(57)【要約】  所定形状鉄−ホウ素−希土類系の焼結磁石の表面にＤｙ、Ｔｂを付着させ、その結晶粒界相に拡散させてなる永久磁石を、高い生産性でかつ低コストで製造できるようにする。  処理室内に鉄−ホウ素−希土類系の焼結磁石を配置して所定温度に加熱すると共に、同一または他の処理室内に配置したＤｙ及びＴｂの少なくとも一方を含有するフッ化物からなる蒸発材料Ｖを蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を焼結磁石表面に付着させ、この付着した蒸発材料のＤｙ、Ｔｂの金属原子を、焼結磁石表面に蒸発材料からなる薄膜が形成される前に焼結磁石の結晶粒界相に拡散させる。
2008075709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に鉄−ホウ素−希土類系の焼結磁石を配置して所定温度に加熱すると共に、同一または他の処理室内に配置したＤｙ及びＴｂの少なくとも一方を含有するフッ化物からなる蒸発材料を蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を焼結磁石表面に付着させ、この付着した蒸発材料のＤｙ、Ｔｂの金属原子を焼結磁石の結晶粒界相に拡散させることを特徴とする永久磁石の製造方法。
【請求項２】
前記蒸発材料は、Ｎｄ及びＰｒの少なくとも一方を含有するフッ化物をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の永久磁石の製造方法。
【請求項３】
前記蒸発材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｓ、Ｃｕ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｄ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｈｏ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｌｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ，Ｎｂ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｄ、Ｐｒ、Ｒｕ、Ｓ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｙｂ、Ｚｎ及びＺｒの中から選択された少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の永久磁石の製造方法。
【請求項４】
前記焼結磁石と蒸発材料とを離間して配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。
【請求項５】
前記処理室内に配置される前記蒸発材料の比表面積を変化させて一定温度下における蒸発量を増減し、蒸発した蒸発材料の焼結磁石表面への供給量を調節することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。
【請求項６】
前記成膜工程に先立って、処理室内に焼結磁石を配置した後、この処理室内を所定圧力に減圧して保持することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。
【請求項７】
前記処理室を所定圧力に減圧した後、処理室内を所定温度に加熱して保持することを特徴とする請求項６記載の永久磁石の製造方法。
【請求項８】
前記成膜工程に先立って、プラズマによる前記焼結磁石表面のクリーニングを行うことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。
【請求項９】
前記焼結磁石の結晶粒界相に前記金属原子を拡散させた後、前記温度より低い所定温度で永久磁石の歪を除去する熱処理を施すことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。
【請求項１０】
前記焼結磁石の結晶粒界相にＤｙ及びＴｂの少なくとも一方を拡散させた後、磁場配向方向に直角な方向で所定の厚さに切断することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。
【請求項１１】
鉄−ホウ素−希土類系の焼結磁石を有し、この焼結磁石を処理室内に配置して所定温度に加熱すると共に、同一または他の処理室内に配置したＤｙ及びＴｂの少なくとも一方を含有するフッ化物からなる蒸発材料を蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を焼結磁石表面に付着させ、この付着した蒸発材料のＤｙ、Ｔｂの金属原子を焼結磁石の結晶粒界相に拡散させてなることを特徴とする永久磁石。
【請求項１２】
前記蒸発材料は、Ｎｄ及びＰｒの少なくとも一方を含有するフッ化物をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の永久磁石。
【請求項１３】
前記蒸発材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｓ、Ｃｕ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｄ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｈｏ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｌｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ，Ｎｂ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｄ、Ｐｒ、Ｒｕ、Ｓ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｙｂ、Ｚｎ及びＺｒの中から選択された少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の永久磁石。
【請求項１４】
