烧结磁铁电动机的制作方法

专利名称：烧结磁铁电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及稀土类磁铁及其制造方法，尤其涉及降低重稀土类元素的 使用量、使用了具有高能积或高耐热性的磁铁的烧结磁铁电动机。
本发明涉及烧结磁铁和应用了该烧结磁铁的电动机，所述烧结磁铁是
为了提高含有R—Fe (R是稀土类元素)系的Fe系磁铁的耐热性，在Fe 系磁铁材料的晶界或晶粒内的局部形成含有氟元素的相，并且含有所述氟 元素的相使磁性特性和可靠性得到提高的烧结磁铁。具有含有氟元素的相 的磁铁用于与各种磁铁电路相符合的特性的磁铁及使用上述磁铁的磁性 电动机等。这种磁铁电动机包括混合动力汽车的驱动用、起动装置用、电 动动力转向用电动机。
背景技术：
目前含有氟化合物或氧氟化合物的稀土类烧结磁铁，在日本特开2003 —282312号公报(专利文献l)、日本特开2006—303436号公报(专利文 献2)、日本特开2006—303435号公报(专利文献3)、日本特开2006 — 303434号公报(专利文献4)、日本特开2006—303433号公报(专利文献 5)中有记载。在上述现有的技术中，在处理中使用的氟化合物是粉末状 或粉末和溶剂的混合物，且难以沿磁粉表面高效形成含有氟元素的相。
另外，在上述现有方法中，用于处理的氟化合物与磁粉表面点接触， 如本方法，含有氟元素的相容易不与磁粉面接触，因此，目前的方法需要 更多的处理原料和高温的热处理。美国公开专利US2005/0081959A1 (专 利文献6)中，将稀土类氟化合物的微粉末(1 2(Him)与NdFeB粉混合， 但是，没有在磁铁晶粒内快速成长为板状的例子。另外，如IEEE TRANSACTIONS ONMAGNETICS,VOL.41 NO.10 (2005) 3844页 3846 页(非专利文献l)记载，记载有将DyF3及TbF3的微粉(l 5|_im)涂敷 于微小烧结磁铁表面，但是，不进行氟化合物的溶液处理，Dy及F被烧结磁铁吸收且形成NdOF及Nd氧化物，但是，没有关于氧氟化合物中的 碳及重稀土类、轻稀土类的浓度梯度等配置于转子的l极中，从极中心向 圆周方向的对称性不同的磁铁的记载。
专利文献h (日本)特开2003—282312号公报 专利文献2:(日本)特开2006—303436号公报 专利文献3:(日本)特开2006—303435号公报 专利文献4:(日本)特开2006—303434号公报 专利文献5:(日本)特开2006—303433号公报 特性文献6:美国公开专利US2005/0081959A1
非专利文献1: IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL.41 NO.10 (2005) 3844页 3846页 '
上述目前的发明没有关于为了在NdFeB磁粉中层状地形成含有氟元 素的相，而以氟化合物等粉末为原料，制成低粘度透明溶液的状态的记载。 因此，扩散需要的热处理温度高，且用比烧结磁铁更低的低温在磁性特性 劣化的磁粉中难以实现磁性特性提高或稀土类元素的低浓度化。
因此，在目前的方法中，热处理温度高，扩散需要的氟化合物的使用 量多，难以应用于超过10mm厚度的磁铁。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而开发的，其目的在于提供一种能够实现氟化 合物的使用量的降低的烧结磁铁龟动机。
为了实现上述目的，本发明提供一种烧结磁铁电动机，其具有烧结磁 铁转子，该烧结磁铁转子具有
烧结的主要成分为铁的强磁性材料；
形成于所述强磁性材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或氧 氟化合物；
在所述氟化合物或所述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、稀土类 元素中的至少一种，
其中，从所述强磁性材料的表面到内部以一定浓度梯度分布有所述氟 化合物或所述氧氟化合物的一部分，并且，在所述强磁性材料的晶界面与
7母相之间以一定浓度梯度分布有稀土类元素， 所述烧结磁铁电动机的特征在于，
所述氟化合物的浓度分布从烧结磁铁转子的磁极中心看是非对称的。 根据本发明，氟化合物的浓度分布从烧结磁铁转子的磁极中心看是非
对称的，由此，能够实现对含有顽磁力增加的烧结磁铁电动机的性能提高
所需要的氟化合物的使用量的降低。


图1是本发明实施例的烧结磁铁，表示与烧结磁铁电动机的轴方向垂
直的截面的示意图2是本发明实施例的烧结磁铁，表示与烧结磁铁电动机的轴方向垂 直的截面的示意图，烧结磁铁的配置与图1不同；
图3是本发明实施例的烧结磁铁，表示与烧结磁铁电动机的轴方向垂 直的截面的示意图，烧结磁铁与图2不同；
图4是本发明实施例的烧结磁铁，表示转子截面的一极的烧结磁铁配
置；
图5是本发明实施例的烧结磁铁，表示转子截面的一极的烧结磁铁配 置，烧结磁铁与图4不同；
图6是本发明实施例的烧结磁铁，表示转子截面的一极的烧结磁铁配 置，烧结磁铁与图5不同；
图7是本发明实施例的烧结磁铁，表示转子截面的一极的烧结磁铁配 置，烧结磁铁与图6不同；
图8是本发明实施例的烧结磁铁，表示由各种氟化合物处理的烧结磁
铁；
图9是本发明实施例的烧结磁铁，是应用了烧结磁铁的表面磁铁电动 机转子的外观图。 符号说明 100、转子 2、定子
4、齿(亍^一7)5、磁芯支撑架(n7/《;/夕) 7、线圈插入位置 8a、三相绕组的U相绕组 8b、三相绕组的V相绕组 8c、三相绕组的W相绕组
9、 齿的前端部
10、 转子插入部
200、 烧结磁铁的未处理部分
201、 烧结磁铁的氟化合物处理部分
202、 烧结磁铁的氟化合物处理部分 2010、烧结磁铁
2020、烧结磁铁的未处理部分 2030、烧结磁铁的氟化合物处理部分
101、 转子
102、 磁铁插入空间
103、 烧结磁铁
104、 空间
105、 烧结磁铁的未处理部分
106、 烧结磁铁的氟化合物处理部分 201、烧结磁铁的氟化合物处理部分
203、 烧结磁铁的未处理部分.
301、 轴
302、 烧结磁铁的未处理部分
303、 烧结磁铁的氟化合物处理部分
具体实施例方式
下面，列举具有与用于解决上述课题的方法中所述的本发明的特征的 烧结磁铁电动机相关的主要特征的烧结磁铁电动机。
(1)本发明提供一种烧结磁铁电动机，其具有烧结磁铁转子，该烧 结磁铁转子具有以铁为主要成分的烧结磁铁材料；形成于上述烧结磁铁
9材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或氧氟化合物；和在上述氟化 合物或上述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、稀土类元素中的至少一 种，其中，上述氟化合物或氧氟化合物的一部分从上述强磁性材料的表面 贯穿内部直到另一表面连续地延伸存在，在上述强磁性材料的晶界面与母 相之间以一定浓度梯度分布有上述稀土类元素，其特征在于，上述氟化合 物的浓度分布从烧结磁铁转子的磁极中心看是非对称的。
(2) 本发明提供一种烧结磁铁电动机，其具备烧结磁铁转子，该烧 结磁铁转子具有以铁为主要成分的烧结磁铁材料；形成于上述烧结磁铁 材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或氧氟化合物；在上述氟化合 物或上述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、稀土类元素的至少一种， 其中，上述氟化合物或上述氧氟化合物的一部分从上述强磁性材料的表面 贯穿内部并直至另一表面连续地延伸存在，在上述强磁性材料的晶界面与 母相之间以一定浓度梯度分布有上述稀土类元素，其特征在于，上述氟化 合物的浓度分布从烧结磁铁转子的磁极中心看是非对称的。
(3) 本发明提供一种烧结磁铁电动机，其具备烧结磁铁转子，该烧 结磁铁转子具有以铁为主要成分的烧结磁铁材料；形成于上述烧结磁铁 材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或氧氟化合物；在上述氟化合 物或上述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、稀土类元素的至少一种， 其中，上述氟化合物或上述氧氟化合物的一部分从上述强磁性材料的表面 贯穿内部并直至另一表面连续地延伸存在，在上述强磁性材料的晶界面与 母相之间以一定浓度梯度分布有氟，其特征在于，上述氟的浓度分布从烧 结磁铁转子的磁极中心看是非对称的。
(4) 本发明提供一种烧结磁铁电动机，其具备烧结磁铁转子，该烧 结磁铁转子具有以铁为主要成分的烧结磁铁材料；形成于上述烧结磁铁 材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或氧氟化合物；在上述氟化合 物或上述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、稀土类元素的至少一种， 其中，上述氟化合物或氧氟化合物的一部分从上述强磁性材料的表面沿着 结晶晶界面延伸并直至另一表面连续地延伸存在，并且，在上述强磁性材 料的晶界面与母相之间以一定浓度梯度分布有氟，其特征在于，配置于上 述烧结磁铁转子的外周的烧结磁铁的残留磁通密度分布的对称性和顽磁力分布的对称性不同。
