WO2015068681A1 - 希土類永久磁石および希土類永久磁石の製造方法 - Google Patents

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功 中野渡
夏樹 米山
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Definitions

  • the present invention relates to a rare earth permanent magnet containing neodymium, iron and boron.
  • Patent Document 1 As a technique for improving the magnetic properties of rare earth permanent magnets containing neodymium (Nd), iron (Fe), and boron (B), there is a magnet in which Fe is replaced with Co (Patent Document 1). Patent Document 1 comprehensively measures the coercive force Hc, residual magnetic flux density Br, maximum energy product BH max, and the like of a permanent magnet in which Fe is replaced with another atom, and shows an improvement in the magnetic characteristics of the permanent magnet.
  • R is a weight percent and R (R is at least one rare earth element including Y, and Nd in R is 50 atomic% or more): 25 to 35%, B: 0.8 to 1.5% If necessary, M (at least one selected from Ti, Cr, Ga, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Nb, Al): 8% or less, and the rare earth containing the remainder T (Fe or Fe and Co) A sintered magnet is disclosed.
  • Another proposal for improving the magnetic properties of rare earth permanent magnets is a nano-structure with a two-phase composite structure in which the hard magnetic phase of nanoparticles composed of Nd, Fe, and B is the core and the soft magnetic phase of the specified nanoparticles is the shell.
  • a composite magnet There is a composite magnet.
  • the above-mentioned nanocomposite magnet has good exchange interaction between the hard / soft magnetic phase of the core / shell, particularly when the soft magnetic material is covered with a grain boundary consisting of ultrafine grains of 5 nm or less to form a shell. Saturation magnetization can be improved.
  • Patent Document 3 discloses a nanocomposite magnet having Nd 2 Fe 14 B compound particles as a core and Fe particles as a shell. By using FeCo alloy nanoparticles with high saturation magnetization as the shell component, the saturation magnetization of the nanocomposite magnet is further improved.
  • Patent Document 4 discloses a nanocomposite magnet in which a core of NdFeB hard magnetic phase is coated with a shell of FeCo soft magnetic phase.
  • Patent Document 5 in magnetically composition of the hard phase is R x T 100-xy M y ( formula defined in atomic percent, R is selected rare earths, yttrium, scandium, or combinations thereof, T is selected from one or more transition metals; M is selected from Group IIIA elements, Group IVA elements, Group VA elements, or combinations thereof; x is in the corresponding rare earth transition metal compound; Greater than the stoichiometric amount of R; y is from 0 to about 25), and at least one magnetically soft phase comprises at least one soft magnetic material containing Fe, Co, or Ni.
  • An anisotropic bulk nanocomposite rare earth permanent magnet is disclosed.
  • Non-Patent Document 1 discloses a method for producing FeCo nanoparticles at a high temperature. However, the coercive force H cj of the Nd 2 Fe 14 B particles produced at a high temperature is not good.
  • An object of the present invention is to improve the magnetic properties of a rare earth permanent magnet whose main phase is a compound containing Nd, Fe, and B.
  • the present inventors have Nd 2 Fe 14 B particles constituting atoms a result of extensive studies of the Nd 2 Fe 14 magnetic properties of the permanent magnet to improve the magnetic moment of the neodymium atoms in the B particles inspired to improve. Specifically, the inventors conceived of further improving the magnetic moment of the neodymium atom by substituting boron contained in the Nd 2 Fe 14 B particles with other atoms.
  • the inventors of the present invention have advanced investigations and have found that the coercive force H cj can be improved by forming a grain boundary phase in the Nd 2 Fe 14 B particles.
  • the present inventors have completed the present invention based on the above idea and knowledge.
  • the present invention is a rare earth permanent magnet whose main phase is a compound represented by the following formula (1).
  • M is an element selected from cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon, and x satisfies 0.01 ⁇ x ⁇ 0.25, and more preferably satisfies 0.02 ⁇ x ⁇ 0.25. It is.
  • the present invention includes a rare earth permanent magnet whose main phase is a compound represented by the following formula (2).
  • M and L are elements selected from cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon
  • y is 0 ⁇ y ⁇ 2
  • x is 0.01 ⁇ x ⁇ 0.25. 0.01 ⁇ (x + y) ⁇ 2.25. More preferably, y is 0.1 ⁇ y ⁇ 1.2, x is 0.02 ⁇ x ⁇ 0.25, and satisfies a value satisfying 0.12 ⁇ (x + y) ⁇ 1.45.
  • the main phase has an Nd-Fe-B layer and an Fe layer periodically, and a part of boron contained in the Nd-Fe-B layer is cobalt, beryllium, lithium, and aluminum.
  • a rare earth permanent magnet substituted with one or more elements selected from the group consisting of silicon.
  • the above Nd—Fe—B layer preferably contains terbium. It is also preferable that the Nd—Fe—B layer contains one or more elements of praseodymium and dysprosium.
  • the present invention includes neodymium, iron, and boron, and further includes at least one element selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon. It is a rare earth permanent magnet having a main phase to be contained.
  • the neodymium content relative to the total weight of the rare earth permanent magnet of the present invention is 20 to 35% by weight, the boron content is 0.80 to 0.99% by weight, cobalt, beryllium, lithium, aluminum, silicon, The total content of one or more elements selected from the group consisting of: 0.8 to 1.0% by weight.
  • the present invention further includes a rare earth permanent magnet containing terbium.
  • the neodymium content with respect to the total weight of the rare earth permanent magnet of the present invention is 20 to 35 wt%
  • the boron content is 0.80 to 0.99 wt%
  • cobalt beryllium, lithium, and aluminum
  • the total content of any one or more elements selected from the group consisting of silicon is preferably 0.8 to 1.0% by weight
  • the terbium content is preferably 2.0 to 10.0% by weight.
  • the present invention further includes a rare earth permanent magnet having a main phase containing one or more elements of praseodymium and dysprosium.
  • the neodymium content relative to the total weight of the rare earth permanent magnet containing praseodymium is 15 to 40% by weight, the praseodymium content is 5 to 20% by weight, and the boron content is 0.80 to 0.99% by weight.
  • the total content of one or more elements selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon is 0.8 to 1.0% by weight, and the terbium content is 2.0 to 10.0. It is preferable that it is weight%.
  • the present invention provides a rare earth comprising the above main phase, a grain boundary phase containing one or more elements selected from the group consisting of aluminum, copper, niobium, zirconium, titanium, and gallium. Includes permanent magnets.
  • the grain boundary phase preferably contains at least 0.1 to 0.4% of aluminum and 0.01 to 0.1% of copper by weight.
  • the present invention has a crystal whose main phase contains neodymium, iron, and boron, and contains any one or more elements selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon,
  • the D 50 of the sintered particle diameter of the crystal is preferably 2 to 25 ⁇ m.
  • the sintered density of the rare earth permanent magnet of the present invention is preferably 6 to 8 g / cm 3 .
  • the present invention containing neodymium, iron and boron, further containing any one or more elements selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon, and containing terbium is a temperature condition of 20 ° C.
  • Mc1 and mc2 are provided with magnetic characteristics satisfying at least one of them.
  • mc1 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 12.90 kG or more.
  • mc2 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 27.90 kOe or more.
  • the present invention containing the above element has magnetic properties satisfying at least one of the group consisting of mc3 and mc4 under a temperature condition of 100 ° C.
  • mc3 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 11.80 kG or more.
  • mc4 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 17.40 kOe or more.
  • the present invention containing the above element has magnetic characteristics satisfying at least one of the group consisting of mc5 and mc6 under a temperature condition of 160 ° C.
  • mc5 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 10.80 kG or more.
  • mc6 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 10.50 kOe or more.
  • the present invention containing the above elements has magnetic properties satisfying at least one of the group consisting of mc7 and mc8 under a temperature condition of 200 ° C.
  • mc7 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 10.10 kG or more.
  • mc8 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 6.60 kOe or more.
  • neodymium, iron and boron Containing neodymium, iron and boron, further containing any one or more elements selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum and silicon, containing terbium, and in addition any of praseodymium and dysprosium
  • the present invention containing one or more elements has magnetic properties satisfying at least one of the group consisting of mc9 and mc10 under a temperature condition of 20 ° C.
  • mc9 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 12.50 kG or more.
  • mc10 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 21.20 kOe or more.
  • the present invention containing the above elements has magnetic properties satisfying at least one of the group consisting of mc11 and mc12 under a temperature condition of 100 ° C.
  • mc11 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 11.60 kG or more.
  • mc12 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 11.80 kOe or more.
  • the present invention containing the above elements has magnetic characteristics satisfying at least one of the group consisting of mc13 and mc14 under a temperature condition of 160 ° C.
  • mc13 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 10.60 kG or more.
  • mc14 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 6.20 kOe or more.
  • the present invention containing the above elements has magnetic properties satisfying at least one of the group consisting of mc15 and mc16 under a temperature condition of 200 ° C.
  • mc15 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 9.60 kG or more.
  • mc16 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 3.80 kOe or more.
  • Mc17 and mc18 are provided with magnetic characteristics satisfying at least one of them.
  • mc17 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 11.40 kG or more.
  • mc18 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 28.00 kOe or more.
  • the present invention containing the above elements has magnetic properties satisfying at least one of the group consisting of mc19 and mc20 at a temperature condition of 100 ° C.
  • mc19 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 10.60 kG or more.
  • mc20 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 17.70 kOe or more.
  • the present invention containing the above element has magnetic characteristics satisfying at least one of the group consisting of mc21 and mc22 under a temperature condition of 160 ° C.
  • mc21 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 9.80 kG or more.
  • mc22 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 10.60 kOe or more.
  • the present invention containing the above elements has magnetic characteristics satisfying at least one of the group consisting of mc23 and mc24 under a temperature condition of 200 ° C.
  • mc23 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 9.00 kG or more.
  • mc24 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 6.70 kOe or more.
  • the tensile strength of the rare earth permanent magnet of the present invention is 80 MPa or more, preferably 100 MPa or more, and more preferably 150 MPa or more.
  • the present invention includes a method for producing a rare earth permanent magnet. That is, containing neodymium, iron and boron, containing at least one element selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum and silicon, terbium, aluminum, After holding the raw material compound containing at least one element selected from the group consisting of copper, niobium, zirconium, titanium, and gallium at the main phase formation temperature, until the grain boundary phase formation temperature A main phase containing neodymium, iron and boron, at least one element selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum and silicon, and terbium.
  • Formed and held at the grain boundary phase formation temperature and selected from the group consisting of aluminum, copper, niobium, zirconium, titanium, and gallium.
  • Including a heat treatment step of forming a grain boundary phase containing one or more elements including a method for manufacturing a rare earth permanent magnet.
  • the present invention includes neodymium, praseodymium, iron and boron, and at least one element selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon, terbium, and dysprosium.
  • a heat treatment for forming a grain boundary phase containing at least one element selected from the group consisting of aluminum, copper, niobium, zirconium, titanium, and gallium, held at a grain boundary phase formation temperature is included.
  • the heat treatment step it is preferable to hold at 1000 to 1200 ° C. for 3 to 5 hours, then hold at 880 to 920 ° C. for 4 to 5 hours, and then hold at 480 to 520 ° C. for 3 to 5 hours.
  • the magnetic moment can be improved by using the compound having the predetermined crystal structure as a main phase.
  • the rare earth permanent magnet of the present invention has good coercive force H cj , residual magnetic flux density Br, and maximum energy product BH max .
  • FIG. 3 (a) is the left figure in FIG. 3
  • FIG. 3 (b) is the right figure in FIG. 3
  • FIG. 4 (a) is the left figure in FIG. 4
  • FIG. 5 (a) is the left view of FIG. 5
  • FIG. 5 (b) is the right view of FIG.
  • FIG. 3 (a) is a diagram showing the electronic density of states of the entire crystal of Nd 2 Fe 14 B particles obtained by the present inventors.
  • FIG. 3 (b) is a diagram showing partial electronic density of states of d and f orbitals of Fe atoms and Nd atoms in the crystal. The waveforms of the electronic density of states shown in Fig. 3 (a) and Fig. 3 (b) were approximate.
  • Nd 2 Fe 14 B particles Fe occupies about 70 at%.
  • the magnetism of Nd 2 Fe 14 B particles is derived from Fe, and Nd is thought to contribute to the magnetic development of the particles by aligning the spin direction of Fe.
  • the results in Fig. 3 (a) and Fig. 3 (b) were consistent with the above findings.
  • FIG. 4 (a) is a diagram showing the sum of partial electron density of states of the s orbital, p orbital, and d orbital of the B-Fe closest atom in the Nd 2 Fe 14 B particle obtained by the present inventors.
  • FIG. 4 (b) is a diagram showing the partial electronic density of states of the p-orbital and d-orbital of the closest B-Fe atom.
  • CASTEP manufactured by Accelrys
  • the distance between the nearest atoms of B and Fe was 2.09 mm.
  • Fig. 4 (b) confirmed the polarization of boron p-orbitals.
  • the present inventors calculated the local electron density of states in the s and p orbits of the B atom in the Nd 2 Fe 14 B particle, and obtained the results shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). It was. From Fig. 5 (a) and Fig. 5 (b), it was confirmed that B atom is polarized in both s and p orbitals.
  • Table 1 is a table in which magnetic moments are calculated based on atomic positions obtained by neutron diffraction (O. Isnard et. Al J. Appl. Phys. 78 (1995) 1892-1898).
  • Table 1 the magnetic moment of Nd atom in Nd 2 Fe 14 B particles is less than 4 [mu] B, indicating that the magnetic moment is small.
  • One cause of such a decrease in magnetic moment is that Nd atoms and B atoms are covalently bonded in the crystal structure of the particles, and some of the f electrons of Nd atoms are donated to the s orbitals of boron atoms. It is assumed that there is. As a result, it is considered that the magnetism of Nd atoms in the particles disappears.
  • the present inventors have obtained knowledge that B atoms are polarized and are involved in magnetic suppression of Nd 2 Fe 14 B particles. Based on this finding, the inventors have conceived that the B atom in the crystal of the Nd 2 Fe 14 B particle is replaced with another atom to improve the magnetic property of the particle.
  • the rare earth permanent magnet of the present invention has a compound represented by the following formula (1) as a main phase.
  • the number of atoms of the compound in the unit cell occupies 90 to 98 at% of the number of atoms in the whole particle.
  • the present invention allows the main phase to contain impurities other than the above compounds.
  • M is an element selected from cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon. Further, x satisfies 0.01 ⁇ x ⁇ 0.25, and more preferably 0.03 ⁇ x ⁇ 0.25.
