R-t-b系永久磁鐵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供與現(xiàn)有的R-T-B系永久磁鐵相比較，不會顯著降低磁特性，并且能夠在低溫下制造的永久磁鐵。在R-T-B系的構(gòu)造中，通過交替地層疊R1-T-B系結(jié)晶層和Ce-T-B結(jié)晶層，從而形成R1-T-B系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層的層疊構(gòu)造，可以在維持R1-T-B系結(jié)晶層的高的各向異性磁場的同時由Ce-T-B系結(jié)晶層降低結(jié)晶化溫度。
【專利說明】R-T-B系永久磁鐵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及稀土類永久磁鐵，特別是涉及通過將R-T-B系永久磁鐵中的R的一部 分選擇性地置換成Ce而得到的永久磁鐵。

【背景技術(shù)】
[0002] 已知以四方晶R2T14B化合物為主相的R-T-B系永久磁鐵（R為稀土類元素，T為Fe 或者其一部分被Co置換了的Fe)具有優(yōu)異的磁特性，并且自1982年的發(fā)明（專利文獻1 : 日本特開昭59-46008號公報）以來是代表性的高性能永久磁鐵。
[0003] 特別是稀土類元素 R由Nd、Pr、Dy、Ho、Tb構(gòu)成的R-T-B系永久磁鐵，其各向異性 磁場Ha大，作為永久磁鐵材料而被廣泛使用。其中尤其是稀土類元素 R為Nd的Nd-Fe-B 系永久磁鐵，飽和磁化強度Is、居里溫度（Curie temperatur)Tc、各向異性磁場Ha的平衡 良好，在民生、產(chǎn)業(yè)、輸送設(shè)備等中被廣泛使用。然而，近年來，R-Fe-B系永久磁鐵的用途日 益擴大，使Nd或Pr等的消耗量急劇增加，因此，謀求作為貴重的資源的Nd或Pr等的有效 的利用，并且強烈要求將R-Fe-B系永久磁鐵的材料成本抑制為較低。
[0004] 另一方面，R-Fe-B系永久磁鐵存在為了結(jié)晶化而需要大量的能量這樣的問題。再 有，如果為了結(jié)晶化而在高的溫度下進行熱處理，則存在來自周邊的雜質(zhì)的混入而使磁特 性劣化這樣的問題。因此，要求R-Fe-B系永久磁鐵能夠在低溫下結(jié)晶化。
[0005] 作為熔點、以及與Fe的共晶溫度均在稀土類元素中最低且可以在低的溫度下形 成R-T-B系結(jié)晶層的稀土類元素 R，有Ce。另外，已知Ce資源量豐富并且顯示高的矯頑力。 專利文獻2涉及低成本且高性能的燒結(jié)以及樹脂粘結(jié)磁鐵。即，其是在Ce-La-(釹鐠）_Fe 中加入半金屬的組成，通式按照原子比由Cei_x_y_zPr xNdyLaz(Fei_mM m)n表示。其中，Μ由B、C、 Si、Ge、P、S的各元素中的1種或者2種以上的元素構(gòu)成，X、y、z、t、m、η的取值范圍為： 〇· 1 芻 X 芻 〇· 5、0· 1 芻 y 芻 0· 85、0 芻 ζ 芻 0· 1、0· 02 芻 m 芻 0· 1、0 芻 η 芻 8. 0、0〈l-x-y-z〈0. 8。 在此，La是必須的，本磁鐵的特性為，矯頑力為581kA/m以上。
[0006] 另外，專利文獻3也涉及低成本且高性能的燒結(jié)磁鐵以及樹脂粘結(jié)磁鐵。即，為在 Ce-La-(釹鐠）-Fe-B中置換了 Co的組成，矯頑力可以得到629kA/m。
[0007] 另外，專利文獻4也涉及低成本且高性能的燒結(jié)磁鐵以及樹脂粘結(jié)磁鐵。即，為在 Ce-La-(釹鐠）-Fe中置換了 Μ元素的組成，矯頑力可以得到597kA/m以上。