(5) 本发明提供一种烧结磁铁电动机，其具备烧结磁铁转子，该烧 结磁铁转子具有以铁及稀土类元素为主要成分的强磁性材料；形成于上
述强磁性材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或氧氟化合物；在上
述氟化合物或上述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、金属元素或稀土
类元素中的至少一种及碳;和以使上述氟化合物或氧氟化合物在上述强磁 性材料的任意位置的晶界处与最表面不连接而连续地延伸存在的连续层， 其中，沿着上述连续层，上述碱、碱土类元素、金属元素或稀土类元素中 的至少一种沿上述强磁性材料的母相的晶界偏析，且在上述氟化合物或氧 氟化合物的具有立方晶体结构的晶粒内，碱、碱土类元素、金属元素或稀 土类元素中的至少一种从晶粒中心朝向外侧变成高浓度地偏析，并且，将 lOOpm3以上的体积进行组成分析而得到的稀土元素的浓度分布以烧结磁 铁转子的磁极为中心左右非对称。
(6) 本发明提供一种烧结磁铁电动机，其是在转子具有如下烧结磁 铁的烧结磁铁电动机，该烧结磁铁具有烧结的主要成分为铁的强磁性材 料；和用氟化合物或氧氟化合物对上述强磁性材料进行氟化处理而成的氟 化处理部，所述烧结磁铁电机的特征在于，上述氟化处理部在转子的轴方 向的中心部变窄而在远离轴方向的中心部的两端部变宽。
(7) 本发明提供一种烧结磁铁电动机，其是在转子具有如下烧结磁 铁的烧结磁铁电动机，该烧结磁铁具有烧结的主要成分为铁的强磁性材 料；和用氟化合物或氧氟化合物对上述强磁性材料进行氟化处理而成的氟 化处理部，所述烧结磁铁电机的特征在于，上述氟化处理部之外的氟化合 物未处理部分存在于垂直于各向异性方向的两个面的中心部。
(8) 本发明提供一种烧结磁铁电动机，其特征在于，溶胶状态的该 稀土类氟化合物或碱土类金属氟化合物使用由以甲醇为主要成分的溶剂 溶胀而成的溶液作为处理液，将在磁场中取向后的临时成形体的磁粉与通 过在磁粉的间隙浸渗氟化合物溶液的工序或表面处理涂敷了氟化合物的 磁性粉混合后，采用磁场中临时成形的工序、或在烧结磁铁块上溶液处理 氟化合物后使用电磁波进行加热扩散的方法，该方法与使用粉碎氟化合物 粉的情况相比，具有下述优点，即，更能够容易地在烧结磁铁内部形成氟化合物，且氟化合物的使用量降低、涂敷的均匀性提高等，并且，在磁铁 表面的局部形成氟或稀土类元素偏析的部分，上述偏析的部分从极中心看 在转子的一极是非对称的。
在对本发明的实施例进行说明之前，对用于实现本发明的目的的有关 方法概要进行如下叙述。使用未含有任何粉碎粉且具有光透过性的氟化合 物类溶液。使这种溶液浸渗于有间隙的低密度成形体中，进行烧结，或使 预先在磁粉表面涂敷了氟化合物的表面处理磁粉和未处理磁粉混合后，进
行临时成形并烧结。或从烧结块表面向局部扩散。制作以Nd2Fe14B为主 相的烧结磁铁时，整理磁粉的粒度分布后在磁场中临时成形。在该临时成 形体中，由于在磁粉和磁粉中有间隙，因此，通过向间隙浸渗氟化合物类 溶液，氟化合物溶液可以涂敷至临时成形体的中心部。这时，氟化合物溶 液优选透明性高的溶液、具有光透过性的溶液或低粘度的溶液，通过使用 这种的溶液，在磁粉的微小间隙中能够浸渗氟化合物溶液。浸渗可以通过 使临时成形体的一部分与氟化合物溶液接触来实施，沿临时成形体和氟化 合物溶液的接触面涂敷氟化合物溶液，若在涂敷的面存在lnm lmm的间 隙，则沿其间隙的磁粉面就能够浸渗氟化合物溶液。浸渗方向是临时成形 体的具有连续间隙的方向，依存于临时成形条件和磁粉的形状。在用于浸 渗的氟化合物溶液接触面和非接触面的附近涂敷量不同，因此，有时在构 成烧结后的氟化合物的元素局部发现浓度差。
另外，在与上述溶液接触面垂直方向的面上，有时氟化合物的平均浓 度分布存在差异。氟化合物溶液是由含有一种以上的碱金属元素、碱土类 元素或稀土类元素且具有与非晶质类似的结构的、含有碳的氟化合物或含 有一部分氧的氟氧化合物(以下称为氟氧化合物)形成的溶液，浸渗处理 可以在室温下进行。将已浸渗的溶液在20(TC 40(TC下进行热处理除去溶 剂，以50(TC 80(TC的热处理使氟化合物和磁粉间及晶界间的碳、稀土类 元素及氟化合物构成元素扩散。在磁粉中含有10 5000ppm的氧和其它的 杂质元素即H、 C、 P、 Si、 Al等轻量元素或过渡金属元素等。磁粉中含有 的氧不仅为稀土类氧化物及Si、 Al等轻量元素的氧化物的形式，还存在母 相中及晶界中包含偏离化学理论组成的氧的相的形式。含有这种氧的相使 磁粉的磁化减少，对磁化曲线的形状也有影响。即，与残留磁通密度值的降低、各向异性磁场的减少、减磁曲线的角型性的降低、顽磁力的减少、 不可逆减磁率的增加、热减磁的增加、着磁特性的变动、耐蚀性劣化、机 械特性降低等相关，磁铁的可靠性降低。氧对这么多的特性产生影响，因 此，考虑需要有在磁粉中不残留的工序。浸渗且在磁粉表面成长的稀土类
氟化合物含有一部分溶剂，但是,使REF3在40(TC以下的热处理中成长(RE 是稀土类元素)并以真空度1x10—3Torr以下在400 800'C下加热保持。保 持时间为30分钟。在该热处理中磁粉的铁原子或稀土类元素、氧向氟化 合物扩散，在REF3、 REF2或RE (OF)中或它们的晶界附近可看到磁粉 的构成元素。浸渗从成形体的表面沿贯通的间隙产生，因此在烧结后的磁 铁中含有氟的晶界相形成从表面与其它的表面连接大致连续的层。通过使 用上述处理液，在200'C 100(TC的较低温度能够使氟化合物向磁性体内
部扩散而进行烧结，浸渗具有以下优点。1)能够降低处理需要的氟化合 物的量。2)能够使用于10mm以上厚度的烧结磁铁。3)氟化合物的扩散 温度能够低温化。4)不需要烧结后的扩散热处理。由于这些特征，在厚 板磁铁中，浸渗部的残留磁通密度的增加、顽磁力的增加、减磁曲线的角 型性提高、热减磁特性提高、着磁性提高、各向异性提高、耐蚀性提高、 低损失化、机械强度提高、制造成本降低等效果显著。磁粉是NdFeB系 的情况下，Nd、 Fe、 B或添加元素、杂质元素在20(TC以上的加热温度下 向氟化合物内扩散。在上述温度下氟化合物内的氟浓度根据位置的不同而 不同，REF2、 REF3 (RE是稀土类元素)或它们的氧氟化合物形成不连续 的层状或板状，但是，在浸渗的方向大致连续的氟化合物形成为层状，从 表面到相反侧的表面形成相连的层。扩散的驱动力，通过电子显微镜等能 够确认是温度、应力(变形)、浓度差、缺陷等扩散的结果，但是通过浸 渗使用未使用氟化合物粉碎粉的溶液，在室温下在临时成形体的中央能够 立即形成氟化合物，能够在低温下进行扩散，因此，能够减少氟化合物的 使用量，尤其是达到高温时，在磁性特性劣化的NdFeB磁铁粉的情况下 有效。在NdFeB系磁粉中，在主相中含有含与Nd2FewB的结晶结构同等 的相的磁粉，Al、 Co、 Cu、 Ti等过渡族金属也可以在上述主相中含有。 另外，也可以将B的一部分换成C。另外，除主相以外也可以含有Fe3B 和Nd2Fe23B3等化合物或氧化物。氟化合物层在80(TC以下的温度下显示比NdFeB系磁粉更高的阻抗，通过形成氟化合物能够使NdFeB烧结磁铁的 阻抗增加，其结果能够降低损失。在氟化合物层中，只要是除氟化合物以 外在对磁性特性影响小的室温附近不显示强磁性的元素，则可以作为杂质 含有。以高阻抗或磁性特性改善为目的，也可以在氟化合物中混合氮化合 物和碳化物等微粒。由浸渗这种氟化合物工序形成的烧结磁铁含有氟从磁 铁的表面到另一表面的连续的层，或在磁铁内部含有与表面不连接的含有 氟的层状晶界。在上述浸渗的部分在晶界附近可看到氟化合物的偏析，顽 磁力增加。顽磁力的增加在使用DyF类溶液的场合是未浸渗部分的1.1 3 倍。在顽磁力增加的部分，残留磁通密度的减小至5%以下，因此，磁铁 表面的磁通密度值与未浸渗的烧结磁铁相比几乎没有变化，只是浸渗部的 耐热性提高，因此，只是电动机内的施加逆磁场的角附近需要高顽磁力， 其高顽磁力需要的部分从径方向的极中心看是左右非对称的。为了形成左 右非对称的高顽磁力部分，使用浸渗和扩散处理等方法，能够降低重稀土 类的使用量。
下面，对本发明的实施例进行如下说明。 (实施例1)
(Dyo.9Cu(u) Fx (X=l—3)稀土类氟化合物涂层膜的形成处理液以如 下方式制造。
(1) 将硝酸Dy 4g导入100ml水中，用振动器或超声波搅拌器使之 完全溶解。
(2) 将稀释为10%的氢氟酸按DyFx (X=l — 3)生成的化学反应当 量徐徐加入。
(3) 对于生成了凝胶状沉淀的DyFx (X=l_3)溶液用超声波搅拌器 搅拌1小时以上。
(4) 以6000 10000r.p,m的转速离心分离后，去掉上澄清液并加入
大致同量的甲醇。
(5) 搅拌含有凝胶状的DyF组的甲醇溶液，完全形成悬浊液后，用
超声波搅拌器搅拌l小时以上。
(6) 将上述(4)和(5)的操作重复3 10次，直到不能检测出乙
酸离子或硝酸离子等阴离子位止。
14(7) DyF的情况下，成为大致透明的溶胶状的DyFx。作为处理液使 用DyFx为lg/5ml的甲醇溶液。
(8) 在上述溶液中以不改变溶液结构的条件添加Cu的有机金属化合物。
