(57)【要約】【課題】保磁力の低下が抑えられているとともに、電気抵抗が高い希土類鉄系永久磁石を提供すること。【解決手段】本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末とを含む混合粉末を、前記希土類鉄系磁石の粉末の液相成分が出現し始める温度未満で焼結して得られる希土類鉄系永久磁石であって、前記希土類鉄系磁石の粉末が、超急冷磁石薄帯から作製された磁石の粉末である。前記混合粉末は、前記希土類鉄系磁石の粉末を３０体積％以上９０体積％以下の量で、前記低融点ガラスの粉末を１０体積％以上７０体積％以下の量で含むことが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末とを含む混合粉末を、前記希土類鉄系磁石の粉末の液相成分が出現し始める温度未満で焼結して得られる希土類鉄系永久磁石であって、前記希土類鉄系磁石の粉末が、超急冷磁石薄帯から作製された磁石の粉末である、希土類鉄系永久磁石。
【請求項２】
希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末とを含む混合粉末を、４１０℃以下で焼結して得られる希土類鉄系永久磁石であって、前記希土類鉄系磁石の粉末が、超急冷磁石薄帯から作製された磁石の粉末である、希土類鉄系永久磁石。
【請求項３】
前記混合粉末が、前記希土類鉄系磁石の粉末を３０体積％以上９０体積％以下の量で、前記低融点ガラスの粉末を１０体積％以上７０体積％以下の量で含む、請求項１または請求項２に記載の希土類鉄系永久磁石。
【請求項４】
前記希土類鉄系磁石が、下記一般式（１）で表される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の希土類鉄系永久磁石。
ＲＥｘ（Ｆｅ１−ｕＣｏｕ）１００−ｘ−ｙ−ｚＢｙＴｚ          （１）
（上記式（１）中、ＲＥはイットリウムを包含する希土類元素からなる群から選択された少なくとも１種であり、Ｆｅは鉄、Ｃｏはコバルト、Ｂはホウ素であり、Ｔは、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタルおよびタングステンからなる群から選択された少なくとも１種を含む。ｘ，ｙ，ｚは、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値であり、ｕは、０≦ｕ＜１を満たす値である。）
【請求項５】
前記低融点ガラスが、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化バナジウム、酸化スズ、酸化テルル、アルカリ金属酸化物およびフッ化物からなる群から選択された少なくとも１種を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の希土類鉄系永久磁石。
【請求項６】
前記希土類鉄系磁石の粉末単体の保磁力に対する、前記希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率が１０％以下であり、前記希土類鉄系永久磁石の電気抵抗が１．０×１０−６Ω・ｍ以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の希土類鉄系永久磁石。
【請求項７】
希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末とを混合して混合粉末を得る混合工程と、
前記混合粉末を、前記希土類鉄系磁石の粉末の液相成分が出現する温度未満で焼結して希土類鉄系永久磁石を得る焼結工程とを含み、
前記希土類鉄系磁石の粉末が、超急冷磁石薄帯から作製された磁石の粉末である、希土類鉄系永久磁石の製造方法。
【請求項８】
希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末とを混合して混合粉末を得る混合工程と、
前記混合粉末を４１０℃以下で焼結して希土類鉄系永久磁石を得る焼結工程とを含み、
前記希土類鉄系磁石の粉末が、超急冷磁石薄帯から作製された磁石の粉末である、希土類鉄系永久磁石の製造方法。
【請求項９】
前記混合粉末が、前記希土類鉄系磁石の粉末を３０体積％以上９０体積％以下の量で、前記低融点ガラスの粉末を１０体積％以上７０体積％以下の量で含む、請求項７または請求項８に記載の希土類鉄系永久磁石の製造方法。
【請求項１０】
前記希土類鉄系磁石が、下記一般式（１）で表される、請求項７〜９のいずれか１項に記載の希土類鉄系永久磁石の製造方法。
ＲＥｘ（Ｆｅ１−ｕＣｏｕ）１００−ｘ−ｙ−ｚＢｙＴｚ          （１）
（上記式（１）中、ＲＥはイットリウムを包含する希土類元素からなる群から選択された少なくとも１種であり、Ｆｅは鉄、Ｃｏはコバルト、Ｂはホウ素であり、Ｔは、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、及びタングステンからなる群から選択された少なくとも１種を含む。ｘ，ｙ，ｚは、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値であり、ｕは、０≦ｕ＜１を満たす値である。）
【請求項１１】