[0008] 它們的矯頑力都明顯低于796kA/m左右的Nd-T-B系的矯頑力，難以代替現(xiàn)有的 Nd-T-B系磁鐵。
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1 :日本特開昭59-46008號公報
[0011] 專利文獻2 :日本特公平6-6776號公報
[0012] 專利文獻3 :日本特公平6-942號公報
[0013] 專利文獻4 :日本特公平6-2930號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明是認識到這樣的狀況而完成的發(fā)明，其目的在于，提供與在民生、產(chǎn)業(yè)、輸 送設(shè)備等中被廣泛使用的R-T-B系永久磁鐵相比較，不會顯著降低磁特性并且能夠在低溫 下制造的永久磁鐵。
[0015] 為了解決上述的問題并達成目的，本發(fā)明的特征在于，具有R-T-B系的構(gòu)造，并且 層疊有Rl-Τ-Β系結(jié)晶層（其中，R1是不包含Ce的至少一種稀土類元素，T為以Fe或者Fe 和Co為必須元素的一種以上的過渡金屬元素）和Ce-T-B系結(jié)晶層。通過取得該結(jié)構(gòu)，從 而可以得到與現(xiàn)有的R-T-B系永久磁鐵相比較，不會顯著降低磁特性并且能夠在低溫下制 造的永久磁鐵。
[0016] 本發(fā)明中，作為R，具有R1和Ce，可以有效活用資源量豐富的Ce。另外，Ce是熔點 以及與Fe的共晶溫度均在稀土類元素中最低且可以在低的溫度下形成R-T-B系結(jié)晶層的。 另一方面，存在各向異性磁場降低的問題。于是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：通過層疊 Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和 Ce-T-B系結(jié)晶層，從而可以在維持Rl-Τ-Β系結(jié)晶層的高的各向異性磁場的同時由Ce-T-B 系結(jié)晶層降低結(jié)晶化溫度，從而完成本發(fā)明。
[0017] 通過交替地層疊 Rl-Τ-Β和Ce-T-B，從而Rl-Τ-Β的結(jié)晶化溫度也能夠降低。這可 以認為是通過在低的結(jié)晶化溫度下形成Ce-T-B系結(jié)晶層，接著在Ce-T-B系結(jié)晶層上層疊 Rl-Τ-Β，從而由于界面附近的共晶溫度降低，因而即使在低的溫度下也形成Rl-Τ-Β結(jié)晶。 其后，在界面附近產(chǎn)生的Rl-Τ-Β系結(jié)晶生長，從而能夠降低Rl-Τ-Β相整體的結(jié)晶化溫度。
[0018] 本發(fā)明所涉及的R-T-B系永久磁鐵優(yōu)選R1相對于Ce的原子組成比Rl/Ce在0. 1 以上且10以下的范圍內(nèi)。通過設(shè)為該范圍，從而能夠得到Rl-Τ-Β系結(jié)晶層的高的各向異 性磁場和能夠降低Ce-T-B系結(jié)晶層的結(jié)晶化溫度的效果的平衡，特別是能夠得到高的磁 特性。
[0019] 本發(fā)明所涉及的R-T-B系永久磁鐵，優(yōu)選，Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層的 各自的厚度為〇· 6nm以上且300nm以下。通過設(shè)為該范圍，從而也產(chǎn)生一部分來自于單磁 疇的矯頑力表現(xiàn)機制，能夠得到特別高的矯頑力。
