稀土永久磁铁和具有该稀土永久磁铁的旋转电机的制作方法

1.本发明涉及稀土永久磁铁和具有该稀土永久磁铁的旋转电机。


背景技术：

2.在现有技术中，已知通过仅在一个主面或对置的两个主面涂布重稀土元素而使得主面中央部的矫顽力大于主面端部的矫顽力的含有重稀土元素的r－t－b系烧结磁铁。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2017－55074号公报


技术实现要素：

6.根据磁铁的用途，有时想要提高一侧端面的耐腐蚀性。
7.本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种提高了一侧端面的耐腐蚀性的稀土永久磁铁以及具有该稀土永久磁铁的旋转电机。
8.本发明提供一种稀土永久磁铁，其具有第一表面，将包含第一表面的重心的部分a1的矫顽力设为a1，将包含在与第一表面的重心处的法线方向垂直的y方向上从上述部分a1分离的第一表面的边缘的部分b1的矫顽力设为b1，将包含在与第一表面的重心处的法线方向和y方向垂直的x方向上从上述部分a1分离的第一表面的边缘的部分c1的矫顽力设为c1，将包含在与x方向相反的－x方向上从上述部分a1分离的第一表面的边缘的部分d1的矫顽力设为d1，此时满足a1＜b1、a1≥c1和a1≥d1，在第一表面的表层部存在重稀土元素。
9.根据本发明，因为满足a1＜b1，所以能够提供一种在y方向的一侧端部提高了耐腐蚀性的稀土永久磁铁。
10.关于在稀土永久磁铁的端部发生腐蚀的机理以及通过稀土永久磁铁满足a1＜b1而使得稀土永久磁铁的端部的耐腐蚀性提高的原因，本发明的发明人如下考虑。即，在稀土永久磁铁的晶界存在的、稀土元素r的含量比主相多的相(富r相)容易被氧化。存在于晶界的富r相的r被来自使用环境下的水蒸气等的水腐蚀而变成氢氧化物，在该过程中产生氢。该过程由下述式(i)表示。
11.2r+6h2o
→
2r(oh)3+3h2···
(i)
12.该产生的氢被吸留在未被腐蚀的富r相中。该过程由下述式(ii)表示。
13.2r+xh2→
2rh
x
···
(ii)
14.富r相因吸留氢而更容易被腐蚀，并且由于吸留了氢的富r相与水的腐蚀反应，产生富r相所吸留的量以上的氢。该过程由下述式(iii)表示。
15.2rh
x
+6h2o
→
2r(oh)3+(3+x)h2···
(iii)
16.通过上述式(i)～(ⅲ)的连锁反应，在磁铁的端部发生的腐蚀向磁铁的内部进展，富r相变成r(oh)3和rh
x
。通过伴随该变化的体积膨胀，蓄积应力，导致磁铁的构成主相的晶粒(主相颗粒)脱落。而且，由于主相颗粒的脱落，出现磁铁的新生面，磁铁的腐蚀进一步向
磁铁的内部进展。
17.在此，通过磁铁满足a1＜b1、即磁铁的端部的例如富r相中重稀土元素增加，富r相的合金新生面上的腐蚀电位升高。由此，上述式(i)中的氢的产生得到抑制，结果，上述式(ⅱ)以后的反应不易发生，在+y方向的端部，作为磁铁的耐腐蚀性提高。
18.另外，上述磁铁可以满足b1－a1≥10ka/m。
19.另外，上述磁铁可以具有与上述第一表面对置的第二表面，在上述第二表面的表层部存在重稀土元素，将包含上述第二表面的重心的部分的矫顽力设为a2，将包含在上述x方向上从包含上述第二表面的重心的部分a2分离的上述第二表面的边缘的部分c2的矫顽力设为c2，将包含在上述－x方向上从包含上述第二表面的重心的部分a2分离的上述第二表面的边缘的部分d2的矫顽力设为d2，此时满足a2≥c2和a2≥d2。
20.另外，上述磁铁可以具有与上述第一表面对置的第二表面，在上述第二表面整面存在重稀土元素，在满足a2≥c2和a2≥d2的情况下，上述磁铁将包含在上述y方向上从包含上述第二表面的重心的部分a2分离的上述第二表面的边缘的部分b2的矫顽力设为b2时，满足a2＜b2。
21.另外，上述磁铁可以具有与上述第一表面对置的第二表面，在上述第二表面整面存在重稀土元素，在满足a2≥c2和a2≥d2的情况下，上述磁铁将包含在与上述y方向相反的－y方向上从包含上述第二表面的重心的部分a2分离的上述第二表面的边缘的部分e2的矫顽力设为e2时，满足a2＜e2。
22.另外，将包含在与上述y方向相反的－y方向上从包含上述第一表面的重心的部分分离的上述第一表面的边缘的部分e1的矫顽力设为e1时，满足a1＜e1。
23.另外，上述y方向可以是上述第一表面的长边方向。
24.另外，上述第一表面的重心处的法线方向可以与上述磁铁的c轴平行。
25.本发明的旋转电机具有转子、定子和设置于上述转子或上述定子的上述磁铁。
26.发明效果
27.根据本发明，能够提供提高了一侧端面的耐腐蚀性的稀土永久磁铁以及具有该稀土永久磁铁的旋转电机。
附图说明
28.图1是表示本发明的第一实施方式的稀土永久磁铁的外观图。
29.图2a是表示元素在稀土永久磁铁的晶界和晶粒中扩散的状况的示意图。
30.图2b是表示元素在稀土永久磁铁的晶界和晶粒中扩散的状况的示意图。
31.图2c是表示元素在稀土永久磁铁的晶界和晶粒中扩散的状况的示意图。
32.图3a是表示第一实施方式的稀土永久磁铁的zy截面上的矫顽力分布的示意图，颜色越深表示矫顽力越强。
33.图3b是表示第二实施方式的稀土永久磁铁的zy截面上的矫顽力分布的示意图，颜色越深表示矫顽力越强。
34.图3c是表示第三实施方式的稀土永久磁铁的zy截面上的矫顽力分布的示意图，颜色越深表示矫顽力越强。
35.图3d是表示第四实施方式的稀土永久磁铁的zy截面上的矫顽力分布的示意图，颜
色越深表示矫顽力越强。
36.图3e是表示现有技术的稀土永久磁铁的zy截面上的矫顽力分布的示意图，颜色越深表示矫顽力越强。