前記低融点ガラスが、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化バナジウム、酸化スズ、酸化テルル、アルカリ金属酸化物およびフッ化物からなる群から選択された少なくとも１種を含む、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の希土類鉄系永久磁石の製造方法。
【請求項１２】
前記希土類鉄系磁石の粉末単体の保磁力に対する、前記希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率が１０％以下であり、前記希土類鉄系永久磁石の電気抵抗が１．０×１０−６Ω・ｍ以上である、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の希土類鉄系永久磁石の製造方法。
【請求項１３】
希土類鉄系永久磁石のフレーク体と低融点ガラスとが一体化した希土類鉄系永久磁石であって、
前記希土類鉄系永久磁石のフレーク体は、磁気的等方性を有しており、
希土類鉄系磁石の粉末から前記希土類鉄系永久磁石を製造するとき、前記希土類鉄系磁石の粉末単体の保磁力に対する、前記希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率が１０％以下である、希土類鉄系永久磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類鉄系永久磁石および希土類鉄系永久磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機器の小型化、高性能化に伴い、それに使用されるモータに使われる磁石として、高磁気特性を有する希土類永久磁石の使用が増えている。近年車載用途のモータ需要が多い。モータ用磁石として成形の自由度がある磁石粉末と樹脂とを混合して成形した磁石（いわゆるボンド磁石）がある。しかしながら、バインダーに有機材料である樹脂を使用しているため、エンジンルームなどの高温となる環境下では使用が難しい。
【０００３】
これに対して、磁石粉末同士を結合する結合剤である樹脂を使用することなく、磁石粉末同士を結合した焼結磁石が知られている。この焼結磁石は、磁石粉末を減圧下で所定の圧力で圧縮した後、電極に所定の直流電圧を印加して加熱し、放電プラズマ焼結（ＳＰＳ）することで得られる（たとえば特許文献１参照）。なお、特許文献１には、磁石粉末には、必要に応じて、ＭｇＯ、ＺｒＯ、ＰｂＯ等を含む低融点ガラス等の結合剤を添加してもよいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８７１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の焼結磁石において、磁石粉末の保磁力に対する保磁力の減少率を抑えることと、電気抵抗が高いこととは両立できていない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、保磁力の低下が抑えられているとともに、電気抵抗が高い希土類鉄系永久磁石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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る希土類鉄系永久磁石は、希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末とを含む混合粉末を、上記希土類鉄系磁石の粉末の液相成分が出現し始める温度未満で焼結して得られる希土類鉄系永久磁石であって、上記希土類鉄系磁石の粉末が、超急冷磁石薄帯から作製された磁石の粉末である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、保磁力の低下が抑えられているとともに、電気抵抗が高い希土類鉄系永久磁石が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例１で使用した希土類鉄系磁石の粉末の走査型顕微鏡写真である。
【図２】図２は、実施例１で作製した希土類鉄系永久磁石の走査型顕微鏡写真である。
【図３】図３は、実施例および比較例で作製した希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により何ら限定されるものではない。
【００１１】
＜実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石＞
本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末とを含む混合粉末を、上記希土類鉄系磁石の粉末の液相成分が出現し始める温度未満で焼結して得られる。あるいは、本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、上記混合粉末を４１０℃以下で焼結して得られる。上記希土類鉄系磁石の粉末は、超急冷磁石薄帯から作製された磁石の粉末である。本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、保磁力の低下が抑えられているとともに、電気抵抗が高い。また、相対密度も高い。
【００１２】
