(57)【要約】      （修正有）【課題】室温で高い保磁力及び残留磁束密度を有し、高温でも高い保磁力を有するＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石を提供する。【解決手段】焼結磁石は、希土類元素Ｒ（例えばＮｄ及びＰｒ）、遷移金属元素Ｔ（例えばＦｅ及びＣｏ）、Ｂ、Ｃｕ及びＧａを含有し、複数の主相粒子４（Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶粒）と、三つ以上の主相粒子４に囲まれた複数の粒界多重点を備える。複数の粒界多重点は、遷移金属リッチ相６（例えばＲ６Ｔ１３Ｇａ）及びＲリッチ相８に分類される。Ｒリッチ相８は、Ｃｕプア相８Ａ及びＣｕリッチ相８Ｂに分類され、焼結磁石の断面において下記式１及び２が満たされる。Ｎ１は、遷移金属リッチ相６の個数であり、Ｎ２はＣｕプア相８Ａの個数であり、Ｎ３はＣｕリッチ相８Ｂの個数である。０．３０≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．６０（１）、０．０３≦Ｎ３／Ｎ２≦０．２０（２）【選択図】図２
2019169621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ、Ｂ、Ｃｕ及びＧａを含有するＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石であって、
前記Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石は、Ｒとして、Ｎｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含有し、
前記Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石は、Ｔとして、Ｆｅ及びＣｏのうち少なくともＦｅを含有し、
前記Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石は、
Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶を含む複数の主相粒子と、
少なくとも三つの前記主相粒子に囲まれた粒界相である複数の粒界多重点と、
を備え、
複数の前記粒界多重点は、遷移金属リッチ相及びＲリッチ相の少なくとも二つの相に分類され、
前記Ｒリッチ相は、Ｃｕプア相及びＣｕリッチ相の少なくとも二つの相に分類され、
前記遷移金属リッチ相は、Ｒ、Ｔ及びＧａを含有し、且つ下記式Ｔ１を満たす相であり、
前記Ｒリッチ相は、下記式Ｒ１及び式Ｒ２を満たす相であり、
前記Ｃｕプア相は、下記式Ｃ１を満たす相であり、
前記Ｃｕリッチ相は、下記式Ｃ２を満たす相であり、
前記遷移金属リッチ相、前記Ｃｕプア相、及び前記Ｃｕリッチ相は、下記式１を満たし、
前記Ｃｕプア相及び前記Ｃｕリッチ相は、下記式２を満たす、
Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石。
１．５０≦（［Ｆｅ］＋［Ｃｏ］）／［Ｒ］≦３．００      （Ｔ１）
０．００≦（［Ｆｅ］＋［Ｃｏ］）／［Ｒ］＜１．５０      （Ｒ１）
０．００≦［Ｏ］／［Ｒ］＜０．３５      （Ｒ２）
０．００≦［Ｃｕ］／［Ｒ］＜０．２５      （Ｃ１）
０．２５≦［Ｃｕ］／［Ｒ］≦１．００      （Ｃ２）
［前記式Ｔ１及び前記式Ｒ１中の［Ｆｅ］は、前記粒界多重点におけるＦｅの濃度であり、前記式Ｔ１及び前記式Ｒ１中の［Ｃｏ］は、前記粒界多重点におけるＣｏの濃度であり、前記式Ｔ１、前記式Ｒ１、前記式Ｒ２、前記式Ｃ１及び前記式Ｃ２中の［Ｒ］は、前記粒界多重点におけるＲの濃度であり、前記式Ｒ２中の［Ｏ］は、前記粒界多重点におけるＯの濃度であり、前記式Ｃ１及び前記式Ｃ２中の［Ｃｕ］は、前記粒界多重点におけるＣｕの濃度であり、［Ｆｅ］、［Ｃｏ］、［Ｒ］、［Ｏ］及び［Ｃｕ］其々の単位は、原子％である。］
０．３０≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．６０      （１）
０．０３≦Ｎ３／Ｎ２≦０．２０      （２）
［前記式１中のＮ１は、前記Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の断面にある前記複数の粒界多重点のうち前記遷移金属リッチ相の個数であり、前記式１及び前記式２中のＮ２は、前記Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の断面にある前記複数の粒界多重点のうち前記Ｃｕプア相の個数であり、前記式１及び前記式２中のＮ３は、前記Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の断面にある前記複数の粒界多重点のうち前記Ｃｕリッチ相の個数である。］
【請求項２】
隣り合う二つの前記主相粒子の間に位置する粒界相である複数の二粒子粒界を備え、
少なくとも一部の前記二粒子粒界が、前記遷移金属リッチ相及び前記Ｒリッチ相のうち少なくともいずれかを含む、
請求項１に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石。
【請求項３】
２９．５０〜３３．００質量％のＲ、
０．７０〜０．９５質量％のＢ、
０．０３〜０．６０質量％のＡｌ、
０．０１〜１．５０質量％のＣｕ、
０．００〜３．００質量％のＣｏ、
０．１０〜１．００質量％のＧａ、
０．０５〜０．３０質量％のＣ、
０．０３〜０．４０質量％のＯ、及び
残部からなり、
前記残部が、Ｆｅのみ、又はＦｅ及びその他の元素である、
請求項１又は２に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石。
【請求項４】
重希土類元素の含有量の合計が、０．００質量％以上１．００質量％以下である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも希土類元素（Ｒ）、遷移金属元素（Ｔ）及びホウ素（Ｂ）を含むＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石は、優れた磁気特性を有することから、ハイブリッド車、電気自動車、電子機器又は家電製品等に搭載されるモータ又はアクチュエーター等に使用されている。モータ等に使用されるＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石には、高温の環境下においても高い保磁力を有することが要求される。
【０００３】
Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の高温での保磁力（ＨｃＪ）を向上させる手法として、Ｒ２Ｔ１４Ｂ相を構成する軽希土類元素（Ｎｄ又はＰｒ）の一部を、Ｄｙ又はＴｂ等の重希土類元素で置換して、Ｒ２Ｔ１４Ｂ相の磁気異方性を向上させることが知られている。近年では、多量の重希土類元素を要する高保磁力型のＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の需要が急速に拡大しつつある。
【０００４】
しかしながら、重希土類元素は、資源として特定の国に偏在しており、その産出量が限られている。したがって、重希土類元素は、軽希土類元素と比較して高価であり、その供給量は安定しない。そのため、重希土類元素の含有量が小さい場合であっても、高温において高い保磁力を有するＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石が求められている。
【０００５】
例えば下記特許文献１には、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石におけるＢの割合を化学量論比よりも低減してＢ‐ｒｉｃｈ相（Ｒ１．１Ｆｅ４Ｂ４）の生成を抑えることにより、残留磁束密度（Ｂｒ）を向上させ、焼結磁石へのＧａの添加により軟磁性相（Ｒ２Ｆｅ１７相）の生成を抑え、保磁力の低下を抑制することが開示されている。
