[發明專利]稀土類磁鐵

在審

• 申請號: 201410338962.8
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104299742A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 加藤英治;藤川佳則;坪倉多惠子;石坂力;佐藤勝男
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: H01F1/053
• 分類號: H01F1/053;C22C1/04
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦

技術領域

本發明涉及稀土類磁鐵，進而具體而言涉及控制了R-T-B系燒結磁鐵的微結構的稀土類磁鐵。

背景技術

由于以Nd-Fe-B系燒結磁鐵為代表的R-T-B系燒結磁鐵(R表示稀土元素、T表示以Fe為必須元素的一種以上的鐵族元素，B表示硼)具有高的飽和磁通密度，因此對使用機器的小型化和高效化有利，可以利用于硬盤驅動器的音圈電機等。近年來，隨著也適用于各種工業用電動機或混合動力汽車的驅動電機等，從節能等的觀點出發，希望在這些領域中進一步普及。可是，在R-T-B系燒結磁鐵適用于混合動力汽車等時，由于磁鐵暴露于比較高的溫度下，因此，抑制由熱造成的高溫退磁變得重要。對于抑制該高溫退磁，眾所周知充分提高R-T-B系燒結磁鐵的室溫下的矯頑力的方法是有效的。另外，本說明書中所說的鐵族元素是指Fe、Co和Ni。

例如，作為提高Nd-Fe-B系燒結磁鐵室溫下的矯頑力的方法，已知有用Dy、Tb等重稀土元素取代作為主相的Nd₂Fe₁₄B化合物的一部分Nd的方法。通過用重稀土元素取代一部分Nd，可以提高磁晶各向異性，其結果，可以充分地提高Nd-Fe-B系燒結磁鐵在室溫下的矯頑力。除了通過重稀土元素的取代以外，添加Cu元素等對提高室溫下的矯頑力也有效(專利文獻1)。通過添加Cu元素，該Cu元素在晶界形成例如Nd-Cu液相，由此晶界變得平滑，抑制反向磁疇的產生。

然而，在該R-T-B系的稀土類磁鐵中，較之其開發的初期，作為主相的R₂T₁₄B更理想的存在形式被指出。在專利文獻2中，記載有“作為四方晶化合物的存在形式，理想的形式是具有高的各向異性常數的微粒由非磁性相隔離”。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2002-327255號公報

專利文獻2：日本專利特公平07-78269號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

在100℃～200℃這樣的高溫環境下使用R-T-B系燒結磁鐵的情況下，室溫下的矯頑力的值也是有效的指標之一，但即使實際暴露于高溫環境下也不退磁，或者退磁率小很重要。用Tb或Dy等重稀土元素取代作為主相的R₂T₁₄B化合物的一部分R的組成可以大幅度地提高室溫下的矯頑力，對于高矯頑力化是簡便的方法，但是由于Dy、Tb等重稀土元素受限于產地、產量，因此，存在資源方面的問題。隨著取代，例如由于Nd和Dy的反鐵磁耦合而造成的剩余磁通密度的減少也不能避免。上述Cu元素的添加等對矯頑力的提高是有效的方法，但是為了擴大R-T-B系燒結磁鐵的適用領域，希望進一步提高對高溫退磁(由于暴露于高溫環境下而造成的退磁)的抑制。

然而，雖然上述通過Tb或Dy等重稀土元素的取代對室溫下的矯頑力的提高效果高，但是已知作為該矯頑力的重要原因的磁晶各向異性能的溫度變化很大。這意味著隨著稀土類磁鐵的使用環境的高溫化，矯頑力會急劇減少。因此，本發明人認為為了得到抑制了高溫退磁的稀土磁鐵，控制以下所示的微結構也很重要。只要能通過控制燒結磁鐵的微結構來達到矯頑力的提高，就能成為溫度穩定性也優異的稀土類磁鐵。

稀土類磁鐵即R-T-B系燒結磁鐵的矯頑力取決于生成成為反向磁疇的核的生成難易度。如果反向磁疇的核生成容易，則矯頑力小，相反如果困難則矯頑力大。作為使反向磁疇的核難以生成的方法之一，通過非磁性的相隔離具有高的各向異性常數的主相結晶顆粒。通過用非磁性的晶界相來使主相結晶顆粒磁孤立，可以抑制來自于鄰接的主相結晶顆粒的磁影響，達到高矯頑力化。作為使反向磁疇的核難以生成的其它方法，使主相結晶顆粒變小也有效。由于反向磁疇的產生是在結晶顆粒的外表面，因此，通過使主相結晶顆粒的粒徑變小，可以使該主相結晶顆粒的表面積也減小，這樣能夠減少反向磁疇的產生核的絕對數，從而將反向磁疇產生概率抑制得較低。

然而，在以工業規模制造上述稀土類磁鐵時使用的是粉末冶金法，但是，一直以來都非常難以用該粉末冶金法制造主相結晶顆粒小的稀土類磁鐵。其理由是因為稀土類磁鐵中含有的稀土元素R非常容易被氧化，并且為了得到主相結晶粒徑小的磁鐵，需要使原料合金粉末的粒徑也小，而小粒徑的原料合金粉末的比表面積也變大，因此在制造工序中氧化進行，結果導致磁特性變差。