(57)【要約】      （修正有）【課題】高温環境下においても使用可能な高温減磁率を抑制した希土類磁石を提供する。【解決手段】Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子の断面において、結晶粒子内部１（内側）の微細生成物の数密度が結晶粒子外周部２（外側）の微細生成物の数密度よりも多い微細構造とする。即ちＲ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子とＲ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子間に形成された粒界相３とを含む希土類磁石であって、前記Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子は結晶粒内に微細生成物が形成されたものを含み、該微細生成物は、主相結晶粒子の断面において断面径の３／４を結晶粒子内部、１／４を結晶粒子外周部としたときに、結晶粒子内部の数密度が結晶粒子外周部の数密度に比して大きくなるように構成されている。【選択図】図１
2015135935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子と該Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子間に形成された二粒子粒界相とを含む希土類磁石であって、前記Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子は結晶粒内に微細生成物が形成されたものを含み、該微細生成物は、主相結晶粒子の断面において、該断面内の最長線分を該粒子の長軸とし、該粒子の長軸の中心点を通り該粒子の長軸と直交する断面内の線分を粒子の短軸とし、これら粒子の長軸および短軸の内側３／４と外側１／４を垂直に区切る線をそれぞれ求め、これら４本の線に接するとともに長軸と短軸とが粒子の長軸と短軸とにそれぞれ平行となる楕円を描き、該楕円を境界線として、楕円の内部を結晶粒子内部とし楕円の外部を結晶粒子外周部として区分したときに、結晶粒子内部の数密度が結晶粒子外周部の数密度に比して大きくなるように形成されていることを特徴とする希土類磁石。
【請求項２】
前記結晶粒子内部の前記微細生成物の数密度をＡ１、前記結晶粒子外周部の前記記載生成物の数密度をＡ２としたとき、Ａ１／Ａ２≧３であることを特徴とする請求項１に記載の希土類磁石。
【請求項３】
前記結晶粒子内部の前記微細生成物の数密度をＡ１、前記結晶粒子外周部の前記記載生成物の数密度をＡ２としたとき、Ａ１／Ａ２≧１５であることを特徴とする請求項１に記載の希土類磁石。
【請求項４】
前記二粒子粒界相の幅が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の希土類磁石。
【請求項５】
前記微細生成物は、非磁性Ｎｄリッチ相であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の希土類磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類磁石に関し、さらに詳しくはＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の微細構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に代表されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅを必須元素とした一種以上の鉄族元素、Ｂはホウ素を示す）は、高い飽和磁束密度を有することから、使用機器の小型化・高効率化に有利であり、ハードディスクドライブのボイスコイルモーター等に利用されている。近年では、各種産業用モーターやハイブリッド自動車の駆動モーター等にも適用されつつあり、エネルギー保全等の観点からこれらの分野への更なる普及が望まれている。ところで、ハイブリッド自動車等へのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の適用においては、磁石は比較的高温に晒されることになるため、熱による高温減磁を抑制することが重要となる。この高温減磁を抑制するには、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の室温における保磁力を充分高めておく手法が有効であることは良く知られている。
【０００３】
例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の室温における保磁力を高める手法として、主相であるＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ化合物のＮｄの一部を、Ｄｙ、Ｔｂといった重希土類元素で置換する手法が知られている。Ｎｄの一部を重希土類元素で置換することにより、結晶磁気異方性を高め、その結果、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の室温における保磁力を充分に高めることができる。重希土類元素による置換以外にも、Ｃｕ元素等の添加も室温における保磁力向上に効果があるとされている（特許文献１）。Ｃｕ元素を添加することにより、該Ｃｕ元素が粒界において例えばＮｄ−Ｃｕ液相を形成し、これにより粒界が滑らかとなり、逆磁区の発生を抑制するものと考えられている。