上記混合粉末を高温（たとえば４５０℃以上）で焼結する場合、高温では、希土類鉄系磁石における希土類リッチの粒界相が液相となる。この液相は活性であるため、酸化物を含む低融点ガラス（軟化した状態のガラス）と反応すると考えられる。これにより、希土類鉄系永久磁石の磁気特性が低下すると考えられる。一方、本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石では、低融点ガラスが軟化している温度範囲であるが、希土類鉄系磁石の特性に悪い影響を与えない温度範囲（希土類鉄系磁石の粉末の液相成分が出現し始める温度未満）で焼結する。したがって、得られた希土類鉄系永久磁石では、保磁力の低下が抑えられると考えられる。また、低融点ガラスを含む混合粉末を焼結するため、電気抵抗も高い。
【００１３】
〔希土類鉄系磁石の粉末〕
上記希土類鉄系磁石は、希土類元素として、イットリウム（Ｙ）を包含する希土類元素を含むことが好ましく、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、プラセオジム（Ｐｒ）およびジスプロシウム（Ｄｙ）のうちの少なくとも１種の元素を含むことがより好ましい。また、上記希土類鉄系磁石において、鉄（Ｆｅ）の一部を、たとえばＣｏ、Ｎｉ、Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、ＭｎおよびＮｂから選択される少なくとも１種の元素で置換してもよい。なお、Ｆｅの一部をＣｏで置換すると耐熱性を改善できる。Ｆｅの一部を上記元素で置換する場合、磁気特性の低下を防ぐ観点から、Ｆｅに対する置換量は５０原子％未満が好ましく、３５原子％以下がより好ましい。Ｆｅの一部をＣｏで置換する場合、Ｓｍ−Ｆｅ系磁石では、Ｃｏの含有量は６質量％以下とすることが好ましい。
【００１４】
これらの中でも、希土類鉄系磁石としては、希土類元素（ＲＥ）としてＮｄ、ＰｒおよびＤｙのうちの少なくとも１種を含み、Ｂを１原子％以上１２原子％以下含むＲＥ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が好ましい。さらに、Ｎｄを必須元素として含むことが好ましい。このような希土類鉄系磁石としては、Ｎｄ系磁石、具体的にはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系化合物（たとえばＮｄ2Ｆｅ14Ｂ）を主相とするＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金を用いたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が好適に用いられる。このようなＮｄ系磁石によれば、磁気特性に優れた電気抵抗の高い希土類鉄系永久磁石が得られる。また、Ｎｄ系磁石以外では、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系化合物（例、Ｓｍ2Ｆｅ17Ｎ3）を主相とするＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金を用いたＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石を用いてもよい。なお、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石は、Ｓｍ−Ｆｅ系化合物（たとえばＳｍ2Ｆｅ17）を主相とするＳｍ−Ｆｅ系合金を窒化して得られる。
【００１５】
また、希土類鉄系磁石は、希土類鉄系永久磁石中の希土類鉄系磁石の充填率を向上して電気抵抗および相対密度が高い希土類鉄系永久磁石を得る観点から、下記一般式（１）で表される組成を有することが好ましい。
ＲＥｘ（Ｆｅ１−ｕＣｏｕ）１００−ｘ−ｙ−ｚＢｙＴｚ          （１）
【００１６】
上記式（１）中、ＲＥはイットリウム（Ｙ）を包含する希土類元素からなる群から選択された少なくとも１種である。具体的には、ＲＥとしては、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）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（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）およびルテチウム（Ｌｕ）などが挙げられる。これらの中でも、高電気抵抗および高密度の希土類鉄系永久磁石が得られる観点から、ＲＥとして、少なくともネオジム（Ｎｄ）を含むことが好ましい。
【００１７】
上記式（１）において、Ｆｅは鉄、Ｃｏはコバルトである。鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）は強磁性元素であり、希土類鉄系永久磁石の組成としてはほぼ同様の役割を担う。典型的な組成としては鉄であるが、鉄をコバルトで置換するとキュリー温度が上昇し、製品としての希土類鉄系永久磁石の温度特性が上昇する。
【００１８】
また、上記式（１）において、Ｂはホウ素であり、Ｔは、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）およびタングステン（Ｗ）からなる群から選択された少なくとも１種を含む。添加元素であるＴは高融点元素であり、結晶粒成長の抑制に寄与する。添加元素としては、高電気抵抗および高密度の希土類鉄系永久磁石が得られる観点から、タングステン（Ｗ）を用いることが好ましい。
【００１９】
