R-t-b系燒結(jié)磁鐵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種使耐腐蝕性提高并且抑制了磁特性降低的R-T-B系燒結(jié)磁鐵，其特征在于，所述R-T-B系燒結(jié)磁鐵包含由R2T14B(R為Y、Ce、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd中的至少1種，T為必須有Fe的1種或2種以上的過渡金屬元素)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的主相，具有包含Ce、Fe、Co的晶界相，單位截面積中所述包含Ce、Fe、Co的晶界相所占的截面積比為1.0％以上且5.0％以下。
【專利說明】
R-T-B系燒結(jié)磁鐵
技術(shù)領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種R-T-B系燒結(jié)磁鐵，特別涉及一種耐腐蝕性優(yōu)異的磁鐵。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知以四方晶R2T14B化合物為主相的R-T-B系燒結(jié)磁鐵(R為稀土元素，T為必須有 Fe的1種或2種以上的過渡金屬元素，B為硼)具有優(yōu)異的磁特性，1982年的發(fā)明（專利文獻1) 以來是代表性的高性能永久磁鐵。
[0003] 特別是稀土元素 R由Nd、Pr、Dy、Ho、Tb構(gòu)成的R-T-B系燒結(jié)磁鐵的各向異性磁場Ha 大，廣泛用作永久磁鐵材料。其中，使稀土元素 R為Nd的Nd2Fe14B燒結(jié)磁鐵其飽和磁化強度 Is、居里溫度Tc、各向異性磁場Ha的平衡性良好，在民生、工業(yè)、運輸設備等中廣泛使用。然 而，由于R-T-B系燒結(jié)磁鐵含有稀土元素作為主成分，因此，已知耐腐蝕性比較低。
[0004] 在此，認為腐蝕的機理如下。首先，如果由使用環(huán)境下的水蒸氣等產(chǎn)生的水附著于 燒結(jié)磁鐵的表面，則由于主相與晶界相間產(chǎn)生的電位差而引起電池反應，在該過程中產(chǎn)生 氫。上述產(chǎn)生的氫被吸附于富R相中，由此富R相變化成氫氧化物。進一步，在發(fā)生了氫吸附 的富R相與水的電池反應中產(chǎn)生被富R相吸附的量以上的氫。由于上述反應的進行，晶界部 分體積膨脹，引起主相顆粒的脫落。其結(jié)果，R-T-B系燒結(jié)磁鐵出現(xiàn)新形成的面，上述反應向 內(nèi)部發(fā)展。
[0005] 針對該問題，在專利文獻2中提出了通過將規(guī)定量的Co均勻地固溶于富R相中來提 高耐腐蝕性的方案?？梢哉J為這是由于通過使Co固溶于富R相中，從而主相與晶界相間的電 位差變小，電池反應得到了有效地抑制，因此，耐腐蝕性提高。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1:日本特開昭59-46008號公報 [0009] 專利文獻2:日本特開平4-6806號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0011] 然而，在專利文獻2中，由于Co均勻固溶于富R相中時以置換作為主相的R2T14B相的 Fe的形式進入，因此，主相中的Fe被Co置換了需要以上的量，從而存在磁特性、特別是矯頑 力降低的問題。
[0012] 本發(fā)明是認識到這樣的狀況而做出的，其目的在于提供一種使耐腐蝕性提高并且 抑制了磁特性的降低的R-T-B系燒結(jié)磁鐵。
[0013] 用于解決技術(shù)問題的手段