  • the present invention has a configuration in which a part of boron in a conventional Nd 2 Fe 14 B crystal is substituted with a predetermined element. Thereby, this invention can suppress the movement to the other atom of f electron of neodymium. Therefore, the number of unpaired electrons of neodymium is easily maintained, and the magnetic moment of Nd atoms can be improved as compared with the conventional crystal.
  • formula (1) when x ⁇ 0.01, the magnetic moment decreases. When x> 0.25, the crystal structure cannot be maintained and cannot be synthesized.
  • a part of boron contained in the main phase is substituted with one or more atoms selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon.
  • the present invention suppresses the decrease of unpaired electrons and improves the magnetic characteristics.
  • the present invention may have a configuration in which a part of boron and a part of iron in a conventional Nd 2 Fe 14 B crystal are replaced with predetermined elements.
  • Such a configuration can be expressed by the following formula (2).
  • M and L are elements selected from cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon
  • y is 0 ⁇ y ⁇ 2
  • x is 0.01 ⁇ x ⁇ 0.25, 0.01 ⁇ (x + y) ⁇ 2.25. More preferably, y is 0.1 ⁇ y ⁇ 1.2, x is 0.02 ⁇ x ⁇ 0.25, and 0.12 ⁇ (x + y) ⁇ 1.45.
  • the magnetic moment of Nd atoms can be improved as compared with the above-mentioned conventional crystal.
  • the magnetic moment of Fe atoms can be improved by conventionally known knowledge.
  • the magnetic moment of the iron atom decreases.
  • x ⁇ 0.01 or x> 0.25 the magnetic moment of neodymium atoms decreases.
  • x, y, and x + y are out of the predetermined ranges, the magnetic moments of neodymium atoms and iron atoms are lowered.
  • the magnetic moment of the Nd atom contained in the compound is such that the Nd atom in the Nd 2 Fe 14 B crystal has a magnetic moment. Greater than moment.
  • the magnetic moment of Nd atoms present invention is greater than at least 2.70 ⁇ B, preferably 3.75 ⁇ 3.85 ⁇ B, more preferably 3.80 ⁇ 3.85 ⁇ B.
  • the magnetic properties derived from Fe atoms and Nd atoms provide better magnetic properties.
  • the magnetic characteristics of the present invention can be evaluated by the coercive force H cj and the residual magnetic flux density Br.
  • the magnetic properties of the present invention are improved by about 40 to 50% compared to a rare earth permanent magnet made of a conventional Nd 2 Fe 14 B crystal.
  • the compound constituting the main phase of the present invention contains at least one element selected from cobalt, beryllium, lithium, aluminum and silicon, neodymium, iron and boron.
  • Schematic diagrams of examples of crystal structures represented by the above formulas (1) and (2) are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the crystal structure of the present invention represented by the formula (1).
  • the compound has a basic skeleton made of Fe, and Fe layers 101 and Nd—B—M layers 102 are alternately present in the z-axis direction.
  • the Nd-B-M layer 102 contains neodymium (Nd), boron (B), and the element M, and a lattice gap 103 exists.
  • the element M an element whose wave function is adapted to the lattice gap 103 or an element having an atomic radius smaller than boron, for example, any element of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon is appropriately selected.
  • any one or more of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon is preferably selected. More preferred is cobalt.
  • the compound can reduce the electron donation from Nd atoms to B atoms and improve the magnetic moment of Nd atoms. .
  • the present invention has a high magnetic moment and good magnetic properties.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of the crystal structure of the present invention represented by the formula (2).
  • the compound has a basic skeleton composed of Fe atoms and L atoms, and Fe—L layers 201 and Nd—B—M layers 202 exist alternately in the z-axis direction.
  • the Nd-B-M layer 202 contains neodymium (Nd), boron (B), and M atoms, and a lattice gap 203 exists.
  • the iron of the above basic skeleton has a high density, it is difficult to select an element having an atomic radius excessively larger than that of the iron atom as the element L. However, if the wave functions of the elements overlap well, it is assumed that the iron atoms in the crystal are easily replaced.
  • the description of the element M shown in FIG. 2 is the same as the above description of the element M shown in FIG.
  • any one or more of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon is preferably selected as the element M and the element L in the formula (2) that satisfy the above conditions. Cobalt is more preferred. Usually, the same element is selected for M and L, but different elements may be selected for M and L. From the viewpoint of simplifying the production process, it is preferable to select the same element. From the viewpoint of improving the magnetic moment of Fe atoms, it is preferable to select cobalt as at least M.
  • the present invention has a high magnetic moment and good magnetic properties.
  • the rare earth permanent magnet of the present invention periodically has an Nd-Fe-B layer and an Fe layer, and a part of boron contained in the Nd-Fe-B layer is cobalt, beryllium, lithium, It is substituted with one or more elements selected from the group consisting of aluminum and silicon.
  • FIG. 16 is a model diagram showing the crystal structure of the main phase of the rare earth permanent magnet of the present invention, obtained as a result of analyzing the example of the present invention with the Three Dimensional Atom Probe (3DAP). Details of the embodiment and its analysis method will be described later.
  • 500 is a unit cell of the main phase
  • 501 is an Fe layer
  • 502 is an Nd—Fe—B layer.
  • FIG. 16 shows that Fe layers 501 and Nd—Fe—B layers 502 exist alternately.
  • the analysis results by the Rietveld method described later indicate that cobalt atoms are present at sites where B atoms are present in the Nd—Fe—B layer in the conventional Nd 2 Fe 14 B crystal.
  • the Nd-Fe-B layer preferably contains terbium.
  • the Nd—Fe—B layer preferably contains one or more elements of praseodymium and dysprosium.
  • An embodiment in which terbium, praseodymium, and dysprosium are present at any site of the Nd—Fe—B layer corresponds to the crystal structure of the main phase of the present invention. That is, terbium, praseodymium, and dysprosium may be substituted with Nd and Fe, respectively, or may enter the lattice gap.
  • Organizing the present invention described above from the viewpoint of the main phase components it contains neodymium, iron, and boron, and further includes at least one selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon. In other words, it can contain an element.
  • the rare earth permanent magnet of the present invention contains iron as a main component more than any other component, and the iron content may be expressed as the balance with respect to the other components.
  • the neodymium content is preferably 20 to 35% by weight, more preferably 22 to 33% by weight, based on the total weight of the rare earth permanent magnet.
  • the boron content is preferably 0.80 to 0.99% by weight, more preferably 0.82 to 0.98% by weight.
  • the total content of one or more elements selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon is 0.8 to 1.0% by weight. Thereby, the present invention can obtain a good residual magnetic flux density Br.
  • the present invention preferably contains terbium in addition to the above-described components.
  • terbium in addition to any one or more elements selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon, the present invention can improve the coercive force H cj of the rare earth permanent magnet.
  • the compound containing terbium can be represented by the following formula (3) or formula (4).
  • M is an element selected from cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon
  • x satisfies 0.01 ⁇ x ⁇ 0.25
  • z satisfies 1 ⁇ z ⁇ 1.8.
  • the magnetic moment of the neodymium atom decreases.
  • x> 0.25 the crystal structure becomes unstable. If z ⁇ 1, it will cause a decrease in holding power.
  • z ⁇ 1.8 the residual magnetic flux density decreases.
  • M and L are elements selected from cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon
  • y is 0 ⁇ y ⁇ 2
  • x is 0.01 ⁇ x ⁇ 0.25.
  • Z is 1 ⁇ z ⁇ 1.8.
  • the rare earth permanent magnet of the present invention containing terbium contains iron as a main component more than any other component, and the iron content may be expressed as the balance with respect to the other components.
  • the neodymium content is preferably 20 to 35% by weight, more preferably 22 to 33% by weight, based on the total weight of the rare earth permanent magnet.
  • the boron content is preferably 0.80 to 0.99% by weight, more preferably 0.82 to 0.98% by weight.
  • the total content of one or more elements selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon is 0.8 to 1.0% by weight.
  • the terbium content is 2.0 to 10.0% by weight, more preferably 2.5 to 4.5% by weight. Thereby, the present invention can obtain a good residual magnetic flux density Br.
  • the present invention contains neodymium, iron, and boron, and further contains any one or more elements selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon.
  • the magnetic properties satisfy at least one of the group consisting of mc1 and mc2 at °C.
  • mc1 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 12.90 kG or more. As mc1, it is more preferable that the residual magnetic flux density Br is 13.00 kG or more.
  • mc2 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 27.90 kOe or more. As mc2, the coercive force H cj is more preferably 28.20 kOe or more.
  • the magnetic characteristics of the present invention can be measured using a conventionally known pulse excitation type magnetic characteristic measuring apparatus with a sample temperature variable device.
  • the present invention containing the above element has magnetic properties satisfying at least one of the group consisting of mc3 and mc4 under a temperature condition of 100 ° C.
  • mc3 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 11.80 kG or more.
  • mc3 it is more preferable that the residual magnetic flux density Br is 11.85 kG or more.
  • mc4 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 17.40 kOe or more.
  • the coercive force H cj is more preferably 18.20 kOe or more.
  • the present invention containing the above element has magnetic characteristics satisfying at least one of the group consisting of mc5 and mc6 under a temperature condition of 160 ° C.
  • mc5 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 10.80 kG or more.
  • mc5 it is more preferable that the residual magnetic flux density Br is 10.95 kG or more.
  • mc6 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 10.50 kOe or more. More preferably, mc6 has a coercive force H cj of 11.00 kOe or more.
  • the present invention containing the above elements has magnetic properties satisfying at least one of the group consisting of mc7 and mc8 under a temperature condition of 200 ° C.
  • mc7 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 10.10 kG or more.
  • mc7 it is more preferable that the residual magnetic flux density Br is 10.14 kG or more.
  • mc8 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 6.60 kOe or more.
  • the coercive force H cj is more preferably 6.90 kOe or more.
  • the residual magnetic flux density Br and the coercive force H cj are both good.
  • the magnetic characteristics of the present invention do not deteriorate even under temperature conditions higher than room temperature.
  • the present invention may contain elements that contribute to the improvement of magnetic properties such as praseodymium and dysprosium.
  • the rare earth permanent magnet of the present invention having excellent magnetic properties can be produced at low cost.
  • the praseodymium contained in the present invention is mainly replaced with neodymium. It can also be dispersed in other regions within the crystal structure.
  • the atomic ratio of neodymium and praseodymium contained in the present invention is 80:20 to 70:30.
  • the ratio of praseodymium is large and the ratio of neodymium is small.
  • the ratio of neodymium is smaller than 70 in terms of the number of atoms, the residual magnetic flux density Br is likely to be lowered.
  • dysprosium By containing dysprosium, the magnetic properties can be improved in the same manner as when terbium is contained.
  • the dysprosium contained in the present invention is replaced with iron.
  • dysprosium As a substitution element with iron, dysprosium may be used alone or in combination with terbium. Note that terbium, praseodymium, and the like can be dispersed in other regions in the crystal structure in addition to being replaced with iron.
  • a compound containing praseodymium or dysprosium can be represented by the following formula (5) or formula (6).
  • M is an element selected from cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon, and x satisfies 0.01 ⁇ x ⁇ 0.25.
  • R1 is praseodymium
  • R2 is one or more elements of terbium and dysprosium.
  • M and L are elements selected from cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon
  • y is 0 ⁇ y ⁇ 2
  • x is 0.01 ⁇ x ⁇ 0.25
  • 0.01 ⁇ (x + y) ⁇ 2.25 is satisfied.
  • z is 1 ⁇ z ⁇ 1.8.
  • R1 is praseodymium
  • R2 is one or more elements of terbium and dysprosium.
  • the main phase of the present invention has a crystal containing neodymium, iron and boron, and containing any one or more elements selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum and silicon.
  • D 50 of the sintered particle diameter of the crystal is preferably 2 to 25 ⁇ m, more preferably 3 to 15 ⁇ m, and further preferably 3 to 11 ⁇ m. In particular, when the crystal is refined to 3 to 6 ⁇ m, even if the terbium content is reduced, good magnetic properties are provided, which is preferable.
  • D 50 is the median diameter in the cumulative distribution of alloy fine particles on a volume basis.
  • D 50 can be measured by a known method using a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus.
  • Number representing the "powder particle size" of the present invention, "Shoyuitsubu ⁇ " and "particle size” are all D 50.
  • the raw material alloy used in the present invention forms crystals as a main phase by a heat treatment process.
  • D 50 of the sintering particle size of the crystal is 110 to 300% D 50 of the powder particle diameter of the raw material alloy, more particularly 110 to 180%.
  • a method of forming a crystal having the sintered particle size within the above-mentioned preferable range a method of forming, magnetizing, and heat-treating a raw material alloy having an appropriate powder particle size corresponding to a desired sintered particle size Is mentioned.
  • the powder particle size can be adjusted by a known method using a ball mill, a jet mill or the like.
  • the sintered density is preferably 6.0 g / cm 3 or more, and more preferably 7.5 g / cm 3 or more.
  • the sintered density is determined by the powder particle size of the raw material alloy, the processing temperature in the heat treatment step, the sintering temperature, and the aging temperature. Therefore, in the present invention, the sintering density is 6.0 to 8.0 g / cm 3 , more preferably 7.0 to 7.9 g / cm 3 , more preferably from the raw material alloy that can be prepared and the conditions of the heat treatment process. 7.2 to 7.7 g / cm 3 .
  • the sintered density is less than 7.0 g / cm 3 , it is not suitable as a magnet.
  • the present invention contains neodymium, iron and boron, further contains any one or more elements selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum and silicon, and contains terbium,
  • the magnetic properties satisfy one or more of the group consisting of mc9 and mc10 at a temperature condition of 20 ° C.
  • mc9 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 12.50 kG or more. As mc9, it is more preferable that the residual magnetic flux density Br is 13.20 kG or more.
  • mc10 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 21.20 kOe or more. As mc10, the coercive force H cj is more preferably 29.50 kOe or more.
  • the present invention containing the above elements has magnetic properties satisfying at least one of the group consisting of mc11 and mc12 under a temperature condition of 100 ° C.
  • mc11 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 11.60 kG or more.
  • mc11 it is more preferable that the residual magnetic flux density Br is 12.30 kG or more.
  • mc12 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 11.80 kOe or more.
  • the coercive force H cj is more preferably 18.00 kOe or more.
  • the present invention containing the above elements has magnetic characteristics satisfying at least one of the group consisting of mc13 and mc14 under a temperature condition of 160 ° C.
  • mc13 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 10.60 kG or more. As mc13, it is more preferable that the residual magnetic flux density Br is 11.20 kG or more.