また、ｘ，ｙ，ｚは、組成比を百分率で表した数値であり、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値である。ｕは、０≦ｕ＜１を満たす値である。また、ｕは、０≦ｕ＜０．５を満たす値であることが好ましい。
【００２０】
上記式（１）で表される組成を有する希土類鉄系磁石では、通常、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石に対して元素の置換または元素の添加を行っている。なお、希土類鉄系永久磁石の原料には不可避の不純物（ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）など）が含まれており、上記組成式において、これら不可避の不純物もＴに含まれる。いいかえると、Ｔは、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）およびタングステン（Ｗ）からなる群から選択された少なくとも１種ならびに不可避の元素である。
【００２１】
また、上記希土類鉄系磁石の粉末は、超急冷磁石薄帯から作製された磁石の粉末である。すなわち、フレーク状の形状を有し、かつ磁気的等方性を示す磁石の粉末である。上記希土類鉄系磁石の粉末は、たとえば、メルトスピニング法、ストリップキャスト法などの公知の液体急冷法により得られた薄帯状の急冷凝固合金を用いて作製される。上記急冷凝固合金は適宜粉砕してもよい。たとえば、急冷凝固合金を数ｍｍから数十ｍｍ程度に破断した後、粉砕機などで粉砕することが好ましい。
【００２２】
上記希土類鉄系磁石の粉末のタップ密度は、２．０ｇ／ｃｍ3以上５．０ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましい。なお、上記タップ密度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２５１２:２０１２に準拠して測定することができる。
【００２３】
上記希土類鉄系磁石の粉末としては、より具体的には、商品名：ＭＱＰ−Ｃ、ＭＱＰ−１４−１２、ＭＱＰ−ＡＡ１４−１２、ＭＱＰ−１４−１３、ＭＱＰ−ＡＡ１４−１３、ＭＱＰ−１３−１４（マグネクエンチ社製）が好適に用いられる。これらの希土類鉄系磁石は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２４】
〔低融点ガラスの粉末〕
本実施の形態において、低融点ガラスとは、６００℃以下の温度範囲において、軟化、変形または流動するガラスである。低融点ガラスとしては、従来公知の低融点ガラスを用いることができる。磁気特性に優れた電気抵抗の高い希土類鉄系永久磁石を得る観点から、たとえば酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化バナジウム、酸化スズ、酸化テルル、アルカリ金属酸化物およびフッ化物（たとえばＢａＦ2、ＫＦ、ＡｌＦ3）からなる群から選択された少なくとも１種を含む低融点ガラスが好ましい。環境負荷への影響を低減する観点から、上記から酸化鉛を除いた群から選択された少なくとも１種を含む低融点ガラスがより好ましく、さらに電気抵抗の高い希土類鉄系永久磁石を得る観点から、酸化ビスマスを含有する低融点ガラス（たとえばＢｉ2Ｏ3およびＢ2Ｏ3を含有する低融点ガラス）が特に好ましい。
【００２５】
低融点ガラスとしては、たとえば主要組成がＢｉ2Ｏ3・Ｂ2Ｏ3である低融点ガラス粉末の市販品（たとえばＢＧ−０７００（商品名）、日本電気硝子社製）を用いてもよい。これらの低融点ガラスは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
低融点ガラスの粉末の融点（軟化点）としては、磁気特性に優れた希土類鉄系永久磁石を得る観点から、１００℃以上６００℃以下が好ましく、２００℃以上５５０℃以下がより好ましく、３５０℃以上４５０℃以下がさらに好ましい。
【００２７】
低融点ガラスの粉末の平均粒径は、高電気抵抗および高密度の希土類鉄系永久磁石を得る観点から、０．１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上５０μｍ以下がより好ましく、１μｍ以上１０μｍ以下がさらに好ましい。なお、上記平均粒径は、日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ８８１５のふるい分け法に準拠して測定できる。
【００２８】
〔混合粉末〕
本実施の形態に用いる混合粉末は、上記希土類鉄系磁石の粉末と上記低融点ガラスの粉末とを含む。
【００２９】
混合粉末における上記希土類鉄系磁石の粉末の配合量は、混合粉末の全体積を１００体積％としたときに、３０体積％以上９０体積％以下であることが好ましい。希土類鉄系磁石の粉末の配合量が上記範囲にあると、希土類鉄系永久磁石の相対密度および強度を向上できる。また、混合粉末における上記低融点ガラスの粉末の配合量は、混合粉末の全体積を１００体積％としたときに、１０体積％以上７０体積％以下であることが好ましい。低融点ガラスの粉末の配合量が上記範囲にあると、希土類鉄系永久磁石の相対密度および強度を向上できる。
【００３０】
上記希土類鉄系磁石の粉末のタップ密度が２．０ｇ／ｃｍ3以上５．０ｇ／ｃｍ3以下である場合は、混合粉末の全体積を１００体積％としたときに、上記希土類鉄系磁石の粉末を３５体積％以上６０体積％以下の量で、上記低融点ガラスの粉末を４０体積％以上６５体積％以下の量で用いることがより好ましい。配合量が上記範囲にあると、希土類鉄系永久磁石の相対密度および強度をより向上できる。