[0020] 本發(fā)明通過在添加了 Ce的R-T-B系永久磁鐵中層疊 Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B 系結(jié)晶層，從而可以保持比R為Ce的R-T-B系永久磁鐵相對高的矯頑力。另外，相比于使 用Nd、Pr、Dy、Ho、Tb作為R的現(xiàn)有的R-T-B系永久磁鐵，能夠降低結(jié)晶化溫度。

【具體實施方式】
[0021] 對用于實施本發(fā)明的方式（實施方式）進行詳細的說明。并不是由以下的實施方 式所記載的內(nèi)容來限定本發(fā)明。另外，在以下所記載的構(gòu)成要素中，可以包含本領(lǐng)域技術(shù)人 員容易設(shè)想的要素、實質(zhì)上相同的要素。再有，可以適當組合以下所記載的構(gòu)成要素。
[0022] 本實施方式所涉及的R-T-B系永久磁鐵，含有11?18at%的稀土類元素。在此， 本發(fā)明中的R必須包含R1和Ce，Rl是不包含Ce的至少一種稀土類元素。如果R的量小于 llat%，則R-T-B系永久磁鐵中所包含的R2T14B相的生成不充分并且具有軟磁性的a -Fe 等析出，矯頑力顯著降低。另一方面，如果R超過18at %，則R2T14B相的體積比率降低，剩余 磁通密度降低。另外，R與0反應(yīng)，所含有的0量增加，伴隨于此在矯頑力產(chǎn)生中有效的富R 相減少，導(dǎo)致矯頑力的降低。
[0023] 在本實施方式中，上述稀土類元素 R包含R1以及Ce。R1是不包含Ce的至少一種 稀土類元素。在此，作為R1，也可以包含作為來自于原料的雜質(zhì)、或者制造時混入的雜質(zhì)的 其他成分。還有，如果考慮得到高的各向異性磁場，則R1優(yōu)選為Nd、Pr、Dy、Ho、Tb，另外，從 原料價格和耐蝕性的觀點出發(fā)，更優(yōu)選為Nd。
[0024] 本實施方式所涉及的R-T-B系永久磁鐵，含有5?8at%的B。在B小于5at%的 情況下，無法得到高的矯頑力。另一方面，如果B超過8at %，則存在剩余磁通密度降低的趨 勢。因此，使B的上限為8at%。
[0025] 本實施方式所涉及的R-T-B系永久磁鐵，能夠含有4. Oat%以下的Co。Co形成與 Fe相同的相，但是，在居里溫度的提高、晶界相的耐蝕性提高方面有效果。另外，本實施方 式所涉及的R-T-B系永久磁鐵，能夠在0. 01?1. 2at%的范圍內(nèi)含有A1以及Cu的1種或 者2種。通過在該范圍內(nèi)含有A1以及Cu的1種或者2種，從而可以實現(xiàn)所得到的永久磁 鐵的高矯頑力化、高耐蝕性化、溫度特性的改善。
[0026] 本實施方式所涉及的R-T-B系永久磁鐵，允許其他的元素的含有。例如，能夠適當 含有21*、11、8丨、511、6 &、吣、了&、5丨、￥、48、66等的元素。另一方面，優(yōu)選極力降低0、隊(：等 的雜質(zhì)元素。特別是損害磁特性的0,優(yōu)選使其量為5000ppm以下，進一步優(yōu)選為3000ppm 以下。這是由于，如果〇量多，則作為非磁性成分的稀土類氧化物相增大，使磁特性降低。
[0027] 本實施方式所涉及的R-T-B系永久磁鐵，具有R-T-B系的構(gòu)造，層疊有Rl-Τ-Β系 結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層。通過層疊 Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層，從而可以一邊 維持Rl-Τ-Β系結(jié)晶層的高的各向異性磁場一邊可以由Ce-T-B系結(jié)晶層降低結(jié)晶化溫度。