溶液或使溶液干燥的膜的衍射图案由半值宽度为1度以上(2度 10 度)的多个波峰构成。这表示添加元素与氟元素间或金属元素间的原子间 距离不同，为REnFm，结晶结构也不同，为REnFm及REn (F， 0) m。 在此，RE是稀土类元素，F是氟元素，O是氧元素、n和m是正整数。由 于半值宽度在l度以上，因此，上述原子间距离不像通常的金属结晶那样 呈一定的值分布。之所以能够这样分布，是因为在上述金属元素或氟元素 的原子周围其它的原子进行了与上述化合物不同的配置。其原子主要是 氢、碳、氧，通过加热等添加外部能量，这些氢、碳、氧等原子容易移动， 结构变化，流动性也变化。溶胶状及凝胶状的X线衍射图案由半值宽度比 1度大的波峰构成，但是，发现通过热处理结构发生变化，可观察到上述 REnFm或REn (F， 0) m的衍射图案的一部分。即使添加Cu，在溶液中 也不具有长周期结构。该REnFm的衍射波峰比上述溶胶或凝胶的衍射波 峰的半峰宽更窄。为了提高溶液的流动性且使膜厚均匀，重要的是在上述 溶液的衍射波峰中至少可观察到一个具有1度以上的半峰宽的波峰。也可 以含有这种1度以上的半峰宽的波峰和REnFm的衍射图案或氧氟化合物 的波峰。仅仅以REnFm或氧氟化合物的衍射图案、或1度以下的衍射图 案在溶液的衍射图案为主观测时，在溶液中不是溶胶及凝胶的固相混合， 因此流动性差。使用该溶液涂敷于以下的Nd2F^B (省略为NdFeB)。
(1) 在室温下压缩成形NdFeB的烧结体(10xl0xl0mm3)，浸渗于 DyF系涂层膜形成处理中，将该块在2 5torr的低压下除去溶剂甲醇。
(2) 将上述(1)重复操作1 5次，在400。C 1100。C温度范围内进 行0.5 5小时的热处理。
(3) 在上述(2)中形成了表面涂层膜的各向异性磁铁的各向异性方 向施加30kOe以上的脉冲磁场。
在磁极间以着磁方向与磁场施加方向一致的方式夹持该成形体，利用 直流M—H环状测定器通过在磁极间施加磁场来测定该着磁成形体的减磁曲线。对着磁成形体施加磁场的磁极的极片使用FeCo合金，磁化值用 同一形状的纯Ni试样及纯Fe试样校正。
其结果是，形成Dy氟化合物的涂层膜的NdFeB烧结体的块的顽磁力 从1.1增加至2倍。在添加于溶液的Cu的附近通过除去溶剂可见短范围 结构，并且通过进一步热处理沿烧结磁铁的晶界与溶液构成元素一起扩 散。Cu显示在晶界附近和溶液构成元素的局部同时偏析的倾向。显示高 顽磁力的烧结磁铁的组成显示在磁铁外周部构成氟化合物溶液的元素的 浓度高，在磁铁中心部浓度低的倾向。这是因为在烧结磁铁块的外侧涂敷 干燥含有添加元素的氟化合物溶液，含有添加元素、具有短范围结构的氟 化合物或氧氟化合物成长，并且沿晶界附近进行扩散。即，在烧结磁铁块 中，从外周侧(最外周也含有氟化合物)到内部认为有氟元素及Cu的浓 度梯度。在含有至少一种以上浆状的稀土类元素的氟化合物、氧化物或氧 氟化合物的任一种中添加Cu以外的原子量序号18 86的元素时，能够确 认比不添加时可得到更高的顽磁力等磁性特性提高。添加元素的作用有以 下几种。1)在晶界附近偏析且降低界面能。2)提高晶界的晶格整合性。 3)降低晶界的缺陷。4)助长稀土类元素等晶界扩散。5)提高晶界附近 的磁性异向性能量。6)使立方晶体结构的氟化合物、氧氟化合物或碳酸 氟化合物的界面平滑化。7)提高稀土类元素的异向性。8)从母相除去氧。 9)提高母相的居里温度。10)在晶界中心含有Cu的添加元素偏析，非磁 性化晶界相。11)有助于在烧结磁铁的最外周成长的氟化合物或氧氟化合 物进一步向外侧偏析，耐蚀性的提高，晶界组成控制等。12)在母相的磁 力矩和界面弱结合。这些结果表明具有顽磁力的增加、减磁曲线的角型性 提高、残留磁通密度增加、能积增加、居里温度上升、着磁磁场降低、顽 磁力和残留磁通密度的温度依存性降低、耐蚀性提高、比阻抗增加、热减 磁率降低的任一效果。另外，作为代替Cu的添加元素，有过渡族金属元 素。其浓度分布显示从烧结磁铁外周向内部平均浓度减少的倾向，显示在 晶界部形成高浓度的倾向。晶界的宽度在晶界3重点附近和离开晶界3重 点的位置具有不同的倾向，晶界3重点附近侧有宽度变宽大且高浓度的倾 向。过渡族金属添加元素容易偏析于晶界相或晶界的端部、以及从晶界向 晶粒内的外周(晶界侧)的任一部位。这些添加元素用溶液处理后被加热扩散，因此和预先在烧结磁铁中添加的元素的组成分布不同，在氟元素或 稀土类元素偏析的晶界附近成为高浓度，在氟元素的偏析少的晶界中可看 到预先添加的元素的偏析，在磁铁块最表面的氟化合物的外侧和内侧(磁 铁侧)出现平均的浓度梯度。添加元素浓度在溶液中为低浓度时，确认形 成浓度梯度或浓度差。这样，在溶液中添加元素，在磁铁块上涂敷后通过 热处理提高烧结磁铁的特性时，烧结磁铁的特征如下。1)在最表面的氟 化合物层附近可看到过渡金属元素的浓度梯度或平均浓度差。2)可见在 过渡金属元素的晶界附近的偏析伴随氟元素。3)在晶界相氟元素浓度高， 在晶界相外侧氟元素浓度低，在能够看到氟元素浓度差的附近可看到过渡 金属元素的偏析，且从磁铁块表面到内部可见平均的浓度梯度和浓度差。 4)在烧结磁铁的最表面，过渡金属元素、含有氟元素及碳元素的具有立 方晶及立方晶以外的结晶结构的氟化合物层或氧氟化合物层成长。
将这样制造的以Nd2Fe14B结构为主相的NdFeB系烧结磁铁与层压电 磁钢板、层压非晶质或压粉铁粘接来制造转子时，向预先插入磁铁的位置 插入。图1表示与电动机的轴方向垂直的截面的示意图。电动机由转子100 和定子2构成，定子由磁芯支撑架5和齿4构成，在齿4间的线圈插入位 置7插入线圈8a、 8b、 8c (三相绕组即U相绕组8a、 V相绕组8b、 W相 绕组8c)的线圈组。在比齿4的前端部9更靠轴中心确保转子插入的转子 插入部10，在该位置插入转子100。在转子100的外周侧插入有烧结磁铁， 其由未用氟化合物溶液处理的部分200和氟化合物处理部分201、 202构 成。烧结磁铁的氟化合物处理部分201、 202的面积不同，通过磁场设计 施加逆磁场的磁场强度大的一方以大面积进行氟化合物处理来提高顽磁 力。这样，通过部分地用氟化合物处理烧结磁铁的外周侧，能够减少Dy 的使用量，且提高减磁耐力，带来使用温度范围扩大，电动机输出增加。 (实施例2)
(Dyo.9Cu(u) Fx (X=l—3)稀土类氟化合物涂层膜的形成处理液以如
下方式进行制造。
(1) 将硝酸Dy4g导入100ml水中，用振动器或超声波搅拌器使之完
全溶解。
(2) 将稀释为10%的氢氟酸按生成DyFx (X=l—3)的化学反应当
17量徐徐加入。
(3) 对于生成了凝胶状沉淀的DyFx (X=l—3)溶液用超声波搅拌器 搅拌1小时以上。
(4) 以6000 10000r.p.m的转速离心分离后，去掉上面澄清的液体 并加入大致同量的甲醇。
(5) 搅拌含有凝胶状的DyF群组的甲醇溶液，完全形成悬浊液后， 用超声波搅拌器搅拌1小时以上。
(6) 将上述(4)和(5)的操作重复3 10次，直到不能检测出乙
酸离子或硝酸离子等阴离子。
(7) DyF的情况下，成为大致透明的溶胶状的DyFx。作为处理液使 用DyFx为lg/5ml的甲醇溶液。
(8) 在上述溶液中在不改变溶液结构的条件下添加Cu的有机金属化合物。
溶液或使溶液干燥的膜的衍射图案由半值宽度为1度以上(2度 10 度)的多个波峰构成。这是表示添加元素与氟元素间或金属元素间的原子 间距离不同，为REnFm，结晶结构也不同，为REnFm及REn (F， O、 C) m。在此，RE是稀土类元素，F是氟元素，O是氧元素、C为碳元素，n 和m是正整数。氟元素、氧元素、碳元素的比率根据生成物的不同而不同， 在烧结磁铁最表面氟元素和氧元素比碳多。因为半值宽度是l度以上，故 而上述原子间距离不像通常的金属结晶的方式那样呈一定值分布。之所以 能够这样分布，是因为在上述金属元素或氟元素的原子周围其它的原子进 行了与上述化合物不同的配置，其原子主要是氢、碳、氧，通过加热等增 加外部能量，这些氢、碳、氧等原子容易移动，结构变化，流动性也变化。 溶胶状及凝胶状的X线衍射图案由半值宽度为比1度大的波峰构成，但是， 通过热处理可看到结构变化，可看到上述REnFm或REn (F， 0) m的衍 射图案的一部分。即使添加Cu在溶液中也不具有长周期结构。该REnFm 的衍射波峰比上述溶胶或凝胶的衍射波峰的半值宽度更窄。为了提高溶液 的流动性且使膜厚均匀，重要的是在上述溶液的衍射波峰中至少可观察到 一个具有1度以上的半值宽度的波峰。也可以含有这种1度以上的半值宽 度的波峰和REnFm的衍射图案或氧氟化合物的波峰。仅仅以REnFm或氧氟化合物的衍射图案、或1度以下的衍射图案在溶液的衍射图案为主进行 观测时，在溶液中不是溶胶及凝胶的固相混合，因此流动性差。将上述溶
液涂敷于以下的Nd2FewB (省略为NdFeB)。
(1) 在室温压縮成形NdFeB的烧结体(10xl0xl0mm3)，将其浸渗 于DyF系涂层膜形成处理中，将该块在2 5torr的低压下除去溶剂甲醇。
(2) 将上述(1)的操作重复1 5次，在400。C 1100。C温度范围内 进行0.5 5小时的热处理。
(3) 在上述(2)中形成有表面涂层膜的各向异性磁铁的各向异性方 向上施加30kOe以上的脉冲磁场。
在磁极间以着磁方向与磁场施加方向一致的方式夹持成形体，利用直 流M—H环状测定器通过在磁极间施加磁场测定该着磁成形体的减磁曲 线。着磁成形体施加磁场的磁极的极片使用FeCo合金，磁化值用同一形 状的纯Ni试样及纯Fe试样校正。