前記焼結磁石の結晶粒界相にＤｙ及びＴｂの少なくとも一方を拡散させた後、磁場配向方向に直角な方向で所定の厚さに切断してなることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれかに記載の永久磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石及び永久磁石の製造方法に関し、特に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石の結晶粒界相にＤｙやＴｂを拡散させてなる高磁気特性の永久磁石及びこの永久磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石（所謂、ネオジム磁石）は、鉄と、安価であって資源的に豊富で安定供給が可能なＮｄ、Ｂの元素の組み合わせからなることで安価に製造できると共に、高磁気特性（最大エネルギー積はフェライト系磁石の１０倍程度）を有することから、電子機器など種々の製品に利用され、近年では、ハイブリッドカー用のモーターや発電機への採用も進んでいる。  【０００３】
他方、上記焼結磁石のキュリー温度は、約３００℃と低いことから、採用する製品の使用状況によっては所定温度を超えて昇温する場合があり、所定温度を超えると、熱により減磁するという問題がある。また、上記焼結磁石を所望の製品に利用するに際しては、焼結磁石を所定形状に加工する場合があり、この加工によって焼結磁石の結晶粒に欠陥（クラック等）や歪などが生じて磁気特性が著しく劣化するという問題がある。【０００４】
このため、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石を得る際に、Ｎｄより大きい４ｆ電子の磁気異方性を有し、Ｎｄと同じく負のスティーブンス因子を持つことで、主相の結晶磁気異方性を大きく向上させるＤｙやＴｂを添加することが考えられるものの、Ｄｙ、Ｔｂは主相結晶格子中でＮｄと逆向きのスピン配列をするフェリ磁性構造を取ることから磁界強度、ひいては、磁気特性を示す最大エネルギー積が大きく低下する。【０００５】
このことから、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石の表面全体に亘って、ＤｙやＴｂを所定膜厚（磁石の体積に依存して３μｍ以上の膜厚で形成される）で成膜し、次いで、所定温度下で熱処理を施して、表面に成膜されたＤｙやＴｂを磁石の結晶粒界相に拡散させて均一に行き渡らせることが提案されている（非特許文献１参照）。【０００６】
上記方法で製作した永久磁石は、結晶粒界相に拡散したＤｙやＴｂが、各結晶粒表面の結晶磁気異方性を高めることで、ニュークリエーション型の保磁力発生機構を強化し、その結果、保磁力を飛躍的に向上させると共に、最大エネルギー積がほとんど損なわれないという利点がある（例えば残留磁束密度：１４．５ｋＧ（１．４５Ｔ）、最大エネルギー積：５０ＭＧ０ｅ（４００ｋＪ／ｍ３）で、保磁力：２３ｋ０ｅ（３ＭＡ／ｍ）の性能の磁石ができることが非特許文献１に報告されている）。
【非特許文献１】Improvement of coercivity on thin Nd2Fe14B sintered permanent magnets（薄型Nd2Fe14B系焼結磁石における保磁力の向上）／ 朴起兌、東北大学  博士論文  平成１２年３月２３日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、成膜材料であるＤｙ金属やＴｂ金属としては、高品質であることが求められることから、乾式法や湿式法などの公知の方法でＤｙ、Ｔｂのフッ化物を先ず製造し、次いで、塩素、酸素等の不純物が少なくかつ磁気特性向上が望めるフッ化物溶融塩浴酸化物投入電解法により生産することが一般的であるが、このような工程を経て得られたＤｙ金属やＴｂ金属は非常に高価であるという問題があった。この場合、高価であると共に、資源的に乏しく、安定供給が望めないＤｙやＴｂを用いるため、焼結磁石の表面へのＤｙやＴｂの成膜や結晶粒界相への拡散を効率よく行って生産性を向上させ、低コスト化を図る必要がある。他方で、例えば保磁力をさらに高めれば、永久磁石の厚みの薄くしても強い磁力を持ったものが得られるので、この種の永久磁石利用製品自体の小型、軽量化や小電力化を図るためには、上記従来技術と比較して一層高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石の開発が望まれる。【０００８】
そこで、上記点に鑑み、本発明の第一の目的は、極めて高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石を提供することにある。また、本発明の第二の目的は、極めて高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石を、高い生産性でかつ低いコストで作製できる永久磁石の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１記載の永久磁石の製造方法は、処理室内に鉄−ホウ素−希土類系の焼結磁石を配置して所定温度に加熱すると共に、同一または他の処理室内に配置したＤｙ及びＴｂの少なくとも一方を含有するフッ化物からなる蒸発材料を蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を焼結磁石表面に付着させ、この付着した蒸発材料のＤｙ、Ｔｂの金属原子を焼結磁石の結晶粒界相に拡散させることを特徴とする。【００１０】
本発明によれば、蒸発したＤｙやＴｂの少なくとも一方を含有するフッ化物（分子）が、所定温度（例えば最適な拡散速度が得られる温度）に加熱された焼結磁石表面に供給されて付着し、この付着した蒸発材料のＤｙ、Ｔｂの金属原子が、焼結磁石の結晶粒界相に順次拡散されて行く。即ち、焼結磁石表面への蒸発材料の供給とＤｙ、Ｔｂの焼結磁石の結晶粒界相への拡散とが一度の処理（真空蒸気処理）で行われる。この場合、蒸発材料としてＤｙ及びＴｂのフッ化物を用いたため、鉱石からＤｙ金属やＴｂ金属を製造する過程で生成される中間生成物（Ｄｙ及びＴｂのフッ化物）を蒸発材料にでき、その価格が低いことから、Ｄｙ金属やＴｂ金属を蒸発材料とする場合と比較して永久磁石の製造コストを低くできる。また、多元共晶効果によりＮｄリッチ相（Ｄｙ、Ｔｂを５〜８０％の範囲で含む相）の融点が下がることで、蒸発材料のＤｙやＴｂの金属原子の拡散速度がさらに速くなる。つまり、結晶粒界相への拡散の際に、Ｎｄ−Ｆ−Ｏ−Ｄｙ（Ｔｂ）などの複雑な共晶を作る。この場合、結晶粒界近傍にあるＮｄリッチ相の共晶点は、Ｄｙ（Ｔｂ）−Ｆｅの２元系の共晶点と比較して多元系のものの方が低いため、ＤｙやＴｂの金属原子の拡散速度がより速くなり、拡散時間を短縮して高い生産性が達成される。【００１１】
前記蒸発材料は、Ｎｄ及びＰｒの少なくとも一方を含有するフッ化物さらに含むものであれば、ＤｙやＴｂが結晶粒のＮｄと置換されて結晶磁気異方性を向上させることに加えて、結晶粒界の歪や欠陥が修復され、一層高い保磁力を有し、その上、Ｎｄ及びＰｒがＤｙやＴｂと異なり、Ｆｅと同じ向きに磁化するスピン配列を取ることから、残留磁束密度及び最大エネルギー積が高くなり、その結果、従来のものと比較して一層高い磁気特性を有する永久磁石が得られる。また、多元共晶効果によりＮｄリッチ相の融点が下がることで、ＤｙやＴｂの金属原子の拡散速度をより速くできる。【００１２】
