JPH01175205A - 希土類永久磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は各種電機、電子機器材料として有用な磁気特性
に優れた希土類永久磁石に関する。

（従来技術と問題点） 従来からよく知られ量産化されている希土類永久磁石に
は、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石があり、高特性磁石としてスピー
カー、モーター、計測器等に広く用いられているが、高
価なＳｍ、Ｃｏ金属を使用しているためコストの点て問
題があり、ＣＯをＦｅで置換する割合をなるべく高める
ことが中心的な開発課題である。しかし現在量産化され
ている２／１７１１石でもＣｏの２０原子＊置換がせい
ぜいである。

最近開発されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂの三元系磁石はＳｍ−Ｃ
ｏ系磁石よりさらに高特性であり、しかも資源的に豊富
なＮｄ、Ｆｅを主たる原料としているので、大変注目さ
れている（特開昭５９−４６００８）しかしこのＮｄ６
ｆｉ石は大変錆やすいのが欠点で何らかのコーティング
が必要となるが、いまだに量産に適した防錆方法が見つ
かっておらず、この点がネックとなって広く用いられる
までに至っていない。

希土類金属：遷移金属（Ｒ：　Ｍ）の比が１０以上の化
合物やＲ２Ｆｅ、４Ｂ以外の三元化合物の研究も進めら
れているが、磁石材料として有用なものは見つかってい
ない。

他方、Ｒ−Ｆｅ系の二元化合物としてＲＦ　ｅ２、ＲＦ
ｅ５、Ｒ２Ｆｅ、、化合物が周知であるが、これらはキ
ュリー点（Ｔｃ）、飽和磁化（４πＭｓ）、磁気異方性
定数（Ｋｕ）の何れかが低いため磁石素材としては適し
ていない。

Ｃｒｏａｔらはこのような事情があるにもかかわらすＲ
−Ｆｅの二元系を急冷薄帯法で急冷し、準安定相をクエ
ンチして磁石化した（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ
、。

３７、１０９６．１９８１）、　　また、Ｃａｄｉｅｕ
等はスパッター法によりＳｍＦｅ、および（ＳｍＴｉ）
Ｆｅ５の薄膜が作成できることを示した（Ｊ、　Ａｐｐ
ｌ、　Ｐｈｙｓ、。

５５、　ａｈ、　１９８４）。しかし、これはスパッタ
ー法による準安定相で、バルクには存在しないものと考
えられていた。そして彼らはこの薄膜が六方晶であると
報告している。このような磁石は、等方性のため特性も
低く、準安定相を基本としているため、その安定性にも
疑問がもたれ、より高特性で、しかも錆難く、安価な磁
石の開発が望まれていた。

（問題点解決のための手段） 本発明は前記従来の問題点にかんがみ、高価なＣＯ金金
属使用せずＳｍ−Ｃｏ系磁石と同等あるいはそれ以上の
磁気特性をもつ磁石を得ることを目的としてなされたも
ので、その要旨とするところは、 式Ｒ，Ｍ、Ｆｅ＋−ｘす （式中ＲはＹを含む希土類元素の一種または二種以上、
ＭはＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｗ、Ｎｂ。

Ｍｏ、Ｔａ、Ａ１．Ｓｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅのうちの一
種または二種以上であり、かつ原子百分率でＸは５〜鯖
、ｙは１〜ｌＯ零である。）で示され、主相が体心正方
晶構造を有することを特徴とする希土類永久磁石にある
。

以下これについて詳しく説明すると、 本発明の希土類永久磁石はＲ−Ｍ−Ｆｅの三元合金から
なるもので前記Ｒとしては、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、
３ｍ％　Ｅｕ％　Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ。

Ｈｏ、Ｅｒ％Ｔｍ％Ｙｂ、Ｌｕの希土類元素およびＹが
挙げられ、これらの一種または二種以上の混合物が使用
される。また前記Ｍとしては、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、
Ｗ、ＡＩ、ＭＯｌＮｂ、Ｔａ。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ、Ｓｎの一種または二種以上の混合物
が使用される。

本発明者らは、さきにＲ−Ｍ−Ｆｅの三元化合物を種々
作成しその特性を詳細に調べたところ、ＭがＴｉのとき
、体心正方晶ＴｈＭ＋ｚ構造の三元化合物ＲＴ　Ｉ　Ｘ
　Ｆ　ｅ　ｌ　２−ｘが存在することを見いだした（特
開昭６２−２４１３０２．６２−２４１３０３．６２−
２４１３０４）。

そして磁化の温度変化もほぼ単相に近いことがわかり、
Ｔｉの導入により正方晶ＲＦｅ＋ｚ化合物が安定化され
ることを知見し、さらに研究を進めた結果、この化合物
はＴｉ以外の上記Ｍについても体心正方晶ＴｈＭ、２構
造として存在することをだめ本発明に至ったのである。

Ｒが前記範囲外の時は体心正方晶Ｔ　ｈ　Ｍ　Ｉ　２構
造が安定せず、しかも５％以下では保磁力（ｉ　Ｈｅ）
が、また１９％以上では飽和磁化（４πＩｓ）がそれぞ
れ大きく低下するため前記範囲内であることが必要であ
る。ざらにＭが前記範囲外の時は体心正方晶ＴｈＭ１２
構造が安定せず、特に１０％以上の時は正方晶の割合が
少なくなるため前記範囲が安定化に必要である。