[0014] 基于這樣的目的，對于晶界相的種類與耐腐蝕性的關系反復進行了深入研究，結(jié) 果發(fā)現(xiàn)，為了改善耐腐蝕性，在使Co固溶規(guī)定量于晶界相中時，如果在晶界相中存在規(guī)定量 的Ce、Fe，則通過形成Ce-Fe-Co金屬間化合物，從而Co穩(wěn)定化，Co不會與主相中的Fe發(fā)生置 換，因此，也抑制了矯頑力的降低。本發(fā)明是基于以上的見解而完成的，其特征在于，所述R-T-B系燒結(jié)磁鐵包含由R2T 14BU為￥、〇6、1^、？廣制、3111411、6(1中的至少1種，1'為必須有?6的1 種或2種以上的過渡金屬元素)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的主相，具有包含Ce、Fe、Co的晶界相，所述包含Ce、 Fe、Co的晶界相在單位截面積中所占的截面積比為1.0%以上且5.0%以下。
[0015] 在此，單位截面積表示利用掃描型電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope， 以下記為SEM)觀察燒結(jié)體中的組織得到的50μπι見方的區(qū)域。
[0016] 通過這樣的構(gòu)成，為了改善耐腐蝕性，在使Co固溶于晶界相時，如果在晶界相中存 在規(guī)定量的Ce、Fe，則通過形成Ce-Fe-Co金屬間化合物，從而Co穩(wěn)定化，由于Co沒有與主相 中的Fe發(fā)生置換，因此，能夠得到抑制了矯頑力變低的R-T-B系燒結(jié)磁鐵。
[0017] 作為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，優(yōu)選包含Ce、Fe、Co的晶界相中的Co原子濃度為 0.5at%以上且5.Oat%以下。通過這樣的構(gòu)成，主相與晶界相的電位差變?yōu)樽钚?，可以有?地抑制電池反應，因此能夠得到耐腐蝕性充分高的R-T-B系燒結(jié)磁鐵。
[0018] 作為更加優(yōu)選的實施方式，包含Ce、Fe、Co的晶界相中，Ce原子濃度相對于Ce原子 濃度、Fe原子濃度、Co原子濃度之和的比率優(yōu)選為0.20以上且0.35以下。通過這樣的構(gòu)成， 成為對于包含Ce、Fe、Co的晶界相中的Co充分穩(wěn)定化最適合的Ce比率，由于Co沒有與主相中 的Fe發(fā)生置換，因此，能夠得到磁特性沒有劣化的R-T-B系燒結(jié)磁鐵。
[0019] 發(fā)明的效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，能夠得到使耐腐蝕性提高，并且抑制了磁特性的降低的R-T-B系燒結(jié) 磁鐵。
【具體實施方式】
[0021] 以下，基于實施方式來詳細地說明本發(fā)明。另外，本發(fā)明不受以下的實施方式和實 施例中記載的內(nèi)容的限定。另外，以下記載的實施方式和實施例中的構(gòu)成要素包含本領域 技術(shù)人員容易想到的要素、實質(zhì)上相同的要素、所謂等同范圍內(nèi)的要素。進一步，以下所記 載的實施方式和實施例中公開的構(gòu)成要素可以適當組合，也可以適當選擇使用。
[0022]本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵將稀土元素（R)設定為11.5at%以上且 16.(^%以下的范圍。在此，本發(fā)明中的1?為￥、〇6、1^、？匕制、3111411、6(1中的至少1種。如果1? 的含量低于11.5at%，則成為R-T-B系燒結(jié)磁鐵的主相的R 2T14B相的生成不充分，具有軟磁 性的α-Fe等析出，矯頑力顯著地降低。另一方面，如果R的含量超過16.Oat%，則作為主相的 R2T14B相的體積比率降低，剩余磁通密度降低。
[0023]本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵中，T為必須有Fe的1種或2種以上的過渡金 屬元素(T)，將其設定為75at%以上且85at%以下的范圍。如果T的含量低于75at%，則剩余 磁通密度降低。另一方面，如果T的含量超過85at %，則導致矯頑力的降低。
[0024]本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵含有硼(B)4.8at %以上且6.5at %以下。在 B的含量低于4. Sat %的情況下，不能得到高的矯頑力。另一方面，如果B的含量超過 6.5at %，則剩余磁通密度降低。
