(57)【要約】【課題】Ｓｍが酸化し難いＳｍ−Ｆｅ系合金、及びＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金、並びに、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金を有する希土類磁石を提供する。【解決手段】Ｓｍ−Ｆｅ系合金は、Ａｌの含有量をα（質量％）、酸素の含有量をβ（質量％）とするとき、０．９×β≦α≦１．８×β、及び０＜α≦０．０４の両方を満たし、Ｓｍの含有量が、質量％で２５％以上２６．５％以下である。Ｓｍ−Ｆｅ系合金は、Ｓｍを酸化し難くでき、磁石の磁気特性の低下を抑制できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌの含有量をα（質量％）、酸素の含有量をβ（質量％）とするとき、０．９×β≦α≦１．８×β、及び０＜α≦０．０４の両方を満たし、
Ｓｍの含有量が、質量％で２５％以上２６．５％以下であるＳｍ−Ｆｅ系合金。
【請求項２】
前記Ａｌは、酸化物として存在する請求項１に記載のＳｍ−Ｆｅ系合金。
【請求項３】
前記酸化物は、不純物として、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｋ，Ｃｌ，Ｃａ，Ｐ，及びＳの少なくとも一種を含む請求項２に記載のＳｍ−Ｆｅ系合金。
【請求項４】
Ａｌの含有量をα（質量％）、酸素の含有量をβ（質量％）とするとき、０．９×β≦α≦１．８×β、及び０＜α≦０．０４の両方を満たし、
Ｓｍの含有量が、質量％で２５％以上２６．５％以下であるＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金。
【請求項５】
請求項４に記載のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金を含む希土類磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｓｍ−Ｆｅ系合金、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金、及び、このＳｍ−Ｆｅ−Ｎを有する希土類磁石に関するものである。特に、Ｓｍが酸化し難いＳｍ−Ｆｅ系合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｓｍ及びＦｅを有するＳｍ−Ｆｅ系合金（Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金）は、モータや発電機などに利用される永久磁石（希土類磁石）の原料として広く利用されている。例えば、特許文献１には、希土類磁石の原料として、結晶粒を微細化させて磁気特性の向上を図るためにＡｌを０．１原子％〜１０原子％含有したＳｍ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｎ合金が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６３６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ａｌの含有は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金の磁気特性の改善に一定の効果を奏するが、更なる磁気特性の向上が望まれている。
【０００５】
Ｓｍは酸化され易いため、Ｓｍ−Ｆｅ系合金やＳｍ−Ｆｅ−Ａｌ系合金内でＳｍを含む酸化物を構成し易い。希土類磁石の全製造過程を無酸素状態で行うことは難しいからである。これらの合金を原料として希土類磁石を作製すると、Ｓｍの酸化が進むほど磁気特性の低下を招く。一方で、Ｓｍ−Ｆｅ−Ａｌ系合金中におけるＡｌの機能や存在状態を制御する技術は十分に解明されているわけではない。