  • mc14 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 6.20 kOe or more. As mc14, the coercive force H cj is more preferably 10.00 kOe or more.
  • the present invention containing the above elements has magnetic properties satisfying at least one of the group consisting of mc15 and mc16 under a temperature condition of 200 ° C.
  • mc15 is a magnetic characteristic that the residual magnetic flux density Br is 9.60 kG or more.
  • the residual magnetic flux density Br is more preferably 10.30 kG or more.
  • mc16 is a magnetic characteristic that the coercive force H cj is 3.80 kOe or more.
  • it is more preferable that the coercive force H cj is 6.00 kOe or more.
  • the residual magnetic flux density Br and the coercive force H cj are both good.
  • the magnetic characteristics of the present invention do not deteriorate even under temperature conditions higher than room temperature.
  • the rare earth permanent magnet of the present invention containing any one or more elements selected from the group consisting of praseodymium, terbium, dysprosium, etc. contains iron as a main component more than any other component, and contains iron The amount may be expressed as the balance with respect to other ingredients.
  • the neodymium content is preferably 15 to 40% by weight, more preferably 20 to 35% by weight, based on the total weight of the rare earth permanent magnet.
  • the praseodymium content is 5 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight.
  • the boron content is preferably 0.80 to 0.99% by weight, more preferably 0.82 to 0.98% by weight.
  • the total content of one or more elements selected from the group consisting of cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon is 0.8 to 1.0% by weight.
  • the content of one or more elements of terbium and dysprosium is 2.0 to 10.0% by weight, more preferably 2.5 to 4.5% by weight. Thereby, the present invention can obtain a good residual magnetic flux density Br.
  • the present invention provides a grain boundary phase containing any one or more elements selected from the group consisting of aluminum, copper, niobium, zirconium, titanium, and gallium in addition to the predetermined main phase. It is preferable to provide.
  • the element forming the grain boundary phase can be dispersed in the main phase as appropriate. Since the amount of dispersion is very small, it is not reflected in the preferred content of each component of the main phase.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the microstructure of the present invention.
  • 300 is the main phase and 400 is the grain boundary phase.
  • the spin reversal of the main phase component is promoted by pinning the spin electrons of the main component by the spin electrons of the grain boundary phase component. . That is, the grain boundary phase breaks the magnetic exchange coupling of the main phase. As a result, the coercive force H cj can be improved.
  • the preferable content of the grain boundary phase component of the present invention is 0.1 to 0.4% by weight of aluminum and 0.01 to 0.1% of copper by weight%. More preferably, aluminum is 0.2 to 0.3% and copper is 0.02 to 0.09%. When zirconium is added, the preferred content is 0.004 to 0.04%, more preferably 0.01 to 0.04%, based on the total weight of the rare earth permanent magnet in weight%.
  • each component in the present invention including the main phase and the grain boundary phase contains iron as a main component more than any other content component, and the iron content is the remainder with respect to the other content components.
  • the other components are from the group consisting of 20 to 35% neodymium, 0.80 to 0.99% boron, cobalt, beryllium, lithium, aluminum, and silicon in terms of% by weight based on the total weight of the present invention.
  • the total amount of one or more selected elements is preferably 0.8 to 1.0%, terbium is 2.0 to 10.0%, aluminum is preferably 0.1 to 0.4%, and copper is preferably 0.01 to 0.1%.
  • Examples of more preferable contents of the above-described components other than iron include at least 22 to 33% by weight of neodymium, 0.82 to 0.98% by weight, cobalt, beryllium, lithium and aluminum,
  • the total amount of one or more elements selected from the group consisting of silicon is 0.8 to 1.0%, terbium is 2.6 to 5.4%, aluminum is 0.2 to 0.3%, and copper is 0.02 to 0.09% is there.
  • Examples of other preferable contents are 15 to 40% by weight of neodymium, 5 to 20% by weight of praseodymium, 2.0 to 10.0% by weight of terbium, 0.80 to 0.99% by weight of boron, cobalt, beryllium and lithium.
  • the total amount of one or more elements selected from the group consisting of aluminum and silicon is 0.8 to 1.0% by weight, aluminum is 0.1 to 0.4% by weight, and copper is 0.01 to 0.1% by weight in addition to the above. preferable.
  • the present invention is excellent in heat resistance and combines a high residual magnetic flux density Br, a high coercive force H cj and a large maximum energy product BH max even under high temperature conditions.
  • the residual magnetic flux density Br is distributed to 11.40 kG or more, preferably 12.50 kG or more, more preferably 12.90 kG or more.
  • the coercive force H cj is distributed over 21.20 kOe, preferably over 27.90 kOe.
  • the maximum energy product BH max is distributed to 31.00 MGOe or more, more preferably 40.10 MGOe or more.
  • the residual magnetic flux density Br is distributed at least about 10.00 to 12.00 kG. In addition, it is preferably distributed over 10.60 kG, more preferably over 11.80 kG.
  • the coercive force H cj is distributed to 11.80 kOe or more, and distributed from 17.00 to 19.00 kOe. Preferably, it is distributed to 17.40 kOe or more.
  • the maximum energy product BH max is distributed at least from 33.00 to 35.00MGOe. In addition, it is preferably distributed over 27.10 MGOe, more preferably over 36.80 MGOe.
  • the residual magnetic flux density Br is distributed at least from about 9.000 to 11.00 kG. In addition, it is preferably distributed over 9.80 kG, more preferably over 10.80 kG.
  • the coercive force H cj is distributed over 6.200 kOe, and distributed between 11.00 and 12.00 kOe. Preferably, it is distributed to 10.50 kOe or more.
  • the maximum energy product BH max is distributed at least about 27.00 to 29.00 MGOe. In addition, it is preferably distributed over 22.75 MGOe, more preferably over 27.80 MGOe.
  • the residual magnetic flux density Br is distributed to 9.00 kG or more, preferably 9.90 to 11.00 kG, more preferably 9.60 kG or more, more preferably 10.10 kG.
  • the coercive force H cj is distributed to 3.80 kOe or more, and is distributed from about 6.50 to 7.00 kOe. It is preferably distributed at 6.60 kOe or more, more preferably 15.90 kOe or more.
  • the maximum energy product BH max is distributed at least about 22.90 to 24.00 MGOe. In addition, it is preferably distributed over 19.00 MGOe, more preferably over 23.70 MGOe.
  • the present invention has high mechanical strength.
  • the tensile strength of the rare earth permanent magnet of the present invention is 80 MPa or more, preferably 100 MPa or more, more preferably 150 MPa or more. That is, the present invention is excellent in cutting workability and can increase the mass productivity of products using the present invention. In addition, the product life can be improved.
  • the tensile strength of the present invention can be measured by a method according to JIS Z2201 (tensile test piece processing method) and JIS Z2241 (tensile test measurement method).
  • the method for producing the rare earth permanent magnet of the present invention is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained.
  • a production method including a micronization step, a magnetization step, and a heat treatment step may be mentioned.
  • the rare earth permanent magnet of the present invention can be produced by cooling the product obtained in each of the above steps to room temperature in the cooling step.
  • a predetermined material such as Co and Fe, Nd, and B are dissolved in the stoichiometric ratio described above to obtain a raw material alloy.
  • M, L a predetermined material such as Co and Fe, Nd, and B are dissolved in the stoichiometric ratio described above to obtain a raw material alloy.
  • a starting material containing these is added as a raw material when the above-described raw material alloy is manufactured.
  • the stoichiometric ratio blended in the raw material alloy is almost the same as the composition of the final product, which is the main phase compound of the present invention. Therefore, what is necessary is just to mix
  • the obtained raw material alloy is roughly pulverized using a ball mill, a jet mill or the like. It is also preferable to refine the coarsely pulverized raw material alloy fine particles using a ball mill, a jet mill or the like.
  • Roughly pulverized raw material alloy particles are dispersed in an organic solvent, and a reducing agent is added.
  • the raw material alloy particles are made fine by the reduction treatment, and the powder particle size becomes 1.8-22.7 ⁇ m.
  • the powder particle size is further reduced to 2.7 to 13.6 ⁇ m, and more specifically to 2.7 to 10.0 ⁇ m.
  • the obtained raw material alloy fine particles are compression molded under an orientation magnetic field. Further, in the heat treatment step, the obtained molded body is heated under vacuum, and then the sintered product is rapidly cooled to room temperature. Subsequently, a heat treatment step is performed in an inert gas atmosphere to cool to room temperature.
  • a main phase and a grain boundary phase are formed by predetermined temperature management and time management.
  • the heat treatment conditions are determined based on the melting points of the contained components. That is, all the components are dissolved by raising the treatment temperature to the main phase formation temperature and holding it. Thereafter, in the process of lowering the temperature from the main phase formation temperature to the grain boundary phase formation temperature, the main phase component becomes a solid phase, and the grain boundary phase component starts to precipitate on the solid phase surface.
  • a grain boundary phase can be formed by holding at the grain boundary phase formation temperature.
  • heat treatment conditions for forming the main phase it is preferable to hold at 1000 to 1200 ° C. for 3 to 5 hours and then hold at 880 to 920 ° C. for 4 to 5 hours. More preferably, after holding at 1010 to 1190 ° C. for 3 to 5 hours, further holding at 890 to 910 ° C. for 3 to 5 hours.
  • heat treatment conditions for forming the grain boundary phase it is preferable to hold at 480 to 520 ° C. for 3 to 5 hours, and it is preferable to hold at 490 to 510 ° C. for 3 to 5 hours.
  • the present invention can be manufactured through at least the above-described steps.
  • the present invention provides a known method for producing a rare earth permanent magnet only by using, as a raw material, an alloy in which Nd and Pr, Tb, and the like, Fe, B, Co, and the like are dissolved as a raw material alloy. Can be manufactured by application. Moreover, when manufacturing a rare earth permanent magnet having a predetermined main phase and a grain boundary phase, the rare earth permanent magnet of the present invention can be easily manufactured by applying the heat treatment step described above.
  • the powder particle size of the raw material compound is preferably 1.8 to 22.7 ⁇ m.
  • a rare earth permanent magnet having excellent magnetic properties can be produced even when the terbium content is suppressed by maintaining the main phase formation temperature more preferably at 2.7 to 13.6 ⁇ m, and even more preferably at 2.7 to 10.0 ⁇ m.
  • the sintered particle size of the raw material compound becomes 110 to 300%, preferably 110 to 180% of the powder particle size.
  • the sintered particle size becomes 2 to 25 ⁇ m, preferably 3 to 15 ⁇ m, more preferably 3 to 11 ⁇ m, and particularly preferably. 3-6 ⁇ m.
  • the rare earth permanent magnet of the present invention whose main phase is a crystal having the above-mentioned sintered grain size reduces the terbium content by 20 to 30% and is equivalent.
  • the raw material alloy particles can be obtained by pulverizing with a jet mill or pulverizing with a ball mill in order to obtain the above powder particle size.
  • the alloy compound having a crystal having a preferable sintered particle size as a main phase has a sintered density of 6 to 8 g / cm 3 , more preferably 7.2 to 7.9 g / cm 3 .
  • the method for measuring the sintered density is described below. The weight used in the measurement of the sintered density was measured with an electronic balance. The volume was determined by Archimedes method or by measuring the sample dimensions with a ruler.
  • Cobalt (Co), Nd, Fe, and B were arc-melted to obtain a raw material alloy. 5 kg of the obtained alloy was coarsely pulverized by a ball mill to obtain alloy particles having an average particle diameter of 16 ⁇ m. Thereafter, the alloy particles were dispersed in a solvent. Additives were introduced into the dispersion and stirred to carry out a reduction reaction, whereby alloy particles were made fine. The average particle size of the obtained alloy fine powder was 16 to 25 ⁇ m.
  • any one kind of metal of beryllium (Be), lithium (Li), aluminum (Al), and silicon (Si) can be similarly formed.
  • a raw material compound (raw material compound 1) using cobalt (Co) was filled in a molding cavity, and compression molding and magnetization were performed by applying a molding pressure of 2 t / cm 2 and a magnetic field of 19 kOe.
  • the obtained compact was heated in a 2 ⁇ 10 1 Torr Ar gas atmosphere at a treatment temperature of 1090 ° C. for 1 hour. After completion of the heat treatment, it was cooled to room temperature and taken out from the cavity, whereby the rare earth permanent magnet of Example 1 was obtained.
  • the rare earth permanent magnet of Example 2-5 using any one of beryllium (Be), lithium (Li), aluminum (Al), and silicon (Si) can be obtained in the same manner.
  • Example 6 to 14 A raw material alloy containing each element with the content shown in FIG. 7 was pulverized to obtain alloy particles. Thereafter, the alloy particles were dispersed in a solvent. Additives were introduced into the dispersion and stirred to carry out a reduction reaction, whereby alloy particles were made fine.
  • the average particle size of Example 6 and Example 9 and the alloy fine particles was 16 to 25 ⁇ m.
  • the average particle size (powder particle size) of the alloy fine particles of Example 7, Example 8, and Examples 10 to 12 was 3 to 11 ⁇ m.
  • the average particle size was measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-2300 or equivalent manufactured by Shimadzu Corporation.
  • the example number means a rare earth permanent magnet having the composition of the example number shown in FIG.
  • the composition shown in FIG. 7 is the ratio of the raw material charge amount of each rare earth permanent magnet.
  • the branch number of an example means the sample number of the example.
  • Example 6-1, Example 6-2, and Example 6-3 are all rare earth permanent magnet samples having the composition of Example 6.
  • Example 7 in addition to the charged amount shown in FIG. 7, the content in the rare earth permanent magnet was also measured.
  • the measuring instrument used was an Shimadzu ICP emission spectrometer (ICP-Emission Spectroscopy) ICPS-8100 equivalent. Table 3 shows the measurement results.
  • Example 6 The residual magnetic flux density Br, coercive force H cj, and maximum energy product BH max of Example 6 to Example 14 were measured.
  • the tensile strength was measured at room temperature (25 ° C).
  • FIGS. 8 to 10 Example 6
  • FIG. 28 and FIG. 29 Example 7
  • FIG. 32 and FIG. 33 Example 8
  • FIG. 37 Embodiment 9
  • FIGS. 40 and 41 Embodiment 10
  • FIGS. 44 to 47 Embodiments 11 to 14.
  • Example 6 the crystal structure of the main phase was analyzed.
  • the measurement method of magnetic properties, the measurement method of tensile strength, and the analysis method of crystal structure are as follows.
  • FIG. 11 is an SEM image of the needle-like object of Example 6-10.
  • FIG. 12 is a 3D atomic image of the needle-like material of Example 6-10.