[0025]本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵含有0.Olat%以上且0.70at%以下的Al和 Cu中的1種或2種。通過以該范圍含有Al和Cu中的1種或2種，能夠使得到的燒結(jié)磁鐵高矯頑 力化、高耐腐蝕性化，并且能夠改善溫度特性。
[0026] 本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵允許含有其它元素。例如，能夠適當含有 Zr、Ti、Bi、Sn、Ga、Nb、Ta、Si、V、Ag、Ge 等元素。
[0027] 本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵優(yōu)選極力降低氧、碳等雜質(zhì)元素。特別是明 確了損害磁特性的氧和碳，優(yōu)選將燒結(jié)體中的氣體量控制在3000ppm以下。這是因為如果氧 量多，則作為非磁性成分的稀土類氧化物相增加，另外，如果碳量多，則作為非磁性成分的 稀土類碳化物相增加，磁特性大幅度降低。
[0028] 本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵具有主相和晶界相。
[0029] 本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵的主相顆粒具有由R2T14B型的四方晶構(gòu)成 的晶體結(jié)構(gòu)。另外，R 2TwB晶粒的平均粒徑通常為Ιμπι~15μπι左右。
[0030] 晶界相是存在于相鄰的2個主相顆粒間的與主相不同的相。
[0031]本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵的晶界相具有R比R2T14B主相多的富R相，作 為富R相的一種，存在包含Ce、Fe、Co的晶界相（以下記為CFC相）。作為其它晶界相，也可以包 含含有大量硼(B)的富B相、稀土類氧化物相、稀土類碳化物相、稀土類氮化物相。
[0032] 本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵的CFC相包含被Co置換的Ce-Fe-Co金屬間 化合物。CFC相主要由Ce、Fe和Co構(gòu)成，但也可以包含這以外的成分。
[0033] 對于本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵，CFC相在單位截面積中所占的截面積 比為1.0%以上且5.0%以下。如果CFC相在單位截面積中所占的截面積比低于1.0%，則無 法充分地抑制水蒸氣等水與R的反應中產(chǎn)生的氫向晶界的吸附，因此耐腐蝕性變低。另一方 面，如果CFC相在單位截面積中所占的截面積比超過5.0%，則主相體積比率降低，因此，剩 余磁通密度降低。
[0034]對于本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵，CFC相中的Co原子濃度為0.5at%以 上且5. Oat%以下。如果Co原子濃度低于0.5at%或大于5. Oat%，則主相與晶界相的電位差 變大，由于電池反應而造成耐腐蝕性變低。進一步，在Co原子濃度大于5.0%的情況下，Ce-Fe-Co金屬間化合物中沒有置換完的Co成為軟相(soft phase)，因此矯頑力變低。
[0035] 本實施方式所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵中，CFC相中Ce原子濃度相對于Ce原子濃 度、Fe原子濃度、Co原子濃度之和的比率（以下記為α)為0.20以上且0.35以下。如果α低于 0.20或者α大于0.35,則晶界相中存在的Co的一部分僅與Ce、Fe形成化合物，成為Co置換了 主相的Fe的結(jié)構(gòu)，因此，矯頑力降低。
