(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類永久磁石であって、
主相とＮｄリッチ相を備え、
前記希土類永久磁石に含まれる一体に連結された前記Ｎｄリッチ相の内、最大の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第１連結相、２番目の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第２連結相、３番目の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第３連結相とした場合に、前記第１連結相、前記第２連結相及び前記第３連結相の合計体積が、前記希土類永久磁石に含まれる前記Ｎｄリッチ相の全体積の８１％以上であることを特徴とする希土類永久磁石。
【請求項２】
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類永久磁石の製造方法であって、
磁石原料を粉砕して磁石粉末を得る工程と、
粉砕された前記磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を生成する工程と、
前記混合物をシート状に成形したグリーンシートを作製する工程と、
前記グリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することにより仮焼する工程と、
仮焼された前記グリーンシートを焼成温度で焼結する工程と、により製造され、
焼結後の希土類永久磁石は主相とＮｄリッチ相を備え、
前記希土類永久磁石に含まれる一体に連結された前記Ｎｄリッチ相の内、最大の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第１連結相、２番目の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第２連結相、３番目の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第３連結相とした場合に、前記第１連結相、前記第２連結相及び前記第３連結相の合計体積が、前記希土類永久磁石に含まれる前記Ｎｄリッチ相の全体積の８１％以上であることを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。
【請求項３】
前記グリーンシートを作製する工程では、前記混合物をホットメルト成形によってシート状に成形することを特徴とする請求項２に記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項４】
前記グリーンシートを加熱するとともに、加熱された前記グリーンシートに対して磁場を印加することにより磁場配向し、
磁場配向された前記グリーンシートが仮焼及び焼結されることにより製造されることを特徴とする請求項３に記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項５】
前記グリーンシートを作製する工程では、前記混合物を溶媒に混合したスラリーをシート状に成形することを特徴とする請求項２に記載の希土類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、希土類永久磁石及び希土類永久磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッドカーやハードディスクドライブ等に使用される永久磁石モータでは、小型軽量化、高出力化、高効率化が要求されている。そして、上記永久磁石モータにおいて小型軽量化、高出力化、高効率化を実現するに当たって、永久磁石モータに埋設される永久磁石について、更なる磁気特性の向上が求められている。尚、永久磁石としてはフェライト磁石、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石、Ｓｍ2Ｆｅ17Ｎx系磁石等があるが、特に残留磁束密度の高いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が永久磁石モータ用の永久磁石として用いられる。
【０００３】
ここで、永久磁石の製造方法としては、例えば粉末焼結法が用いられる。ここで、粉末焼結法は、先ず原材料を粗粉砕し、ジェットミル（乾式粉砕）や湿式ビーズミル（湿式粉砕）により微粉砕した磁石粉末を製造する。その後、その磁石粉末を型に入れて、外部から磁場を印加しながら所望の形状にプレス成形する。そして、所望形状に成形された固形状の磁石粉末を所定温度（例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石では８００℃〜１１５０℃）で焼結することにより製造する（例えば、特開平２−２６６５０３号公報）。
【０００４】
また、従来より永久磁石を製造する際の磁石原料の各元素の含有量を、化学量論組成に基づく含有量（例えばＮｄ：２６．７ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：７２．３ｗｔ％、Ｂ：１．０ｗｔ％）よりも希土類元素を多めにすることによって、粒界に希土類のリッチ相（例えばＮｄリッチ相）を形成することが行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２６６５０３号公報（第５頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、永久磁石において、上記希土類のリッチ相は、例えば以下のような役割を担っている。（１）融点が低く（約６００℃）、焼結時に液相となり、磁石の高密度化、即ち磁化の向上に寄与する。（２）粒界の凹凸を無くし、逆磁区のニュークリエーションサイトを減少させ保磁力を高める。（３）主相を磁気的に絶縁し保磁力を増加する。
【０００７】
従って、永久磁石の保磁力の向上には、永久磁石内において希土類のリッチ相をどのように分散させて存在させるかが重要となる。
【０００８】
本発明は、希土類磁石に含まれる一体に連結されたＮｄリッチ相の内、最大の体積を有するＮｄリッチ相を第一連結相、２番目の体積を有するＮｄリッチ相を第二連結相、３番目の体積を有するＮｄリッチ相を第三連結相とした場合に、第１連結相、第２連結相及び第３連結相の合計体積が、希土類永久磁石に含まれるＮｄリッチ相の全体積の８１％以上とすることによって、保磁力を向上させることを可能とした希土類永久磁石及び希土類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】
【０００９】
前記目的を達成するため本願の請求項１に係る希土類永久磁石は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類永久磁石であって、主相とＮｄリッチ相を備え、前記希土類永久磁石に含まれる一体に連結された前記Ｎｄリッチ相の内、最大の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第１連結相、２番目の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第２連結相、３番目の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第３連結相とした場合に、前記第１連結相、前記第２連結相及び前記第３連結相の合計体積が、前記希土類永久磁石に含まれる前記Ｎｄリッチ相の全体積の８１％以上であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る希土類永久磁石の製造方法は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類永久磁石の製造方法であって、磁石原料を粉砕して磁石粉末を得る工程と、粉砕された前記磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を生成する工程と、前記混合物をシート状に成形したグリーンシートを作製する工程と、前記グリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することにより仮焼する工程と、仮焼された前記グリーンシートを焼成温度で焼結する工程と、により製造され、焼結後の希土類永久磁石は主相とＮｄリッチ相を備え、前記希土類永久磁石に含まれる一体に連結された前記Ｎｄリッチ相の内、最大の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第１連結相、２番目の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第２連結相、３番目の体積を有する前記Ｎｄリッチ相を第３連結相とした場合に、前記第１連結相、前記第２連結相及び前記第３連結相の合計体積が、前記希土類永久磁石に含まれる前記Ｎｄリッチ相の全体積の８１％以上であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に係る希土類永久磁石の製造方法は、請求項２に記載の希土類永久磁石の製造方法において、前記グリーンシートを作製する工程では、前記混合物をホットメルト成形によってシート状に成形することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に係る希土類永久磁石の製造方法は、請求項３に記載の希土類永久磁石の製造方法において、前記グリーンシートを加熱するとともに、加熱された前記グリーンシートに対して磁場を印加することにより磁場配向し、磁場配向された前記グリーンシートが仮焼及び焼結されることにより製造されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に係る希土類永久磁石の製造方法は、請求項２に記載の希土類永久磁石の製造方法において、前記グリーンシートを作製する工程では、前記混合物を溶媒に混合したスラリーをシート状に成形することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
前記構成を有する請求項１に記載の希土類永久磁石によれば、希土類磁石に含まれる一体に連結されたＮｄリッチ相の内、最大の体積を有するＮｄリッチ相を第一連結相、２番目の体積を有するＮｄリッチ相を第二連結相、３番目の体積を有するＮｄリッチ相を第三連結相とした場合に、第１連結相、第２連結相及び第３連結相の合計体積が、希土類永久磁石に含まれるＮｄリッチ相の全体積の８１％以上とすることによって、Ｎｄリッチ相が粒界に均一に分散し（即ち粒界を被覆し）、永久磁石の保磁力を必要十分な値にまで向上させることが可能となる。
【００１６】
また、請求項２に記載の希土類永久磁石の製造方法によれば、磁石粉末とバインダーとを混合し、成形したグリーンシートを焼結した磁石により永久磁石を構成するので、焼結による収縮が均一となることにより焼結後の反りや凹みなどの変形が生じず、また、プレス時の圧力むらが無くなることから、従来行っていた焼結後の修正加工をする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。それにより、高い寸法精度で永久磁石を成形可能となる。
また、製造された希土類磁石に含まれる一体に連結されたＮｄリッチ相の内、最大の体積を有するＮｄリッチ相を第一連結相、２番目の体積を有するＮｄリッチ相を第二連結相、３番目の体積を有するＮｄリッチ相を第三連結相とした場合に、第１連結相、第２連結相及び第３連結相の合計体積が、希土類永久磁石に含まれるＮｄリッチ相の全体積の８１％以上とすることによって、Ｎｄリッチ相が粒界に均一に分散し（即ち粒界を被覆し）、永久磁石の保磁力を必要十分な値にまで向上させることが可能となる。
【００１７】
また、請求項３に記載の希土類永久磁石の製造方法によれば、ホットメルト成形によってグリーンシートを成形するので、スラリー成形を行う場合等と比較して磁場配向時において液寄り、即ち、グリーンシートの厚みの偏りが生じる虞が無い。また、バインダーが十分に絡まり合った状態となるので、脱バインダー工程での層間剥離が生じる虞が無い。
【００１８】
また、請求項４に記載の希土類永久磁石の製造方法によれば、グリーンシートを加熱するとともに、加熱されたグリーンシートに対して磁場を印加することにより磁場配向を行うので、加熱されることでバインダーの粘度低下が生じ、均一磁場中の回転トルクのみで、一様なＣ軸配向が可能となる。
【００１９】
また、請求項５に記載の希土類永久磁石の製造方法によれば、混合物を溶媒に混合したスラリーをシート状に成形することによってグリーンシートを成形するので、磁石粉末を容易に薄膜のシート状に成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る永久磁石を示した全体図である。
【図２】本発明に係る永久磁石の粒界付近を拡大して示した模式図である。
【図３】本発明に係る永久磁石の製造工程を示した説明図である。
【図４】本発明に係る永久磁石の製造工程の内、特にグリーンシートの成形工程を示した説明図である。
【図５】本発明に係る永久磁石の製造工程の内、特にグリーンシートの加熱工程及び磁場配向工程を示した説明図である。
【図６】グリーンシートの面内垂直方向に磁場を配向する例について示した図である。
【図７】熱媒体（シリコーンオイル）を用いた加熱装置について説明した図である。
【図８】本発明に係る永久磁石の製造工程の内、特にグリーンシートの加圧焼結工程を示した説明図である。
【図９】実施例と比較例の各磁石の連結率と保磁力をそれぞれ示した図である。
【図１０】実施例と比較例の各磁石の連結率と保磁力の相関関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る希土類永久磁石及び希土類永久磁石の製造方法について具体化した実施形態について以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２３】
［永久磁石の構成］
先ず、本発明に係る永久磁石１の構成について説明する。図１は本発明に係る永久磁石１を示した全体図である。尚、図１に示す永久磁石１は扇型形状を備えるが、永久磁石１の形状は打ち抜き形状によって変化する。
本発明に係る永久磁石１はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の異方性磁石である。尚、各成分の含有量はＮｄ：２７〜４０ｗｔ％、Ｂ：０．８〜２ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６０〜７０ｗｔ％とする。また、磁気特性向上の為、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｐｒ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｍｇ等の他元素を少量含んでも良い。図１は本実施形態に係る永久磁石１を示した全体図である。
【００２４】
また、図２に示すように、永久磁石１は磁化作用に寄与する磁性相である主相２と、主相２の粒界に存在し、非磁性で希土類元素の濃縮した低融点のＮｄリッチ相３とが共存する合金である。図２は永久磁石１を構成するＮｄ磁石結晶粒子を拡大して示した図である。
【００２５】
ここで、主相２は化学量論組成であるＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物相（Ｎｄは部分的にＤｙやＴｂで置換しても良い。Ｆｅは部分的にＣｏで置換しても良い）が高い体積割合を占めた状態となる。一方、Ｎｄリッチ相３は同じく化学量論組成であるＮｄ２Ｆｅ１４ＢよりＮｄの組成比率が多い金属間化合物相（例えば、Ｎｄ２．０〜３．０Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物相）からなる。
【００２６】
そして、永久磁石１において、Ｎｄリッチ相３は、以下のような役割を担っている。
（１）融点が低く（約６００℃）、焼結時に液相となり、磁石の高密度化、即ち磁化の向上に寄与する。（２）粒界の凹凸を無くし、逆磁区のニュークリエーションサイトを減少させ保磁力を高める。（３）主相２を磁気的に絶縁し保磁力を増加する。
従って、焼結後の永久磁石１中におけるＮｄリッチ相３の分散状態が悪いと、局部的な焼結不良、磁性の低下をまねくため、焼結後の永久磁石１中にはＮｄリッチ相３が粒界に均一に分散していることが重要となる。具体的には、全ての主相２がＮｄリッチ相３に包み込まれるようにして、一定間隔で配置されることが理想である。