其结果是，形成有Dy氟化合物的涂层膜的NdFeB烧结体的块的顽磁 力从1.1增加至3倍。在添加于溶液的Cu的附近通过除去溶剂可见短范 围结构，通过进一步的热处理沿烧结磁铁的晶界与溶液构成元素一起扩 散。Cu显示在晶界附近和溶液构成元素的局部同时偏析的倾向。显示高 顽磁力的烧结磁铁的组成显示在磁铁外周部构成氟化合物溶液的元素的 浓度高，在磁铁中心部浓度低的倾向。这是因为在烧结磁铁块的外侧涂敷 干燥含有添加元素的氟化合物溶液，含有添加元素、具有短范围结构的立 方晶的氟化合物或氧氟化合物成长，并且沿晶界附近进行扩散。即，在烧 结磁铁块中从外周侧(最外周也含有氟化合物)到内部有氟元素及Cu的 浓度梯度。在含有至少一种以上浆状的稀土类元素的氟化合物、氧化物或 氧氟化合物的任一种中添加Cu以外的原子量18 86的元素时，能够确认 比不添加时可得到更高的顽磁力等磁性特性提高。添加元素的作用有以下 几种。1)在晶界附近偏析且降低界面能。2)提高晶界的晶格的整合性。 3)降低晶界的缺陷。4)助长稀土类元素等晶界扩散。5)提高晶界附近 的磁性异向性能量。6)使氟化合物、氧氟化合物或碳酸氟化合物的界面 平滑化。7)提高稀土类元素的异向性。8)从母相除去氧。9)提高母相 的居里温度。10)在晶界中心含有Cu的添加元素偏析，非磁性化晶界相。11)有助于在烧结磁铁的最外周成长的氟化合物或氧氟化合物进一步向外 侧偏析，耐蚀性的提高，晶界组成控制等。12)在母相的磁力矩和界面弱 结合。这些结果证实具有顽磁力的增加、减磁曲线的角型性提高、残留磁 通密度增加、能积增加、居里温度上升、着磁磁场降低、顽磁力和残留磁 通密度的温度依存性降低、耐蚀性提高、比阻抗增加、热减磁率降低的任 一效果。另外，作为代替CU的添加元素，有过渡族金属元素，其浓度分 布显示从烧结磁铁外周向内部平均浓度减少的倾向，显示在晶界部形成高 浓度的倾向。晶界的宽度在晶界3重点附近和离开晶界3重点的位置具有
不同的倾向，在晶界3重点附近侧有宽度成为宽大且高浓度的倾向。过渡
族金属添加元素容易偏析于晶界相或晶界的端部、从晶界向晶粒内的外周 (晶界侧)的任一部位。这些添加元素使用溶液且处理后被加热扩散，因 此和预先在烧结磁铁中添加的元素的组成分布不同，在氟元素或稀土类元 素偏析的晶界附近成为高浓度，在氟元素的偏析少的晶界处可看到预先添 加的元素的偏析，在磁铁块最表面的氟化合物的外侧和内侧(磁铁侧)出 现平均的浓度梯度。添加元素浓度在溶液中为低浓度时，确认形成浓度梯 度或浓度差。这样，在溶液中添加元素，在磁铁块上通过涂敷后热处理提 高烧结磁铁的特性时，烧结磁铁的特征如下。1)发现过渡金属元素的浓
度梯度或平均浓度差在最表面的氟化合物层附近。2)发现过渡金属元素 的晶界附近的偏析伴随氟元素。3)在晶界相氟元素浓度高，在晶界相外 侧氟元素浓度低，在能够看到氟元素浓度差的附近可看到过渡金属元素的 偏析，且从磁铁块表面到内部可见平均的浓度梯度和浓度差。4)在烧结 磁铁的最表面含有过渡金属元素、氟元素及碳元素的具有立方晶及立方晶 以外的结晶结构的氟化合物层或氧氟化合物层成长。
将以这样制造的以Nd2Fe14B结构为主相的NdFeB系烧结磁铁与层压 电磁钢板、层压非晶质或压粉铁粘结制造转子时，向预先插入磁铁的位置 插入。图2表示与电动机的轴方向垂直的截面的示意图。电动机由转子100 和定子2构成，定子由磁芯支撑架5和齿4构成，在齿4间的线圈插入位 置7插入线圈8a、 8b、 8c (三相绕组的U相绕组8a、 V相绕组8b、 W相 绕组8c)的线圈组。在比齿4的前端部9更靠轴中心确保插入转子的转子 插入部10，在该位置插入转子100。在转子100的外周侧每一极插入多个烧结磁铁201。被烧结磁铁要求的性能根据使用环境温度、磁场强度、磁 场波形、频率数、感应电压、转矩、齿槽转矩、振动、噪音等而改变。图 8表示各种的氟化合物处理的烧结磁铁。为了将这些烧结磁铁使用于图2
的转子100的烧结磁铁201而通过上述工序制造。图8的烧结磁铁是立方
体，其长边与轴方向平行，与短边大致平行的方向为各向异性的方向，即
是着磁方向。在图8中，烧结磁铁形成有未用氟化合物处理的部分203和 氟化合物处理的部分201。任一烧结磁铁的至少一个部位以上的角或边被 氟化合物处理。未用氟化合物处理的部分203和用氟化合物处理的部分 201分别与低顽磁力部和高顽磁力部相当。氟化合物处理部分201和未处 理的部分203的边界是直线或曲线，但是，在平均晶粒10倍 1000倍的 距离内观察到氟等涂敷材料的浓度梯度，该边界部的宽度为10jim 10000pim的范围。氟化合物处理是使用上述的溶液涂敷后，加热扩散。加 热除在40(TC 110(TC的温度范围热处理0.5 5小时的方法以外，有使用 电磁波使氟化合物发热的方法，后者的方法只能使局部附近选择性地升至 高温，通过未处理部分202的热处理能够抑制磁特性劣化。图8 (a)的烧 结磁铁在与各向异性垂直方向的两端部用氟化合物进行处理。氟化合物处 理部201在旋转轴的轴方向的中心部变窄，离开轴方向的中心部的两端部 变宽。这表明烧结磁铁的角是在逆磁场弱的位置中的一个。如图8 (b)所 示烧结磁铁是用氟化合物处理了 4个角和与各向异性平行的整个面而成 的。氟化合物未处理部分202只是与各向异性方向垂直的两个面的中心部， 相对于角及边附近的逆磁场提高弱位置的顽磁力。图8 (c)是全部氟化合 物处理与各向异性平行的面的4个面中的一个面，残留的面的一部分是用 氟化合物处理了的烧结磁铁。这种烧结磁铁在向烧结磁铁的单侧附近施加 逆磁场时能够用作难以减磁的磁铁，烧结磁铁的各向异性方向在与转子的 轴方向垂直的截面，在从中心观察到的从径方向倾斜配置的场合是有效 的。图8 (d)是比图8 (c)的烧结磁铁更小的氟化合物处理区域，是减 少了氟化合物处理量的烧结磁铁。在图8 (d)中，氟化合物处理部分201 在与各向异性平行的面，它的面积发生变化，氟化合物处理部分201和未 处理部分203的边界从各向异性方向倾斜。这种的烧结磁铁是将烧结磁铁 的4个角中的两个角及与各向异性方向平行的面的一个面进行氟化合物处
21理的烧结磁铁，是将长边的一条边附近制成特别高的顽磁力时的效果。图 8 (e)是在与各向异性垂直的两个面氟化合物处理部分的面积不同的情况， 面积大的一方在转子中配置于外周侧，由此，在相对于逆磁场使烧结磁铁
的磁化在转子外周侧设计为难以反转的情况有效。图8 (f)是在烧结磁铁 的8个角和6个边中，使4个角和2个边附近形成高顽磁力的情况，通过 溶液处理形成氟化合物处理部分201。通过将这种图8的6种烧结磁铁配 置于图2的烧结磁铁插入位置201，能够制造减少Dy使用材料的转子。 (实施例3)
将以Nd2Fe14B结构为主相的NdFeB系烧结磁铁与层压电磁钢板、层 压非晶质或压粉铁粘结制造转子时，预先向插入磁铁的位置插入。图3表 示与电动机的轴方向垂直的截面的示意图。电动机由转子100和定子2构 成，定子由磁芯支撑架5和齿4构成，在齿4间的线圈插入位置7插入线 圈8a、 8b、 8c (三相绕组的U相绕组8a、 V相绕组8b、 W相绕组8c)的 线圈组。在比齿4的前端部9更靠轴中心确保插入转子的转子插入部10， 在该位置插入转子100。在转子100的外周侧每一极插入多个烧结磁铁。 烧结磁铁由氟化合物处理的部分2030和未处理部分2020构成，烧结磁铁 块的一部分浸渗于氟化合物溶液后进行热处理能够保持高顽磁力。如图3 所示，氟化合物处理部分2030在一个极中从中心向径方向看极时，不是 左右对称，烧结磁铁角部分的氟化合物涂敷位置是非对称的。即使进行左 右对称的氟化合物处理，顽磁力的分布也为左右非对称，由此，能够降低 Dy等顽磁力增加需要的元素的浓度。被烧结磁铁要求的性能根据使用环 境温度、磁场强度、磁场波形、频率、感应电压、转矩、齿槽转矩、振动、 噪音等不同而改变。图8表示各种的氟化合物处理的烧结磁铁。为了将这 些烧结磁铁使用于图2的转子100的烧结磁铁201而通过下述工序制造。 氟化合物处理的部分203的特征如下。1)形成至少含有氟0.1at。/。以上的 相。2)氟原子的一部分和Nd结合。3)氟及Nd偏聚。4)氟及Nd或碳 多数在晶界存在。4)在最外周含有氟化合物或氧及碳的化合物层和Cu偏 析层局部邻接成长。5)氟化合物的局部含有铁。5)晶界相的宽度在烧结 磁铁的外侧宽大，平均为1 20mm。该晶界相的宽度在晶界3重点附近宽 大。6)在母相的晶粒内成长有至少一个氟的多个粒子。7)和氟化合物未处理部分比较顽磁力增大Ll 2倍。8) Hk增大1.05 1.1倍。具有这种 特征的氟化合物处理部分按如下的方法制成。(Dy0.9Cu0.1) Fx (X=l—3) 稀土类氟化合物涂层膜的形成处理液按如下的方式制造。
(1) 将硝酸Dy4g导入100ml水中，用振动器或超声波搅拌器使之完 全溶解。
(2) 将稀释为10%的氢氟酸按生成DyFx (X=l—3)的化学反应当 量徐徐加入。
(3) 对于生成了凝胶状沉淀的DyFx (X=l—3)溶液用超声波搅拌器 搅拌l小时以上。
(4) 以6000 10000r.p.m的转速离心分离后，去掉上面澄清的液体 并加入大致同量的甲醇。
(5) 搅拌含有凝胶状的DyF群组的甲醇溶液，完全为悬浊液后，用 超声波搅拌器搅拌1小时以上。
(6) 将上述(4)和(5)的操作重复3 10次，直到不能检测出乙 酸离子或硝酸离子等阴离子。
(7) 在DyF的情况下，成为大致透明的溶胶状的DyFx。作为处理液 使用DyFx为lg/5ml的甲醇溶液。
(8) 在上述溶液中在不改变溶液结构的条件下添加Cu的有机金属化合物。