【００３１】
なお、混合粉末は、上述した上記希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末とを公知の方法で混合して得られる。
【００３２】
〔希土類鉄系永久磁石〕
本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、上記混合粉末を希土類鉄系磁石の粉末の液相成分が出現し始める温度未満で焼結して得られる。このように、希土類リッチの粒界相が活性な液相となっていない温度、かつ上記低融点ガラスの軟化点付近で焼結するため、保磁力の低下が抑えられる。たとえば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の粒界相は、４５０℃以上で液相成分が支配的になると考えられる。このような温度よりも低温で（すなわち希土類鉄系磁石の粉末の液相成分が出現し始める温度未満で）焼結すると、保磁力の低下が抑えられると考えられる。低融点ガラスの軟化の観点から、３５０℃以上かつ希土類鉄系磁石の粉末の液相成分が出現し始める温度未満で、焼結することがより好ましい。
【００３３】
あるいは、本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、上記混合粉末（たとえばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の粉末を含む混合粉末）を４１０℃以下で焼結して得られる。低融点ガラスの軟化の観点から、３５０℃以上４１０℃以下で焼結することがより好ましい。
【００３４】
本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、希土類鉄系磁石の粉末単体の保磁力に対する、希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率が通常１０％以下である。なお、上記保磁力の減少率を求めるためには、まず希土類鉄系永久磁石の原料である希土類鉄系磁粉（希土類鉄系磁石の粉末）単体の保磁力を求める。具体的には、磁粉をアルミケースに樹脂と一緒に入れ、混ぜる。その後樹脂を硬化させ、磁粉が動かないようにする。振動試料型磁力計(ＶＳＭ)を用いてアルミケースごと磁化測定を行い、磁粉の保磁力を求める。もしくは、磁粉と樹脂を混練して金型に入れ圧縮成型後、樹脂を熱硬化させたもの（圧縮ボンド磁石）を用いてＢＨトレーサーにて保磁力を求めてもよい。次に希土類鉄系永久磁石の保磁力を求める。具体的には、たとえば低融点ガラス粉末と磁粉とを混合し、金型にいれて放電プラズマ焼結により焼成する。得られた試料寸法は、たとえば７ｍｍ×７ｍｍ×７ｍｍのキュービック形状である。この試料を用いてＢＨトレーサーにて保磁力を求める。最後に［（希土類鉄系磁粉単体の保磁力）−（希土類鉄系永久磁石の保磁力）］／（希土類鉄系磁粉単体の保磁力）×１００の値（％）を計算する。このようにして保磁力の減少率が求められる。
【００３５】
また、本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、電気抵抗が通常１．０×１０−６Ω・ｍ以上である。本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、相対密度が通常９０％以上１００％以下である。
【００３６】
＜実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石の製造方法＞
本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石の製造方法は、希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末とを混合して混合粉末を得る混合工程と、上記混合粉末を、希土類鉄系磁石の粉末の液相成分が出現し始める温度未満で焼結して希土類鉄系永久磁石を得る焼結工程とを含む。あるいは、本実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石の製造方法は、希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末とを混合して混合粉末を得る混合工程と、上記混合粉末を４１０℃以下で焼結して希土類鉄系永久磁石を得る焼結工程とを含む。この製造方法によれば、上述した希土類鉄系永久磁石が製造できる。
【００３７】
〔混合工程〕
混合工程では、希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末とを混合して混合粉末を得る。ここで、希土類鉄系磁石の粉末は、超急冷磁石薄帯から作製された磁石の粉末である。希土類鉄系磁石の粉末、低融点ガラスの粉末、これらの配合量については、上述した実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石について説明したものと同じである。
【００３８】