37.图4a是表示第一实施方式的稀土永久磁铁的zx截面的矫顽力分布的示意图，颜色越深表示矫顽力越强。
38.图4b是表示第二～第四实施方式的稀土永久磁铁的zx截面的矫顽力分布的示意图，颜色越深表示矫顽力越强。
39.图5是表示本实施方式的矫顽力测定用片的立体示意图。
40.图6a是表示本发明的变形方式的稀土永久磁铁的示意图。
41.图6b是表示本发明的变形方式的稀土永久磁铁的示意图。
42.图6c是表示本发明的变形方式的稀土永久磁铁的示意图。
43.图7是涂布有涂料的烧结体的立体图。
44.图8a是表示在第一实施方式的稀土永久磁铁的制造工序中在扩散处理工序之前涂布了涂料的烧结体的zy截面的示意图。
45.图8b是表示在第二实施方式的稀土永久磁铁的制造工序中在扩散处理工序之前涂布了涂料的烧结体的zy截面的示意图。
46.图8c是表示在第三实施方式的稀土永久磁铁的制造工序中在扩散处理工序之前涂布了涂料的烧结体的zy截面的示意图。
47.图8d是表示在第四实施方式的稀土永久磁铁的制造工序中在扩散处理工序之前涂布了涂料的烧结体的zy截面的示意图。
48.图8e是表示在现有技术的稀土永久磁铁的制造工序中在扩散处理工序之前涂布了涂料的烧结体的zy截面的示意图。
49.图9是表示本发明的实施方式的旋转电机的一例的示意图。
50.图10a是表示实施例中切出的部分矫顽力测定用片的位置和坐标的示意图。
51.图10b是表示实施例中切出的部分矫顽力测定用片的位置和坐标的示意图。
52.图11是表示耐腐蚀性的评价结果的曲线图。
53.符号说明
54.10：第一表面；11：第二表面；12～16：侧面(端面)；21：晶界；23：主相晶粒；30：试样；70：转子(rotor)；80定子(stator)；100：r－t－b系烧结磁铁；110：马达。
具体实施方式
55.下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。图中，对同等构成要素标注相同标号。本发明不限于下述实施方式。
56.＜稀土永久磁铁＞
57.(第一实施方式)
58.图1是表示第一实施方式的稀土永久磁铁100(下面也称为“磁铁100”)的外观图。如图1所示，本实施方式的磁铁100具有长方体形状。磁铁100具有配置于z＝0的xy平面上的第一表面10、与xy平面平行配置且与第一表面10对置的第二表面11、以及与xy平面垂直的四个侧面(端面)12～15。
59.第一表面(主面)10和第二表面(主面)11分别具有长边方向为y方向且短边方向为x方向的矩形形状，与z方向正交且彼此对置。侧面13和15与zy平面平行配置且彼此对置，侧面12和14与xz平面平行配置且彼此对置。
60.第一表面10和第二表面11的面积比侧面12～15中任一个都大。第一表面10具有短边10b、10e和长边10c、10d。第二表面11具有短边11b、11e和长边11c、11d。
61.在此，将包含第一表面10的重心a1
′
的部分设为中央部a1，将包含在y方向上从中央部a1分离的边缘的部分设为端部b1，将包含在－y方向上从中央部a1分离的边缘的部分设为端部e1，将包含在x方向上从中央部a1分离的边缘的部分设为端部c1，将包含在－x方向上从中央部a1分离的边缘的部分设为端部d1。
62.同样，将包含第二表面11的重心a2
′
的部分设为中央部a2，将包含在y方向上从中央部a2分离的边缘的部分设为端部b2，将包含在－y方向上从中央部a2分离的边缘的部分设为端部e2，将包含在x方向上从中央部a2分离的边缘的部分设为端部c2，将包含在－x方向上从中央部a2分离的边缘的部分设为端部d2。
63.在图1所示的磁铁100中，端部b1是包含边10b的中点b1
′
的部分。端部c1是包含边10c的中点c1
′
的部分。端部d1是包含边10d的中点d1
′
的部分。端部e1是包含边10e的中点e1
′
的部分。
64.在图1所示的磁铁100中，端部b2是包含边11b的中点b2
′
的部分。端部c2是包含边11c的中点c2
′
的部分。端部d2是包含边11d的中点d2
′
的部分。端部e2是包含边11e的中点e2
′
的部分。
65.磁铁100是含有稀土元素r、过渡金属元素t和硼b、且具有由r2t
14
b结晶构成的颗粒(主相晶粒)和存在于相邻的多个主相晶粒之间的晶界的r－t－b系烧结磁铁。但是，磁铁100不限于r－t－b系烧结磁铁，也可以是例如钐钴磁铁、钐－铁－氮磁铁或镨磁铁。
66.在磁铁100中，r表示稀土元素中的至少一种。稀土元素是指长周期型元素周期表的属于第3族的sc、y和镧系元素。镧系元素包含例如la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu等。稀土元素被分成轻稀土和重稀土，重稀土元素是指gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu，轻稀土元素是除此以外的稀土元素。
67.在磁铁100中，r的含量优选为28.0质量％以上33.0质量％以下，更优选为29.0质量％以上32.0质量％以下。通过使r的含量在上述范围内，剩余磁通密度(br)和矫顽力(hcj)提高。
68.在磁铁100中，t表示fe、或包含fe和co中的一种以上的过渡金属元素。t可以仅是fe，也可以是fe的一部分被co置换的元素。
69.在磁铁100中，fe的含量为磁铁100的构成要素中的实质上的剩余部分。
70.在磁铁100包含co的情况下，co的含量优选为0.3质量％以上5质量％以下，更优选为0.4质量％以上2.5质量％以下。通过使co的含量在上述范围内，矫顽力和耐腐蚀性提高。
71.作为除fe和co外的过渡金属元素，可以举出ti、v、cu、cr、mn、ni、zr、nb、mo、hf、ta、w等。另外，除过渡金属元素外，t可以还包含例如al、ga、si、bi、sn等元素中的至少一种元素。