そのため、Ｓｍ−Ｆｅ−Ａｌ系合金を原料とした希土類磁石において、Ｓｍの酸化を抑制してさらに磁気特性を向上することが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、Ａｌを含有していながら、Ｓｍが酸化し難いＳｍ−Ｆｅ系合金又はＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、上記Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金を含む希土類磁石を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、従来のＳｍ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｎ系合金を分析したところ、Ｓｍ−Ｆｅと化合物を形成したＡｌが存在していること、酸化物を形成したＳｍが存在することが判明した。この知見から、Ｓｍの酸化を抑制するため、酸素をＳｍ以外の元素に優先的に結合させることを意図して鋭意検討した。その結果、Ａｌを特定の少量とすれば、ＡｌをＳｍ−Ｆｅよりも酸素と優先的に化合させることができ、それによってＳｍの酸化が効果的に抑制できるとの知見を得た。特に、酸素の含有量に対して特定の質量比となるようにＡｌを添加することが好ましいとの知見も得た。これらの知見に基づいて本発明を以下に規定する。
【０００９】
本発明のＳｍ−Ｆｅ系合金は、Ａｌの含有量をα（質量％）、酸素の含有量をβ（質量％）とするとき、０．９×β≦α≦１．８×β、及び０＜α≦０．０４の両方を満たし、Ｓｍの含有量が、質量％で２５％以上２６．５％以下である。
【００１０】
上記の構成によれば、Ｓｍを酸化し難くできる。Ａｌの含有量を０．０４質量％以下とすることで、ＡｌがＳｍ−Ｆｅと化合物を形成することを抑制できる。それにより、Ｓｍ−ＦｅがＡｌと結合することで、Ｓｍ−Ｆｅが化学量論比からずれた化合物となって、磁石とした際に磁気特性が低下することを抑制できる。Ａｌの含有量を０質量％超とすることで、Ａｌを酸素と結合する酸素ゲッターとして利用できる。そのため、Ａｌが優先的に酸化されてＳｍが酸化することを抑制できる。特に、Ａｌの含有量を酸素の含有量の０．９倍以上とすることで、この合金を原料とする磁石の製造過程で酸素が侵入しても、Ａｌに酸素を結合させることができる。Ａｌの含有量を酸素の含有量の１．８倍以下とすることで、Ｓｍ−Ｆｅと化合物をほぼ形成しない程度で、かつ磁石の製造過程で侵入する酸素に対して十分なＡｌが存在し、Ａｌに酸素を結合させることができる。従って、Ｓｍの酸化を抑制でき、磁石の磁気特性の低下を抑制できる。
【００１１】
Ｓｍの含有量を上記範囲とすることで、磁気特性に優れる希土類磁石が得られる。Ｓｍの含有量を２５質量％以上とすることで、理想的な化学量論比の磁性相（例えば、Ｓｍ２Ｆｅ１７など）を形成でき、磁気特性に優れる磁石が得られる。Ｓｍの含有量２６．５質量％以下とすることで、磁性相に対して粒界相（例えば，ＳｍＦｅ３）の割合が多くなることを抑制でき、磁石の磁気特性の低下を抑制できる。
【００１２】
本発明のＳｍ−Ｆｅ系合金の一形態として、Ａｌが、酸化物として存在することが挙げられる。
【００１３】
上記の構成によれば、Ａｌが酸素ゲッターとして機能し、酸化物として存在していることで、Ｓｍと結合する酸素量が少なく、Ｓｍの酸化を抑制できると考えられる。
【００１４】
本発明のＳｍ−Ｆｅ系合金の一形態として、Ａｌが酸化物として存在し、酸化物が、不純物として、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｋ，Ｃｌ，Ｃａ，Ｐ，及びＳの少なくとも一種を含むことが挙げられる。
【００１５】
上記の構成によれば、Ａｌが不純物ゲッターとして機能し、Ａｌの酸化物が上記不純物を含むことで、Ｓｍ−Ｆｅと化合物を形成する不純物の量を少なくできると考えられる。Ｓｍ−Ｆｅと不純物とが化合物を形成すれば、磁気特性を低下させることが多い。そのため、Ｓｍ−Ｆｅと化合物を形成する不純物の量を少なくできることで、Ｓｍ−Ｆｅと不純物とが化合物を形成することによる磁石の磁気特性の低下を抑制できる。
【００１６】
本発明のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金はＡｌの含有量をα（質量％）、酸素の含有量をβ（質量％）とするとき、０．９×β≦α≦１．８×β、及び０＜α≦０．０４の両方を満たし、Ｓｍの含有量が、質量％で２５％以上２６．５％以下である。