また、前記蒸発材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｓ、Ｃｕ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｄ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｈｏ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｌｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ，Ｎｂ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｄ、Ｐｒ、Ｒｕ、Ｓ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｙｂ、Ｚｎ及びＺｒの中から選択された少なくとも１種を含むものであれば、上記と同様の効果が得られる。つまり、拡散の際、Ａｌ、ＣｕやＧａの元素がＮｄリッチ相に入り込み、Ｄｙ（Ｔｂ）−Ｎｄ（Ｐｒ）−Ｆｅ−Ａｌ（Ｃｕ、Ｇａ）などの複雑な共晶を作る。この場合、結晶粒界近傍にあるＮｄリッチ相の共晶点は、Ｄｙ−Ｆｅ（Ｔｂ−Ｆｅ）の２元系の共晶点と比較して多元系のものの方が低いため、Ｄｙ、Ｔｂの金属原子の拡散速度がより速くなる。【００１３】
前記焼結磁石と蒸発材料とを離間して配置しておけば、蒸発材料を蒸発させたとき、溶けた蒸発材料が直接焼結磁石に付着することが防止できてよい。【００１４】
また、前記処理室内に配置される前記蒸発材料の比表面積を変化させて一定温度下における蒸発量を増減し、蒸発した蒸発材料の焼結磁石表面への供給量を調節することが好ましい。この場合、例えば蒸発材料の薄膜（層）を形成されないように焼結磁石表面への蒸発材料の供給量を調節すれば、永久磁石の表面状態は、上記処理を実施する前の状態と略同一であり、作製した永久磁石表面が劣化する（表面粗さが悪くなる）ことが防止され、また、特に焼結磁石表面に近い粒界内にＤｙやＴｂが過剰に拡散することが抑制され、別段の後工程が不要となって高い生産性を達成できる。また、例えば蒸発材料の焼結磁石表面への供給量を増減する別個の部品を処理室内に設ける等、装置の構成を変えることなく、簡単に焼結磁石表面への供給量の調節ができる。【００１５】
ＤｙやＴｂ等の金属原子を結晶粒界相に拡散させる前に焼結磁石表面に吸着した汚れ、ガスや水分を除去するために、前記焼結磁石を収納した処理室の加熱に先立って、処理室内を所定圧力に減圧して保持することが好ましい。【００１６】
この場合、表面に吸着した汚れ、ガスや水分の除去を促進するために、前記処理室を所定圧力に減圧した後、処理室内を所定温度に加熱して保持することが好ましい。【００１７】
他方、ＤｙやＴｂ等の金属原子を結晶粒界相に拡散させる前に焼結磁石表面の酸化膜を除去すべく、前記焼結磁石を収納した処理室の加熱に先立って、プラズマによる前記焼結磁石表面のクリーニングを行うことが好ましい。【００１８】
また、前記焼結磁石の結晶粒界相にＤｙやＴｂ等の金属原子を拡散させた後、上記温度より低い所定温度下で永久磁石の歪を除去する熱処理を施すようにすれば、磁化および保磁力がさらに向上または回復した高磁気特性の永久磁石が得られる。【００１９】
また、前記焼結磁石の結晶粒界相に前記金属原子を拡散させた後、磁場配向方向に直角な方向で所定の厚さに切断するようにすればよい。これにより、所定寸法を有するブロック状の焼結磁石を複数個の薄片に切断し、この状態で処理室に並べて収納した後、上記真空蒸気処理を施す場合と比較して、例えば処理室への焼結磁石の出し入れが短時間で行うことができ、上記真空蒸気処理を施す前準備が容易になって生産性を向上できる。【００２０】
この場合、ワイヤーカッタ等により所望形状に切断すると、焼結磁石表面の主相である結晶粒にクラックが生じて磁気特性が著しく劣化する場合があるが、上記真空蒸気処理を施すと、結晶粒界相にＤｙリッチ相を有し、さらには結晶粒の表面付近にのみＤｙが拡散しているため、後工程で複数個の薄片に切断して永久磁石を得ても磁気特定が劣化することが防止され、仕上げ加工が不要なことと相俟って生産性に優れた永久磁石が得られる。【００２１】
さらに、上記課題を解決するために、請求項１１記載の永久磁石は、鉄−ホウ素−希土類系の焼結磁石を有し、この焼結磁石を処理室内に配置して所定温度に加熱すると共に、同一または他の処理室内に配置したＤｙ及びＴｂの少なくとも一方を含有するフッ化物からなる蒸発材料を蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を焼結磁石表面に付着させ、この付着した蒸発材料のＤｙ、Ｔｂの金属原子を、焼結磁石の結晶粒界相に拡散させてなることを特徴とする。【００２２】
この場合、前記蒸発材料は、Ｎｄ及びＰｒの少なくとも一方を含有するフッ化物をさらに含むことが好ましい。【００２３】
また、前記蒸発材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｓ、Ｃｕ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｄ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｈｏ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｌｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ，Ｎｂ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｄ、Ｐｒ、Ｒｕ、Ｓ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｙｂ、Ｚｎ及びＺｒの中から選択された少なくとも１種を含むものであってもよい。【００２４】
さらに、前記焼結磁石の結晶粒界相にＤｙ及びＴｂの少なくとも一方を拡散させた後、磁場配向方向に直角な方向で所定の厚さに切断してなることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明の永久磁石は、従来技術のものと比較して一層高い保磁力を有し、高磁気特性のものであり、また、本発明の永久磁石の製造方法では、一層高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石を、高い生産性でかつ低いコストで作製できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１及び図２を参照して説明すれば、本発明の永久磁石Ｍは、所定形状に加工されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石Ｓの表面に、後述する蒸発材料Ｖを蒸発させ、この蒸発した蒸発材料を付着させる第一工程と、焼結磁石Ｓ表面に付着した蒸発材料のうちＤｙ、Ｔｂの金属原子を結晶粒界相に拡散させて均一に行き渡らせる第二工程との一連の処理を同時に行って作製される（真空蒸気処理）。【００２７】