【０００４】
希土類磁石の保磁力の向上には、発生した逆磁区の磁壁の移動を抑制することも重要であることが指摘されている。例えば特許文献２には、主相Ｒ２Ｔ１４Ｂの粒内に非磁性相の微細な磁気硬化性生成物を形成し、これにより磁壁のピンニングを行い、保磁力を向上させる技術が開示されている。また、特許文献３には、特許文献２と同様の技術思想に基づき、主相結晶粒子内に磁気的性質が主相の磁気的性質に対し変調された部位を形成することにより、保磁力を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３２７２５５号公報
【特許文献２】特許第２８９３２６５号公報
【特許文献３】特開２００９−２４２９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を１００℃〜２００℃といった高温環境下で使用する場合、室温における保磁力の値も有効な指標の一つではあるが、実際に高温環境下に晒されても減磁しない、若しくは減磁率が小さい、ということが重要である。主相であるＲ２Ｔ１４Ｂ化合物のＲの一部がＴｂやＤｙといった重希土類元素で置換された組成は保磁力が大幅に向上し、高保磁力化にとっては簡便な手法ではあるが、Ｄｙ、Ｔｂといった重希土類元素は産出地、産出量が限られているので、資源的な問題がある。置換に伴い、例えばＮｄとＤｙとの反強磁性的な結合により残留磁束密度の減少も避けられない。上記のＣｕ元素の添加等は保磁力の向上に有効な方法ではあるが、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の適用領域の拡大のためには、高温減磁（高温環境下に晒されることによる減磁）抑制の更なる向上が望まれる。
【０００７】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に対し、上記Ｃｕ添加の方法に加え、磁壁のピンニング機構を付加することができれば、保磁力の一層の向上が期待できる。が、本願発明者等の実験では、ただ単に主相粒内に生成物を形成するだけでは保磁力の向上は不十分であることが解った。これは、主相結晶粒内に生成物を形成すると、かえって逆磁区の発生核を増やしてしまうことになるためではないかと考える。
【０００８】
特許文献３には、主相結晶粒内に形成する磁気的性質が変調された部位、すなわち欠陥構造の性状に対するいくつかの示唆が提示されている。それによると、欠陥構造が有効に磁壁移動を阻害するためには、欠陥構造の数密度が重要であるとされている。必要な欠陥構造の数密度を確保しかつ強磁性相の体積分率を減らさないためには、欠陥構造のサイズをある程度小さくする必要があるとされている。しかしながら、欠陥構造をどのように分布させるべきかについては、なんら開示がなされていない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石すなわち希土類磁石において、高温減磁率抑制を格段に向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願発明者等は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の微細構造と高温減磁率との関係を鋭意検討した結果、Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子内に生成させる微細生成物の分布を制御することにより、高温減磁率を向上させることができることを見出し、本発明を完成させるに到った。
【００１１】
すなわち、本発明は、Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子とＲ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子間に形成された粒界相とを含む希土類磁石であって、前記Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子は結晶粒内に微細生成物が形成されたものを含み、該微細生成物は、主相結晶粒子の断面において、該断面内の最長線分を該粒子の長軸とし、該粒子の長軸の中心点を通り該粒子の長軸と直交する断面内の線分を粒子の短軸とし、これら粒子の長軸および短軸の内側３／４と外側１／４を垂直に区切る線をそれぞれ求め、これら４本の線に接するとともに長軸と短軸とが粒子の長軸と短軸とにそれぞれ平行となる楕円を描き、該楕円を境界線として、楕円の内部を結晶粒子内部とし楕円の外部を結晶粒子外周部として区分したときに、結晶粒子内部の数密度が結晶粒子外周部の数密度に比して大きくなるように構成されている希土類磁石を提供する。ここでいう数密度とは、結晶粒子の断面における微細生成物の個数の面密度を意味する。