【００１７】
上記の構成によれば、ＡｌがＳｍ−Ｆｅとの化合物の形成を抑制でき、Ａｌが酸素ゲッターとして機能することでＳｍが酸化し難くできるため、磁石の磁気特性の低下を抑制できる希土類磁石が得られる。
【００１８】
本発明の希土類磁石は、上記本発明のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金を含む。
【００１９】
上記の構成によれば、Ｓｍが酸化し難い上記Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金を含むため、磁石の磁気特性の低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のＳｍ−Ｆｅ系合金は、Ｓｍが酸化し難い。
【００２１】
本発明のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金は、Ｓｍが酸化し難く、磁気特性に優れる希土類磁石が得られる。
【００２２】
本発明の希土類磁石は、磁気特性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】試料Ｎｏ．２の組成マッピング像及びＳＥＭ画像であり、最上段左はＦｅの濃度分布、最上段右はＳｍの濃度分布、中上段左はＡｌの濃度分布、中上段右はＯの濃度分布、中下段左はＰの濃度分布、中下段右はＳの濃度分布、最下段左はＳｉの濃度分布を示し、最下段右は結晶組織を示す。
【図２】試料Ｎｏ．７の組成マッピング像及びＳＥＭ画像であり、最上段左はＦｅの濃度分布、最上段右はＳｍの濃度分布、中上段左はＡｌの濃度分布、中上段右はＯの濃度分布、中下段左はＰの濃度分布、中下段右はＳの濃度分布、最下段左はＳｉの濃度分布を示し、最下段右は結晶組織を示す。
【図３】試料Ｎｏ．１７の組成マッピング像及びＳＥＭ画像であり、最上段左はＦｅの濃度分布、最上段右はＳｍの濃度分布、中上段左はＡｌの濃度分布、中上段右はＯの濃度分布、中下段左はＰの濃度分布、中下段右はＳの濃度分布、最下段左はＳｉの濃度分布を示し、最下段右は結晶組織を示す。
【図４】試料Ｎｏ．８の組成マッピング像及びＳＥＭ画像であり、最上段左はＦｅの濃度分布、最上段右はＳｍの濃度分布、中上段左はＡｌの濃度分布、中上段右はＯの濃度分布、中下段左はＰの濃度分布、中下段右はＳの濃度分布、最下段左はＳｉの濃度分布を示し、最下段右は結晶組織を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００２５】
《Ｓｍ−Ｆｅ系合金》
本発明のＳｍ−Ｆｅ系合金の主たる特徴とするところは、Ａｌを、酸素の含有量に対して特定の質量比とすると共に、特定の質量割合となるように含有する点にある。以下、詳細に説明する。
【００２６】
Ｓｍ−Ｆｅ系合金は、磁性のＳｍ−Ｆｅ系化合物を含む主相と、主として主相の結晶粒界に存在して、主相よりもＳｍの濃度が高い富Ｓｍ組成のＳｍ−Ｆｅ系化合物（Ｓｍリッチ相）を含む粒界相とを有する組織を備える。主相の組成は、例えば、Ｓｍ２Ｆｅ１７などが挙げられ、粒界相の組成は、例えば、ＳｍＦｅ２やＳｍＦｅ３などが挙げられる。
【００２７】
Ｓｍの含有量は、例えば、主相をＳｍ２Ｆｅ１７とする場合、２５質量％以上２６．５質量％以下とすることが好ましい。Ｓｍの含有量を主相の化学量論比（約２４質量％）よりも多い２５質量％以上とすることで、主相を理想的な化学量論比であるＳｍ２Ｆｅ１７とすることができ、磁気特性に優れる磁石が得られる。Ｓｍの含有量を２６．５質量％以下とすることで、粒界相の割合が多くなりすぎることを抑制でき磁石の磁気特性の低下を抑制できる。
【００２８】
Ａｌの含有量をα（質量％）とし、酸素の含有量をβ（質量％）とすると、Ａｌは、０．９×β≦α≦１．８×β、及び０＜α≦０．０４の両方を満たす。
【００２９】
このようにＳｍ−Ｆｅ系合金に含まれるＡｌの含有量αをα≦０．０４以下とすることで、ＡｌがＳｍ−Ｆｅと化合物を形成することを抑制できる。それにより、Ｓｍ−ＦｅがＡｌと結合することで、Ｓｍ−Ｆｅが化学量論比からずれた化合物となって、磁石とした際に磁気特性が低下することを抑制できる。Ａｌの含有量αを０＜αとすることで、Ａｌを酸素と結合する酸素ゲッターとして利用できる。そのため、Ａｌが優先的に酸化されて、Ｓｍが酸化することを抑制できる。Ａｌの含有量αは、特に０．０１≦α≦０．０４とすることが好ましい。