出発材料であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石Ｓは、公知の方法で次のように作製されている。即ち、Ｆｅ、Ｂ、Ｎｄを所定の組成比で配合して、公知のストリップキャスト法により０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの合金を先ず作製する。他方で、公知の遠心鋳造法で５ｍｍ程度の厚さの合金を作製するようにしてもよい。また、配合の際、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｄｙ、Ｔｂ、ＡｌやＧａを少量添加してもよい。次いで、作製した合金を、公知の水素粉砕工程により一旦粉砕し、引き続き、ジェットミル微粉砕工程により微粉砕して合金原料粉末を得る。次いで、公知の圧縮成形機によって、合金原料粉末を磁界配向して金型で直方体や円柱など所定形状に成形した後、所定の条件下で焼結させて上記焼結磁石が作製される。【００２８】
合金原料粉末を圧縮成形する際に、合金原料粉末に公知の潤滑剤を添加している場合には、焼結磁石Ｓの作製の各工程において条件をそれぞれ最適化し、焼結磁石Ｓの平均結晶粒径が４μｍ〜８μｍの範囲にすることが好ましい。これにより、焼結磁石内部に残留する炭素の影響を受けずに、焼結磁石表面に付着したＤｙやＴｂが結晶粒界相に効率よく拡散でき、高い生産性が達成される。【００２９】
この場合、平均結晶粒径が４μｍより小さいと、ＤｙやＴｂが結晶粒界相に拡散したことで、高い保磁力を有する永久磁石となるが、磁界中での圧縮成形時に流動性を確保し配向性を向上させるという合金原料粉末への潤滑剤添加の効果が薄れ、焼結磁石の配向度が悪くなり、その結果、磁気特性を示す残留磁束密度及び最大エネルギー積が低下する。他方で、平均結晶粒径が８μｍより大きいと、結晶が大きいため保磁力が低下し、その上、結晶粒界の表面積が少なくなることで、結晶粒界付近の残留炭素の濃度比が高くなり、保磁力がさらに大きく低下する。また、残留炭素がＤｙやＴｂと反応し、Ｄｙの結晶粒界相への拡散が妨げられ、拡散時間が長くなって生産性が悪い。【００３０】
図２に示すように、上記処理を実施する真空蒸気処理装置１は、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、拡散ポンプなどの真空排気手段１１を介して所定圧力（例えば１×１０−５Ｐａ）まで減圧して保持できる真空チャンバ１２を有する。真空チャンバ内１２には、上面を開口した直方体形状の箱部２１と、開口した箱部２１の上面に着脱自在な蓋部２２とからなる箱体２が設置される。【００３１】
蓋部２２の外周縁部には下方に屈曲させたフランジ２２ａがその全周に亘って形成され、箱部２１の上面に蓋部２２を装着すると、フランジ２２ａが箱部２１の外壁に嵌合して（この場合、メタルシールなどの真空シールは設けていない）、真空チャンバ１１と隔絶された処理室２０が画成される。そして、真空排気手段１１を介して真空チャンバ１２を所定圧力（例えば、１×１０−５Ｐａ）まで減圧すると、処理室２０が真空チャンバ１２より略半桁高い圧力（例えば、５×１０−４Ｐａ）まで減圧されるようになっている。【００３２】
処理室２０の容積は、蒸発材料Ｖの平均自由行程を考慮して蒸気雰囲気中の蒸発材料Ｖ（分子）が直接または衝突を繰返して複数の方向から焼結磁石Ｓに供給されるように設定されている。また、箱部２１及び蓋部２２の壁面の肉厚は、後述する加熱手段によって加熱されたとき、熱変形しないように設定され、蒸発材料Ｖと反応しない材料から構成されている。【００３３】
即ち、蒸発材料Ｖが、例えばフッ化ジスプロシウムであるとき、一般の真空装置でよく用いられるＡｌ２Ｏ３を用いると、蒸気雰囲気中のＤｙやＮｄがＡｌ２Ｏ３が反応してその表面に反応生成物を形成すると共に、Ａｌ原子がＤｙやＴｂの蒸気雰囲気中に侵入する虞がある。このため、箱体２を、例えば、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａまたはこれらの合金（希土類添加型Ｍｏ合金、Ｔｉ添加型Ｍｏ合金などを含む）やＣａＯ、Ｙ２Ｏ３、或いは希土類酸化物から作製するか、またはこれらの材料を他の断熱材の表面に内張膜として成膜したものから構成している。また、処理室２０内で底面から所定の高さ位置には、例えばＭｏ製の複数本の線材（例えばφ０．１〜１０ｍｍ）を格子状に配置することで載置部２１ａが形成され、この載置部２１ａに複数個の焼結磁石Ｓを並べて載置できるようになっている。他方、蒸発材料Ｖは、処理室２０の底面、側面または上面等に適宜配置される。【００３４】
蒸発材料Ｖとしては、主相の結晶磁気異方性を大きく向上させるＤｙやＴｂを含むフッ化物、フッ化ジスプロシウムやフッ化テリビウムが用いられる。フッ化ジスプロシウムやフッ化テリビウムは、公知の方法で製造され、製造方法としては、例えば、Ｄｙ、Ｔｂの酸化物と無水フッ化水素気流とを高温状態下（例えば７５０℃）で反応させる乾式法、Ｄｙ、Ｔｂの酸化物と酸性フッ化アンモニウムとを混合し、比較的低温（例えば３００℃）にて反応させる方法、または塩化物等のＤｙ、Ｔｂの化合物の水溶液にフッ化水素酸を添加し、それらを反応させて、沈殿物を得た後、得られた沈殿物を洗浄し、濾過し、更に乾燥し、焙焼する湿式法が用いられる。これにより、鉱石からＤｙ金属やＴｂ金属を製造する過程で生成される中間生成物（フッ化ジスプロシウムやフッ化テリビウム）を蒸発材料Ｖにでき、その価格が低いことから、Ｄｙ金属やＴｂ金属を蒸発材料Ｖとする場合と比較して永久磁石の製造コストを低くできる。【００３５】
また、真空蒸気処理を行う際に、フッ化ジスプロシウムやフッ化テリビウムを用いると、多元共晶効果によりＮｄリッチ相（Ｄｙ、Ｔｂを５〜８０％の範囲で含む相）の融点が下がることで、ＤｙやＴｂの金属原子の拡散速度がさらに速くなる。つまり、結晶粒界相への拡散の際に、Ｎｄ−Ｆ−Ｏ−Ｄｙ（Ｔｂ）のなどの複雑な共晶を作る。この場合、結晶粒界近傍にあるＮｄリッチ相の共晶点は、Ｄｙ（Ｔｂ）−Ｆｅの２元系の共晶点と比較して多元系のものの方が低いため、蒸発材料ＶのうちＤｙやＴｂの金属原子の結晶粒界相への拡散速度がより速くなり、拡散時間を短縮して高い生産性が達成される。【００３６】
