组织。
[0007] 因此，需要检测原料粉末中包含的粗大粒或非晶的比例（粗大粒率或非晶率）。
[0008] 为了直接检测原料粉末的组织，必须用TEM、SEM等观察粉末粒子。但是，将通过这 些观察各个粉末粒子的方法来检测原料粉末的粗大粒率或非晶率应用于实际的工业生产 是困难的。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献 1 :特愿 2011-224115
【发明内容】
[0012] 发明所要解决的技术问题
[0013] 以下，通过如下方便地区分迄今为止通常被称为永磁体的"原料粉末":将适用本 发明的方法前的状态称为"坯料粉末"，将适用了本发明的方法后的状态称为"原料粉末"。
[0014] 本发明的目的在于提供以下方法：在实际的工业生产中，迅速地检验坯料粉末的 组织是否合适，制造适于制造剩余磁化和矫顽力高的永磁体的原料粉末的方法，制造永磁 体的方法以及检验永磁体坯料粉末的方法。
[0015] 用于解决课题的手段
[0016] 为了实现上述目的，本发明的制造永磁体原料粉末的方法的特征在于，
[0017] 在永磁体的原料粉末的制造方法中，包括：
[0018] 准备永磁体的坯料粉末的工序，
[0019] 测定上述永磁体的坯料粉末的磁特性的工序，以及
[0020] 基于预先求出的、磁特性与上述坯料粉末的组织的关系，判定上述坯料粉末是否 良好的工序。
[0021 ] 本发明的检验永磁体粉末的方法的特征在于，对永磁体的坯料粉末发射磁场，接 收来自该坯料粉末的磁场，测定发射磁场与接收磁场的磁场差分作为上述坯料粉末的磁特 性。
[0022] 发明效果
[0023] 由于本发明的永磁体原料粉末的制造方法能够对坯料粉末的组织进行磁检测而 仅采用合格的坯料粉末作为原料粉末，因此能够可靠地制造剩余磁化和矫顽力高的永磁 体。由于本发明的永磁体还料粉末的检验方法在永磁体原料粉末的制造工序中能够迅速地 检验坯料粉末的磁特性，因此能够容易地适用于实际的工业生产。
【附图说明】
[0024] 图1是比较并示出基于（1)本发明方法和（2)现有方法的永磁体的制造工艺的典 型例的流程图。
[0025] 图2示意性地示出对通过液体骤冷法制造的坯料粉末（骤冷薄片）应用于本发明 的磁特性检验的一个例子。
[0026] 图3示出对各种组织成分的坯料粉末（热退磁状态）施加静磁场Η时的磁化Μ的 变化（磁化曲线）。
[0027] 图4示意性地示出液体骤冷装置。
[0028] 图5示出作为磁特性的峰强度比和粗大粒率的关系。
[0029] 图6示出原料粉末的粗大粒率和强热加工后的最终试样的剩余磁化的关系。
[0030] 图7示出原料粉末的粗大粒率和最终试样开始退磁的磁场（退磁场）Hd的关系。
[0031] 图8示出作为磁特性的峰强度比和粗大粒率的关系。
[0032] 图9示出原料粉末的非晶率和强热加工后的最终试样的剩余磁化的关系。
【具体实施方式】
[0033] 以下，作为本发明的典型的实施方式，对在通过烧结使原料粉末一体化后施予热 加工的情况进行说明。
[0034] 本发明根据使永磁体的坯料粉末在弱磁场中于可复原的范围内磁化时的磁化曲 线，检测坯料粉末的组织成分（纳米晶体成分、粗大粒成分、非晶成分）的比例，仅将纳米晶 体成分的比例足够高且可通过热加工得到高取向度的组织的坯料粉末作为原料粉末，送至 包括烧结一热加工的后工序。其是否良好的判定以坯料粉末批次为单位来进行。
[0035] 本发明中，如下地定义组织成分。
[0036] 纳米晶体组织：广义来说是指具有直径5~400nm的晶粒的组织，狭义来说是指具 有直径10~100nm的晶粒的组织。