[0036] 以下，對于本件發(fā)明的制造方法的優(yōu)選的例子進行說明。
[0037] 在本實施方式的R-T-B系燒結(jié)磁鐵的制造中，首先，準備原料合金以得到具有所希 望的組成的R-T-B系燒結(jié)磁鐵。原料合金能夠在真空或惰性氣體、優(yōu)選為Ar氣體氣氛中利用 薄帶連鑄法、其它公知的熔融法來進行制作。薄帶連鑄法是將原料金屬在Ar氣體氣氛等惰 性氣體氣氛中熔解，使由此得到的熔液噴出至旋轉(zhuǎn)的輥的表面。由輥急冷后的熔液被急冷 凝固成薄片狀。該急冷凝固后的合金具有晶粒粒徑為1.0~50.Ομπι的均質(zhì)的組織。原料合金 不限于由薄帶連鑄法得到，可以通過高頻感應熔解等熔解法來得到。另外，為了防止熔解后 的偏析，可以傾注到例如水冷銅板來使之凝固。另外，也可以使用由還原擴散法所得到的合 金作為原料合金。
[0038] 在得到本發(fā)明的R-T-B系燒結(jié)磁鐵的情況下，作為原料合金，基本適用由1種合金 制作燒結(jié)磁鐵的單一合金法。此外，在本實施方式中，對于單一合金法的情況進行說明，但 也能夠適用使用以作為主相顆粒的R2T14B晶粒為主體的合金(主相合金)和比主相合金含更 多R且有效地有助于晶界的形成的合金(晶界相合金)的所謂的2合金法。
[0039] 原料合金被提供給粉碎工序。在粉碎工序中，有粗粉碎工序和微粉碎工序。首先， 將原料合金粗粉碎至粒徑數(shù)百ym左右。優(yōu)選粗粉碎利用搗碎機、顎式破碎機、博朗粉碎機 (braun mill)等在惰性氣體氣氛中進行。在粗粉碎之前，通過使原料合金吸附氫之后使其 釋放來進行粉碎是有效的。氫釋放處理是以減少作為R-T-B系燒結(jié)磁鐵成為雜質(zhì)的氫為目 的而進行的。用于氫吸附的加熱保持的溫度設定為200°C以上、優(yōu)選為300°C以上。保持時間 根據(jù)與保持溫度的關系、原料合金的厚度等而變化，至少設定為30分鐘以上、優(yōu)選為1小時 以上。氫釋放處理在真空中或Ar氣流中進行。另外，氫吸附處理、氫釋放處理不是必須的處 理。將該氫粉碎定位為粗粉碎，也可以省略機械的粗粉碎。
[0040] 粗粉碎粉被提供給微粉碎工序。微粉碎主要使用氣流磨，將粒徑數(shù)百μπι左右的粗 粉碎粉制成平均粒徑為2 . Own以上且5.5μπι以下、優(yōu)選為3 . Ομπι以上且5 . Ομπι以下。氣流磨是 將高壓的惰性氣體通過狹小的噴嘴放出，產(chǎn)生高速的氣流，利用該高速的氣流將粗粉碎粉 加速，產(chǎn)生粗粉碎粉彼此的碰撞或者與靶或容器壁的碰撞來進行粉碎的方法。
[0041] 微粉碎也可以利用濕式粉碎。濕式粉碎中使用球磨機或濕式磨碎機等，將粒徑數(shù) 百μπι左右的粗粉碎粉制成平均粒徑為0 · Ιμπι以上且5 · Ομπι以下、優(yōu)選為2 · Ομπι以上且4 · 5μπι以 下。濕式粉碎中，通過選擇適當?shù)姆稚⒔橘|(zhì)來生成漿料，從而磁鐵粉不與氧接觸地進行粉 碎，因此可以得到氧濃度低的微粉末。作為分散介質(zhì)，能夠選擇異丙醇、乙醇、甲醇、乙酸乙 酯、磷酸酯、戊烷、己烷、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲乙酮等。
[0042] 在微粉碎時能夠添加0.01~0.30wt %左右的以提高成型時的潤滑和取向性為目 的的脂肪酸或脂肪酸的衍生物或烴，例如作為硬脂酸類或油酸類的硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬 脂酸鋁、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、亞乙基雙異硬脂酸酰胺;作為烴的石蠟、萘等。
[0043]所得到的微粉被提供給磁場中成型。磁場中成型的成型壓力設定為0.3ton/cm2以 上且3.0ton/cm2以下（30MPa以上且300MPa以下）的范圍即可。成型壓力從成型開始到結(jié)束 可以為固定，也可以漸增或漸減，或者也可以不規(guī)則變化。成型壓力越低，則取向性越好，但 如果成型壓力過低，則成型體的強度不足，操作中會產(chǎn)生問題，因此考慮到該點，從上述范 圍選擇成型壓力。磁場中成型所得到的成型體的最終的相對密度通常為40%以上且60%以 下。