72.在磁铁100中，对于b而言，能够将b的一部分置换为碳(c)。在该情况下，除磁铁的制造变得容易外，还能够实现制造成本的降低。另外，c的置换量为实质上不影响磁性的量。
另外，也可以不可避免地混入o、c、ca等。
73.在磁铁100中，b的含量优选为0.70质量％以上1.10质量％以下，更优选为0.75质量％以上1.05质量％以下，进一步优选为0.80质量％以上1.00质量％以下。通过使b的含量在上述范围内，剩余磁通密度和矫顽力提高。
74.在磁铁100中，c的含量根据其它参数等而变化，确定为适当量。而且，磁铁100也可以包含cu和al等。通过添加这些元素，能够实现高矫顽力化、高耐腐蚀性化以及温度特性的改善。
75.在磁铁100中，在第一表面10的表层部存在重稀土元素。具体而言，例如，在第一表面10上的中央部a1、在y方向上从中央部a1分离的端部b1、在－y方向上从中央部a1分离的端部e1、在x方向上从中央部a1分离的端部c1、在－x方向上从中央部a1分离的端部d1中任一部位、以及第一表面10的四个角部，在第一表面10的表层部特别是位于表层部的晶界都存在重稀土元素。其中，在第一表面10的构成主相的晶粒的内部可以存在重稀土元素，也可以不存在重稀土元素。表层部是指从磁铁表面到0.5mm深度的区域。
76.磁铁100可以是重稀土元素从第一表面10向内部发生了晶界扩散的稀土永久磁铁。重稀土元素发生了晶界扩散的磁铁100与未发生晶界扩散的磁铁100相比，能够利用更少量的重稀土元素来提升矫顽力。
77.关于晶界扩散，已知将扩散的方式模式化了的harrison的扩散分类模型。根据harrison的扩散分类模型，扩散被分成a型、b型、c型。图2a～图2c是表示元素在磁铁100的晶界21和晶粒23中扩散的状况的示意图。图2a是a型，图2b是b型，图2c是c型。各图中阴影部分表示重稀土元素扩散的部分。其中，在图2a～图2c中，元素从图的上方向下方扩散。
78.如图2a所示，在a型的情况下，重稀土元素在晶界21扩散，也在晶粒23内部扩散。即，在a型的情况下，发生向颗粒内的扩散。与此相对，如图2c所示，在c型的情况下，重稀土元素不在晶粒23内部扩散，重稀土元素仅在晶界21扩散。如图2b所示，b型的情况是a型与c型中间的情况。
79.优选晶界21中的重稀土元素(dy和tb中至少一种)的浓度高于晶粒23中的重稀土元素的浓度，最优选重稀土元素仅在晶界21和晶粒23的表面扩散。因此，优选扩散中b型或c型处于支配地位，特别优选c型处于支配地位。在晶界21中的重稀土元素的浓度高的情况下，能够利用少量重稀土元素高效地提升矫顽力。在本说明书中，在没有特别说明时，重稀土元素的浓度是指重稀土元素的质量浓度。
80.在第一实施方式中，在磁铁100中，在第二表面11的表层部的晶界不存在重稀土元素。
81.磁铁100中所含的各种成分的测定法可以使用目前众所周知的方法。关于各种金属元素量，可以通过荧光x射线分析(xrf)进行测定。氧气量可以通过不活泼气体熔化－非分散红外线吸收法进行测定。碳量可以通过氧气流中燃烧－红外线吸收法进行测定。在测定试样小或金属元素含量为微量的情况下，可以使用电感耦合等离子发射光谱仪(icp－aes)。
82.在一个方式中，磁铁100的易磁化轴(c轴)与作为重心a1
′
的法线的z方向平行，即与第一表面10垂直，但在另一方式中，也可以与z方向垂直(例如与y方向平行或与x方向平行)，还可以为相对于z方向倾斜的方向。
83.磁铁100的尺寸没有特别限定，可以根据用途适当变更。磁铁100的x方向的长度x1可以为1～100mm，y方向的长度y1可以为10～300mm，z方向的厚度z1可以为0.5～30mm，也可以为1～15mm。磁铁100可以为立方体。
84.图3a是沿包含图1的中央部a1、a2、端部b1、e1、b2、e2的x＝0的zy面的切断面将第一实施方式所示的磁铁100切断的截面的矫顽力分布的示意图。
85.其中，在图3a～图3e以及后述的图4a和图4b中，黑色越深(点越多)的部分表示矫顽力越高，黑色越浅(点越少)的部分表示矫顽力越低。此外，黑色的深浅(点的多少)表示各图中的多个部分的矫顽力的相对大小。黑色的深浅(点的多少)并不表示不同图中的矫顽力的相对大小。
86.在本实施方式中，在zy截面上，在第一表面10及其附近具有越朝向第一表面10矫顽力和重稀土元素的浓度越高的区域(梯度结构区域)。从中点e1
′
(端部e1)穿过重心a1
′
(中央部a1)到达中点b1
′
(端部b1)之前，在该梯度结构区域内，y方向上的矫顽力和重稀土元素的浓度实质上恒定(矫顽力为
±
9ka/m，重稀土元素的浓度在
±
10％的范围内)，但是端部b1的矫顽力和重稀土元素的浓度大于该恒定值，在端部b1，梯度结构比其它部分更向－z方向深度延伸。
87.换言之，将第一表面10的中央部a1的矫顽力设为a1，将包含在与重心a1
′
的法线z方向垂直的y方向上从中央部a1分离的第一表面的边缘的端部b1的矫顽力设为b1时，满足a1＜b1。
88.为了能够进一步提升端部的耐腐蚀性，b1－a1优选为10ka/m以上，更优选为15ka/m以上，进一步优选为20ka/m以上。
89.不仅x＝0的zy截面满足这种情况，与x＝0的zy截面平行的其它zy截面也满足这种情况。即，将连接图1的边10d的中点d1
′
和边10c的中点c1
′
之间的x轴上的线u4 n等分，将包含各线段的部分的矫顽力设为a1
n
，将第一表面10的边10b n等分，将包含各线段的部分的矫顽力设为b1
n
，在相同x轴位置对它们进行比较，除中央部a1外，在各线段的x轴方向的相同位置也满足a1
n