希土類鉄系磁石の粉末と低融点ガラスの粉末との混合は、公知の方法で行うことができ、たとえば、乾式混合であっても、湿式混合であってもよい。乾式混合の場合は、乳鉢と乳棒とを用いても、ハンマーミル、ロールミル、ボールミル、ジェットミル、振動ミル等の乾式粉砕機、リボンブレンダー、Ｖ型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、ロッキングミキサー等の混合機を用いてもよい。湿式混合の場合は、たとえば、上記希土類鉄系磁石の粉末および上記低融点ガラスの粉末に、水等の溶媒または分散媒を加え、乳鉢および乳棒；粉砕機；または蒸発皿および撹拌棒を用いて混合し、溶液またはスラリーを調製する。次いで、これを噴霧乾燥、加熱乾燥または自然乾燥させる。
【００３９】
〔焼結工程〕
焼結工程では、上記混合粉末を希土類鉄系磁石の粉末の液相成分が出現し始める温度未満で焼結して希土類鉄系永久磁石を得る。あるいは、上記混合粉末を４１０℃以下で、好ましくは３５０℃以上４１０℃以下で焼結して希土類鉄系永久磁石を得る。このように、希土類リッチの粒界相が液相となっていない温度、かつ上記低融点ガラスの軟化点付近で焼結するため、得られた希土類鉄系永久磁石において保磁力の低下が抑えられる。
【００４０】
具体的には、放電プラズマ焼結（ＳＰＳ：Ｓｐａｒｋ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）装置のキャビティに上記混合粉末を充填する。次に、充填した混合粉末について、たとえば減圧下で、１ＭＰａ以上７０ＭＰａ以下の圧力で圧縮して成形体とする。この成形体に対してＯＮ−ＯＦＦ直流パルス通電を行う。電流密度は、たとえば１００Ａ／ｃｍ2以上１０００Ａ／ｃｍ2以下に設定する。たとえば上記の温度まで、昇温速度１０℃／ｍｉｎ以上１００℃／ｍｉｎ以下で加熱して、変位率が０になるまでの時間、具体的には３０秒以上３０分以下の時間、放電プラズマ焼結を実施する。これにより、低融点ガラスの粉末による希土類鉄系磁石の粉末の浸食を防ぎつつ、磁石粉末が十分に充填された焼結体となる。すなわち、成形体は焼き固められ（焼結され）、希土類鉄系永久磁石の焼結体が得られる。
【００４１】
本実施の形態における焼結工程においては、上記成形体を加熱できる装置を用いればよく、放電プラズマ焼結装置以外の装置、たとえばホットプレス装置、雰囲気炉を用いてもよい。これらの場合も、低融点ガラスの粉末による希土類鉄系磁石の粉末の浸食を防ぎつつ、磁石粉末が十分に充填された焼結体となる。すなわち、成形体は焼き固められ（焼結され）、希土類鉄系永久磁石の焼結体が得られる。ただし、フルデンスのバルク体を作製するために試料を加圧しながら焼成したほうが好ましい。
【００４２】
〔後処理工程〕
なお、焼結工程後には、通常、後処理工程を行う。後処理工程としては、たとえばアニール処理工程、検査工程、加工工程、表面処理工程、着磁工程が挙げられる。アニール処理工程では、アルゴン、窒素などの不活性ガスで満たした熱処理炉内に焼結体を配置し、たとえば４００℃以上８００℃以下で、たとえば０．５時間以上２時間以下維持する。アニール処理工程により、焼結体の微細な磁区組織が最適化されて磁気特性が向上する。検査工程では、得られた焼結体の磁気特性を振動試料型磁力計（ＶＳＭ:Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ）、ＢＨトレーサーなどにより検出する。ＶＳＭでは、試料を振動させ、試料の磁化によって生じる磁束の時間変化を、傍らに置いたコイルに生じる誘導起電力として検出する。また、ＢＨトレーサーでは、試料にコイルを巻いて、外部磁界を付与したときに生じるコイルの誘導起電力を測定する。これにより、試料のＢＨ曲線を得る。加工工程では、焼結体を切削加工または研磨加工し、焼結体を製品寸法に仕上げる。表面処理工程では、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）などのめっき処理、アルミ（Ａｌ）蒸着および樹脂塗装などの表面処理を実施する。着磁工程では、焼結体に対して公知の方法により着磁を行う。
【００４３】
なお、上記希土類鉄系永久磁石の製造方法によって得られた希土類鉄系永久磁石の特性（保磁力の低下率、電気抵抗および相対密度）については、上記希土類鉄系永久磁石について説明したものと同じである。
【００４４】
＜他の実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石＞
他の実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、希土類鉄系永久磁石のフレーク体と低融点ガラスとが一体化した希土類鉄系永久磁石である。すなわち、上記希土類鉄系永久磁石のフレーク体および上記低融点ガラスは接するように存在しており、これらが一体化している一体化物（具体的には焼結体）である。
【００４５】
また、上記希土類鉄系永久磁石のフレーク体は、磁気的等方性を示す。他の実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、希土類鉄系磁石の粉末から上記希土類鉄系永久磁石を製造する場合において、上記希土類鉄系磁石の粉末単体の保磁力に対する、希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率が通常１０％以下である。なお、上記保磁力の減少率を求めるためには、まず希土類鉄系永久磁石の原料である希土類鉄系磁粉（希土類鉄系磁石の粉末）単体の保磁力を求める。次に希土類鉄系永久磁石の保磁力を求める。最後に［（希土類鉄系磁粉単体の保磁力）−（希土類鉄系永久磁石の保磁力）］／（希土類鉄系磁粉単体の保磁力）×１００の値（％）を計算する。このようにして保磁力の減少率が求められる。具体的には、上述した方法によって求められる。
