稀土类永久磁铁制造技术

本发明专利技术提供一种相比现有技术能够保持高的矫顽力的R-T-B系烧结磁铁。本发明专利技术提供一种稀土类永久磁铁，其特征在于，该稀土类永久磁铁由R-T-B系组成(其中，R必须含有R1和R2，R1为包括Y且不包括Dy、Tb、Ho的稀土元素中的至少1种，R2为Dy、Tb、Ho中的至少1种)的烧结体构成，具有包含核部和包覆该核部的壳部的核壳结构的主相颗粒，在将上述核部的R1、R2的原子浓度分别记为αR1、αR2，将上述壳部的R1、R2的原子浓度分别记为βR1、βR2时，αR1＜βR1、αR2＞βR2、αR1＜αR2、βR2＜βR1，相对于上述烧结体的截面上观察到的全部主相颗粒，具有上述核壳结构的主相颗粒所占的比例为5％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种稀土类永久磁铁，特别是涉及一种在R-T-B系烧结磁铁中用重稀土元素置换了的一部分R的稀土类永久磁铁。
技术介绍
已知以四方晶R2T14B化合物为主相的R-T-B系烧结磁铁(R为稀土元素，T为Fe或者其一部分被Co取代的Fe，B为硼)具有优异的磁特性，自1982年的专利技术(专利文献1)以来是代表性的高性能永久磁铁。稀土元素R由Nd、Pr、Dy、Tb、Ho构成的R-T-B系烧结磁铁各向异性磁场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系永久磁铁的饱和磁化Is、居里温度Tc、各向异性磁场Ha的平衡性优异，在资源量、耐腐蚀性方面比使用了其它稀土元素R的R-T-B系烧结磁铁更优异，因此，广泛地用于民生、工业、运输设备等。对于现有的R-T-B系烧结磁铁希望提高磁特性，特别是较多设法提高剩余磁通密度Br和矫顽力HcJ。作为其中之一，有通过添加如Dy或Tb等磁各向异性高的元素来提高矫顽力的方法。然而，从节省资源、削减成本的观点出发，也存在要将添加的重稀土元素量控制到最小限度的要求。作为添加重稀土元素的方法，例如公开有使用晶界扩散法的技术(专利文献2)。作为其它的添加方法，公开有进行RH-T相(RH为重稀土元素)与RL-T-B相(RL为轻稀土元素)的混合或者RH-T-B相与RL-T-B相的混合来制作烧结体的技术(专利文献3)。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：日本专利第4831074号公报专利文献3：日本专利第4645855号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，近年来稀土类磁铁的用途涉及许多方面，寻求与现有相比更高的磁特性。特别是，R-T-B系烧结磁铁使用于混合动力汽车等中时，由于磁铁暴露于比较高的温度下，因此，抑制由热导致的高温退磁较为重要。对于抑制该高温退磁，需要提高R-T-B系烧结磁铁在室温下的矫顽力。本专利技术是认识到这样的状况而完成的，对于R-T-B系烧结磁体，其目的在于提供一种相比现有技术更能够保持高的矫顽力的永久磁铁。解决技术问题的手段为了解决上述技术问题并达成目的，本专利技术的稀土类永久磁铁特征在于，该稀土类永久磁铁由R-T-B系组成(其中，R必须含有R1和R2，R1为包括Y且不包括Dy、Tb、Ho的稀土元素中的至少1种，R2为Dy、Tb、Ho中的至少1种)的烧结体构成，具有包含核部和包覆该核部的壳部的核壳结构的主相颗粒，在将上述核部的R1、R2的原子浓度分别记为αR1、αR2，将上述壳部的R1、R2的原子浓度分别记为βR1、βR2时，αR1<βR1、αR2>βR2、αR1<αR2、βR2<βR1，相对于上述烧结体的截面上观察到的全部主相颗粒，具有上述核壳结构的主相颗粒所占的比例为5％以上。在本专利技术中，烧结体截面的单位截面为50μm见方的区域。在R2T14B晶粒(主相颗粒)中，将相比外缘部的重稀土元素浓度具有3at％以上的浓度差并且包含主相颗粒的中心的部分定义为核部，将主相颗粒的上述核部以外定义为壳部，将具有上述核部和壳部的主相颗粒称为核壳颗粒。将从主相颗粒表面到0.5μm的深度处定义为外缘部，壳部含有外缘部。本专利技术者们对R-T-B系烧结磁铁中是否有能够最大限度地发挥重稀土元素所具有的高矫顽力效果的结构进行了专门研究。其结果发现，通过使R-T-B系烧结磁铁含有具有上述核壳结构的主相颗粒，从而可