＜b1
n
。优选差满足上述式。
90.端部b1等包含边10b的部分的矫顽力和重稀土金属元素的浓度高于中央部a1等包含x轴的部分的矫顽力和重稀土金属元素的浓度，与之对应，从边10b朝向边11b例如到z方向厚度的中央，对侧面12的各部分(例如能够分割成沿着xz方向的格子状)的矫顽力和重稀土金属元素浓度与中央部(y＝0)的包含zx截面的各部分的矫顽力和重稀土金属元素浓度在y方向上分离的对应的位置进行比较时，端面12侧高。
91.图4a是沿包含图1的中央部a1、a2、端部c1、d1、c2、d2的y＝0的xz面将第一实施方式所示的磁铁100切断的截面的矫顽力分布的示意图。
92.在本实施方式中，在该切断面上，包含第一表面10的重心a1
′
的中央部a1的矫顽力在包含中点d1
′
的端部d1和包含中点c1
′
的端部c1的矫顽力之上。这与端部c1和端部d1的重稀土元素的浓度在中央部a1的重稀土元素的浓度之下相对应。第一表面10的中央部a1的矫顽力可以超过两端部d1和c1的矫顽力。这与中央部a1的重稀土元素的浓度高于端部c1和端部d1相对应。
93.将包含在与重心a1
′
的法线z方向和y方向垂直的x方向上从中央部a1分离的第一表面10的边缘的端部c1的矫顽力设为c1，将包含在与x方向相反的－x方向上从中央部a1分
离的第一表面10的边缘的端部d1的矫顽力设为d1时，本实施方式的磁铁100满足a1≥c1和a1≥d1。
94.a1和c1可以满足a1－c1≥10ka/m，也可以满足a1－c1≥20ka/m，还可以满足a1－c1≥30ka/m。
95.a1和d1可以满足a1－d1≥10ka/m，也可以满足a1－d1≥20ka/m，还可以满足a1－d1≥30ka/m。
96.此外，不仅y＝0的zx截面满足a1≥c1和a1≥d1的关系，与y＝0的zx截面平行的其他zx截面也满足该关系。
97.在第二表面11实质上不存在重稀土金属元素，或者在面内浓度实质上相同，中央部a2和两端部b2、e2、c2、d2的矫顽力实质上相同(矫顽力为
±
9ka/m，重稀土元素浓度在
±
10％的范围内)，与z方向(厚度方向)的中央部a2的矫顽力为同等程度。
98.在本说明书中，包含第一表面或第二表面的重心、边缘或角等部分等的、定义了矫顽力或重稀土金属元素的浓度的磁铁的部分(有时称为片)的大小和形状没有特别限定。
99.片的形状没有特别限定，例如，如图5所示，可以为长方体。片30的厚度z2的例子为0.5～10mm。可以使一边x2和另一边y2的长度分别为0.5～10mm。体积的例子可以为磁铁的1/1000～1/10。
100.(作用效果)
101.根据第一实施方式，与现有技术相比，能够与其他端面相比选择性地提升端面12的耐腐蚀性。因此，在使用磁铁时，通过以最容易受到腐蚀的端面成为端面12的方式配置磁铁，能够提高磁铁的耐腐蚀性。
102.现有技术的r－t－b磁铁即使在xz切断面具有图4b的结构，在zy切断面上也会成为图3e所示的结构，不满足a1＜b1。
103.(第二实施方式)
104.相对于第一实施方式，本实施方式的磁铁在矫顽力的分布、即重稀土元素的分布上不同。
105.图3b是沿包含图1的中央部a1、a2、端部b1、e1、b2、e2的x＝0的zy面将第二实施方式所示的磁铁100切断的截面的矫顽力分布的示意图。
106.在本实施方式中，在切断面上，第一表面10侧的矫顽力等的梯度结构与第一实施方式相同。
107.在zy截面上，在第二表面11及其附近还具有越朝向第二表面11矫顽力和重稀土元素的浓度越高的区域(梯度结构区域)。从中点b2
′
(端部b2)穿过重心a2
′
(中央部a2)到达中点e2
′
(端部e2)之前，在该梯度结构区域内，y方向上的矫顽力和重稀土元素的浓度实质上恒定(矫顽力为
±
9ka/m，重稀土元素的浓度在
±
10％的范围内)，但是端部e2的矫顽力和重稀土元素的浓度大于该恒定值，在端部e2，梯度结构比其它部分更加向+z方向深度延伸。
108.换言之，将第二表面11的中央部a2的矫顽力设为a2，将在－y方向上从中央部a2分离的第二表面的端部e2的矫顽力设为e2时，满足a2＜e2。
109.优选e2－a2为10ka/m以上，更优选为15ka/m以上，进一步优选为20ka/m以上。
110.不仅x＝0的zy截面满足这种情况，与x＝0的zy截面平行的其他zy截面也满足这种情况。即，将连接边11d的中点d2
′
和边11c的中点c2
′
之间的与x轴平行的线u2 n等分(例如
10等分)，将包含各线段的部分的矫顽力设为a2
n
，将端面14的边11e n等分，将包含各线段的部分的矫顽力设为e2
n
，在相同x轴位置对它们进行比较，除中央部a2外，在各线段的x轴方向的相同位置也满足a1
n
＜e2
n
。优选差满足上述式。
111.端部e2等包含边11e的部分的矫顽力和重稀土金属元素的浓度高于中央部a2等包含与x轴平行的线u2的部分的矫顽力和重稀土金属元素的浓度，与之对应，从边11e朝向边10e例如到z方向厚度的中央，对端面14的各部分的矫顽力和重稀土金属元素浓度与中央部(y＝0)的包含zx截面的各部分的矫顽力和重稀土金属元素浓度在y方向上分离的对应的位置进行比较时，端面14侧高。
112.图4b是沿包含图1的中央部a1、a2、端部c1、d1、c2、d2的y＝0的xz面将第二实施方式所示的磁铁100切断的截面的矫顽力分布的示意图。
113.在本实施方式中，第一表面10侧的矫顽力和重稀土元素的分布与第一实施方式相同。
114.在本实施方式中，在该切断面上，第二表面11的中央部a2的矫顽力在两端部d2和c2的矫顽力之上。这与端部c2和端部d2的重稀土元素的浓度在中央部a2的重稀土元素的浓度之下相对应。第二表面11的中央部a2的矫顽力可以超过两端部d2和c2的矫顽力。这与中央部a2的重稀土元素的浓度高于端部c2和端部d2相对应。