  • FIG. 13A is a 3D slice image of a needle-like object observed with 3DAP.
  • FIG. 13 (B) is an enlarged view of a part of the region of FIG. 13 (A), and
  • FIG. 13 (C) is an enlarged view of a part of the region of FIG. 13 (B).
  • Table 4 shows the number of detected elements detected in FIG. 13 (B).
  • a lattice plane of Nd [100] was detected. The inter-surface distance was 0.59 to 0.62 nm.
  • the crystal structure of the main phase of the present invention is a structure having a Nd—Fe—B layer and a Fe layer periodically.
  • the Nd—Fe—B layer and the Fe layer exist alternately.
  • FIG. 14 (A) shows only Nd and B displayed in the 3DAP analysis of Examples 6-10.
  • FIG. 14 (B) is a diagram in which only Nd and Fe are displayed in the same analysis.
  • FIG. 14C shows only Nd and Co as viewed from the x direction.
  • FIG. 15 is a diagram in which only Nd and Co are displayed when viewing FIG. 14 (a) or FIG. 14 (b) from the ⁇ x direction.
  • FIG. 16 is a model diagram in which the substitution atoms of the crystal structure of the main phase of the rare earth permanent magnet of the present invention are not shown, which are created based on the above 3DAP analysis.
  • FIG. 17A is a diagram in which only Nd and Al are displayed in the 3DAP analysis of Examples 6-10.
  • FIG. 17B is a diagram in which only Nd and Tb are displayed in the 3DAP analysis of Examples 6-10.
  • FIG. 18B is a diagram in which only neodymium (Nd) is displayed in the 3DAP analysis of Examples 6-10.
  • FIG. 18C shows only boron (B).
  • FIG. 18D is a diagram in which only cobalt (Co) is displayed.
  • FIG. 18A is a view obtained by superimposing FIGS. 18B to 18D.
  • Nd-Layer 1, Nd-Layer 2, and Nd-Layer 3 shown in Fig. 18 (E) are for analyzing a layer perpendicular to the C axis of the crystal lattice of the main phase of Example 6-10 An arbitrarily selected analysis region.
  • 19 and 20 are the results of 3DAP analysis of Nd-Layer IV1.
  • FIG. 21 and FIG. 22 show the 3DAP analysis results of Nd-Layer 2.
  • FIG. 23 and FIG. 24 show the 3DAP analysis results of Nd-Layer 3.
  • 19 to 24 show that Co is present in the Nd—Fe—B layer.
  • Example 6-10 indicated that Co was present in a layer parallel to the C axis of the main phase crystal lattice.
  • the columnar region in the right diagram of FIG. 25 is an analysis region arbitrarily selected for analyzing a layer parallel to the C axis of the crystal lattice of the main phase of Example 6-10.
  • the left diagram in FIG. 25 shows that Nd, B, and Co are detected in the direction parallel to the C axis in the analysis region shown in the right diagram in FIG.
  • Crystal structure analysis by Rietveld method The crystal structure of Example 6-11 was analyzed by the Rietveld method. Analysis conditions and analysis conditions are as follows.
  • Analysis device X-ray diffractometer RAD-RRU300 manufactured by Rigaku Corporation Target: Co Single color: Monochromator (K ⁇ ) Target output: 40kV-200mA (Continuous measurement) ⁇ / 2 ⁇ scanning slit: Divergence 1 °, Scattering 1 °, Received light 0.3mm Monochromator light receiving slit: 0.6mm Scanning speed: 0.5 ° / min Sampling width: 0.02 ° Measurement angle (2 ⁇ ): 10 ° -110 °
  • Example 6-11 The results of analysis of the crystal structure by the Rietveld method are shown in the following figure. Specifically, the analysis results of Example 6-11 are shown in FIGS. FIG. 27 shows that the boron 4f site is substituted with 7.38% cobalt atom.
  • the analysis results of Example 7-6 are shown in FIG. 30 and FIG. FIG. 31 shows that the boron 4f site is substituted with 7.40% cobalt atoms.
  • the analysis results of Example 8-6 are shown in FIGS. 34 and 35.
  • FIG. 35 shows that the boron 4f site is substituted with 9.87% cobalt atoms.
  • the analysis results of Example 9-6 are shown in FIGS. 38 and 39.
  • FIG. 39 shows that the boron 4f site is substituted with 3.64% cobalt atoms.
  • the analysis results of Example 10-6 are shown in FIGS. FIG. 43 shows that the boron 4f site is substituted with 8.31% cobalt atoms.
  • Example 11 The tensile strength of Example 11 was measured in Examples 11-1 to 11-5. Further, the tensile strength of Example 12 was measured in Examples 12-1 to 12-5. The measurement method is the same as in Example 6. The measurement results are shown in Table 5 IV.
  • Example 13 The raw material alloys containing each element were pulverized with the contents shown in Example 13 and Example 14 of FIG. Grinding was performed with a jet mill to prepare alloy particles having different particle sizes. Thereafter, the alloy particles were dispersed in a solvent. The additive was introduced into the dispersion and stirred to carry out a reduction reaction. 45 and 46 show the particle diameters of the obtained alloy fine powder. The mixing ratio of the fine mixed powders of Example 13 and Example 14 shown in FIG. 47 is 1: 1 by weight. The powder particle size and the sintered particle size were measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-2300 or equivalent manufactured by Shimadzu Corporation.
  • 500 g of alloy fine powder of Example 13 or 500 g of alloy fine powder obtained by mixing Example 13 and Example 14 is filled into a molding cavity, and compression molding is performed by applying a molding pressure of 2 t / cm 2 and a magnetic field of 19 kOe, respectively. Magnetization was performed.
  • Each obtained compact was heat-treated in a 2 ⁇ 10 1 Torr Ar atmosphere under the conditions shown in FIGS. After the heat treatment, it was cooled to room temperature. Thereafter, it was taken out from the cavity, and a rare earth permanent magnet of Example 13 and a rare earth permanent magnet of a mixed alloy of Example 13 and Example 14 were obtained.
  • FIG. 48 shows the contracted state of the molded bodies of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 after cooling. As shown in FIG. 48, the molded bodies of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 after cooling did not contract sufficiently. Such a molded body tends to burn in subsequent processing steps. Therefore, it is assumed that the alloy fine powder having the composition of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 does not become the magnet of the present invention.
  • the rare earth permanent magnet of the present invention has a high magnetic moment and good magnetic properties. Rare earth permanent magnets contribute to miniaturization, weight reduction, and cost reduction of electric motors, offshore wind power generators, industrial motors and the like. Further, since it exhibits excellent magnetic properties even under high temperature conditions, it is suitable for automotive applications and industrial motors.

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Abstract

【課題】　ネオジム、鉄、ホウ素を含有する希土類永久磁石の磁気特性を向上させる。 【解決手段】　本発明は、下記式（1）で表される化合物を主相とする希土類永久磁石である。 式（1）において、Mはコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のいずれかから選択される元素であり、xは、0.01≦x≦0.25を満たす。主相はNd-Fe-B層とFe層とを周期的に有し、ホウ素の一部が、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素に置換されてなる。また主相は、上記の含有成分に加えテルビウムやプラセオジムを含む。該希土類永久磁石は、さらにアルミニウム、銅、ニオブ、ジルコニウム、チタン、ガリウムとからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する粒界相を備える。

Description

希土類永久磁石および希土類永久磁石の製造方法
　本発明は、ネオジム、鉄、ホウ素を含有する希土類永久磁石に関する。
　ネオジム（Nd）、鉄（Fe）、ホウ素（B）を含有する希土類永久磁石の磁気特性を向上させる技術として、FeをCoで置換させた磁石がある（特許文献1）。特許文献１は、Feを他原子で置換させた永久磁石の保磁力Hc、残留磁束密度Br、最大エネルギー積BHmax等が網羅的に測定され、上記永久磁石の磁気特性の向上を示す。
　また特許文献2は、重量％で、R（RはYを含む希土類元素の少なくとも1種であり、Rに占めるNdが50原子％以上である）：25～35％、B：0.8～1.5％、必要によりM（Ti、Cr、Ga、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Alから選ばれる少なくとも1種）：8％以下、及び残部T（FeまたはFe及びCo）を含有する希土類焼結磁石を開示する。
　希土類永久磁石の磁気特性を向上させる他の提案として、Nd、Fe、Bからなるナノ粒子の硬磁性相をコアとし、所定のナノ粒子の軟磁性相をシェルとする2相複合構造を備えるナノコンポジット磁石がある。上記のナノコンポジット磁石は、特に軟磁性体の粒径を5nm以下の極微細粒からなる粒界で覆ってシェルとする場合に、コア／シェルの硬軟磁性相間に良好な交換相互作用が起き、飽和磁化を向上させることができる。
　特許文献3は、Nd2Fe14B化合物粒子をコアとし、Fe粒子をシェルとするナノコンポジット磁石を開示する。シェル成分として高飽和磁化を備えるFeCo合金ナノ粒子を用いることにより、ナノコンポジット磁石の飽和磁化は更に向上する。特許文献4は、NdFeB硬磁性相のコアにFeCo軟磁性相のシェルを被覆させたナノコンポジット磁石を開示する。
　特許文献5は、原子百分率にて規定される磁気的にハードな相の組成がRxT100-x-yMy(式中、Rは、希土類、イットリウム、スカンジウム、またはこれらの組み合わせ物から選択され;Tは1種以上の遷移金属から選択され;Mは、第IIIA族元素、第IVA族元素、第VA族元素、またはこれらの組み合わせ物から選択され;xは、対応する希土類遷移金属化合物におけるRの化学量論量より大きく;yは0～約25である)であり、少なくとも1種の磁気的にソフトな相が、Fe、Co、またはNiを含有する少なくとも1種の軟磁性材料を含む、異方性バルクナノコンポジット希土類永久磁石を開示する。
　しかし特許文献5に開示されるナノコンポジット希土類永久磁石は、冶金学的な手法でソフトな相が形成される。そのため該ソフトな相を形成する粒子の粒径が大きく、交換相互作用を十分に得られない可能性がある。また合金ナノ粒子は、還元力が弱いと単層ナノ粒子の単なる集合体になりやすく、所望のナノコンポジット構造を得られない。したがって上記のナノコンポジット希土類永久磁石の磁気特性は、効果的な向上が見られない場合があると推察される。
　非特許文献1は、高温でFeCoナノ粒子を作製する方法を開示する。しかし高温で作製された該Nd2Fe14B粒子の保磁力Hcjは、良好でない。
米国特許第5645651号公報 特開2003-217918号公報 特開2008-117855号公報 特開2010-74062号公報 特表2008-505500号公報
G. S. Chaubey, J. P. Liu et al., J. Am. Chem. Soc. 129, 7214 (2007)
　しかし、希土類永久磁石の磁気特性の向上が更に求められる。本発明の課題は、Nd、Fe、Bを含有する化合物を主相とする希土類永久磁石の磁気特性を高めることである。