【０００６】
また下記特許文献２には、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石におけるＢの割合を化学量論比よりも低減し、且つＺｒ、Ｇａ、Ｓｉ等の元素を焼結磁石へ添加することによって、Ｂｒを向上させ、且つ磁気特性のばらつきを抑制することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開２００４／０８１９５４号パンフレット
【特許文献２】特開２００９‐２６０３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石における重希土類元素の含有量が小さい場合に、車載用駆動モータ等が曝される高温環境下において十分に高い保磁力を達成することは困難であった。
【０００９】
本発明は、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石における重希土類元素の含有量が小さい場合であっても、室温において高い保磁力及び残留磁束密度を有し、且つ高温においても高い保磁力を有するＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結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】
【００１０】
本発明の一側面に係るＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石は、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ、Ｂ、Ｃｕ及びＧａを含有するＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石であって、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石は、Ｒとして、Ｎｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含有し、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石は、Ｔとして、Ｆｅ及びＣｏのうち少なくともＦｅを含有し、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石は、Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶を含む複数の主相粒子と、少なくとも三つの主相粒子に囲まれた粒界相である複数の粒界多重点と、を備え、複数の粒界多重点は、遷移金属リッチ相及びＲリッチ相の少なくとも二つの相に分類され、Ｒリッチ相は、Ｃｕプア相及びＣｕリッチ相の少なくとも二つの相に分類され、遷移金属リッチ相は、Ｒ、Ｔ及びＧａを含有し、且つ下記式Ｔ１を満たす相であり、Ｒリッチ相は、下記式Ｒ１及びＲ２を満たす相であり、Ｃｕプア相は、下記式Ｃ１を満たす相であり、Ｃｕリッチ相は、下記式Ｃ２を満たす相であり、遷移金属リッチ相、Ｃｕプア相、及びＣｕリッチ相は、下記式１を満たし、Ｃｕプア相及びＣｕリッチ相は、下記式２を満たす。
１．５０≦（［Ｆｅ］＋［Ｃｏ］）／［Ｒ］≦３．００      （Ｔ１）
０．００≦（［Ｆｅ］＋［Ｃｏ］）／［Ｒ］＜１．５０      （Ｒ１）
０．００≦［Ｏ］／［Ｒ］＜０．３５      （Ｒ２）
０．００≦［Ｃｕ］／［Ｒ］＜０．２５      （Ｃ１）
０．２５≦［Ｃｕ］／［Ｒ］≦１．００      （Ｃ２）
［上記式Ｔ１及び式Ｒ１中の［Ｆｅ］は、粒界多重点におけるＦｅの濃度であり、上記式Ｔ１及び式Ｒ１中の［Ｃｏ］は、粒界多重点におけるＣｏの濃度であり、上記式Ｔ１、式Ｒ１、式Ｒ２、式Ｃ１及び式Ｃ２中の［Ｒ］は、粒界多重点におけるＲの濃度であり、上記式Ｒ２中の［Ｏ］は、粒界多重点におけるＯの濃度であり、上記式Ｃ１及び式Ｃ２中の［Ｃｕ］は、粒界多重点におけるＣｕの濃度であり、［Ｆｅ］、［Ｃｏ］、［Ｒ］、［Ｏ］及び［Ｃｕ］其々の単位は、原子％である。］
０．３０≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．６０      （１）
０．０３≦Ｎ３／Ｎ２≦０．２０      （２）
［上記式１中のＮ１は、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の断面にある複数の粒界多重点のうち遷移金属リッチ相の個数であり、上記式１及び式２中のＮ２は、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の断面にある複数の粒界多重点のうちＣｕプア相の個数であり、上記式１及び式２中のＮ３は、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の断面にある複数の粒界多重点のうちＣｕリッチ相の個数である。］
【００１１】
Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石は、隣り合う二つの主相粒子の間に位置する粒界相である複数の二粒子粒界を備えてよく、少なくとも一部の二粒子粒界が、遷移金属リッチ相及びＲリッチ相のうち少なくともいずれかを含んでよい。
【００１２】
Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石は、２９．５０〜３３．００質量％のＲ、０．７０〜０．９５質量％のＢ、０．０３〜０．６０質量％のＡｌ、０．０１〜１．５０質量％のＣｕ、０．００〜３．００質量％のＣｏ、０．１０〜１．００質量％のＧａ、０．０５〜０．３０質量％のＣ、０．０３〜０．４０質量％のＯ、及び残部からなっていてよく、残部が、Ｆｅのみ、又はＦｅ及びその他の元素であってよい。
【００１３】
Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石における重希土類元素の含有量の合計は、０．００質量％以上１．００質量％以下であってよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石における重希土類元素の含有量が小さい場合であっても、室温において高い保磁力及び残留磁束密度を有し、且つ高温においても高い保磁力を有するＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１中の（ａ）は、本発明の一実施形態に係るＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の模式的な斜視図であり、図１中の（ｂ）は、図１に示されるＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の断面の模式図（ｂ‐ｂ線方向の矢視図）である。
【図２】図２は、図１中の（ｂ）に示されるＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の断面の一部（領域ＩＩ）の模式的な拡大図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の製造方法が備える焼結工程及び時効（ａｇｉｎｇ）処理工程を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施例２‐３のＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の断面の一部の画像（走査型電子顕微鏡で撮影された断面）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。図面において、同等の構成要素には同等の符号を付す。本発明は下記実施形態に限定されるものではない。以下に記載の「焼結磁石」はいずれも、「Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石」を意味する。以下に記載の「濃度」（単位：原子％）は、「含有量」と言い換えられてよい。
【００１７】
（焼結磁石）