【００３０】
Ａｌの含有量αを０．９×β≦αとすることで、この合金を原料とする磁石の製造過程で酸素が侵入しても、Ａｌに酸素を結合させることができる。例えば、磁石原料における酸素の含有量β（質量％）は、製造条件にもよるが、０．０１≦β≦０．０７である。Ａｌの含有量αをα≦１．８βとすることで、Ｓｍ−Ｆｅと化合物をほぼ形成しない程度で、かつ磁石の製造過程で侵入する酸素に対して十分なＡｌが存在し、Ａｌに酸素を結合させることができる。従って、Ｓｍの酸化を抑制でき、磁石の磁気特性の低下を抑制できる。このＡｌの含有量αは、０．９×β≦α≦１．６×βとすることが好ましい。
【００３１】
Ａｌの存在箇所は、主相でもよいし粒界相でもよい。これら主相や粒界相の局所に点在させることが好ましい。局所に点在させることで、ＡｌがＳｍ−Ｆｅと化合物を形成し難く、Ａｌを酸素ゲッターとして機能させやすくできる。その上、酸素と結合するＡｌの量が減少することを抑制できる。
【００３２】
原料合金におけるＡｌの存在形態は、Ａｌ単独又はＦｅ以外の元素との金属間化合物状態（以下、メタル状態）であったり、酸化物であったりすることが好ましい。酸化物として存在することで、Ｓｍの酸化を抑制できる。また、Ａｌがメタル状態として存在することで、磁石の製造過程で侵入する酸素を結合させることができ、Ｓｍの酸化を抑制できる。Ａｌの酸化物は、不純物としてＴｉ，Ｓｉ，Ｋ，Ｃｌ，Ｃａ，Ｐ，及びＳの少なくとも一種を含む複合酸化物であることが好ましい。これらの不純物元素は、Ｓｍ−Ｆｅと化合物を構成すると、磁気特性を低下させることが多い。Ａｌを含有することで、これら不純物元素がＳｍ−Ｆｅと化合物を形成することを抑制して、磁石の磁気特性の低下を抑制できる。
【００３３】
Ａｌの存在箇所及び存在形態は、詳しくは後述するが、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出型走査電子顕微鏡）による断面観察及びＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析装置）などを利用したマッピング分析により測定できる。
【００３４】
《作用効果》
以上説明したＳｍ−Ｆｅ系合金によれば、Ｓｍが酸化し難く、磁石材料として利用する場合、磁石として有効なＳｍ量が酸化により減少することを抑制できる。そのため、磁気特性に優れる希土類磁石を得ることができる。
【００３５】
《Ｓｍ−Ｆｅ系合金の製造方法》
Ｓｍ−Ｆｅ系合金は、ストリップキャスト法やメルトスパン法を利用することで製造できる。例えば、酸素の含有量を予めサンプリングしておき、そのサンプリングしたデータに基づいてＡｌの含有量を調整した溶湯を用意して、ストリップキャスト法やメルトスパン法により作製してもよいし、Ａｌの含有量を調整することなくストリップキャスト法やメルトスパン法により得られた原料合金片に対して、後からＡｌを添加することで作製してもよい。
【００３６】
Ａｌを後から添加する場合、具体的には、ストリップキャスト法により得られた原料合金片の放冷面（ストリップキャスト法で使用する冷却ロールに接触する冷却面の反対側の面）にＡｌ箔を接触した状態で熱処理することで、原料合金片にＡｌを添加（拡散）することができる。具体的な熱処理条件としては、雰囲気：不活性ガス雰囲気（Ａｒ）又は減圧雰囲気（真空：１０−３Ｐａ以下）、温度：４５０℃以上６５０℃以下、保持時間：０．５時間以上２時間以下とすることが挙げられる。熱処理後は、Ａｌ箔を放冷面から取り除くことで、Ａｌの含有量が所望の範囲のＳｍ−Ｆｅ系合金が得られる。
【００３７】
ストリップキャスト法では、冷却面側から冷却が開始されるので、冷却面に比べて放冷面は冷却速度が遅い。つまり、ストリップキャスト法により作製した原料合金片は、融点の高い粒界相が放冷面側に偏析する。この粒界相は、Ｓｍリッチ相であるため酸化され易いＳｍが多く存在する。そのため、冷却面に比べて放冷面がより酸化され易い。Ａｌ箔を接触させる面をより酸化され易い放冷面とすることで、放冷面側にＡｌを多く存在させて、放冷面の酸化を効果的に抑制できる。