　上記課題を解決するため、本発明者らはNd2Fe14B粒子の構成原子を鋭意検討した結果、Nd2Fe14B粒子中のネオジム原子の磁気モーメントを向上させて永久磁石の磁気特性を向上させることを着想した。具体的には、Nd2Fe14B粒子に含有されるホウ素を他の原子に置換させることにより、上記のネオジム原子の磁気モーメントをさらに向上させることを着想した。
　加えて、ホウ素と置換できる他の原子を粒子中に含有させる場合の作用効果を検討した。その結果、該他の原子が鉄とも置換することにより、該粒子の磁気モーメントが更に向上する可能性を見出すに至った。
　本発明者らは、検討を進め、Nd2Fe14B粒子に粒界相を形成させることで、保磁力Hcjを向上させることができるとの知見を得た。本発明者らは、上記の着想と知見とに基づき本発明を完成させた。
　本発明は、下記式（1）で表される化合物を主相とする希土類永久磁石である。式（1）において、Mはコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のいずれかから選択される元素であり、xは、0.01≦x≦0.25を満たし、より好ましくは0.02≦x≦0.25を満たす値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　本発明は、下記式（2）で表される化合物を主相とする希土類永久磁石を包含する。式（2）において、MおよびLはコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のいずれかから選択される元素であり、yは0＜y＜2であり、xは、0.01≦x≦0.25であり、0.01＜（x＋y）＜2.25である。より好ましくは、yは0.1＜y＜1.2であり、xは0.02≦x≦0.25であり、0.12＜（x＋y）＜1.45を満たす値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　本発明は、主相がNd-Fe-B層とFe層とを周期的に有し、Nd-Fe-B層が含有するホウ素の一部が、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素に置換されてなる希土類永久磁石である。
　上記のNd-Fe-B層は、テルビウムを含有することが好ましい。またNd-Fe-B層が、プラセオジムとジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素を含有することも好ましい。
　別の観点によれば、本発明は、ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、さらにコバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する主相を備える希土類永久磁石である。本発明の希土類永久磁石の総重量に対するネオジムの含有量は20～35重量％であり、ホウ素の含有量は0.80～0.99重量％であり、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の含有量の合計は0.8～1.0重量％である。
　本発明はさらにテルビウムを含有する希土類永久磁石を包含する。その場合、本発明の希土類永久磁石の総重量に対するネオジムの含有量は20～35重量％であり、ホウ素の含有量は0.80～0.99重量％であり、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の含有量の合計は、0.8～1.0重量％であり、テルビウムの含有量は2.0～10.0重量％であることが好ましい。
　本発明は、さらにプラセオジムとジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素を含有する主相を備える希土類永久磁石を包含する。プラセオジムを含有する上記希土類永久磁石の総重量に対するネオジムの含有量は15～40重量％であり、プラセオジムの含有量が5～20重量％であり、ホウ素の含有量が0.80～0.99重量％であり、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の含有量の合計が0.8～1.0重量％であり、テルビウムの含有量が2.0～10.0重量％であることが好ましい。
　本発明は、上記の主相と、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する粒界相とを備える希土類永久磁石を包含する。該粒界相は、少なくとも、重量％でアルミニウムを0.1～0.4％と、銅を0.01～0.1％とを含有することが好ましい。
　本発明は、主相が、ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、コバルトとベリリウムとリチウムとアルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する結晶を有し、前記結晶の焼結粒径のD50が、2～25μmであることが好ましい。また本発明の希土類永久磁石の焼結密度は、6～8g/cm3であることが好ましい。
　ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、さらにコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素からなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有し、テルビウムを含有する本発明は、温度条件20℃で、mc1とmc2とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc1とは、残留磁束密度Brが12.90kG以上であるとの磁気特性である。mc2とは、保磁力Hcjが27.90kOe以上であるとの磁気特性である。
　上記の元素を含有する本発明は、温度条件100℃で、mc3とmc4とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc3とは、残留磁束密度Brが11.80kG以上であるとの磁気特性である。mc4とは、保磁力Hcjが17.40kOe以上であるとの磁気特性である。
　上記の元素を含有する本発明は、温度条件160℃で、mc5とmc6とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc5とは、残留磁束密度Brが10.80kG以上であるとの磁気特性である。mc6とは、保磁力Hcjが10.50kOe以上であるとの磁気特性である。
　上記の元素を含有する本発明は、温度条件200℃で、mc7とmc8とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc7とは、残留磁束密度Brが10.10kG以上であるとの磁気特性である。mc8とは、保磁力Hcjが6.60kOe以上であるとの磁気特性である。
　ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、さらにコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素からなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有し、テルビウムを含有し、加えてプラセオジムとジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素を含有する本発明は、温度条件20℃で、mc9とmc10とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc9とは、残留磁束密度Brが12.50kG以上であるとの磁気特性である。mc10とは、保磁力Hcjが21.20kOe以上であるとの磁気特性である。
　上記の元素を含む本発明は、温度条件100℃で、mc11とmc12とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc11とは、残留磁束密度Brが11.60kG以上であるとの磁気特性である。mc12とは、保磁力Hcjが11.80kOe以上であるとの磁気特性である。
　上記の元素を含む本発明は、温度条件160℃で、mc13とmc14とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc13とは、残留磁束密度Brが10.60kG以上であるとの磁気特性である。mc14とは、保磁力Hcjが6.20kOe以上であるとの磁気特性である。
　上記の元素を含む本発明は、温度条件200℃で、mc15とmc16とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc15とは、残留磁束密度Brが9.60kG以上であるとの磁気特性である。mc16とは、保磁力Hcjが3.80kOe以上であるとの磁気特性である。
　上記の所定の主相と、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する本発明は、温度条件20℃で、mc17とmc18とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc17とは、残留磁束密度Brが11.40kG以上であるとの磁気特性である。mc18とは、保磁力Hcjが28.00kOe以上であるとの磁気特性である。
　上記の元素を含む本発明は、温度条件100℃で、mc19とmc20とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc19とは、残留磁束密度Brが10.60kG以上であるとの磁気特性である。mc20とは、保磁力Hcjが17.70kOe以上であるとの磁気特性である。
　上記の元素を含む本発明は、温度条件160℃で、mc21とmc22とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc21とは、残留磁束密度Brが9.80kG以上であるとの磁気特性である。mc22とは、保磁力Hcjが10.60kOe以上であるとの磁気特性である。
　上記の元素を含む本発明は、温度条件200℃で、mc23とmc24とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc23とは、残留磁束密度Brが9.00kG以上であるとの磁気特性である。mc24とは、保磁力Hcjが6.70kOe以上であるとの磁気特性である。
　本発明の希土類永久磁石の引張強度は、80MPa以上であり、100MPa以上が好ましく、150MPa以上がより好ましい。
　本発明は、希土類永久磁石の製造方法を包含する。すなわち、ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素と、テルビウムとを含有し、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素とを含有する原料化合物を、主相形成温度で保持した後、粒界相形成温度まで低下させて、ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素と、テルビウムを含有する主相を形成し、さらに粒界相形成温度で保持して、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択される一種以上の元素を含有する粒界相を形成する熱処理工程を含む、希土類永久磁石の製造方法を包含する。
　本発明は、ネオジムとプラセオジムと鉄とホウ素とを含有し、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素と、テルビウムと、ジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素とを含有し、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する原料化合物を、主相形成温度で保持した後、粒界相形成温度まで低下させて、ネオジムとプラセオジムと鉄とホウ素とを含有し、さらにコバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素と、テルビウムと、ジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素を含有する主相を形成し、粒界相形成温度で保持して、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択される一種以上の元素を含有する粒界相を形成する熱処理工程を含む、希土類永久磁石の製造方法を包含する。
　熱処理工程は、1000～1200℃で3～5時間保持した後、880～920℃で4～5時間保持し、その後、480～520℃で3～5時間保持することが好ましい。
　本発明は、上記の所定の結晶構造を備える化合物を主相とすることにより、磁気モーメントを向上させることができる。これにより本発明の希土類永久磁石は、保磁力Hcjや残留磁束密度Brや最大エネルギー積BHmaxが良好になる。
本発明の結晶構造の例を示す概略図である。 本発明の結晶構造の例を示す概略図である。 Nd2Fe14B粒子の結晶の電子状態密度を示す図である。 Nd2Fe14B粒子の結晶の電子状態密度を示す図である。 Nd2Fe14B粒子の結晶の電子状態密度を示す図である。 本発明の微細組織の模式図である。 本発明の実施例と比較例との組成表である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例を加工した針状物のSEM写真である。 本発明の実施例を加工した針状物の3D原子像である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の希土類永久磁石の主相の結晶構造のモデル図である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造の3DAPによる解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造のリートベルト法による解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造のリートベルト法による解析結果である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の結晶構造のリートベルト法による解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造のリートベルト法による解析結果である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の結晶構造のリートベルト法による解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造のリートベルト法による解析結果である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の結晶構造のリートベルト法による解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造のリートベルト法による解析結果である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の結晶構造のリートベルト法による解析結果である。 本発明の実施例の結晶構造のリートベルト法による解析結果である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の実施例の磁気特性を示す表である。 本発明の比較例の熱処理後の状態を示す表である。
　本発明を説明するため、本発明者らが行ったNd2Fe14B粒子の結晶の検討を記載する。本発明者らは、平面波基底を用いた第一原理擬ポテンシャル法により、Nd2Fe14B粒子の磁気モーメントを計算し、図3～図5に示される結果を得た。なお、以下の記載において、それぞれ図3（a）とは図3左図、図3（b）とは図3右図、図4（a）とは図4左図、図4（b）とは図4右図、図5（a）とは図5左図、図5（b）とは図5右図を指す。
　図3（a）は、本発明者らが得たNd2Fe14B粒子の結晶全体の電子状態密度を示す図である。図3（b）は、該結晶中にあるFe原子とNd原子全体のd軌道とf軌道との部分電子状態密度を示す図である。図3（a）と図3（b）とに示される電子状態密度の波形は近似していた。Nd2Fe14B粒子は、Feが約70at％を占める。Nd2Fe14B粒子の磁性はFeに由来し、NdはFeのスピン方向をそろえることにより該粒子の磁性発現に寄与すると考えられている。図3（a）と図3（b）との結果は、上記の知見と一致した。
　図4（a）は、本発明者らが得たNd2Fe14B粒子中のB-Fe最近接原子のs軌道とp軌道とd軌道との部分電子状態密度の和を示す図である。図4（b）は、B-Fe最近接原子のp軌道とd軌道との部分電子状態密度を示す図である。第一原理計算ソフトCASTEP（アクセルリス社製）による計算では、上記のBとFeとの最近接原子間距離は2.09Åであった。図4（b）により、ホウ素のp軌道の分極を確認した。
　さらに本発明者らは、Nd2Fe14B粒子中のB原子のs軌道とp軌道とにおける局所電子状態密度を計算し、図5（a）および図5（b）とに示す結果を得た。図5（a）および図5（b）により、B原子はs軌道とp軌道との双方で分極することを確認した。
　従来、Nd2Fe14B粒子中のホウ素は結晶構造の安定化に関与すると考えられている。しかし、上記の図4と図5との結果は、B原子が結晶構造の安定化だけでなく、Nd2Fe14B粒子の磁性発現に関与することを示唆する。
　表1は、中性子回折法で得られた原子位置（O.Isnard et. al J.Appl. Phys.78 (1995)1892-1898）に基づいて磁気モーメントを計算した表である。表1は、Nd2Fe14B粒子中のNd原子の磁気モーメントは4μB未満であり、磁気モーメントが小さいことを示す。そのような磁気モーメントの減少の一因は、該粒子の結晶構造内でNd原子とB原子とが共有結合し、Nd原子のf電子の一部がホウ素原子のs軌道に供与されることであると推察される。その結果、粒子中のNd原子の磁性が消失すると考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　上記の検討により本発明者らは、B原子が分極し、Nd2Fe14B粒子の磁性抑制に関与するとの知見を得た。かかる知見に基づき、Nd2Fe14B粒子の結晶中のB原子を他の原子で置換することで該粒子の磁性を向上させることを着想した。
　本発明の希土類永久磁石は、下記式（1）で表される化合物を主相とする。本発明においては、単位格子中の該化合物の原子数は、粒子全体の原子数の90～98at％を占める。ただし本発明の作用効果を得られる限り、本発明は、主相に上記の化合物でない不純物を含有することを許容する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 　式（1）において、Mはコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のいずれかから選択される元素である。またxは、0.01≦x≦0.25を満たし、より好ましくは、0.03≦x≦0.25である。
　本発明は、従来のNd2Fe14B結晶中のホウ素の一部を所定の元素に置換させた構成である。これにより本発明は、ネオジムのf電子の他原子への移動を抑制することができる。そのためネオジムの不対電子数が維持されやすく、上記の従来の結晶と比較してNd原子の磁気モーメントを向上させることができる。式（1）において、x＜0.01の場合、磁気モーメントが低下する。x＞0.25の場合、結晶構造が維持されないため合成できない。
　本発明は、主相に含まれるホウ素の一部が、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択される一種以上の原子に置換されてなる。これにより本発明は、不対電子の減少を抑制し磁気特性を向上させる。