この場合、蒸発材料Ｖとして、フッ化ジスプロシウムやフッ化テルビウムに、Ｎｄ及びＰｒの少なくとも一方（この場合、ＮｄとＰｒとの合金であるジジムを用いてもよい）を含む合金またはこれらのフッ化物を用いてもよい。この場合、蒸発材料Ｖは、所定の混合割合で配合し、例えばアーク溶解炉を用いてバルク状の合金を得て、処理室２０内の所定位置に配置される。尚、バルク状または顆粒状のフッ化ジスプロシウムやフッ化テルビウムと、Ｎｄ、Ｐｒまたはこれらの合金やＮｄ、Ｐｒの少なくとも一方を含有するフッ化物とを所定の重量比で処理室２０内にそれぞれ別個に配置するようにしてもよい。【００３７】
これにより、真空蒸気処理を行うと、ＤｙやＴｂが結晶粒のＮｄと置換されて結晶磁気異方性を向上させることに加えて、結晶粒界の歪や欠陥が修復され、一層高い保磁力を有し、その上、Ｎｄ等がＤｙやＴｂと異なり、Ｆｅと同じ向きに磁化するスピン配列を取ることから、残留磁束密度及び最大エネルギー積が高くなり、その結果、従来のものと比較して一層高い磁気特性を有する永久磁石が得られる。また、多元共晶効果によりＮｄリッチ相の融点が下がることで、ＤｙやＴｂの金属原子の拡散速度をより速くできる。【００３８】
また、蒸発材料Ｖは、Ｎｄ、Ｐｒまたはこれらの合金やＮｄ、Ｐｒの少なくとも一方を含有するフッ化物にかえてまたは加えて、Ａｌ、Ａｇ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｃ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｓ、Ｃｕ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｄ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｈｏ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｌｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ，Ｎｂ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｄ、Ｐｒ、Ｒｕ、Ｓ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｉ、Ｔｍ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｙｂ、Ｚｎ及びＺｒ（以下、「Ａ元素」という）の中から選択された少なくとも１種を含むものであってもよい。これにより、結晶粒界相への拡散の際、Ａｌ、ＣｕやＧａの元素がＮｄリッチ相に入り込み、Ｄｙ（Ｔｂ）−Ｎｄ（Ｐｒ）−Ｆｅ−Ａｌ（Ｃｕ、Ｇａ）などの複雑な共晶を作る。この場合、結晶粒界近傍にあるＮｄリッチ相の共晶点は、Ｄｙ−Ｆｅ（Ｔｂ−Ｆｅ）の２元系の共晶点と比較して多元系のものの方が低いため、Ｄｙ、Ｔｂの金属原子の拡散速度がより一層速くなる。【００３９】
また、真空チャンバ１２には加熱手段３が設けられている。加熱手段３は、箱体２１と同様に蒸発材料Ｖと反応しない材料製であり、例えば、箱体２１の周囲を囲うように設けられ、内側に反射面を備えたＭｏ製の断熱材と、その内側に配置され、Ｍｏ製のフィラメントを有する電気加熱ヒータとから構成される。そして、減圧下で箱体２１を加熱手段３で加熱し、箱体２１を介して間接的に処理室２０内を加熱することで、処理室２０内を略均等に加熱できる。【００４０】
次に、上記真空蒸気処理装置１を用いた永久磁石Ｍの製造について説明する。先ず、箱部２１の載置部２１ａに上記方法で作製した焼結磁石Ｓを載置すると共に、箱部２１の底面に蒸発材料Ｖであるフッ化ジスプロシウムを設置する（これにより、処理室２０内で焼結磁石Ｓと蒸発材料Ｖが離間して配置される）。そして、箱部２１の開口した上面に蓋部２２を装着した後、真空チャンバ１２内で加熱手段３によって周囲を囲まれる所定位置に箱体２を設置する（図２参照）。そして、真空排気手段１１を介して真空チャンバ１２を所定圧力（例えば、１×１０−４Ｐａ）に達するまで真空排気して減圧し、（処理室２０は略半桁高い圧力まで真空排気される）、真空チャンバ１２が所定圧力に達すると、加熱手段３を作動させて処理室２０を加熱する。【００４１】
減圧下で処理室２０内の温度が所定温度に達すると、処理室２０の底面に設置したフッ化ジスプロシウムが、処理室２０と略同温まで加熱されて蒸発を開始し、処理室２０内に蒸気雰囲気が形成される。フッ化ジスプロシウムが蒸発を開始した場合、焼結磁石Ｓとフッ化ジスプロシウムとを離間して配置したため、溶けたフッ化ジスプロシウムは、表面Ｎｄリッチ相が溶けた焼結磁石Ｓに直接付着することはない。そして、蒸気雰囲気中のフッ化ジスプロシウム（分子）が、直接または衝突を繰返して複数の方向から、蒸発材料Ｖと同温まで加熱された焼結磁石Ｓ表面に向かって供給されて付着し、蒸発材料ＶのうちＤｙが焼結磁石Ｓの結晶粒界相に拡散されて永久磁石Ｍが得られる。【００４２】
ところで、図３に示すように、蒸発材料Ｖからなる層（薄膜）Ｌ１が形成されるように、蒸気雰囲気中の蒸発材料Ｖが焼結磁石Ｓの表面に供給されると、焼結磁石Ｓ表面で付着して堆積した蒸発材料Ｖが再結晶したとき、永久磁石Ｍ表面を著しく劣化させ（表面粗さが悪くなる）、また、処理中に略同温まで加熱されている焼結磁石Ｓ表面に付着して堆積した蒸発材料Ｖが溶解して焼結磁石Ｓ表面に近い領域Ｒ１における粒界内にＤｙが過剰に拡散し、磁気特性を効果的に向上または回復させることができない。【００４３】
つまり、焼結磁石Ｓ表面に蒸発材料Ｖからなる薄膜が一度形成されると、薄膜に隣接した焼結磁石表面Ｓの平均組成はＤｙリッチ組成となり、Ｄｙリッチ組成になると、液相温度が下がり、焼結磁石Ｓ表面が溶けるようになる（即ち、主相が溶けて液相の量が増加する）。その結果、焼結磁石Ｓ表面付近が溶けて崩れ、凹凸が増加することとなる。その上、Ｄｙが多量の液相と共に結晶粒内に過剰に侵入し、磁気特性を示す最大エネルギー積及び残留磁束密度がさらに低下する。【００４４】
本実施の形態では、焼結磁石の１〜１０重量％の割合で、単位体積当たりの表面積（比表面積）が小さいバルク状（略球状）のフッ化ジスプロシウムを処理室２０の底面に配置し、一定温度下における蒸発量を減少させるようにした。それに加えて、蒸発材料Ｖがフッ化ジスプロシウムであるとき、加熱手段３を制御して処理室２０内の温度を８００℃〜１０５０℃、好ましくは９００℃〜１０００℃の範囲に設定することとした。【００４５】