本実施形態に係る焼結磁石は、少なくとも希土類元素（Ｒ）、遷移金属元素（Ｔ）、ホウ素（Ｂ）、銅（Ｃｕ）及びガリウム（Ｇａ）を含有する。焼結磁石がＧａを含有することにより、後述される遷移金属リッチ相が形成される。焼結磁石は、酸素（Ｏ）を含有してもよい。
【００１８】
焼結磁石は、希土類元素Ｒとして、ネオジム（Ｎｄ）及びプラセオジム（Ｐｒ）のうち少なくとも一種を含有する。焼結磁石は、Ｎｄ及びＰｒの両方を含有してよい。焼結磁石は、Ｎｄ又はＰｒに加えて、さらに他の希土類元素Ｒを含んでもよい。他の希土類元素Ｒ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）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（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）、及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。
【００１９】
焼結磁石は、遷移金属元素Ｔとして、鉄（Ｆｅ）及びコバルト（Ｃｏ）のうち少なくともＦｅを含有する。焼結磁石は、Ｆｅ及びＣｏの両方を含有してもよい。
【００２０】
図１中の（ａ）は、本実施形態に係る直方体状の焼結磁石２の模式的な斜視図であり、図１中の（ｂ）は、焼結磁石２の断面２ｃｓの模式図であり、図２は、焼結磁石２の断面２ｃｓの一部（領域ＩＩ）の拡大図である。焼結磁石２の形状は、直方体に限定されない。例えば、焼結磁石２の形状は、アークセグメント形、Ｃ字形、瓦形、平板、円柱及び弓形からなる群より選ばれる一種であってよい。
【００２１】
図２に示されるように、焼結磁石２は、互いに焼結した複数（無数）の主相粒子４を備える。主相粒子４は、Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶を含む。主相粒子４は、Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶（単結晶又は多結晶）のみからなっていてよい。主相粒子４は、Ｒ、Ｔ及びＢに加えて他の元素を含んでもよい。主相粒子４内の組成は均一であってよい。主相粒子４内の組成は不均一であってもよい。例えば、主相粒子４におけるＲ、Ｔ及びＢそれぞれの濃度分布が勾配を有していてもよい。
【００２２】
焼結磁石２は、複数の粒界多重点（６、８）を備える。粒界多重点とは、少なくとも三つの主相粒子４に囲まれた粒界相である。複数の粒界多重点は、遷移金属リッチ相６及びＲリッチ相８の少なくとも二つの相に分類される。つまり各粒界多重点は、遷移金属リッチ相６及びＲリッチ相８のうちいずれか一方であってよい。
【００２３】
焼結磁石２は、複数の二粒子粒界１０も備えてよい。二粒子粒界１０は、隣り合う２つの主相粒子４の間に位置する粒界相である。少なくとも一部の二粒子粒界１０は、遷移金属リッチ相６を含んでよい。少なくとも一部の二粒子粒界１０は、Ｒリッチ相８を含んでもよい。つまり、少なくとも一部の二粒子粒界１０は、後述されるＣｕプア相及びＣｕリッチ相のうち少なくともいずれかを含んでもよい。
【００２４】
遷移金属リッチ相６は、Ｒ、Ｔ及びＧａを含有し、且つ下記式Ｔ１を満たす相である。遷移金属リッチ相６は、Ｒ６Ｔ１３Ｇａを含む相であってよい。遷移金属リッチ相６は、Ｒ６Ｔ１３Ｇａのみからなる相であってもよい。Ｒ６Ｔ１３Ｇａは、例えば、Ｎｄ６Ｆｅ１３Ｇａであってよい。焼結磁石２が遷移金属リッチ相６を含むことにより、焼結磁石２の保磁力が向上し易い。
１．５０≦（［Ｆｅ］＋［Ｃｏ］）／［Ｒ］≦３．００      （Ｔ１）
上記式Ｔ１中の［Ｆｅ］は、粒界多重点におけるＦｅの濃度であり、上記式Ｔ１中の［Ｃｏ］は、粒界多重点におけるＣｏの濃度であり、上記式Ｔ１中の［Ｒ］は、粒界多重点におけるＲの濃度であり、［Ｆｅ］、［Ｃｏ］及び［Ｒ］其々の単位は、原子％である。
【００２５】
Ｒリッチ相８は、少なくともＲを含み、下記の式Ｒ１及び式Ｒ２を満たす相である。Ｒリッチ相８は、遷移金属元素Ｔとして、Ｆｅ及びＣｏのうちＦｅのみを含んでよい。Ｒリッチ相８は、遷移金属元素Ｔとして、Ｆｅ及びＣｏの両方を含んでもよい。Ｒリッチ相８は、遷移金属元素Ｔを含まなくてもよい。Ｒリッチ相８は、Ｏを含んでよい。Ｒリッチ相８は、Ｏを含まなくてもよい。
０．００≦（［Ｆｅ］＋［Ｃｏ］）／［Ｒ］＜１．５０      （Ｒ１）
０．００≦［Ｏ］／［Ｒ］＜０．３５      （Ｒ２）
上記式Ｒ１中の［Ｆｅ］は、粒界多重点におけるＦｅの濃度であり、上記式Ｒ１中の［Ｃｏ］は、粒界多重点におけるＣｏの濃度であり、上記式Ｒ２中の［Ｏ］は、粒界多重点におけるＯの濃度であり、上記の式Ｒ１及び式Ｒ２中の［Ｒ］は、粒界多重点におけるＲの濃度であり、［Ｆｅ］、［Ｃｏ］、［Ｏ］及び［Ｒ］其々の単位は、原子％である。
【００２６】
一部の粒界多重点は、遷移金属リッチ相６及びＲリッチ相８とは異なる他の相であってもよい。他の相は、例えば希土類酸化物相であってよい。希土類酸化物相とは、Ｒの酸化物を含む相、又はＲの酸化物のみならなる相である。希土類酸化物相においては、［Ｏ］／［Ｒ］が０．３５以上である。
【００２７】
遷移金属リッチ相６及びＲリッチ相８は、組成の違いに基づいて客観的且つ明確に識別される全く異なる相である。遷移金属リッチ相６及びＲリッチ相８は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影された焼結磁石２の断面２ｃｓの画像においても、色のコントラストに基づいて識別される。一つの粒界多重点には、遷移金属リッチ相６、Ｒリッチ相８及びその他の相のうち一種類の相のみが存在する傾向がある。ただし、一つの粒界多重点において、遷移金属リッチ相６、Ｒリッチ相８及びその他の相のうち二種類以上の相が存在してもよい。
【００２８】
Ｒリッチ相８は、Ｃｕプア相８Ａ及びＣｕリッチ相８Ｂの少なくとも二つの相に分類される。Ｒリッチ相８は、Ｃｕプア相８Ａ及びＣｕリッチ相８Ｂの少なくとも二つの相のみに分類されてよい。つまり、Ｃｕプア相８Ａは、Ｒリッチ相８の一種であり、Ｃｕリッチ相８Ｂは、Ｒリッチ相８の別の一種である。
【００２９】
Ｃｕプア相８Ａは、Ｒリッチ相８のうち、下記式Ｃ１又は式Ｃ１’を満たす相である。つまり、Ｃｕプア相８Ａは、上記の式Ｒ１及びＲ２を満たし、且つ下記式Ｃ１を満たす。Ｃｕプア相８Ａは、少なくともＲを含む。Ｃｕプア相８Ａは、Ｃｕを含んでよい。Ｃｕプア相８Ａは、Ｃｕを含まなくてもよい。
０．００≦［Ｃｕ］／［Ｒ］＜０．２５      （Ｃ１）
０．００≦［Ｃｕ］／［Ｒ］≦０．１８      （Ｃ１’）
上記式Ｃ１中の［Ｃｕ］は、粒界多重点におけるＣｕの濃度であり、上記式Ｃ１中の［Ｒ］は、粒界多重点におけるＲの濃度であり、［Ｃｕ］及び［Ｒ］其々の単位は、原子％である。
【００３０】
Ｃｕリッチ相８Ｂは、Ｒリッチ相８のうち、下記式Ｃ２を満たす相である。つまり、Ｃｕリッチ相８Ｂは、上記の式Ｒ１及びＲ２を満たし、且つ下記式Ｃ２を満たす。Ｃｕリッチ相８Ｂは、少なくともＲ及びＣｕを含む。
０．２５≦［Ｃｕ］／［Ｒ］≦１．００      （Ｃ２）
上記式Ｃ２中の［Ｃｕ］は、粒界多重点におけるＣｕの濃度であり、上記式Ｃ２中の［Ｒ］は、粒界多重点におけるＲの濃度であり、［Ｃｕ］及び［Ｒ］其々の単位は、原子％である。
【００３１】
Ｒリッチ相８は、本発明者らによって恣意的にＣｕプア相８Ａ及びＣｕリッチ相８Ｂに分類されるものではない。Ｃｕプア相８Ａ及びＣｕリッチ相８Ｂは、組成の違いに基づいて客観的且つ明確に識別される全く異なる相である。Ｃｕプア相８Ａ及びＣｕリッチ相８Ｂは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影された焼結磁石２の断面２ｃｓの画像においても、色のコントラストに基づいて識別され得る。一つの粒界多重点に存在するＲリッチ相８は、Ｃｕプア相８Ａ及びＣｕリッチ相８Ｂのうち一種類の相のみである傾向がある。ただし、一つの粒界多重点においてＣｕプア相８Ａ及びＣｕリッチ相８Ｂの両方が存在してもよい。
【００３２】
遷移金属リッチ相６、Ｃｕプア相８Ａ、及びＣｕリッチ相８Ｂは、下記の式１を満たし、Ｃｕプア相８Ａ及びＣｕリッチ相８Ｂは、下記の式２を満たす。