[0028] 在此，優(yōu)選，R1相對于Ce的原子組成比Rl/Ce在0. 1以上且10以下的范圍內(nèi)。通 過設(shè)為該范圍，從而能夠得到Rl-Τ-Β系結(jié)晶層的高的各向異性磁場和能夠降低Ce-T-B系 結(jié)晶層的結(jié)晶化溫度的效果的平衡，特別是能夠得到高的磁特性。其中，在表面層疊1層來 謀求局部的改善的情況下，不受該比例的限制。
[0029] 再有，優(yōu)選，Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層的各自的厚度為0.6nm以上且 300nm以下。Nd 2T14B和Ce2T14B的單磁疇臨界粒徑為300nm左右，通過分別在該厚度以下 進行層疊，從而由作為R-T-B系永久磁鐵的一般的矯頑力表現(xiàn)機制的成核型（nucleation type)，也產(chǎn)生一部分來自于單磁疇的矯頑力表現(xiàn)機制，可以得到高的矯頑力。另一方面， R2T14B的結(jié)晶構(gòu)造中的c軸方向的原子間距離為0. 6nm左右，在此以下則無法形成R1-T-B 系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層的層疊構(gòu)造。在小于0. 6nm的厚度下如果進行層疊，則成為R1 和Ce -部分隨機地配置的R2T14B的結(jié)晶構(gòu)造。
[0030] 以下，對本發(fā)明的制造方法的優(yōu)選的例子進行說明。
[0031] R-T-B系永久磁鐵的制造方法有燒結(jié)法、超急冷凝固法、蒸鍍法、HDDR法等，對由 蒸鍍法中的濺射得到的制造方法的一個例子進行說明。
[0032] 作為材料，首先準備靶材。靶材為具有所期望的組成的Rl-Τ-Β合金靶材以及 Ce-T-B合金靶材。在此，靶材的組成比和由濺射制造的膜的組成比，由于各元素的濺射率 不同，因而存在偏差的情況，需要進行調(diào)整。在使用具有3個以上的濺射機構(gòu)的裝置的情況 下，也可以準備Rl、Ce、T、B各個的單元素靶材，以所期望的比例進行濺射。另外，如Rl、Ce、 T-B那樣，也可以使用一部分合金靶材，以所期望的比例進行濺射。在想適當含有其他的元 素、例如Zr、Ti、Bi、Sn、Ga、Nb、Ta、Si、V、Ag、Ge等的情況下，也同樣可以以合金祀材、單元 素靶材這兩種方法進行含有。另一方面，由于優(yōu)選極力降低〇、N、C等的雜質(zhì)元素，因而也極 力降低靶材中的雜質(zhì)含有量。
[0033] 靶材在保管中自表面起氧化。特別是在使用Rl、Ce的稀土類單元素靶材的情況 下，氧化的速度快。因此，在這些靶材的使用前，有必要充分地進行濺射來顯出靶材的清潔 表面。
[0034] 通過濺射進行成膜的基材，能夠選擇各種的金屬、玻璃、硅、陶瓷等進行使用。其 中，為了得到所期望的結(jié)晶組織，有必要進行高溫下的處理，因而優(yōu)選選擇高熔點的材料。 還有，除了高溫處理中的耐性之外，存在與R-T-B膜的緊貼性不足的情況，作為其對策，通 常通過設(shè)置Cr或Ti、Ta、Mo等的基底膜來提高緊貼性。在R-T-B膜的上部，為了防止R-T-B 膜的氧化，可以設(shè)置Ti、Ta、Mo等的保護膜。
[0035] 進行濺射的成膜裝置，優(yōu)選極力降低0、N、C等的雜質(zhì)元素，因而優(yōu)選真空槽內(nèi)進 行排氣直至成為l〇_ 6Pa以下，更加優(yōu)選成為l(T8Pa以下。為了保持高的真空狀態(tài)，優(yōu)選具有 與成膜室連接的基材導(dǎo)入室。另外，在靶材的使用前，有必要充分地進行濺射來顯出靶材的 清潔表面，因此，成膜裝置優(yōu)選在基材和靶材之間具有能夠在真空狀態(tài)下操作的遮蔽機構(gòu)。 濺射的方法，在極力降低雜質(zhì)元素的目的下，優(yōu)選能夠在更低的Ar氣氛下進行濺射的磁控 管·濺射法。在此，包含F(xiàn)e、Co的靶材，由于大幅地降低磁控管·濺射的漏磁通，難以進行 濺射，因此，有必要適當?shù)剡x擇靶材的厚度。濺射的電源可以使用DC、RF任一種，可以根據(jù) 靶材適當選擇。
