R-T-B系永久磁铁制造技术

本发明专利技术提供一种既具有与现有的Nd-Fe-B系永久磁铁同等磁特性又轻质且适合作为永久磁铁同步旋转电机的励磁用磁铁的R-T-B系永久磁铁。通过在形成主相的化合物的组成为(R1-x(Y1-zCez)x)2T14B(R是由选自La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的1种以上所构成的稀土元素，Y是钇，Ce是铈，T是以Fe或者Fe和Co为必要元素的1种以上的过渡金属元素，B是硼，0.0＜x≤0.5，0.0≤z≤0.5)的情况下，占据四方晶R2T14B结构中的4f晶位的Y即Y4f与占据4g晶位的Y即Y4g的存在比率Y4f/(Y4f+Y4g)为0.8≤Y4f/(Y4f+Y4g)≤1.0，从而得到既具有与现有的Nd-Fe-B系永久磁铁同等的磁特性又轻质的磁铁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种既具有与现有的Nd-Fe-B系永久磁铁同等磁特性又轻质且适合作为永久磁铁同步旋转电机的励磁用磁铁的R-T-B系永久磁铁。通过在形成主相的化合物的组成为(R1-x(Y1-zCez)x)2T14B(R是由选自La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的1种以上所构成的稀土元素，Y是钇，Ce是铈，T是以Fe或者Fe和Co为必要元素的1种以上的过渡金属元素，B是硼，0.0＜x≤0.5，0.0≤z≤0.5)的情况下，占据四方晶R2T14B结构中的4f晶位的Y即Y4f与占据4g晶位的Y即Y4g的存在比率Y4f/(Y4f+Y4g)为0.8≤Y4f/(Y4f+Y4g)≤1.0，从而得到既具有与现有的Nd-Fe-B系永久磁铁同等的磁特性又轻质的磁铁。【专利说明】R-T-B系永久磁铁
本专利技术涉及一种R-T-B系永久磁铁，特别涉及一种将R-T-B系永久磁铁中的R的 一部分选择性地置换成Y和Ce而得到的轻质的永久磁铁。
技术介绍
已知以四方晶R2T14B化合物为主相的R-T-B系永久磁铁（R为稀土元素，T为Fe或 其一部分被Co置换的Fe，B为硼）具有优异的磁特性，其是自1982年的专利技术（专利文献1 : 日本特开昭59-46008号公报）以来具有代表性的高性能永久磁铁。 稀土元素 R由Nd、Pr、Dy、Ho、Tb构成的R-T-B系磁铁的各向异性磁场Ha大优选作 为永久磁铁材料。其中使稀土元素 R为Nd的Nd-Fe-B系磁铁，由于饱和磁化Is、居里温度 Tc、各向异性磁场Ha的平衡良好且在资源量、耐腐蚀性上比使用了其他稀土元素 R的R-T-B 系磁铁更优异因而被广泛使用。 作为广泛应用于民生、工业、输送设备上的旋转电机，近年来，出于节能和能量密 度的观点，倾向于大量使用永久磁铁同步旋转电机。 永久磁铁同步电机在转子配置有永久磁铁，在使用如Nd-Fe-B系磁铁一样其质量 的三分之一左右由比重大的稀土元素 Nd占有的永久磁铁的情况下，会存在由于转子的重 量增加所导致的惯性动量的增大，即导致控制性和效率的降低的问题。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开昭59-46008号公报 专利文献2 :日本特开2011-187624号公报 在构成R-T-B系磁铁的R中，作为比Nd轻的元素，已知有Y。在专利文献2中，公 开了使R-T-B系磁铁的稀土元素 R为Y的Y-T-B系磁铁，虽然以各向异性磁场Ha小的Y2F14B 相为主相，但通过使Y和B的量大于Y2F14B的化学计量组成，从而得到具有实用性的矫顽力 的磁铁。然而，专利文献2中公开的Y-T-B系磁铁的Br为0. 5?0. 6T左右，为250? 350kA/m左右，比Nd-Fe-B系磁铁特性显著低，难以作为永久磁铁同步电机用的轻质永久磁 铁替代Nd-Fe-B系磁铁。