０．３０≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．６０      （１）
０．０３≦Ｎ３／Ｎ２≦０．２０      （２）
上記式１中のＮ１は、焼結磁石２の断面２ｃｓにある複数の粒界多重点のうち遷移金属リッチ相６の個数である。上記式の１及び式２中のＮ２は、焼結磁石２の断面２ｃｓにある複数の粒界多重点のうちＣｕプア相８Ａの個数である。上記の式１及び式２中のＮ３は、焼結磁石２の断面２ｃｓにある複数の粒界多重点のうちＣｕリッチ相８Ｂの個数である。
【００３３】
Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）が０．３０以上であり、且つＮ３／Ｎ２が０．０３以上０．２０以下であることにより、室温及び高温での焼結磁石２の保磁力（ＨｃＪ）が向上する。またＮ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）が０．６０以下であることにより、焼結磁石２の残留磁束密度（Ｂｒ）が向上する。つまり上記式１及び２に係る特徴を有する焼結磁石２は、上記式１及び２に係る特徴を有していない従来の焼結磁石と比べて、高い残留磁束密度のみならず、室温及び高温での高い保磁力を有することができる。なお、室温とは、例えば、０℃以上４０℃以下であってよい。高温とは、例えば、１００℃以上２００℃以下であってよい。
【００３４】
焼結磁石２が、高い残留磁束密度と高い保磁力を有し易いことから、遷移金属リッチ相６、Ｃｕプア相８Ａ、及びＣｕリッチ相８Ｂは、下記の式１‐１〜１‐１４のいずれかを満たしてもよい。
０．３０≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．５５      （１‐１）
０．３０≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．５０      （１‐２）
０．３０≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．４８      （１‐３）
０．３０≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．４５      （１‐４）
０．３５≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．６０      （１‐５）
０．３５≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．５５      （１‐６）
０．３５≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．５０      （１‐７）
０．３５≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．４８      （１‐８）
０．３５≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．４５      （１‐９）
０．３６≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．６０      （１‐１０）
０．３６≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．５５      （１‐１１）
０．３６≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．５０      （１‐１２）
０．３６≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．４８      （１‐１３）
０．３６≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．４５      （１‐１４）
【００３５】
焼結磁石２が、高い残留磁束密度と高い保磁力を有し易いことから、Ｃｕプア相８Ａ、及びＣｕリッチ相８Ｂは、下記の式２‐１〜２‐１１のいずれかを満たしてもよい。
０．０３≦Ｎ３／Ｎ２≦０．１８      （２‐１）
０．０３≦Ｎ３／Ｎ２≦０．１２      （２‐２）
０．０３≦Ｎ３／Ｎ２≦０．１１      （２‐３）
０．０４≦Ｎ３／Ｎ２≦０．２０      （２‐４）
０．０４≦Ｎ３／Ｎ２≦０．１８      （２‐５）
０．０４≦Ｎ３／Ｎ２≦０．１２      （２‐６）
０．０４≦Ｎ３／Ｎ２≦０．１１      （２‐７）
０．１０≦Ｎ３／Ｎ２≦０．２０      （２‐８）
０．１０≦Ｎ３／Ｎ２≦０．１８      （２‐９）
０．１０≦Ｎ３／Ｎ２≦０．１２      （２‐１０）
０．１０≦Ｎ３／Ｎ２≦０．１１      （２‐１１）
【００３６】
焼結磁石２が高い残留磁束密度と高い保磁力を有するメカニズムは、以下の通りである。
【００３７】
遷移金属リッチ相６における鉄の濃度は他の粒界相に比べて高いにもかかわらず、遷移金属リッチ相６の磁化は低い。磁化が低い遷移金属リッチ相６が、隣り合う二つ以上の主相粒子４（Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶粒）の間（粒界多重点及び二粒子粒界１０）に存在することにより、主相粒子４同士の磁気的な結合が分断される。つまり、隣り合う二つ以上のＲ２Ｔ１４Ｂの結晶粒が、磁化の低い遷移金属リッチ相６の介在によって、互いに分離される。したがって、焼結磁石２が少なくとも一定量（上記式１で規定される量）の遷移金属リッチ相６を含有することにより、室温及び高温での保磁力が向上する。つまり、焼結磁石２が高い保磁力を有するためには、Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）が０．３０以上であることが必要である。
【００３８】
ただし、遷移金属リッチ相６が多過ぎる場合、焼結磁石２の残留磁束密度が低下する。焼結磁石２の製造過程（焼結工程及び時効処理工程）において、主相粒子４（Ｒ２Ｔ１４Ｂ）を構成する遷移金属元素Ｔが、遷移金属リッチ相６の形成のために消費され、焼結磁石２に占める主相粒子４の体積比率が減少するからである。したがって、焼結磁石２が高い残留磁束密度を有するためには、Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）が０．６０以下であることが必要である。
【００３９】
また焼結磁石２の製造過程（焼結工程及び時効処理工程）において、遷移金属リッチ相６の形成に伴ってＲリッチ相８における遷移金属元素Ｔ（例えばＦｅ）の濃度が下がるため、Ｒリッチ相８の磁化も低下する。磁化が低いＲリッチ相８が、隣り合う二つ以上の主相粒子４（Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶粒）の間（粒界多重点及び二粒子粒界１０）に存在することにより、主相粒子４同士の磁気的な結合が分断される。つまり、隣り合う二つ以上のＲ２Ｔ１４Ｂの結晶粒が、磁化の低いＲリッチ相８の介在によって、互いに分離される。したがって、焼結磁石２がＲリッチ相８を含有することにより、室温及び高温での保磁力が向上する。
【００４０】
焼結磁石２が、Ｒリッチ相８として、少なくとも一定量（上記式２で規定される量）のＣｕリッチ相８Ｂを含有する場合、室温での保磁力はほとんど変化しないが、高温での保磁力が向上する。つまり、焼結磁石２が高温での高い保磁力を有するためには、Ｎ３／Ｎ２が０．０３以上であることが必要である。その理由は、はっきりとは分かっていない。Ｃｕリッチ相８Ｂに関する以下のメカニズムは仮説である。
【００４１】
Ｃｕプア相８ＡとＣｕリッチ相８Ｂは、室温では同等の磁化を有する。しかし、Ｃｕプア相８ＡとＣｕリッチ相８Ｂは、磁化の温度依存性において異なる。したがって、温度の上昇に伴って、隣り合う二つ以上の主相粒子４（Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶粒）の磁気的な結合の強さが変化する。例えば、温度の上昇に伴ってＣｕリッチ相８Ｂの磁化が低下する可能性がある。そして高温では、隣り合う二つ以上の主相粒子４の間（粒界多重点及び二粒子粒界１０）に磁化の低いＣｕリッチ相８Ｂが存在することにより、主相粒子４同士の磁気的な結合が分断される可能性がある。