　本発明は、従来のNd2Fe14B結晶中のホウ素の一部と鉄の一部とを所定の元素に置換させた構成でもよい。そのような構成は、下記式（2）により表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 　式（2）において、MおよびLはコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のいずれかから選択される元素であり、yは0＜y＜2であり、xは0.01≦x≦0.25であり、0.01＜（x＋y）＜2.25である。より好ましくは、yは0.1＜y＜1.2であり、xは0.02≦x≦0.25であり、0.12＜（x＋y）＜1.45である。
　この場合も上記の従来の結晶と比較してNd原子の磁気モーメントを向上させることができる。また、従来公知の知見によりFe原子の磁気モーメントを向上させることができる。式（2）において、y≧2の場合、鉄原子の磁気モーメントが低下する。x＜0.01またはx＞0.25の場合、ネオジム原子の磁気モーメントが低下する。xとyとx＋yとが、それぞれ所定の範囲から外れる場合、ネオジム原子と鉄原子の磁気モーメントが低下する。
　本発明の主相の化合物は、式（1）または式（2）に示す組成を備えるため、該化合物に含有されるNd原子の磁気モーメントが、Nd2Fe14B結晶中のNd原子の磁気モーメントより大きい。本発明のNd原子の磁気モーメントは少なくとも2.70μBより大きく、好ましくは3.75～3.85μBであり、より好ましくは3.80～3.85μBである。
　すなわち本発明はNd原子の磁性が発現するため、Fe原子とNd原子とに由来する磁性により良好な磁気特性を備える。本発明の磁気特性は、保磁力Hcjや残留磁束密度Brにより評価できる。本発明の磁気特性は、従来のNd2Fe14B結晶からなる希土類永久磁石と比較して40～50％程度向上する。
　本発明の主相を構成する化合物は、コバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素から選ばれるいずれか一種以上の元素と、ネオジムと鉄とホウ素とを含有する。上記式（1）と式（2）とに表される結晶構造の例の概略図を、それぞれ図1と図2とに示す。
　図1は、式（1）で表される本発明の結晶構造の例を示す概略図である。図1に示されるように、該化合物はFeからなる基本骨格を有し、z軸方向にはFe層101とNd-B-M層102とが交互に存在する。Nd-B-M層102は、ネオジム（Nd）とホウ素（B）と元素Mとを含有し、格子間隙103が存在する。
　元素Mは、その波動関数が該格子間隙103に適合するものや、ホウ素より小さい原子半径を有するもの、たとえばコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のいずれかの元素が適宜選択される。そのような元素を原料成分とする該化合物は、従来公知のNd2Fe14B結晶と比較して、B原子の一部をM原子に置換させた構造となり、正方晶でP4/mnm、格子定数a＝8.81Å、c＝12.21Åの結晶構造を有する。
　式（1）の元素Mとしては、コバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のうちいずれか一つ以上が好ましく選択される。コバルトがさらに好ましい。
　上記化合物の構成元素の含有比は、原子数としてネオジム（Nd）：鉄（Fe）：ホウ素（B）：M＝2：14：（1-x）：xであり、xは0.01≦x≦0.25を満たすことが好ましく、0.03≦x≦0.25を満たすことがより好ましい。上記の含有比の合金を焼結させることにより、自然にBの一部を他の元素Mで置換させることができる。
　元素Mが該化合物微粒子のネオジム原子数に対し1～25at％含有されることにより、該化合物は、Nd原子からB原子への電子供与が低減され、Nd原子の磁気モーメントを向上させることができる。その結果、本発明は磁気モーメントが高く、磁気特性が良好である。
　図2は、式（2）で表される本発明の結晶構造の例を示す概略図である。図2に示されるように、該化合物はFe原子とL原子とからなる基本骨格を有し、z軸方向にはFe-L層201とNd-B-M層202とが交互に存在する。Nd-B-M層202は、ネオジム（Nd）とホウ素（B）とM原子とを含有し、格子間隙203が存在する。
　上記基本骨格の鉄は高密度であるため、鉄原子より原子半径が過度に大きい元素は元素Lとして選択しがたい。ただしお互いの元素の波動関数が良く重なりあえば、該結晶内の鉄原子と置換されやすいと推察される。図2に示される元素Mの説明は、図1に示される元素Mについての上記の説明と同じである。
　上記の条件を満たす式（2）の元素Mおよび元素Lとして、コバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のうちいずれか一つ以上が好ましく選択される。コバルトはより好ましい。MとLとは通常同じ元素が選択されるが、MとLとで異なる元素を選択してもよい。製造工程を簡便にする観点からは、同じ元素を選択することが好ましい。Fe原子の磁気モーメントを向上させる観点からは、少なくともMにコバルトを選択することが好ましい。
　式（2）で表される化合物の構成元素の含有比は、原子数としてネオジム（Nd）：鉄（Fe）：L：ホウ素（B）：M＝2：（14-y）：y：（1-x）：xである。yは0＜y＜2を満たすことが好ましく、0.1＜y＜1.2がより好ましい。xは、0.01≦x≦0.25を満たすことが好ましく、0.02≦x≦0.25がより好ましい。さらにxとyとは、0.01＜（x＋y）＜2.25を満たすことが好ましく、0.12＜（x＋y）＜1.45がより好ましい。
　式（2）で表される化合物において、元素Mが該化合物微粒子のNd原子数に対し1～25at％含有されることにより、該化合物はNd原子からB原子への電子供与が低減され、Nd原子の磁気モーメントを向上させることができる。その結果、本発明は磁気モーメントが高く、磁気特性が良好である。
　本発明の希土類永久磁石は、Nd-Fe-B層とFe層とを周期的に有し、Nd-Fe-B層に含有されるホウ素の一部が、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素に置換されてなる。
　図16は、本発明の実施例をThree Dimentional Atom Probe (3DAP)で解析した結果得られた、本発明の希土類永久磁石の主相の結晶構造を表すモデル図である。実施例とその解析方法の詳細は、後に説明する。図16において、500は、主相の単位格子、501はFe層、502はNd-Fe-B層である。図16は、Fe層501とNd-Fe-B層502とが交互に存在することを示す。後に説明するリートベルト法による解析結果は、従来のNd2Fe14B結晶中のNd-Fe-B層のB原子が存在するサイトにコバルト原子が存在することを示す。
　本発明は、Nd-Fe-B層がテルビウムを含有することが好ましい。またNd-Fe-B層がプラセオジムとジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素を含有することが好ましい。テルビウムと、プラセオジムと、ジスプロシウムとが、Nd-Fe-B層のいずれのサイトに存在する態様も本発明の主相の結晶構造に該当する。すなわち、テルビウムと、プラセオジムと、ジスプロシウムとは、それぞれNdやFeと置換していてもよく、格子間隙に入り込んでいてもよい。
　上記に説明する本発明を主相の含有成分の観点から整理すると、ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、さらにコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素からなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有すると言い換えることができる。
　本発明の希土類永久磁石は、鉄を主成分として他のいずれの含有成分よりも多く含有し、鉄の含有量は、他の含有成分に対し残部と表現される場合もある。他の含有成分については、希土類永久磁石の総重量に対し、ネオジムの含有量が好ましくは20～35重量％であり、より好ましくは、22～33重量％である。ホウ素の含有量が好ましくは0.80～0.99重量％であり、より好ましくは0.82～0.98重量％である。コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の含有量の合計は、0.8～1.0重量％である。これにより本発明は、良好な残留磁束密度Brを得られる。
　本発明は、上記の含有成分に加えて、好ましくはテルビウムを含有する。コバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素からなる群から選択されるいずれか一種以上の元素に加え、テルビウムを含有させることにより、本発明は希土類永久磁石の保磁力Hcjを向上させることができる。
　テルビウムを含有する化合物は、下記式（3）または式（4）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 　上記式（3）において、Mはコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のいずれかから選択される元素であり、xは、0.01≦x≦0.25を満たし、ｚは、1＜ｚ＜1.8を満たす。式（3）において、x＜0.01の場合、ネオジム原子の磁気モーメントが低下する。x＞0.25の場合、結晶構造が不安定になる。z≦1の場合、保持力低下の原因になる。z≧1.8の場合、残留磁束密度が低下する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 　上記式（4）において、MおよびLはそれぞれコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のいずれかから選択される元素であり、yは0＜y＜2であり、xは、0.01≦x≦0.25であり、0.01＜（x＋y）＜2.25である。またｚは、1＜ｚ＜1.8である。xとyとzとx＋yとが、上記の範囲から外れる場合、残留磁束密度と保磁力とが低くなる。
　テルビウムを含有する本発明の希土類永久磁石は、鉄を主成分として他のいずれの含有成分よりも多く含有し、鉄の含有量は、他の含有成分に対し残部と表現される場合もある。他の含有成分については、希土類永久磁石の総重量に対し、ネオジムの含有量が好ましくは20～35重量％であり、より好ましくは、22～33重量％である。ホウ素の含有量が好ましくは0.80～0.99重量％であり、より好ましくは0.82～0.98重量％である。コバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素からなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の含有量の合計は、0.8～1.0重量％である。テルビウムの含有量は2.0～10.0重量％であり、より好ましくは2.5～4.5重量％である。これにより本発明は、良好な残留磁束密度Brを得られる。
　本発明は、ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、さらにコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素からなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有し、テルビウムを含有する場合、温度条件20℃で、mc1とmc2とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。
　mc1とは、残留磁束密度Brが12.90kG以上であるとの磁気特性である。mc1としては、残留磁束密度Brが13.00kG以上であることがより好ましい。mc2とは、保磁力Hcjが27.90kOe以上であるとの磁気特性である。mc2としては、保磁力Hcjが28.20kOe以上であることがより好ましい。なお、本発明の磁気特性は、いずれも従来公知の試料温度可変装置付のパルス励磁型磁気特性測定装置を用いて測定できる。
　上記の元素を含有する本発明は、温度条件100℃で、mc3とmc4とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc3とは、残留磁束密度Brが11.80kG以上であるとの磁気特性である。mc3としては、残留磁束密度Brが11.85kG以上であることがより好ましい。mc4とは、保磁力Hcjが17.40kOe以上であるとの磁気特性である。mc4としては、保磁力Hcjが18.20kOe以上であることがより好ましい。
　上記の元素を含有する本発明は、温度条件160℃で、mc5とmc6とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc5とは、残留磁束密度Brが10.80kG以上であるとの磁気特性である。mc5としては、残留磁束密度Brが10.95kG以上であることがより好ましい。mc6とは、保磁力Hcjが10.50kOe以上であるとの磁気特性である。mc6としては、保磁力Hcjが11.00kOe以上であることがより好ましい。
　上記の元素を含有する本発明は、温度条件200℃で、mc7とmc8とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc7とは、残留磁束密度Brが10.10kG以上であるとの磁気特性である。mc7としては、残留磁束密度Brが10.14kG以上であることがより好ましい。mc8とは、保磁力Hcjが6.60kOe以上であるとの磁気特性である。mc8としては、保磁力Hcjが6.90kOe以上であることがより好ましい。本発明は、残留磁束密度Brと保磁力Hcjとがいずれも良好である。この本発明の磁気特性は、室温よりも高い温度条件においても低下しない。
　本発明は、プラセオジムやジスプロシウム等磁気特性の向上に寄与する元素を含有してもよい。プラセオジムを含有することにより、優れた磁気特性を備える本発明の希土類永久磁石を、低コストで製造できる。本発明に含有されるプラセオジムは主にネオジムと置換される。また結晶構造内の他の領域にも分散しうる。本発明に含有されるネオジムとプラセオジムとの原子数比は、80：20～70：30である。
　低コスト化の観点からは、プラセオジムの割合が大きくネオジムの割合が小さいほど好ましいが、ネオジムの割合が上記の原子数比で70より小さくなると、残留磁束密度Brが低下する可能性が高くなる。
　ジスプロシウムを含有することにより、テルビウムを含有させた場合と同様に磁気特性を向上できる。本発明に含有されるジスプロシウムは、鉄と置換される。鉄との置換元素として、ジスプロシウムを単独で用いてもよく、テルビウムと併用してもよい。なお、テルビウムやプラセオジム等は鉄と置換される他、結晶構造内の他の領域にも分散しうる。
　プラセオジムやジスプロシウムを含有する化合物は、下記式（5）または式（6）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 　上記式（5）において、Mはコバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とのいずれかから選択される元素であり、xは0.01≦x≦0.25を満たす。R1はプラセオジムであり、R2はテルビウムと、ジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素である。zとz1とz2とは、z＝z1＋z2と、1＜z＜1.8と、0＜z1＜1.8とを満たす。xとzとz1とz2とが、上記の範囲を外れる場合、残留磁束密度と保磁力とが低くなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 　上記式（6）において、MおよびLはコバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とのいずれかから選択される元素であり、yは0＜y＜2であり、xは、0.01≦x≦0.25であり、0.01＜（x＋y）＜2.25を満たす。zは、1＜z＜1.8である。R1はプラセオジムであり、R2はテルビウムと、ジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素である。zとz1とz2とは、z＝z1＋z2と、1＜z＜1.8と、0＜z1＜1.8とを満たす。xとyとx+yとzとz1とz2とが、上記の範囲を外れる場合、結晶構造を維持できなくなる。
　本発明の主相は、ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、コバルトとベリリウムとリチウムとアルミニウムとケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する結晶を有する。前記結晶の焼結粒径のD50は、2～25μmが好ましく、3～15μmがより好ましく、3～11μmがさらに好ましい。特に結晶を微細化させて3～6μmにした場合、テルビウムの含有量を低減しても良好な磁気特性を備えるため好ましい。
　本発明においてD50とは、体積基準での合金微粒子群の累積分布におけるメディアン径である。D50は、レーザ回折式粒子径分布測定装置を用いて公知の方法で測定できる。本発明の「粉末粒径」と「焼結粒径」と「粒径」とを表す数値は、全てD50である。
　本発明に用いられる原料合金は、熱処理工程により主相となる結晶を形成する。該結晶の焼結粒径のD50は、原料合金の粉末粒径のD50の110～300％であり、より詳細には110～180％である。該焼結粒径が上記の好ましい範囲内である結晶を形成させる方法としては、所望の焼結粒径に対応させて、適切な粉末粒径を備える原料合金を成型、着磁、熱処理する方法が挙げられる。粉末粒径は、ボールミル、ジェットミル等を用いて公知の方法により調節できる。
　本発明は、主相の焼結密度が高いほど残留磁束密度が大きくなる。そのため焼結密度は、6.0g/cm3以上が好ましく、さらに7.5g/cm3以上で大きいほど好ましい。ただし焼結密度は、原料合金の粉末粒径や、熱処理工程における処理温度、焼結温度および時効温度により決定される。そのため本発明においては、準備しうる原料合金や熱処理工程の条件から、当該焼結密度は、6.0～8.0g/cm3であり、より好ましくは7.0～7.9g/cm3であり、さらに好ましくは7.2～7.7g/cm3である。焼結密度が7.0g/cm3より小さい場合、磁石として不適である。
　本発明がネオジムと鉄とホウ素とを含有し、さらにコバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有し、テルビウムを含有し、加えてプラセオジムとジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素を含有する場合、温度条件20℃で、mc9とmc10とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。
　mc9とは、残留磁束密度Brが12.50kG以上であるとの磁気特性である。mc9としては、残留磁束密度Brが13.20kG以上であることがより好ましい。mc10とは、保磁力Hcjが21.20kOe以上であるとの磁気特性である。mc10としては、保磁力Hcjが29.50kOe以上であることがより好ましい。
　上記の元素を含む本発明は、温度条件100℃で、mc11とmc12とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc11とは、残留磁束密度Brが11.60kG以上であるとの磁気特性である。mc11としては、残留磁束密度Brが12.30kG以上であることがより好ましい。mc12とは、保磁力Hcjが11.80kOe以上であるとの磁気特性である。mc12としては、保磁力Hcjが18.00kOe以上であることがより好ましい。