【００１２】
上記した主相結晶粒内の微細生成物は非磁性であることが好ましく、さらにはＲリッチ相であることが、製造上からも好ましい。微細生成部が非磁性であることにより、磁壁のピンニングを効果的に行わせることができ、よって高温減磁率の抑制をより向上させることができる。また、Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相粒子を構成しているＲを余剰に含ませ、これを生成させＲリッチ相からなる微細生成物とすることで、製造が容易となる。
【００１３】
上記主相粒内の微細生成物の数密度の結晶粒子内部と結晶粒子外周部との比は、３倍以上とすることが好ましく、１５倍以上であればさらに好ましい。このような構成とすることにより、主相結晶粒子の外周部における欠陥構造を抑制し、従来主相結晶粒子の外周部で起こるとされる逆磁区の発生を抑制しつつ、主相結晶粒子に磁壁のピンニング機構を付加することができる。
【００１４】
このとき、隣接する二つのＲ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子の間に形成する粒界相（二粒子粒界相）の厚さは、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。前記粒界相の厚さをこのようにすることにより、Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子の外周部にある余剰のＲ元素を粒界相に偏析させることができ、よって結晶粒子外周部の微細生成物の数密度を減らすことができると同時に粒界相を厚くでき、逆磁区の発生核形成を抑制しつつ隣接するＲ２Ｔ１４Ｂ主相粒子間の磁気的結合を分断する効果も向上させることができる。二粒子粒界相の厚さが５ｎｍ未満であると、隣接するＲ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子の磁気的分断効果が不十分となり、また、二粒子粒界相の厚さが２００ｎｍを超えると、粒界相の全体に占める体積分率が大きくなるため、高温減磁率の抑制効果は向上するものの残留磁束密度が低下してしまう。二粒子粒界相の厚さの評価法については後述する。
【００１５】
上記した微細生成物はすべてのＲ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子に形成する必要はない。あるいは、焼結体の断面を観察した場合、すべてのＲ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子に微細生成物が確認される必要はない。磁壁は結晶粒子が大きいほど形成されやすくかつ動き易いことから、焼結体のなかでも大きな結晶粒子内に形成されていれば良い。このような場合でも本発明の効果を奏することができる。また、断面径の小さな粒子は、結晶粒子外周部で切断されており、結晶粒子内部が見えていない場合がある。よって、微細生成物の数密度評価は、大きな粒子について行えば足りる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高温減磁率の小さい希土類磁石を提供でき、高温環境下で使用されるモーター等に適用できる希土類磁石を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】主相結晶粒子の断面、及び粒界相を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を説明する。尚、本発明でいう希土類磁石とは、Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子と粒界相を含む焼結磁石であり、Ｒは一種以上の希土類元素を含み、ＴはＦｅを必須元素とした一種以上の鉄族元素を含み、さらには各種公知の添加元素が添加されたものをも含むものである。
【００１９】
図１は、本発明に係る実施形態の希土類磁石の断面構造を示す電子顕微鏡写真である。本実施形態に係る希土類磁石は、Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子と、隣接するＲ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子間に形成される粒界相３とを含み、Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子は、微細生成物の数密度の高い結晶粒子内部１と、微細生成物の数密度の低い結晶粒子外周部２とよりなる。図１より、結晶粒子内部１には多くの微細生成物が見られるが、結晶粒子外周部２には微細生成物が殆ど見られず、結晶粒子外周部２に対する結晶粒子内部１の微細生成物の数密度比は、ほぼ無限大といえる。
【００２０】