溶液或使溶液干燥的膜的衍射图案由半值宽度0.5度以上(0.5度 10 度)的多个波峰构成。这表明添加元素与氟元素间或金属元素间的原子间 距离不同，为REnFm，结晶结构也不同，为REnFm及REn (F， 0、 C) m。在此，RE是稀土类元素，F是氟元素，O是氧元素、n和m是正整数。 因为半值宽度是0.5度以上，上述原子间距离不是像通常的金属结晶那样 呈一定值分布。之所以能够这样分布，是因为在上述金属元素或氟元素的 原子周围其它的原子进行了与上述化合物不同的配置，其原子主要是氢、 碳、氧，通过加热等增添加外部能量，这些氢、碳、氧等原子容易移动， 结构变化，流动性也变化。溶胶状及凝胶状的X线衍射图案由比1度大的 波峰构成，但是，通过热处理可观察到结构变化，可观察到上述RenFm 或REnFmOhCi的衍射图案的一部分。即使添加Cu，在溶液中也不具有长周期结构。该RenFm的衍射波峰比上述溶胶或凝胶的衍射波峰的半值宽 度更窄。为了提高溶液的流动性且使膜厚均匀，重要的是在上述溶液的衍 射波峰中至少能够观察到一个具有1度以上的半值宽度的波峰。也可以含 有这种1度以上的半值宽度的波峰和RenFm的衍射图案或氧氟化合物的 波峰。仅仅以RenFm或氧氟化合物的衍射图案、或1度以下的衍射图案 在溶液的衍射图案为主进行观测时，在溶液中不是溶胶及凝胶的固相混 合，因此流动性差。用这种溶液涂敷于以下的Nd2Fel4B (省略为NdFeB)。
(1) 在室温压縮成形NdFeB的烧结体(10xl0xl0mm3)，将其浸渗 于DyF系涂层膜形成处理中，将该块在2 5torr的低压下进行溶剂甲醇的 去除。
(2) 将上述(1)的操作重复1 5次，在400。C 110(TC温度范围内 进行0.5 5小时的热处理。
(3) 在上述(2)中形成有表面涂层膜的各向异性磁铁的各向异性方 向上施加30kOe以上的脉冲磁场。
在磁极间以着磁方向与磁场施加方向一致的方式夹持该着磁成形体， 利用直流M—H环状测定器通过在磁极间施加磁场测定该着磁成形体的 减磁曲线。给着磁成形体施加磁场的磁极的极片使用FeCo合金，磁化值 用同一形状的纯Ni试样及纯Fe试样进行校正。
其结果是，形成有Dy氟化合物的涂层膜的NdFeB烧结体的块的顽磁 力从1.1增加至4倍。在添加于溶液的Cu的附近通过除去溶剂可见短范 围结构，另外，通过热处理沿烧结磁铁的晶界和溶液构成元素一起扩散。 Cu显示在晶界附近和溶液构成元素的局部同时偏析的倾向。显示高顽磁 力的烧结磁铁的组成显示在磁铁外周部构成氟化合物溶液的元素的浓度 高，在磁铁中心部浓度低的倾向。这是因为在烧结磁铁块的外侧涂敷干燥 含有添加元素的氟化合物溶液，含有添加元素、具有短范围结构的氟化合 物或氧氟化合物成长，并且沿晶界附近进行扩散。即，在烧结磁铁块中从 外周侧(最外周也含有氟化合物)到内部认为有氟元素及Cu的浓度梯度。 在含有至少一种以上浆状的稀土类元素的氟化合物、氧化物或氧氟化合物 的任一种中添加Cu以外的原子量18 86的元素时，能够确认比不添加时 可得到更高的顽磁力等提高磁性特性。添加元素的作用有以下几种。1)在晶界附近偏析且降低界面能。2)提高晶界的晶格的整合性。3)降低晶 界的缺陷。4)助长稀土类元素等晶界扩散。5)提高晶界附近的磁性各向
异性能量。6)使立方晶的氟化合物、氧氟化合物或碳酸氟化合物的界面 平滑化。7)提高稀土类元素的各向异性。8)从母相除去氧。9)提高母 相的居里温度。10)在晶界中心含有Cu的添加元素偏析，非磁性化晶界 相。11)有助于在烧结磁铁的最外周成长的氟化合物或氧氟化合物进一步 向外侧偏析，提高耐蚀性，控制晶界组成等。12)在界面和母相的磁力矩 弱结合。这些结果表明具有顽磁力的增加、减磁曲线的角型性提高、残留 磁通密度增加、能积增加、居里温度上升、着磁磁场降低、顽磁力和残留 磁通密度的温度依存性降低、耐蚀性提高、比阻抗增加、热减磁率降低的 任一效果。另外，作为代替Cu的添加元素，有过渡族金属元素。其浓度 分布显示从烧结磁铁外周向内部平均浓度减少的倾向，显示在晶界部成为 高浓度的倾向。晶界的宽度在晶界3重点附近和离开晶界3重点的位置具 有不同的倾向，在晶界3重点附近侧有宽度成为扩大高浓度的倾向。过渡 族金属添加元素容易偏析于晶界相或晶界的端部、从晶界向晶粒内晶粒内 的外周(晶界侧)的任一部位。这些添加元素用溶液处理后被加热扩散， 因此和预先在烧结磁铁中添加的元素的组成分布不同，在氟元素或稀土类 元素偏析的晶界附近成为高浓度，在氟元素的偏析少的晶界中可观察到预 先添加的元素的偏析，在磁铁块最表面的氟化合物的外侧和内侧(磁铁侧) 出现平均的浓度梯度。添加元素浓度在溶液中为低浓度时，确认形成浓度 梯度或浓度差。这样，在溶液中添加元素，在磁铁块上通过涂敷后热处理 提高烧结磁铁的特性时，烧结磁铁的特征如下。1)在最表面的氟化合物 层附近可看到过渡金属元素的浓度梯度或平均浓度差。2)可看到过渡金 属元素的晶界附近的偏析伴随氟元素。3)在晶界相氟元素浓度高，在晶 界相外侧氟元素浓度低，在能够看到氟元素浓度差的附近可看到过渡金属 元素的偏析，且从磁铁块表面到内部可见平均的浓度梯度和浓度差。4) 在烧结磁铁的最表面过渡金属元素、含有氟元素及碳元素的具有立方晶及 立方晶以外的结晶结构的氟化合物层或氧氟化合物层成长。 上述的氟化合物处理的烧结磁铁可以用以下的组成表示。 通过使G成分(G是分别选自过渡族金属元素及稀土类元素的一种以
25上的元素，或分别选自过渡族金属元素及碱土类金属元素的一种以上的元
素)及氟原子从表面向R—Fe—B系(R是稀土类元素)烧结磁铁扩散而 得到，且具有下式(1)或(2)所示的组成的烧结磁铁， RaGbTcAdFeOfMg (1)
(R'G) a+bTcAdFeOfMg (2)
(在此，R是选自稀土类元素的一种或两种以上、M是在涂敷含有氟 的溶液之前除存在于烧结磁铁内的稀土类元素之外且除2 116族的C和 B之外的元素、G是分别选自过渡族金属元素及稀土类元素的一种以上的 元素，或分别选自过渡族金属元素及碱土类金属元素的一种以上的元素， 但是，R和G也可以含有同一元素，在R和G不含有同一元素时用式(l) 表示，R和G含有同一元素时用式(2)表示。T是选自Fe及Co的一种 或两种，A是选自B (硼)及C (碳)的一种或两种以上，a—g是合金原 子％， a、b在式(l)时，10勉5、 0駕W2，在式(2)时，10.005^a+b￡17、 3<d^l5， 0.01^4、 0.04效、O.Ol^g^ll,剩余部分是c。) 其特征为，该构成元素即F及过渡族金属元素的至少一种从磁铁中心向磁 铁表面以平均含有浓度增高的方式分布，且在包围由该烧结磁铁中的(R、 G) 2TwA正方晶构成的主相晶粒的周围的晶粒边界部，在晶粒边界含有的 G/ (R+G)的浓度平均比主相晶粒中G/ (R+G)的浓度更浓，且在距磁铁 表面至少10pm的深度区域在晶粒边界部存在R及G的立方晶氧氟化合 物、氟化合物或碳酸氟化合物，磁铁表层附近的顽磁力比内部更高的稀土 类永久磁铁，其特征之一为过渡族金属元素的浓度梯度从烧结磁铁的表面 朝向中心。
(实施例4)
将以Nd2Fe14B结构为主相的NdFeB系烧结磁铁与层压电磁钢板、层 压非晶质或压粉铁粘结制造转子时，预先向插入磁铁的位置插入。图4 图7表示与电动机的轴方向垂直的转子101 —极的截面的示意图。烧结磁 铁由氟化合物处理部分106和未处理部分105构成，烧结磁铁块的一部分 浸渗于氟化合物溶液后进行热处理能够保持高顽磁力。如图4 图6所示， 氟化合物处理部分106在一个极中从中心向径方向看极时，不是左右对称， 烧结磁铁角部分的氟化合物涂敷位置是非对称的。即使进行左右对称的氟化合物处理，顽磁力的分布也为左右非对称，由此，能够降低Dy等顽磁 力增加需要的元素的浓度。在用于确保磁阻扭矩的局中心设置有空间部
104。烧结磁铁所要求的性能根据使用环境温度、磁场强度、磁场波形、 频率、感应电压、转矩、齿槽转矩、振动、噪音等而改变。在图4中配置
有用氟化合物处理了外周侧的两个磁铁的一个部位的端部的烧结磁铁及 用氟化合物处理了两个部位的端部的烧结磁铁。由于氟化合物处理使残留
磁通密度的减少至0.2%以下，因此，在转子的外周侧能够测定的表面磁通 密度的波形和未进行氟化合物处理时几乎没有变化。因此，向感应电压波 形的氟化合物处理部分的影响少，只是逆磁场的大部分进行氟化合物处 理，由此，能够同时达到节省资源和高效率电动机特性。图5对外周侧及 内周侧的所有磁铁实施氟化合物处理，至少一个角通过氟化合物处理可实 现高顽磁力化。这种氟化合物处理部分106只要根据需要在比未处理部分 105更靠外周侧或角部而涂敷扩散，则就可以高顽磁力化。另外，在图6 中，配置有对氟化合物处理部分106的边界线不与烧结磁铁的边平行而具 有角度的部分进行处理的烧结磁铁。通过限定这种氟化合物处理区域能够 降低稀土类元素的使用量。另外，在图7中4个磁铁所有都只在外周侧的 角部具有氟化合物处理部分106，其它部分为未处理部分105。仅仅对这 种角部实施氟化合物处理，其边界线与立方体的边不平行的磁铁能够使用 溶液制成掩模制造。另外，图9是转子的立体图，在轴301的外周侧配置 烧结磁铁，且由氟化合物处理部303和未处理部302构成。将氟化合物处 理部303制成从轴方向倾斜，由此，能够降低电动机的噪音和振动。对这 种部分实施了氟化合物处理的烧结磁铁按如下的方法制成。下面，表示其 一例。首先制作氟化合物溶液，涂敷溶液后通过加热使氟化合物向烧结磁 铁内部扩散。
(Dy0.9Cu0.1) Fx (X-l—3)稀土类氟化合物涂层膜的形成处理液按 如下的方式制造。
(1) 将硝酸Dy4g导入100ml水中，用振动器或超声波搅拌器使之完 全溶解。
(2) 将稀释为10%的氢氟酸按生成DyFx (X=l—3)的化学反应当 量徐徐加入。(3) 对于生成了凝胶状沉淀的DyFx (X=l—3)溶液用超声波搅拌器 搅拌1小时以上。