処理室２０内の温度（ひいては、焼結磁石Ｓの加熱温度）が８００℃より低いと、焼結磁石Ｓ表面に付着した蒸発材料ＶのＤｙ原子の結晶粒界層への拡散速度が遅くなり、焼結磁石Ｓ表面に薄膜が形成される前に焼結磁石の結晶粒界相に拡散させて均一に行き渡らせることができない。他方、１０５０℃を超えた温度では、蒸気圧が高くなって蒸気雰囲気中のフッ化ジスプロシウム分子が焼結磁石Ｓ表面に過剰に供給される。また、Ｄｙが結晶粒内に拡散する虞があり、Ｄｙが結晶粒内に拡散すると、結晶粒内の磁化を大きく下げるため、最大エネルギー積及び残留磁束密度がさらに低下することになる。【００４６】
焼結磁石Ｓ表面に蒸発材料Ｖからなる薄膜が形成される前にＤｙをその結晶粒界相に拡散させるために、処理室２０の載置部２１ａに設置した焼結磁石Ｓの表面積の総和に対する処理室２０の底面に設置したバルク状の蒸発材料Ｖの表面積の総和の比率が、１×１０−４〜２×１０３の範囲になるように設定する。１×１０−４〜２×１０３の範囲以外の比率では、焼結磁石Ｓ表面に薄膜が形成される場合があり、また、高い磁気特性の永久磁石が得られない。この場合、上記比率が１×１０−３から１×１０３の範囲が好ましく、また、上記比率が１×１０−２から１×１０２の範囲がより好ましい。【００４７】
これにより、蒸気圧を低くすると共に蒸発材料Ｖの蒸発量を減少させることで、焼結磁石Ｓへの蒸発材料Ｖの供給量が抑制されることと、焼結磁石Ｓの平均結晶粒径を所定範囲に揃えつつ焼結磁石Ｓを所定温度範囲で加熱すると共に、蒸発材料Ｖとしてフッ化ジスプロシウムを用いることで拡散速度が早くなることとが相俟って、蒸発材料Ｖが焼結磁石Ｓ表面で堆積して薄膜を形成する前に、Ｄｙ原子を焼結磁石Ｓの結晶粒界相に効率よく拡散させて均一に行き渡らせることができる（図１参照）。その結果、永久磁石Ｍ表面が劣化することが防止され、また、焼結磁石表面に近い領域の粒界内にＤｙが過剰に拡散することが抑制され、結晶粒界相にＤｙリッチ相（Ｄｙを５〜８０％の範囲で含む相）を有し、さらには結晶粒の表面付近にのみＤｙが拡散することで、磁化および保磁力が効果的に向上し、その上、仕上げ加工が不要な生産性に優れた永久磁石Ｍが得られる。【００４８】
ところで、図４に示すように、上記焼結磁石Ｓを作製した後、ワイヤーカッタ等により所望形状に加工すると、焼結磁石表面の主相である結晶粒にクラックが生じて磁気特性が著しく劣化する場合があるが（図４（ａ）参照）、上記真空蒸気処理を施すと、表面付近の結晶粒のクラックの内側にＤｙリッチ相が形成されて（図４（ｂ）参照）、磁化および保磁力が回復する。他方で、上記真空蒸気処理を施すと、結晶粒界相にＤｙリッチ相を有し、さらには結晶粒の表面付近にのみＤｙが拡散しているため、ブロック状の焼結磁石に上記真空蒸気処理を施した後、後工程としてワイヤカッタ等により複数個の薄片に切断して永久磁石を得ても、この永久磁石の磁気特定は劣化し難い。これにより、所定寸法を有するブロック状の焼結磁石を複数個の薄片に切断し、この状態で処理室に並べて収納した後、上記真空蒸気処理を施す場合と比較して、例えば処理室への焼結磁石の出し入れが短時間で行うことができ、上記真空蒸気処理を施す前準備が容易になり、仕上げ加工が不要なことと相俟って高い生産性が達成される。【００４９】
また、従来のネオジム磁石では防錆対策が必要になることからＣｏを添加していたが、Ｎｄと比較して極めて高い耐食性、耐候性を有するＤｙのリッチ相が表面付近の結晶粒のクラックの内側や結晶粒界相に存することで、Ｃｏを用いることなく、極めて強い耐食性、耐候性を有する永久磁石となる。尚、Ｄｙ（Ｔｂ）が拡散するとき、焼結磁石Ｓの結晶粒界にＣｏを含む金属間化合物がないため、Ｄｙ（Ｔｂ）の金属原子はさらに効率よく拡散される。【００５０】
最後に、上記処理を所定時間（例えば、１〜７２時間）だけ実施した後、加熱手段３の作動を停止させると共に、図示しないガス導入手段を介して処理室２０内に１０ｋＰａのＡｒガスを導入し、蒸発材料Ｖの蒸発を停止させ、処理室２０内の温度を例えば５００℃まで一旦下げる。引き続き、加熱手段３を再度作動させ、処理室２０内の温度を４５０℃〜６５０℃の範囲に設定し、一層保磁力を向上または回復させるために、永久磁石の歪を除去する熱処理を施す。最後に、略室温まで急冷し、箱体２を取り出す。【００５１】
尚、本実施の形態では、蒸発材料Ｖとしてフッ化ジスプロシウムを用いるものを例として説明したが、拡散速度を早くできる焼結磁石Ｓの加熱温度範囲（９００℃〜１０００℃の範囲）で、蒸気圧が低いフッ化テルビウムを用いることができ、またはこれらの合金を用いてもよい。また、一定温度下における蒸発量を減少させるために比表面積が小さいバルク状の蒸発材料Ｖを用いることとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、箱部２１内に断面凹状の受皿を設置し、受皿内に顆粒状またはバルク状の蒸発材料Ｖを収納することで比表面積を減少させるようにしてもよく、さらに、受皿に蒸発材料Ｖを収納した後、複数の開口を設けた蓋（図示せず）を装着するようにしてもよい。【００５２】
また、本実施の形態では、処理室２０内に焼結磁石Ｓと蒸発材料Ｖとを配置したものについて説明したが、焼結磁石Ｓと蒸発材料Ｖとを異なる温度で加熱できるように、例えば、真空チャンバ１２内に、処理室２０とは別個に蒸発室（他の処理室：図示せず）を設けると共に蒸発室を加熱する他の加熱手段を設け、蒸発室で蒸発材料Ｖを蒸発させた後、処理室２０と蒸発室とを連通する連通路を介して、処理室２０内の焼結磁石に、蒸気雰囲気中の蒸発材料Ｖが供給されるようにしてもよい。【００５３】
この場合、蒸発材料Ｖがフッ化ジスプロシウムである場合、蒸発室を７００℃〜１０５０℃の範囲で加熱すればよい。７００℃より低い温度では、結晶粒界相にＤｙが拡散されて均一に行き渡るように、焼結磁石Ｓ表面に蒸発材料Ｖを供給できる蒸気圧に達しない。他方、蒸発材料Ｖがフッ化テルビウムである場合、蒸発室を９００℃〜１１５０℃の範囲で加熱すればよい。９００℃より低い温度では、焼結磁石Ｓ表面に蒸発材料Ｖを供給できる蒸気圧に達しない。他方、１１５０℃を超えた温度では、Ｔｂが結晶粒内に拡散してしまい、最大エネルギー積及び残留磁束密度を低下させる。【００５４】
また、ＤｙやＴｂを結晶粒界相に拡散させる前に焼結磁石Ｓ表面に吸着した汚れ、ガスや水分を除去するために、真空排気手段１１を介して真空チャンバ１２を所定圧力（例えば、１×１０−５Ｐａ）まで減圧し、処理室２０が真空チャンバ１２より略半桁高い圧力（例えば、５×１０−４Ｐａ）まで減圧した後、所定時間保持するようにしてもよい。その際、加熱手段３を作動させて処理室２０内を例えば１００℃に加熱し、所定時間保持するようにしてもよい。【００５５】
他方、真空チャンバ１２内で、ＡｒまたはＨｅプラズマを発生させる公知構造のプラズマ発生装置（図示せず）を設け、真空チャンバ１２内での処理に先だってプラズマによる焼結磁石Ｓ表面のクリーニングの前処理が行われるようにしてもよい。同一の処理室２０内に焼結磁石Ｓと蒸発材料Ｖとを配置する場合、公知の搬送ロボットを真空チャンバ１２内に設置し、真空チャンバ１２内で蓋部２２をクリーニング終了後に装着するようにすればよい。【００５６】