115.将在与重心a2
′
的法线z方向和y方向垂直的x方向上从中央部a2分离的第二表面11的端部c2的矫顽力设为c2，将包含在与x方向相反的－x方向上从中央部a2分离第二表面的边缘的端部d2的矫顽力设为d2时，本实施方式的磁铁100满足a2≥c2和a2≥d2。
116.a2和c2可以满足a2－c2≥10ka/m，也可以满足a2－c2≥20ka/m，还可以满足a2－c2≥30ka/m。
117.a2和d2可以满足a2－d2≥10ka/m，也可以满足a2－d2≥20ka/m，还可以满足a2－d2≥30ka/m。
118.此外，不仅y＝0的zx截面满足a2≥c2和a2≥d2的关系，与y＝0的zx截面平行的其他zx截面也满足该关系。
119.第二实施方式的磁铁100在第二表面11的表层部、特别是表层部的晶界存在重稀土元素。具体而言，例如在中央部a2、y方向的端部b2、－y方向的端部e2、x方向的端部c2、－x方向的端部d2中任一部位、以及第二表面的四个角部，第二表面11的表层部的晶界都存在重稀土元素。此外，在第二表面11的构成主相的晶粒的内部可以存在重稀土元素，也可以不存在重稀土元素。磁铁100可以是重稀土元素从第二表面11向内部发生了晶界扩散的稀土永久磁铁。
120.根据本实施方式，能够选择性地提高端面12和端面14的耐腐蚀性。因此，在使用磁铁时，以最容易受到腐蚀的面为端面12和/或端面14的方式配置磁铁，能够进一步提升磁铁的耐久性。
121.(第三实施方式)
122.相对于第二实施方式，本实施方式的磁铁在第二表面11侧的矫顽力的分布、即重稀土元素的分布上不同。
123.图3c是沿包含图1的中央部a1、a2、端部b1、e1、b2、e2的x＝0的zy面将第三实施方式所示的磁铁100切断的截面的矫顽力分布的示意图。
124.在本实施方式中，在该切断面上，第一表面10侧的矫顽力等的梯度结构与第一实施方式和第二实施方式相同。而且，在第二表面11及其附近还具有越朝向第二表面11矫顽力和重稀土元素的浓度越高的梯度结构区域。在此，从中点e2
′
(端部e2)穿过重心a2
′
(中央部a2)到达中点b2
′
(端部b2)之前，在该梯度结构区域内，y方向上的矫顽力和重稀土元素的浓度实质上恒定(矫顽力为
±
9ka/m，重稀土元素浓度在
±
10％的范围内)，但是端部b2的矫顽力和重稀土元素的浓度大于该恒定值，在端部b2，梯度结构比其它部分更向+z方向深度延伸。
125.换言之，将第二表面11的中央部a2的矫顽力设为a2，将在y方向上从中央部a2分离的第二表面11的端部b2的矫顽力设为b2时，满足a2＜b2。
126.为了能够进一步提升端部的耐腐蚀性，优选b2－a2为10ka/m以上，更优选为15ka/m以上，进一步优选为20ka/m以上。
127.不仅x＝0的zy截面满足这种情况，与x＝0的zy截面平行的其它zy截面也满足这种情况。即，将连接边11d的中点d2
′
和边11c的中点c2
′
之间的与x轴平行的线u2 n等分，将包含各线段的部分的矫顽力设为a2
n
，将端面12的边11b n等分，将包含各线段的部分的矫顽力设为b2
n
，在相同x轴位置对它们进行比较，除中央部a2外，在各线段的x轴方向的相同位置也满足a2
n
＜b2
n
。优选差满足上述式。
128.端部b2等包含边11b的部分的矫顽力和重稀土金属元素的浓度高于中央部a2等包含与x轴平行的线u2的部分的矫顽力和重稀土金属元素的浓度，与之对应，从边11b朝向边10b例如到z方向厚度的中央，对端面12的各部分的矫顽力和重稀土金属元素浓度与中央部(y＝0)的包含zx截面的各部分的矫顽力和重稀土金属元素浓度在y方向上分离的对应的位置进行比较时，端面12侧高。
129.第三实施方式所示的磁铁100的沿着包含图1的中央部a1、a2、端部c1、d1、c2、d2的y＝0的xz面的切断面的矫顽力分布如图4b所示，与第二实施方式相同。
130.根据本实施方式，能够选择性地进一步提升端面12的耐腐蚀性。因此，在使用磁铁时，以最容易受到腐蚀的面为端面12的方式配置磁铁，能够进一步提升磁铁的耐久性。
131.(第四实施方式)
132.相对于第三实施方式，本实施方式的磁铁在－y侧的端部的矫顽力的分布、即重稀土元素的分布上不同。
133.图3d是沿包含图1的中央部a1、a2、端部b1、e1、b2、e2的x＝0的zy面将第四实施方式所示的磁铁100切断的截面的矫顽力分布的示意图。
134.在本实施方式中，磁铁的+y侧的矫顽力和重稀土元素的梯度分布与第三实施方式相同。
135.而且，在本实施方式中，磁铁的－y侧的矫顽力和重稀土元素的梯度分布也与第三实施方式的+y侧相同。
136.根据本实施方式，能够与其他端面相比选择性地提升端面12和端面14的耐腐蚀性。因此，在使用磁铁时，以最容易受到腐蚀的面为端面12和/或端面14的方式配置磁铁，能够进一步提升磁铁的耐久性。
137.(变形方式)
138.本发明的磁铁不限于上述实施方式，可以存在各种变形方式。
139.在上述实施方式中，图1所示的磁铁100中，x方向是第一表面10和第二表面11的短边方向，y方向是第一表面10和第二表面11的长边方向，但x方向和y方向可以任意确定，例如，也可以在磁铁100中x方向是第一表面10和第二表面11的长边方向，y方向是第一表面10和第二表面11的短边方向。
140.另外，也可以第一表面不为主面10，而是侧面(端面)12、14或侧面13、15为主面。无论如何，只要使要求耐腐蚀性的部分成为在y方向上露出的面即可。
141.另外，磁铁的形状也可以不为长方体。