[0044] 施加的磁場設定為IOkOe以上且20k0e以下(800kA/m以上且1600kA/m以下）左右即 可。施加的磁場不限定于靜磁場，也可以施加脈沖磁場。另外，也可以并用靜磁場和脈沖磁 場。
[0045]從防止微粉的氧化、成型體的氧化和燒結(jié)體氧量的增加的觀點出發(fā)，磁場中成型 可以在惰性氣體氣氛內(nèi)進行。
[0046]對成型體在惰性氣體氣氛中進行熱處理，得到多孔體。在熱處理溫度為800°C以上 且900°C以下、保持時間為30分鐘以上且120分鐘以下進行，進行到多孔體的密度成為成型 體密度的1.05倍以上且1.25倍以下。如果多孔體的密度低于1.05倍，則在后續(xù)的燒結(jié)工序 中不能均勻地生成CFC相，得不到耐腐蝕性提高效果。另外，如果多孔體的密度大于1.25倍， 則CFC相沒有滲透到多孔體整體中，在燒結(jié)工序中不能均勻地生成CFC相。
[0047]在多孔體上涂布或滲透由Ce、Fe、Co組成構(gòu)成的微粉與溶劑的混合物（以下記為漿 料）以使其成為多孔體重量的I.Owt%以上且5.5wt%以下的重量比率。漿料用微粉通過以 與多孔體制作時同樣的方法制作由Ce、Fe、Co組成構(gòu)成的合金(漿料用合金），之后經(jīng)過粗粉 碎、微粉碎的工序來制作。所述漿料通過以漿料中的上述微粉碎粉的重量比例成為40wt % 以上且65wt%以下的方式稱量所得到的上述微粉碎粉和醇類溶劑（乙醇、甲醇等)并進行混 合來制作。此時，作為混合方法，優(yōu)選以脫泡混煉機等的機械式混煉方法來進行。另外，混煉 時間為2分鐘以上且10分鐘以下，對于混合時的氣氛，為了防止突發(fā)的氧化，優(yōu)選在惰性氣 體氣氛中進行。如果涂布或滲透于多孔體表面的重量比率低于l.Owt%，則無法在多孔體整 體中生成CFC相，CFC相在單位截面積中所占的截面積比低于1.0%，無法充分地抑制由水蒸 氣等的水與R的反應中產(chǎn)生的氫向晶界吸附，因此，得不到耐腐蝕性提高效果。另一方面，如 果上述比率大于5.5wt%，則CFC相在單位截面積中所占的截面積比超過5.0%，主相體積比 率降低，因此剩余磁通密度降低。這樣，CFC相的截面積比的調(diào)整通過改變在多孔體中涂布 或滲透的漿料的重量比率來進行。
[0048] 接著，將涂布或滲透有漿料的多孔體在真空或惰性氣體氣氛中燒結(jié)。燒結(jié)溫度需 要根據(jù)組成、粉碎方法、平均粒徑和粒度分布的差異等各項條件來進行調(diào)整，在l〇〇〇°C以上 且1200°C以下燒結(jié)1小時以上且8小時以下。如果燒結(jié)時間少于1小時，則不能充分進行致密 化，燒結(jié)體密度明顯變低，對磁特性有不良影響。另外，如果燒結(jié)長于8小時，則異常晶粒生 長明顯進行，對磁特性、特別是對矯頑力有不良影響。為了抑制不需要的擴散或晶粒生長， 可以使用2階段燒結(jié)法、SPS (放電等離子體燒結(jié)法）、微波燒結(jié)法等。
[0049] 對上述燒結(jié)體在惰性氣體氣氛中實施時效處理。該工序是使晶界相最優(yōu)化并且控 制矯頑力的重要的工序。在分為2階段進行時效處理的情況下，在800°C附近、500°C附近保 持規(guī)定時間是有效的。如果在燒結(jié)后進行800°C附近的時效處理，則矯頑力增大。另外，由于 通過500°C附近的時效處理矯頑力大幅地增加，因此以2階段進行時效處理從矯頑力提高的 觀點出發(fā)非常有效。
[0050] 由于時效處理的溫度、時間在各種條件下會變化，所以需要適當調(diào)整。例如，也可 以不連續(xù)地進行第1階段的處理和第2階段的處理，而是在其間加入燒結(jié)體的加工工序再進 行第2階段的時效處理。
[0051 ]經(jīng)過以上的處理的燒結(jié)體被切斷成規(guī)定尺寸、形狀。燒結(jié)體的表面的加工方法沒 有特別地限定，能夠進行機械加工。作為機械加工，可以列舉使用例如磨石的研磨處理等。
