(57)【要約】【課題】高い保磁力を与える希土類元素を用いて、保磁力を効果的に向上させることができるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石、およびその製造方法を提供する。【解決手段】Ｒとして軽希土類元素を含むＲ−Ｔ―Ｂ系合金の結晶粒よりなる第一の主相１と、Ｒとして重希土類元素を含むＲ−Ｔ−Ｂ系合金の結晶粒よりなる第二の主相２と、２つの主相１，２を構成する結晶粒の表面を囲む表面相５と、粒界三重点に存在する粒界合金相３と、を有し、重希土類元素の濃度は、第一の主相１および粒界合金相３において、第二の主相２および表面相５よりも低いＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石とする。また、Ｒとして軽希土類元素を含むＲ−Ｔ―Ｂ系合金よりなる第一の原料１１と、Ｒとして重希土類元素を第一の原料１１よりも高濃度で含むＲ−Ｔ−Ｂ系合金よりなる第二の原料１２と、を混合して焼結する製造方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒとして軽希土類元素を含むＲ−Ｔ―Ｂ系合金の結晶粒よりなる第一の主相と、
Ｒとして重希土類元素を含むＲ−Ｔ−Ｂ系合金の結晶粒よりなる第二の主相と、
前記第一の主相および第二の主相を構成する結晶粒の表面を囲む表面相と、
粒界三重点に存在する粒界合金相と、を有し、
前記重希土類元素の濃度は、前記第一の主相および前記粒界合金相において、前記第二の主相および前記表面相よりも低いことを特徴とするＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石。
ここで、ＴはＦｅまたはＦｅの一部をＣｏで置換したものである。
【請求項２】
前記軽希土類元素は、ＮｄおよびＰｒより選択される少なくとも１種であり、前記重希土類元素は、Ｄｙ，Ｔｂ，Ｈｏより選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載のＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石。
【請求項３】
前記粒界合金相における前記重希土類元素の含有量が、０．１質量％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石。
【請求項４】
前記Ｒ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石全体における前記重希土類元素の含有量が、０．３質量％以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石。
【請求項５】
前記Ｒ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石全体に含有される前記重希土類元素のうち、前記粒界合金相に分布する前記重希土類元素の割合が、２５％以下であり、かつ、前記粒界合金相が、粒界三重点の領域のうち、８０％以上を占めることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石。
【請求項６】
Ｒとして前記軽希土類元素を含むＲ−Ｔ―Ｂ系合金よりなる第一の原料と、
Ｒとして前記重希土類元素を前記第一の原料よりも高濃度で含むＲ−Ｔ−Ｂ系合金よりなる第二の原料と、を混合して焼結することで、前記請求項１から５のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石を製造することを特徴とするＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項７】
焼結温度が１０００℃未満であることを特徴とする請求項６に記載のＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項８】
焼結温度が９６０℃以上であることを特徴とする請求項６または７に記載のＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項９】
前記第一の原料および第二の原料は、平均粒径が３μｍ以下の粉末よりなることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、希土類元素の分布の異なる複数の相を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石、およびそのようなＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高い磁気特性を有する希土類磁石の１種として、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が用いられている（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅまたはＦｅの一部をＣｏで置換したもの）。磁石において要求される磁気特性の１つとして、高い保磁力を有することが挙げられる。一般に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ｒ２Ｔ１４Ｂなる組成を有する結晶粒を主相としてなる。通常、希土類元素Ｒは、ＮｄやＰｒ等の軽希土類元素であるが、希土類元素Ｒの一部をＤｙやＴｂ等の重希土類元素に置換することで、保磁力が向上することが知られている。ＤｙやＴｂの添加による保磁力の向上については、例えば特許文献１に背景技術として記載されている。特許文献１には、一部を重希土類に置換した希土類元素Ｒの構成例として、Ｎｄ−Ｄｙ，Ｎｄ−Ｔｂ，Ｎｄ−Ｄｙ−Ｔｂ，Ｎｄ−Ｐｒ−Ｄｙ，Ｎｄ−Ｐｒ−Ｔｂ，Ｎｄ−Ｐｒ−Ｄｙ−Ｔｂが挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３１３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
希土類元素Ｒの一部をＤｙやＴｂ等の重希土類元素に置換したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得る方法として、希土類元素Ｒを構成する軽希土類元素の一部がそれらの重希土類元素に置換された合金の粉末を原料として、焼結を行うという方法がとられている。この場合に、図２（ｂ）に示すように、原料粉末９９は、軽希土類元素の一部が重希土類元素に置換されたものでＲを構成したＲ−Ｔ−Ｂ合金を主相９９ａとするものである。通常、主相９９ａの表面には、希土類元素が濃化された濃化相９９ｂや、希土類元素が酸化された酸化物相９９ｃが存在している。このような原料粉末９９を焼結すると、図２（ａ）に示すように、Ｒ２Ｔ１４Ｂ結晶粒を主相９１とする焼結磁石が得られる。粒界三重点には、希土類元素が濃化した粒界合金相９３が形成される。さらに、粒界三重点には、希土類酸化物よりなる酸化物相９４も形成される。
【０００５】