【００４２】
ただし、Ｃｕリッチ相８Ｂが多過ぎる場合、室温及び高温での焼結磁石２の保磁力が低下する。その理由は、はっきりとは分かっていない。焼結磁石２の製造過程（例えば時効処理工程）において、Ｃｕリッチ相８ＢはＣｕプア相８Ａよりも粒界多重点に溜まり易い傾向がある。その結果、厚い二粒子粒界１０が形成され難く、隣り合う二つ以上の主相粒子４（Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶粒）の間の磁気分離が十分でない箇所が増加することが推測される。
【００４３】
焼結磁石２が高い残留磁束密度と高い保磁力を有するメカニズムは、上記のメカニズムに限定されるものではない。
【００４４】
主相粒子４の平均粒子径は、特に限定されないが、例えば、１．０μｍ以上１０．０μｍ以下であってよい。焼結磁石２における主相粒子４の体積の割合の合計値は、特に限定されないが、例えば、７５体積％以上１００体積％未満であってよい。
【００４５】
上述の技術的特徴を有する焼結磁石２は、重希土類元素を含有しない場合であっても、高温において十分に高い保磁力を有することができる。ただし、高温における焼結磁石２の保磁力を更に高めるために、焼結磁石２が重希土類元素を含有してもよい。ただし、重希土類元素の含有量が多すぎる場合、残留磁束密度が低下する傾向がある。例えば、焼結磁石２における重希土類元素の含有量の合計は、０．００質量％以上１．００質量％以下であってよい。重希土類元素の使用を極力控えることで、重希土類元素を使用することの資源リスクを軽減できる。重希土類元素は、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）、及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。
【００４６】
上述された主相粒子４、遷移金属リッチ相６及びＲリッチ相８（Ｃｕプア相８Ａ及びＣｕリッチ相８Ｂ）其々の組成は、エネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）器によって焼結磁石２の断面２ｃｓを分析することによって特定されてよい。
【００４７】
焼結磁石２の全体の具体的な組成は、以下に説明される。ただし、焼結磁石２の組成の範囲は以下に限定されるものではない。上述した粒界相の組成に起因する本発明の効果が得られる限りにおいて、焼結磁石２の組成は以下の組成の範囲を外れてもよい。
【００４８】
焼結磁石におけるＲの含有量は、２９．５０〜３３．００質量％であってよい。焼結磁石がＲとして重希土類元素を含む場合、重希土類元素も含め全ての希土類元素の合計の含有量が２９．５〜３３質量％であってよい。Ｒの含有量がこの範囲であると、高い残留磁束密度及び保磁力が得られる傾向にある。Ｒの含有量が小さすぎる場合、主相粒子（Ｒ２Ｔ１４Ｂ）が形成され難くなって、軟磁性を有するα‐Ｆｅ相が形成され易くなり、その結果保磁力が低下する傾向がある。一方、Ｒの含有量が大きすぎる場合、主相粒子の体積比率が低くなり、残留磁束密度が低下する傾向がある。主相粒子の体積比率が高くなり、残留磁束密度が高まり易いことから、Ｒの含有量は、３０．００〜３２．５０質量％であってもよい。残留磁束密度及び保磁力が高まり易いことから、全希土類元素Ｒに占めるＮｄ及びＰｒの割合の合計は、８０〜１００原子％又は９５〜１００原子％であってよい。
【００４９】
焼結磁石におけるＢの含有量は、０．７０〜０．９５質量％であってよい。Ｂの含有量が、Ｒ２Ｔ１４Ｂで表される主相の組成の化学量論比よりも小さいことで、遷移金属リッチ相が形成され易くなり、保磁力が向上し易い。Ｂの含有量が小さすぎる場合、Ｒ２Ｔ１７相が析出し易く、保磁力が低下する傾向がある。一方、Ｂの含有量が多すぎる場合も、遷移金属リッチ相が十分に形成されず、保磁力が低下する傾向がある。残留磁束密度及び保磁力が高まり易いことから、Ｂの含有量は、０．７５〜０．９０質量％又は０．８０〜０．８８質量％であってもよい。
【００５０】
焼結磁石は、アルミニウム（Ａｌ）を含有してもよい。焼結磁石におけるＡｌの含有量は、０．０３〜０．６０質量％、又は０．０３〜０．３０質量％以下であってよい。Ａｌの含有量が上記範囲であることにより、焼結磁石の保磁力及び耐食性が向上し易い。
【００５１】
焼結磁石におけるＣｕの含有量は０．０１〜１．５０質量％、又は０．０３〜１．００質量％、又は０．０５〜０．５０質量％であってよい。Ｃｕの含有量が上記範囲であることにより、焼結磁石の保磁力、耐食性及び温度特性が向上し易い。Ｃｕの含有量が少なすぎる場合、Ｃｕリッチ相が十分に形成されずに、高温での保磁力が低下する傾向がある。一方、Ｃｕの含有量が多すぎる場合、Ｃｕリッチ相が過剰に形成され易く、室温での保磁力が低下する傾向がある。室温での保磁力及び高温での保磁力が高まり易いことから、Ｃｕの含有量は、０．０１〜０．５０質量％であってもよい。
【００５２】
焼結磁石におけるＣｏの含有量は、０．００〜３．００質量％であってよい。Ｃｏは、Ｆｅと同様に、主相粒子（Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶粒）を構成する遷移金属元素Ｔであってよい。焼結磁石がＣｏを含ことにより、焼結磁石のキュリー温度が向上し易い、また焼結磁石がＣｏを含ことにより、粒界相の耐食性が向上し易く、焼結磁石全体の耐食性が向上し易い。これら効果が得られ易いことから、焼結磁石におけるＣｏの含有量は、０．３０〜２．５０質量％であってもよい。
【００５３】
Ｇａの含有量は、０．１０〜１．００質量％、又は０．２０〜０．８０質量％であってよい。Ｇａの含有量が小さすぎる場合、遷移金属リッチ相が十分に形成されずに保磁力が低下する傾向がある。Ｇａの含有量が大きすぎる場合、遷移金属リッチ相が過剰に形成され、主相の体積比率が低下し、残留磁束密度が低下する傾向がある。残留磁束密度及び保磁力が高まり易いことから、Ｇａの含有量は、０．２０〜０．８０質量％であってもよい。
【００５４】
焼結磁石は、炭素（Ｃ）を含有してよい。焼結磁石におけるＣの含有量は、０．０５〜０．３０質量％、または０．１０〜０．２５質量％であってよい。Ｃの含有量が小さすぎる場合、Ｒ２Ｔ１７相が析出し易く、保磁力が低下する傾向がある。Ｃの含有量が大きすぎる場合、遷移金属リッチ相が十分に形成されず、保磁力が低下する傾向がある。保磁力が向上し易いことから、Ｃの含有量は０．１０〜０．２５質量％であってよい。
【００５５】
焼結磁石におけるＯの含有量は、０．０３〜０．４０質量％であってよい。Ｏの含有量が小さすぎる場合、焼結磁石の耐食性が低減する傾向がある、Ｏの含有量が大き過ぎる場合、保磁力が低下する傾向がある。耐食性及び保磁力が向上し易いことから、Ｏの含有量は、０．０５〜０．３０質量％、又は０．０５〜０．２５質量％であってもよい。
【００５６】
焼結磁石は窒素（Ｎ）を含有してもよい。焼結磁石におけるＮの含有量は、０．００〜０．１５質量％であってよい。Ｎの含有量が大きすぎる場合、保磁力が低下する傾向にある。
【００５７】
焼結磁石から上述の元素を除いた残部は、Ｆｅのみ、又はＦｅ及びその他の元素であってよい。焼結磁石が十分な磁気特性を有するためには、残部のうち、Ｆｅ以外の元素の含有量の合計は、焼結磁石の全質量に対して５質量％以下であってよい。
【００５８】
焼結磁石は、残部（その他の元素）として、例えばジルコニウム（Ｚｒ）を含有してよい。焼結磁石におけるＺｒの含有量は、０．００〜１．５０質量％、又は０．０３〜０．８０質量％、又は０．１０〜０．６０質量％であってよい。Ｚｒは、焼結磁石の製造過程（焼結工程）で、主相粒子（結晶粒）の異常粒成長を抑制し、焼結磁石の組織を均一且つ微細にして、焼結磁石の磁気特性を向上させる。
【００５９】