　上記の元素を含む本発明は、温度条件160℃で、mc13とmc14とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc13とは、残留磁束密度Brが10.60kG以上であるとの磁気特性である。mc13としては、残留磁束密度Brが11.20kG以上であることがより好ましい。mc14とは、保磁力Hcjが6.20kOe以上であるとの磁気特性である。mc14としては、保磁力Hcjが10.00kOe以上であることがより好ましい。
　上記の元素を含む本発明は、温度条件200℃で、mc15とmc16とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える。mc15とは、残留磁束密度Brが9.60kG以上であるとの磁気特性である。mc15としては、残留磁束密度Brが10.30kG以上であることがより好ましい。mc16とは、保磁力Hcjが3.80kOe以上であるとの磁気特性である。mc16としては、保磁力Hcjが6.00kOe以上であることがより好ましい。
　上記の元素を含む本発明は、残留磁束密度Brと保磁力Hcjとがいずれも良好である。この本発明の磁気特性は、室温よりも高い温度条件においても低下しない。
　プラセオジム、テルビウム、ジスプロシウム等からなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する本発明の希土類永久磁石は、鉄を主成分として他のいずれの含有成分よりも多く含有し、鉄の含有量は、他の含有成分に対し残部と表現される場合もある。
　他の含有成分については、希土類永久磁石の総重量に対し、ネオジムの含有量が好ましくは15～40重量％であり、より好ましくは、20～35重量％である。プラセオジムの含有量は、5～20重量％であり、より好ましくは5～15重量％である。ホウ素の含有量が好ましくは0.80～0.99重量％であり、より好ましくは0.82～0.98重量％である。コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の含有量の合計は、0.8～1.0重量％である。テルビウムと、ジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素の含有量が2.0～10.0重量％であり、より好ましくは2.5～4.5重量％である。これにより本発明は、良好な残留磁束密度Brが得られる。
　本発明は、上記の所定の主相に加え、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する粒界相を備えることが好ましい。なお粒界相を形成する元素は、適宜主相にも分散しうる。その分散量は微量であるため、上記の主相の各含有成分の好ましい含有量には反映させていない。
　図6は、本発明の微細組織の例を示す模式図である。図6において300は主相であり、400は粒界相である。図6に例示される微細組織を備える希土類永久磁石に磁場をかけると、粒界相成分のスピン電子が主成分のスピン電子をピン止めすることで、主相成分のスピンの反転が促進される。すなわち粒界相が主相の磁気交換結合を切断する。その結果、保磁力Hcjを向上させることができる。
　本発明の粒界相成分の好ましい含有量は、重量％でアルミニウムが0.1～0.4％と、銅が0.01～0.1％とである。より好ましくは、アルミニウムが0.2～0.3％と、銅が0.02～0.09％とである。ジルコニウムを添加する場合、その好ましい含有量は、重量％で希土類永久磁石の総重量に対し、0.004～0.04％、より好ましくは、0.01～0.04％である。
　主相と粒界相とを備える本発明における各成分の含有量は、鉄を主成分として他のいずれの含有成分よりも多く含有し、鉄の含有量は、他の含有成分に対し残部と表現される場合もある。他の含有成分については、本発明の総重量に対し、重量％でネオジムが20～35％、ホウ素が0.80～0.99％、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の合計量が0.8～1.0％、テルビウムが2.0～10.0％と、上記に加えてアルミニウムが0.1～0.4％、銅が0.01～0.1％が好ましい。
　鉄以外の上記に例示した含有成分のより好ましい含有量の例としては、少なくとも、重量％でネオジムが22～33％、ホウ素が0.82～0.98％、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の合計量が0.8～1.0％、テルビウムが2.6～5.4％と、上記に加えてアルミニウムが0.2～0.3％、銅が0.02～0.09％である。
　他の好ましい含有量の例としては、ネオジムが15～40重量％、プラセオジムが5～20重量％、テルビウムが2.0～10.0重量％、ホウ素が0.80～0.99重量％、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の合計量が0.8～1.0重量％と、上記に加えてアルミニウムが0.1～0.4重量％、銅が0.01～0.1重量％が好ましい。
　本発明は、耐熱性に優れ、高温条件下でも高い残留磁束密度Brと高い保磁力Hcjと大きな最大エネルギー積BHmaxとを兼ね備える。主相の焼結粒径のD50が3～11μmである本発明の磁気特性を温度条件ごとに整理すると、以下のようになる。なお主相の結晶粒径を微細化することで、以下の磁気特性をさらに向上させることができる。
　温度条件20℃における磁気特性について、残留磁束密度Brは、11.40kG以上に分布し、好ましくは12.50kG以上に分布し、より好ましくは12.90kG以上に分布する。保磁力Hcjは、21.20kOe以上に分布し、好ましくは27.90kOe以上に分布する。最大エネルギー積BHmaxは、31.00MGOe以上に分布し、より好ましくは、40.10MGOe以上に分布する。
　本発明の温度条件100℃における磁気特性について、残留磁束密度Brは、少なくとも約10.00～12.00kGに分布する。加えて、好ましくは10.60kG以上に分布し、より好ましくは11.80kG以上に分布する。保磁力Hcjは、11.80kOe以上に分布し、17.00～19.00kOeに分布する。好ましくは、17.40kOe以上に分布する。最大エネルギー積BHmaxは、少なくとも33.00～35.00MGOeに分布する。加えて、好ましくは27.10MGOe以上に分布し、より好ましくは36.80MGOe以上に分布する。
　本発明の温度条件160℃における磁気特性について、残留磁束密度Brは、少なくとも約9.000～11.00kGに分布する。加えて、好ましくは9.80kG以上に分布し、より好ましくは10.80kG以上に分布する。保磁力Hcjは、6.200kOe以上に分布し、11.00～12.00kOeに分布する。好ましくは、10.50kOe以上に分布する。最大エネルギー積BHmaxは、少なくとも約27.00～29.00MGOeに分布する。加えて、好ましくは22.75MGOe以上に分布し、より好ましくは27.80MGOe以上に分布する。
　本発明の温度条件200℃における磁気特性について、残留磁束密度Brは、9.00kG以上に分布し、好ましくは9.90～11.00kGに分布し、より好ましくは9.60kG以上に分布し、より好ましくは、10.10kG以上に分布する。保磁力Hcjは、3.80kOe以上に分布し、約6.50～7.00kOeに分布する。好ましくは6.60kOe以上に分布し、より好ましくは15.90kOe以上に分布する。最大エネルギー積BHmaxは少なくとも約22.90～24.00MGOeに分布する。加えて、好ましくは、19.00MGOe以上に分布し、より好ましくは23.70MGOe以上に分布する。
　加えて本発明は機械的強度が高い。本発明の希土類永久磁石の引張強度は、80MPa以上であり、好ましくは100MPa以上であり、より好ましくは150MPa以上である。すなわち本発明は、切削加工性に優れ、本発明を用いた製品の量産性を高めることができる。また製品寿命を向上できる。本発明の引張強度はJIS Z2201（引張試験片加工方法）、JIS Z2241（引張試験測定方法）に準ずる方法で測定できる。
［希土類永久磁石の製造方法］
　本発明の希土類永久磁石の製造方法は、本発明の作用効果を得られる限り、特に制限されない。好ましい本発明の製造方法としては、微粒子化工程、着磁工程、熱処理工程とを含む製造方法が挙げられる。上記の各工程により得られた生成物を冷却工程で室温になるまで冷却させて、本発明の希土類永久磁石を製造できる。
［微粒子化工程］
　微粒子化工程では、Co等の所定の材料（M、L）と、FeとNdとBとを上記に説明する化学量論比で溶解させ、原料合金を得る。プラセオジムや、テルビウム、アルミニウムおよび銅、ニオブ、ジルコニウム、チタン、ガリウム等を含有させる場合は、これらを含有する出発原料を、上記の原料合金製造時に原材料として添加する。
　原料合金に配合される化学量論比は、最終生成物である本発明の主相となる化合物における組成とほぼ変わらない。したがって、所望の化合物の組成に応じて原材料を配合させればよい。得られた原料合金はボールミル、ジェットミル等を用いて粗粉砕する。また、このとき粗粉砕した原料合金微粒子をボールミル、ジェットミル等を用いて微細化させることも好ましい。
　粗粉砕した原料合金粒子を有機溶媒に分散させ、還元剤を添加する。還元処理により原料合金粒子は微粒子化され、粉末粒径1.8～22.7μmになる。微細化させた原料合金粒子を還元処理する場合は、粉末粒径はさらに小さくなり、2.7～13.6μmになり、より詳細には2.7～10.0μmになる。
［着磁工程］
　着磁工程においては、得られた原料合金微粒子を配向磁場下で圧縮成型する。さらに熱処理工程で、得られた成形体を真空下で加熱後、焼結物を室温まで急冷する。続いて不活性ガス雰囲気中で熱処理工程を行い室温まで冷却する。
［熱処理工程］
　熱処理工程においては、所定の温度管理と時間管理とにより主相や粒界相が形成される。熱処理条件は、含有成分の融点に基づいて決定される。すなわち処理温度を主相形成温度まで昇温させて保持することで全ての含有成分を溶解させる。その後、主相形成温度から粒界相形成温度まで温度を低下させる過程で主相成分が固相となり、粒界相成分が固相表面に析出し始める。粒界相形成温度で保持することにより粒界相を形成できる。
　主相形成のための熱処理条件の例としては、1000～1200℃で3～5時間保持した後、さらに880～920℃で4～5時間保持することが好ましい。より好ましくは、1010～1190℃で3～5時間保持した後、さらに890～910℃で3～5時間保持する。
　粒界相形成のための熱処理条件の例としては、480～520℃で3～5時間保持することが好ましく、490～510℃で3～5時間保持することが好ましい。
　少なくとも上記の各工程を経ることにより、本発明を製造することができる。本発明は、原料合金として上記の所定の含有量でNdとPr、Tb等とFeとBとCo等とを溶解させた合金を原材料として用いるだけで、従来公知の希土類永久磁石の製造方法を適用して製造できる。また所定の主相と粒界相とを備える希土類永久磁石を製造する場合には、上記に説明した熱処理工程を適用することで、簡便に本発明の希土類永久磁石を製造できる。
　本発明の希土類永久磁石の製造方法においては、原料化合物の粉末粒径を、好ましくは、1.8～22.7μmにする。より好ましくは2.7～13.6μm、さらに好ましくは2.7～10.0μmにして主相形成温度で保持させることで、テルビウムの含有量を抑制しても磁気特性に優れた希土類永久磁石を製造できる。熱処理工程により、原料化合物の焼結粒径は、粉末粒径の110～300％になり、好ましくは、110～180％になる。
　上記の好ましい範囲内の粉末粒径の原料合金微粒子を焼結させると、焼結粒径は2～25μmになり、好ましくは3～15μmになり、より好ましくは3～11μmになり、特に好ましくは3～6μmになる。特に結晶を微細化させて3～11μmにした場合、上記の焼結粒径を備える結晶を主相とする本発明の希土類永久磁石は、テルビウムの含有量を20～30％低減させ、かつ同等の磁気特性を備える。原料合金粒子を上記の粉末粒径にするためには、ジェットミルを用いて粉砕したり、ボールミルで粉砕することにより得られる。
　上記の好ましい焼結粒径を備える結晶を主相とする合金化合物は、その焼結密度が、6～8g/cm3になり、より好ましくは7.2～7.9g/cm3になる。焼結密度の測定方法を下記に記載する。焼結密度の測定で用いた重量は、サンプルを電子天秤で測定した。また体積は、アルキメデス法、あるいはサンプルの寸法を定規で測定して求めた。
　以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明する。ただし本発明は下記の実施例に限定されない。
［実施例1-5］
　コバルト（Co）とNdとFeとBとをアーク溶解させ、原料合金を得た。得られた合金5kgをボールミルで粗粉砕し、平均粒径16μmの合金粒子を得た。その後合金粒子を溶媒に分散させた。分散溶液に、添加剤を導入して撹拌して還元反応を行い、合金粒子を微粒子化した。得られた合金微粉末の平均粒径は16～25μmであった。コバルト（Co）以外にも、ベリリウム（Be）、リチウム（Li）、アルミニウム（Al）、ケイ素（Si）のいずれか一種の金属についても同様にすることができる。
　上記の各合金微粉末を原料化合物1-5とし、中性子回折法で得られた原子位置（O. Isnard et. al J.Appl. Phys. 78 (1995) 1892-1898）を参照して磁気モーメントを計算した。原料化合物1-5の磁気モーメントを表2に示す。また計算による解析の結果、原料化合物1-5の結晶構造は、いずれも正方晶で、P43/mnmであり，X線回折シミュレーションによると、格子定数ａ＝8.81Å、ｃ＝12.21Åであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　コバルト（Co）を用いた原料化合物（原料化合物1）500gを、成型キャビティに充填し、成型圧力2 t/cm2、19kOeの磁場をかけて圧縮成型と着磁を行った。得られた成形体を2×101TorrのArガス雰囲気中、処理温度1090℃で１時間加熱した。熱処理終了後、室温まで冷却しキャビティから取り出し、実施例1の希土類永久磁石を得た。ベリリウム（Be），リチウム（Li），アルミニウム（Al），ケイ素（Si）のいずれか一種の金属を用いた実施例2-5の希土類永久磁石に関しても同様に得ることができる。
［実施例6ないし実施例14］
　図7に示す含有量で各元素を含有する原料合金を粉砕し合金粒子を得た。その後合金粒子を溶媒に分散させた。分散溶液に、添加剤を導入して撹拌して還元反応を行い、合金粒子を微粒子化した。実施例6と実施例9と合金微粒子の平均粒径は、16～25μmであった。実施例7と、実施例8と、実施例10ないし実施例12との合金微粒子の平均粒径（粉末粒径）は、3～11μmであった。平均粒径は、島津製作所製レーザ回折式粒子径分布測定装置SALD-2300相当品で測定した。
　得られた合金微粒子500gを成型キャビティに充填し、それぞれ成型圧力2 t/cm2、19kOeの磁場をかけて圧縮成型と着磁を行った。得られた各成形体を2×101TorrのAr雰囲気中、図8ないし図10（実施例6）と、図28と図29（実施例7）と、図32と図33（実施例8）と、図36と図37（実施例9）と、図40と図41（実施例10）と、図44ないし図47（実施例11ないし実施例14）とに示す条件で熱処理した。熱処理終了後、室温になるまで冷却した。その後キャビティから取り出し、実施例6ないし実施例14の希土類永久磁石を得た。実施例6ないし実施例14は、いずれも1つ以上のサンプルを作成した。
　下記の説明で実施例番号は、図7に示される実施例番号の組成を備える希土類永久磁石であることを意味する。図7に示される組成は、各希土類永久磁石の原料の仕込み量の比率である。実施例の枝番は、当該実施例のサンプル番号を意味する。例えば実施例6-1と、実施例6-2と、実施例6-3とは、いずれも実施例6の組成を備える希土類永久磁石のサンプルである。
　実施例7は、図7に示される仕込み量に加えて、希土類永久磁石における含有量も測定した。測定機器は、島津製作所ICP発光分析装置（ICP Emission Spectroscopy）ICPS-8100相当品を用いた。表3は測定結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　実施例6ないし実施例14の残留磁束密度Brと保磁力Hcjと最大エネルギー積BHmaxとを測定した。また室温（25°C）で引張強度を測定した。実施例6ないし実施例14の測定結果を、図8ないし図10（実施例6）と、図28と図29（実施例7）と、図32と図33（実施例8）と、図36と図37（実施例9）と、図40と図41（実施例10）と、図44ないし図47（実施例11ないし実施例14）とに示す。
　実施例6ないし実施例10は、主相の結晶構造を解析した。磁気特性の測定方法と、引張強度の測定方法と、結晶構造の解析方法とは、下記のとおりである。
［残留磁束密度Br、保磁力Hcj、最大エネルギー積BHmaxの測定方法］
測定装置：東英工業株式会社　試料温度可変装置付TPM-2-08Sパルス励磁型磁気特性測定装置相当品
［引張強度試験］
　JIS Z2201（引張試験片加工方法）、JIS Z2241（引張試験測定方法）に準ずる方法により行った。
［3DAPによる結晶構造解析］
　実施例の希土類永久磁石の主相の結晶構造を観察するため、サンプル用に3DAP解析に用いる針状物を下記の方法により加工した。すなわち、まず実施例のサンプルは、集束イオンビーム加工観察装置（Forcused Ion Beam、FIB）にセットされた後、磁化容易方向を含む面を観察するための溝が加工された。溝を加工することで現れたサンプルの磁化容易方向を含む面に、電子線を照射した。照射により試料から放射される反射電子線をSEMで観察することで、主相（粒内）を特定した。特定された主相を、3DAPにより解析するため、針状に加工した。図11は、実施例6-10の針状物のSEM像である。
　3DAPによる結晶構造解析の条件は、下記のとおりである。
装置名 ： LEAP3000XSi (AMETEK社製)
測定条件： レーザパルスモード（レーザ波長=532nm）
レーザパワー=0.5nJ、試料温度=50K
　図12は、実施例6-10の針状物の3D原子像である。図13(A)は、3DAPで観察した針状物の3Dスライス像である。図13(B)は、図13(A)の領域の一部の拡大図であり、図13(C)は、図13(B)の領域の一部の拡大図である。表4は、図13(B)で検出された各元素の検出数を示す。図13(C)では、Nd[100]の格子面が検出された。面間距離は0.59～0.62nmであった。図13(B)と図13(C)とは、本発明の主相の結晶構造がNd-Fe-B層とFe層とを周期的に有する構造であることを示す。実施例6-10の結晶構造例では、Nd-Fe-B層とFe層とは交互に存在する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
　さらに実施例6-10の3DAP解析は、Nd-Fe-B層にCo、Tb、Alが存在することを示した。図14(A)は、実施例6-10の3DAP解析においてNdとBとだけを表示させた図である。図14(B)は、同解析においてNdとFeとだけを表示させた図である。図14(C)は、x方向から見て、NdとCoのみを表示させた図である。図15は、図14(a)または図14(b)を－x方向から見て、NdとCoとだけを表示させた図である。図16は、上記の3DAP解析に基づき作成した、本発明の希土類永久磁石の主相の結晶構造の置換原子を標記していないモデル図である。また図17（A）は、実施例6-10の3DAP解析において、NdとAｌとだけを表示させた図である。図17（B）は、実施例6-10の3DAP解析において、NdとTbとだけを表示させた図である。