(4) 以6000 10000r.p,m的转速离心分离后，去掉上面澄清的液体 并加入大致同量的甲醇。
(5) 搅拌含有凝胶状的DyF群组的甲醇溶液，完全形成悬浊液后， 用超声波搅拌器搅拌1小时以上。
(6) 将上述(4)和(5)的操作重复3 10次，直到不能检测出乙 酸离子或硝酸离子等阴离子。
(7) DyF系的场合，成为大致透明的溶胶状的DyFx。作为处理液使 用的DyFx为lg/5ml的甲醇溶液。
(8) 在上述溶液中在不改变溶液结构的条件下添加Co的有机金属化合物。
溶液或使溶液干燥的膜的衍射图案由半值宽度0.5度以上(0.5度 10 度)的多个波峰构成。这表示添加元素与氟元素间或金属元素间的原子间 距离不同，为REnFm，结晶结构也不同，为REnFm及REnFmOhCi。在 此，RE是稀土类元素，F是氟元素，O是氧元素，C是碳元素，n和m、 h、 i是正整数。因为半值宽度是0.5度以上，上述原子间距离不像通常的 金属结晶那样呈一定值的分布。之所以能够这样分布，是因为在上述金属 元素或氟元素的原子周围其它的原子进行了与上述化合物不同的配置，其 原子主要是氢、碳、氧，通过加热等增添加外部能量，这些氢、碳、氧等 原子容易移动，结构变化，流动性也变化。溶胶状及凝胶状的X线衍射图 案由半值宽度比l度大的波峰构成，但是，通过热处理可看到结构发生变 化，可看到上述REnFm或REnFmOhCi的衍射图案的一部分。即使添加 Co在溶液中也不具有长周期结构。该REnFm的衍射波峰比上述溶胶或凝 胶的衍射波峰的半值宽度更窄。为了提高溶液的流动性且使膜厚均匀，重 要的是在上述溶液的衍射波峰中至少可观察到一个具有1度以上的半值宽 度的波峰。也可以含有这种1度以上的半值宽度的波峰和REnFm的衍射 图案或氧氟化合物的波峰。仅仅以REnFm或氧氟化合物的衍射图案、或 1度以下的衍射图案在溶液的衍射图案为主进行观测时，在溶液中不是溶 胶及凝胶的固相混合，因此流动性差。用这种溶液涂敷于以下的Nd2FewB(省略为NdFeB)。
(1) 在室温压缩成形NdFeB的烧结体(10xl0xl0mm3)，将其浸渗 于DyF系涂层膜形成处理中，将该块在2 5torr的低压下进行溶剂甲醇的 去除。
(2) 将上述(1)的操作重复1 5次，在40(TC 1100。C温度范围内 进行0.5 5小时的热处理。
(3) 在上述(2)中形成有表面涂层膜的各向异性磁铁的各向异性方 向施加3Ok0e以上的脉冲磁场。
在磁极间以着磁方向与磁场施加方向 一致的方式夹持该着磁成形体， 利用直流M—H环状测定器通过在磁极间施加磁场测定该着磁成形体的 减磁曲线。给着磁成形体施加磁场的磁极的极片使用FeCo合金，磁化值 用同一形状的纯Ni试样及纯Fe试样进行校正。
其结果是，形成有Dy氟化合物的涂层膜的NdFeB烧结体的块的顽磁 力从1.1增加至4倍。在添加于溶液的Co的附近通过除去溶剂可见短范 围结构，另外，通过热处理沿烧结磁铁的晶界和溶液构成元素一起扩散。 Co显示在晶界附近和溶液构成元素的局部同时偏析的倾向。显示高顽磁 力的烧结磁铁的组成显示在磁铁外周部构成氟化合物溶液的元素的浓度 高，在磁铁中心部浓度低的倾向。这是因为在烧结磁铁块的外侧涂敷干燥 含有添加元素的氟化合物溶液，含有添加元素、具有短范围结构的氟化合 物或氧氟化合物成长，并且沿晶界附近进行扩散。即，在烧结磁铁块中认 为从外周侧(最外周也含有氟化合物)到内部有氟元素及Co的浓度梯度。 在含有至少一种以上浆状的稀土类元素的氟化合物、氧化物或氧氟化合物 的任一种中添加Co以外的原子量18 86的元素时，能够确认比不添加时 可得到更高的顽磁力等提高磁性特性。添加元素的作用有以下几种。1) 在晶界附近偏析且降低界面能。2)提高晶界的晶格的整合性。3)降低晶 界的缺陷。4)助长稀土类元素等晶界扩散。5)提高晶界附近的磁性各向 异性能量。6)使氟化合物、氧氟化合物或碳酸氟化合物的界面平滑化。7) 提高稀土类元素的各向异性。8)从母相除去氧。9)提高母相的居里温度。 10)在晶界中心含有Cu的添加元素偏析，使晶界相非磁性化。11)有助 于在烧结磁铁的最外周成长的氟化合物或氧氟化合物进一步向外侧偏析，提高耐蚀性，控制晶界组成等。12)在界面与母相的磁力矩弱结合。这些 结果表明具有顽磁力的增加、减磁曲线的角型性、残留磁通密度增加、能 积增加、居里温度上升、着磁磁场降低、顽磁力和残留磁通密度的温度依 存性降低、耐蚀性提高、比阻抗增加、热减磁率降低的任一效果。另外， 作为代替CO的添加元素，有过渡族金属元素。其浓度分布表示从烧结磁 铁外周向内部平均浓度减少的倾向，表示在晶界部成为高浓度的倾向。晶 界的宽度在晶界3重点附近和离开晶界3重点的位置具有不同的倾向，在
晶界3重点附近侧有宽度扩大且浓度变大的倾向。过渡族金属添加元素容
易偏析于晶界相或晶界的端部、从晶界向晶粒内的外周(晶界侧)的任一 部位。这些添加元素用溶液处理后被加热扩散，因此和预先在烧结磁铁中 添加的元素的组成分布不同，在氟元素或稀土类元素偏析的晶界附近形成 高浓度，在氟元素的偏析少的晶界中出现预先添加的元素的偏析，在磁铁 块最表面的氟化合物的外侧和内侧(磁铁侧)出现平均的浓度梯度。添加 元素浓度在溶液中为低浓度时，确认形成浓度梯度或浓度差。这样一来， 在溶液中添加元素，在磁铁块上通过涂敷后热处理提高烧结磁铁的特性 时，烧结磁铁的特征如下。1)可看到过渡金属元素的浓度梯度或平均浓
度差在最表面的氟化合物层附近。2)可见过渡金属元素的晶界附近的偏 析伴随氟元素。3)在晶界相氟元素浓度高，在晶界相外侧氟元素浓度低， 在能够看到氟元素浓度差的附近可看到过渡金属元素的偏析，且从磁铁块 表面到内部可见平均的浓度梯度和浓度差。4)在烧结磁铁的最表面过^度 金属元素、含有氟元素及碳元素的具有立方晶及立方晶以外的结晶结构的 氟化合物层或氧氟化合物层成长。
上述的氟化合物处理的烧结磁铁可以用以下的组成表示。 通过使G成分(G是分别选自过渡族金属元素及稀土类元素的一种以 上的元素，或分别选自过渡族金属元素及碱土类金属元素的一种以上的元 素)及氟原子从表面向R—Fe—B系(R是稀土类元素)烧结磁铁扩散而 得到，且具有下式(1)或(2)所示的组成的烧结磁铁， RaGbTcAdFeOfMg (1)
(R,G) a+bTcAdFeOfMg (2)
(在此，R是选自稀土类元素的一种或两种以上、M是在涂敷含有氟
30的溶液之前除存在于烧结磁铁内的稀土类元素之外还除了 2 116族的C
和B之外的元素、G是分别选自过渡族金属元素及稀土类元素的一种以上
的元素，或分别选自过渡族金属元素及碱土类金属元素的一种以上的元
素，但是，R和G也可以含有同一元素，在R和G不含有同一元素时用 式(1)表示，R和G含有同一元素时用式(2)表示。T是选自Fe及Co 的一种或两种，A是选自B (硼)及C (碳)中的一种或两种以上，a—g 是合金原子％， a、 b在式(1)时，10SaS15、 0.0055b《，在式(2)时， 10.005^a+bS17、 3S必15， 0.01SeS4、 0.04￡fS4、 O.OlSg^ll,剩余部分是c。) 其特征为，该构成元素即F及过渡族金属元素中的至少一种从磁铁中心向 磁铁表面以平均含有浓度增高的方式分布，且在包围由该烧结磁铁中的 (R、 G) 2T,4A正方晶构成的主相晶粒的周围的晶粒边界部，在晶界处含 有的G/ (R+G)的浓度平均比主相晶粒中G/ (R+G)的浓度更浓，且在 距磁铁表面至少10pm的深度区域在晶粒边界部存在R及G的具有立方晶 结构的氧氟化合物、氟化合物或碳酸氟化合物，磁铁表层附近的顽磁力比 内部更高的稀土类永久磁铁，其特征之一是过渡族金属元素的浓度梯度从 烧结磁铁的表面朝向中心。
作为其它组成的记载，氟化合物处理部分也可以如下上述。 通过使G成分(G是选自金属元素(除稀土类元素之外的3族 11 族的金属元素或选自2族、除12族 16族的C和B之外的至少一种)和 稀土类元素的一种以上的元素)及氟原子从表面向R—Fe—B系(R是稀 土类元素)烧结磁铁扩散而得到，且具有下式(1)或(2)所示的组成的
烧结磁铁，
RaGbTcAdFeOfMg (1)
(R.G) a+b TcAdFeOfMg (2)
(在此，R是选自稀土类元素中的一种或两种以上、M是在涂敷含有 氟的溶液之前除存在于烧结磁铁内的稀土类元素之外还除了 2 116族的 C和B之外的元素、G是分别选自金属元素(除稀土类元素之外的3族 11族的金属元素或2族、12族 16族中除C、 B之外的元素)及稀土类 元素的一种以上的元素，或分别选自金属元素(除稀土类元素之外的3族 11族的金属元素或2族、12族 16族中除C、 B之外的元素)及碱土类金属元素的一种以上的元素，但是，R和G也可以含有同一元素，在R和
G不含有同一元素时用式(1)表示，R和G含有同一元素时用式(2)表 示。T是选自Fe及Co的一种或两种，A是选自B (硼)及C (碳)的一 种或两种以上，a—g是合金原子。/。， a、b在式(l)时，10SaS15、 0.005^^2， 在式(2)时，10.005^a+bS17、 3$"17， 0.01^^10、 0.04Sf^4、 O.Ol^g^ll,
剩余部分是C。)