さらに、本実施の形態では、箱部２１の上面に蓋部２２を装着して箱体２を構成するものについて説明したが、真空チャンバ１２と隔絶されかつ真空チャンバ１２を減圧するのに伴って処理室２０が減圧されるものであれば、これに限定されるものではなく、例えば、箱部２１に焼結磁石Ｓを収納した後、その上面開口を例えばＭｏ製の箔で覆うようにしてもよい。他方、例えば、真空チャンバ１２内で処理室２０を密閉できるようにし、真空チャンバ１２とは独立して所定圧力に保持できるように構成してもよい。【００５７】
尚、焼結磁石Ｓとしては、酸素含有量が少ない程、ＤｙやＴｂの結晶粒界相への拡散速度が早くなるため、焼結磁石Ｓ自体の酸素含有量が３０００ｐｐｍ以下、好ましくは２０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下であればよい。
【実施例１】
【００５８】
実施例１では、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石として、組成が２７Ｎｄ−３Ｄｙ−１Ｂ−０．１Ｃｕ−ｂａｌ．Ｆｅ、焼結磁石Ｓ自体の酸素含有量が１５００ｐｐｍ及び平均結晶粒径が５μｍで、２０×１０×５（厚さ）ｍｍの形状に加工したものを用いた。この場合、焼成磁石Ｓの表面を１０μｍ以下の表面荒さを有するように仕上加工した後、アセトンを用いて洗浄した。【００５９】
次に、上記真空蒸気処理装置１を用い、上記真空蒸気処理によって永久磁石Ｍを得た。この場合、箱体２１として、５０×１５０×６０ｍｍの寸法を有するＭｏ製のものを用い、載置部２１ａ上に６０個の焼結磁石Ｓを等間隔で配置することとした。また、蒸発材料Ｖとして、フッ化ジスプロシウム（９９．５％、和光純薬株式会社製）またはフッ化テルビウム（９９．５％、和光純薬株式会社製）を、１００ｇの総量で処理室２０の底面にそれぞれ配置した。【００６０】
次いで、真空排気手段を作動させて真空チャンバを１×１０−４Ｐａまで一旦減圧する（処理室内の圧力は略５×１０−３Ｐａ）と共に、加熱手段３による処理室２０の加熱温度を、蒸発材料Ｖがフッ化ジスプロシウムのとき８５０℃（実施例１ａ）に、また、蒸発材料Ｖがフッ化テルビウムのとき１０００℃（実施例１ａ）に設定し、処理室２０の温度が上記温度に達した後、この状態で１、１０または１８時間、上記真空蒸気処理を行った。次いで、永久磁石の歪を除去する熱処理を行った。この場合、処理温度を５５０℃、処理時間を６０分に設定した。その後、ワイヤーカッタを用いてφ１０×５ｍｍの寸法に加工した。【００６１】
図５及び図６は、上記により永久磁石を得たときの磁気特性の平均値を、蒸発材料として純度９９．９％のバルク状のＤｙを用い（比較例１ａ）、また、蒸発材料として純度９９．９％のバルク状のＴｂを用い（比較例１ｂ）、実施例１ａ及び実施例１ｂと同条件で上記真空蒸気処理により永久磁石を得たときの磁気特性の平均値を併せて示す表である。これによれば、Ｄｙを含む蒸発材料Ｖの場合、比較例１ａでは、真空蒸気処理時間を長くなるのに従い、保磁力が高くなり、処理時間を１８時間に設定すると、保磁力が約２４ｋ０ｅであった。それに対し、実施例１ａでは、約１０時間の真空蒸気処理を施すだけで、２４ｋ０ｅ以上の保磁力が得られていることが判る（図５参照）。【００６２】
他方で、Ｔｂを含む蒸発材料の場合、比較例１ｂでは、真空蒸気処理時間を長くなるのに従い、保磁力が高くなり、処理時間を１８時間に設定すると、保磁力が約２８ｋ０ｅであった。それに対し、実施例１ｂでは、約１０時間の真空蒸気処理を施すだけで、２８ｋ０ｅ以上の保磁力が得られていることが判る（図６参照）。以上より、処理時間、つまり、ＤｙやＴｂの拡散時間を短縮できることが判る。
【実施例２】
【００６３】
実施例２では、実施例１と同じＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石を用いた。この場合、焼成磁石Ｓの表面を１００μｍ以下の表面荒さを有するように仕上加工した後、イソピルアルコールを用いて洗浄した。【００６４】
次に、上記真空蒸気処理装置１を用い、上記真空蒸気処理によって永久磁石Ｍを得た。この場合、箱体２１として、２００×１７０×６０ｍｍの寸法を有するＭｏ製のものを用い、載置部２１ａ上に１２０個の焼結磁石Ｓを等間隔で配置することとした。また、蒸発材料Ｖとして、ＤｙＦ３（９９．５％、和光純薬株式会社製）またはＴｂＦ３（９９．５％、和光純薬株式会社製）と、ＮｄＦ３とを所定の混合割合で配合し、アーク溶解炉によって約φ１ｍｍのバルク状の合金を得て、２００ｇの総量で処理室２０の底面に配置した。併せて、蒸発材料Ｖとして、５０ＤｙＦ３または５０ＴｂＦ３と、５０ＰｒＦ３との割合で配合し、アーク溶解炉によって約φ１ｍｍのバルク状の合金を得て、２００ｇの総量で処理室２０の底面に配置できるようにした。【００６５】
次いで、真空排気手段を作動させて真空チャンバを１×１０−４Ｐａまで一旦減圧する（処理室内の圧力は略５×１０−３Ｐａ）と共に、加熱手段３による処理室２０の加熱温度を、蒸発材料ＶがＤｙＦ３を含むとき８５０℃（実施例２ａ）に、また、蒸発材料ＶがＤｙＦ３を含むとき１０００℃（実施例２ａ）に設定し、処理室２０の温度が上記温度に達した後、この状態で１０時間、上記真空蒸気処理を行った。次いで、永久磁石の歪を除去する熱処理を行った。この場合、処理温度を５５０℃、処理時間を６０分に設定した。その後、ワイヤーカッタを用いてφ１０×５ｍｍの寸法に加工した。【００６６】
図７及び図８は、上記により永久磁石を得たときの磁気特性の平均値を、蒸発材料ＶとしてＤｙ金属またはＴｂ金属を用い、上記温度に達した後、この状態で５時間（比較例２ａ、比較例２ｃ）、または１０時間（比較例２ｂ、比較例２ｄ）、上記真空蒸気処理を行って永久磁石を得たときの磁気特性の平均値を併せて示す表である。これによれば、Ｄｙを含む蒸発材料Ｖの場合（比較例２ａ、比較例２ｂ）のとき、真空蒸気処理時間を長くなるのに従い保磁力が高くなり、保磁力が約２４ｋ０ｅであった。それに対し、実施例２ａでは、蒸発材料ＶがＤｙＦ３及びＮｄＦ３の合金の場合、９９重量％の割合でＮｄを配合しても、保磁力が２６ｋ０ｅ以上となり、比較例２ａ、２ｂのものより高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石が得られることが判る。また、蒸発材料ＶがＤｙＦ３及びＰｒＦ３の合金の場合でも、２７．５ｋ０ｅの高い保磁力が得られていることが判る（図７参照）。【００６７】