本発明に係わる希土類永久磁石は、前記の元素よりなる
化合物を公知の粉末冶金法により、溶解、鋳造、粉砕、
磁場中成形、焼結熱処理をすることにより得ることがで
きる。

第１図に本発明のＴｈＭｎ＋２型体心正方晶構造、第２
図にＴ　ｈ　Ｍ　ｎ　、、型構造の粉末Ｘ線回折図、第
３図にＴ　ｈ　Ｍ　ｎ　Ｉ　２型構造のＳｍ−３ｉ−Ｆ
ｅ化合物の粉末Ｘ線回折図を示す。

（発明の効果） 本発明による希土類永久磁石は、前記のように安定化の
役割を果たすＭにより体心正方晶ＴｈＭ１２構造の安定
な結晶構造を持つ化合物を主体とする磁石であり、二元
系のＲ２Ｆｅ、、化合物に比べてキュリー点も高く、飽
和磁化も同様に大幅な上昇を示し高い磁気特性が得られ
る。また５、粉末焼結法により異方性磁石とすることが
できるので、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石と同等以上の磁石が得ら
れ、しかもＣＯを全く使用しない磁石であるため工業材
料としては極めて有利である。

Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の磁石では粉末冶金法により磁石を製
造する場合微粉末の急激な酸化による磁気特性の大幅な
劣化が起きる。さらに焼結体の表面も非常に錆び易く、
適切なコーティングをしない限り耐えない。然るに本発
明の売上磁石はＦｅを主体とする磁石でありながら、高
い耐食性を有しており特にコーティングしなくても使用
可能である。当然、樹脂塗装（スプレー、電着塗装）や
Ｐ、Ｖ、Ｄ、（蒸着、スパッター、イオンブレーティン
グ）などでコーティングすることにより、さらに耐食性
を向上させることができる。

また、急冷薄帯法によっても、高い保磁力を有する薄帯
が得られるのでこれを粉砕して等方性のプラスチックマ
グネットにしたり、異方性焼結体を粉砕し、異方性プラ
スチックマグネットとすることができる。

さらに本発明によればＲ−Ｆｅ系に前記Ｍを所定量加え
ることにより、これまで知られていなかった正方晶化合
物の安定化を達成し、高価なＣＯを使用するＳｍ−Ｃｏ
系磁石に代るＣｏ不含の高い磁気特性の希土類永久磁石
が得られる。

実施例１ 純度９９％のＲメタル、純度９９．９％のＭメタルとＦ
ｅを各々第１表のように秤量し不活性ガス中で高周波溶
解を行ない、溶湯を銅鋳型で冷却した。該インゴットを
粗粉砕後、Ｎ２ガスによるジェットミルで３〜５μｍ径
に微粉砕を行なった。

該微粉を１５ｋＯｅの静磁場中で配向させた状態で１　
ｔ／ａｍ”の圧力でプレス成形を行なった後、該成形体
を不活性ガス中１０５０℃〜１２５０℃の温度でｌｈｒ
から２ｈｒ焼結を行ない、引続き５００℃〜９００℃の
温度範囲でｌｈｒ以上熱処理を行なった後急冷した。該
焼結体の磁気特性（ｉ）Ｉｃ）を自記磁束計で測定した
結果を同表に示した。

第１表 実施例２ 純度９９，９％の３ｍ％Ｍ、Ｆｅを第２表のように秤量
し、実施例１と同様にしてインゴットを作成した。該イ
ンゴットをＣｕ単ロールの急冷装置を用い、不活性ガス
中で薄帯を作成した。条件はＡｒガス１気圧中に１．２
気圧のガス圧でＣｕロールの周速２　ｍ／ｓｅｃ〜３０
　ｍ／ｓｅｃで溶湯を急冷して薄帯を作成した。該薄帯
はＶＳＭ　　（振動試料型磁束計）で磁気特性（ｉＨｃ
）を測定した。薄帯の面内と面に垂直の方向での磁気特
性差はなく等方性であった。結果を第２表に示す。実施
例の薄帯はＴ　ｈ　Ｍ　ｎ　、□構造が主相で僅かにＳ
ｍ２Ｆｅ＋７、Ｆｅがみられるが、比較例のＳｍ−Ｆｅ
薄帯はＴ　ｈ　Ｍ　ｎ　、２構造ではなく、ＦｅとＳｍ
２Ｆｅ１ｔの混合したものであることがＸ線回折と熱磁
気曲線の測定よりわかった。

第２表

【図面の簡単な説明】

第１図はＴ　ｈ　Ｍ　ｎ　１２型体心正方晶構造、第２
図はＴ　ｈ　Ｍ　ｎ　、２型構造の粉末Ｘ線回折図、第
３図はＴｈＭｎ＋ｚ型構造のＳｍ−３ｔ−Ｆｅ化合物の
粉末Ｘ線回折図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．式Ｒ＿ｘＭ＿ｙＦｅ＿１＿−＿ｘ＿−＿ｙ（式中Ｒ
   はＹを含む希土類元素の一種または二種以上、ＭはＶ、
   Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｎ
   、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅの内の一種または二種以上であり、
   かつ原子百分率でｘは５〜１９％、ｙは１〜１０％であ
   る。）で示され、主相が体心正方晶構造を有することを
   特徴とする希土類永久磁石。