其特征为，该构成元素即F及金属元素(除稀土类元素之外的、除2 族 116族的C、 B的元素)的至少一种从磁铁中心向磁铁表面以平均含 有浓度增高的方式分布，且在包围由该烧结磁铁中的(R、 G) 2TwA正方 晶构成的主相晶粒的周围的晶粒边界部，在晶粒边界含有的G/(R+G)的 平均浓度比主相晶粒中G/ (R+G)的浓度更浓，且在距磁铁表面至少l)im 的深度区域，在晶粒边界部存在R及G的具有立方晶结构的氧氟化合物、 氟化合物或碳酸氟化合物，磁铁表层附近的顽磁力比内部更高的稀土类永 久磁铁，其特征之一为金属元素(除稀土类元素之外、除2族 116族的 C、 B之外的元素)的浓度梯度和浓度差从烧结磁铁的表面朝向中心，通 过以下方法的例能够制造。 (实施例5)
作为NdFeB系粉末制成以Nd2Fe14B结构为主相的磁粉，在这些磁粉 表面形成氟化合物。在磁粉表面形成DyF3时，作为原料将Dy (CH3COO) 3用H20溶解，添加HF。通过添加HF形成胶状的DyF3'XH20或DyF3-X (CH3COO) (X是正数)。将此迸行离心分离，除去溶剂，制成具有光透 过性的溶液。将磁粉插入模具中，在10kOe的磁场中以lt/ci^的荷重制成 临时成形体。临时成形体上存在连续的间隙。仅仅在该临时成形体的底面 浸渗上述具有光透过性的溶液。底面是与磁场方向平行的面。溶液从底面 及侧面浸入临时成形体的磁粉间隙，在磁粉表面涂敷上述具有光透过性的 溶液。接着，使上述具有光透过性的溶液的溶剂蒸发，通过加热使水和水 蒸发，在约110(TC下烧结。烧结时构成氟化合物的Dy、 C、 F沿磁粉的表 面及晶界扩散，产生构成磁粉的Nd及Fe交换的相互扩散。尤其是在晶界 附近进行Dy和Nd交换的扩散，沿晶界形成Dy偏析的结构。在晶界三重 点形成氧氟化合物及氟化合物，判定这些化合物由DyF3、 DyF2、 DyOF构
32成。通过上述工序制成10xl0xl0mm的烧结磁铁，通过波长分散型X光 分析其截面的结果，在100xl0(Him面积内改变10个部位位置，距离表面 100pm深度含有的平均氟浓度和深度4mm以上的磁铁中心附近的平均氟 浓度的比的测定结果为1.0±0.5。这种烧结磁铁与未使用氟化合物的情况比 较，顽磁力增加40%，顽磁力的增加导致残留磁通密度减少2%， Hk的增 加为10%。使用DyF系溶液从临时成形体的一个面浸渗该DyF2、 Dy^或 Dy (0、 F)氟化合物，在浸渗溶液到达相反侧的面之前终止浸渗处理， 由此，只有磁铁的局部能够形成用氟化合物溶液浸渗的部分，在烧结后浸 渗部成为高顽磁力部。这种高顽磁力部能够从烧结磁铁的表面在任意位置 形成，且在电动机中能够只在逆磁场大的部分制成高顽磁力。 (实施例6)
作为NdFeB系粉末以Nd2Fe14B结构为主相，制成具有约1%的硼化物 及富有稀土类相的平均粒径为7nm的磁粉，在这些磁粉表面形成氟化合 物。在磁粉表面形成DyF3时，作为原料将Dy (CH3COO) 3用1120溶解， 添加HF。通过添加HF形成胶状的DyFyXH2O或DyF30C (CH3COO) (X 是正数)。将此进行离心分离，除去溶剂，制成具有光透过性的溶液。将 磁粉插入模具中，在10kOe的磁场中以lt/cr^的荷重制成临时成形体。临 时成形体的密度约为60%，从临时成形体的底面至上面存在连续的间隙。 仅仅在该临时成形体的底面局部浸渗上述具有光透过性的溶液。溶液开始 浸入临时成形体的磁粉间隙，通过真空排气具有光透过性的溶液浸渗于磁 粉间隙的磁粉表面。接着，沿连续间隙使浸渗了上述具有光透过性的溶液 的溶剂蒸发，通过加热使水和水蒸发，在真空热处理炉在约IIOO'C的温度 下保持3小时进行烧结。在烧结时，构成氟化合物的Dy、 C、 F沿磁粉的 表面及晶界扩散，产生构成磁粉的Nd及Fe和Dy、 C、 F的交换的相互扩 散。尤其是在晶界附近进行Dy和Nd交换的扩散，沿晶界附近形成Dy偏 析的结构。在晶界三重点及晶界形成氧氟化合物及氟化合物晶粒，用TEM 一EDX (电子显微镜、能量分散X射线)使用直径lnm的电子线确认由 DyF3、 DyF2、 DyOF、 NdOF、 NdF2、 NdF3等构成，且在一部分晶粒从晶 粒内向晶界Dy及氟的浓度成为高浓度。在晶界的中心部检测出氟原子， 自晶界中心部在平均lnm 500nm范围内浓縮有Dy。在该Dy浓縮部的附近自晶粒中心向晶界方向看到有Dy浓度减少的区域，在晶粒内存在作为 预先添加的D y原子向晶界附近扩散的结果，从晶粒中心到晶界的浓度暂 时减少而进一步在晶界附近增加的浓度梯度。自晶界中心lOOnm的距离 Dy的浓度和Nd的比率(Dy/Nd)为1/2 1/10。这种烧结磁铁和未使用氟 化合物的情况比较，顽磁力增加40%，顽磁力的增加导致残留磁通密度减 少2%， Hk的增加为10%。将在磁铁的局部浸渗有该氟化合物的烧结磁铁 配置于电动机的转子周围侧。浸渗位置即高顽磁力部分在与转子轴方向垂 直方向的截面，相对于烧结磁铁的外周侧端部或自极中心向左右圆周方向 非对称。通过在磁铁的特定部实施这种浸渗位置，能够降低使用于整个过 程的重稀土类元素的量。所谓上述磁铁的特定部是立方体磁铁时，只在4 个角附近、4个角部和边附近或2个角部和边附近、包括4个角且6个面 的一部分等能够通过电动机设计实现的磁场集中部的区域改变。另外，相 对于电动机的轴方向垂直的磁铁截面不是一定的，在与轴方向平行的端部 增大涂敷面积，由此，通过提高磁铁的可靠性也可提高电动机的可靠性。 在没有制成浸渗的区域的边界附近，改变晶界附近的组成。在浸渗的区域 中，使用能量分散型X射线分析装置将晶界中心和晶界3重点的氟浓度与 未浸渗的区域比较时，分析的结果为2倍以上。另外，浸渗区域的平均的 晶界宽度比未浸渗的区域的晶界宽度大1.1 20倍，沿晶界的晶粒侧的Dy 浓度比晶界中心部的浓度更高。另外，在浸渗的区域中，Dy浓度比晶界3 重点的位置在晶粒侧的Nd2Fe14B母相的晶粒的外周的浓度更高。 (实施例7)
DyF处理液是使醋酸Dy溶解于水后，徐徐加入已稀释的氢氟酸。对 于在凝胶状沉淀的氟化合物中混合了氧氟化合物及氧氟碳化物的溶液用 超声波搅拌器搅拌，离心分离后，添加甲醇，将凝胶状的甲醇溶液搅拌后， 除去阴离子使之透明化。除去阴离子直到处理液在可视光中透过率为5% 以上。将该溶液浸渗于临时成形体。临时成形体是将Nd2Fe14B磁粉在 10kOe的磁场施加5t/cii^的荷重制作的厚度为20mm的成形体，密度平均 为60%。为了不将临时成形体制成这种100%的密度，在临时成形体中存 在连续的间隙。使上述溶液在该间隙中以0.1wty。浸渗。将和临时成形体的 磁场施加方向垂直的面作为底面与溶液接触，溶液浸入磁粉间隙。这时，通过真空排气，溶液沿间隙浸渗，涂敷溶液一直到和底面相反侧的面。在 200。C下将该浸渗的临时成形体进行真空热处理，由此使涂敷液的溶剂蒸 发。将浸渗的临时成形体放入真空热处理炉，真空加热至烧结温度iooo'c 进行烧结，得到密度为99%的各向异性烧结磁铁。和未浸渗处理的烧结磁 铁比较，进行了DyF系处理液的浸渗处理的烧结磁铁即使在磁铁中央，在 晶界附近也有Dy偏析，且晶界具有F和Nd及氧多的特征，晶界附近的 Dy在2(TC显示使顽磁力增大，顽磁力为25kOe且残留磁通密度为1.5T的 特性。Dy及F的浓度成为浸渗的路径且在已涂敷的部分高，因此，认为 浓度有差值，在和浸渗于浸渗溶液的面相对的方向形成连续的氟化合物， 与此相反，在其垂直的方向也可见不连续的部分，因此，在与平均的浸渗 溶液相反的面是高浓度，在垂直方向平均浓度低。这种情况用SEM—EDX 和TEM—EDX或EELS、 EPMA能够识别。另外，在研磨烧结磁铁表面 时，通过浸渗处理沿贯通间隙形成含有氟的相，因此，从表面到其它表面 形成连续的含有氟的相，对在磁铁中心部和磁铁表面的氟浓度不产生大的 差值。在100pm角的面分析氟的平均浓度的结果，磁铁表面和中心部的比 率为1±0.5。氟元素以外的Dy、 C、 Nd的平均浓度比也是1±0.5。
通过DyFC类溶液的浸渗处理和烧结可得到磁性特性的角型性提高、 成形后的阻抗增加、顽磁力的温度依存性降低、残留磁通密度的温度依存 性降低、耐蚀性提高、机械强度增加、热传导性提高、磁铁的粘结性提高 任一种效果。氟化合物除DyF系的DyF3以外，LiF、 MgF2、 CaF2、 ScF3、 VF2、 VF3、 CrF2、 CrF3、 MnF2、 MnF3、 FeF2、 FfeF3、 CoF2、 CoF3、 NiF2、 ZnF2、 A1F3、 GaF3、 SrF2、 YF3、 ZrF3、 NbF5、 AgF、 InF3、 SnF2、 SnF4、 BaF2、 LaF2、 LaF3 、 CeF2、 CeF3、 PrF2、 PrF3、 NdF2、 SmF2、 SmF3、 EuF2、 EuF3、 GdF3、 TbF3、 TbF4、 DyF2、 NdF3、 HoF2、 HoF3、 ErF2、 ErF3、 TmF2、 TmF3、 YbF3、 YbF2、 LuF2、 LuF3、 PbF2、 BiF3或在这些氟化合物中含有 氧、碳或过渡族金属元素的化合物可使用于浸渗工序，通过使用了具有可 视光线的透过性的溶液或CH基和氟元素的一部分结合而成的溶液的浸渗 处理而能够形成，且自磁铁表面与中心部或自磁铁表面向相反侧的磁铁表 面能够形成连续的含有氟元素的层。另外，认为在晶界及晶粒内有板状的 氟化合物及氧氟化合物。(实施例8)