　加えて実施例6-10の3DAP解析は、主相の結晶格子のC軸に平行な層にCoが存在することを示した。図18（B）は、実施例6-10の3DAP解析において、ネオジム（Nd）だけを表示させた図である。図18（C）は、ホウ素（B）だけを表示させた図である。図18（D）は、コバルト（Co）だけを表示させた図である。図18（A）は、図18（B）ないし図18（D）を重ね合わせた図である。図18（E）に図示するNd-Layer 1と、Nd-Layer 2と、Nd-Layer 3とは、実施例6-10の主相の結晶格子のC軸に垂直な層を解析するために任意に選択された解析領域である。
　図19と図20とは、Nd-Layer 1の3DAP解析結果である。図21と図22とは、Nd-Layer 2の3DAP解析結果である。図23と図24とは、Nd-Layer 3の3DAP解析結果である。図19ないし図24は、Nd-Fe-B層にCoが存在することを示す。
　実施例6-10の3DAP解析は、主相の結晶格子のC軸に平行な層にCoが存在することを示した。図25右図の柱状の領域は、実施例6-10の主相の結晶格子のC軸に平行な層を解析するために任意に選択された解析領域である。図25左図は、上記の図25右図に示した解析領域でNdと、Bと、CoとがC軸に平行な方向に並んで検出されたことを示す。
［リートベルト法による結晶構造解析］
　実施例6-11の結晶構造を、リートベルト法により解析した。分析条件と解析条件とは下記のとおりである。
［分析条件］
分析装置：理学電機株式会社製X線回折装置RAD-RRU300
ターゲット：Co
単色化：モノクロメータ使用（Kα）
ターゲット出力：40kV-200mA
（連続測定）θ/2θ走査
スリット：発散1°、散乱1°、受光0.3mm
モノクロメータ受光スリット：0.6mm
走査速度：0.5°/min
サンプリング幅：0.02°
測定角度（2θ）：10°-110°
［解析条件］
　リートベルト法により解析した。解析ソフトはRIETAN-FPを用い、F. Izumi and K. Momma, "Three-dimantional visualization in powder diffraction" Solid State Phenom., 130, 15-20 (2007)を参照した。座標はD.Givord, H.-S.Li and J.M.Moreau, “Magnetic properties and crystal structure of Nd2Fe14B” Solid State Communications, 50, 497-499 (1984)を採用した。
　リートベルト法による結晶構造の解析結果を下記の図に示した。具体的には、実施例6-11の解析結果は図26と図27に示した。図27から、ホウ素4fサイトはコバルト原子7.38％で置換されていることがわかる。実施例7-6の解析結果は、図30と図31とに示した。図31から、ホウ素4fサイトは7.40％のコバルト原子と置換されていることがわかる。実施例8-6の解析結果は、図34と図35とに示した。図35から、ホウ素4fサイトは9.87%のコバルト原子で置換されていることがわかる。実施例9-6の解析結果は、図38と図39とに示した。図39から、ホウ素4fサイトは3.64％のコバルト原子と置換されていることがわかる。実施例10-6の解析結果は、図42と図43とに示した。図43から、ホウ素4fサイトは8.31%のコバルト原子で置換されていることがわかる。
　実施例11の引張強度を、実施例11-1ないし実施例11-5で測定した。また実施例12の引張強度を実施例12-1ないし実施例12-5で測定した。測定方法は、実施例6と同じである。測定結果を表5 に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
［実施例13、実施例14］
　図7の実施例13と実施例14とに示す含有量で、各元素を含有する原料合金を粉砕した。粉砕はジェットミルで行い、粒径が異なる合金粒子を準備した。その後、合金粒子を溶媒に分散させた。分散溶液に、添加剤を導入して撹拌して還元反応を行った。図45と図46とに得られた合金微粉末の粒径を示す。なお図47に示す実施例13と実施例14との混合微粉末の混合比は、重量比1:1である。粉末粒径と焼結粒径とは、島津製作所製レーザ回折式粒子径分布測定装置SALD-2300相当品で測定した。
　実施例13の合金微粉末500g、または実施例13と実施例14とを混合した合金微粉末500gを成型キャビティに充填し、それぞれ成型圧力2 t/cm2、19kOeの磁場をかけて圧縮成型と着磁を行った。得られた各成形体を2×101TorrのAr雰囲気中、図45ないし図47に示す条件で熱処理した。熱処理終了後、室温になるまで冷却した。その後キャビティから取り出し、実施例13の希土類永久磁石と、実施例13と実施例14との混合合金の希土類永久磁石とを得た。
　実施例6と同じ方法で、残留磁束密度Brと、保磁力Hcjと、最大エネルギー積BHmaxとを測定した。測定結果を図45ないし図47に記載した。
［比較例1、比較例2］
　表7の比較例1と比較例2とに示す組成で各元素を含有する原料合金をそれぞれ粉砕し、平均粒径16μｍの合金粒子を得た。その後合金粒子を溶媒に分散させた。分散溶液に、添加剤を導入して撹拌して還元反応を行い、合金粒子を微粒子化した。得られた合金微粉末の平均粒径は3～25μｍであった。平均粒径は、島津製作所製レーザ回折式粒子径分布測定装置SALD-2300相当品で測定した。
　得られた合金微粉末500gを、成型キャビティに充填し、それぞれ成型圧力2 t/cm2、30kOeの磁場をかけて圧縮成型と着磁を行った。得られた各成形体を2×101TorrのArガス雰囲気中、熱処理した。熱処理工程は図48に示す熱処理条件で行った。いずれの場合も熱処理工程終了後、成形体を室温になるまで冷却した。冷却後の比較例1と比較例2との成形体の収縮状態を図48に示す。図48に示すように、冷却後の比較例1と比較例2との成形体は、いずれも十分に収縮しなかった。そのような成形体は、その後の加工工程で燃焼しやすい。そのため、比較例1と比較例2との組成の合金微粉末は、本発明の磁石にならないと推察する。
　本発明の希土類永久磁石は、磁気モーメントが高く、良好な磁気特性を備える。希土類永久磁石は、電動機、海上風力発電機、産業用モータ等の小型化、軽量化、低コスト化に寄与する。また、高温条件下でも優れた磁気特性を発揮するため、自動車用途、産業用モータに好適である。
100　Nd2Fe14B(1-x)Mxの結晶構造
101　Fe層
102　Nd－B－Ｍ層
103　格子間隙
200　Nd2Fe(14-y)LyB(1-x)Mxの結晶構造
201　Fe-L層
202　Nd-B-M層
203　格子間隙
300　主相
400　粒界相
500　主相の単位格子
501　Fe層
502　Nd-Fe-B層 

Claims (35)

  1. 　下記式（1）で表される化合物を主相とする希土類永久磁石。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式（1）において、Mはコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のいずれかから選択される元素であり、xは、0.01≦x≦0.25を満たす。）
  2. 　前記式（1）において、xが0.03≦x≦0.25を満たす化合物を前記主相とする請求項1に記載される希土類永久磁石。
  3. 　下記式（2）で表される化合物を主相とする希土類永久磁石。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式（2）において、MおよびLはコバルト、ベリリウム、リチウム、アルミニウム、ケイ素のいずれかから選択される元素であり、yは0＜y＜2であり、xは、0.01≦x≦0.25であり、0.01＜（x＋y）＜2.25である。）
  4. 　前記式（2）においてyは0.1＜y＜1.2であり、xは0.02≦x≦0.25であり、0.12＜（x＋y）＜1.45である化合物を前記主相とする請求項3に記載される希土類永久磁石。
  5. 　主相がNd-Fe-B層とFe層とを周期的に有し、前記Nd-Fe-B層が含有するホウ素の一部が、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素に置換されてなる希土類永久磁石。
  6. 　前記Nd-Fe-B層がテルビウムを含有する、請求項5に記載される希土類永久磁石。
  7. 　前記Nd-Fe-B層がプラセオジムとジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素を含有する、請求項5に記載される希土類永久磁石。
  8. 　ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する主相を備える希土類永久磁石。
  9. 　前記希土類永久磁石の総重量に対するネオジムの含有量が20～35重量％であり、ホウ素の含有量が0.80～0.99重量％であり、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の含有量の合計が0.8～1.0重量％である請求項1と請求項3と請求項5と請求項8とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  10. 　テルビウムを含有する前記主相を備える請求項1と請求項3と請求項5と請求項8とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  11. 　前記希土類永久磁石の総重量に対するネオジムの含有量が20～35重量％であり、ホウ素の含有量が0.80～0.99重量％であり、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の含有量の合計が0.8～1.0重量％であり、テルビウムの含有量が2.0～10.0重量％である請求項1と請求項3と請求項5と請求項8とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  12. 　プラセオジムとジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素を含有する前記主相を備える請求項1と請求項3と請求項5と請求項8と請求項10とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  13. 　前記希土類永久磁石の総重量に対するネオジムの含有量が15～40重量％であり、プラセオジムの含有量が5～20重量％であり、ホウ素の含有量が0.80～0.99重量％であり、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素の含有量の合計が0.8～1.0重量％であり、テルビウムの含有量が2.0～10.0重量％である請求項1と請求項3と請求項5と請求項8とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  14. 　前記主相と、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する粒界相とを備える請求項1と請求項3と請求項5と請求項8とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  15. 　少なくとも、重量％でアルミニウムを0.1～0.4％と、銅を0.01～0.1％とを含有する粒界相を備える請求項1と請求項3と請求項5と請求項8とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  16. 　主相が、ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、コバルトとベリリウムとリチウムとアルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素を含有する結晶を有し、前記結晶の焼結粒径のD50が、2～25μmである、請求項1と請求項3と請求項5と請求項8とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  17. 　焼結密度が、6.0～8.0g/cm3である、請求項1と請求項3と請求項5と請求項8とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  18. 　温度条件20℃で、下記のmc1とmc2とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項10に記載される希土類永久磁石。
    mc1：残留磁束密度Brが12.90kG以上である。
    mc2：保磁力Hcjが27.90kOe以上である。
  19. 　温度条件100℃で、下記のmc3とmc4とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項10に記載される希土類永久磁石。
    mc3：残留磁束密度Brが11.80kG以上である。
    mc4：保磁力Hcjが17.40kOe以上である。
  20. 　温度条件160℃で、下記のmc5とmc6とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項10に記載される希土類永久磁石。
    mc5：残留磁束密度Brが10.80kG以上である。
    mc6：保磁力Hcjが10.50kOe以上である。
  21. 　温度条件200℃で、下記のmc7とmc8とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項10に記載される希土類永久磁石。
    mc7：残留磁束密度Brが10.10kG以上である。
    mc8：保磁力Hcjが6.60kOe以上である。
  22. 　温度条件20℃で、下記のmc9とmc10とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項12に記載される希土類永久磁石。
    mc9：残留磁束密度Brが12.50kG以上である。
    mc10：保磁力Hcjが21.20kOe以上である。
  23. 　温度条件100℃で、下記のmc11とmc12とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項12に記載される希土類永久磁石。
    mc11：残留磁束密度Brが11.60kG以上である。
    mc12：保磁力Hcjが11.80kOe以上である。
  24. 　温度条件160℃で、下記のmc13とmc14とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項12に記載される希土類永久磁石。
    mc13：残留磁束密度Brが10.60kG以上である。
    mc14：保磁力Hcjが6.20kOe以上である。
  25. 　温度条件200℃で、下記のmc15とmc16とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項12に記載される希土類永久磁石。
    mc15：残留磁束密度Brが9.60kG以上である。
    mc16：保磁力Hcjが3.80kOe以上である。
  26. 　温度条件20℃で、下記のmc17とmc18とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項14に記載される希土類永久磁石。
    mc17:残留磁束密度Brが11.40kG以上である。
    mc18:保磁力Hcjが28.00kOe以上である。
  27. 　温度条件100℃で、下記のmc19とmc20とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項14に記載される希土類永久磁石。
    mc19:残留磁束密度Brが10.60kG以上である。
    mc20:保磁力Hcjが17.70kOe以上である。
  28. 　温度条件160℃で、下記のmc21とmc22とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項14に記載される希土類永久磁石。
    mc21:残留磁束密度Brが9.80kG以上である。
    mc22:保磁力Hcjが10.60kOe以上である。
  29. 　温度条件200℃で、下記のmc23とmc24とからなる群のうち、いずれか一つ以上を満たす磁気特性を備える請求項14に記載される希土類永久磁石。
    mc23:残留磁束密度Brが9.00kG以上である。
    mc24:保磁力Hcjが6.70kOe以上である。
  30. 　引張強度が80MPa以上である請求項1と請求項3と請求項5と請求項8とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  31. 　引張強度が100MPa以上である請求項1と請求項3と請求項5と請求項8とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  32. 　引張強度が150MPa以上である請求項1と請求項3と請求項5と請求項8とのいずれか一項に記載される希土類永久磁石。
  33. 　ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素と、テルビウムとを含有し、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素とを含有する原料化合物を、主相形成温度で保持した後、粒界相形成温度まで低下させて、ネオジムと鉄とホウ素とを含有し、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素と、テルビウムとを含有する主相を形成し、さらに前記粒界相形成温度で保持して、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択される一種以上の元素を含有する粒界相を形成する熱処理工程を含む、希土類永久磁石の製造方法。
  34. 　ネオジムとプラセオジムと鉄とホウ素とを含有し、コバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素とからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素と、テルビウムと、ジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素とを含有し、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択されるいずれか一種以上の元素とを含有する原料化合物を、前記主相形成温度で保持した後、前記粒界相形成温度まで低下させて、ネオジムとプラセオジムと鉄とホウ素とを含有し、さらにコバルトと、ベリリウムと、リチウムと、アルミニウムと、ケイ素からなる群から選択されるいずれか一種以上の元素と、テルビウムと、ジスプロシウムとのいずれか一種以上の元素とを含有する前記主相を形成し、前記粒界相形成温度で保持して、アルミニウムと、銅と、ニオブと、ジルコニウムと、チタンと、ガリウムとからなる群から選択される一種以上の元素を含有する前記粒界相を形成する前記熱処理工程を含む、請求項33に記載される希土類永久磁石の製造方法。
  35. 　1000～1200℃で3～5時間保持した後、880～920℃で4～5時間保持し、その後480～520℃で3～5時間保持する前記熱処理工程を含む請求項33または請求項34に記載される希土類永久磁石の製造方法。
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