【００２７】
しかしながら、永久磁石１に含まれる主相２の形状や配置間隔は必ずしも一定ではなく、Ｎｄリッチ相３についても全ての主相２を個別に包み込むように配置させることは難しい。従って、永久磁石１に含まれるＮｄリッチ相３は、全てが一体に連結された状態で存在するのではなく、複数に分割された状態で存在する。例えば、図２に示す例ではＮｄリッチ相３は、エリアＡとエリアＢとエリアＢに分割されて存在する。
【００２８】
そして、本発明に係る永久磁石１では、永久磁石１に含まれる一体に連結されたＮｄリッチ相３の内、最大の体積を有するＮｄリッチ相３を第１連結相、２番目の体積を有するＮｄリッチ相３を第２連結相、３番目の体積を有するＮｄリッチ相３を第３連結相とした場合に、特に永久磁石１に含まれるＮｄリッチ相３の全体積に対する第１連結相、第２連結相及び第３連結相の合計体積の割合（以下、連結率という）が、７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上であることを特徴とする。上記連結率の条件を満たす場合には、Ｎｄリッチ相３が粒界に均一に分散している（即ち粒界を被覆している）ことが期待でき、永久磁石１の保磁力についても高い値を示すことが期待できる。また、上記連結率を上昇させる手段としては、例えばＡｌやＣｕを粒界に配置することや、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｔｂ等の希土類元素を後述のように有機金属化合物を用いて粒界に偏在配置させる形で添加する方法等がある。
【００２９】
ここで、従来より粒界にＣｕ、Ａｌを配置すれば、Ｎｄリッチ相３が粒界に均一に分散されることが知られている。粒界へのＣｕ、Ａｌの添加は、磁石原料に対して予めＣｕ、Ａｌを添加した状態で、磁石原料の粉砕及び焼結を行うことにより実現することも可能であるが、そのような方法では、焼結時に主相２から粒界へとＣｕ、Ａｌを移動させる必要がある。その場合には、通常の焼結温度より高い焼結温度に設定するか、又は焼結時間を長く設定する必要があり、その結果、焼結時に主相２が粒成長することとなっていた。そして、主相２が粒成長すると、保磁力が低下する原因となる。
【００３０】
そこで、粒界へのＣｕ、Ａｌの添加は、粉砕された磁石粉末を成形する前に、磁石粉末に対してＣｕ又はＡｌを含む有機金属化合物を添加することにより行うことが望ましい。尚、Ｃｕ又はＡｌを含む有機金属化合物としては、低温分解で残炭を抑制する目的から、例えば低分子量の金属アルコキシド、金属アルキル錯体、その他の有機金属化合物（例えば水素化ジイソブチルアルミニウム（ＤＩＢＡＬ）等）を用いる。そして、Ｃｕ又はＡｌを含む有機金属化合物が添加されることによって、湿式分散によりＮｄ磁石粒子の粒子表面に該有機金属化合物中のＣｕ又はＡｌが均一付着される。その状態で磁石粉末を焼結することによって、Ｎｄ磁石粒子の粒子表面に均一付着された該有機金属化合物が熱分解されて、該有機金属化合物中のＣｕ又はＡｌが粒界に偏在化され、Ｎｄリッチ相３の均一分散の効果を奏する。
【００３１】
また、上述した永久磁石１におけるＮｄを含む全希土類元素の含有量は、上記化学量論組成に基づく含有量（２６．７ｗｔ％）よりも０．１ｗｔ％〜１５．０ｗｔ％、より好ましくは０．１ｗｔ％〜１０．０ｗｔ％多い範囲内であることが望ましい。具体的には、上述したようにＮｄ：２５〜４０ｗｔ％、Ｂ：０．８〜２ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６０〜７０ｗｔ％とする。永久磁石１中の希土類元素の含有量を上記範囲とすることによって、上述したＮｄリッチ相３の連結率の条件を満たし、焼結後の永久磁石１中にＮｄリッチ相３を均一に分散することが可能となる。また、製造過程で希土類元素が酸素や炭素と結び付いたとしても、化学量論組成に対して希土類元素が不足することなく、焼結後の永久磁石１中にαＦｅが生成されることを抑制することが可能となる。
【００３２】
尚、永久磁石１中の希土類元素の含有量が上記範囲よりも少ない場合には、Ｎｄリッチ相３が形成され難くなる。また、αＦｅの生成を十分に抑制することができない。一方、永久磁石１中の希土類元素の組成が上記範囲より多い場合には、保磁力の増加が鈍化し、かつ残留磁束密度が低下してしまい、実用的ではない。
【００３３】
また、Ｎｄリッチ相３を粒界に均一に分散する為には、永久磁石１におけるＮｄを含む全希土類元素の含有量を化学量論組成に基づく含有量よりも多い量とするだけではなく、希土類元素を粒界に偏在配置させることが有効である。そして、希土類元素を粒界に偏在配置させる構成としては、例えば、粉砕された磁石粉末を成形する前に、磁石粉末に対してＮｄ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｔｂ等の希土類元素を含む有機金属化合物を添加することにより行うことが望ましい。尚、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｔｂ等を含む有機金属化合物としては、低温分解で残炭を抑制する目的から、例えば低分子量の金属アルコキシド、金属アルキル錯体、その他の有機金属化合物等を用いる。そして、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｔｂ等を含む有機金属化合物が添加されることによって、湿式分散によりＮｄ磁石粒子の粒子表面にＮｄ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｔｂ等を含む有機金属化合物を均一付着される。その状態で磁石粉末を焼結することによって、Ｎｄ磁石粒子の粒子表面に均一付着された該有機金属化合物中のＮｄ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｔｂ等が粒界に偏在化され、焼結後の永久磁石１においてＮｄリッチ相（Ｎｄは部分的にＤｙ、Ｐｒ、Ｔｂ等で置換しても良い）３を均一に分散することが可能となる。
【００３４】
また、主相２の結晶粒径は０．１μｍ〜５．０μｍとすることが望ましい。また、Ｎｄリッチ相３の厚さは１ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍとする。その結果、結晶粒全体としては（すなわち、焼結磁石全体としては）、コアのＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物相が高い体積割合を占めた状態となる。それにより、その磁石の残留磁束密度（外部磁場の強さを０にしたときの磁束密度）の低下を抑制することができる。尚、主相２とＮｄリッチ相３の構成は、例えばＳＥＭ、ＦＩＢ／ＳＥＭシステム、ＴＥＭ、３次元アトムプローブ法により確認することができる。
【００３５】
また、Ｎｄリッチ相３とともに粒界に磁気異方性の高いＤｙ又はＴｂを含めれば、ＤｙやＴｂが粒界の逆磁区の生成を抑制することで、保磁力の向上が可能となる。
【００３６】
また、Ｎｄリッチ相３とともに粒界に高融点金属であるＶ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ又はＮｂを含めれば、永久磁石１の焼結時においてＮｄ結晶粒子の平均粒径が増加する所謂粒成長を抑制することが可能となる。
【００３７】
また、Ｎｄリッチ相３とともに粒界にＡｇ、Ｇａ、Ｃｏ、Ｂｉ、Ｚｎ又はＭｇを含めれば、粒界制御又は粒成長抑制による保磁力向上等の永久磁石の磁気性能を向上させる効果が期待できる。
【００３８】
一方、上記構成を有する永久磁石１は、後述のように圧粉成形により成形された成形体や磁石粉末とバインダーとが混合された混合物（スラリーやコンパウンド）からシート状に成形された成形体（グリーンシート）を焼結することによって作製される。
【００３９】
また、本発明では特にグリーンシート成形により永久磁石１を製造する場合において、磁石粉末に混合されるバインダーは、樹脂や長鎖炭化水素や脂肪酸メチルエステルやそれらの混合物等が用いられる。
更に、バインダーに樹脂を用いる場合には、構造中に酸素原子を含まず、且つ解重合性のあるポリマーを用いるのが好ましい。また、後述のようにホットメルト成形によりグリーンシートを成形する場合には、成形されたグリーンシートを加熱して軟化した状態で磁場配向を行う為に、熱可塑性樹脂が用いられる。具体的には以下の一般式（１）に示されるモノマーから選ばれる１種又は２種以上の重合体又は共重合体からなるポリマーが該当する。