上記のように、重希土類元素が均一に添加された単一種の原料粉末９９を用いて焼結磁石を製造すると、図２（ａ）に示すような組織において、重希土類元素は全体に分散し、各相の軽希土類元素の一部が均一に重希土類元素に置換されたものとなる。重希土類元素は、焼結磁石の保磁力を向上させるのに寄与しうるが、そのように高い保磁力を与える希土類元素を添加するとしても、その添加した重希土類元素が組織全体に分散し、濃度が希薄になれば、効果的に保磁力を向上させることが難しい。ＤｙやＴｂのような重希土類元素は、希少元素であるため、なるべく少ない添加量で効果的に保磁力を向上させることが望まれる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、高い保磁力を与える希土類元素を用いて、保磁力を効果的に向上させることができるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供すること、またそのようなＲ−Ｔ−Ｂ系焼結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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明にかかるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ｒとして軽希土類元素を含むＲ−Ｔ―Ｂ系合金の結晶粒よりなる第一の主相と、Ｒとして重希土類元素を含むＲ−Ｔ−Ｂ系合金の結晶粒よりなる第二の主相と、前記第一の主相および第二の主相を構成する結晶粒の表面を囲む表面相と、粒界三重点に存在する粒界合金相と、を有し、前記重希土類元素の濃度は、前記第一の主相および前記粒界合金相において、前記第二の主相および前記表面相よりも低い、というものである。ここで、ＴはＦｅまたはＦｅの一部をＣｏで置換したものである。
【０００８】
ここで、前記軽希土類元素は、ＮｄおよびＰｒより選択される少なくとも１種であり、前記重希土類元素は、Ｄｙ，Ｔｂ，Ｈｏより選択される少なくとも１種であるとよい。
【０００９】
前記粒界合金相における前記重希土類元素の含有量が、０．１質量％以下であるとよい。また、前記Ｒ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石全体における前記重希土類元素の含有量が、０．３質量％以上であるとよい。
【００１０】
前記Ｒ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石全体に含有される前記重希土類元素のうち、前記粒界合金相に分布する前記重希土類元素の割合が、２５％以下であり、かつ、前記粒界合金相が、粒界三重点の領域のうち、８０％以上を占めるとよい。
【００１１】
本発明にかかるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、Ｒとして前記軽希土類元素を含むＲ−Ｔ―Ｂ系合金よりなる第一の原料と、Ｒとして前記重希土類元素を前記第一の原料よりも高濃度で含むＲ−Ｔ−Ｂ系合金よりなる第二の原料と、を混合して焼結することで、上記のようなＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石を製造するものである。
【００１２】
ここで、焼結温度が１０００℃未満であるとよい。また、焼結温度が９６０℃以上であるとよい。
【００１３】
前記第一の原料および第二の原料は、平均粒径が３μｍ以下の粉末よりなるとよい。
【発明の効果】
【００１４】
上記発明にかかるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石においては、軽希土類元素よりも高い保磁力を与える重希土類元素が、組織全体に均一な割合で分布しているのではなく、特定の相に高濃度で分布している。そのように重希土類元素の濃度が高い相が高い保磁力を与えることにより、組織全体に均一な割合で重希土類元素が分布する場合と比較して、焼結磁石全体としての保磁力を効果的に向上させることができる。特に、組織内で比較的大きな体積を占める粒界三重点に存在する粒界合金相において重希土類元素の濃度が低くなっている一方、主相結晶粒の表面のごく薄い領域しか占めず、比較的体積の小さい表面相において、重希土類元素の濃度が高くなっており、その小体積の表面相に高濃度で重希土類元素が偏在することで、重希土類元素の添加量が少量であっても、効果的に保磁力の向上に寄与させることができる。重希土類元素は、軽希土類元素と比較して希少であり、高価であるが、組織内で偏在させることで、少量の使用でも効果的に保磁力の向上に寄与させることができ、焼結磁石の材料コストを低く抑えながら、高い保磁力を得ることが可能となる。
【００１５】
特に、軽希土類元素が、ＮｄおよびＰｒより選択される少なくとも１種であり、重希土類元素が、Ｄｙ，Ｔｂ，Ｈｏより選択される少なくとも１種である場合には、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石材料において汎用される軽希土類元素であるＮｄおよびＰｒとともに、保磁力向上に高い効果を示す重希土類元素であるＤｙ，Ｔｂ，Ｈｏを用いることで、焼結磁石全体としての材料コストを抑えながら、効果的に保磁力を向上させることができる。
【００１６】
粒界合金相における重希土類元素の含有量が、０．１質量％以下である場合には、粒界合金相における重希土類元素の濃度の低さの効果として、相対的に、表面相における重希土類元素の濃度を高めることができ、高い保磁力を与える表面相を形成しやすい。
【００１７】
また、Ｒ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石全体における重希土類元素の含有量が、０．３質量％以上である場合には、重希土類元素の含有量を十分に確保することで、焼結磁石全体として高い保磁力を達成しやすくなる。
【００１８】
Ｒ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石全体に含有される重希土類元素のうち、粒界合金相に分布する重希土類元素の割合が、２５％以下であり、かつ、粒界合金相が、粒界三重点の領域のうち、８０％以上を占める場合には、重希土類元素の濃度が低い粒界合金相が、粒界三重点を構成する空間のうち、大きな部分を占めることで、粒界三重点に形成されやすい重希土類元素を高濃度で含んだ酸化物が占めうる領域が、制限される。これにより、そのような酸化物に多量の重希土類元素が含有されてしまい、表面相に含有されうる重希土類元素の量が少なくなる、という事態を回避しやすくなる。その結果、表面相による高保磁力の発揮を担保しやすくなる。
【００１９】
上記発明にかかるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法においては、軽希土類元素の中に重希土類元素を一定の割合で含む単一の原料を用いて焼結を行うのではなく、重希土類元素を高濃度で含む第二の原料と、重希土類元素を含まない、あるいは低濃度しか含まない第一の原料とを独立に準備して混合することで、得られる焼結体において、重希土類元素が組織全体に均一な割合で分布するのではなく、一部の相に偏在した構造が得られやすい。その結果、重希土類元素の濃度が高い相の寄与により、高い保磁力を有する焼結磁石を得ることができる。
【００２０】
ここで、焼結温度が１０００℃未満である場合には、重希土類元素が高温での加熱によって組織全体に分散するのを抑えることができる。その結果、重希土類元素の偏在による保磁力向上の効果が得られやすくなる。
【００２１】
また、焼結温度が９６０℃以上である場合には、焼結密度を十分に上げやすい。
【００２２】
第一の原料および第二の原料が、平均粒径が３μｍ以下の粉末よりなる場合には、粒径の小ささの効果として、比較的低温でも効果的に焼結を進めることができ、重希土類元素の偏在により、高い保磁力を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得やすい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態にかかるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組織を示す図である。（ｂ）は、本発明の一実施形態にかかるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において使用される原料粉末の組織を示す図である。
【図２】（ａ）は、従来一般のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組織を示す図である。（ｂ）は、従来一般のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において使用される原料粉末の組織を示す図である。
【図３】混合粉末を用いて９９０℃で焼結を行った場合のＳＥＭおよびＥＰＭＡの観察像であり、（ａ）はＳＥＭ像、（ｂ）は酸素の濃度分布、（ｃ）はＤｙの濃度分布を示している。
【図４】混合粉末を用いて１０００℃で焼結を行った場合のＳＥＭおよびＥＰＭＡの観察像であり、（ａ）はＳＥＭ像、（ｂ）は酸素の濃度分布を示している。
【図５】焼結温度を変化させて、時効前と時効後で磁気特性を測定した結果を示す図であり、（ａ）は残留磁束密度、（ｂ）は保磁力を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の一実施形態にかかるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結類磁石およびその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
［Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組織］
まず、本発明の一実施形態にかかるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（以下、単に「焼結磁石」と称する場合がある）について説明する。
【００２６】
本発明の一実施形態にかかる焼結磁石は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金材料を焼結させてなる焼結磁石である。ここで、ＴはＦｅまたはＦｅの一部をＣｏで置換したものである。Ｒは、希土類元素であるが、本実施形態において、Ｒは、軽希土類元素と、重希土類元素の２つの群の希土類元素よりなる。一般に、重希土類元素は、軽希土類元素よりも高い保磁力を与える。つまり、Ｒが重希土類元素のみよりなるＲ−Ｔ−Ｂ系合金の方が、Ｒが軽希土類元素のみよりなるＲ−Ｔ−Ｂ系合金よりも、高い保磁力を与える。用いられる軽希土類元素および重希土類元素は、それぞれ、単一の希土類元素よりなっても、２種以上の希土類元素よりなってもよい。
【００２７】
一般に認識されるように、軽希土類元素とは、Ｌａ〜ＥｕおよびＳｃを指し、重希土類元素とは、Ｇｄ〜ＬｕおよびＹを指す。これらのうち、本実施形態において用いる軽希土類元素は、ＮｄおよびＰｒより選択される少なくとも１種とすることが好ましい。また、重希土類元素は、Ｄｙ，Ｔｂ，Ｈｏより選択される少なくとも１種とすることが好ましい。
【００２８】
以下では、軽希土類元素をＮｄとし、重希土類元素をＤｙとする形態を例として、説明を行う。つまり、Ｒ−Ｔ−Ｂ合金のＲが、ＮｄとＤｙよりなっているとする。ただし、上記のように、軽希土類元素および重希土類元素はこれらに限定されるものではなく、以下の説明において、適宜、Ｎｄを軽希土類元素、Ｄｙを重希土類元素と読み替えればよい。
【００２９】
本実施形態にかかる焼結磁石は、図１（ａ）に示すように、その組織中に、第一の主相１と、第二の主相２と、粒界合金相３と、粒界酸化物相４と、表面相５と、を有している。これらの各相１〜５は、必要に応じて、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｂ等、ＲおよびＴ以外の元素をさらに含んでもよい。
【００３０】
第一の主相１および第二の主相２は、それぞれ、Ｒ２Ｔ１４Ｂ相の結晶粒として存在している。第一の主相１においては、希土類元素Ｒは、実質的にＮｄのみであり、Ｄｙはほとんど含有されない。一方、第二の主相２においては、希土類元素Ｒとして、ＮｄとＤｙが含有される。なお、第一の主相１が少なくともＮｄを含有し、第二の主相２が少なくともＤｙを含有するとともに、Ｄｙの濃度（質量％を単位とした各相における含有量；以下において同じ）が第二の主相２において第一の主相１よりも高ければ、各主相１，２におけるＮｄおよびＤｙの分布はこのようなものに限られず、例えば、第一の主相１にも、第二の主相２よりも少量のＤｙが含有されていてもよい。ただし、組織全体として含有されるＤｙのうち極力多くの部分を表面相５に分布させる観点から、第一の主相１は実質的にＤｙを含まない方が好ましく、含む場合でも、Ｄｙ濃度を０．１質量％以下に抑える方が好ましい。第一の主相１および第二の主相２の結晶粒径は、原料として使用する粉末の粒径等に依存するが、１〜３μｍとする形態を好適に例示することができる。
【００３１】
粒界合金相３と粒界酸化物相４は、いずれも、主相（第一の主相１および第二の主相２）を構成する３つの結晶粒が接する粒界三重点に形成された空間を占めて存在するものである。粒界合金相３は、主相１，２を構成するＲ２Ｔ１４Ｂ相と組成の異なる合金よりなる層である。粒界合金相３は、主相１，２よりも、希土類Ｒが濃化された合金よりなっている。そして、粒界合金相３においては、Ｄｙの濃度が、第二の主相２、および後に説明する表面相５よりも低くなっている。
【００３２】
一方、粒界酸化物相４は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金の酸化物よりなる相である。粒界酸化物相４は、本実施形態にかかる焼結磁石において、磁気特性を発揮する観点から必須に含有されるべきものではないが、実際の焼結磁石において、多くの場合に、粒界三重点に形成され、比較的高濃度のＤｙ、例えば第二の主相２よりも高濃度のＤｙを含有する。また、粒界酸化物相４における酸素濃度は、それ以外の相１，２，３，５の２倍以上となりやすい。なお、図１（ａ）では、分かりやすいように、粒界酸化物相４を粒界合金相３に隣接させて表示しているが、実際の組織においては、粒界酸化物相４は、粒界合金相３と離れた位置に形成されることが多い。