[0036] 在使用上述的靶材和基材，制造 Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層的層疊構(gòu)造 時，交替地濺射Rl-Τ-Β合金靶材和Ce-T-B合金靶材。在使用Rl、Ce、T、B各個的單元素靶 材的情況下，在以所期望的比例濺射R1、T、B這3種靶材之后，以所期望的比例濺射Ce、T、B 這3種靶材。通過將其交替地反復(fù)，從而能夠得到與使用合金靶材的情況相同的層疊構(gòu)造。 在濺射如Rl、T、B以及Ce、T、B那樣的3種靶材之時，可以是3元同時濺射、或者單獨地濺 射各元素的層疊濺射的任一種。即使是層疊濺射，通過在適當?shù)谋壤?、厚度下進行層疊并進 行加熱，從而也能由熱力學(xué)的穩(wěn)定性形成R-T-B系的結(jié)晶構(gòu)造。另外，層疊構(gòu)造可以通過在 成膜裝置內(nèi)移送基材從而在不同室的腔室進行不同的靶材的濺射來進行制造。
[0037] 層疊構(gòu)造的反復(fù)次數(shù)是層疊了 Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層的1組以上 中，可以設(shè)定為任意的次數(shù)。
[0038] 所謂R-T-B系結(jié)晶層的厚度，是存在R、Fe、B的面的從端部到端部為止的厚度。 R2T14B的結(jié)晶構(gòu)造由存在R、Fe、B的面和稱為σ層的僅由Fe構(gòu)成的層在c軸方向上堆積 而構(gòu)成，因而可以容易地辨別。
[0039] 層疊構(gòu)造中的Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層的厚度通過調(diào)整濺射的功率、 時間而可以設(shè)定為任意的厚度。通過使Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層的厚度有差 異，從而可以調(diào)整R1相對于Ce的原子組成比Rl/Ce。另外，也可以通過在每次反復(fù)時使厚 度變化從而使厚度具有梯度。在此，為了進行厚度的調(diào)整，有必要預(yù)先進行成膜速率的確 認。成膜速率的確認一般通過接觸式段差計測定在規(guī)定的功率、規(guī)定的時間下形成的膜來 進行。另外，也可以在成膜裝置內(nèi)配備水晶振子膜厚計等來進行使用。
[0040] 濺射中，在400?700°C下加熱基材而使其結(jié)晶化。另一方面，濺射中，也可以通過 將基材保持于室溫并在成膜后進行400?1100°C的熱處理來使其結(jié)晶化。在該情況下，成 膜后的R-T-B膜通常由數(shù)十nm左右的微細結(jié)晶或非晶質(zhì)構(gòu)成，通過熱處理使結(jié)晶生長。為 了極力減少氧化、氮化，優(yōu)選在真空或者惰性氣體中進行熱處理。出于同樣的目的，更加優(yōu) 選熱處理機構(gòu)和成膜裝置在真空中可以搬送。熱處理時間優(yōu)選為短時間，在1分鐘?1小 時的范圍內(nèi)是充分的。另外，成膜中的加熱和熱處理可以任意組合進行。