【化１】
0005926989.tif 000002
（但し、Ｒ１及びＲ２は、水素原子、低級アルキル基、フェニル基又はビニル基を表す）
【００４０】
上記条件に該当するポリマーとしては、例えばイソブチレンの重合体であるポリイソブチレン（ＰＩＢ）、イソプレンの重合体であるポリイソプレン（イソプレンゴム、ＩＲ）、１，３−ブタジエンの重合体であるポリブタジエン（ブタジエンゴム、ＢＲ）、スチレンの重合体であるポリスチレン、スチレンとイソプレンの共重合体であるスチレン−イソプレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、イソブチレンとイソプレンの共重合体であるブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンとブタジエンの共重合体であるスチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）、２−メチル−１−ペンテンの重合体である２−メチル−１−ペンテン重合樹脂、２−メチル−１−ブテンの重合体である２−メチル−１−ブテン重合樹脂、α−メチルスチレンの重合体であるα−メチルスチレン重合樹脂等がある。尚、α−メチルスチレン重合樹脂は柔軟性を与えるために低分子量のポリイソブチレンを添加することが望ましい。また、バインダーに用いる樹脂としては、酸素原子を含むモノマーの重合体又は共重合体（例えば、ポリブチルメタクリレートやポリメチルメタクリレート等）を少量含む構成としても良い。更に、上記一般式（１）に該当しないモノマーが一部共重合していても良い。その場合であっても、本願発明の目的を達成することが可能である。
尚、バインダーに用いる樹脂としては、磁場配向を適切に行う為に２５０℃以下で軟化する熱可塑性樹脂、より具体的にはガラス転移点又は融点が２５０℃以下の熱可塑性樹脂を用いることが望ましい。
【００４１】
一方、バインダーに長鎖炭化水素を用いる場合には、室温で固体、室温以上で液体である長鎖飽和炭化水素（長鎖アルカン）を用いるのが好ましい。具体的には炭素数が１８以上である長鎖飽和炭化水素を用いるのが好ましい。そして、後述のようにホットメルト成形により成形されたグリーンシートを磁場配向する際には、グリーンシートを長鎖炭化水素の融点以上で加熱して軟化した状態で磁場配向を行う。
【００４２】
また、バインダーに脂肪酸メチルエステルを用いる場合においても同様に、室温で固体、室温以上で液体であるステアリン酸メチルやドコサン酸メチル等を用いるのが好ましい。そして、後述のようにホットメルト成形により成形されたグリーンシートを磁場配向する際には、グリーンシートを脂肪酸メチルエステルの融点以上で加熱して軟化した状態で磁場配向を行う。
【００４３】
グリーンシートを作製する際に磁石粉末に混合されるバインダーとして上記条件を満たすバインダーを用いることによって、磁石内に含有する炭素量及び酸素量を低減させることが可能となる。具体的には、焼結後に磁石に残存する炭素量を２０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下とする。また、焼結後に磁石に残存する酸素量を５０００ｐｐｍ以下、より好ましくは２０００ｐｐｍ以下とする。
【００４４】
また、バインダーの添加量は、スラリーや加熱溶融したコンパウンドをシート状に成形する際にシートの厚み精度を向上させる為に、磁石粒子間の空隙を適切に充填する量とする。例えば、磁石粉末とバインダーの合計量に対するバインダーの比率が、１ｗｔ％〜４０ｗｔ％、より好ましくは２ｗｔ％〜３０ｗｔ％、更に好ましくは３ｗｔ％〜２０ｗｔ％とする。
【００４５】
［永久磁石の製造方法］
次に、本発明に係る永久磁石１の製造方法について図３を用いて説明する。図３は本実施形態に係る永久磁石１の製造工程を示した説明図である。
【００４６】
先ず、所定分率のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（例えばＮｄ：３２．７ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６５．９６ｗｔ％、Ｂ：１．３４ｗｔ％）からなる、インゴットを製造する。その後、インゴットをスタンプミルやクラッシャー等によって２００μｍ程度の大きさに粗粉砕する。若しくは、インゴットを溶解し、ストリップキャスト法でフレークを作製し、水素解砕法で粗粉化する。それによって、粗粉砕磁石粉末１０を得る。
【００４７】
次いで、粗粉砕磁石粉末１０をビーズミル１１による湿式法又はジェットミルを用いた乾式法等によって微粉砕する。例えば、ビーズミル１１による湿式法を用いた微粉砕では有機溶媒中で粗粉砕磁石粉末１０を所定範囲の粒径（例えば０．１μｍ〜５．０μｍ）に微粉砕するとともに有機溶媒中に磁石粉末を分散させる。その後、湿式粉砕後の有機溶媒に含まれる磁石粉末を真空乾燥などで乾燥させ、乾燥した磁石粉末を取り出す。また、粉砕に用いる溶媒は有機溶媒であるが、溶媒の種類に特に制限はなく、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノールなどのアルコール類、酢酸エチル等のエステル類、ペンタン、ヘキサンなどの低級炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレンなど芳香族類、ケトン類、それらの混合物等が使用できる。尚、好ましくは、溶媒中に酸素原子を含まない炭化水素系溶媒が用いられる。
【００４８】
一方、ジェットミルによる乾式法を用いた微粉砕では、粗粉砕した磁石粉末を、（ａ）酸素含有量が実質的に０％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中、又は（ｂ）酸素含有量が０．０００１〜０．５％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中で、ジェットミルにより微粉砕し、所定範囲の粒径（例えば１．０μｍ〜５．０μｍ）の平均粒径を有する微粉末とする。尚、酸素濃度が実質的に０％とは、酸素濃度が完全に０％である場合に限定されず、微粉の表面にごく僅かに酸化被膜を形成する程度の量の酸素を含有しても良いことを意味する。
【００４９】
また、上述したようにＮｄリッチ相３の連結率を上昇させる為にＡｌ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｔｂ等を含む有機金属化合物を添加する場合には、例えば、磁石原料をビーズミル１１で湿式粉砕する際又は湿式粉砕後に、溶媒中に該有機金属化合物を添加し、湿式状態で磁石粉末に混合する。その結果、湿式分散によりＮｄ磁石粒子の粒子表面にＡｌ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｔｂ等を含む有機金属化合物を均一付着することが可能となり、焼結後の永久磁石１においてＮｄリッチ相（Ｎｄは部分的にＤｙ、Ｐｒ、Ｔｂ等で置換しても良い）３を均一に分散し、Ｎｄリッチ相３の連結率を上昇させることが可能となる。尚、有機金属化合物としては、低温分解で残炭を抑制する目的から、例えば低分子量の金属アルコキシドや金属アルキル錯体、その他の有機金属化合物（例えばＤＩＢＡＬ等）を用いる。また、溶解させる有機金属化合物の量は特に制限されないが、焼結後の磁石に対するＡｌ等の含有量が０．００１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、好ましくは０．０１ｗｔ％〜５ｗｔ％となる量とするのが好ましい。尚、ジェットミルによる乾式法を用いる場合には、粉砕後の磁石粉末と有機金属化合物をそれぞれ有機溶媒に添加して混合することにより、磁石粉末の粒子表面に有機金属化合物を付着させる。その後、湿式粉砕後の有機溶媒に含まれる磁石粉末を真空乾燥などで乾燥させ、乾燥した磁石粉末を取り出す。
【００５０】
次に、ビーズミル１１等で微粉砕された磁石粉末を所望形状に成型する。尚、磁石粉末の成形には、例えば金型を用いて所望の形状へと成形する圧粉成形や、磁石粉末を一旦シート状に成形した後に所望の形状へと打ち抜くグリーンシート成形がある。更に、圧粉成形には、乾燥した微粉末をキャビティに充填する乾式法と、磁石粉末を含むスラリーを乾燥させずにキャビティに充填する湿式法がある。一方、グリーンシート成形は、例えば磁石粉末とバインダーとが混合したコンパウンドをシート状に成形するホットメルト塗工や、磁石粉末とバインダーと有機溶媒とを含むスラリーを基材上に塗工することによりシート状に成形するスラリー塗工等による成形が有る。
【００５１】
以下では、特にホットメルト塗工を用いたグリーンシート成形について説明する。
先ず、ビーズミル１１等で微粉砕された磁石粉末にバインダーを混合することにより、磁石粉末とバインダーからなる粉末状の混合物（コンパウンド）１２を作製する。ここで、バインダーとしては、上述したように樹脂や長鎖炭化水素や脂肪酸メチルエステルやそれらの混合物等が用いられる。例えば、樹脂を用いる場合には構造中に酸素原子を含まず、且つ解重合性のあるポリマーからなる熱可塑性樹脂を用い、一方、長鎖炭化水素を用いる場合には、室温で固体、室温以上で液体である長鎖飽和炭化水素（長鎖アルカン）を用いるのが好ましい。また、脂肪酸メチルエステルを用いる場合には、ステアリン酸メチルやドコサン酸メチル等を用いるのが好ましい。また、バインダーの添加量は、上述したように添加後のコンパウンド１２における磁石粉末とバインダーの合計量に対するバインダーの比率が、１ｗｔ％〜４０ｗｔ％、より好ましくは２ｗｔ％〜３０ｗｔ％、更に好ましくは３ｗｔ％〜２０ｗｔ％となる量とする。尚、バインダーの添加は、窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気で行う。尚、磁石粉末とバインダーとの混合は、例えば有機溶媒に磁石粉末とバインダーとをそれぞれ投入し、攪拌機で攪拌することにより行う。そして、攪拌後に磁石粉末とバインダーとを含む有機溶媒を加熱して有機溶媒を気化させることにより、コンパウンド１２を抽出する。また、磁石粉末とバインダーとの混合は、窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気で行うことが望ましい。また、特に磁石粉末を湿式法で粉砕した場合においては、粉砕に用いた有機溶媒から磁石粉末を取り出すことなくバインダーを有機溶媒中に添加して混練し、その後に有機溶媒を揮発させて後述のコンパウンド１２を得る構成としても良い。
【００５２】
続いて、コンパウンド１２をシート状に成形することによりグリーンシートを作成する。特に、ホットメルト塗工では、コンパウンド１２を加熱することによりコンパウンド１２を溶融し、流体状にしてからセパレータ等の支持基材１３上に塗工する。その後、放熱して凝固させることにより、支持基材１３上に長尺シート状のグリーンシート１４を形成する。尚、コンパウンド１２を加熱溶融する際の温度は、用いるバインダーの種類や量によって異なるが５０〜３００℃とする。但し、用いるバインダーの融点よりも高い温度とする必要がある。尚、スラリー塗工を用いる場合には、トルエン等の有機溶媒中に磁石粉末とバインダーとを分散させ、スラリーをセパレータ等の支持基材１３上に塗工する。その後、乾燥して有機溶媒を揮発させることにより、支持基材１３上に長尺シート状のグリーンシート１４を形成する。
【００５３】
ここで、溶融したコンパウンド１２の塗工方式は、スロットダイ方式やカレンダーロール方式等の層厚制御性に優れる方式を用いることが好ましい。例えば、スロットダイ方式では、加熱して流体状にしたコンパウンド１２をギアポンプにより押し出してダイに挿入することにより塗工を行う。また、カレンダーロール方式では、加熱した２本ロールのギャップにコンパウンド１２を一定量仕込み、ロールを回転させつつ支持基材１３上にロールの熱で溶融したコンパウンド１２を塗工する。また、支持基材１３としては、例えばシリコーン処理ポリエステルフィルムを用いる。更に、消泡剤を用いたり、加熱真空脱泡を行うこと等によって展開層中に気泡が残らないよう充分に脱泡処理することが好ましい。また、支持基材１３上に塗工するのではなく、押出成型によって溶融したコンパウンド１２をシート状に成型するとともに支持基材１３上に押し出すことによって、支持基材１３上にグリーンシート１４を成形する構成としても良い。
【００５４】
以下に、図４を用いて特にスロットダイ方式によるグリーンシート１４の形成工程についてより詳細に説明する。図４はスロットダイ方式によるグリーンシート１４の形成工程を示した模式図である。
図４に示すようにスロットダイ方式に用いられるダイ１５は、ブロック１６、１７を互いに重ね合わせることにより形成されており、ブロック１６、１７との間の間隙によってスリット１８やキャビティ（液溜まり）１９を形成する。キャビティ１９はブロック１７に設けられた供給口２０に連通される。そして、供給口２０はギアポンプ（図示せず）等によって構成される塗布液の供給系へと接続されており、キャビティ１９には供給口２０を介して、計量された流体状のコンパウンド１２が定量ポンプ等により供給される。更に、キャビティ１９に供給された流体状のコンパウンド１２はスリット１８へ送液されて単位時間一定量で幅方向に均一な圧力でスリット１８の吐出口２１から予め設定された塗布幅により吐出される。一方で、支持基材１３はコーティングロール２２の回転に伴って予め設定された速度で連続搬送される。その結果、吐出した流体状のコンパウンド１２が支持基材１３に対して所定厚さで塗布され、その後、放熱して凝固することにより支持基材１３上に長尺シート状のグリーンシート１４が成形される。
【００５５】
また、スロットダイ方式によるグリーンシート１４の形成工程では、塗工後のグリーンシート１４のシート厚みを実測し、実測値に基づいてダイ１５と支持基材１３間のギャップＤをフィードバック制御することが望ましい。また、ダイ１５に供給する流体状のコンパウンド１２の量の変動は極力低下させ（例えば±０．１％以下の変動に抑える）、更に塗工速度の変動についても極力低下させる（例えば±０．１％以下の変動に抑える）ことが望ましい。それによって、グリーンシート１４の厚み精度を更に向上させることが可能である。尚、形成されるグリーンシート１４の厚み精度は、設計値（例えば１ｍｍ）に対して±１０％以内、より好ましくは±３％以内、更に好ましくは±１％以内とする。尚、他方のカレンダーロール方式では、カレンダー条件を同様に実測値に基づいて制御することで、支持基材１３へのコンパウンド１２の転写膜厚を制御することが可能である。
【００５６】
尚、グリーンシート１４の設定厚みは、０．０５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲で設定することが望ましい。厚みを０．０５ｍｍより薄くすると、多層積層しなければならないので生産性が低下することとなる。
【００５７】
次に、上述したホットメルト塗工によって支持基材１３上に形成されたグリーンシート１４の磁場配向を行う。具体的には、先ず支持基材１３とともに連続搬送されるグリーンシート１４を加熱することによりグリーンシート１４を軟化させる。尚、グリーンシート１４を加熱する際の温度及び時間は、用いるバインダーの種類や量によって異なるが、例えば１００〜２５０℃で０．１〜６０分とする。但し、グリーンシート１４を軟化させる為に、用いるバインダーのガラス転移点又は融点以上の温度とする必要がある。また、グリーンシート１４を加熱する加熱方式としては、例えばホットプレートによる加熱方式や熱媒体（シリコーンオイル）を熱源に用いた加熱方式が有る。次に、加熱により軟化したグリーンシート１４の面内方向且つ長さ方向に対して磁場を印加することにより磁場配向を行う。印加する磁場の強さは５０００[Ｏｅ]〜１５００００[Ｏｅ]、好ましくは、１００００[Ｏｅ]〜１２００００[Ｏｅ]とする。その結果、グリーンシート１４に含まれる磁石結晶のＣ軸（磁化容易軸）が一方向に配向される。尚、磁場を印加する方向としてはグリーンシート１４の面内方向且つ幅方向に対して磁場を印加することとしても良い。また、複数枚のグリーンシート１４に対して同時に磁場を配向させる構成としても良い。
【００５８】
更に、グリーンシート１４に磁場を印加する際には、加熱工程と同時に磁場を印加する工程を行う構成としても良いし、加熱工程を行った後であってグリーンシートが凝固する前に磁場を印加する工程を行うこととしても良い。また、ホットメルト塗工により塗工されたグリーンシート１４が凝固する前に磁場配向する構成としても良い。その場合には、加熱工程は不要となる。
【００５９】
次に、図５を用いてグリーンシート１４の加熱工程及び磁場配向工程についてより詳細に説明する。図５はグリーンシート１４の加熱工程及び磁場配向工程を示した模式図である。尚、図５に示す例では、加熱工程と同時に磁場配向工程を行う例について説明する。
【００６０】
図５に示すように、上述したスロットダイ方式により塗工されたグリーンシート１４に対する加熱及び磁場配向は、ロールによって連続搬送された状態の長尺シート状のグリーンシート１４に対して行う。即ち、加熱及び磁場配向を行う為の装置を塗工装置（ダイ等）の下流側に配置し、上述した塗工工程と連続した工程により行う。
【００６１】
具体的には、ダイ１５やコーティングロール２２の下流側において、搬送される支持基材１３及びグリーンシート１４がソレノイド２５内を通過するようにソレノイド２５を配置する。更に、ホットプレート２６をソレノイド２５内においてグリーンシート１４に対して上下一対に配置する。そして、上下一対に配置されたホットプレート２６によりグリーンシート１４を加熱するとともに、ソレノイド２５に電流を流すことによって、長尺シート状のグリーンシート１４の面内方向（即ち、グリーンシート１４のシート面に平行な方向）で且つ長さ方向に磁場を生じさせる。それによって、連続搬送されるグリーンシート１４を加熱により軟化させるとともに、軟化したグリーンシート１４の面内方向且つ長さ方向（図５の矢印２７方向）に対して磁場を印加し、グリーンシート１４に対して適切に均一な磁場を配向させることが可能となる。特に、磁場を印加する方向を面内方向とすることによって、グリーンシート１４の表面が逆立つことを防止できる。
また、磁場配向した後に行うグリーンシート１４の放熱及び凝固は、搬送状態で行うことが好ましい。それによって、製造工程をより効率化することが可能となる。
【００６２】
尚、磁場配向をグリーンシート１４の面内方向且つ幅方向に対して行う場合には、ソレノイド２５の代わりに搬送されるグリーンシート１４の左右に一対の磁場コイルを配置するように構成する。そして、各磁場コイルに電流を流すことによって、長尺シート状のグリーンシート１４の面内方向で且つ幅方向に磁場を生じさせることが可能となる。
【００６３】
また、磁場配向をグリーンシート１４の面内垂直方向とすることも可能である。磁場配向をグリーンシート１４の面内垂直方向に対して行う場合には、例えばポールピース等を用いた磁場印加装置により行う。具体的には、図６に示すようにポールピース等を用いた磁場印加装置３０は、中心軸が同一になるように平行配置された２つのリング状のコイル部３１、３２と、コイル部３１、３２のリング孔にそれぞれ配置された２つの略円柱状のポールピース３３、３４とを有し、搬送されるグリーンシート１４に対して所定間隔離間されて配置される。そして、コイル部３１、３２に電流を流すことにより、グリーンシート１４の面内垂直方向に磁場を生成し、グリーンシート１４の磁場配向を行う。尚、磁場配向方向をグリーンシート１４の面内垂直方向とする場合には、図６に示すようにグリーンシート１４に対して支持基材１３が積層された反対側の面にもフィルム３５を積層することが好ましい。それによって、グリーンシート１４の表面の逆立ちを防止することが可能となる。
【００６４】
また、上述したホットプレート２６による加熱方式の代わりに熱媒体（シリコーンオイル）を熱源とした加熱方式を用いても良い。ここで、図７は熱媒体を用いた加熱装置３７の一例を示した図である。
図７に示すように、加熱装置３７は発熱体となる平板部材３８の内部に略Ｕ字型の空洞３９を形成し、空洞３９内に所定温度（例えば１００〜３００℃）に加熱された熱媒体であるシリコーンオイルを循環させる構成とする。そして、図５に示すホットプレート２６の代わりに、加熱装置３７をソレノイド２５内においてグリーンシート１４に対して上下一対に配置する。それによって、連続搬送されるグリーンシート１４を、熱媒体により発熱された平板部材３８を介して加熱し、軟化させる。尚、平板部材３８はグリーンシート１４に対して当接させても良いし、所定間隔離間させて配置しても良い。そして、軟化したグリーンシート１４の周囲に配置されたソレノイド２５によって、グリーンシート１４の面内方向且つ長さ方向（図５の矢印２７方向）に対して磁場が印加され、グリーンシート１４に対して適切に均一な磁場を配向させることが可能となる。尚、図７に示すような熱媒体を用いた加熱装置３７では、一般的なホットプレート２６のように内部に電熱線を有さないので、磁場中に配置した場合であってもローレンツ力によって電熱線が振動したり切断される虞が無く、適切にグリーンシート１４の加熱を行うことが可能となる。また、電流による制御を行う場合には、電源のＯＮ又はＯＦＦで電熱線が振動することにより疲労破壊の原因となる問題が有るが、熱媒体を熱源とした加熱装置３７を用いることによって、そのような問題を解消することが可能となる。
【００６５】
ここで、ホットメルト成形を用いずに一般的なスロットダイ方式やドクターブレード方式等によりスラリー等の流動性の高い液状物によってグリーンシート１４を成形した場合には、磁場の勾配が生じているところにグリーンシート１４が搬入されると、磁場が強い方にグリーンシート１４に含まれる磁石粉末が引き寄せられることとなり、グリーンシート１４を形成するスラリーの液寄り、即ち、グリーンシート１４の厚みの偏りが生じる虞がある。それに対して、本発明のようにコンパウンド１２をホットメルト成形によりグリーンシート１４に成形する場合には、室温付近での粘度は数万Ｐａ・ｓに達し、磁場勾配通過時の磁性粉末の寄りが生じることが無い。更に、均一磁場中に搬送され、加熱されることでバインダーの粘度低下が生じ、均一磁場中の回転トルクのみで、一様なＣ軸配向が可能となる。
【００６６】
また、ホットメルト成形を用いずに一般的なスロットダイ方式やドクターブレード方式等により有機溶媒を含むスラリー等の流動性の高い液状物によってグリーンシート１４を成形した場合には、厚さ１ｍｍを越えるシートを作成しようとすると乾燥時においてスラリー等に含まれる有機溶媒が気化することによる発泡が課題となる。更に、発泡を抑制する為に乾燥時間を長時間化すれば、磁石粉末の沈降が生じ、それに伴って重力方向に対する磁石粉末の密度分布の偏りが生じ、焼成後の反りの原因となる。従って、スラリーからの成形では、厚みの上限値が実質上規制される為、１ｍｍ以下の厚みでグリーンシートを成形し、その後に積層する必要がある。しかし、その場合にはバインダー同士の絡まり合いが乏しくなり、その後の脱バインダー工程（仮焼処理）で層間剥離を生じ、それがＣ軸（磁化容易軸）配向性の低下、即ち残留磁束密度（Ｂｒ）の低下原因となる。それに対して、本発明のようにコンパウンド１２をホットメルト成形によりグリーンシート１４に成形する場合には、有機溶媒を含まないので、厚さ１ｍｍを越えるシートを作成した場合でも上述したような発泡の懸念が解消する。そして、バインダーが十分に絡まり合った状態にあるので、脱バインダー工程での層間剥離が生じる虞が無い。
【００６７】
また、複数枚のグリーンシート１４に対して同時に磁場を印加させる場合には、例えばグリーンシート１４を複数枚（例えば６枚）積層した状態で連続搬送し、積層したグリーンシート１４がソレノイド２５内を通過するように構成する。それによって生産性を向上させることが可能となる。
【００６８】
その後、磁場配向を行ったグリーンシート１４を所望の製品形状（例えば、図１に示す扇形形状）に打ち抜きし、成形体４０を成形する。
【００６９】
続いて、成形された成形体４０を大気圧、又は大気圧より高い圧力や低い圧力（例えば、１．０Ｐａや１．０ＭＰａ）に加圧した非酸化性雰囲気（特に本発明では水素雰囲気又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気）においてバインダー分解温度で数時間（例えば５時間）保持することにより仮焼処理を行う。水素雰囲気下で行う場合には、例えば仮焼中の水素の供給量は５Ｌ／ｍｉｎとする。仮焼処理を行うことによって、バインダーを解重合反応等によりモノマーに分解し飛散させて除去することが可能となる。即ち、成形体４０中の炭素量を低減させる所謂脱カーボンが行われることとなる。また、仮焼処理は、成形体４０中の炭素量が２０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下とする条件で行うこととする。それによって、その後の焼結処理で永久磁石１全体を緻密に焼結させることが可能となり、残留磁束密度や保磁力を低下させることが無い。また、上述した仮焼処理を行う際の加圧条件を大気圧より高い圧力で行う場合には、１５ＭＰａ以下とすることが望ましい。
【００７０】
尚、バインダー分解温度は、バインダー分解生成物および分解残渣の分析結果に基づき決定する。具体的にはバインダーの分解生成物を補集し、モノマー以外の分解生成物が生成せず、かつ残渣の分析においても残留するバインダー成分の副反応による生成物が検出されない温度範囲が選ばれる。バインダーの種類により異なるが２００℃〜９００℃、より好ましくは４００℃〜６００℃（例えば６００℃）とする。
また、特に磁石原料を有機溶媒中で湿式粉砕により粉砕した場合には、有機溶媒を構成する有機化合物の熱分解温度且つバインダー分解温度で仮焼処理を行う。それによって、残留した有機溶媒についても除去することが可能となる。有機化合物の熱分解温度については、用いる有機溶媒の種類によって決定されるが、上記バインダー分解温度であれば基本的に有機化合物の熱分解についても行うことが可能となる。
更に、Ｎｄリッチ相３の連結率を上昇させる為にＡｌ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｔｂ等を含む有機金属化合物を添加した場合には、有機金属化合物の熱分解温度で仮焼処理を行うことが望ましい。それによって、有機金属化合物を添加した場合であっても、有機金属化合物を熱分解し、金属元素を粒界に残存させつつ、炭素については除去することが可能となる。有機金属化合物の熱分解温度については、用いる有機金属化合物の種類によって決定されるが、上記バインダー分解温度であれば基本的に有機金属化合物の熱分解についても行うことが可能となる。
【００７１】
また、仮焼処理によって仮焼された成形体４０を続いて真空雰囲気で保持することにより脱水素処理を行っても良い。脱水素処理では、仮焼処理によって生成された成形体４０中のＮｄＨ3（活性度大）を、ＮｄＨ3（活性度大）→ＮｄＨ2（活性度小）へと段階的に変化させることによって、仮焼処理により活性化された成形体４０の活性度を低下させる。それによって、仮焼処理によって仮焼された成形体４０をその後に大気中へと移動させた場合であっても、Ｎｄが酸素と結び付くことを防止し、残留磁束密度や保磁力を低下させることが無い。また、磁石結晶の構造をＮｄＨ2等からＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ構造へと戻す効果も期待できる。
【００７２】
続いて、仮焼処理によって仮焼された成形体４０を焼結する焼結処理を行う。尚、成形体４０の焼結方法としては、一般的な真空焼結以外に成形体４０を加圧した状態で焼結する加圧焼結等も用いることが可能である。例えば、真空焼結で焼結を行う場合には、所定の昇温速度で８００℃〜１０８０℃程度の焼成温度まで昇温し、０．１〜２時間程度保持する。この間は真空焼成となるが真空度としては５Ｐａ以下、好ましくは１０−２Ｐａ以下とすることが好ましい。その後冷却し、再び３００℃〜１０００℃で２時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。
【００７３】
一方、加圧焼結としては、例えば、ホットプレス焼結、熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）焼結、超高圧合成焼結、ガス加圧焼結、放電プラズマ（ＳＰＳ）焼結等がある。但し、焼結時の磁石粒子の粒成長を抑制するとともに焼結後の磁石に生じる反りを抑える為に、一軸方向に加圧する一軸加圧焼結であって且つ通電焼結により焼結するＳＰＳ焼結を用いることが好ましい。尚、ＳＰＳ焼結で焼結を行う場合には、加圧値を例えば０．０１ＭＰａ〜１００ＭＰａとし、数Ｐａ以下の真空雰囲気で９４０℃まで１０℃／分で上昇させ、その後５分保持することが好ましい。その後冷却し、再び３００℃〜１０００℃で２時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。
【００７４】
以下に、図８を用いてＳＰＳ焼結による成形体４０の加圧焼結工程についてより詳細に説明する。図８はＳＰＳ焼結による成形体４０の加圧焼結工程を示した模式図である。
図８に示すようにＳＰＳ焼結を行う場合には、先ず、グラファイト製の焼結型４１に成形体４０を設置する。尚、上述した仮焼処理についても成形体４０を焼結型４１に設置した状態で行っても良い。そして、焼結型４１に設置された成形体４０を真空チャンパー４２内に保持し、同じくグラファイト製の上部パンチ４３と下部パンチ４４をセットする。そして、上部パンチ４３に接続された上部パンチ電極４５と下部パンチ４４に接続された下部パンチ電極４６とを用いて、低電圧且つ高電流の直流パルス電圧・電流を印加する。それと同時に、上部パンチ４３及び下部パンチ４４に対して加圧機構（図示せず）を用いて夫々上下方向から荷重を付加する。その結果、焼結型４１内に設置された成形体４０は、加圧されつつ焼結が行われる。また、生産性を向上させる為に、複数（例えば１０個）の成形体に対して同時にＳＰＳ焼結を行うことが好ましい。尚、複数の成形体４０に対して同時にＳＰＳ焼結を行う場合には、一の空間に複数の成形体４０を配置しても良いし、成形体４０毎に異なる空間に配置するようにしても良い。尚、成形体４０毎に異なる空間に配置する場合には、空間毎に成形体４０を加圧する上部パンチ４３や下部パンチ４４は各空間の間で一体とする（即ち同時に加圧ができる）ように構成する。
尚、具体的な焼結条件を以下に示す。
加圧値：１ＭＰａ
焼結温度：９４０℃まで１０℃／分で上昇させ、５分保持
雰囲気：数Ｐａ以下の真空雰囲気
【実施例】
【００７５】
以下に、本発明の実施例について比較例と比較しつつ説明する。
（実施例１〜７）
実施例はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石であり、合金組成はｗｔ％でＮｄ／Ｆｅ／Ｂ＝３２．７／６５．９６／１．３４とする。また、ビーズミル粉砕時において溶媒に有機金属化合物として銅イソプロポキシドを微量添加した。その後、成形、仮焼、焼結の各条件をそれぞれ磁石毎に設定し、実施例１〜７の永久磁石をそれぞれ作成した。尚、具体的な製造工程は上述した［永久磁石の製造方法］と同様の工程とする。
【００７６】
（比較例１〜３）
有機金属化合物の添加を行わずに永久磁石を作成した。また、成形、仮焼、焼結の各条件をそれぞれ磁石毎に設定し、比較例１〜３の永久磁石をそれぞれ作成した。他の条件は実施例と同様である。
【００７７】
（実施例と比較例との比較）
上記実施例と比較例の永久磁石の連結率（永久磁石１に含まれるＮｄリッチ相３の全体積に対する第１連結相、第２連結相及び第３連結相の合計体積の割合）及び保磁力（Ｈｃｊ）をそれぞれ測定した。図９は各測定結果を示した図である。尚、連結率の測定はＦＩＢ／ＳＥＭ装置（ＦＩＢ社製「Helios NanoLab600」、加速電圧はＦＩＢ：３０ｋＶ、ＳＥＭ：３ｋＶ）の顕微鏡写真を再構成・表示ソフト（Mercury Computer Systems社製）を用いて処理することにより行った。連結率の測定は、ＦＩＢ／ＳＥＭ装置（ＦＩＢ社製「Helios NanoLab600」、加速電圧はＦＩＢ：３０ｋＶ、ＳＥＭ：３ｋＶ）で撮影した顕微鏡写真を、ImageJを用いて解析し、再構成・表示ソフト（Amira、Mercury Computer Systems社製）を用いて再構成像を表示させた。より具体的には、２０μｍ×２０μｍ×１０μｍの空間範囲を１００ｎｍピッチで加工、観察を行ない、１００枚のＳＥＭ像を取得し、１００枚の画像をソフト上で結合して立体像にした。そして、連結率は、観察範囲内におけるトータルのＮｄリッチ相に対して、連結されているＮｄリッチ相の割合（体積割合）から算出した。
【００７８】
図９に示すように、実施例は微量添加したＣｕ等が粒界に配置されることによって、Ｎｄリッチ相３が均一分散し、Ｎｄリッチ相３の連結率も比較例と比べて高い値を示すことが分かる。具体的には、実施例では連結率が７０％以上となり、比較例では連結率が３０％以下となった。
更に、図９に示すように、永久磁石の保磁力は、連結率に応じて大きく変化した。具体的には、連結率が７０％以上である実施例の永久磁石では、保磁力は８ｋＯｅ以上の値を示し、一方、連結率が３０％以下である比較例の永久磁石では、保磁力は５ｋＯｅ以下と低い値であった。
【００７９】
ここで、図１０は実施例及び比較例の各永久磁石の連結率と保磁力の相関関係を示したグラフである。図１０を参照すると、基本的に連結率が高い程、永久磁石の保磁力が向上することが期待できる。特に連結率を７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上とすることによって、Ｎｄリッチ相３が粒界に均一に分散し（即ち粒界を被覆し）、それによって、永久磁石の保磁力を必要十分な値にまで向上させることが可能であることが分かる。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態に係る永久磁石１及び永久磁石１の製造方法では、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類永久磁石であって、主相２とＮｄリッチ相３を備え、永久磁石１に含まれる一体に連結されたＮｄリッチ相３の内、最大の体積を有するＮｄリッチ相３を第１連結相、２番目の体積を有するＮｄリッチ相３を第２連結相、３番目の体積を有するＮｄリッチ相３を第３連結相とした場合に、第１連結相、第２連結相及び第３連結相の合計体積が、永久磁石１に含まれるＮｄリッチ相３の全体積の７０％以上とすることによって、Ｎｄリッチ相３が粒界に均一に分散し（即ち粒界を被覆し）、その結果、永久磁石の保磁力を必要十分な値にまで向上させることが可能となる。
また、磁石粉末とバインダーとを混合し、成形したグリーンシート１４を焼結した磁石により永久磁石１を構成するので、焼結による収縮が均一となることにより焼結後の反りや凹みなどの変形が生じず、また、プレス時の圧力むらが無くなることから、従来行っていた焼結後の修正加工をする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。それにより、高い寸法精度で永久磁石を成形可能となる。
また、ホットメルト成形によってグリーンシート１４を成形するので、スラリー成形を行う場合等と比較して磁場配向時において液寄り、即ち、グリーンシート１４の厚みの偏りが生じる虞が無い。また、バインダーが十分に絡まり合った状態となるので、脱バインダー工程での層間剥離が生じる虞が無い。
また、グリーンシート１４を加熱するとともに、加熱されたグリーンシート１４に対して磁場を印加することにより磁場配向を行うので、加熱されることでバインダーの粘度低下が生じ、均一磁場中の回転トルクのみで、一様なＣ軸配向が可能となる。
【００８１】
尚、本発明は前記実施例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内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、磁石粉末の粉砕条件、混練条件、仮焼条件、焼結条件などは上記実施例に記載した条件に限られるものではない。例えば、上記実施例ではビーズミルによる湿式粉砕により磁石原料を粉砕しているが、ジェットミルを用いた乾式粉砕により粉砕することとしても良い。また、上記実施例では、スロットダイ方式によりグリーンシートを形成しているが、他の方式（例えばカレンダーロール方式、コンマ塗工方式、押出成型、射出成型、金型成型、ドクターブレード方式等）を用いてグリーンシートを形成しても良い。また、有機溶媒（例えばトルエン）に磁石粉末やバインダーを混合したスラリーを生成し、その後に生成したスラリーをシート状に成形することによってグリーンシートを作成することとしても良い。その場合にはバインダーとして熱可塑性樹脂以外を用いることも可能である。そして、スラリーからグリーンシートを形成することによって、磁石粉末を容易に薄膜のシート状に成形することが可能となる。また、仮焼を行う際の雰囲気は非酸化性雰囲気であれば水素雰囲気以外（例えば窒素雰囲気、Ｈｅ雰囲気等、Ａｒ雰囲気等）で行っても良い。
【００８２】
また、永久磁石はグリーンシート成形以外の成形（例えば圧粉成形）により成形した成形体を仮焼及び焼結することにより製造しても良い。その場合であっても、バインダー以外の成形体中に残存するＣ含有物（添加した有機金属化合物や、湿式粉砕を行うことにより残存した有機化合物等）に対して、仮焼による脱炭効果が期待できる。更に、グリーンシート成形以外の成形（例えば圧粉成形）により成形した成形体を仮焼及び焼結することにより製造する場合には、成形前の磁石粉末に対して仮焼処理を行い、仮焼体である磁石粉末を成形体に成形し、その後に焼結を行うことによって永久磁石を製造することとしても良い。このような構成とすれば、粉末状の磁石粒子に対して仮焼を行うので、成形後の磁石粒子に対して仮焼を行う場合と比較して、仮焼対象となる磁石の表面積を大きくすることができる。即ち、仮焼体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。
【００８３】
また、仮焼処理は省略しても良い。その場合であっても焼結中に有機金属化合物とバインダーが熱分解し、一定の脱炭効果を期待することができる。
【００８４】
また、上記実施例では、グリーンシート１４の加熱工程と磁場配向工程とを同時に行うこととしているが、加熱工程を行った後であってグリーンシート１４が凝固する前に磁場配向工程を行っても良い。また、塗工されたグリーンシート１４が凝固する前（即ち、加熱工程を行わなくてもグリーンシート１４が既に軟化された状態）に磁場配向を行う場合には、加熱工程を省略しても良い。
【００８５】
また、上記実施例では、スロットダイ方式による塗工工程と加熱工程と磁場配向工程とを連続した一連の工程により行っているが、連続した工程により行わないように構成しても良い。また、塗工工程までの第１工程と、加熱工程以降の第２工程とに分けて、夫々連続した工程により行うこととしても良い。その場合には、塗工されたグリーンシート１４を所定長さに切断し、静止した状態のグリーンシート１４に対して加熱及び磁場印加を行うことにより磁場配向を行うように構成することが可能である。
【００８６】
また、上記実施例では磁石粉末に添加する有機金属化合物として金属アルコキシドや金属アルキル錯体やＤＩＢＡＬ等を用いているが、他の有機金属化合物であっても良い。
【００８７】
また、上記実施例では、バインダーとして樹脂や長鎖炭化水素や脂肪酸メチルエステルを用いることとしているが、他の材料を用いても良い。
【００８８】
また、連結率の数値は同一の試料に対して測定した場合であっても、想定装置や測定条件によって変化する虞がある。即ち、上記実施例及び比較例で測定された連結率の数値は一例であり、必ずしも固定値とは限らない。
【００８９】
また、本発明ではＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を例に挙げて説明したが、他の磁石（例えばコバルト磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石等）を用いても良い。また、異方性磁石だけでなく等方性磁石に対しても本発明を適用することが可能である。その場合には、グリーンシート１４に対する磁場配向工程を省略可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１          永久磁石
２          主相
３          Ｎｄリッチ相
１１        ビーズミル
１２        コンパウンド
１３        支持基材
１４        グリーンシート
１５        ダイ
２５        ソレノイド
２６        ホットプレート
３７        加熱装置
４０        成形体
【図１】
0005926989.tif 000003
【図２】
0005926989.tif 000004
【図３】
0005926989.tif 000005
【図４】
0005926989.tif 000006
【図５】
0005926989.tif 000007
【図６】
0005926989.tif 000008
【図７】
0005926989.tif 000009
【図８】
0005926989.tif 000010
【図９】
0005926989.tif 000011
【図１０】
0005926989.tif 000012