焼結磁石は、不可避不純物として、マンガン（Ｍｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、塩素（Ｃｌ）、硫黄（Ｓ）及びフッ素（Ｆ）からなる群より選ばれる少なくとも一種を含有してよい。焼結磁石における不可避不純物の含有量の合計値は、０．００１〜０．５０質量％であってよい。
【００６０】
以上の焼結磁石全体の組成は、例えば、蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）分析法、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析法、及び不活性ガス融解‐非分散型赤外線吸収（ＮＤＩＲ）法によって特定されてよい。
【００６１】
本実施形態に係る焼結磁石は、モータ又はアクチュエーター等に適用されてよい。例えば、焼結磁石は、ハイブリッド自動車、電気自動車、ハードディスクドライブ、磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）、スマートフォン、デジタルカメラ、薄型ＴＶ、スキャナー、エアコン、ヒートポンプ、冷蔵庫、掃除機、洗濯乾燥機、エレベーター及び風力発電機等の様々な分野で利用される。
【００６２】
（焼結磁石の製造方法）
以下では、上述の焼結磁石の製造方法が説明される。
【００６３】
上述の焼結磁石を構成する各元素を含む金属（原料金属）から、ストリップキャスティング法等により、原料合金を作製する。原料金属は、例えば、希土類元素の単体（金属単体）、希土類元素を含む合金、純鉄、フェロボロン、又はこれらを含む合金であってよい。これらの原料金属を、所望の焼結磁石の組成に一致するように秤量する。なお、原料合金として、組成が異なる複数の合金を作製してよい。
【００６４】
上記の原料合金を粉砕して、原料合金粉末を準備する。原料合金を、粗粉砕工程及び微粉砕工程の二段階で粉砕してよい。粗粉砕工程では、例えば、スタンプミル、ジョークラッシャー、又はブラウンミル等の粉砕方法を用いてよい。粗粉砕工程は、不活性ガス雰囲気中で行ってよい。水素を原料合金へ吸蔵させた後、原料合金を粉砕してよい。つまり、粗粉砕工程として水素吸蔵粉砕を行ってもよい。粗粉砕工程においては、原料合金の粒径が数百μｍ程度となるまで原料合金を粉砕する。粗粉砕工程に続く微粉砕工程では、粗粉砕工程を経た原料合金を、その平均粒径が３〜５μｍとなるまで更に粉砕する。微粉砕工程では、例えば、ジェットミルを用いてよい。
【００６５】
原料合金を、粗粉砕工程と微粉砕工程の２段階で粉砕しなくてもよい。例えば、微粉砕工程のみを行ってもよい。また、複数種の原料合金を用いる場合、各原料合金を別々に粉砕してから、混合してもよい。
【００６６】
上述の方法で得られた原料合金粉末を磁場中で成形して、成形体を得る。例えば、金型内の原料合金粉末に磁場を印加しながら、原料合金粉末を金型で加圧することにより、成形体を得る。金型が原料合金粉末に及ぼす圧力は、３０〜３００ＭＰａであってよい。原料合金粉末に印加される磁場の強さは、９５０〜１６００ｋＡ／ｍであってよい。
【００６７】
本実施形態に係る焼結磁石が備える特徴的な粒界多重点は、以下の通り、焼結工程に続く三段階の時効処理工程を経ることによって形成される。焼結工程及び時効処理工程の温度の経時的なプロファイルは、図３に示される。焼結工程及び時効処理工程の詳細は以下の通りである。
【００６８】
焼結工程では、上述の成形体を、真空又は不活性ガス雰囲気中で焼結させて、焼結体を得る。焼結条件は、目的とする焼結磁石の組成、原料合金の粉砕方法及び粒度等に応じて、適宜設定されてよい。焼結温度Ｔｓは、例えば、１０００〜１１００℃であってよい。焼結時間は、１〜２４時間行なえばよい。
【００６９】
時効処理工程は、第一時効処理と、第一時効処理に続く第二時効処理と、第二時効処理に続く第三時効処理とから構成される。三段階の時効処理工程では、焼結体を、真空又は不活性ガス雰囲気中で加熱する。図３に示されるように、第一時効処理では、焼結体を第一温度Ｔ１で加熱する。第二時効処理では、焼結体を第二温度Ｔ２で加熱する。第三時効処理では、焼結体を第三温度Ｔ３で加熱する。第一温度Ｔ１は第二温度Ｔ２よりも高く、第二温度Ｔ２は第三温度Ｔ３よりも高い。第二時効処理では、遷移金属リッチ相とＲリッチ相が形成され易く、第三時効処理では、Ｒリッチ相がＣｕプア相とＣｕリッチ相に分離し易い。仮に第一温度Ｔ１が第二温度Ｔ２よりも低い場合、第一時効処理においてＣｕリッチ相がＣｕプア相とＣｕリッチ相に分離し、第二時効処理においてＣｕリッチ相が溶融して減少し易い。つまり、第一時効処理においてＣｕプア相とＣｕリッチ相に分離したＲリッチ相の組成が、第二時効処理において再び均一な組成に戻り易い。その結果、下記式１及び式２が満たされ難い。仮に第二温度Ｔ２が第三温度Ｔ３よりも低い場合、第二時効処理においてＣｕリッチ相がＣｕプア相とＣｕリッチ相に分離し、第三時効処理においてＣｕリッチ相が溶融して減少し易い。つまり、第二時効処理においてＣｕプア相とＣｕリッチ相に分離したＲリッチ相の組成が、第三時効処理において再び均一な組成に戻り易い。その結果、下記式１及び式２が満たされ難い。
０．３０≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．６０      （１）
０．０３≦Ｎ３／Ｎ２≦０．２０      （２）
【００７０】
第一温度Ｔ１は、７００〜１０００℃であってよい。第一温度Ｔ１が７００℃未満である場合、第二時効処理において遷移金属リッチ相が十分に分散せず、角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）が低下する傾向がある。第一温度Ｔ１が１０００℃を超える場合、希土類酸化物相が十分に分散せず、角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）が低下する傾向がある。第一時効処理の時間ｔ１（焼結体を第一温度Ｔ１で加熱し続ける時間）は、１〜５時間であってよい。ｔ１が１時間未満である場合、第二時効処理において遷移金属リッチ相が十分に分散せず、角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）が低下する傾向がある。ｔ１が５時間を超える場合、希土類酸化物相が十分に分散せず、角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）が低下する傾向がある。
【００７１】
第二温度Ｔ２は、５００〜６００℃であってよい。第二温度Ｔ２が５００℃未満である場合、Ｃｕプア相及びＣｕリッチ相に比べて遷移金属リッチ相が形成され難く、Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）が０．３０未満になり易い。第二温度Ｔ２が６００℃を超える場合、Ｃｕプア相及びＣｕリッチ相に比べて遷移金属リッチ相が過剰に形成され易く、Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）が０．６０を超え易い。第二時効処理の時間ｔ２（焼結体を第二温度Ｔ２で加熱し続ける時間）は、１〜５時間であってよい。ｔ２が１時間未満である場合、遷移金属リッチ相が十分に形成されず、Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）が０．３０未満になり易く、保磁力が低下する傾向がある。ｔ２が５時間を超える場合、遷移金属リッチ相が過剰に形成され、Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）が０．６０を超え易く、残留磁束密度が低下する傾向がある。仮に第二時効処理が実施されなかった場合、Ｃｕプア相及びＣｕリッチ相に比べて遷移金属リッチ相が形成され難く、Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）が０．３０未満になり易い。
【００７２】