[0041] 在此，Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層由濺射的能量和基材加熱的能量而被 結(jié)晶化。濺射的能量使濺射顆粒附著于基材，結(jié)晶形成后馬上消失。另一方面，基材加熱的 能量在成膜時被持續(xù)供給，但是，在400?700°C的熱能下Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié) 晶層的擴散基本上不進行，層疊構(gòu)造被維持。在低溫成膜后的熱處理的情況下，由400? 1KKTC的熱能使微細結(jié)晶的粒生長進行，但是，Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層的擴散 基本上不進行，層疊構(gòu)造被維持。但是，在基底層等R-T-B系結(jié)晶層以外的界面，由于熱力 學(xué)的穩(wěn)定性有時會產(chǎn)生擴散。
[0042] 通過交替地層疊 Rl-Τ-Β和Ce-T-B，從而Rl-Τ-Β的結(jié)晶化溫度也可以降低。首先， 由于Ce的熔點、以及與Fe的共晶溫度均在稀土類元素中最低，因而在低的結(jié)晶化溫度下形 成Ce-T-B系結(jié)晶層。接著，在Ce-T-B系結(jié)晶層上層疊 Rl-Τ-Β，從而由于界面附近的共晶 溫度降低，因而可以認為即使在低的溫度下也形成Rl-Τ-Β結(jié)晶。其后，在界面附近產(chǎn)生的 Rl-Τ-Β結(jié)晶生長，從而可以降低Rl-Τ-Β相整體的結(jié)晶化溫度。另外，該可以降低Rl-Τ-Β相 整體的結(jié)晶化溫度的效果一直是在最表面引起的現(xiàn)象，因此，不會產(chǎn)生基底層容易擴散這 樣的不良狀況。
[0043] 由本實施方式得到的層疊體可以就這樣直接作為薄膜磁鐵使用，也可以使用由本 實施方式得到的層疊體進一步制成稀土類粘結(jié)（bond)磁鐵或稀土類燒結(jié)磁鐵。以下，敘述 其制造方法。
[0044] 對稀土類粘結(jié)磁鐵的制造方法的一個例子進行說明。首先，從基材剝離上由濺射 制造的具有層疊構(gòu)造的膜并進行微粉碎。其后，在例如加壓捏合機等的加壓混煉機中混煉 包含樹脂的樹脂粘結(jié)劑和主粉末，調(diào)制包含樹脂粘結(jié)劑和具有層疊構(gòu)造的R-T-B系永久磁 鐵粉末的稀土類粘結(jié)磁鐵用復(fù)合物（組合物）。樹脂有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等的熱固性樹 月旨、或苯乙烯系、烯烴系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系的彈性體、離聚物、乙烯丙烯共聚物 (EPM)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等的熱塑性樹脂。其中，在進行壓縮成形的情況下使用的 樹脂優(yōu)選為熱固化性樹脂，更加優(yōu)選為環(huán)氧樹脂或者酚醛樹脂。另外，在進行注塑成形的情 況下使用的樹脂優(yōu)選為熱塑性樹脂。另外，在稀土類粘結(jié)磁鐵用復(fù)合物中，根據(jù)需要，也可 以添加耦合劑或其他的添加材料。
[0045] 另外，稀土類粘結(jié)磁鐵中的R-T-B系永久磁鐵粉末和樹脂的含有比率優(yōu)選為，相 對于100質(zhì)量％的主粉末，包含例如0. 5質(zhì)量％以上20質(zhì)量％以下的樹脂。相對于100質(zhì) 量％的R-T-B系永久磁鐵粉末，如果樹脂的含有量小于0. 5質(zhì)量％，則存在保形性受損失的 趨勢，如果樹脂超過20質(zhì)量％，則存在難以得到充分優(yōu)異的磁特性的趨勢。