142.例如，侧面12～15中对置的任意两个侧面可以彼此平行，也可以不彼此平行。具体而言，也可以如图6a所示磁铁为圆板(圆柱)。圆柱的z方向的厚度z1可以为1.5～9mm，也可以为2～7mm。第一表面10和第二表面11的直径h1可以为10～100mm。
143.在该情况下，在包含第一表面10的重心a1
′
的部分设中央部a1，在包含第二表面11的重心a2
′
的部分设中央部a2，给出以重心a1
′
的法线为z方向的坐标系，将任意方向设为x、y方向，与长方体的情况同样，可以如图6a所示确定端部b1～e1和端部b2～e2。
144.此时的部分和大小可以如上所述适当设定，可以对应于包含边缘时的片的周缘的形状适当地变形。
145.另外，第一表面10和第二表面11可以彼此平行，也可以不彼此平行。另外，第一表面10和/或第二表面11也可以为曲面。
146.例如，图6b是在沿着轴向的两个平面上切取规定厚度的圆筒的一部分的形状，在第一表面10配置圆筒的外周面，在第二表面11配置圆筒的内周面，可以称为c型，也可以称为拱型。
147.在第一表面10为曲面的情况下在包含曲面的重心a1
′
的部分设中央部a1，在第二表面11为曲面的情况下在包含第二表面11的重心a2
′
的部分设中央部a2，给出以重心a1
′
的法线为z方向的坐标系，将任意方向设为x、y方向，确定端部b1～e1和端部b2～e2。
148.图6c是图6b中使第二表面11为平面的图，能够同样地确定中央部a1、a2、端部b1～e1和端部b2～e2。
149.在磁铁具有曲面的情况下，可以片的形状也相应地成为具有曲面的形状。
150.＜稀土永久磁铁的制造方法＞
151.下面，对本实施方式的磁铁100的制造方法(下面也称为“本实施方式的制造方法”)进行说明。其中，下面以通过粉末冶金法制作重稀土元素发生了晶界扩散的磁铁100为例进行说明，但本实施方式的制造方法没有特别限定，也可以使用其它方法。
152.本实施方式的制造方法包括将原料粉末成型而得到成型体的成型工序、将成型体烧结而得到烧结体的烧结工序、和使重稀土元素在烧结体中发生晶界扩散的晶界扩散工序。
153.[原料粉末的准备工序]
[0154]
原料粉末可以通过公知的方法制作。在本实施方式的制造方法中，对使用单独合金的一合金法的情况进行说明，但也可以为将第一合金和第二合金这两种合金混合而制作原料粉末的所谓的二合金法。
[0155]
首先，通过公知的方法将与磁铁100的组成对应的原料金属熔解，之后通过铸造制作具有希望组成的合金。
[0156]
在制作合金后，将制得的合金粉碎(粉碎工序)。粉碎工序可以通过两个阶段实施，也可以通过一个阶段实施。粉碎方法没有特别限定。例如，可以通过使用各种粉碎机的方法实施。
[0157]
[成型工序]
[0158]
在成型工序中，将通过粉碎工序得到的粉碎粉末成型为规定的形状。成型方法没有特别限定，在本实施方式中，将粉碎粉末填充到模具内，在磁场中加压。
[0159]
成型时的加压优选以20mpa～300mpa进行。施加的磁场优选为950ka/m～1600ka/m。将粉碎粉末成型而得到的成型体的形状没有特别限定，可以为例如长方体、平板状、柱状和拱状等与希望的磁铁100的形状相应的任意形状。
[0160]
[烧结工序]
[0161]
烧结工序是将成型体在真空或不活泼气体气氛中烧结而得到烧结体的工序。需要根据组成、粉碎方法、粒度和粒度分布的差异等诸条件调整烧结温度，例如通过在真空中或存在不活泼气体的条件下，对成型体进行1000℃以上1200℃以下、1小时以上20小时以下的加热处理而进行烧制。由此，能够得到高密度的烧结体。此外，在该时刻优选在烧结体整体中矫顽力分布实质上均匀。
[0162]
[晶界扩散工序]
[0163]
在该工序中，对通过烧结工序得到的烧结体涂布包含重稀土元素的涂料，之后，进行热处理，使重稀土元素从涂料向磁铁内部发生晶界扩散。
[0164]
在此，使用图7和图8a～图8e，在具有与最终产品磁铁的第一表面10、第二表面11、端面12～15对应的第一表面60、第二表面61、端面62～65的长方体的烧结体50涂布涂料，以该情况为例进行说明。
[0165]
为了提供第一实施方式(图3a和图4a)那样的矫顽力分布，在图7和图8a中，从－y侧向+y侧或从+y侧向－y侧在第一表面60的整面涂布涂料40。而且，仅在+y侧的端部m1再次涂布涂料，使+y侧的端部m1的涂料40的厚度大于第一表面60的其他部分的厚度。
[0166]
如图8a所示，从x方向观察，在+y侧的端部m1，涂料40的每单位面积的量增多，所以从端部m1扩散的重稀土元素的量增多，能够实现图3a那样的矫顽力分布。另外，通过沿+y方向或－y方向涂布涂料，从y方向观察时，
±
x侧的两端的每单位面积的涂料的量与中央部同等或比中央部少，因此能够得到图4a那样的矫顽力分布。
[0167]
无需在端面62～65涂布涂料。
[0168]
为了提供第二实施方式(图3b和图4b)那样的矫顽力分布，如图8b所示，在烧结体50的第一表面60整面涂布涂料后，在第二表面61整面也涂布涂料即可。此时，从图7的－y侧向+y侧或从+y侧向－y侧，在第二表面61整面涂布包含扩散材料的涂料40。然后，在第二表面61上，仅在－y侧的端部m3再次涂布涂料40，使－y侧的端部m3的涂料40的厚度增加。对于第一表面60，如第一实施方式中说明的那样，仅在+y侧的端部m1再次涂布涂料，使+y侧的端部m1的涂料40的厚度大于第一表面60的其他部分的厚度，从而提供第二实施方式(图3b和图4b)那样的矫顽力分布。
[0169]
另外，为了提供第三实施方式(图3c和图4b)那样的矫顽力分布，在烧结体50的第一表面60整面涂布涂料后，如图8c所示，在第二表面61，仅在+y侧的端部m4再次涂布涂料，仅使+y侧的端部m4的涂料的厚度增加。对于第一表面60，如第一实施方式中说明的那样，仅