【００３８】
Ａｌの添加後、原料合金片に均質化のため別途熱処理を施すことで、放冷面に偏析した粒界相を原料合金片全体に均一に分散させることができる。その上、Ａｌも放冷面側から原料合金片内部側に分散させることができる。このとき、Ａｌが酸化物や複合酸化物を形成している場合、Ａｌは酸化物や複合酸化物の形態を保ったまま原料合金片の内部側に分散する。この均質化の熱処理条件としては、雰囲気：不活性ガス雰囲気（Ａｒ）又は減圧雰囲気（真空：１０−３Ｐａ以下）、温度：５００℃以上１１００℃以下、保持時間：０．５時間以上２４時間以下とすることが挙げられる。
【００３９】
《Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金》
上記Ｓｍ−Ｆｅ系合金に対して窒化処理を施すことで、Ａｌの含有量が上述した所望の範囲のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金が得られる。窒化処理後のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金は、原料のＳｍ−Ｆｅ系合金と比較して酸素の含有量が増加する。但し、酸素の含有量に対するＡｌの含有量の比Ａｌ／Ｏは、上述した範囲（０．９以上１．８以下）を満たす。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金の主相の組成は、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３が挙げられる。窒化処理は、上記Ｓｍ−Ｆｅ系合金に対して施してもよいし、上記Ｓｍ−Ｆｅ系合金を適宜粉砕した後、圧縮成形して粉末成形体を作製し、この粉末成形に対して施してもよい。窒化処理の処理条件は、公知の処理条件を適用することができ、例えば、雰囲気：窒素を含む雰囲気（窒素のみの単一雰囲気、又はアンモニア、Ａｒ、水素の少なくとも一種を混合した混合雰囲気）、温度：２００℃以上５５０℃以下、保持時間：１０分以上６００分以下とすることが挙げられる。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金は、Ｓｍが酸化し難く、永久磁石（ボンド磁石や圧粉磁石）の原料に好適に利用できる。
【００４０】
《試験例》
種々の組成のＳｍ−Ｆｅ系合金を用意して希土類磁石（圧粉磁石）の試料を作製し、各試料の磁気特性を測定した。
【００４１】
Ｓｍの含有量が異なる溶湯を用意し、ストリップキャスト法により薄状の合金片を作製した。この合金片に、Ａｒ雰囲気中、８５０℃・８時間で均質化の熱処理を施して試料１，４〜６，１６，１９を作製した。また、各合金片の放冷面にＡｌ箔を接触させた状態で固定し、表１に示す熱処理条件により熱処理を施してＡｌを添加させた後、Ａｒ雰囲気中、５００℃・２時間で均質化処理を施して試料２，３，７〜１５，１７，１８，２０，２１を作製した。試料１，４〜６，１６，１９に含有される酸素量は、合金片作製時における雰囲気の酸素分圧を制御することで調整した。一方、試料２，３，７〜１５，１７，１８，２０，２１に含有される酸素量は、Ａｌを添加する処理時における雰囲気の酸素分圧を制御することで調整した。これら各試料の組成を、ＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析）により測定した。その結果を表１に示す。なお、表１の熱処理温度及び熱処理時間の「−」は、Ａｌ添加の熱処理を行っていないことを示す。
【００４２】
各試料の合金片を粗粉砕し、篩目が５．６ｍｍの篩にかけて粗粉末を作製した。この粗粉末に対して、水素（Ｈ２）雰囲気中、７５０℃・２時間で熱処理（水素化）を施した。次に、水素化した粗粉末を微粉砕して、篩目が１０６μｍと３５５μｍの２種類の篩にかけ、１０６μｍ以上３５５μｍ以下に分級した微粉末を作製した。
【００４３】
潤滑剤を塗布した成形用金型に微粉末を充填し、金型の温度を５０℃に加熱して１２ｔｏｎ／ｃｍ２（≒１１７７ＭＰａ）の圧力で加圧成形した。この加圧成形により、外径１１．３ｍｍφ×高さ１０ｍｍの円柱状の粉末成形体を作製した。