[0052] 實施例
[0053] 以下，利用實施例和比較例來詳細地說明本發(fā)明的內(nèi)容，本發(fā)明不限于以下的實 施例。
[0054] (實施例1)
[0055] 利用薄帶連鑄法制作具有 14 · 4at %Nd_5 · 8at %B_78 · 8at %Fe-0 · 5at %A1-0.5at%Cu的組成的多孔體用合金。同樣地以成為表1的組成的方式制作漿料用合金。
[0056] 將所得到的原料合金薄片分別氫粉碎，在600°C下對原料合金薄片進行1小時脫氫 處理，得到粗粉碎粉末。
[0057] 在所得到的粗粉碎粉中，分別添加 O.lOwt%的油酸酰胺作為粉碎助劑，使用諾塔 混合機在氮氣氣氛中進行10分鐘混合。接著，使用氣流式粉碎機(氣流磨)在高壓氮氣氣氛 中進行微粉碎，得到所述微粉碎粉的平均粒徑分別為4.Oym的微粉碎粉。
[0058]在氮氣中對多孔體用的微粉碎粉進行磁場中成型。具體而言，在15k0e的磁場中以 140MPa的壓力進行成型，得到20mm X 18mm X 13mm的成型體。磁場方向為與加壓方向垂直的 方向。
[0059]將上述成型體在作為惰性氣體的氬氣氛中以850°C進行60分鐘熱處理。另外，熱處 理后，為了防止氧化，在氮氣氣氛中進行操作。
[0060]接著，使用漿料用合金的微粉碎粉進行漿料的制作。分別稱量上述漿料用合金的 微粉碎粉和乙醇以使?jié){料中的上述漿料用合金的微粉碎粉的重量比例成為40wt %，投入到 NANKO容器內(nèi)。此時，NANKO容器內(nèi)，為了防止突發(fā)的氧化，用Ar氣進行封入。之后，利用脫泡 混煉機以1500rpm進行3分鐘混合。
[00611多孔體中滲透漿料以使其成為多孔體重量的0.60wt%。本工序是為了防止多孔體 表面的氧化，在惰性氣體氣氛中進行的。
[0062] 將滲透有漿料的多孔體在真空氣氛中在1010 °C下燒結(jié)6小時。對所得到的燒結(jié)磁 鐵在Ar氣氣氛中進行800 °C下1小時、500 °C下1小時的2階段的時效處理。
[0063] 由上述燒結(jié)體，根據(jù)利用直流磁化測定裝置(BH示蹤儀)得到的退磁曲線的測定結(jié) 果求出磁特性。作為磁特性，測定剩余磁通密度Br和矯頑力He J。將Br和HcJ的結(jié)果示于表2 中。
[0064] 將所得到的燒結(jié)體在環(huán)氧系樹脂中進行樹脂埋入，對其截面進行研磨。研磨使用 市售的砂紙，一邊從型號低的砂紙開始向高的砂紙改變一邊進行研磨。此時，不沾水等進行 研磨。因為如果使用水，則晶界成分會發(fā)生腐蝕。接著，利用拋光輪和金剛石磨粒進行研磨。 最后用離子銑削，為了除去最外層表面的氧化膜的影響，對表面進行研磨。
[0065] 晶界部分在單位截面積中所占的截面積如下計算。
[0066] (1)對于上述研磨后的燒結(jié)體，利用SEM通過背散射電子圖像觀察燒結(jié)體中的組 織。其結(jié)果，確認有多個相。為了鑒定各個相的組成，將50μπι見方的區(qū)域規(guī)定為單位截面積， 對上述研磨后的截面利用電子束顯微分析儀(Electron Probe MicroAnalysis，以下記為 ΕΡΜΑ)進行觀察，對任意選擇的5個視野進行通過EPMA的元素測繪(element mapping)(256 點X 256點）。由此，鑒定主相晶粒部分和晶界部分。進而，對于晶界部分，鑒定為富Nd的晶界 相、CFC相、稀土類氧化物相、稀土類碳化物相。
[0067] (2)CFC相的截面積通過對由EPMA得到的5個視野各自的圖像，利用圖像分析進行 計算之后，作為它們的平均值求得。進而，CFC相在單位截面積中所占的截面積比通過將算 出的CFC相的截面積除以上述(1)中規(guī)定的單位截面積而算出。將結(jié)果示于表2中。
[0068] CFC相的各元素的原子濃度通過進行EPMA的定量分析求得。對每1個樣品將5處的 測定值的平均值作為該樣品的原子濃度。關于α，利用下述（1)式進行計算。將結(jié)果示于表2 中。