本実施形態における粒界相３の幅（厚み）は略５〜２００ｎｍであり、通常の希土類磁石の粒界相幅２〜３ｎｍに較べ、格段に広く構成されている。Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子を囲む全ての領域において、粒界相厚みがこの幅の範囲内である必要はない。局所的に粒界相厚みの薄い領域があったとしても、一部に上記のような厚い粒界相を含むことにより、逆磁区発生の確率は低く抑えられる。本発明における粒界相幅（粒界相厚み）とは、二粒子粒界相において、相対的に厚い領域の測定値３点と相対的に薄い領域の３点、計６点の平均値とする。このような構成により、隣接するＲ２Ｔ１４Ｂ結晶粒子間の磁気的結合を分断している。Ｒ２Ｔ１４Ｂ結晶粒子のうち、結晶粒子外周部に存在した余剰のＲ元素を、焼結もしくは焼結後の熱処理工程の条件を制御して、結晶粒子外周部から粒界相へと掃きだすことにより、幅広の粒界相を構成できたものと考える。
【００２１】
本実施形態に係る希土類磁石を構成するＲ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子においては、希土類Ｒとしては軽希土類元素、重希土類、あるいは両者の組み合わせのいずれであっても良いが、材料コストの観点からＮｄ、Ｐｒあるいはこれら両者の組み合わせが好ましい。鉄族元素Ｔとしては、ＦｅあるいはＦｅとＣｏの組み合わせが好ましいが、これらに限定されない。また、Ｂはホウ素を示す。
【００２２】
本実施形態に係る希土類磁石は、さらに微量の添加元素を含む。添加元素としては周知のものを用いることができる。添加元素は、Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子の構成要素であるＲ元素と状態図上に共晶点を有するものが好ましい。この点から、添加元素としてはＣｕ等が好ましいが、他の元素であっても良い。Ｃｕの添加量としては、全体の２ａｔ％（原子％）以下であることが好ましい。添加量をこの範囲とすることで、Ｃｕをほぼ粒界相にのみ偏在させることができる。
【００２３】
希土類磁石にＣｕを添加することで、焼結あるいは熱処理の工程においてＲ−Ｃｕ液相が形成され、これが幅広で滑らかな粒界相（二粒子粒界相）を形成するとともに、Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子の結晶粒子外周部での微細生成物の発生を抑制し、結晶粒子内部での微細生成物の発生を促進できるものと考える。
【００２４】
本実施形態に係る希土類磁石の組成は、元素Ｔに較べ元素ＲがＲ２Ｔ１４Ｂの化学両論比よりも過剰となるようにする。具体的には、Ｒの原子百分率を１４．４％前後とするのがよい。
【００２５】
本実施形態に係る希土類磁石の製造方法の一例を説明する。本実施形態に係る希土類磁石は通常の粉末冶金法により製造することができ、該粉末冶金法は、原料合金を調製する調製工程、原料合金を粉砕して原料微粉末得る粉砕工程、原料微粉末を成形して成形体を作製する成形工程、成形体を焼成して焼結体を得る焼結工程、及び焼結体に時効処理を施す熱処理工程を有する。
【００２６】
調製工程は、本実施形態に係る希土類磁石に含まれる各元素を有する原料合金を調製する工程である。まず、所定の元素を有する原料金属を準備し、これらを用いてストリップキャスティング法等を行う。これによって原料合金を調製することができる。原料金属としては、例えば、希土類金属や希土類合金、純鉄、フェロボロン、またはこれらの合金が挙げられる。これらの原料金属を用い、所望の組成を有する希土類磁石が得られるような原料合金を調製する。
【００２７】
粉砕工程は、調製工程で得られた原料合金を粉砕して原料微粉末を得る工程である。この工程は、粗粉砕工程及び微粉砕工程の２段階で行うことが好ましいが、１段階としても良い。粗粉砕工程は、例えばスタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用い、不活性ガス雰囲気中で行うことができる。水素を吸蔵させた後、粉砕を行う水素吸蔵粉砕を行うこともできる。粗粉砕工程においては、原料合金を、粒径が数百μｍから数ｍｍ程度となるまで粉砕を行う。
【００２８】
微粉砕工程は、粗粉砕工程で得られた粗粉末を微粉砕して、平均粒径が数μｍ程度の原料微粉末を調製する。原料微粉末の平均粒径は、焼結後の結晶粒の成長度合を勘案して設定すればよい。微粉砕は、例えば、ジェットミルを用いて行うことができる。
【００２９】
成形工程は、原料微粉末を磁場中で成形して成形体を作製する工程である。具体的には、原料微粉末を電磁石中に配置された金型内に充填した後、電磁石により磁場を印加して原料微粉末の結晶軸を配向させながら、原料微粉末を加圧することにより成形を行う。この磁場中の成形は、例えば、１０００〜１６００ｋＡ／ｍの磁場中、３０〜３００ＭＰａ程度の圧力で行えばよい。
【００３０】
焼結工程は、成形体を焼成して焼結体を得る工程である。磁場中成形後、成形体を真空もしくは不活性ガス雰囲気中で焼成し、焼結体を得ることができる。焼成条件は、成形体の組成、原料微粉末の粉砕方法、粒度等の条件に応じて適宜設定することが好ましいが、例えば、１０００℃〜１１００℃で１〜１０時間程度行えばよい。
【００３１】