在+y侧的端部m1再次涂布涂料，使+y侧的端部m1的涂料40的厚度大于第一表面60的其他部分的厚度，从而提供第三实施方式(图3c和图4b)那样的矫顽力分布。
[0170]
另外，为了提供第四实施方式(图3d和图4b)那样的矫顽力分布，如图8d所示，在第一表面60和第二表面61整面分别涂布涂料，并且在各面上，在+y侧和－y侧端部的端部m1～m4再次涂布，增大厚度即可。
[0171]
此外，如图8e所示，在第一表面60和第二表面61上仅涂布一次时能够得到图3e和图4b所示的矫顽力分布。即，在该情况下，所得到的磁铁100不满足a1＜b1、a2＜b2、a1＜e1和a2＜e2。
[0172]
再次涂布涂料的端部的y方向的长度可以适当调节，例如可以为1～15mm。
[0173]
涂料中所包含的重稀土元素没有特别限定，优选dy或tb，更优选tb。
[0174]
重稀土元素可以以重稀土化合物的形式包含在涂料中。作为这种重稀土化合物，可以举出例如合金、氧化物、卤化物、氢氧化物和氢化物，优选使用氢化物。作为重稀土元素的氢化物，可以举出dyh2、tbh2、dy－fe的氢化物或tb－fe的氢化物。特别优选dyh2或tbh2。
[0175]
重稀土化合物优选为颗粒状。另外，平均粒径优选为100nm～100μm，更优选为1μm～50μm。
[0176]
作为涂料所使用的溶剂，优选不使重稀土化合物溶解而使其均匀分散的溶剂。可以举出例如醇、醛和酮，其中优选乙醇。
[0177]
涂料中的重稀土化合物的含量没有特别限定。例如可以为10～90质量％。根据需要，涂料中还可以含有除重稀土化合物外的成分。可以举出例如用于防止重稀土化合物颗粒聚集的分散剂等。
[0178]
另外，在双面涂布的情况下，可以使第一表面60的重稀土元素涂布量(或密度)和第二表面61的重稀土元素涂布量(或密度)变化。
[0179]
此外，涂布重稀土元素的方法没有特别限定。例如有蒸镀、溅射、电镀、喷涂、刷涂、喷射分配器、喷嘴、丝网印刷、刮刀印刷、使用片材工艺等的方法。另外，为了仅在表面涂布重稀土元素，可以根据需要对除表面外的面进行遮掩。
[0180]
在涂布包含重稀土元素的涂料后，使涂料干燥，之后进行使重稀土元素向烧结体内部扩散的处理。扩散处理方法没有特别限定，通常通过真空或不活泼气体中的加热实施扩散处理。此外，在上述例子中，以涂布为例进行说明，但通过除涂布外的方法使重稀土元素附着的情况也同样。
[0181]
在上述的a型、b型、c型的各扩散中哪种扩散处于支配地位依赖于扩散处理温度和基材组成、组织。扩散处理温度越高a型越容易处于支配地位，扩散处理温度越低c型越容易处于支配地位。如上所述，优选c型处于支配地位。另外，虽然扩散处理温度越低c型越容易处于支配地位，但是扩散处理温度越低扩散速度也越低，需要更长时间的加热，有时会引起制造效率的降低。
[0182]
本实施方式的优选扩散处理温度也依赖于磁铁100的组成，为700～1000℃。通过设为700℃以上，扩散速度容易充分提高。另外，通过设为1000℃以下，c型扩散容易处于支配地位。
[0183]
另外，在重稀土元素的涂布量为等量的情况下，存在在c型扩散处于支配地位的温度下发生晶界扩散时的矫顽力比在a型扩散或b型扩散处于支配地位的温度下发生晶界扩
散时大的趋势。
[0184]
[加工工序(晶界扩散后)]
[0185]
在扩散处理工序后，可以根据需要进行用于去除残留在表面的残渣的处理。扩散处理后的加工工序中实施的加工种类没有特别限定。在扩散处理后，可以进行例如化学去除方法、物理切断、磨削等形状加工或滚筒研磨等倒角加工等。
[0186]
通过以上工序得到的磁铁100也可以实施镀敷、树脂涂覆或氧化处理、化学法表面处理等表面处理。由此，能够进一步提升耐腐蚀性。
[0187]
而且，可以使用将磁铁100切断、分割而得到的磁铁。另外，磁铁100可以单独使用，也可以根据需要将两个以上的磁铁100结合使用。结合方法没有特别限定。例如有机械结合的方法或通过树脂模塑结合的方法。
[0188]
具体而言，磁铁100适合用于压缩机、磁传感器、扬声器、后述的旋转电机等用途。
[0189]
作为旋转电机，可以举出例如小型马达、大型马达、发电机和后述的ipm马达。作为发电机，可以举出例如风力发电机、水力发电机和火力发电机。在大型马达、风力发电机和ipm马达等需要特别大的稀土永久磁铁的用途中，可以使用通过将两个以上的磁铁100结合而制得的大的磁铁100。
[0190]
＜旋转电机＞
[0191]
如图9所示，磁铁100可以用于马达110。图9所示的马达110是ipm马达(interior permanent magnet motor)。马达110具备圆筒状的转子70(rotor)和以包围转子70的方式配置于转子70外侧的定子80(stator)。图9表示转子70的旋转轴方向(z方向)上的马达110的内部结构。转子70具有圆筒状的转子芯72和多个磁铁100。沿着转子芯72的外周面，以规定间隔形成有多个收纳孔74，磁铁100收纳于各收纳孔74内。即，各磁铁100沿着转子芯72的周面配置。磁铁100通过树脂模塑固定于收纳孔74内。在树脂模塑中，向磁铁100施加高的压力。
[0192]
如图9所示，沿着转子70的圆周方向相邻的磁铁100可以以n极和s极的位置彼此相反的方式收纳于收纳孔74内。即，沿着圆周方向相邻的磁铁100产生沿着转子70的径向彼此相反的方向的磁力线。图9所示的转子70具有六个磁铁100，但转子70所具有的磁铁100的数量(极数)没有限定。
[0193]