【００３３】
表面相５は、図１（ａ）中に太線で示すように、第一の主相１および第二の主相２の結晶粒の表面を囲む相として形成されている。表面相５も、粒界合金相３と同様に、主相１，２と異なる組成の合金よりなる相である。しかし、表面相５においては、Ｄｙの濃度が、第一の主相１および粒界合金相３よりも高くなっている。表面相５は、高い均一性をもって結晶粒の表面を包囲する薄層状の構造として形成され、その厚さは、０．５〜５ｎｍ程度である。
【００３４】
このように、焼結磁石の組織内には複数の相が存在し、Ｄｙの分布が、それらの相の間で、不均一となっている。具体的には、Ｄｙの濃度は、第一の主相１および粒界合金相３において、第二の主相２および表面相５よりも低くなっている。つまり、Ｄｙ濃度の関係を、以下のように表示することができる。
（［第一の主相１］，［粒界合金相３］）＜（［第二の主相２］，［表面相５］）
【００３５】
表面相５におけるＤｙの濃度は、おおむね、第二の主相２における濃度と同程度か、それよりも低くなる。また、第一の主相１および粒界合金相３においては、Ｄｙの含有量が同程度となり、本実施形態においては、ともにＤｙがほぼ含有されない。さらに、粒界酸化物相４においては、第二の主相２よりも高濃度のＤｙが含有されやすい。以上を考慮すると、各相におけるＤｙの濃度の関係は、以下のようになることが多い。
［第一の主相１］≒［粒界合金相３］＜［表面相５］≦［第二の主相２］＜［粒界酸化物相４］
【００３６】
各相におけるＤｙの濃度としては、以下のような範囲を好適なものとして例示することができる。
・第一の主相１および粒界合金相３：０．１質量％以下
・表面相５：０．３〜５質量％
・第二の主相２：０．３〜５質量％
また、粒界酸化物相４は、以下のようなＤｙ濃度をとりやすい。
・粒界酸化物相４：０．３〜７質量％
【００３７】
さらに、組織全体における希土類元素の含有量としては、以下のような範囲を好適なものとして例示することができる。
・Ｄｙ：０．３〜７質量％
・全希土類の総量（ＴＲＥ）：２８〜３３質量％
【００３８】
焼結磁石の組織中の各相の分布と組成は、後の実施例にも示すように、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）および電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）による元素分析を用いて確認することができる。ただし、表面相５に関しては、その薄さのために、ＳＥＭおよびＥＰＭＡでは十分な分解能で確認することができないが、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いれば直接確認することができ、一般のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、希土類元素が濃化した表面相が形成されることが確認されている。また、後の実施例に示すように、磁化曲線における角形比（ＳＱ値）が、０．９以上、さらには０．９５以上のような高い値をとることから、主相１，２を構成する各結晶粒を単位とした保磁力の均一性が高いことが確認され、このことは、厚さ数ｎｍの表面相５が主相１，２の結晶粒の表面に均一に形成されていることを示している。
【００３９】
本実施形態にかかる焼結磁石においては、希土類元素として、Ｎｄに加えて、Ｎｄよりも高い保磁力を与えるＤｙが含有されていることで、焼結磁石全体として、高い保磁力が得られる。特に、Ｄｙが、組織内に均一な割合で（Ｎｄに対する比率が均一な状態で）分布しているのではなく、特定の相に高濃度で偏在していることにより、Ｄｙによる保磁力向上の効果が大きく得られる。
【００４０】
具体的には、Ｄｙ濃度が高い表面相５が、主相１，２の結晶粒の表面に薄く形成されている。この表面相５が、高い保磁力を与えることで、焼結磁石全体としての保磁力の向上に寄与する。さらに、粒界三重点に形成された粒界合金相３において、Ｄｙ濃度が表面相５および第二の主相２よりも低いこと、さらには、ほぼＤｙを含有しないことが、焼結磁石全体としての保磁力の向上に効果を有する。つまり、組織全体としてのＤｙ濃度が同じであっても、結晶粒として組織中で大きな体積を占める第二の主相２に加えて、比較的大きな体積を占める粒界合金相３に、Ｄｙが高濃度で分布しないことで、その分、組織全体の中で比較的小さな体積しか占めない表面相５にＤｙが高濃度で分布することができる。このようにして表面相５に高濃度でＤｙが含有されるほど、表面相５によって高い保磁力が発揮される。特に、粒界合金相３におけるＤｙの濃度を０．１質量％以下に抑えることで、とりわけ大きな保磁力向上の効果が得られる。また、焼結磁石全体として含有されるＤｙの総量のうち、粒界合金相３に分布するＤｙの割合は、２５％以下、さらには１０％以下、２％以下であることが好ましい。
【００４１】
もし、図２（ａ）に示すように、粒界合金相９３を含め、組織全体にＤｙが均一な割合で分布するとすれば、全体としてＤｙが希薄な焼結磁石となり、Ｄｙのように保磁力を向上させる効果を有する元素を添加したとしても、その保磁力向上の効果を有効に利用することができない。後に実施例において示すように、図２（ｂ）のようなＤｙが均一に添加された原料を焼結して得られる、Ｄｙの分布割合がほぼ均一な焼結磁石においては、全体としてのＤｙ添加量が同じであっても、本実施形態のＤｙが偏在した焼結磁石のように、高い保磁力を得ることができない。
【００４２】
Ｄｙをはじめとする重希土類元素は、産出量が少なく、高価であり、焼結磁石において、添加量をできるだけ少なくすることが望まれるが、上記のように、Ｄｙを組織中で偏在させることで、焼結磁石全体としての添加量が少なくても、その保磁力向上の効果を有効に利用し、効果的に焼結磁石全体としての保磁力を向上させることができる。ただし、保磁力向上の効果を十分に確保する観点から、焼結磁石全体におけるＤｙの添加量は、０．３質量％以上、さらには１．０質量％以上、また２．０質量％以上としておくことが望ましい。
【００４３】
上記のように、粒界酸化物相４は、粒界合金相３とともに粒界三重点に形成されやすいが、磁気特性の向上に効果を有するものではなく、高濃度のＤｙを含有することで、その分、表面相５に含有されうるＤｙの量を減らしてしまい、表面相５による保磁力の向上を阻害することがある。よって、表面相５に含有されうるＤｙの量をできる限り多く確保する観点から、粒界三重点に占める粒界酸化物相４の割合は小さい方がよい。粒界三重点を占める領域のうち、粒界酸化物相４が占める割合が、４０％以下、さらには２０％以下であれば、つまり、粒界合金相３が占める割合が、６０％以上、さらには８０％以上であれば、粒界三重点全体としてのＤｙの濃度を小さく抑え、その分、表面相５におけるＤｙの濃度を高めることができる。その結果として、焼結磁石の保磁力を効果的に高めることができる。特に、焼結磁石全体として含有されるＤｙの総量のうち、粒界合金相３に分布するＤｙの割合が２５％以下であり、かつ、粒界三重点を占める領域のうち、粒界合金相３が占める割合が８０％以上である場合には、Ｄｙの濃度が低く制限された粒界合金相３が、粒界三重点のうち大きな領域を占めることになり、粒界酸化物相４として粒界三重点に分布しうるＤｙの量が厳しく制限されるので、一層効果的に、焼結磁石の保磁力を高めることができる。なお、粒界三重点における粒界合金相３および粒界酸化物相４の割合は、後の実施例に示すように、ＳＥＭおよびＥＰＭＡの観察像に基づいて、それらが占める面積の割合として見積もることができる。