【００４４】
粉末成形体をＨ２雰囲気中で７００℃まで昇温し、その後、真空（ＶＡＣ）に切り替えて、真空（ＶＡＣ）中（最終真空度：０．００１Ｐａ）、７７５℃×１時間で熱処理（脱水素）してＳｍ−Ｆｅ系合金材を作製した。
【００４５】
得られたＳｍ−Ｆｅ系合金材を窒素（Ｎ２）雰囲気中、５００℃×１５時間の熱処理を施してＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金からなる磁性部材を作製した。
【００４６】
［磁気特性測定］
得られた磁性部材（Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金材）を２．４ＭＡ／ｍ（＝３０ｋＯｅ）のパルス磁界で着磁した後、得られた各試料（Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金磁石）の磁気特性を、ＢＨトレーサ（理研電子株式会社製ＤＣＢＨトレーサ）を用いて調べた。その結果を表１に示す。ここでは、磁気特性として、磁束密度Ｂと減磁界の大きさＨとの積の最大値：（ＢＨ）ｍａｘ（ｋＪ／ｍ３）を求めた。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
《結果》
Ｓｍ（Ｆｅ）の含有量が同じ試料同士を比較すると、Ｓｍ（Ｆｅ）の含有量がいずれの場合においても、Ａｌの含有量が０．０４質量％以下である試料１及び２、試料４〜１２、試料１６及び１７、試料１９及び２０はそれぞれ、試料３、試料１３〜１５、試料１８、試料２１よりも磁気特性に優れる傾向にある。このような結果となったのは、Ａｌの含有量を０．０４質量％以下とすることで、ＡｌがＳｍ−Ｆｅと化合物を形成することが少なく、優先的に酸素と結合することができて、Ｓｍの酸化を抑制できたからだと考えられる。
【００４９】
また、試料２が試料１よりも、試料４，７，１１が試料５，６，８〜１０、１２よりも、試料１７が試料１６よりも、試料２０が試料１９よりも、それぞれ磁気特性に優れていた。このような結果となったのは、試料２，試料４，７，１１，試料１７，試料２０はそれぞれ、試料１，試料５，６，８〜１０、１２，試料１６，試料１９に比べて、Ｏの含有量に対するＡｌの含有量が少なすぎることがなく、酸素と結合するＡｌを多く存在させることができたため、Ｓｍの酸化をより効果的に抑制できたからだと考えられる。特に、Ｓｍの含有量が２５質量％以上２６．５質量％以下の試料４，７，１１，及び１７は、（ＢＨ）ｍａｘが高かった。
【００５０】
［組織観察及び成分分析］
Ｓｍの含有量が同じ試料の中で磁気特性に優れていた試料２、７、１７、８の合金片における内部組織の観察、及び成分分析を行った。ここでは、観察及び分析を、試料２では均質化処理前の合金片に対して行い、試料７、１７、及び８では、均質化処理後水素化処理前の合金片に対して行った。
【００５１】
まず、合金片を樹脂で覆った後、合金片の内部組織が露出されるように合金片の側面を研磨する。そして、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出型走査電子顕微鏡）によりその研磨面を観察すると共に、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析装置）により組成マッピングを行った。図１〜４の各々の最下段右を除く７つの図は、試料２、７、１７、及び８の合金片のＦｅ，Ｓｍ，Ａｌ，Ｏ，Ｐ，Ｓ，及びＳｉの濃度分布画像を示し、最下段右の図は、研磨面のＳＥＭ画像を示す。カラーマッピングを行うと、これらの元素の含有量の大小を色別表示できる。図１〜４の濃度分布画像はカラーマッピング画像を白黒で示した写真であり、Ｆｅの濃度分布画像は色の濃い箇所ほど濃度が高く、それ以外の元素（Ｓｍ，Ａｌ，Ｏ，Ｐ，Ｓ，及びＳｉ）の濃度分布画像は色の薄い箇所ほど濃度が高いこと示している。各図において、上側が放冷面で、下側が冷却面である。
【００５２】
Ｆｅは、試料２、７、１７、及び８のいずれも、それぞれ図１〜図４の各最上段左に示すように、全体に亘って高濃度である。
【００５３】
Ｓｍは、試料２と試料８では図１と図４の各最上段右に示すように放冷面側に高濃度部分が偏在している。これは、放冷面側の冷却速度が遅いため、主相に比べて融点の高い粒界相（Ｓｍリッチ相）が放冷面側に偏析したからである。一方、試料７と試料１７では、それぞれ図２と図３の各最上段右に示すように、色の薄い高濃度部分が合金片の内部に概ね均一に分散していることが分かる。図１最上段右との比較により、均質化処理すると、Ｓｍが合金片の内部に分散した結果、Ｓｍリッチ相が認められなくなったことが分かる。
【００５４】
Ａｌ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、及びＳｉは、試料２では、図１の中上下段左右、及び最下段左に示すように、高濃度部分が合金片の内部に分散している上に、放冷面の表面に膜状に形成されていることが分かる。即ち、この放冷面において、Ａｌと、Ｏ、Ｐ、Ｓ、及びＳｉとが結合していると考えられる。また、試料８では、図４の中上下段左右、及び最下段左に示すように、試料２に比べると合金片の内部に均一に分散していることが分かる。そして、試料７と１７では、図２と図３の各々の中上下段左右、及び最下段左に示すように、放冷面に高濃度部分が少なく、合金片の内部に均一に分散している。つまり、均質化後は、放冷面に存在する各元素は合金片の内部に分散することが分かる。
【００５５】
また、試料２、７、及び１７のいずれも、図１〜３の各々の中上段左右に示すように、合金片の内部において、Ａｌの高濃度部分とＯの高濃度部分とが概ね一致していることが分かる（例えば、図１では紙面右上側と左下側の楕円で囲まれた箇所、図２では紙面中央に左右に並んだ楕円で囲まれた箇所、図３では紙面左側の上下に並んだ楕円で囲まれた箇所参照）。即ち、合金片の内部でＡｌとＯとが結合していると考えられ、Ａｌが優先的に酸化され、Ｓｍの酸化が抑制されていると考えられる。一方、試料８では、図４の中上段左右に示すように、Ａｌの高濃度部分とＯの高濃度部分とが一致している箇所が存在する（例えば、紙面右下側と左側の楕円で囲まれた箇所参照）。しかし、Ｏの高濃度箇所に高濃度のＡｌが存在しない（Ａｌの高濃度部分とＯの高濃度部分とが一致しない）箇所もあることが分かる（例えば、紙面中央の楕円で囲まれた箇所参照）。即ち、合金片の内部でＡｌとＯとが結合しているものの、主相のＳｍ２Ｆｅ１７が酸化していると考えられる。これは、試料８の合金片のＯの含有量に対してＡｌの含有量が少ない（Ａｌ／Ｏが小さい）ため、Ｏが余剰になったからだと考えられる。以上から、試料２、７、１７はそれぞれ、試料１及び３、試料４〜６及び８〜１５、試料１６及び１８に比べて磁気特性に優れる結果となったと考えられる。
【００５６】
平均結晶粒径は、各図最下段右に示すように、試料２や試料８よりも試料１７が小さく、更に試料７が小さい。そのため、試料１７のＢＨ（ｍａｘ）は、試料２や試料８に比べて高く、試料７のＢＨ（ｍａｘ）は試料１７に比べて特に高くなったと考えられる。
【００５７】
なお、図１では、上述したように均質化処理前の合金片を示しているため、放冷面側にＳｍリッチ相や、放冷面表面にＡｌ、Ｏなどが多く存在しているが、試料２の合金片の均質化処理後は、図２や図３に示すように、Ｓｍリッチ相、Ａｌ、Ｏなどが内部に均一に分散した状態となる。
【００５８】
なお、本発明は、上述した実施形態の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のＳｍ−Ｆｅ系合金、及び本発明のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金は、永久磁石、例えば、各種のモータ、特に、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）やハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などに具備される高速モータに用いられる永久磁石の原料に好適に利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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