DyF系处理液是使醋酸Dy溶解于水后，缓慢加入已稀释的氢氟酸。 对于在凝胶状沉淀的氟化合物中混合了氧氟化合物及氧氟碳化物的溶液， 用超声波搅拌器搅拌，离心分离后，添加甲醇，将凝胶状的甲醇溶液搅拌 后，除去阴离子使之透明化。除去阴离子直到处理液在可视光中透过率为 10%以上。将该溶液浸渗于临时成形体。临时成形体是将纵横比平均为2 的Nd2Fe14B磁粉在10kOe的磁场中施加5t/cm2的荷重制作的厚度为20mm 的成形体，密度平均为70%。为了不将临时成形体制成100%的密度，在 临时成形体中存在连续的间隙。使上述溶液浸渗于该间隙。将和临时成形 体的磁场施加方向相垂直的面作为底面与溶液接触，溶液浸入磁粉间隙。 这时，通过真空排气，溶液沿间隙浸渗，涂敷溶液一直到和与底面相反侧 的面。在20(TC将该浸渗的临时成形体进行真空热处理，由此使涂敷液的 溶剂蒸发。将浸渗的临时成形体放入真空热处理炉，真空加热至烧结温度 IOOO'C进行烧结，得到密度为99%的各向异性烧结磁铁。含有Dy及F的 相从磁铁的表面形成与相反侧的表面连续的层，其厚度除去晶界3重点等 特异点以外为0.5 5nm。和未浸渗处理的烧结磁铁比较，进行了 DyF系 处理液的浸渗处理的烧结磁铁即使在晶界中心附近500nm以内也有Dy偏 析，且晶界具有F和Nd及氧多的特征，晶界附近的Dy在2(TC显示使顽 磁力增大，顽磁力为3Ok0e且残留磁通密度为1.5T的特性。通过上述工 序制成10xlOxlOmm的磁铁，通过波长分散型X线分光器分析其截面的 结果，在100xl00pm的面积改变10个位置测定距表面10pm裸度含有氟 的平均浓度和深度4mm以上的磁铁中心附近的平均氟浓度的比为 1.0±0.3。这种烧结磁铁和未使用氟化合物时比较，顽磁力增加40%，顽磁 力的增加导致残留磁通密度减少0.1%，祉的增加为10%。浸渗有该氟化
合物的烧结磁铁可适用于为得到高能积的混合动力汽车发动机。除提高这 种特性以外，通过DyF类溶液的浸渗处理和烧结也可得到磁性特性的角型 性提高、成形后的阻抗增加、顽磁力的温度依存性降低、残留磁通密度的 温度依存性降低、耐蚀性提高、机械强度增加、热传导性提高、磁铁的粘 结性提高任一种效果。氟化合物除DyF系的DyF3以夕卜，LiF、 MgF2、 CaF2、 ScF3、 W2、 VF3、 CrF2、 CrF3、 MnF2、 MnF3、 FeF2、 FeF3、 CoF2、 CoF3、NiF2、 ZnF2、 A1F3、 GaF3、 SrF2、 YF3、 ZrF3、 NbF5、 AgF、 InF3、 SnF2、 SnF4、 BaF2、 LaF2、 LaF3 、 CeF2、 CeF3、 PrF2、 PrF3、 NdF2、 SmF2、 SmF3、 EuF2、 EuF3、 GdF3、 TbF3、 TbF4、 DyF2、 NdF3、 HoF2、 HoF3、 ErF2、 ErF3、 TmF2、 TmF3、 YbF3、 YbF2、 LuF2、 LuF3、 PbF2、 BiF3或在这些氟化合物 中含有氧、碳或过渡族金属元素的化合物可使用于浸渗工序，通过使用了 具有可视光线的透过性的溶液或CH基和氟元素的一部分结合而成的溶液 的浸渗处理而能够形成，且认为在晶界及晶粒内有板状的氟化合物及氧氟 化合物。
权利要求
1、一种烧结磁铁电动机，其是具有如下烧结磁铁转子的烧结磁铁电动机，所述烧结磁铁转子具有烧结的主要成分为铁的强磁性材料，形成于所述强磁性材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或氧氟化合物，和在所述氟化合物或所述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、稀土类元素中的至少一种，其中，从所述强磁性材料的表面到内部以一定浓度梯度分布有所述氟化合物或所述氧氟化合物的一部分，并且在所述强磁性材料的晶界面与母相之间以一定浓度梯度分布有稀土类元素，所述烧结磁铁电动机的特征在于，所述氟化合物的浓度分布从烧结磁铁转子的磁极中心看是非对称的。
2、 一种烧结磁铁电动机，其是具有如下烧结磁铁转子的烧结磁铁电动机，所述烧结磁铁转子具有以铁为主要成分的烧结磁铁材料，形成于所述烧结磁铁材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或 氧氟化合物，和在所述氟化合物或所述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、稀土类 元素中的至少一种，其中，所述氟化合物或所述氧氟化合物的一部分从所述强磁性材料的 表面贯穿内部直至另一表面连续地延伸存在，并且，在所述强磁性材料的晶界面与母相之间以一定浓度梯度分布有所述 稀土类元素，所述烧结磁铁电动机的特征在于，所述氟化合物的浓度分布从烧结磁铁转子的磁极中心看是非对称的。
3、 一种烧结磁铁电动机，其是具有如下烧结磁铁转子的烧结磁铁电动机，所述烧结磁铁转子具有以铁为主要成分的烧结磁铁材料，形成于所述烧结磁铁材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或 氧氟化合物，和在所述氟化合物或所述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素或稀土类 元素中的至少一种，其中，所述氟化合物或所述氧氟化合物的一部分以从所述强磁性材料 的表面贯穿内部直至另一表面连续地延伸存在，并且，在所述强磁性材料的晶界面与母相之间以一定浓度梯度分布有氟，所述烧结磁铁电动机的特征在于，所述氟的浓度分布从烧结磁铁转子的磁极中心看是非对称的。
4、 一种烧结磁铁电动机，其是具有如下烧结磁铁转子的烧结磁铁电动机，所述烧结磁铁转子具有-以铁为主要成分的烧结磁铁材料，形成于所述烧结磁铁材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或 氧氟化合物，和在所述氟化合物或所述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、稀土类 元素中的至少一种，其中，所述氟化合物或氧氟化合物的一部分从所述强磁性材料的表面 沿着结晶晶界面延伸直至另一表面连续地延伸存在，并且，在所述强磁性材料的晶界面与母相之间以一定浓度梯度分布有氟，所述烧结磁铁电动机的特征在于，所述氟的平均浓度分布从烧结磁铁转子的磁极中心看是非对称的。
5、 一种烧结磁铁电动机，其是具有如下烧结磁铁转子的烧结磁铁电动机，所述烧结磁铁转子具有 以铁为主要成分的烧结磁铁材料，形成于所述烧结磁铁材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或氧氟化合物，和在所述氟化合物或所述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、稀土类 元素中的至少一种，其中，所述氟化合物或氧氟化合物的一部分从所述强磁性材料的表面 贯穿内部直至另一表面连续地延伸存在，并且，在所述强磁性材料的晶界面与母相之间以一定浓度梯度分布有氟，所述烧结磁铁发动机的特征在于，配置于所述烧结磁铁转子的外周的烧结磁铁的残留磁通密度分布的 对称性与顽磁力分布的对称性不同。
6、 一种烧结磁铁电动机，其特征在于， 具有以铁及稀土元素为主要成分的强磁性材料，形成于所述强磁性材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或氧 氟化合物，所述氟化合物或所述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、金属元素、 稀土类元素中的至少一种及碳，和以使所述氟化合物或所述氧氟化合物在所述强磁性材料的任意位置 的晶界处与最表面不连接而连续地延伸存在的连续层，其中，沿着所述连续层，所述碱、碱土类元素、金属元素或稀土类元 素中的至少一种沿所述强磁性材料的母相韵晶界偏析，且在所述氟化合物 或氧氟化合物的具有立方晶体结构的晶粒内，碱、碱土类元素、金属元素 或稀土类元素中的至少一种以从晶粒中心朝向外侧变成高浓度的方式偏析，并且，将100pm3以上的体积进行组成分析而得到的稀土元素的浓度分布以烧结磁铁转子的磁极为中心左右非对称。
7、 一种烧结磁铁电动机，其是在转子具有如下烧结磁铁的烧结磁铁电动机， 所述烧结磁铁具有烧结的主要成分为铁的强磁性材料，和 用氟化合物或氧氟化合物对所述强磁性材料进行氟化处理而成的氟 化处理部，所述烧结磁铁电机的特征在于，所述氟化处理部在转子的轴方向的中心部变窄而在远离轴方向的中 心部的两端部变宽。
8、 一种烧结磁铁电动机，其是在转子具有如下烧结磁铁的烧结磁铁电动机， 所述烧结磁铁具有烧结的主要成分为铁的强磁性材料，和用氟化合物或氧氟化合物对所述强磁性材料进行氟化处理而成的氟 化处理部，所述烧结磁铁电动机的特征在于，所述氟化处理部之外的氟化合物未处理部份存在于垂直于各向异性 方向的两个面的中心部。
全文摘要
本发明的目的是提供一种能够实现氟化合物使用量的降低的烧结磁铁电动机。本发明的烧结磁铁电动机，具有烧结磁铁转子，该烧结磁铁转子具有烧结的主要成分为铁的强磁性材料；形成于所述强磁性材料的晶粒内部或晶界部的局部的氟化合物或氧氟化合物；在所述氟化合物或所述氧氟化合物中包含的碱、碱土类元素、稀土类元素的至少一种，其中，从所述强磁性材料的表面到内部以一定浓度梯度分布有所述氟化合物或所述氧氟化合物的一部分，并且在所述强磁性材料的晶界面与母相之间以一定浓度梯度分布有稀土类元素，其特征在于，所述氟化合物的浓度分布从烧结磁铁转子的磁极中心看是非对称的。
文档编号H02K1/00GK101626172SQ20091014204
公开日2010年1月13日 申请日期2009年5月27日 优先权日2008年7月11日
发明者佐通祐一, 安原隆, 小室又洋, 松延丰 申请人:株式会社日立制作所