他方で、Ｔｂを含む蒸発材料の場合（比較例２ｃ、比較例２ｄ）のときもまた、真空蒸気処理時間を長くなるのに従い保磁力が高くなり、保磁力が約２８ｋ０ｅであった。それに対し、実施例２ｂでは、蒸発材料ＶがＴｂＦ３及びＮｄＦ３の合金の場合、１０〜９９重量％の割合でＮｄを配合しても、保磁力が３２ｋ０ｅ以上となり、比較例２ａ、２ｂのものより高い保磁力を有し、高磁気特性の永久磁石が得られることが判る。また、蒸発材料ＶがＴｂＦ３及びＰｒＦ３の合金の場合でも、３５．７ｋ０ｅの高い保磁力が得られていることが判る（図８参照）。
【実施例３】
【００６８】
実施例３では、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石として、組成が２７Ｎｄ−３Ｄｙ−１Ｂ−０．１Ｃｕ−ｂａｌ．Ｆｅ、焼結磁石Ｓ自体の酸素含有量が１５００ｐｐｍ及び平均結晶粒径が５μｍで、４０×１０×４（厚さ）ｍｍの形状に加工したものを用いた。この場合、焼成磁石Ｓの表面を５０μｍ以下の表面荒さを有するように粗加工後、硝酸を用いてケミカルエッチングを実施した。【００６９】
次に、上記真空蒸気処理装置１を用い、上記真空蒸気処理によって永久磁石Ｍを得た。この場合、箱体２１として、２００×１７０×６０ｍｍの寸法を有するＭｏ−Ｙ製のものを用い、載置部２１ａ上に６０個の焼結磁石Ｓを等間隔で配置することとした。また、蒸発材料Ｖとして、フッ化ジスプロシウム（９９．５％、和光純薬株式会社製）またはフッ化テルビウム（９９．５％、和光純薬株式会社製）とＡ合金とを、９０ＤｙＦ３または９０ＴｂＦ３及び１０Ａ合金になるように秤量した後、アーク溶解炉によってバルク状の合金（約１ｍｍ）を得て、３００ｇの総量で処理室２０の底面に配置した。【００７０】
次いで、真空排気手段を作動させて真空チャンバを１×１０−４Ｐａまで一旦減圧する（処理室内の圧力は略５×１０−３Ｐａ）と共に、加熱手段３による処理室２０の加熱温度を、蒸発材料Ｖがフッ化ジスプロシウムを含むとき８５０℃（実施例３ａ）に、また、蒸発材料Ｖがフッ化テルビウムを含むとき１０００℃（実施例３ｂ）に設定し、処理室２０の温度が上記温度に達した後、この状態で１０時間、上記真空蒸気処理を行った。次いで、永久磁石の歪を除去する熱処理を行った。この場合、処理温度を５５０℃、処理時間を６０分に設定した。その後、ワイヤーカッタを用いてφ１０×５ｍｍの寸法に加工した。【００７１】
図９及び図１０は、上記実施例３で得た永久磁石の磁気特性の平均値を、Ａ元素を配合せずに実施例３と同様に永久磁石を得たときの磁気特性の平均値（比較例３ａ、３ｂ）と共に示す表である。これによれば、比較例３ａでは、保磁力が約２４ｋ０ｅであったのに対し、実施例３ａでは、蒸発材料Ｖとして、フッ化ジスプロシウムにＡ元素を配合したことで、保磁力が２６．４ｋ０ｅ以上、条件によっては２８ｋ０ｅ以上の保磁力が得られており、保磁力が一層向上していることが判る（図９参照）。【００７２】
他方で、比較例３ｂでは、保磁力が約２８ｋ０ｅであったのに対し、実施例３ｂでは、蒸発材料Ｖとして、フッ化テルビウムにＡ元素を配合したことで、保磁力が２９．４ｋ０ｅ以上、条件によっては３０ｋ０ｅの保磁力が得られており、保磁力が一層向上していることが判る。
【実施例４】
【００７３】
実施例４では、実施例１と同じＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石を用いた。但し、実施例４では、焼結磁石Ｓ自体の酸素含有量が１５００ｐｐｍ及び平均結晶粒径が５μｍで、１０×１０×１０（厚さ）ｍｍのブロック状に加工したものを用いた。  次に、上記真空蒸気処理装置１を用い、蒸発材料Ｖとして、実施例１と同様に作製したＤｙＦ３（９９．５％、和光純薬株式会社製）を用い、実施例１と同条件で真空蒸気処理を行った。この場合、処理室２０の加熱温度が９００℃に到達した後の処理時間を１２時間とし、また、箱体１３として、２００×１７０×６０ｍｍの寸法を有するＭｏ製のものを用い、載置部２１上に３０個の焼結磁石Ｓを等間隔で配置することとした。【００７４】
次いで、永久磁石の歪を除去する熱処理を行った。この場合、処理温度を５５０℃、処理時間を６０分に設定した。その後、ワイヤーカッタを用いて、磁場配向方向に直角な方向で１ｍｍの厚さに切断し、厚さが１ｍｍの永久磁石を作製した。【００７５】
図１１は、上記実施例４で得た永久磁石片の磁気特性の平均値を、ブロック状の焼結磁石（比較例４ａ）、この焼結磁石に真空蒸気処理を施さずに厚さが１ｍｍ厚さに切断したもの（比較例４ｂ）、及び真空蒸気処理を施したブロック状の永久磁石（比較例４ｃ）の磁気特性の平均値と共に示す表である。これによれば、真空蒸気処理を施すことで保磁力が一層向上し、その後に、切断しても、保磁力は低下せず、１８．２ｋ０ｅの保磁力が得られていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明で作製した永久磁石の断面を模式的に説明する図。
【図２】本発明の処理を実施する真空処理装置を概略的に示す図。
【図３】従来技術により作製した永久磁石の断面を模式的に説明する図。
【図４】（ａ）は、焼結磁石表面の加工劣化を説明する図。（ｂ）は、本発明の実施により作製した永久磁石の表面状態を説明する図。
【図５】実施例１ａで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。
【図６】実施例１ｂで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。
【図７】実施例２ａで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。
【図８】実施例２ｂで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。
【図９】実施例３ａで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。
【図１０】実施例３ｂで作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。
【図１１】実施例４で作製した永久磁石の磁気特性の平均値を示す表。
【符号の説明】
【００７７】
１  真空蒸気処理装置
１２  真空チャンバ
２  箱体
２１  箱部
２２  蓋部
２０  処理室
３  加熱手段
Ｓ  焼結磁石
Ｍ  永久磁石
Ｖ  蒸発材料
【図２】
2008075709.tif 000003
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2008075709.tif 000014
2008075709.tif 000015
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