就磁铁100而言，优选磁石100的y方向与转子70的旋转轴方向一致。特别是在第一实施方式中，优选矫顽力高的端部b1侧(+y侧)的端面12从收纳孔74露出，在第二～第四实施方式中，优选矫顽力高的端部b1侧(+y侧)的端面12或端部e1侧(－y侧)的端面14从收纳孔74露出。在固定于收纳孔74内的磁铁100中，未被收纳孔74的内壁包围的露出面容易被水腐蚀。因此，如果以这样的朝向收纳磁铁100，未被收纳孔74的内壁包围的面为磁铁100的耐腐蚀性高的侧面12，马达的耐腐蚀性提升。
[0194]
定子80具有沿着转子70的外周面以规定间隔设置的多个线圈部82。线圈部82和磁铁100以彼此相对的方式配置。定子80通过电磁作用对转子70赋予扭矩，转子70沿圆周方向旋转。图9所示的定子80具有八个线圈部82，但定子80所具有的线圈部82的数量(槽数)没有限定。此外，在本实施方式中，转子中收纳有磁铁，但也可以定子中收纳磁铁。
[0195]
实施例
[0196]
下面，基于实施例和比较例对本发明进行更具体的说明，但本发明不限于以下实
施例。
[0197]
(实施例1)
[0198]
[烧结工序]
[0199]
通过带铸法准备原料合金，以得到满足26质量％nd－4质量％pr－0.4质量％al－0.8质量％co－0.5质量％cu－0.35质量％zr－0.1质量％ga－0.90质量％b－余量fe的烧结体。
[0200]
接着，使原料合金在室温下吸留氢后，在ar气体气氛下，进行600℃、1小时的脱氢，实施氢粉碎处理(粗粉碎)。
[0201]
接着，对于原料合金，在氢粉碎后微粉碎前，在粗粉碎粉末中添加油酸酰胺0.1质量％作为粉碎助剂，使用诺塔混合机进行混合。之后，利用使用n2气的喷射磨进行微粉碎，制成平均粒径为4.0μm左右的微粉碎粉末。
[0202]
将所得到的微粉碎粉末填充到配置于电磁铁中的模具内，一边施加1200ka/m的磁场一边施加50mpa压力，进行磁场中成型，得到成型体。
[0203]
将所得到的成型体以1060℃烧结12小时，得到烧结体。之后，对所得到的烧结体进行面研磨、切断、洗净、干燥，最终得到20.2
×
100.2
×
6.2mm尺寸的烧结体。
[0204]
此外，烧结体整体的剩余磁通密度为1390mt，烧结体整体的矫顽力为1281ka/m。
[0205]
[扩散处理工序]
[0206]
对所得到的烧结体，通过进行将其浸渍到硝酸与乙醇的混合溶液中3分钟、之后渍到乙醇中1分钟的处理2次，进行扩散处理工序的预处理。在预处理后将烧结体洗净、干燥。
[0207]
另外，制作向烧结体涂布的含tb涂料。利用使用n2气的喷射磨将tbh2原料微粉碎，制作tbh2微粉。接着，将所得到的tbh2微粉与醇溶剂混合，使其分散到醇溶剂中形成涂料，得到含tb涂料。
[0208]
对于烧结体的两个主面整面，通过刷涂将含tb涂料沿+y方向涂布于第一表面60，沿－y方向涂布于第二表面61。接着，在烧结体的一个主面的第一主面60的+y侧的端部(图7的端部m1)和另一个主面的第二表面61的端部(图7的端部m3)再次涂布涂料。此时，涂布涂料使得涂布了两次涂料的图7的端部m1和m3，tb的附着密度达到30mg/cm2。涂布涂料使得在涂布了一次涂料的两主面的区域，tb的附着密度达到20mg/cm2。此时的对基材整体的tb附着量相对于基材重量100质量％为1.0质量％。
[0209]
在干燥后，对涂布了含tb涂料后的烧结体进行扩散处理。将扩散温度设为850℃，将扩散时间设为6小时。接着，以500℃对进行了扩散处理的烧结体进行时效处理。
[0210]
对扩散处理工序后的烧结体的六个面均实施0.1mm的切削研磨。结果，烧结体的尺寸成为x方向20mm
×
y方向100mm
×
z方向6mm。对研磨后的烧结体进行洗净、干燥，得到试样(磁铁)。
[0211]
(实施例2)
[0212]
涂布涂料使得在涂布了两次涂料的图7的端部m1和m3，tb的附着密度达到31mg/cm2，涂布涂料使得在涂布了一次涂料的两主面的区域，tb的附着密度达到22mg/cm2，除此以外，与实施例1同样操作得到试样(磁铁)。
[0213]
(比较例1)
[0214]
在扩散处理工序中，通过刷涂对烧结体的两个主面整面涂布含tb涂料，之后，未在
烧结体的一个主面的端部(图7的端部m1)和另一个主面的端部(图7的端部m3)再次涂布涂料，除此以外，与实施例1同样操作得到试样(磁铁)。
[0215]
下面，对各特性的评价方法进行说明。
[0216]
[部分矫顽力]
[0217]
首先，在图10a中斜线所示的各位置从磁铁上取出包含图1所示的磁铁100的侧面12的片。在本实施方式中，片的形状为图5所示的x2＝1mm、y2＝5mm、z2＝1mm的长方体。各片沿x方向和z方向等间隔配置。以z方向的坐标α1～α8和b1
′
与z方向的坐标β1～β5的组合表示片的位置。
[0218]
另外，在图10b中斜线所示的各位置从磁铁上取出包含图1所示的磁铁100的y＝0的xz面且与上述大小相同的片。各片沿x方向和z方向等间隔配置。以z方向的坐标γ1～γ8和a1
′
与z方向的坐标ε1～ε5的组合表示片的位置。
[0219]
通过脉冲励磁型磁性测定装置测定取出的片的矫顽力。将结果示于表1。
[0220]
[耐腐蚀性]
[0221]
以y轴长度＝5mm切取磁铁的+y侧的端部和y方向上的中央部，进行压力锅试验(pct试验)。具体而言，将所得到的试样放置于温度120℃、湿度100％rh、压力2atm、饱和pct模式的环境下，每隔一定试验时间测定每单位表面积的重量。重量利用电子天平测定。将与试验开始前(试验时间0小时)重量的重量变化(mg/cm2)示于表2。另外，将以试验时间为横轴、以与试验开始前(试验时间0小时)重量的重量变化(mg/cm2)为纵轴的曲线图示于图11。
[0222]
[表1]
[0223][0224]
[表2]
[0225]