[0046] 在調(diào)制了上述的稀土類粘結(jié)磁鐵用復(fù)合物之后，通過對該稀土類粘結(jié)磁鐵用復(fù)合 物進行注塑成形，從而可以得到包含具有層疊構(gòu)造的R-T-B系永久磁鐵粉末和樹脂的稀土 類粘結(jié)磁鐵。在通過注塑成形制造稀土類粘結(jié)磁鐵的情況下，根據(jù)需要將稀土類粘結(jié)磁鐵 用復(fù)合物加熱至粘結(jié)劑（熱塑性樹脂）的熔融溫度為止，在形成流動狀態(tài)之后，在具有規(guī)定 的形狀的模具內(nèi)對該稀土類粘結(jié)磁鐵用復(fù)合物進行注塑成形。其后，進行冷卻，從模具中取 出具有規(guī)定形狀的成形品（稀土類粘結(jié)磁鐵）。這樣，可以得到稀土類粘結(jié)磁鐵。稀土類粘 結(jié)磁鐵的制造方法不限定于上述的注塑成形的方法，例如也可以通過將稀土類粘結(jié)磁鐵用 復(fù)合物進行壓縮成形，從而得到包含R-T-B系永久磁鐵粉末和樹脂的稀土類粘結(jié)磁鐵。在 通過壓縮成形制造稀土類粘結(jié)磁鐵的情況下，在調(diào)制了上述的稀土類粘結(jié)磁鐵用復(fù)合物之 后，將該稀土類粘結(jié)磁鐵用復(fù)合物填充至具有規(guī)定的形狀的模具內(nèi)，施加壓力而從模具中 取出具有規(guī)定形狀的成形品（稀土類粘結(jié)磁鐵）。在模具中成形稀土類粘結(jié)磁鐵用復(fù)合物 并取出的時候，使用機械壓制機或油壓壓制機等的壓縮成形機來進行。其后，放入到加熱爐 或真空干燥爐等的爐中并施加熱從而使其固化，由此得到稀土類粘結(jié)磁鐵。
[0047] 成形而得到的稀土類粘結(jié)磁鐵的形狀并沒有特別的限定，可以對應(yīng)于所使用的模 具的形狀，例如對應(yīng)于平板狀、柱狀、截面形狀為環(huán)狀等、稀土類粘結(jié)磁鐵的形狀進行變更。 另外，關(guān)于所得到的稀土類粘結(jié)磁鐵，為了防止氧化層或樹脂層等的劣化，也可以在其表面 上實施鍍敷或涂裝。
[0048] 在稀土類粘結(jié)磁鐵用復(fù)合物成形為作為目的的規(guī)定的形狀的時候，也可以施加磁 場并使成形而得到的成形體在一定方向上進行取向。由此，由于稀土類粘結(jié)磁鐵在特定方 向上進行取向，因此，可以得到磁性更強的各向異性稀土類粘結(jié)磁鐵。
[0049] 對稀土類燒結(jié)磁鐵的制造方法的一個例子進行說明。如上所述，通過例如壓制成 形等將具有層疊構(gòu)造的R-T-B系永久磁鐵粉末成形為作為目的的規(guī)定形狀。對具有層疊構(gòu) 造的R-T-B系永久磁鐵粉末進行成形而得到的成形體的形狀并沒有特別的限定，可以對應(yīng) 于所使用的模具的形狀，例如對應(yīng)于平板狀、柱狀、截面形狀為環(huán)狀等、稀土類燒結(jié)磁鐵的 形狀進行變更。
[0050] 接著，例如在真空中或者惰性氣體的存在下，在從l〇〇〇°C到1200°C的溫度下，對 成形體進行1小時?10小時的加熱處理來進行燒成。由此，可以得到燒結(jié)磁鐵（稀土類燒 結(jié)磁鐵）。燒成后，通過在低于燒成時的溫度下保持所得到的稀土類燒結(jié)磁鐵等，從而對稀 土類燒結(jié)磁鐵實施時效處理。時效處理為，例如，在700°c到900°C的溫度下加熱1小時? 3小時、進而在500°C到700°C的溫度下加熱1小時?3小時的2階段加熱，或在600°C附近 的溫度下加熱1小時?3小時的1階段加熱等，根據(jù)實施時效處理的次數(shù)適當調(diào)整處理條 件。由這樣的時效處理，可以提高稀土類燒結(jié)磁鐵的磁特性。