[0037] 粗大粒组织：是指具有直径超过纳米晶体的晶粒直径的粒子的组织。粗大粒的直 径在将纳米晶体狭义定义时超过lOOnm，在将纳米晶体广义定义时超过400nm。
[0038] 非晶组织：通常为非晶质的组织，但特别在永磁体中，还包括晶体粒径广义上为 5nm以下、狭义上为lnm以下这样的极微细的晶体组织的情况，不能呈现矫顽力的组织（X射 线衍射中不能明确地观察到衍射峰的组织）
[0039] 作为得到纳米晶体组织的方法，代表性的是进行液体骤冷法。利用HDDR法（氢化 /相分解+脱氢/再结合）也可得到纳米晶体组织。但是，作为以工业规模制造坯料粉末的 方法，液体骤冷法最有力，且通用性也高。
[0040] 液体骤冷法可通过使磁体合金的金属溶液与旋转冷却辊面接触来连续地制造骤 冷薄片。骤冷薄片可直接或者根据需要粉碎后用作永磁体的坯料粉末。
[0041] 在液体骤冷中，在某一固定的冷却速度的范围内，骤冷薄片具有包含粒径30~ 50nm左右的纳米晶粒的组织，但冷却速度比该范围慢时，则生成晶体粒径超过300nm的这 样的粗大粒，反之，冷却速度比该范围快时，导致生成非晶。
[0042] 基本上，需要将骤冷时的冷却速度控制在合适的范围内。但是，由于通过液体骤冷 生成骤冷薄片的过程为从喷嘴所喷出的金属溶液与辊面接触、在辊面上凝固、成为骤冷薄 片并脱离辊面的过程瞬间发生的现象，因此对于热的金属溶液整体，稳定并维持合适的范 围内的冷却速度是困难的。其结果，除了由合适的纳米晶体构成的组织之外，有时也生成粗 大粒和/或非晶混合存在的组织。特别地，有时金属溶液喷出开始时和喷出结束时也难以 控制冷却速度。
[0043] 因此，在本发明的方法中，在实际的工业生产中，借助磁特性间接地检测出组织成 分混合存在状态的坯料粉末（骤冷薄片）的组织成分的比例，辨别以高比例含有纳米晶体 成分、可预期得到高的剩余磁化和矫顽力的某些粉末批次。
[0044] 图1是比较并示出基于（1)本发明方法和（2)现有方法的永磁体的制造工艺的典 型例的流程图。
[0045] <坯料粉末的准备>
[0046] 首先，如左端所示，准备永磁体的坯料粉末。优选的是，本发明所使用的坯料粉末 通过液体骤冷法、HDDR法等，具有含有纳米尺寸的晶体粒径、优选lOOnm左右以下、更优选 为30~50nm左右的晶体粒径的纳米晶体组织的内部组织。永磁体组成不需要特别限定， 但优选磁特性优异的NdFeB系、SmCo系、SmFeN系等稀土类磁体组成。
[0047] 为了通过液体骤冷法得到纳米晶体组织，将冷却速度设在105K/s~107K/s左右的 范围内。冷却速度比该合适范围慢时，生成粗大粒（晶体粒径300nm左右以上）；反之，冷 却速度比该合适范围快时，生成非晶。
[0048] 根据需要，可粉碎上述坯料粉末（骤冷薄片）。在生成骤冷薄片的状态下，厚度为 数ΙΟμL?左右、宽度为1 μL?~2μπ?左右、长度为50μπ?~ΙΟΟΟμπ?左右。将其粉碎，优选 制成200 μ m~300 μ m的长度，更优选制成10 μ m~20 μ m左右的长度。粉碎方法优选乳 钵、切磨机、罐磨机、鄂式粉碎机、喷磨机、乳式磨碎机等可以以低能量粉碎的装置。球磨机、 珠磨机等高速旋转的粉碎机对坯料粉末显著地导入加工变形，磁特性下降。
[0049] <磁检测>
[0050] 接着，对上述准备好的坯料粉末实施作为本发明的特征的磁检测来测定内部组织 的组织成分（即纳米晶粒成分、粗大粒成分或非晶成分）的比例，根据其中不期望的组织成 分即粗大粒成分或非晶成分的比例（粗大粒率或非晶率）确定是否良好。如后述所说明的 那样，是否良好的确定对坯料粉末的每个制造批次进行确定。由此，可以确保纳米晶粒成分 的