第三温度Ｔ３は、４１０〜４９０℃であってよい。第三温度Ｔ３が４１０℃未満である場合、十分に液相が発生せず、Ｃｕプア相を形成する反応が起こり難く、Ｎ３／Ｎ２が０．０３未満になり易く、高温での保磁力が低下する傾向がある。第三温度Ｔ３が４９０℃を超える場合、遷移金属リッチ相が過剰に形成され易く、Ｎ３／Ｎ２が０．２０を超え易く、残留磁束密度及び保磁力が低下する傾向がある。第三時効処理の時間ｔ３（焼結体を第三温度Ｔ３で加熱し続ける時間）は、３〜５時間であってよい。ｔ３が３時間未満である場合、Ｃｕプア相に比べてＣｕリッチ相が形成され難く、Ｎ３／Ｎ２が０．０３未満になり易い。ｔ３が５時間を超える場合、Ｃｕリッチ相が過剰に形成されるため、Ｎ３／Ｎ２が０．２０を超え易い。仮に第三時効処理が実施されなかった場合、Ｃｕプア相に比べてＣｕリッチ相が形成され難く、Ｎ３／Ｎ２が０．０３未満になり易い。
【００７３】
図３に示されるように、焼結工程を開始するために、雰囲気の温度をＴｓ未満の温度（例えば室温）からＴｓまで上げる場合、昇温速度は０．１〜２０℃／分であってよい。「雰囲気の温度」とは、焼結体の周りの雰囲気の温度であり、例えば加熱炉内の温度である。焼結工程後、雰囲気の温度をＴｓからＴ１未満の温度（例えば室温）まで下げる場合、降温速度は１〜５０℃／分であってよい。第一時効処理を開始するために、雰囲気の温度をＴ１未満の温度（例えば室温）からＴ１まで上げる場合、昇温速度は０．１〜２０℃／分であってよい。第一時効処理後、雰囲気の温度をＴ１からＴ２未満の温度（例えば室温）まで下げる場合、降温速度は１〜５０℃／分であってよい。第二時効処理を開始するために、雰囲気の温度をＴ２未満の温度（例えば室温）からＴ２まで上げる場合、昇温速度は０．１〜５０℃／分であってよい。第一時効処理後、雰囲気の温度をＴ１からＴ２まで下げて、第一時効処理に連続して第二時効処理を実施してもよい。第二時効処理後、時効処理の雰囲気の温度をＴ２からＴ３まで下げる場合、降温速度は１〜５０℃／分であってよい。第三時効処理後、時効処理の雰囲気の温度をＴ３からＴ３未満の温度（例えば室温）まで下げる場合、降温速度は１〜５０℃／分であってよい。焼結工程、第一時効処理、第二時効処理及び第三時効処理其々における昇温速度及び降温速度が上記の範囲内であることにより、上記式１及び式２が満たされ易い。
【００７４】
以上の方法により、本実施形態に係る焼結磁石が得られる。
【００７５】
重希土類元素を含む焼結磁石を製造する場合、重希土類元素又はその化合物（例えば水素化物）を上記の焼結体の表面に付着させた後、焼結体を加熱してもよい。この熱拡散処理により、重希土類元素を焼結体の表面から内部へ拡散させることができる。例えば、焼結工程に続いて熱拡散処理を実施した後、第一時効処理、第二時効処理及び第三時効処理を実施してよい。第一時効処理に続いて熱拡散処理を実施した後、第二時効処理及び第三時効処理を実施してもよい。
【実施例】
【００７６】
以下では実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００７７】
（実施例１‐１）
［焼結磁石の作製］
ストリップキャスティング法により、焼結磁石の原料金属から原料合金を作製した。原料金属の秤量により、原料合金の組成を調整した。原料合金中の各元素の含有量は以下の値に調整された。
【００７８】
Ｎｄの含有量は、２４．９６質量％であった。Ｐｒの含有量は、６．２４質量％であった。Ｂの含有量は、０．８６質量％であった。Ｃｏの含有量は、２．００質量％であった。Ｃｕの含有量は、０．５０質量％であった。Ｇａの含有量は、１．００質量％であった。Ａｌの含有量は、０．２０質量％であった。Ｚｒの含有量は、０．２０質量％であった。原料合金から上記元素を除いた残部は、Ｆｅと極微量の不可避的不純物（Ｔｂ等）であった。Ｎｄ、Ｐｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｇａ、Ａｌ、Ｃｕ及びＺｒ其々の含有量は、蛍光Ｘ線分析により測定した。Ｂの含有量は、ＩＣＰ発光分析により測定した。Ｏの含有量は、不活性ガス融解‐非分散型赤外線吸収法により測定した。
【００７９】
水素を上記の原料合金へ吸蔵させた後、Ａｒ雰囲気中において原料合金を６００℃で１時間加熱して脱水素することにより、原料合金粉末を得た。つまり水素粉砕処理を行った。水素粉砕処理から下記の焼結工程までの各工程は、酸素濃度が１００ｐｐｍ未満である非酸化的雰囲気下で実施した。
【００８０】
粉砕助剤としてオレイン酸アミドを原料合金粉末へ添加して、これらを混合した。オレイン酸アミドの添加量の調整により、最終的な焼結磁石中のＣの含有量を調整した。続く微粉砕工程では、ジェットミルを用いて、原料合金粉末の平均粒径を４μｍに調整した。続く成形工程では、原料合金粉末を金型内に充填した。そして、１２００ｋＡ／ｍの磁場を金型内の原料粉末へ印加しながら、原料粉末を１２０ＭＰａで加圧することにより、成形体を得た。
【００８１】
焼結工程では、真空中において成形体を１０６０℃（焼結温度Ｔｓ）で４時間加熱してから急冷することにより、焼結体を得た。
【００８２】
時効処理工程として、第一時効処理と、第一時効処理に続く第二時効処理と、第二時効処理に続く第三時効処理を実施した。第一時効処理、第二時効処理及び第三時効処理のいずれにおいても、焼結体をＡｒ雰囲気中で加熱した。
【００８３】
第一時効処理では、焼結体を９００℃（第一温度Ｔ１）で６０分加熱した。
【００８４】
第二時効処理では、下記表１に示される第二温度Ｔ２で焼結体を加熱した。第二時効処理の時間ｔ２（焼結体を第二温度Ｔ２で加熱し続けた時間）は、下記表１に示される。
【００８５】
第三時効処理では、下記表１に示される第三温度Ｔ３で焼結体を加熱した。第三時効処理の時間ｔ３（焼結体を第三温度Ｔ３で加熱し続けた時間）は、下記表１に示される。
【００８６】
以上の方法により、実施例１‐１の焼結磁石を得た。
【００８７】
［焼結磁石の組成分析］
焼結磁石の組成を分析した結果、焼結磁石中の各元素の含有量は次の通りであった。Ｎｄの含有量は、２４．８０質量％であった。Ｐｒの含有量は、６．２０質量％であった。Ｂの含有量は、０．８６質量％であった。Ｃｏの含有量は、２．００質量％であった。Ｃｕの含有量は、０．５０質量％であった。Ｇａの含有量は、１．００質量％であった。Ａｌの含有量は、０．２０質量％であった。Ｚｒの含有量は、０．２０質量％であった。酸素の含有量は、０．０８質量％であった。原料合金から上記元素を除いた残部は、Ｆｅと極微量の不可避的不純物（Ｔｂ等）であった。Ｎｄ、Ｐｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｇａ、Ａｌ、Ｃｕ及びＺｒ其々の含有量は、蛍光Ｘ線分析により測定した。Ｂの含有量は、ＩＣＰ発光分析により測定した。Ｏの含有量は、不活性ガス融解‐非分散型赤外線吸収法により測定した。
【００８８】
［磁気特性の測定］
２３℃（室温）における焼結磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）及び保磁力（ＨｃＪ）を測定した。また１５０℃（高温）における焼結磁石のＨｃＪを測定した。Ｂｒ及びＨｃＪの測定には、Ｂ‐Ｈトレーサーを用いた。磁気特性の測定の結果は、下記表１に示される。
【００８９】
［焼結磁石の断面の分析］
焼結磁石を、その配向方向に対して垂直に切断した。焼結磁石の断面をイオンミリングで削り、断面に形成された酸化物等の不純物を除去した。続いて、焼結磁石の断面の一部の領域を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）とエネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）装置で分析した。分析された領域の寸法は、１００μｍ×１００μｍであった。分析された領域は、焼結磁石の表面からの深さが３００μｍを超える領域であった、換言すれば、分析された領域は、焼結磁石の断面のうち、断面の外縁（外周部）からの距離が３００μｍを超える領域であった。ＳＥＭとしては、株式会社日立ハイテクノロジーズ製のショットキー走査電子顕微鏡「ＳＵ５０００」を用いた。ＥＤＳ装置としては、株式会社堀場製作所製の「エネルギー分散型Ｘ線分析装置ＥＭＡＸ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ／ＥＭＡＸ  ＥＮＥＲＧＹ（ＥＭＡＸ  Ｘ−ＭａｘＮ検出器仕様）」を用いた。測定条件は以下のように設定した。以下に記載される各元素の濃度（単位：原子％）は、ＥＤＳによる定量分析に基づく値であり、Ｏ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｎｄ及びＰｒ其々の濃度の合計が１００原子％であるときの値である。