[0069] a = (Ce原子濃度/(Ce原子濃度+Fe原子濃度+Co原子濃度））（1)
[0070]耐腐蝕性試驗中使用的樣品是將上述燒結(jié)體加工成13mm X 8mm X 2mm的板狀。之 后，測定上述板狀磁鐵的重量，在高加速壽命試驗機內(nèi)在120°C、2個大氣壓、相對濕度為 100%的飽和水蒸氣氣氛中放置。對上述板狀磁鐵，每50小時測定重量，進行評價直到上述 板狀磁鐵的重量由測定開始時刻的重量減少Iwt %為止。將結(jié)果示于表2中。另外，將到減少 I wt %為止的時間超過I OOOhr的樣品判定為耐腐蝕性有效果。
[0071] <實施例2~實施例5、比較例1~比較例3 >
[0072] 將多孔體用合金的組成設定為與實施例1相同，如表1所示制作漿料用合金，如表1 所示改變多孔體中滲透的漿料的重量比率，除此以外，與實施例1同樣地制作燒結(jié)磁鐵。CFC 相在單位截面積中所占的截面積比的計算、CFC相中的Co原子濃度、α的計算、磁特性評價及 耐腐蝕性的評價與實施例1同樣地進行，將結(jié)果匯總于表2中。
[0073] <比較例4>
[0074] 利用薄帶連鑄法制作具有 14 · 4at %Nd_5 · 8at %Β_78 · 8at %Fe-0 · 5at %Α1-0.5at%Cu的組成的燒結(jié)磁鐵用合金，到成型工序為止都與實施例1同樣地制作。之后，在真 空氣氛中在1010 °C下燒結(jié)6小時。將所得到的燒結(jié)體在Ar氣氣氛中進行800 °C下1小時、500 °(：下1小時的2階段的時效處理，制作燒結(jié)磁鐵。磁特性評價及耐腐蝕性的評價與實施例1同 樣地進行，將結(jié)果匯總于表2中。
[0075] <比較例5>
[0076] 利用薄帶連鑄法制作具有14.4&七％仙-5.8&七％8-75.(^七％?6-3.(^七％(：〇-0.5at % A1-0.5at % Cu的組成的燒結(jié)磁鐵用合金，到成型工序為止都與實施例1同樣地制 作。之后，在真空氣氛中在1010 °C下燒結(jié)6小時。將所得到的燒結(jié)體在Ar氣氣氛中進行800 °C 下1小時、500 °C下1小時的2階段的時效處理，制作燒結(jié)磁鐵。磁特性評價及耐腐蝕性的評價 與實施例1同樣地進行，將結(jié)果匯總于表2中。
[0077]如果比較實施例1~實施例5、比較例1~比較例5，則在多孔體中滲透的漿料比率 為l.Owt%以上且5.5wt%以下的范圍中，CFC相在單位截面積中所占的截面積比為1.0%以 上且5.0 %以下，耐腐蝕性高，磁特性也顯示為高的值。可以認為如果CFC相在單位截面積中 所占的截面積比低于1.0%，則無法充分地抑制由水蒸氣等的水與R的腐蝕反應中產(chǎn)生的氫 向晶界吸附，從而耐腐蝕性低。另一方面，可以認為如果CFC相在單位截面積中所占的截面 積比超過5.0%，則主相體積比率降低，因此剩余磁通密度降低。另外，如果不添加 Co,則耐 腐蝕性低，在合金中添加 Co的情況下，雖然耐腐蝕性提高，但矯頑力降低。根據(jù)這些情況可 知，與以往相比，耐腐蝕性提高，并且能夠抑制矯頑力降低。可以認為這是因為通過在晶界 相中生成規(guī)定量的CFC相，形成Ce-Fe-Co金屬間化合物，由此Co穩(wěn)定化，Co不與主相中的Fe 發(fā)生置換的緣故。
[0078][表1]
[0082] <實施例6~實施例10、比較例6~比較例8>
[0083] 將多孔體用合金的組成設定為與實施例1相同，將漿料用合金組成及多孔體中滲 透的漿料比率如表3所示改變，除此以外，與實施例1同樣地制作燒結(jié)磁鐵。CFC相在單位截 面積中所占的截面積比的計算、CFC相中的Co原子濃度、α的計算、磁特性評價及耐腐蝕性的 評價與實施例1同樣地進行，將結(jié)果匯總于表4中。