熱処理工程は、焼結体を時効処理する工程である。この工程を経た後、Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子内の微細生成物および二粒子粒界相の幅が決定される。これらの微細構造は、この工程のみで制御されるのではなく、上記した焼結工程の諸条件及び原料微粉末の状況との兼ね合いで決まるので、熱処理条件と焼結体の微細構造との関係を勘案しながら、熱処理温度及び時間を設定すればよい。熱処理は５５０℃〜８００℃の温度範囲で行えばよいが、８００℃近傍での熱処理を行った後５５０℃近傍での熱処理を行うというふうに２段階に分けて行ってもよい。熱処理の降温過程における冷却速度でも微細組織は変動するが、冷却速度は、１００℃／分以上、特に３００℃／分以上とすることが好ましい。本発明の上記時効によれば、冷却速度を従来よりも速くしているので、粒界相における強磁性相の偏析を効果的に抑制させることができると考えている。よって、保磁力の低下、ひいては高温減磁率の悪化を招く原因を排除することができる。８００℃近傍の熱処理において、熱処理時間を種々設定することにより、微細生成物の分布等を制御することができ、これに続く急速冷却により結晶粒子内部に形成された微細生成物の分布を固定することができる。
【００３２】
以上の方法により、本実施形態に係る希土類磁石が得られるが、希土類磁石の製造方法は上記に限定されず、適宜変更してよい。
【００３３】
次に、本実施形態に係る希土類磁石の高温減磁率の評価について説明する。評価用試料形状としては特に限定されないが、一般に多用されているように、パーミアンス係数が２となる形状とする。先ず室温（２５℃）における試料の残留磁束を測定し、これをＢ０とする。残留磁束は、例えばフラックスメーター等により測定できる。次に試料を１４０℃に２時間高温暴露し、室温に戻す。試料温度が室温に戻ったら、再度残留磁束を測定し、これをＢ１とする。すると、高温減磁率Ｄは、
Ｄ  ＝（Ｂ１−Ｂ０）／Ｂ０＊１００（％）
と、評価される。
【００３４】
本実施形態に係る希土類磁石の微細構造は、透過型電子顕微鏡等により評価できる。上記した高温減磁率を評価した試料を薄片形状として、研磨断面の観察を行う。研磨断面は配向軸に平行であっても、配向軸に直交していても、あるいは配向軸と任意の角度であってよい。略５０００倍の倍率で電子顕微鏡像を得ることにより、Ｒ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子の断面における微細生成物の分布を評価することができる。具体的には、視野内において最も大きな主相結晶粒子を選択する。この粒子断面内の最長線分を粒子の長軸とし、この粒子の長軸の中心点を通り、粒子の長軸と直交する粒子断面内の線分を粒子の短軸とする。これら粒子の長軸、短軸の内側３／４と外側１／４を垂直に区切る線をそれぞれ求め、これらの４本の線に接するとともに、楕円の長軸と短軸が粒子の長軸と短軸にそれぞれ平行となる楕円を描くことにより結晶粒子内部と結晶粒子外周部とを区分けする。結晶粒子断面の断面積は、例えば電子顕微鏡像の画像処理により求めることができ、結晶粒子内部の断面積は上記で近似した楕円の面積として求められる。よって、結晶粒子外周辺部の断面積は、これらの差分を取ることにより求められる。
【００３５】
隣接するＲ２Ｔ１４Ｂ結晶粒子間の二粒子粒界相の幅については、高分解能透過型電子顕微鏡法（ＨＲＴＥＭ）により評価することができる。倍率としては、二粒子粒界相の厚みが数ｎｍオーダーである場合、１００万倍程度が好ましいが、倍率は観測対象の二粒子粒界相幅に応じて適宜設定すればよい。本実施形態では、着目したＲ２Ｔ１４Ｂ主相結晶粒子を囲む二粒子粒界相のなかで、幅の薄い場所３点、幅の厚い場所３点、計６点の平均値をとり、これを粒界相幅とする。
【００３６】
また、得られた希土類磁石中に含まれるＯについては、不活性ガス融解−非分散型赤外線吸収法により、Ｃについては、酸素気流中燃焼−赤外吸収法により、Ｎについては、不活性ガス融解−熱伝導度法により測定することができるが、本実施形態の希土類磁石の組成は、上述したように元素Ｔに較べ元素ＲがＲ２Ｔ１４Ｂの化学両論比よりも過剰となるようにするとともに、含有するＣ、Ｏ及びＮの原子数を、それぞれ［Ｃ］、［Ｏ］、及び［Ｎ］としたとき、［Ｏ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）＜０．６０となる関係を満たすことが好ましい。このように構成することで、高温減磁率の絶対値を小さく抑制できる。
【００３７】
次に、本発明を具体的な実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されない。
【実施例】
【００３８】
Ｒ元素としてＮｄ、Ｔ元素としてＦｅを用い、希土類磁石の原料金属を準備し、ストリップキャスティング法により、以下の組成の原料合金を作製した。
Ｎｄ  ：  ３１．０９質量％
Ｂ  ：    ０．８９質量％
Ｃｕ  ：    ０．０２質量％
Ｆｅ  ：残部（不可避不純物等を除いた部分はＦｅ）、及び、
その他不可避不純物等が１質量％以下