[0051] 所得到的稀土類燒結(jié)磁鐵可以切斷為所期望的尺寸，或者對表面進行平滑化，從 而制成規(guī)定形狀的稀土類燒結(jié)磁鐵。另外，對于所得到的稀土類燒結(jié)磁鐵，也可以在其表面 上實施用于防止氧化層或樹脂層等的劣化的鍍敷或涂裝。
[0052] 另外，在將具有層疊構(gòu)造的R-T-B系永久磁鐵粉末成形為作為目的的規(guī)定的形狀 的時候，也可以施加磁場并使成形而得到的成形體在一定方向上進行取向。由此，由于稀土 類燒結(jié)磁鐵在特定方向上進行取向，因此，可以得到磁性更強的各向異性稀土類燒結(jié)磁鐵。
[0053] [實施例]
[0054] 以下，使用實施例以及比較例來詳細地說明本發(fā)明的內(nèi)容，但是，本發(fā)明并不限定 于以下的實施例。
[0055] 關(guān)于祀材，制造以使由溉射形成的膜的組成成為Nd15Fe78B 7、Pr15Fe78B7、Ce15Fe 78B7的 方式調(diào)整的Nd-Fe-B合金靶材、Pr-Fe-B合金靶材以及Ce-Fe-B合金靶材。在進行成膜的基 材上準備娃基板。條件為如下所述，祀材的尺寸為直徑76. 2_，基材的尺寸為10_X 10mm, 膜的面內(nèi)均勻性被充分保持。
[0056] 成膜裝置使用可以排氣至l(T8Pa以下且在同一槽內(nèi)具有多個濺射機構(gòu)的裝置。在 該成膜裝置內(nèi)將上述Nd-Fe-B合金靶材和Pr-Fe-B合金靶材、Ce-Fe-B合金靶材、進而基底 膜、保護膜所使用的Ta靶材進行安裝。濺射通過使用磁控管·濺射法，形成IPa的Ar氣氛， 并利用RF電源來進行。還有，RF電源的功率和成膜時間對應(yīng)于試料的構(gòu)成進行調(diào)整。 [0057] 膜構(gòu)成中，首先，作為基底膜，成膜50nm的Ta。接著，根據(jù)各個實施例以及比較例， 調(diào)整Rl-Fe-B層厚度和Ce-Fe-B層厚度并進行濺射。同樣的，進行Pr-Fe-B和Ce-Fe-B的 濺射。濺射方法對應(yīng)于試料的構(gòu)成按照交替地濺射2個靶材的方法、同時地濺射2個靶材 的方法、濺射1個靶材的方法這3種方法來進行。在R-Fe-B膜成膜之后，作為保護膜，再次 成膜50nm的Ta。
[0058] 成膜中，通過將基材的硅基板加熱至450°C，從而使R-Fe-B膜結(jié)晶化。為了比較， 一部分試料加熱至600°C。磁性層成膜后，在200°C下形成保護膜，其后，在真空中冷卻至室 溫之后，從成膜裝置中取出。在表1中表示所制造的試料。
[0059] [表 1]
[0060]

【權(quán)利要求】
1. 一種R-T-B系永久磁鐵，其特征在于， 具有R-T-B系的構(gòu)造，并且層疊有Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層，其中，R1是不 包含Ce的至少一種稀土類元素，T為包含F(xiàn)e作為必須元素或者包含F(xiàn)e和Co作為必須元 素的一種以上的過渡金屬元素。
2. 如權(quán)利要求1所述的R-T-B系永久磁鐵，其特征在于， R1相對于Ce的原子組成比Rl/Ce在0. 1以上且10以下的范圍內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1所述的R-T-B系永久磁鐵，其特征在于， Rl-Τ-Β系結(jié)晶層和Ce-T-B系結(jié)晶層各自的厚度為0. 6nm以上且300nm以下。
【文檔編號】H01F1/057GK104124019SQ201410168557
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】橋本龍司, 鈴木健一, 崔京九 申請人:Tdk株式會社