【００４６】
また、他の実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、電気抵抗が通常１．０×１０−６Ω・ｍ以上である。他の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、相対密度が通常９０％以上１００％以下である。
【００４７】
他の実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石において、希土類鉄系永久磁石の全体積を１００体積％としたときに、上記希土類鉄系磁石の体積が３０体積％以上９０体積％以下であり、低融点ガラスの体積が１０体積％以上７０体積％以下であることが好ましい。体積が上記範囲にあると、希土類鉄系永久磁石は強度にも優れる。
【００４８】
他の実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石は、たとえば上述した実施の形態に係る希土類鉄系永久磁石の製造方法によって製造できる。
【実施例】
【００４９】
以下、上記実施の形態による効果を明確にするために行った実施例に基づいて上記実施の形態をより詳細に説明する。なお、上記実施の形態は、以下の実施例および比較例によって何ら制限されない。
【００５０】
［評価方法］
（保磁力の減少率）
まず希土類鉄系磁粉（希土類鉄系磁石の粉末）単体の保磁力を求めた。具体的には、希土類鉄系永久磁石の原料である磁粉をアルミケースに樹脂と一緒に入れ、混ぜた。その後樹脂を硬化させ、磁粉が動かないようにした。振動試料型磁力計(ＶＳＭ)を用いてアルミケースごと磁化測定を行い、磁粉の保磁力を求めた。次に希土類鉄系永久磁石の保磁力を求めた。具体的には、後述するようにして作製した希土類鉄系永久磁石（試料寸法は、７ｍｍ×７ｍｍ×７ｍｍのキュービック形状であった。）を用いてＢＨトレーサーにて保磁力を求めた。最後に［（希土類鉄系磁粉単体の保磁力）−（希土類鉄系永久磁石の保磁力）］／（希土類鉄系磁粉単体の保磁力）×１００の値（％）を計算した。このようにして保磁力の減少率を求めた。
【００５１】
［実施例１］
希土類鉄系磁石の粉末として、フレーク状の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−Ｃ、マグネクエンチ社製、平均粒径１５０μｍ、タップ密度３．０ｇ／ｃｍ3）を使用した。低融点ガラスのガラス粉末としては、主要組成がＢｉ2Ｏ3・Ｂ2Ｏ3の粉末ガラス（商品名：ＢＧ−０７００、日本電気硝子社製、軟化点４１０℃）を使用した。磁石粉末が６０体積％となり、ガラス粉末が４０体積％となるようにして混合して混合粉末を調製した。上記混合粉末を放電プラズマ焼結装置のキャビティに充填した。次いで、キャビティに充填した混合粉末を減圧下、圧力３０ＭＰａで圧縮した。次いで、電流密度３００Ａ／ｃｍ2に設定し、直流電圧を印加して、緻密化温度４１０℃まで加熱して放電プラズマ焼結を行った。これにより希土類鉄系永久磁石を得た。得られた希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率は１０％であり、電気抵抗率は７．０×１０-4Ω・ｍであり、相対密度は９０％であった。
【００５２】
図１は、実施例１で使用した希土類鉄系磁石の粉末の走査型顕微鏡写真である。図１に示すように、実施例１で使用した磁石粉末は、フレーク状の形状を有していた。図２は、実施例１で作製した希土類鉄系永久磁石の走査型顕微鏡写真である。希土類鉄系永久磁石において、フレーク状の希土類鉄系永久磁石と低融点ガラスとが一体化していた。
【００５３】
［実施例２］
希土類鉄系磁石の粉末として、フレーク状の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−Ｃ、マグネクエンチ社製）の代わりに、フレーク状の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−１４−１２、マグネクエンチ社製、平均粒径１５０μｍ、タップ密度３．０ｇ／ｃｍ3）を使用した以外は、実施例１と同様にして希土類鉄系永久磁石を得た。得られた希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率は９．７３％であり、電気抵抗率は６．０×１０-4Ω・ｍであり、相対密度は９０％であった。
【００５４】
［実施例３］
希土類鉄系磁石の粉末として、フレーク状の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−Ｃ、マグネクエンチ社製）の代わりに、フレーク状の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−ＡＡ１４−１２、マグネクエンチ社製、平均粒径１５０μｍ、タップ密度３．１ｇ／ｃｍ3）を使用した以外は、実施例１と同様にして希土類鉄系永久磁石を得た。得られた希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率は５．７２％であり、電気抵抗率は６．０×１０-4Ω・ｍであり、相対密度は９１％であった。
【００５５】
［実施例４］