加速電圧：  １５ｋＶ
スポット強度：  ３０
ワーキングディスタンス：  １０ｍｍ
【００９０】
分析の結果、実施例１‐１の焼結磁石は以下の特徴を有することが確認された。
【００９１】
焼結磁石は、Ｒ２Ｔ１４Ｂの結晶を含む複数の主相粒子と、少なくとも三つの主相粒子に囲まれた粒界相である複数の粒界多重点と、を備えていた。Ｔは、Ｆｅ及びＣｏである。
【００９２】
一部の粒界多重点は、Ｒ６Ｔ１３Ｇａを含み、且つ下記式Ｔ１を満たす遷移金属リッチ相であった。Ｒは、Ｎｄ及びＰｒである。Ｔは、Ｆｅ及びＣｏである。
【００９３】
１．５０≦（［Ｆｅ］＋［Ｃｏ］）／［Ｒ］≦３．００      （Ｔ１）
［Ｆｅ］は、粒界多重点におけるＦｅの濃度であり、［Ｃｏ］は、粒界多重点におけるＣｏの濃度であり、［Ｒ］は、粒界多重点におけるＲの濃度であり、［Ｆｅ］、［Ｃｏ］及び［Ｒ］其々の単位は、原子％である。
【００９４】
一部の粒界多重点は、下記式Ｒ１、Ｒ２及びＣ１を満たすＣｕプア相であった。一部の粒界多重点は、下記式Ｒ１、Ｒ２及びＣ２を満たすＣｕリッチ相であった。
【００９５】
０．００≦（［Ｆｅ］＋［Ｃｏ］）／［Ｒ］＜１．５０      （Ｒ１）
０．００≦［Ｏ］／［Ｒ］＜０．３５      （Ｒ２）
０．００≦［Ｃｕ］／［Ｒ］＜０．２５      （Ｃ１）
０．２５≦［Ｃｕ］／［Ｒ］≦１．００      （Ｃ２）
［Ｏ］は、粒界多重点におけるＯの濃度であり、［Ｃｕ］は、粒界多重点におけるＣｕの濃度であり、［Ｏ］及び［Ｃｕ］其々の単位は、原子％である。
【００９６】
一部の粒界多重点は、遷移金属リッチ相、Ｃｕプア相及びＣｕリッチ相ではなく、Ｒの酸化物からなる相（希土類酸化物相）であった。
【００９７】
寸法が１．０μｍ×１．０μｍよりも大きい１００か所の粒界多重点を焼結磁石の断面から無作為に選出した。選出された各粒界多重点においてＥＤＳによる点分析を行った。ただし、１００か所の粒界多重点には、希土類酸化物相は含まれない。ＥＤＳによる点分析の結果に基づき、遷移金属リッチ相である粒界多重点の個数Ｎ１、Ｃｕプア相である粒界多重点の個数Ｎ２、及びＣｕリッチ相である粒界多重点の個数Ｎ３を数えた。Ｎ１、Ｎ２及びＮ３の和は１００である。続いて、Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）及びＮ３／Ｎ２其々の値を算出した。実施例１‐１のＮ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）及びＮ３／Ｎ２は、下記表１に示される。
【００９８】
（実施例１‐２、１‐３、２‐１〜２‐３）
（比較例１‐１〜１‐５、２‐１〜２‐３、３‐１〜３‐３）
以下の事項を除いて実施例１‐１と同様の方法で、実施例１‐２、１‐３、２‐１〜２‐３及び比較例１‐１〜１‐５、２‐１〜２‐３、３‐１〜３‐３其々の焼結磁石を作製した。
【００９９】
各実施例のＴ２、ｔ２、Ｔ３及びｔ３は、下記表１に示される値であった。比較例３‐１〜３‐３を除く各比較例のＴ２及びｔ２は、下記表１に示される値であった。比較例３‐１〜３‐３其々の時効処理工程では、第二時効処理を実施せず、第一時効処理に続いて第三時効処理を実施した。比較例２‐１を除く各比較例のＴ３及びｔ３は、下記表１に示される値であった。比較例２‐１の時効処理工程では、第三時効処理を実施しなかった。
【０１００】
実施例１‐１と同様の方法で、他の実施例及び比較例其々の焼結磁石の磁気特性を測定した。磁気特性の測定の結果は、下記表１に示される。２３℃でのＢｒは１３．５ｋＧ以上であり、且つ２３℃でのＨｃＪは２２．５ｋＯｅ以上であり、且つ１５０℃でのＨｃＪは７．８ｋＯｅ以上であることが好ましい。
【０１０１】
実施例１‐１と同様の方法で、他の実施例及び比較例其々の焼結磁石の断面を分析した。各焼結磁石の断面の分析の結果は、下記表１に示される。実施例１‐２、１‐３、２‐１〜２‐３其々の焼結磁石は、実施例１‐１と同様に、主相粒子及び粒界多重点に関する上述の特徴を有することが確認された。全ての実施例において、下記式１及び式２を満たされることが確認された。
０．３０≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３）≦０．６０      （１）
０．０３≦Ｎ３／Ｎ２≦０．２０      （２）
【０１０２】
比較例１‐４、１‐５、２‐１及び２‐２を除く各比較例の焼結磁石は、粒界多重点として、遷移金属リッチ相、Ｃｕプア相及びＣｕリッチ相を備えることが確認された。比較例２‐１及び２‐２其々の焼結磁石の断面では、遷移金属リッチ相及びＣｕプア相は検出されたが、Ｃｕリッチ相が検出されなかった。上記式１及び式２の両方が満たされる比較例はなかった。
【０１０３】
【表１】
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【０１０４】
ＳＥＭで撮影された実施例２‐３の焼結磁石の断面の画像は、図４に示される。図４に示される粒界多重点１、２及び３其々における各元素の濃度（単位：原子％）は、下記表２に示される。各元素の濃度は、上述の通り、ＥＤＳによる点分析に基づく値である。図４において黒い部分は、主相粒子である。
【０１０５】
【表２】
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【０１０６】
表２に示されるように、粒界多重点１は、上記式Ｔ１を満たす遷移金属リッチ相であることが確認された。ＳＥＭ画像において粒界多重点１と同様のコントラストに見られる粒界多重点１Ａ〜１Ｅ其々の組成をＥＤＳで測定した。測定結果は表２に示される。粒界多重点１Ａ〜１Ｅは、上記式Ｔ１を満たす遷移金属リッチ相であることが確認された。粒界多重点２は、上記式Ｒ１、Ｒ２及びＣ２を満たすＣｕリッチ相であることが確認された。ＳＥＭ画像において粒界多重点２と同様のコントラストに見られる粒界多重点２Ａ〜２Ｅ其々の組成をＥＤＳで測定した。ＥＤＳの測定結果は表２に示される。粒界多重点２Ａ〜２Ｅは、上記式Ｒ１、Ｒ２及びＣ２を満たすＣｕリッチ相であることが確認された。粒界多重点３は、上記式Ｒ１、Ｒ２及びＣ１を満たすＣｕプア相であることが確認された。ＳＥＭ画像において粒界多重点３と同様のコントラストに見られる粒界多重点３Ａ〜３Ｅ其々の組成をＥＤＳで測定した。測定結果は表２に示される。粒界多重点３Ａ〜３Ｅは、上記式Ｒ１、Ｒ２及びＣ１を満たすＣｕプア相であることが確認された。図４に示されるように、一部の二粒子粒界には、粒界多重点１と連続する遷移金属リッチ相が形成されていることが確認された。また、一部の二粒子粒界には、粒界多重点２と連続するＣｕリッチ相が形成されていることが確認された。また、一部の二粒子粒界には、粒界多重点３と連続するＣｕプア相が形成されていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明に係るＲ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石は、磁気特性に優れるため、例えば、ハイブリッド車又は電気自動車に搭載されるモータに適用される。
【符号の説明】
【０１０８】
２…Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石、２ｃｓ…Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系焼結磁石の断面、４…主相粒子、６…遷移金属リッチ相、８…Ｒリッチ相、８Ａ…Ｃｕプア相、８Ｂ…Ｃｕリッチ相。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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