[0084] 如果比較實施例6~實施例10、比較例6~比較例8，則CFC相中的Co原子濃度在 0.5at %以上且5 . Oat %以下的范圍，且耐腐蝕性高，磁特性也顯示為高的值。另一方面，可 以認為如果CFC相中的Co原子濃度低于0.5at%或者大于5.Oat%，則與主相的電位差大，由 于電池反應而耐腐蝕性降低。進一步，可以認為如果CFC相中的Co原子濃度大于5. Oat%，則 由于Ce-Fe-Co金屬間化合物中沒有置換完的Co成為軟相，因此矯頑力降低。
[0089] <實施例11~實施例15、比較例9~比較例11 >
[0090] 將多孔體用合金的組成設定為與實施例1相同，將漿料用合金組成及多孔體中滲 透的漿料比率如表5所示改變，除此以外，與實施例1同樣地制作燒結(jié)磁鐵。CFC相在單位截 面積中所占的截面積比的計算、CFC相中的Co原子濃度、α的計算、磁特性評價及耐腐蝕性的 評價與實施例1同樣地進行，將結(jié)果匯總于表6中。
[0091] 如果比較實施例11~實施例15、比較例9~比較例11，則α為0.20以上且0.35以下 的范圍，耐腐蝕性高，磁特性也顯示為高的值?？梢哉J為如果α小于0.20或者α大于〇. 35，則 存在于晶界相中的Co的一部分只與Ce、Fe形成金屬間化合物，成為Co與主相的Fe發(fā)生了置 換的結(jié)構(gòu)，因此，矯頑力降低。
[0092] [表 5]
[0096] < 實施例 16>
[0097] 除了將多孔體用合金的組成設定為7 · 2at % Nd-7 · 2at % Y-5 · 8at % B-78 · 8at % Fe-0.5at%Al-0.5at%Cu以外，與實施例1同樣地制作多孔體。另外，除了將漿料用合金組成及 多孔體中滲透的漿料比率如表7所示改變以外，與實施例1同樣地制作燒結(jié)磁鐵。CFC相在單 位截面積中所占的截面積比的計算、CFC相中的Co原子濃度、α的計算、磁特性評價及耐腐蝕 性的評價與實施例1同樣地進行，將結(jié)果匯總于表8中。
[0098] < 實施例 17>
[0099] 除了將多孔體用合金的組成SSS7.2at%Nd-6.0at%Y-1.2at%Ce_5.8at%B-78.8&七％?6-〇.5 &七％六1-〇.5&七％〇1以外，與實施例1同樣地制作多孔體。另外，除了將漿料 用合金組成及多孔體中滲透的漿料比率如表7所示改變以外，與實施例1同樣地制作燒結(jié)磁 鐵。CFC相在單位截面積中所占的截面積比的計算、CFC相中的Co原子濃度、α的計算、磁特性 評價及耐腐蝕性的評價與實施例1同樣地進行，將結(jié)果匯總于表8中。
[0100] 根據(jù)實施例16、實施例17,即使在用Y、Ce置換多孔體的組成的R的一部分的情況 下，耐腐蝕性也高，也沒有觀察到磁特性的降低。
[0105] 工業(yè)上的可利用性
[0106] 由上可知，本發(fā)明所涉及的R-T-B系燒結(jié)磁鐵在用于發(fā)動機等旋轉(zhuǎn)電機用的磁鐵 的情況下，具有良好的發(fā)動機性能，并且由于耐腐蝕性高，由此能夠長時間使用，所以適合 作為發(fā)動機用的R-T-B系燒結(jié)磁鐵。
【主權(quán)項】
1. 一種R-T-B系燒結(jié)磁鐵，其特征在于， 所述R-T-B系燒結(jié)磁鐵包含由fcTwB結(jié)構(gòu)構(gòu)成的主相，其中，R為Y、Ce、La、Pr、Nd、Sm、Eu、 Gd中的至少1種，T為必須有Fe的1種或2種以上的過渡金屬元素， 具有包含Ce、Fe、Co的晶界相，所述包含Ce、Fe、Co的晶界相在單位截面積中所占的截面 積比為1.0%以上且5.0%以下。2. 如權(quán)利要求1所述的R-T-B系燒結(jié)磁鐵，其中， 所述包含Ce、Fe、Co的晶界相中的Co原子濃度為0.5at %以上且5. Oat %以下。3. 如權(quán)利要求1或2所述的R-T-B系燒結(jié)磁鐵，其中， 所述包含Ce、Fe、Co的晶界相中，Ce原子濃度相對于Ce原子濃度、Fe原子濃度、Co原子濃 度之和的比率為0.20以上且0.35以下。
【文檔編號】H01F1/057GK106057391SQ201610236984
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】多田篤司
【申請人】Tdk株式會社