以得到高矫顽力。其理由不明确，但是本专利技术者们推测如下。首先，认为该效果是由在核部与壳部的界面上产生的磁壁的钉扎效应所带来的。虽然核部和壳部具有相同的R2Fe14B的结构，但是由于核部的R种类中重稀土元素的比例较多地存在，并且壳部的R种类中轻稀土元素的比例较多地存在，因此，两者的晶格常数不同。由此在核部与壳部的界面发生变形。认为该变形成为钉扎位点，发挥阻碍磁壁的移动的效果。其次，认为该效果是由通过添加重稀土元素而产生的各向异性磁场的提高效果所带来的。再次，认为该效果是由用晶格缺陷少的RL2T14B主相(RL为包括Y的轻稀土元素)包覆晶格缺陷多的RH2T14B主相(RH为重稀土元素)而产生的效果所带来的。如果在主相颗粒表面存在晶格缺陷等缺陷，则其成为磁化反转核产生位点，并招致矫顽力的降低。因此，如果缺陷的数量多，则相应矫顽力会大大降低。由于重稀土元素是容易在晶界相广泛地扩散的元素，并且RH2T14B主相与RL2T14B主相相比能量的稳定性更低，因此，RH2T14B主相能够容易产生晶格缺陷。因此，通过用晶格缺陷少的RL2T14B主相包覆RH2T14B主相，从而可以防止由晶格缺陷所导致的矫顽力的降低。另外，通过具有上述核壳结构的主相颗粒数的比例为5％以上，可以得到矫顽力大幅度提高的效果。作为本专利技术的优选实施方式，烧结体所含的R2优选为11at％以下。通过本专利技术的R-T-B系烧结磁铁中重稀土元素的浓度为11at％以下，从而可以抑制剩余磁通密度的大幅度的降低。通过重稀土元素的添加而使剩余磁通密度降低的原因认为是由于重稀土元素的磁矩与Nd或Fe的磁矩逆平行地耦合从而导致磁化的降低。本专利技术是基于这样的发现而完成的。专利技术的效果如上所述，根据本专利技术，可以使R-T-B系烧结磁铁具有比现有更高的矫顽力。具体实施方式以下，基于实施方式来详细地说明本专利技术。另外，本专利技术不被以下的实施方式和实施例所记载的内容限定。另外，以下所记载的实施
方式和实施例中的构成要素包括本领域技术人员能够容易想到的、实质上相同的、所谓均等的范围的内容。进一步，以下所记载的实施方式和实施例中公开的构成要素可以适当组合，也可以适当选择使用。本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁含有11～18at％的稀土元素(R)。如果R的浓度小于11at％，则成为R-T-B系烧结磁铁的主相的R2T14B相的生成不充分，具有软磁性的α-Fe等析出，并且矫顽力显著降低。另一方面，如果R超过18at％，则作为主相的R2T14B相的体积比率降低，从而剩余磁通密度降低。另外，R与氧反应，含有的氧量增加，伴随于此对矫顽力的产生有效的R富集相减少，招致矫顽力的降低。在本实施方式中，上述稀土元素(R)包含R1、R2。R1为包括Y且不包括Dy、Tb、Ho的稀土元素中的至少1种，R2为Dy、Tb、Ho中的至少1种。优选相对于总稀土元素浓度(TRE)，R1/TRE为30～92重量％、R2/TRE为8～70重量％的比例。在此，作为R，也可以含有作为来自原料的杂质或者制造时混入的杂质的其它成分。本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁含有5～8at％的硼(B)。在B小于5at％的情况下，不能得到高的矫顽力。另一方面，如果B超过8at％，则有剩余磁通密度降低的倾向。因此，将B的上限设定为8at％。本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁含有74～83at％的过渡金属元素T，本专利技术中的T以Fe作为必需元素，其中可以含有4.0at％以下的Co。Co形成与Fe相同的相，不过在提高居里温度、提高晶界相的耐腐蚀性方面有效果。另外，本专利技术适用的R-T-B系烧结磁铁可以以0.01～1.2at％的范围含有Al和Cu的1种或2种。通过以该范围含有Al和Cu的1种或2种，从而得到的烧结磁体能够高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土类永久磁铁，其特征在于，所述稀土类永久磁铁由R‑T‑B系组成的烧结体构成，其中，R必须含有R1和R2，R1为包括Y且不包括Dy、Tb、Ho的稀土元素中的至少1种，R2为Dy、Tb、Ho中的至少1种，所述稀土类永久磁铁具有包含核部和包覆所述核部的壳部的核壳结构的主相颗粒，在将所述核部的R1、R2的原子浓度分别记为αR1、αR2，将所述壳部的R1、R2的原子浓度分别记为βR1、βR2时，αR1<βR1、αR2>βR2、αR1<αR2、βR2<βR1，相对于所述烧结体的截面上观察到的全部主相颗粒，具有所述核壳结构的主相颗粒所占的比例为5％以上。

【技术特征摘要】
2015.02.16 JP 2015-027367;2015.12.22 JP 2015-250281.一种稀土类永久磁铁，其特征在于，所述稀土类永久磁铁由R-T-B系组成的烧结体构成，其中，R必须含有R1和R2，R1为包括Y且不包括Dy、Tb、Ho的稀土元素中的至少1种，R2为Dy、Tb、Ho中的至少1种，所述稀土类永久磁铁具有包...

【专利技术属性】
技术研发人员：大泽明弘，榎户靖，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP