(57)【要約】【課題】磁気特性に優れた永久磁石の製造方法の提供。【解決手段】Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造方法は、拡散材を磁石基材の表面に付着させ、拡散材が付着した磁石基材を加熱する拡散工程を備え、磁石基材が、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素Ｂを含み、少なくとも一部のＲがＮｄであり、少なくとも一部のＴがＦｅであり、拡散材が、第一成分、第二成分、及び第三成分を含み、第一成分がＴｂの単体及びＤｙの単体のうち少なくとも一種であり、第二成分がＮｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含み、且つＴｂ及びＤｙを含まない金属であり、第三成分が、Ｃｕの単体、Ｃｕを含む合金、及びＣｕの化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種である。または、第一成分が、Ｔｂの水素化物及びＤｙの水素化物のうち少なくとも一種であり、第二成分が、Ｎｄの水素化物及びＰｒの水素化物のうち少なくとも一種である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散材を磁石基材の表面に付着させ、前記拡散材が付着した前記磁石基材を加熱する拡散工程を備え、
前記磁石基材が、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ、及びホウ素Ｂを含み、
少なくとも一部の前記希土類元素Ｒが、ネオジムであり、
少なくとも一部の前記遷移金属元素Ｔが、鉄であり、
前記拡散材が、第一成分、第二成分、及び第三成分を含み、
前記第一成分が、テルビウムの単体及びジスプロシウムの単体のうち少なくとも一種であり、
前記第二成分が、ネオジム及びプラセオジムのうち少なくとも一種を含み、且つテルビウム及びジスプロシウムを含まない金属であり、
前記第三成分が、銅の単体、銅を含む合金、及び銅の化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種である、
Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造方法。
【請求項２】
前記第二成分が、ネオジムの単体及びプラセオジムの単体のうち少なくとも一種であり、
前記第三成分が、銅の単体である、
請求項１に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造方法。
【請求項３】
拡散材を磁石基材の表面に付着させ、前記拡散材が付着した前記磁石基材を加熱する拡散工程を備え、
前記磁石基材が、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ、及びホウ素Ｂを含み、
少なくとも一部の前記希土類元素Ｒが、ネオジムであり、
少なくとも一部の前記遷移金属元素Ｔが、鉄であり、
前記拡散材が、第一成分、第二成分、及び第三成分を含み、
前記第一成分が、テルビウムの水素化物及びジスプロシウムの水素化物のうち少なくとも一種であり、
前記第二成分が、ネオジムの水素化物及びプラセオジムの水素化物のうち少なくとも一種であり、
前記第三成分が、銅の単体、銅を含む合金、及び銅の化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種である、
Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造方法。
【請求項４】
前記拡散材が、スラリー又はペーストである、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造方法。
【請求項５】
前記拡散材中のテルビウム、ジスプロシウム、ネオジム、プラセオジム及び銅の質量の合計値が、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳと表され、
前記拡散材中のテルビウム及びジスプロシウムの質量の合計値が、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対して、５５質量％以上８５質量％以下であり、
前記拡散材中のネオジム及びプラセオジムの質量の合計値が、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対して、１０質量％以上３７質量％以下であり、
前記拡散材中の銅の含有量が、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対して、４質量％以上３０質量％下である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
希土類元素Ｒ（ネオジム等）と、遷移金属元素Ｔ（鉄等）と、ホウ素Ｂとを含有するＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、優れた磁気特性を有する。Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の磁気特性を表す指標としては、一般的に、残留磁束密度Ｂｒ（残留磁化）及び保磁力ＨｃＪが用いられる。
【０００３】
Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、ニュークリエーション型の永久磁石である。磁化方向と反対の磁場がニュークリエーション型の永久磁石へ印加されることにより、永久磁石を構成する多数の結晶粒子（主相粒子）の粒界近傍において磁化反転の核が発生し易い。この磁化反転の核により、永久磁石の保磁力が減少する。
【０００４】
Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の保磁力を向上させるために、ジスプロシウム等の重希土類元素がＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石へ添加される。重希土類元素の添加によって異方性磁界が粒界近傍において局所的に大きくなり易く、磁化反転の核が粒界近傍において発生し難くなり、保磁力が増加する。しかし、重希土類元素の添加量が多過ぎる場合、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の飽和磁化（飽和磁束密度）が減少し、残留磁束密度も減少する。したがって、重希土類元素を含むＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の残留磁束密度及び保磁力を両立させることが望まれる。また重希土類元素の価格は高いため、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造コストを低減するために、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石中の重希土類元素の含有量を低減することも望まれる。
【０００５】
例えば、下記特許文献１に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の製造方法は、粘着剤を介して粉末状の拡散材を焼結磁石の表面に付着させる工程と、拡散材が付着した焼結磁石の加熱により、拡散材中の重希土類元素を焼結磁石内へ拡散させる工程と、を備えている。下記特許文献１では、拡散材の一例として、ジスプロシウム及びテルビウムのうち少なくとも一種の重希土類元素と、ネオジム及びプラセオジムのうち少なくとも一種の軽希土類元素と、を含む合金が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０３０１８７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、磁気特性に優れたＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係るＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造方法は、拡散材を磁石基材の表面に付着させ、拡散材が付着した磁石基材を加熱する拡散工程を備え、磁石基材が、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ、及びホウ素Ｂを含み、少なくとも一部の希土類元素Ｒが、ネオジムであり、少なくとも一部の遷移金属元素Ｔが、鉄であり、拡散材が、第一成分、第二成分、及び第三成分を含み、第一成分が、テルビウムの単体及びジスプロシウムの単体のうち少なくとも一種であり、第二成分が、ネオジム及びプラセオジムのうち少なくとも一種を含み、且つテルビウム及びジスプロシウムを含まない金属であり、第三成分が、銅の単体、銅を含む合金、及び銅の化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種である。
【０００９】
本発明の一側面においては、第二成分が、ネオジムの単体及びプラセオジムの単体のうち少なくとも一種であってよく、第三成分が、銅の単体であってよい。
【００１０】
本発明の他の一側面に係るＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造方法は、拡散材を磁石基材の表面に付着させ、拡散材が付着した磁石基材を加熱する拡散工程を備え、磁石基材が、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ、及びホウ素Ｂを含み、少なくとも一部の希土類元素Ｒが、ネオジムであり、少なくとも一部の遷移金属元素Ｔが、鉄であり、拡散材が、第一成分、第二成分、及び第三成分を含み、第一成分が、テルビウムの水素化物及びジスプロシウムの水素化物のうち少なくとも一種であり、第二成分が、ネオジムの水素化物及びプラセオジムの水素化物のうち少なくとも一種であり、第三成分が、銅の単体、銅を含む合金、及び銅の化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種である。
【００１１】
拡散材が、スラリー又はペーストであってよい。
【００１２】
拡散材中のテルビウム、ジスプロシウム、ネオジム、プラセオジム及び銅の質量の合計値が、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳと表されてよく、拡散材中のテルビウム及びジスプロシウムの質量の合計値が、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対して、５５質量％以上８５質量％以下であってよく、拡散材中のネオジム及びプラセオジムの質量の合計値が、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対して、１０質量％以上３７質量％以下であってよく、拡散材中の銅の含有量が、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対して、４質量％以上３０質量％下であってよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、磁気特性に優れたＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１中の（ａ）は、磁石基材の模式的な斜視図であり、図１中の（ｂ）は、図１中の（ａ）に示される磁石基材の断面の模式図（ｂ‐ｂ線方向の矢視図）である。
【図２】図２は、図１中の（ｂ）に示される磁石基材の断面の一部（領域ＩＩ）の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。図面において、同等の構成要素には同等の符号を付す。本発明は下記実施形態に限定されるものではない。以下に記載の「永久磁石」とは、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石を意味する。
【００１６】
（永久磁石の製造方法）
第一実施形態に係る永久磁石の製造方法は、拡散材を磁石基材の表面に付着させ、拡散材が付着した磁石基材を加熱する拡散工程を備える。磁石基材は、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ、及びホウ素Ｂを含む。少なくとも一部の希土類元素Ｒは、ネオジムである。少なくとも一部の遷移金属元素Ｔは、鉄である。拡散材は、第一成分、第二成分、及び第三成分を含む。第一成分は、テルビウムの単体及びジスプロシウムの単体のうち少なくとも一種である。第二成分は、ネオジム及びプラセオジムのうち少なくとも一種を含み、且つテルビウム及びジスプロシウムを含まない金属である。金属は、単体及び合金を含意する。第三成分は、銅の単体、銅を含む合金、及び銅の化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種である。
【００１７】
第二実施形態に係る永久磁石の製造方法は、拡散工程において用いられる第一成分及び第二成分を除いて、第一実施形態に係る系永久磁石の製造方法と同じである。第二実施形態の第一成分は、テルビウムの水素化物及びジスプロシウムの水素化物のうち少なくとも一種である。第二実施形態の第二成分は、ネオジムの水素化物及びプラセオジムの水素化物のうち少なくとも一種である。
【００１８】
以下では、第一実施形態及び第二実施形態が並行して説明される。以下では、永久磁石の製造方法が備える各工程の詳細が説明される。
【００１９】
［原料合金の調製工程］
原料合金の調製工程では、永久磁石を構成する各元素を含む金属（原料金属）から、ストリップキャスティング法等により、原料合金が作製されてよい。原料金属は、例えば、希土類元素の単体（金属単体）、希土類元素を含む合金、純鉄、フェロボロン、又はこれらを含む合金であってよい。これらの原料金属は、所望の磁石基材の組成に一致するように秤量される。原料合金として、組成が異なる二種以上の合金が作製されてもよい。
【００２０】
原料合金は、少なくとも希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ、及びホウ素Ｂを含む。
【００２１】
原料合金に含まれる少なくとも一部のＲは、ネオジム（Ｎｄ）である。永久磁石は、他のＲとして、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群より選ばれる少なくとも一種を更に含んでよい。原料合金はＰｒを含んでよい。原料合金はＰｒを含まなくてもよい。原料合金はＴｂ及びＤｙのうち一方又は両方を含んでよい。原料合金はＴｂ及びＤｙのうち一方又は両方を含まなくてもよい。
【００２２】
原料合金に含まれる少なくとも一部の遷移金属元素Ｔは、鉄（Ｆｅ）である。Ｔは、Ｆｅ及びコバルト（Ｃｏ）であってもよい。全てのＴがＦｅであってよい。全てのＴが、Ｆｅ及びＣｏであってよい。原料合金は、Ｆｅ及びＣｏ以外の他の遷移金属元素を更に含んでよい。以下に記載のＴは、Ｆｅのみ、又はＦｅ及びＣｏを意味する。
【００２３】
原料合金は、Ｒ、Ｔ及びＢに加えて他の元素を更に含んでよい。例えば、原料合金は、他の元素として、銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マンガン（Ｍｎ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、塩素（Ｃｌ）、硫黄（Ｓ）及びフッ素（Ｆ）からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでもよい。原料合金はＣｕを含んでよい。原料合金はＣｕを含まなくてもよい。
【００２４】
［粉砕工程］
粉砕工程では、上記の原料合金を非酸化的雰囲気中で粉砕することにより、合金粉末が調製されてよい。原料合金は、粗粉砕工程及び微粉砕工程の二段階で粉砕されてよい。粗粉砕工程では、例えば、スタンプミル、ジョークラッシャー、又はブラウンミル等の粉砕方法が用いられてよい。粗粉砕工程は、不活性ガス雰囲気中で行われてよい。水素を原料合金へ吸蔵させた後、原料合金が粉砕されてよい。つまり、粗粉砕工程として水素吸蔵粉砕が行われてもよい。粗粉砕工程においては、原料合金は、その粒径が数百μｍ程度となるまで粉砕されてよい。粗粉砕工程に続く微粉砕工程では、粗粉砕工程を経た原料合金は、その平均粒径が数μｍとなるまで更に粉砕されてよい。微粉砕工程では、例えば、ジェットミルが用いられてよい。原料合金は、一段階の粉砕工程のみによって粉砕されてもよい。例えば、微粉砕工程のみが行われてもよい。複数種の原料合金を用いられる場合、各原料合金が別々に粉砕された後、各原料合金が混合されてもよい。合金粉末は、脂肪酸、脂肪酸エステル及び脂肪酸の金属塩（金属石鹸）からなる群より選ばれる少なくとも一種の潤滑剤（粉砕助剤）を含んでいてよい。換言すれば、原料合金は粉砕助剤と共に粉砕されてよい。
【００２５】
［成形工程］
成形工程では、上記の合金粉末を磁場中で成形することにより、磁場に沿って配向した合金粉末を含む成形体が得られてよい。例えば、金型内の合金粉末に磁場を印加しながら、合金粉末を金型で加圧することにより、成形体が得られてよい。金型が合金粉末に及ぼす圧力は、２０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下であってよい。合金粉末に印加される磁場の強さは、９５０ｋＡ／ｍ以上１６００ｋＡ／ｍ以下であってよい。
【００２６】
［焼結工程］
焼結工程では、上述の成形体を真空又は不活性ガス雰囲気中で焼結することにより、焼結体が得られてよい。焼結条件は、目的とする永久磁石の組成、原料合金の粉砕方法及び粒度等に応じて、適宜設定されてよい。焼結温度は、例えば、１０００℃以上１２００℃以下であってよい。焼結時間は、１時間以上２０時間以下であってよい。
【００２７】
［時効処理工程］
時効処理工程では、焼結体が焼結温度よりも低温で加熱されてよい。時効処理工程では、焼結体が真空又は不活性ガス雰囲気中で加熱されてよい。後述される拡散工程が時効処理工程を兼ねていてよい。その場合、拡散工程とは別の時効処理工程は実施されなくてよい。時効処理工程は、第一時効処理と、第一時効処理に続く第二処理とから構成されていてよい。第一時効処理は、焼結体が７００℃以上９００℃以下の温度で加熱されてよい。第一時効処理の時間は、１時間以上１０時間以下であってよい。第二時効処理では、焼結体が５００℃以上７００℃以下の温度で加熱されてよい。第二時効処理の時間は、１時間以上１０時間以下であってよい。
【００２８】
以上の工程により、焼結体が得られる。焼結体は、以下の拡散工程に用いられる磁石基材である。図１中の（ａ）は、磁石基材２の模式的な斜視図である。図１中の（ａ）に示されるように、磁石基材２は直方体であってよい。ただし磁石基材２の形状は限定されない。図１中の（ｂ）は、磁石基材２の断面２ｃｓの模式図である。図２は、磁石基材２の断面２ｃｓの一部（領域ＩＩ）の拡大図である。図２に示されるように、磁石基材２（焼結体）は、互いに焼結された複数（多数）の主相粒子４を備える。ただし、磁石基材２に含まれる主相粒子４の平均的組成は、完成された永久磁石に含まれる主相粒子の平均的組成と異なる。主相粒子４は、少なくともＮｄ、Ｆｅ及びＢを含む。主相粒子４は、Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶を含んでよく、少なくとも一部のＲがＮｄであってよく、少なくとも一部のＴがＦｅであってよい。主相粒子４の一部又は全体は、Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶（単結晶又は多結晶）のみからなっていてよい。Ｒ２Ｔ１４Ｂは、例えば、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂであってよい。Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ中のＮｄの一部が、Ｐｒ、Ｔｂ及びＤｙのうち少なくとも一種で置換されていてよい。Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ中のＦｅの一部が、Ｃｏで置換されていてよい。主相粒子４は、Ｒ、Ｔ及びＢに加えて上記の元素（原料合金に含まれ得る元素）を含んでもよい。磁石基材２は、複数の粒界三重点６も備える。粒界三重点６とは、少なくとも三つの主相粒子４に囲まれた粒界相である。ただし、磁石基材２に含まれる粒界三重点６の平均的組成は、完成された永久磁石に含まれる粒界三重点の平均的組成と異なる。磁石基材２は、複数の二粒子粒界１０も備える。二粒子粒界１０は、隣り合う二つの主相粒子４の間に位置する粒界相である。ただし、磁石基材２に含まれる二粒子粒界１０の平均的組成は、完成された永久磁石に含まれる二粒子粒界１０の平均的組成と異なる。粒界相は、少なくともＮｄを含んでよく、粒界相中のＮｄの含有量は主相粒子４中のＮｄの含有量よりも大きくてよい。つまり粒界相はＮｄ‐ｒｉｃｈ相であってよい。粒界相は、Ｎｄに加えて、Ｆｅ及びＢのうち少なくとも一種を含んでよい。
【００２９】
主相粒子４の平均粒子径は、特に限定されないが、例えば、１．０μｍ以上１０．０μｍ以下であってよい。磁石基材２における主相粒子４の体積の割合の合計値は、特に限定されないが、例えば、７５体積％以上１００体積％未満であってよい。
【００３０】
［拡散工程］
拡散工程では、拡散材を磁石基材の表面に付着させ、拡散材が付着した磁石基材が加熱される。拡散材は、下記の第一成分、第二成分及び第三成分を含む。拡散材は、第一成分、第二成分及び第三成分に加えて他の成分を更に含んでもよい。以下の説明の便宜のため、Ｔｂ及びＤｙのうち一方又は両方は、ＲＨと表記される。Ｎｄ及びＰｒのうち一方又は両方は、ＲＬと表記される。
【００３１】
第一実施形態の第一成分は、Ｔｂの単体及びＤｙの単体のうち少なくとも一種である。ＲＨ及びＲＬから合金が形成されない限りにおいて、第一成分は極微量のＲＬを含んでもよい。つまり、第一成分は不可避的不純物として、ＲＬその他の元素を含んでもよい。合金とは、固溶体、共晶及び金属間化合物のうち少なくともいずれかである。
【００３２】
第一成分が、Ｔｂの単体及びＤｙの単体のうち少なくとも一種である場合、金属単体の粉砕のみによって、第一成分を容易に作製することができる。つまり第一成分が、Ｔｂの単体及びＤｙの単体のうち少なくとも一種である場合、ＲＨを含む合金、又はＲＨ及びＲＬを含む合金を作製するプロセスが不要であり、単体よりも硬い合金を粉砕するプロセスも不要である。合金の作製及び粉砕が不要であるため、永久磁石の製造コストが低減される。
【００３３】
第一実施形態の第二成分は、Ｎｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含み、Ｔｂ及びＤｙを含まない金属である。例えば、第一実施形態の第一成分は、Ｎｄの単体、Ｐｒの単体、並びに、Ｎｄ及びＰｒを含む合金からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。Ｎｄ及びＰｒを含む合金は、永久磁石に含まれ得る元素のうち、Ｔｂ及びＤｙを除く少なくとも一種の元素を含んでよい。第一実施形態の第二成分は、Ｎｄ及びＰｒのみならなる合金であってもよい。ＲＨ及びＲＬから合金が形成されない限りにおいて、第一実施形態の第二成分は極微量のＲＨを含んでもよい。つまり、第二成分は不可避的不純物として、ＲＨその他の元素を含んでもよい。
【００３４】
第二成分が、Ｎｄの単体及びＰｒの単体のうち少なくとも一種である場合、金属単体の粉砕のみによって、第二成分を容易に作製することができる。つまり第二成分が、Ｎｄの単体及びＰｒの単体のうち少なくとも一種である場合、ＲＬを含む合金、又はＲＨ及びＲＬを含む合金を作製するプロセスが不要であり、単体よりも硬い合金を粉砕するプロセスも不要である。合金の作製及び粉砕が不要であるため、永久磁石の製造コストが低減される。
【００３５】
第二実施形態の第一成分及び第二成分其々は、水素化物である。つまり、第二実施形態の第一成分は、Ｔｂの水素化物及びＤｙの水素化物のうち少なくとも一種である。第二実施形態の第二成分は、Ｎｄの水素化物及びＰｒの水素化物のうち少なくとも一種である。Ｔｂの水素化物は、例えば、ＴｂＨ２及びＴｂＨ３のうち少なくともいずれかであってよい。Ｔｂの水素化物は、例えば、Ｔｂ及びＦｅからなる合金の水素化物であってもよい。Ｄｙの水素化物は、例えば、ＤｙＨ２及びＤｙＨ３のうち少なくともいずれかであってよい。Ｄｙの水素化物は、例えば、Ｄｙ及びＦｅからなる合金の水素化物であってもよい。Ｔｂの水素化物及びＤｙの水素化物は、例えば、ＴｂとＤｙとＦｅとからなる合金の水素化物であってもよい。Ｎｄの水素化物は、例えば、ＮｄＨ２及びＮｄＨ３のうち少なくともいずれかであってよい。Ｐｒの水素化物は、例えば、ＰｒＨ２及びＰｒＨ３のうち少なくともいずれかであってよい。Ｎｄの水素化物及びＰｒの水素化物は、ＮｄとＰｒとからなる合金の水素化物であってもよい。
【００３６】
第一実施形態及び第二実施形態のいずれにおいても、第三成分は、Ｃｕの単体、Ｃｕを含む合金、及びＣｕの化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種である。第三成分はＮｄ、Ｐｒ、Ｔｂ及びＤｙを含まなくてよい。Ｃｕを含む合金は、永久磁石に含まれ得る元素のうち、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｔｂ及びＤｙを除く少なくとも一種の元素を含んでよい。銅の化合物は、例えば、水素化物及び酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。Ｃｕの水素化物は、例えば、ＣｕＨであってよい。Ｃｕの酸化物は、例えば、Ｃｕ２Ｏ及びＣｕＯのうち少なくともいずれかであってよい。
【００３７】
第一成分、第二成分及び第三成分其々は、粉末であってよい。第一成分、第二成分及び第三成分其々が粉末であることにより、第一成分中のＲＨ、第二成分中のＲＬ、及び第三成分中のＣｕが、磁石基材２の内部へ拡散し易い。第一成分、第二成分及び第三成分其々は、粗粉砕工程及び微粉砕工程によって作製されてよい。粗粉砕工程及び微粉砕工程其々の方法は、上記の原料合金の粉砕工程と同様であってよい。第一成分、第二成分又は第三成分がまとめて同時に粉砕されてよい。粉砕工程及び微粉砕工程によって、第一成分、第二成分及び第三成分其々の粒径が自在に制御されてよい。例えば、金属単体に水素を吸蔵させた後、金属単体が脱水素されてよい。その結果、金属の水素化物からなる粗い粉末が得られる。粗い水素化物の粉末をジェットミルによって更に粉砕することにより、金属の水素化物からなる微粉末が得られる。この微粉末が、第一成分、第二成分又は第三成分として用いられてよい。
【００３８】
以下に説明の通り、拡散材が第一成分のみならず、第二成分及び第三成分を更に含むことにより、永久磁石の磁気特性を向上させることができる。
【００３９】
拡散材が付着した磁石基材２が加熱されることにより、第一成分に由来するＲＨが磁石基材２の内部へ拡散し、第二成分に由来するＲＬが磁石基材２の内部へ拡散し、第三成分に由来するＣｕが磁石基材２の内部へ拡散する。ＲＨ、ＲＬ及びＣｕは、以下のメカニズムにより、磁石基材２の表面から磁石基材２の内部へ拡散する、と本発明者らは推測する。ただし、拡散のメカニズムは、以下のメカニズムに限定されない。
【００４０】
仮に拡散材として、ＲＨ及びＲＬを含む合金が用いられた場合、磁石基材２の表面に付着した合金は、ＲＨ及びＲＬの共晶点において急激に溶解し易い。その結果、合金は液相として磁石基材２の表面に停滞し易く、液相中のＲＨが磁石基材２の内部へ拡散し難い。つまり、多量のＲＨが磁石基材２の表面に停滞し易い。そして、ＲＨは磁石基材２の表面近傍に位置する主相粒子４の内部へ拡散し、磁石基材２の表面近傍に位置する主相粒子４の磁性が損なわれ、永久磁石の残留磁束密が低下する。
【００４１】
一方、拡散材が第一成分（ＲＨ）、第二成分（ＲＬ）及び第三成分（Ｃｕ）を含む場合、第二成分の融点は第三成分の融点よりも低く、第三成分の融点は第一成分の融点よりも低ため、第二成分が第三成分よりも早く溶解し易く、第三成分が第一成分よりも早く溶解し易い。例えば、Ｎｄの融点は約１０２４℃であり、Ｐｒの融点は約９３５℃であり、Ｃｕの融点は約１０８５℃であり、Ｔｂの融点は約１３５６℃であり、Ｄｙの融点は約１４０７℃である。最初に溶解した第二成分に由来するＲＬは、磁石基材２の粒界を介して磁石基材２の内部へ拡散する。磁石基材２内の粒界（粒界三重点６及び二粒子粒界１０）においてＲＬは液相として存在する。また、磁石基材２に元々含まれている主相粒子４中の一部のＮｄ（ＲＬの一種）も粒界へ染み出す。つまり第三成分に由来するＲＬと主相粒子４に由来するＮｄとから、潤沢なＲＬの液相が形成される。第三成分は第二成分に続いて溶解し易いので、第三成分に由来するＣｕは、粒界内に位置するＲＬの液相の介在により、早い拡散速度で磁石基材２の内部へ拡散することができる。Ｃｕは、ＲＬの液相が存在する粒界（粒界三重点６及び二粒子粒界１０）に局在し易い。第一成分は最後に溶解し易いので、第一成分に由来するＲＨは、磁石基材２の表面近傍に位置する液相中のＲＬと置き換わり、ＲＨが磁石基材２の内部へ拡散する。ＣｕがＲＨよりも先に粒界三重点６へ拡散しているため、ＲＨは粒界三重点６にトラップされ難い。そして、二粒子粒界１０に位置するＣｕがＲＨの経路として機能することにより、ＲＨが二粒子粒界１０へ拡散し易い。Ｃｕが二粒子粒界１０に位置することにより、Ｃｕがない場合に比べて、ＲＨの主相粒子４の内部への過度の拡散が抑制される。ＲＨが以上の拡散の過程を経ることにより、ＲＨは二粒子粒界１０及び主相粒子４の表面近傍に局在し易い。つまり、二粒子粒界１０及び主相粒子４の表面近傍に位置する一部のＮｄがＲＨで置換され易い。その結果、異方性磁界が二粒子粒界１０の近傍において局所的に大きくなり、磁化反転の核が二粒子粒界１０の近傍において発生し難くなり、永久磁石の保磁力が増加する。
【００４２】
拡散材は、第一成分（ＲＨ）よりも融点が低い第二成分（ＲＬ）及び第三成分（Ｃｕ）を含むため、拡散材が第一成分のみである場合に比べて、より低温でＲＨが二粒子粒界１０へ拡散し易く、より短時間でＲＨが二粒子粒界１０へ拡散し易い。したがって、拡散材が第一成分のみである場合に比べて、ＲＨの拡散に要する温度及び時間が低減され、ＲＨの主相粒子４の内部（深部）への過度の拡散が抑制される。また第二成分に由来するＲＬが液相として粒界（粒界三重点６及び二粒子粒界１０）に存在するため、拡散材が第二成分を含まない場合に比べて、主相粒子４中のＮｄが粒界へ染み出し過ぎず、主相粒子４中のＮｄがＲＨで置換され過ぎない。これらの理由から、各主相粒子４の磁性の劣化が抑制され、永久磁石の残留磁束密度の減少が抑制する。
【００４３】
拡散材は、第一成分（ＲＨ）よりも融点が低い第二成分（ＲＬ）及び第三成分（Ｃｕ）を含むため、拡散材が第一成分（ＲＨ）のみである場合に比べて、より確実にＲＨが二粒子粒界１０へ拡散することができる。したがって、拡散材が第一成分（ＲＨ）のみである場合に比べて、永久磁石の保磁力の増加に要する第一成分（ＲＨ）の量が低減され、永久磁石の製造コストが低減される。
【００４４】
以上の通り、第一実施形態又は第二実施形態によれば、永久磁石の保磁力を増加させることができると共に、永久磁石の全体におけるＲＨの含有量を従来の永久磁石に比べて低減することができる。ＲＨの含有量が低減されるため、永久磁石の残留磁束密度も減少し難い。したがって、永久磁石は優れた磁気特性を有することができる。換言すれば、永久磁石の高い残留磁束密度と大きい保磁力とを両立することができる。
【００４５】
上記の拡散のメカニズムによって永久磁石の磁気特性が向上し易いことから、第一実施形態の第一成分が、Ｔｂの単体及びＤｙの単体のうち少なくとも一種であってよく、第一実施形態の第二成分が、ネオジムの単体及びプラセオジムの単体のうち少なくとも一種であってよってよく、第一実施形態の第三成分が、銅の単体であってよい。
【００４６】
上記の拡散のメカニズムによって永久磁石の磁気特性が向上し易いことから、第二実施形態の第一成分が、Ｔｂの水素化物及びＤｙの水素化物のうち少なくとも一種であってよく、第二実施形態の第二成分が、ネオジムの水素化物及びプラセオジムの水素化物のうち少なくとも一種であってよってよく、第二実施形態の第三成分が、銅の単体であってよい。
【００４７】
拡散工程では、第一成分、第二成分、第三成分及び溶媒を含むスラリーが、拡散材として磁石基材２の表面に付着してよい。スラリーとは、液体状の混合物である。スラリーに含まれる溶媒は、水以外の溶媒であってよい。溶媒は、例えば、アルコール、アルデヒド、又はケトン等の有機溶媒であってよい。拡散材が磁石基材２の表面に付着し易いように、拡散材は、バインダを更に含んでよい。スラリーが、第一成分、第二成分、第三成分、溶媒及びバインダを含んでよい。第一成分、第二成分、第三成分、バインダ及び溶媒の混合により、スラリーよりも高い粘性を有するペーストが形成されてもよく、このペーストが磁石基材２の表面に付着してもよい。ペーストとは、流動性と高い粘性を有する混合物である。拡散工程の前に、スラリー又はペーストが付着した磁石基材２を加熱することにより、スラリー又はペーストに含まれる溶媒が除去されてよい。
【００４８】
拡散材は磁石基材２の表面の一部又は全体に付着してよい。拡散材の付着方法は限定されない。例えば、上記のスラリー又はペーストが磁石基材２の表面へ塗布されてよい。拡散材自体又はスラリーが磁石基材２の表面へ噴射されてよい。拡散材を磁石基材２の表面へ蒸着させてもよい。磁石基材２が、スラリー中に浸漬されてよい。磁石基材２の表面を覆う粘着剤（バインダ）を介して、拡散材が磁石基材２に付着してもよい。スラリー又はペーストを用いる拡散工程では、磁石基材２の表面を粘着剤で覆う場合に比べて、バインダの使用量が低減され易い。したがって、スラリー又はペーストが用いられる場合、脱バインダ工程が必須ではなく、バインダに由来する炭素が永久磁石中に残存し難く、炭素に起因する永久磁石の磁気特性の劣化が抑制され易い。
【００４９】
拡散工程における磁石基材２の温度（拡散温度）は、第一成分、第二成分及び第三成分其々の融点又は分解温度以上であってよく、上述の焼結温度未満（又は磁石基材２の融点未満）であってよい。拡散温度は、第一成分、第二成分及び第三成分其々の組成と融点又は分解温度に応じて調整されてよい。例えば、第一成分及び第二成分のいずれも金属である第一実施形態の場合、拡散温度は、８００℃以上９５０℃以下であってよい。第一成分及び第二成分のいずれも水素化物である第二実施形態の場合、拡散温度は、８００℃以上９５０℃以下であってよい。拡散工程では、拡散温度よりも低い温度から拡散温度に至るまで、磁石基材２の温度を徐々に上昇させてよい。例えば、６００℃程度の低温域において、磁石基材２の主相粒子４からＮｄが液相（Ｎｄ‐ｒｉｃｈ相）として粒界へ染み出し易い。８００℃程度の温度域では、Ｄｙの水素化物の溶解が進行し易い。磁石基材２の温度が拡散温度に維持される時間（拡散時間）は、例えば、１時間以上５０時間以下であってよい。拡散工程における磁石基材２の雰囲気は、非酸化的雰囲気であってよい。非酸化的雰囲気は、例えば、アルゴン等の希ガスであってよい。
【００５０】
拡散材中のＴｂ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｐｒ及びＣｕの質量の合計値は、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳと表されてよい。拡散材中のＴｂ及びＤｙの質量の合計値は、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対して、４７質量％以上８６質量％以下、５５質量％以上８５質量％以下、５５質量％以上８０質量％以下、又は５９質量％以上７５質量％以下であってよい。Ｔｂ及びＤｙの質量の合計値は、拡散材中のＲＨの質量の合計値と言い換えられる。ＲＨの質量の合計値が５５質量％以上である場合、永久磁石の保磁力の増加に要する拡散材の総量が低減され易い。ＲＨの質量の合計値が８５質量％以下である場合、永久磁石の残留磁束密度の減少が抑制され易く、永久磁石の製造コストが低減される。
【００５１】
拡散材中のＮｄ及びＰｒの質量の合計値は、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対して、１０質量％以上４３質量％以下、１０質量％以上３７質量％以下、１５質量％以上３７質量％以下、又は１５質量％以上３２質量％以下であってよい。Ｎｄ及びＰｒの質量の合計値は、拡散材中のＲＬの質量の合計値と言い換えられる。ＲＬの質量の合計値が１０質量％以上である場合、拡散工程において潤沢なＲＬの液相が粒界に存在し易く、ＲＬの液相を介したＲＨの二粒子粒界１０への拡散が促進され易い。ＲＬの質量の合計値が３７質量％以下である場合、第一成分（ＲＨ）が第二成分（ＲＬ）によって希釈され過ぎず、永久磁石の保磁力が増加し易い。
【００５２】
拡散材中のＣｕの含有量は、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対して、４質量％以上３０質量％下、８質量％以上２５質量％以下、又は８質量％以上２０質量％以下であってもよい。Ｃｕの含有量が４質量％以上である場合、ＲＨが二粒子粒界１０及び主相粒子４の表面近傍へ拡散し易く、主相粒子４の内部へのＲＨの拡散が抑制され易い。Ｃｕの含有量が３０質量％以下である場合、永久磁石の保磁力及び残留磁束密度の減少が抑制され易い。磁石基材２がＣｕを含む場合、磁石基材２に由来するＣｕが、拡散材に由来するＣｕと同様の上記効果を示してもよい。ただし、磁石基材２に由来するＣｕだけによって、拡散材に由来するＣｕと同様の効果を得ることは困難である。
【００５３】
第一成分、第二成分及び第三成分の粒径は、０．３μｍ以上３２μｍ以下、又は０．３μｍ以上９０μｍ以下の範囲内であってもよい。第一成分、第二成分及び第三成分の粒径は、拡散材の粒径と言い換えられてよい。拡散材の粒径の増加に伴い、拡散材に含まれる酸素が低減され、ＲＨ，ＲＬ及びＣｕの拡散が酸素によって阻害され難い。その結果、永久磁石の保磁力が増加し易い。拡散材の粒径の減少に伴い、第一成分、第二成分及び第三成分其々の溶解に掛かる時間が短く、ＲＨ，ＲＬ及びＣｕ其々が磁石基材２の内部へ拡散し易い。その結果、永久磁石の保磁力が増加し易い。また拡散材の粒径の減少に伴い、拡散材が斑なく磁石基材２の表面に付着し易く、Ｈ，ＲＬ及びＣｕ其々が斑なく磁石基材２の内部へ拡散し易い。その結果、永久磁石の保磁力のばらつきが抑制され、角型比が１．０に近づき易い。第一成分、第二成分及び第三成分其々の粒径は、同じであってよい。第一成分、第二成分及び第三成分其々の粒径は、互いに異なってもよい。
【００５４】
磁石基材２の質量は、１００質量部と表されてよく、拡散材中のＴｂ及びＤｙの質量の合計値は、１００質量部の磁石基材２に対して、０．０質量部以上２．０質量部以下であってよい。磁石基材２に対するＴｂ及びＤｙの質量の合計値が上記の範囲内である場合、永久磁石の全体におけるＴｂ及びＤｙの含有量の合計値が、０．２０質量％以上２．００質量％以下に制御され易く、永久磁石の磁気特性が向上し易い。
【００５５】
磁石基材２中のＮｄ及びＰｒの含有量の合計値は、２３．０質量％以上３２．０質量％以下であってよい。磁石基材２中のＴｂ及びＤｙの含有量の合計値は、０．０質量％以上５．０質量％以下であってよい。磁石基材２中のＦｅ及びＣｏの含有量の合計値は、６３質量％以上７２質量％以下であってよい。磁石基材２中のＣｕの含有量は、０．０４質量％以上０．５質量％以下であってよい。磁石基材２が上記の組成を有する場合、永久磁石の磁気特性が向上し易い。
【００５６】
［熱処理工程］
拡散工程を経た磁石基材２は、永久磁石の完成品として用いられてよい。または拡散工程の後、熱処理工程が行われてよい。熱処理工程では、磁石基材２が４５０℃以上６００℃以下で加熱されてよい。熱処理工程では、１時間以上１０時間以下の間、磁石基材２が上記の温度で加熱されてよい。熱処理工程により、永久磁石の磁気特性（特に保磁力）が向上し易い。
【００５７】
切削及び研磨等の加工方法により、拡散工程又は熱処理工程を経た磁石基材２の寸法及び形状が調整されてよい。
【００５８】
以上の方法により、永久磁石が完成される。永久磁石は、少なくともＲ、Ｔ、Ｂ及びＣｕを含むネオジム磁石である。永久磁石は、Ｒとして、Ｎｄと、Ｔｂ及びＤｙのうち少なくとも一つと、を含む。つまり、永久磁石は、Ｒとして、Ｎｄ及びＲＨを含む。永久磁石は、Ｒとして、Ｎｄ及びＲＨに加えて、さらにＰｒを含んでよい。永久磁石は、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｔｂ及びＤｙ以外の他の希土類元素を更に含んでよい。永久磁石は、上記の原料合金に含まれる一部又は全部の種類の元素を含んでよい。
【００５９】
磁石基材及び永久磁石其々の組成は、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）法、蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）分析法、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析法、不活性ガス融解‐非分散型赤外線吸収法、酸素気流中燃焼‐赤外吸収法及び不活性ガス融解‐熱伝導度法等の分析方法によって特定されてよい。
【００６０】
永久磁石の寸法及び形状は、永久磁石の用途に応じて様々であり、特に限定されない。永久磁石の形状は、例えば、直方体、立方体、矩形（板）、多角柱、アークセグメント、扇、環状扇形（ａｎｎｕｌａｒ  ｓｅｃｔｏｒ）、球、円板、円柱、リング、又はカプセルであってよい。永久磁石の断面の形状は、例えば、多角形、円弧（円弦）、弓状、アーチ、又は円であってよい。磁石基材２の寸法及び形状も、永久磁石と同様に多様であってよい。
【００６１】
永久磁石は、ハイブリッド自動車、電気自動車、ハードディスクドライブ、磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）、スマートフォン、デジタルカメラ、薄型ＴＶ、スキャナー、エアコン、ヒートポンプ、冷蔵庫、掃除機、洗濯乾燥機、エレベーター及び風力発電機等の様々な分野で利用されてよい。永久磁石は、モーター、発電機又はアクチュエーターを構成する材料として用いられてよい。
【００６２】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、拡散工程に用いられる磁石基材は、焼結体ではなく、熱間加工磁石であってよい。熱間加工磁石は、以下のような製法によって作製されてよい。
【００６３】
熱間加工磁石の原料は、焼結体の作製に用いられる合金と同様の合金であってよい。この合金を溶融し、更に急冷することにより、合金からなる薄帯が得られる。薄帯の粉砕により、フレーク状の原料粉末が得られる。原料粉末の冷間プレス（室温での成形）により、成形体が得られる。成形体が予熱された後、成形体の熱間プレスにより、等方性磁石が得られる。等方性磁石の熱間塑性加工により、異方性磁石が得られる。異方性磁石の時効処理により、熱間加工磁石からなる磁石基材が得られる。熱間加工磁石からなる磁石基材は、上記の焼結体と同様に、互いに結着された多数の主相粒子を含む。
【実施例】
【００６４】
以下では実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００６５】
＜磁石基材Ａの作製＞
ストリップキャスティング法により、原料金属から原料合金１が作製された。原料金属の秤量により、焼結後の原料合金１の組成が下記表１中の磁石基材Ａの組成と一致するように、原料合金１の組成は調整された。
【００６６】
水素を室温で原料合金１へ吸蔵させた後、Ａｒ雰囲気中において原料合金１を６００℃で１時間加熱して脱水素することにより、原料合金粉末を得た。つまり水素粉砕処理が行われた。
【００６７】
粉砕助剤としてステアリン酸亜鉛が原料合金粉末へ添加され、これらが円錐型混合機で混合された。原料合金粉末中のステアリン酸亜鉛の含有量は０．１質量％に調整された。続く微粉砕工程では、ジェットミルを用いて原料合金粉末の平均粒径が４．０μｍに調整された。続く成形工程では、原料合金粉末が金型内に充填された。そして、１２００ｋＡ／ｍの磁場を金型内の原料粉末へ印加しながら、原料粉末を１２０ＭＰａで加圧することにより、成形体が得られた。
【００６８】
焼結工程では、真空中において成形体を１０６０℃で４時間加熱してから急冷することにより、焼結体を得た。
【００６９】
時効処理工程として、第一時効処理と、第一時効処理に続く第二時効処理とが実施された。第一時効処理及び第二時効処理のいずれにおいても、焼結体はＡｒ雰囲気中で加熱された。第一時効処理では、焼結体が８５０℃で１時間加熱された。第二時効処理では、焼結体が５４０℃で２時間加熱された。
【００７０】
以上の方法により、磁石基材Ａが得られた。磁石基材Ａにおける各元素の含有量は、下記表１に示される。
【００７１】
＜磁石基材Ｂの作製＞
ストリップキャスティング法により、原料金属から原料合金２が作製された。原料金属の秤量により、焼結後の原料合金２の組成が下記表中の磁石基材Ｂの組成と一致するように、原料合金２の組成は調整された。
【００７２】
原料合金２から磁石基材Ｂが作製された。原料合金の組成を除いて、磁石基材Ｂの作製方法は磁石基材Ａの作製方法と同じであった。磁石基材Ｂにおける各元素の含有量は、下記表１に示される。
【００７３】
＜磁石基材Ｃの作製＞
ストリップキャスティング法により、原料金属から原料合金３が作製された。原料金属の秤量により、焼結後の原料合金３の組成が下記表中の磁石基材Ｃの組成と一致するように、原料合金３の組成は調整された。
【００７４】
原料合金３から磁石基材Ｃが作製された。原料合金の組成を除いて、磁石基材Ｃの作製方法は、磁石基材Ａの作製方法と同じであった。磁石基材Ｃにおける各元素の含有量は、下記表１に示される。
【００７５】
＜拡散材Ａの作製＞
拡散材Ａの原料として、Ｔｂの単体（金属単体）を用いた。Ｔｂの単体の純度は９９．９質量％であった。
【００７６】
水素を室温でＴｂの単体へ吸蔵させた後、Ａｒ雰囲気中においてＴｂの単体を６００℃で１時間加熱して脱水素することにより、Ｔｂの水素化物からなる粉末が得られた。つまり水素粉砕処理が行われた。
【００７７】
粉砕助剤としてステアリン酸亜鉛をＴｂの水素化物の粉末へ添加して、これらが円錐型混合機で混合された。Ｔｂの水素化物の粉末中のステアリン酸亜鉛の含有量は０．１質量％に調整された。続く微粉砕工程では、酸素の含有量が３０００ｐｐｍである非酸化的雰囲気下で、Ｔｂの水素化物の粉末が更に粉砕された。微粉砕工程により、にはジェットミルを用いた。Ｔｂの水素化物からなる粉末の平均粒径は約１０．０μｍに調整された。
【００７８】
以上の方法により、Ｔｂの水素化物（ＴｂＨ２）からなる粉末（第一成分）が得られた。Ｔｂの水素化物からなる粉末、アルコール（溶媒）、及びアクリル樹脂（バインダ）を混練することにより、ペースト状の拡散材Ａが作製された。拡散材Ａにおける第一成分の質量の割合は、７５．０質量部であった。拡散材Ａにおける溶媒の質量の割合は、２３．０質量部であった。拡散材Ａにおけるバインダの質量の割合は、２．０質量部であった。
【００７９】
＜拡散材Ｂの作製＞
Ｎｄの単体から、Ｎｄの水素化物（ＮｄＨ２）からなる粉末（第二成分）が作製された。Ｎｄの単体の純度は９９．９質量％であった。Ｎｄの水素化物からなる粉末の平均粒径は、約１０．０μｍであった。Ｎｄの単体が原料に用いられたことを除いて、Ｎｄの水素化物からなる粉末の作製方法は、Ｔｂの水素化物からなる粉末の作製方法と同じであった。
【００８０】
Ｔｂの水素化物からなる粉末（第一成分）、Ｎｄの水素化物からなる粉末（第二成分）、Ｃｕの単体からなる粉末（第三成分）、アルコール（溶媒）、及びアクリル樹脂（バインダ）を混錬することにより、ペースト状の拡散材Ｂが作製された。拡散材Ｂにおける第一成分の質量の割合は、４６．８質量部であった。拡散材Ｂにおける第二成分の質量の割合は、１７．０質量部であった。拡散材Ｂにおける第三成分の質量の割合は、１１．２質量部であった。拡散材Ｂにおける溶媒の質量の割合は、２３．０質量部であった。拡散材Ｂにおけるバインダの質量の割合は、２．０質量部であった。
【００８１】
上述の通り、ＭＥＬＥＭＥＮＴＳは、拡散材中のＴｂ、Ｎｄ、及びＣｕの質量の合計値を意味する。ＭＥＬＥＭＥＮＴＳは１００質量％である。拡散材中のＴｂの含有量とは、拡散材中のＴｂの質量のＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対する割合（単位：質量％）を意味する。拡散材中のＮｄの含有量とは、拡散材中のＮｄの質量のＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対する割合（単位：質量％）を意味する。拡散材中のＣｕの含有量とは、拡散材中のＣｕの質量のＭＥＬＥＭＥＮＴＳに対する割合（単位：質量％）を意味する。
【００８２】
拡散材Ｂ中のＴｂの含有量は、６２．５質量％であった。拡散材Ｂ中のＮｄの含有量は、２２．５質量％であった。拡散材Ｂ中のＣｕの含有量は、１５質量％であった。
【００８３】
＜サンプル１の作製＞
磁石基材Ａの機械的加工により、磁石基材Ａの寸法が縦１４ｍｍ×横１０ｍｍ×厚さ４．２ｍｍに調整された。磁石基材Ａの寸法の調整後、磁石基材Ａのエッチング処理が行われた。エッチング処理では、磁石基材Ａの全表面が硝酸の水溶液で洗浄された。続いて、磁石基材Ａの全表面が純水で洗浄された。洗浄後の磁石基材Ａは乾燥された。硝酸の水溶液の濃度は、０．３質量％であった。エッチング処理後、以下の拡散工程が行われた。
【００８４】
拡散工程では、拡散材Ｂが磁石基材Ａの全ての表面に塗布された。拡散材Ｂに含まれるＴｂの質量が、１００質量部の磁石基材Ａに対して０．５質量部となるように、磁石基材Ａに塗布される拡散材Ｂの質量が調整された。拡散材Ｂが塗布された磁石基材Ａをオーブン内に設置して、磁石基材Ａを１６０℃で加熱することにより、拡散材Ｂ中の溶媒が除去された。溶媒の除去後、拡散材Ｂが塗布された磁石基材Ａは、Ａｒガス中において９００℃で６時間加熱された。
【００８５】
拡散工程に続く熱処理工程では、磁石基材ＡがＡｒガス中において５４０℃で２時間加熱された。
【００８６】
以上の方法により、サンプル１の永久磁石が作製された。サンプル１の永久磁石における各元素の含有量は、下記表２に示される。
【００８７】
後述されるサンプル２〜１４其々の拡散工程においても、拡散材に含まれるＴｂの質量が、１００質量部の磁石基材に対して０．５質量部となるように、磁石基材に塗布される拡散材の質量が調整された。
【００８８】
＜サンプル２の作製＞
サンプル２の拡散工程では、上記拡散材Ｂ中の第一成分、第二成分及び第三成分の配合比が変更された。サンプル２の作製に用いた拡散材中のＴｂの含有量は、下記表１に示される。サンプル２の作製に用いた拡散材中のＮｄの含有量は、下記表１に示される。サンプル２の作製に用いた拡散材中のＣｕの含有量は、下記表１に示される。
【００８９】
拡散材の組成を除いてサンプル１と同様の方法で、サンプル２の永久磁石が作製された。サンプル２の永久磁石における各元素の含有量は、下記表２に示される。
【００９０】
＜サンプル３の作製＞
サンプル３の作製に用いた拡散材は、第一成分及び第三成分を含み、第二成分を含んでいなかった。サンプル３の作製に用いた拡散材中のＴｂの含有量は、下記表１に示される。サンプル３の作製に用いた拡散材中のＣｕの含有量は、下記表１に示される。
【００９１】
拡散材の組成を除いてサンプル１と同様の方法で、サンプル３の永久磁石が作製された。サンプル３の永久磁石における各元素の含有量は、下記表２に示される。
【００９２】
＜サンプル４の作製＞
サンプル４の拡散工程では、拡散材Ｂが磁石基材Ｂの全ての表面に塗布された。磁石基材の組成を除いてサンプル１と同様の方法で、サンプル４の永久磁石が作製された。サンプル４の永久磁石における各元素の含有量は、下記表２に示される。
【００９３】
＜サンプル５の作製＞
サンプル５の拡散工程では、上記拡散材Ｂ中の第一成分、第二成分及び第三成分の配合比が変更された。サンプル５の作製に用いた拡散材中のＴｂの含有量は、下記表１に示される。サンプル５の作製に用いた拡散材中のＮｄの含有量は、下記表１に示される。サンプル５の作製に用いた拡散材中のＣｕの含有量は、下記表１に示される。
【００９４】
拡散材の組成を除いてサンプル４と同様の方法で、サンプル５の永久磁石が作製された。サンプル５の永久磁石における各元素の含有量は、下記表２に示される。
【００９５】
＜サンプル６の作製＞
サンプル６の拡散工程では、上記拡散材Ｂ中の第一成分、第二成分及び第三成分の配合比が変更された。サンプル６の作製に用いた拡散材中のＴｂの含有量は、下記表１に示される。サンプル６の作製に用いた拡散材中のＮｄの含有量は、下記表１に示される。サンプル６の作製に用いた拡散材中のＣｕの含有量は、下記表１に示される。
【００９６】
拡散材の組成を除いてサンプル４と同様の方法で、サンプル６の永久磁石が作製された。サンプル６の永久磁石における各元素の含有量は、下記表２に示される。
【００９７】
＜サンプル７の作製＞
サンプル７の拡散工程では、上記拡散材Ｂ中の第一成分、第二成分及び第三成分の配合比が変更された。サンプル７の作製に用いた拡散材中のＴｂの含有量は、下記表１に示される。サンプル７の作製に用いた拡散材中のＮｄの含有量は、下記表１に示される。サンプル７の作製に用いた拡散材中のＣｕの含有量は、下記表１に示される。
【００９８】
拡散材の組成を除いてサンプル４と同様の方法で、サンプル７の永久磁石が作製された。サンプル７の永久磁石における各元素の含有量は、下記表２に示される。
【００９９】
＜サンプル８の作製＞
サンプル８の拡散工程では、拡散材Ａが磁石基材Ｂの全ての表面に塗布された。拡散材の組成を除いてサンプル４と同様の方法で、サンプル８の永久磁石が作製された。サンプル８の永久磁石における各元素の含有量は、下記表２に示される。
【０１００】
＜サンプル９の作製＞
サンプル９の作製に用いた拡散材は、第一成分及び第二成分を含み、第三成分を含んでいなかった。サンプル９の作製に用いた拡散材中のＴｂの含有量は、下記表１に示される。サンプル９の作製に用いた拡散材中のＮｄの含有量は、下記表１に示される。
【０１０１】
拡散材の組成を除いてサンプル４と同様の方法で、サンプル９の永久磁石が作製された。サンプル９の永久磁石における各元素の含有量は、下記表２に示される。
【０１０２】
＜サンプル１０の作製＞
サンプル１０の拡散工程では、第一成分、第二成分及び第三成分の粒径が、下記表４に示される範囲内に調整された。第一成分、第二成分及び第三成分のメジアン径（Ｄ５０）は、６．１μｍであった。第一成分、第二成分及び第三成分の粒径を除いて、サンプル１０の拡散工程に用いた拡散材は拡散材Ｂと同じであった。
【０１０３】
サンプル１０の拡散工程では、上記の拡散材が磁石基材Ｃの全ての表面に塗布された。
【０１０４】
拡散材及び磁石基材を除いてサンプル１と同様の方法で、サンプル１０の永久磁石が作製された。サンプル１０の永久磁石における各元素の含有量は、下記表２に示される。
【０１０５】
＜サンプル１１の作製＞
【０１０６】
サンプル１１の拡散工程では、拡散材Ａが磁石基材Ｃの全ての表面に塗布された。
【０１０７】
拡散材を除いてサンプル１０と同様の方法で、サンプル１１の永久磁石が作製された。サンプル１１の永久磁石における各元素の含有量は、下記表２に示される。
【０１０８】
＜サンプル１２の作製＞
サンプル１２の拡散工程では、第一成分、第二成分及び第三成分の粒径が、下記表４に示される範囲内に調整された。第一成分、第二成分及び第三成分の粒径を除いて、サンプル１２の拡散工程に用いた拡散材は拡散材Ｂと同じであった。
【０１０９】
第一成分、第二成分及び第三成分の粒径を除いてサンプル１０と同様の方法で、サンプル１２の永久磁石が作製された。サンプル１２の永久磁石における各元素の含有量は、下記表５に示される。
【０１１０】
＜サンプル１３の作製＞
サンプル１３の拡散工程では、第一成分、第二成分及び第三成分の粒径が、下記表４に示される範囲内に調整された。第一成分、第二成分及び第三成分の粒径を除いて、サンプル１３の拡散工程に用いた拡散材は拡散材Ｂと同じであった。
【０１１１】
第一成分、第二成分及び第三成分の粒径を除いてサンプル１０と同様の方法で、サンプル１３の永久磁石が作製された。サンプル１３の永久磁石における各元素の含有量は、下記表５に示される。
【０１１２】
＜サンプル１４の作製＞
サンプル１４の拡散工程では、第一成分、第二成分及び第三成分の粒径が、下記表４に示される範囲内に調整された。第一成分、第二成分及び第三成分のメジアン径（Ｄ５０）は、１．４μｍであった。第一成分、第二成分及び第三成分の粒径を除いて、サンプル１４の拡散工程に用いた拡散材は拡散材Ｂと同じであった。
【０１１３】
第一成分、第二成分及び第三成分の粒径を除いてサンプル１０と同様の方法で、サンプル１４の永久磁石が作製された。サンプル１４の永久磁石における各元素の含有量は、下記表５に示される。
【０１１４】
［磁気特性の評価］
各永久磁石の表面の切削により、表面からの深さが０．１ｍｍ以下である部分が除去された。続いて、各永久磁石の残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力ＨｃＪがＢＨトレーサーによって測定された。Ｂｒ（単位：ｍＴ）は室温において測定された。ＨｃＪ（単位：ｋＡ／ｍ）は１６０℃において測定された。
【０１１５】
永久磁石は、例えば、電気自動車又はハイブリット自動車に搭載されるモーター又は発電機に用いられる。モーター又は発電機の作動に伴い、永久磁石の温度は上昇する。永久磁石の温度の上昇に伴い、永久磁石の保磁力は減少する。車両の設計上の制約及び製造コストのため、永久磁石のための冷却器は必ずしも車両に搭載されない。したがって、永久磁石は高温においても十分な保磁力を有することが求められる。１６０℃での保磁力は、永久磁石の高温での磁気特性を評価するための指標である。
【０１１６】
Ｂｒ及びＨｃＪ其々の測定値に基づき、各永久磁石の角形比Ｈｋ／ＨｃＪが算出された。
【０１１７】
下記数式によって定義される各永久磁石の性能指数ＰＩ（Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｉｎｄｅｘ）が算出された。下記数式中のＢｒは、室温での残留磁束密度の測定値である。下記数式中のＨｃＪは、１６０℃での保磁力の測定値である。残留磁束密度と保磁力とはトレードオフの関係にある。すなわち、残留磁束密度の増加に伴い保磁力は減少し、保磁力の増加に伴い残留磁束密度は減少する傾向がある。Ｂｒ及びＨｃＪから算出されるＰＩは、残留磁束密度及び保磁力を総合的に評価するための指標である。ＰＩは大きいことが好ましい。
ＰＩ＝Ｂｒ＋２５×ＨｃＪ×４π／２０００
【０１１８】
サンプル１〜１１其々のＢｒ、ＨｃＪ、Ｈｋ／ＨｃＪ及びＰＩは、下記表３に示される。サンプル１２〜１４其々のＢｒ、ＨｃＪ、Ｈｋ／ＨｃＪ及びＰＩは、下記表５に示される。
【０１１９】
【表１】
2020092121.tif 000002
【０１２０】
【表２】
2020092121.tif 000003
【０１２１】
【表３】
2020092121.tif 000004
【０１２２】
【表４】
2020092121.tif 000005
【０１２３】
【表５】
2020092121.tif 000006
【０１２４】
表３に示されるように、磁石基材の組成において共通するサンプル１〜３が比較された。サンプル１及び２其々のＢｒは、サンプル３のＢｒとほぼ同等であった。サンプル１及び２其々のＨｃＪは、サンプル３のＨｃＪよりも大きかった。サンプル１及び２其々のＨｋ／ＨｃＪは、サンプル３のＢｒのＨｋ／ＨｃＪよりも大きかった。サンプル１及び２其々のＰＩは、サンプル３のＰＩよりも大きかった。
【０１２５】
表３に示されるように、磁石基材の組成において共通するサンプル４〜９が比較された。サンプル４〜７其々のＢｒは、サンプル８及び９のＢｒとほぼ同等であった。サンプル４〜７其々のＨｃＪは、サンプル８及び９のＨｃＪよりも大きかった。サンプル４〜７其々のＨｋ／ＨｃＪは、サンプル８及び９のＢｒのＨｋ／ＨｃＪよりも大きかった。サンプル４〜７其々のＰＩは、サンプル８及び９のＰＩよりも大きかった。
【０１２６】
表３に示されるように、磁石基材の組成において共通するサンプル１０及び１１が比較された。サンプル１０のＢｒは、サンプル１１のＢｒとほぼ同等であった。サンプル１０のＨｃＪは、サンプル１１のＨｃＪよりも大きかった。サンプル１０のＨｋ／ＨｃＪは、サンプル１１のＢｒのＨｋ／ＨｃＪよりも大きかった。サンプル１０のＰＩは、サンプル１１のＰＩよりも大きかった。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明に係るＲ‐Ｔ‐Ｂ永久磁石の製造方法によれば、ハイブリッド車又は電気自動車に搭載されるモーターの材料に適したＲ‐Ｔ‐Ｂ永久磁石が得られる。
【符号の説明】
【０１２８】
２…磁石基材、２ｃｓ…磁石基材の断面、４…主相粒子、６…粒界三重点、１０…二粒子粒界。
【図１】
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【図２】
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