希土類鉄系磁石の粉末として、フレーク状の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−Ｃ、マグネクエンチ社製）の代わりに、フレーク状の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−１４−１３、マグネクエンチ社製、平均粒径１５０μｍタップ密度３．０ｇ／ｃｍ3）を使用した以外は、実施例１と同様にして希土類鉄系永久磁石を得た。得られた希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率は７．７６％であり、電気抵抗率は７．０×１０-4Ω・ｍであり、相対密度は９２％であった。
【００５６】
［実施例５］
希土類鉄系磁石の粉末として、フレーク状の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−Ｃ、マグネクエンチ社製）の代わりに、フレーク状の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−ＡＡ１４−１３、マグネクエンチ社製、平均粒径１５０μｍ、タップ密度３．０ｇ／ｃｍ3）を使用した以外は、実施例１と同様にして希土類鉄系永久磁石を得た。得られた希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率は９．０％であり、電気抵抗率は７．０×１０-4Ω・ｍであり、相対密度は９１％であった。
【００５７】
［実施例６］
希土類鉄系磁石の粉末として、フレーク状の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−Ｃ、マグネクエンチ社製）の代わりに、フレーク状の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−１３−１４、マグネクエンチ社製、平均粒径１５０μｍ、タップ密度３．０ｇ／ｃｍ3）を使用した以外は、実施例１と同様にして希土類鉄系永久磁石を得た。得られた希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率は４．８５％であり、電気抵抗率は７．０×１０-4Ω・ｍであり、相対密度は９３％であった。
【００５８】
[比較例]
実施例１〜６で用いた希土類鉄系磁石の粉末について、緻密化温度を４４０℃、５００℃、５５０℃、６００℃または７００℃とした以外は、実施例１と同様にして希土類鉄系永久磁石を得た。比較例で得られた希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率は１０％を超えていた。具体的には、ＭＱＰ−Ｃを用いた場合では、緻密化温度が４４０℃、５００℃、７００℃のときに、それぞれ４６．５７％、６２．６８％、７１．００％であり；ＭＱＰ−１４−２を用いた場合では、緻密化温度が４４０℃、５００℃、６００℃のときに、それぞれ２０．２１％、２５．９６％、７０．００％であり；ＭＱＰ−ＡＡ１４−１２を用いた場合では、緻密化温度が５５０℃のときに１５．２５％であり；ＭＱＰ−１４−１３を用いた場合では、緻密化温度が５５０℃、のときに１４．７３％であり；ＭＱＰ−ＡＡ１４−１３を用いた場合では、緻密化温度が５５０℃のときに２２．７５％であり；ＭＱＰ−１３−１４を用いた場合では、緻密化温度が４４０℃、５００℃、５５０℃のときに、それぞれ１６．８９％、２１．７１％、２４．００％であった。
【００５９】
ここで、実施例１〜６、比較例で得られた希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率を図３にまとめた。すなわち、図３は、実施例および比較例で作製した希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率を示す図である。図３において、３０℃のプロットは、保磁力の減少率の式において、希土類鉄系永久磁石の保磁力の値として希土類鉄系磁石の粉末単体の保磁力の値を用いた場合を示している（すなわち保磁力の減少率＝０％）。また、４１０℃のプロットは、実施例１〜６で得られた希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率を示している。さらに、４４０℃、５００℃、５５０℃、６００℃および７００℃のプロットは、比較例で得られた希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率を示している。
【００６０】
上述した実施例で得られた希土類鉄系永久磁石の保磁力の減少率は１０％以下であったが、実施例で用いた希土類鉄系磁石の粉末について、緻密化温度を４１０℃未満とした場合も、保磁力の減少率は１０％以下となると考えられる。
【００６１】
また図３の結果から、４１０℃を超えた温度で焼結すると保磁力減少率が急激に大きくなる。そのため、４１０℃を超えると粒界相は活性になっていると考える。４５０℃以上では液相成分が支配的になり、より保磁力が減少すると考察する。また、焼結温度がさらに高くなると、液相成分の活性化の度合いが増し、保磁力がさらに減少すると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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