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题 本专利技术是认识到这样的状况而作出的专利技术，其目的在于，提供一种相比于广泛使 用在民生、工业、输送设备等的Nd-Fe-B系磁铁不会显著降低磁特性且轻质的永久磁铁。 解决技术问题的手段 本专利技术的R-T-B系永久磁铁，其特征在于，包含组成为（RhahCeJlUa?是由 选自1^、？1'、制、5111411、6(1、113、〇7、!1〇41'、1'111、￥13和1^中的1种以上所构成的稀土元素，1'是 以Fe或者Fe和Co为必要元素的1种以上的过渡金属元素，0. 0 < X彡0. 5,0. 0彡z彡0. 5) 的主相颗粒，在令所述主相颗粒中的占据四方晶R2T14B结构中的4f晶位的Y为Y4f且令占 据4g晶位的Y为Y4g时，存在比率YV(Y4f+Y4g)为0· 8彡Y4fAY4f+Y4g)彡1. 0。 本专利技术人们发现，在R-T-B系永久磁铁中，通过使占据晶格中的特定位置的稀土 元素 R的排列成为适当的排列，特别通过将Nd-Fe-B系永久磁铁中存在于Nd2Fe14B晶体结 构的4f晶位上的Nd选择性地置换成Y和Ce，可以得到相比于现有的Nd-Fe-B系永久磁铁 不会导致磁特性的下降且轻质的永久磁铁。 作为稀土类磁铁的矫顽力的起源的磁晶各向异性通过稀土离子的单离子各向异 性约束晶体整体的磁矩而产生。该稀土离子的单离子各向异性由原子配置和离子的电子云 决定。例如，在四方晶Nd 2Fe14B结构中，Nd离子的位置存在有4f晶位和4g晶位两种，占据 4g晶位的Nd的离子各向异性与晶体整体的磁各向异性平行，因而有助于磁晶各向异性的 提高。然而，占据4f晶位的Nd的离子各向异性与晶体整体的磁各向异性正交，因而导致磁 晶各向异性的损失。 占据4f晶位且导致磁晶各向异性的损失的Nd的单离子各向异性源自于Nd的薄 饼型的电子云。若能够仅将该4f晶位的Nd置换成具有不表现各向异性的球形电子云的原 子并降低磁晶各向异性的损失，则能够得到表现比Nd 2Fe14B更高磁晶各向异性的永久磁铁。 在能够置换四方晶Nd2Fe14B结构的4f晶位的原子中，具有球形电子云的元素是Y 和La。然而，La的离子半径大，难以选择性地置换成相比于4g晶位与邻近原子的距离小的 4f晶位。即，若选择Y作为选择性地置换4f晶位的元素，则用比较容易的制造工序可以得 到比现有的Nd 2Fe14B表现更高磁晶各向异性的永久磁铁。另外，Y的原子量为88. 91，比Nd 的原子量144. 2小，因此通过将Nd置换成Y而得到的永久磁铁相比于现有的Nd-Fe-B系永 久磁铁更轻质。 为了将四方晶Nd2Fe14B结构的4f晶位选择性地置换成Y，有必要调整原子间距离， 使得置换后的Y稳定在4f晶位。Ce表现价数涨落以及相应的离子半径的变化，因而是为了 选择性且稳定地将四方晶Nd 2Fe14B结构的4f晶位置换成Y的合适的添加元素。 专利技术的效果 根据本专利技术,通过将R-T-B系永久磁铁中的R的一部分选择性地置换成Y和Ce，能 够得到相比于现有的Nd-Fe-B系磁铁不会显著降低磁特性且适合用于永久磁铁同步旋转 电机的轻质的永久磁铁。 【专利附图】【附图说明】 【图1】图1(a)是本专利技术的比较例1中烧结体的主相颗粒的从方向观察的 HAADF像。图1(b)是Nd2Fe14B晶体结构的从方向观察的晶体结构模型。 【图2】图2(a)是组成为Nd2Fe14B的主相颗粒（比较例1)的从方向观察的 HAADF像的强度的谱线轮廓。图2(b)是组成为（Ndut^FeMB的主相颗粒（实施例3)的 从方向观察的HAADF像的强度的谱线轮廓。 【具体实施方式】 以下，详细说明本专利技术的优选实施方式。另外，实施方式不限定专利技术而是示例，实 施方式所记载的全部特征或其组合不限于专利技术的实质内容。 本专利技术的R-T-B系永久磁铁，其特征在于，包含组成为是由 选自1^、？1'、制、5111411、6(1、113、〇7、!1〇41'、1'111、￥13和1^中的1种以上所构成的稀土元素，1'是 以Fe或者Fe和Co为必要元素的1种以上的过渡金属元素，0. 0 < X彡0. 5,0. 0彡z彡0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种R‑T‑B系永久磁铁，其特征在于，包含组成是(R1‑x(Y1‑zCez)x)2T14B的主相颗粒，在令所述主相颗粒中占据四方晶R2T14B结构中的4f晶位的Y为Y4f且令占据4g晶位的Y为Y4g时，存在比率Y4f/(Y4f+Y4g)为0.8≤Y4f/(Y4f+Y4g)≤1.0，其中，R是由选自La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的1种以上所构成的稀土元素，T是以Fe或者Fe和Co为必要元素的1种以上的过渡金属元素，0.0＜x≤0.5，0.0≤z≤0.5。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木健一，崔京九，桥本龙司，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP