(57)【要約】【課題】ＨＤＤＲ処理によって得られる個々の粉末粒子の異方性を高めることにより磁気特性を高めた希土類異方性磁石の製造方法を提供する。【解決手段】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末（Ｒは、Ｙを含む希土類元素の少なくとも１種）を原料とし、これにＨＤＤＲ処理を行なう際に、ＨＤ処理後の粉末を粉砕した後にＤＲ処理を行なうことを特徴とする希土類異方性磁石の製造方法。典型的にはＲがＮｄであり、製造される磁石の組成がＮｄ２Ｆｅ１４Ｂである。好ましくは、前記粉砕後の粉末粒径が原料の粉末粒径の８０％以下、更に好ましくは７５％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末（Ｒは、Ｙを含む希土類元素の少なくとも１種）を原料とし、これにＨＤＤＲ処理を行なう際に、ＨＤ処理後の粉末を粉砕した後にＤＲ処理を行なうことを特徴とする希土類異方性磁石の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、ＲがＮｄであり、製造される磁石の組成がＮｄ２Ｆｅ１４Ｂであることを特徴とする希土類異方性磁石の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記粉砕後の粉末粒径が原料の粉末粒径の８０％以下であることを特徴とする希土類異方性磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性を高めた希土類異方性磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネオジム磁石（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）で代表される希土類磁石は、磁束密度が高く極めて強力な永久磁石として種々の用途に用いられている。優れた磁気特性を得るために、微細な結晶粒径を確保する製法が行なわれている。
【０００３】
特許文献１、２には、磁石材料の結晶粒径を微細化するためにＨＤＤＲ技術を利用した製造方法が開示されている。ＨＤＤＲ技術は、ＨＤ（hydrogenation-decomposition:水素化・相分解）とＤＲ（desorption-recombination：脱水素化・再結合）の２工程から成る。
【０００４】
すなわち、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ磁石材料を原料として、高温での水素化でＮｄＨ２、Ｆｅ、Ｆｅ２Ｂに分解し（ＨＤ反応）、次に脱水素化によってＮｄ２Ｆｅ１４Ｂとして再結合させる（ＤＲ反応）。このとき、原料（結晶粒径数十〜数百μｍ程度）の結晶方位の異方性をある程度維持したまま、結晶粒径が数百ｎｍまで微細化し、これにより保磁力が向上する（ＨＤＤＲ処理の利点）。しかし、結晶方位の異方性を完全には維持することはできていないため、磁気特性（飽和磁化、残留磁化、保磁力）を向上させるためには更に高い異方性が求められている。
【０００５】
ＨＤＤＲ反応後の異方性は、ＨＤ反応後に形成されるラメラ組織に影響されるが、得られた個々の粉末粒子内でラメラ組織の方位がばらついているため、粒子集合体である磁石は全体としての異方性が低いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１２９７０２号公報
【特許文献２】特開２００１−１１５２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ＨＤＤＲ処理によって得られる個々の粉末粒子の異方性を高めることにより磁気特性を高めた希土類異方性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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末（Ｒは、Ｙを含む希土類元素の少なくとも１種）を原料とし、これにＨＤＤＲ処理を行なう際に、ＨＤ処理後の粉末を粉砕した後にＤＲ処理を行なうことを特徴とする希土類異方性磁石の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によりＨＤ工程とＤＲ工程との間に粉砕工程を行なうことにより、ＨＤ処理により生成したラメラ組織を持つ多結晶体としての個々の粉末粒子が多数個に分割されるので、個々の粉末粒子当たりの結晶粒の個数が少なくなり、個々の粉末粒子内で方位の異なる結晶粒同士の競合が減少して、異方性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明のＨＤ処理→粉砕処理→ＤＲ処理により粉末粒子単位で異方性が向上する機構を、粉砕処理を行なわない従来のＨＤ処理→ＤＲ処理の場合と比較して示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施例において粉砕工程を行なって作製したＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ磁石の磁化曲線を、粉砕工程を行なわない従来例で作製したＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ磁石の磁化曲線と対比して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ＤＲ（脱水素化・再結合）工程で起きる再結合反応による異方性は、その前のＨＤ（水素化・相分解）工程で生成したラメラ組織に影響され、従来は異方性が弱い等方的なラメラ組織の影響で異方性が低下していた。すなわち、個々の粉末粒子を構成する多数の結晶粒が異なる方位のラメラ組織を有するため、粉末粒子単位としては異方性が弱く、等方的になってしまう。
【００１２】
これに対して本発明は、ＨＤ工程後の粉砕工程によって個々の粉末粒子を多数個に分割することにより、粉砕後の粉末粒子を構成する結晶粒の個数を少なくし、理想的には単結晶に近づけ、個々の粉末粒子内で結晶粒間の方位の競合を減らし、粉末粒子単位での異方性を高めることができる。
【００１３】
図１を参照して、本発明による異方性向上の機構を説明する。図の左端が原料粉末で右端が製品磁石粉末である。Ｒは希土類元素（Ｙを含む）の１種以上である。
【００１４】
先ず、最初のＨＤ工程までは本発明法も従来法も共通であり、左端（１）のＲ２Ｆｅ１４Ｂ原料粉末を６００℃〜１０００℃で水素化し、水素雰囲気を維持したまま室温まで炉冷する。これにより、（２）に示すようにＲＨ２相、Ｆｅ相、Ｆｅ２Ｂ相の３相がラメラ組織を構成している多結晶体としての粉末粒子が生成する。
【００１５】
次に、従来は、直接ＤＲ工程で６００℃〜１０００℃で脱水素化すると、（３）に示すようにラメラ組織を持つ各結晶粒（図示の例では３個）の結晶方位（粒内に矢印で表示）をほぼそのまま受け継いだ方位（粒内に矢印で表示）を持つ結晶粒（図示の例では３個）から成るＲ２Ｆｅ１４Ｂ磁石粒子となる。
【００１６】
これに対して本発明は、ＨＤ処理後に下方の（４）に図示した粉砕処理を行なうと、多数の結晶粒から成るラメラ組織粒子が多数個の粉末粒子に分割され、個々の粉末粒子当たりの結晶粒の個数は粉砕前よりも少なくなる。（図には、理想的なモデルとして、３個のラメラ組織粒子が、単一の結晶粒（単結晶）から成る３個の粉末粒子に分割された状態を示す。）粉砕処理は、例えばＡｒ等の不活性雰囲気中でボールミル等によって行なう。粉砕後の粉末粒子径は粉砕前の粉末粒子径の８０％以下が好ましく、更に好ましくは７５％以下である。
【００１７】
粉砕後に、本発明によりＤＲ処理を行なって水素を完全に抜いてＲ２Ｆｅ１４Ｂへの再結合を完了させると、（５）に示すように、個々のラメラ組織粒子の結晶方位をほぼそのまま引き継いだ方位（粒内に矢印で表示）を持つ結晶粒（図の例では単結晶）から成るＲ２Ｆｅ１４Ｂ磁石粒子となる。
【００１８】
図示の例は、あくまで理想的なモデルであり、粉砕により多結晶粒子が単結晶粒子になった状態を示したが、実際にはこれほど極端ではないにしても、多結晶体である個々の粉末粒子の結晶粒個数が粉砕により確実に減少し、それに応じて１個の粉末粒子内における異なる結晶方位間の競合が低減するので、各粉末粒子単位の異方性が向上し、粉末粒子の集合体である磁石の異方性も向上する。
【実施例】
【００１９】
〔本発明例〕
本発明の方法により、下記の手順および条件にて、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ希土類異方性磁石を製造した。
【００２０】
＜１＞Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ原料粉末の作製：図１（１）
Ｎｄ１５、Ｆｅ７７、Ｂ８（モル比）の配合組成で秤量した試薬（Ｎｄ、Ｆｅ、ＦｅＢ）をアーク溶解し、インゴット（２０ｇ）を作製した。
均質化処理として、Ａｒ雰囲気中で、昇温速度２００℃／時間で１０００℃まで昇温し、１０００℃で２０時間保持し、高温速度２００℃／時間で室温まで炉冷した。
得られた試料を、カッターミル、乳鉢等で粉砕して粒径５０〜１００μｍのＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ原料粉末を得た。
【００２１】
＜２＞Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ原料粉末のＨＤ処理（水素化・相分解）：図１（２）
得られた原料粉末を反応炉内に装入し、真空引きしながら４００℃まで昇温速度１２℃／分で昇温した。
４００℃で２時間保持し、水素化の妨げとなる試料表面に吸着した水分等を揮発させて除去した。
引き続き８５０℃まで昇温速度１５℃／分で昇温した。
水素化処理として、０．５気圧の減圧雰囲気中にて、８５０℃で５時間保持した。
その後、１２時間で３０℃まで炉冷した。
これにより、ＮｄＨ２相、Ｆｅ相、Ｆｅ２Ｂ相の３相がラメラ組織を構成している多結晶体としての粉末粒子が生成した
【００２２】
＜３＞粉砕処理：図１（４）
ＨＤ処理した粉末試料をＡｒ雰囲気中でボールミル容器（FRITSCH社製  遊星型ボールミル）に装入した。
４００ｒｐｍで１時間のボールミル粉砕を行なった。
これにより、粉末粒径数μｍ〜２０μｍ程度に粉砕された。
【００２３】
＜４＞ＤＲ処理（脱水素化・再結合）：図１（５）
試料容器を真空引きし（１０−４Ｐａ）、昇温速度２５℃／分で７５０℃まで昇温した。
７５０℃に保持した状態で、放出水素量を水上捕集で測定し、水素が放出されなくなったところで加熱を停止し、室温まで炉冷した。これにより、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ希土類異方性磁石粉末が得られた。
【００２４】
＜５＞粉砕処理
ＤＲ処理後の試料をＡｒ雰囲気でボールミル容器に装入し、ＨＤ処理前と同程度の粒径（５０〜１００μｍ）までボールミル粉砕した。
【００２５】
〔従来例〕
上記本発明例の工程のうち＜３＞粉砕処理を行なわない以外は同様の手順・条件にて、従来法によるＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ希土類異方性磁石粉末を作製した。
【００２６】
＜磁気特性の評価＞
本発明例および従来例の磁石粉末について、下記の手順および条件にて磁気特性を評価した。
試料を粉末測定用ケース内に、溶融パラフィンと共に入れる。
試料に２００００Ｏｅの磁場を印加しながら、パラフィンを温めて溶かし、試料粉末粒子を配向させる。
振動式磁束計（ＶＳＭ）を用いて磁化曲線を測定した。
【００２７】
図２に、測定結果をまとめて示す。
粉砕工程を行なって作製した本発明例の試料は、粉砕工程を行なわずに作製した従来例の試料に比べて、下記のように磁気特性が向上した。左が従来例の値、右が本発明例の値である。
・飽和磁化(Ms)      ：１０７．１→１０９．０emu/g
・残留磁化(Mr)      ：  ７３．４→  ８０．４emu/g
・異方化度(Mr/Ms)   ：  ０．６９→  ０．７４
【００２８】
本発明例は従来例と比べて、飽和磁化(Ms)、残留磁化(Mr)が共に向上した。飽和磁化の向上は僅かであるが、残留磁化の向上により異方化度(Mr/Ms)が大きくなり、異方性が向上したことが分かる。
【００２９】
水素化後の粉砕処理によってラメラ組織方位のバラツキが低下し、粉末試料内の異方性が高まったことにより、脱水素化による再結合で生成したＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ磁石の異方性も向上したと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によれば、ＨＤＤＲ処理によって得られる個々の粉末粒子の異方性を高めることにより磁気特性を高めた希土類異方性磁石の製造方法が提供される。
【図１】
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【図２】
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