【００４４】
［Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法］
次に、上記のようなＤｙが偏在したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造する方法の一例として、本発明の一実施形態にかかる焼結磁石の製造方法について説明する。
【００４５】
本実施形態にかかる製造方法においては、２種類のＲ−Ｔ−Ｂ系合金よりなる原料を混合して焼結することで、焼結磁石を製造する（２合金法）。特に、図１（ｂ）に示したように、原料として、２種類のＲ−Ｔ−Ｂ系合金よりなる原料粉末１１，１２を混合した混合粉末を用いることが好ましい。混合粉末を構成する第一の原料粉末１１と第二の原料粉末１２では、希土類元素Ｒの組成が異なっている。つまり、第二の原料粉末１２が、重希土類元素を第一の原料粉末１１よりも高濃度で含んでいる。
【００４６】
おおむね、第一の原料粉末１１が焼結磁石において第一の主相１を構成し、第二の原料粉末１２が第二の主相２を構成するので、上記実施形態で例示した組成の焼結磁石を製造する場合の原料としては、第一の原料粉末１１として、希土類元素ＲとしてＮｄのみを含有するものを用い、第二の原料粉末１２として、希土類元素ＲとしてＮｄとＤｙを含有するものを用いればよい。ただし、第一の原料粉末１１が少なくともＮｄを含み、第二の原料粉末１２がＤｙを第一の原料粉末１１よりも高濃度で含むかぎりにおいて、そのような形態に限られず、得られる焼結磁石において所望される第一の主相１および第二の主相２の組成に応じて、第一の原料粉末１１および第二の原料粉末１２の組成を選択すればよい。ただし、得られる焼結磁石の組織において、第一の主相１および粒界合金相３に含有されるＤｙの濃度を極力低くする観点から、第一の原料粉末１１はＤｙを含有しない方が好ましく、含有する場合でも、Ｄｙ濃度が０．１質量％以下であるとよい。この場合に、第二の原料粉末１２におけるＤｙ濃度を１〜１０質量％とする形態を好適なものとして例示することができる。また、混合粉末は、２種の原料粉末のみよりなる形態に限られず、希土類元素Ｒの組成が相互に異なる３種以上のＲ−Ｔ−Ｂ系合金の粉末よりなってもよい。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金以外の成分よりなる粉末材料を適宜含んでもよい。
【００４７】
第一の原料粉末１１は、主に、Ｒ２Ｔ１４Ｂ（Ｒ＝Ｎｄ）の組成を有する主相（第一原料主相）１１ａよりなっている。この種のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石材料よりなる焼結原料粉末においては、主相の表面の一部の領域に、希土類元素Ｒが主相よりも濃化した相が形成されている。第一の原料粉末１１においても、第一原料主相１１ａの表面に、Ｎｄが第一原料主相１１ａよりも濃化した第一原料濃化相１１ｂが形成されている。
【００４８】
第二の原料粉末１２も同様に、主に、Ｒ２Ｔ１４Ｂ（Ｒ＝Ｎｄ，Ｄｙ）の組成を有する第二原料主相１２ａよりなっている。そして、第二原料主相１２ａの表面に、ＮｄおよびＤｙが第二原料主相１２ａよりも濃化した第二原料濃化相１２ｂが形成されている。なお、第二原料濃化相１２ｂにおけるＮｄに対するＤｙの割合は、第二原料主相１２ａとほぼ変わらない。さらに、Ｄｙをはじめとする重希土類元素が、Ｎｄをはじめとする軽希土類元素よりも酸化を受けやすいことを反映して、第二原料主相１２ａの表面には、ＮｄおよびＤｙの酸化物よりなる第二原料酸化物相１２ｃが形成されている。第一の原料粉末１１の表面には、このような酸化物相はほとんど形成されない。
【００４９】
このような２種の原料粉末１１，１２よりなる混合粉末を焼結すると、上記のように、第一の原料粉末１１の第一原料主相１１ａおよび第二の原料粉末１２の第二原料主相１２ａは、ほぼその成分組成を保ったまま、それぞれ第一の主相１および第二の主相２となる。そして、第一の原料粉末１１の第一原料濃化相１１ｂおよび第二の原料粉末１２の第二原料濃化相１２ｂは、粒界合金相３および表面相５となると考えられる。また、第二の原料粉末１２の第二原料酸化物相１２ｃは、粒界酸化物相４となると考えられる。よって、第一の原料粉末１１と第二の原料粉末１２の混合比は、製造される焼結磁石において所望される第一の主相１と第二の主相２の比率に基づいて適宜設定すればよい。
【００５０】
第一の原料粉末１１および第二の原料粉末１２は、平均粒径（ｄ５０）が３μｍ以下であることが好ましい。原料粉末１１，１２の粒径が小さいほど、原料粉末１１，１２が活性化され、焼結が進行しやすい。後述するように、焼結温度を高くしすぎると、第一原料濃化相１１ｂの溶融により、Ｄｙ濃度の低い粒界合金相３が得られにくくなるが、粒径の小さい原料粉末１１，１２を用いて比較的低温でも焼結が進むようにすることで、そのような現象を回避しやすくなる。焼結磁石を製造する際に用いられる従来一般の原料粉末の平均粒径は、５μｍ程度であることが多いが、３μｍ以下とすることで、焼結を効果的に促進することができる。
【００５１】
第一の原料粉末１１および第二の原料粉末１２を製造するためには、まず、それぞれ所定の合金組成を有する原料合金を、真空中、または不活性ガス雰囲気中でストリップキャスティングまたはその他公知の溶解法により作製する。そして、作製した原料合金に対して水素吸蔵・放出処理を実施することにより粉砕性を向上させ、ジェットミルを用いて所望の粒径となるまで微粉砕することで、所望の粒径を有する原料粉末１１，１２を得ることができる。
【００５２】
そして、第一の原料粉末１１および第二の原料粉末１２を用いて、例えば以下のような方法で焼結磁石を製造することができる。まず、第一の原料粉末１１と第二の原料粉末１２よりなる混合粉末を十分に混合し、所望の形状を有する容器に充填する。なお、第一の原料粉末１１と第二の原料粉末１２は、合金の状態で混合して同時に微粉砕しても、別々に微粉砕してから混合してもよい。
【００５３】
次いで、容器全体に磁界を印加し、原料粉末１１，１２の粒子を配向させる。磁界の印加終了後、雰囲気制御した加熱室で、容器を所定の焼結温度で加熱し、原料粉末１１，１２を焼結することで、焼結磁石を得る。磁界の印加の際も、焼結の際も、原料粉末１１，１２には、機械的な圧力は印加しない（プレスレス法；ＰＬＰ法）。
【００５４】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金においては、希土類元素の濃度が高いほど融点が低いので、焼結時に、第一原料主相１１ａおよび第二原料主相１２ａよりも第一原料濃化相１１ｂおよび第二原料濃化相１２ｂが優先的に溶融しやすい。さらに、Ｄｙをはじめとする重希土類元素は、Ｎｄをはじめとする軽希土類元素よりも、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金において低い融点を与える。つまり、第一原料濃化相１１ｂよりも、第二原料濃化相１２ｂの方が低い融点を有する。そのため、第一の原料粉末１１と第二の原料粉末を混合して焼結した際に、第二原料濃化相１２ｂが第一原料濃化相１１ｂよりも低温で溶融し、主相１，２を構成する結晶粒の表面に拡散する一方、第二原料濃化相１２ｂは、粒界三重点に局在した状態に留まりやすい。結果として、第一原料濃化相１１ｂと第二原料濃化相１２ｂの溶融挙動の差に起因して、第二原料濃化相１２ｂに由来する表面相５と、第一原料濃化相１１ｂに由来する粒界合金相３を有する組織が焼結磁石において得られやすい。なお、希土類元素Ｒが異なるＲ−Ｔ−Ｂ系合金の融点の序列は、おおむね、単体の希土類金属の融点の序列に従うものとなる。
【００５５】
これに対し、図２（ｂ）に示すように、Ｄｙを所定の割合で含む単一の原料粉末のみを用いて焼結を行った場合には（１合金法）、その原料粉末の組成を反映して、図２（ａ）に示すように、Ｄｙが全組織中で均一な割合で分布した焼結磁石が得られる。その結果、上記２合金法における第一の原料粉末１１と第二の原料粉末１２の合計に占めるＤｙの含有量と、１合金法における単一の原料粉末に占めるＤｙの含有量が同じであったとしても、２合金法の方が、高い保磁力を示す焼結磁石を得ることができる。
【００５６】
混合粉末の焼結温度は、１０００℃未満、さらには９９０℃以下とすることが好ましい。上記のように、ＤｙがＮｄよりも低い融点を与えることにより、Ｄｙの濃度が高い表面相５とＤｙの濃度が低い（実質的に含有されない）粒界合金相３が独立に形成されうるが、焼結温度を高くしすぎると、粒界合金相３となるべき第一原料濃化相１１ｂまでが溶融して、主相１，２の結晶粒の表面等に拡散してしまう可能性がある。また、第一原料濃化相１１ｂと第二原料濃化相１２ｂがそれぞれ溶融して相互拡散することで、粒界合金相３に含有されるＤｙの濃度が高くなってしまう可能性がある。これらの現象が起こると、表面相５におけるＤｙの濃度が下がってしまうことになる。
【００５７】
しかし、焼結温度を１０００℃未満、さらには９９０℃以下としておくことで、それらの現象を回避し、表面相５へのＤｙの偏在による保磁力向上の効果を維持することができる。なお、用いる軽希土類元素および重希土類元素の組み合わせによっては、好適な焼結温度の上限が上記と異なる可能性があるが、その組み合わせに応じて、重希土類元素を多く含む合金は結晶粒の表面に十分に拡散するが、重希土類元素の濃度が低い（あるいは含まれない）合金は実質的に結晶粒の表面に拡散せずに粒界三重点に留まる、という温度を上限として選択すればよい。なお、重希土類元素の好適な例として挙げたＤｙ，Ｔｂ，Ｈｏは、溶融に関する挙動や、酸素との反応性に関する挙動が相互に類似しており、Ｄｙの代わりに、あるいはＤｙに加えて、ＴｂやＨｏを用いる場合についても、Ｄｙを用いる場合と同程度の焼結温度を好適なものとして採用することができる。
【００５８】
一方、焼結温度は、９６０℃以上とすることが好ましい。それにより、焼結磁石の焼結密度を高めやすい。また、Ｄｙを含む合金の拡散を十分に促進することで、均一な表面相５を形成しやすい。
【００５９】
Ｄｙをはじめとする重希土類元素は、酸化を受けやすいため、焼結は、真空中や不活性ガス中等、酸素分圧の低い雰囲気で行うことが好ましい。それにより、得られる焼結磁石において、粒界酸化物相４の割合を小さくすることができる。また、酸化が進行すると、焼結に要する温度が高くなってしまうので、酸素分圧の低い雰囲気で焼結を行うことで、焼結温度を低温に抑えることが可能となり、上記のように、Ｄｙ濃度の低い粒界合金相３の確保による高保磁力化の効果を得やすくなる。特に、プレスレス法によって焼結を行う場合には、焼結中の雰囲気制御を行いやすい。
【００６０】
得られた焼結磁石に対しては、適宜、時効処理を行うことができる。焼結磁石の組織中の各相における元素分布の詳細、および具体的な磁気特性値は、時効条件によって変化する。しかし、時効条件が揃っているかぎりにおいて、上記のように、Ｄｙ含有量の異なる２種の原料粉末１１，１２を用いた２合金法を採用することでＤｙを所定の割合で含む単一の原料粉末を用いる１合金法の場合よりも高い保磁力が得られるという関係性、また、２合金法において、低温で焼結するほど高い保磁力が得られるという傾向は、時効の有無によらず、また、時効温度によらず、維持される。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【００６２】
［１］試料の作製
（２合金法による試料）
第一の原料粉末（Ｄｙフリー）および第二の原料粉末（Ｄｙ含有）として、下記表１のような成分組成を有するＲ−Ｔ−Ｂ系合金粉末を準備した。粉砕により、各原料粉末の平均粒径ｄ５０を、３μｍ以下とした。そして、第一の原料粉末と第二の原料粉末を、質量比で、４５：５５となるように混合し、混合粉末全体としてのＤｙの含有量が２．５質量％となるようにした。
【００６３】
【表１】
2018174205.tif 000003
【００６４】
得られた混合粉末を、充填密度３．６ｇ／ｃｃで、焼結用の容器に充填し、磁界を印加して配向させた後、真空中で焼結した。焼結温度は、９６０℃、９７０℃、９８０℃、１０００℃の４とおりとした。焼結磁石の組織の観察に供する試料としては、このままの状態で用いた（焼結まま）。磁気特性の評価および時効温度の評価に供する試料としては、さらに５２０℃で時効処理を行った。
【００６５】
（１合金法による試料）
Ｄｙの含有量が２．５質量％である単一の原料粉末を用いて、上記と同様に、試料を作製した。原料粉末の組成は、Ｄｙ以外の元素についても、対応する２合金法用混合粉末における「混合後組成」（表１参照）とほぼ同じになるようにした。焼結温度は、１０００℃とした。
【００６６】
［２］焼結磁石の組織の観察
（試験方法）
上記の２合金法による試料のうち、焼結温度を９９０℃としたものと、１０００℃としたものについて、試料断面のＳＥＭ観察を行った。また、同じ視野において、ＥＰＭＡによる元素分析を行い、各元素の濃度分布を得た。それぞれ、観察倍率は５０００倍とした。
【００６７】
（結果）
（１）焼結温度９９０℃の場合
図３に、９９０℃で焼結した試料についての観察結果を示す。（ａ）がＳＥＭ像、（ｂ）がＯ（酸素）の濃度分布、（ｃ）がＤｙの濃度分布である。
【００６８】
図３（ａ）のＳＥＭ像において、白く観察されている部分が、粒界三重点の領域に当たる。それ以外の、暗く観察されている部分は、主相に当たる。
【００６９】
図３（ｂ）の酸素分布において、符号Ａで示すように、図３（ａ）の粒界三重点に相当する領域の一部に、酸素濃度がひときわ高くなった部分が存在する。画像で、グレーの領域の周囲が白い輪郭で囲まれたように表示されている部位がこれに相当する（カラー画像では赤で表示されている）。この領域における酸素濃度は、他の領域の２倍以上となっている。
【００７０】
図３（ｃ）のＤｙ分布においては、おおむね明るく表示されている領域ほどＤｙの濃度が高くなっているが、図３（ａ）の主相に対応する領域のうち、符号Ｂで示すように、比較的明るく表示されている領域が、Ｄｙを含有する第二の主相に当たる。一方、主相に対応する領域のうち、符号Ｃで示すように、比較的暗く表示されている領域が、Ｄｙを実質的に含有しない第一の主相に当たる。
【００７１】
また、図３（ｃ）中に円で囲んで示すように、主相を取り囲む領域にもＤｙが分布しているが、これは、主相の表面にＤｙ濃度の高い表面相が形成されていることによると解釈される。なお、表面相は、厚みの小ささのために、ＳＥＭでは明確な相として観察されず、このように、主相の付近でＤｙ濃度が若干高くなった像を与えている。
【００７２】
さらに、図３（ｂ）の酸素分布において、粒界三重点で酸素濃度が高くなっている領域は、図３（ｃ）のＤｙ分布においても、符号Ａで示すように、Ｄｙの濃度が高くなっている。このことは、粒界三重点の一部の領域を占めて、Ｄｙの濃度の高い酸化物相が形成されていることを示している。一方、符号Ｄで示すように、粒界三重点において、そのような酸化物相が形成されている以外の領域で、Ｄｙ濃度が低くなっている。これは、Ｄｙをほぼ含有しない粒界合金相に対応する。
【００７３】
上記のように、ＳＥＭ像および元素分布から、Ｄｙ濃度の高い酸化物相とＤｙ濃度の低い合金相の２種の相が粒界三重点に形成されていることが確認された。これらの相の組成を詳細に確認するため、図３（ａ）のＳＥＭ像中に囲み符号１〜５で示した粒界三重点を占める各位置において、構成元素の定量分析を行った。表２にその結果を示す。分析した各位置のうち、粒界相１，２は、図３（ｂ）の酸素分布で高濃度の酸素の含有が観察された領域に対応し、それ以外は、高濃度の酸素が観察されていない粒界三重点の領域に対応している。さらに、第一の主相および第二の主相について、同様に構成元素の定量分析を行った結果も、表２に併せて示す。
【００７４】
【表２】
2018174205.tif 000004
【００７５】
表２によると、粒界三重点のうち、高濃度の酸素が分布している粒界相１および粒界相２においては、Ｄｙの濃度が高くなっている。これらのＤｙ濃度は、原料として用いた第二の粉末における４．５質量％とのＤｙ濃度、また２種の主相におけるＤｙ濃度よりも高くなっている。この結果から、粒界三重点の一部の領域を占めて、Ｄｙ濃度の高い酸化物相が形成されていることが分かる。これらの領域において、ＣｏおよびＦｅの濃度が低くなっているのも、希土類、特にＤｙが粒界三重点で濃縮されて酸化されていることと対応している。
【００７６】
一方、粒界相３〜５においては、Ｄｙが０．１質量％以下の非常に低い濃度でしか存在していないか、検出限界を超える濃度では存在していない。このことは、粒界三重点に、Ｄｙをほぼ含有しない合金相が形成されていることを示している。
【００７７】
さらに、主相の表面の表面相に相当する領域についても、同様に、構成元素の定量分析を行った。表３にその結果を示す。この分析は、図３とは別の視野で観察した元素分布像において、主相の外縁から外側におおむね０．３μｍ以内の領域において行った。
【００７８】
【表３】
2018174205.tif 000005
【００７９】
表３によると、主相の表面の領域に、Ｄｙが含有される相が存在しているのが分かる。各点におけるＤｙの含有量は、２．５％との原料粉末全体としての含有量よりも大きくなっている。このことから、主相の表面に、ＥＰＭＡ画像としては明確に確認できなくても、Ｄｙが濃化された合金よりなる表面相が存在していることが確認できる。
【００８０】
以上のように、粒界合金相におけるＤｙの含有量が、０．１質量％以下のように低い水準に抑えられており、相対的に、表面相におけるＤｙの濃度が高められている。このように高濃度のＤｙを含有する表面相が形成されることで、次の磁気特性の評価の項に示されるように、高い保磁力が与えられると解釈される。また、ここでは、粒径３μｍ以下の微細な粉末を原料として用いているが、粒径の小ささによる活性化の結果として、焼結により、そのようなＤｙの偏在化が効果的に進行したものと解釈される。
【００８１】
（２）焼結温度１０００℃の場合
図４に、焼結温度を１０００℃とした試料について、（ａ）ＳＥＭ像および（ｂ）酸素濃度分布を示す。これらの結果によると、１０００℃で焼結した場合にも、９９０℃で焼結した場合と同様に、粒界三重点の一部を占めて、酸素濃度の高い領域が存在している。
【００８２】
しかし、図３（ｂ）と図４（ｂ）を比較すると、１０００℃で焼結した図４（ｂ）の場合の方が、９９０℃で焼結した図３（ｂ）の場合よりも、粒界三重点に占める酸素濃度の高い領域の割合が小さくなっている。このことは、次の磁気特性の評価の試験において、酸化物相の面積率を定量的に見積もることで、さらに明確に確認される。
【００８３】
さらに、粒界三重点の各部における元素分布の定量分析において、９９０℃で焼結した場合と異なる結果が得られた。下の表４に、図４（ａ）のＳＥＭ像中に囲み符号１〜５で示した粒界三重点を占める各位置において、構成元素の定量分析を行った結果を示す。粒界相１，２は、図４（ｂ）の酸素分布で高濃度の分布が観察された領域に対応し、それ以外は、高濃度の酸素が観察されていない粒界三重点の領域に対応している。なお、粒界相２は、別の視野の観察像から抽出したものである。
【００８４】
【表４】
2018174205.tif 000006
【００８５】
表４の結果によると、表２の場合と同様に、酸化物相に対応する粒界相１，２に比べて、酸素濃度が低い粒界相３〜５において、Ｄｙ濃度が低くなっている。しかし、表２の９９０℃で焼結した場合には、そのような酸素濃度が低い領域にＤｙが実質的に含有されないか、含有されても０．１質量％であったのに対し、表４の１０００℃で焼結した場合には、それらの領域におけるＤｙ濃度が０．５質量％以上となっている。
【００８６】
このことは、１０００℃で焼結した場合に、９９０℃で焼結した場合とは異なり、粒界三重点に形成される合金相において、有意な量のＤｙが含有されることを示している。これは、焼結温度が高いことにより、粒界合金相と表面相の間で相互拡散が起こり、焼結温度が低い場合には表面相に留まっているはずのＤｙが、粒界合金相にも分布するようになったものと解釈される。このように、焼結温度が１０℃異なるだけで、粒界合金相の組成が質的に変化している。
【００８７】
［２］磁気特性の評価
（試験方法）
混合粉末全体としてのＤｙ含有量が２．５質量％である原料を用いて得た焼結磁石（焼結まま）について、磁気特性を評価した。
【００８８】
具体的には、９６０℃，９９０℃，１０００℃で焼結した２合金法による焼結磁石および１合金法による焼結磁石を試料として、磁化曲線の測定を行った。測定は、７ｍｍ×７ｍｍ×３．５ｍｍのサイズに焼結体より切り出したサンプルに対して、パルス励磁型磁気特性測定装置（東英工業製  ＴＰＭ−２−０８ｓ−２５）および直流自記磁束計（東英工業製  ＴＲＦ−５ＢＨ−２）を用いて行った。そして、残留磁束密度Ｂｒおよび保磁力ｉＨｃの値を記録した。また、磁気ヒステリシス曲線（Ｂ−Ｈ曲線）の形状から、角形比ＳＱを算出した。ここで、ヒステリシス曲線の第二象限において、磁束密度Ｂの値が残留磁束密度Ｂｒの９０％となる時の磁場Ｈの値をＨｋ９０とし、保磁力をｉＨｃとして、ＳＱ値は、ＳＱ＝Ｈｋ９０／ｉＨｃとして算出される。
【００８９】
さらに、２合金法による試料について、磁気特性と粒界三重点の組織の相関を調査するために、ＥＰＭＡ測定を行い、元素分布像に対して画像解析を行うことで、粒界酸化物相の面積率を見積もった。具体的には、Ｎｄの分布画像において、Ｎｄの濃度が５０〜１００質量％の領域を抽出して面積を算出し、全粒界相（粒界三重点を占める全領域）の面積とした。また、酸素の分布画像において、酸素濃度が１質量％以上の領域を抽出して面積を算出し、粒界酸化物相の面積とした。ここで、酸素濃度が１質量％以上となる領域は、図３（ｂ）および図４（ｂ）において、粒界酸化物相として観察された領域と対応するものである。そして、全粒界相の面積に占める粒界酸化物相の面積の割合を、粒界酸化物相の面積率とした。面積率は、各試料に対して５視野の画像から算出し、その平均値を記録した。さらに、ＥＰＭＡ測定の結果より、粒界合金相におけるＤｙの含有量（単位：質量％）を見積もった。ここでは、画像中の複数の粒界合金相についての平均値を算出している。なお、平均値を算出するに際し、Ｄｙ濃度が検出下限以下である場合については、０質量％とした。２合金法で焼結温度９９０℃、１０００℃の場合の値は、それぞれ表２および表４に示したＤｙ含有量に対応するものである。また、試料全体に含有されるＤｙの総量のうち、粒界合金相に分布するＤｙの割合（単位：％）も併せて算出した。
【００９０】
（結果）
下の表５に、各試料に対して測定された磁気特性および粒界酸化物相の面積率、粒界合金相中のＤｙの平均濃度、粒界合金相に分布するＤｙの割合の値をまとめる。
【００９１】
【表５】
2018174205.tif 000007
【００９２】
表５によると、２合金法で製造した焼結磁石においては、いずれの焼結温度についても、１合金法で製造した焼結磁石の場合よりも、高い保磁力が得られている。このことは、２合金法によって得られる焼結磁石においては、Ｄｙが組織全体に均一な割合で分布しているのではなく、Ｄｙ濃度が粒界合金相において低く、表面相において高いという偏在した分布を有することにより、Ｄｙ濃度の高い表面相の寄与により、焼結磁石全体として高い保磁力が得られたものと解釈される。
【００９３】
さらに、２合金法で製造された焼結磁石において、焼結温度が低いほど、保磁力が高くなっている傾向が見られている。これは、上記の組織観察試験で見られたように（表２，３参照）、高温で焼結するほど、粒界合金相と表面相の間での相互拡散が進んで、Ｄｙが粒界合金相にも分布するようになり、相対的に表面相におけるＤｙ濃度が低下することの結果であると考えられる。
【００９４】
表５においては、残留磁束密度においても、２合金法における焼結温度が低いほど、高い傾向が見られている。これも、高温で焼結するほど、表面相へのＤｙの偏在が小さくなることの結果であると解釈される。
【００９５】
粒界酸化物相面積率については、２合金法で焼結温度を高くするほど、小さくなっている。Ｄｙ濃度の高い酸化物よりなる粒界酸化物相は、保磁力の向上に寄与するものではなく、むしろ、Ｄｙが粒界酸化物相に分布することで、表面相に含有されうるＤｙの量が相対的に減少するので、粒界酸化物相の面積が大きくなるほど、保磁力が低下する方向に寄与するはずである。粒界酸化物相の面積が大きくなるほど、粒界酸化物面積率が大きくなるので、表５で見られている、高温で粒界酸化物相面積率が小さくなるに従って保磁力が大きくなるという関係は、これとは逆である。しかし、粒界酸化物相の面積が小さくなることだけでなく、粒界合金相の面積が大きくなることでも、粒界酸化物相面積率が小さくなる。表５の結果では、焼結温度が高温になると、粒界合金相の面積が拡大することで、粒界酸化物相面積率が小さくなっているものと解釈される。表５中に粒界合金相中のＤｙの平均濃度として示されるように、高温で焼結することで、粒界合金相がＤｙを多く含有するようになる。そのことと、粒界合金相の面積が拡大することによって、表５中で粒界合金相に分布するＤｙの割合として示されるように、粒界合金相に分布するＤｙの総量が多くなる。その結果として、表面相におけるＤｙの濃度が低くなり、保磁力が低下しているものと考えられる。ただし、いずれの焼結温度においても、酸化物相の面積率が２０％以下に抑えられ、かつ粒界合金相に分布するＤｙの割合が２５％以下に抑えられていることに対応して、１合金法の場合を上回る保磁力が得られている。
【００９６】
最後に、表５においては、いずれの試料についても、０．９５以上の高い角形比が得られている。このことは、組織全体において、主相の結晶粒の表面に、均一性の高い表面相が形成されていることの結果であると解釈される。
【００９７】
［３］時効の有無による影響の評価
（試験方法）
混合粉末全体としてのＤｙ含有量が２．５質量％である原料を用いて得た焼結磁石について、時効前後で、磁気特性を評価した。測定は、図５中に表示した各温度で焼結した２合金法による焼結磁石と、１合金法による焼結磁石に対して、上記磁気特性の評価試験と同様の方法にて行った。
【００９８】
（結果）
図５に、磁気特性の測定結果を示す。各温度で焼結した２合金法による焼結磁石について、（ａ）が残留磁束密度Ｂｒ、（ｂ）が保磁力ｉＨｃを、時効前（焼結まま）と時効後について示している。併せて、１合金法による焼結磁石（１合金磁石）の保磁力の値を破線で表示している。なお、（ｂ）の時効後の保磁力ｉＨｃのデータは、表５のものと同一である。
【００９９】
図５（ｂ）において、表５で見られたとおり、２合金法によって焼結温度１０００℃未満で作製した焼結磁石においては、１合金法による場合に比べて、高い保磁力が得られているのが確認される。時効によって、保磁力の値自体は変化するが、１合金法の場合との関係性、そして２合金法において焼結温度を低くするほど高保磁力が得られるという傾向は、時効の有無に依存せず、維持されている。図５（ａ）の残留磁束密度の値については、時効を経ることでの系統的な変化は見られない。
【０１００】
以上、本発明の実施形態、実施例について説明した。本発明は、これらの実施形態、実施例に特に限定されることなく、種々の改変を行うことが可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１            第一の主相
２            第二の主相
３            粒界合金相
４            粒界酸化物相
５            表面相
１１          第一の原料粉末
１１ａ        第一原料主相
１１ｂ        第一原料濃化相
１２          第二の原料粉末
１２ａ        第二原料主相
１２ｂ        第二原料濃化相
１２ｃ        第二原料酸化物相
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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