次に、得られた原料合金に水素を吸蔵させた後、Ａｒ雰囲気で６００℃、１時間の脱水素を行う水素粉砕処理を行った。その後、得られた粉砕物をＡｒ雰囲気下で室温まで冷却した。
【００３９】
得られた粉砕物に粉砕助剤としてオレイン酸アミドを添加、混合した後、ジェットミルを用いて微粉砕を行い、平均粒径が約４μｍである原料粉末を得た。
【００４０】
得られた原料粉末を、低酸素雰囲気下において、配向磁場１２００ｋＡ／ｍ、成形圧力１２０ＭＰａの条件で成形を行って、成形体を得た。
【００４１】
その後、成形体を、真空中で１０６０℃、３時間焼成した後、急冷して焼結体を得た。
得られた焼結体に対し、８００℃と５４０℃との２段階の熱処理を行った。二段目の５４０℃での熱処理については熱処理時間を２時間、降温過程における冷却速度冷却は１００℃／分と一定とした。一段目の８００℃での熱処理については熱処理時間及び熱処理の降温過程における冷却速度を変え、一段目熱処理条件に応じてそれぞれ実験１〜実験６とし、結晶粒子内の微細生成物の分布の異なる複数の試料を準備した。
【００４２】
以上のようにして得られた試料につき、先ず高温減磁率を測定し、次に断面を電子顕微鏡により観察し、主相結晶粒子内の微細生成物の分布、および二粒子粒界相の幅を測定した。また、主相結晶粒子内の微細生成物の成分については、エネルギー分散形X線分光法による同定を行い、すべての場合において主相結晶粒子内の微細生成物は非磁性の希土類元素Ｎｄの濃度が相対的に高い相（Ｎｄリッチ相）であることを確認した。結果を表１に示す。
【００４３】
また、得られた希土類磁石中に含まれるＮ、Ｃ、Ｏ素の原子数を、それぞれ［Ｃ］、［Ｏ］、［Ｎ］としたとき、各試料の［Ｏ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）の値を算出し、表２に示した。希土類磁石に含まれる酸素の量及び窒素の量は、粉砕工程から熱処理工程に至るまでの雰囲気を制御し、特に粉砕工程での雰囲気に含まれる酸素の量及び窒素の量の増減調整により、表２の範囲に調整した。また、希土類磁石に含まれる原料に含まれる炭素の量は、粉砕工程で添加する粉砕助剤の量の増減調整により、表２の範囲に調整した。
【００４４】
【表１】
2015135935.tif 000003
【００４５】
【表２】
2015135935.tif 000004
【００４６】
表１より、結晶粒子内部の微細生成物の数密度が結晶粒子外周部の微細生成物数密度よりも多く構成された実験１から実験６の試料群においては、結晶粒子内部と結晶粒子外周部との微細生成物の数密度の比を３倍以上とすることにより、高温減磁率が−２．０％以内と低く抑制することができ、高温環境下での使用にも適した希土類磁石となっていることがわかる。さらに、実験１〜実験４の結果より、結晶粒子内部と結晶粒子外周部との微細生成物の数密度の比を１５倍以上とすることにより高温減磁率が−１．５％以内に抑制されていることがわかる。
【００４７】
表１に示す二粒子粒界相幅に着目すると、本実施例（実験１〜６）では二粒子粒界相幅が４．９ｎｍ（略５ｎｍ）以上となる微細構造をもつ希土類磁石において高温減磁率の抑制効果が出ている。これは、結晶粒子内部に微細生成物を形成しつつ、結晶粒子外周部にあった余剰Ｎｄ原子を結晶粒子外周部に生成させるのでは無く、二粒子粒界相に偏析させることにより達成されたものと考える。そして、希土類磁石にこのような微細構造を付与することにより、主相結晶粒子間の磁気的結合を分断するとともに、磁壁のピンニング効果も合わせ持たせることができ、高温減磁率の大幅な抑制が可能になったものと考える。
【００４８】
一方比較のために特許文献３の実施条件にて、比較のための試料（実験７、８）を作成した。表１の比較例（実験７）では、結晶粒子外周部の微細生成物数密度の方が結晶粒子内部の微細生成物数密度より多くなっており、本発明の微細構造が形成されていない。二粒子粒界相幅も従来と同程度であり、このことにより高温減磁率の抑制ができていないものと考える。比較例（実験８）においては、上記倍率での観察では、結晶粒子内部にも結晶粒子外周部にも微細生成物は確認できなかった。二粒子粒界相幅も従来と同程度であった。このことにより高温減磁率の抑制ができていないものと考える。
【００４９】
また、表２に示すように、本発明の条件を満たす実施例１〜６の試料では、焼結磁石に上述した微細構造が形成されているとともに、焼結磁石に含まれるＯ、Ｃ及びＮの原子数が、次のような特定の関係を満たしている。すなわち、Ｏ、Ｃ及びＮの原子数を、それぞれ［Ｏ］、［Ｃ］及び［Ｎ］としたとき、［Ｏ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）＜０．６０となる関係を満たしている。このように、［Ｏ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）＜０．６０であることにより、高温減磁率Ｄを効果的に抑制させることが可能であった。
【００５０】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、高温環境下においても使用可能な希土類磁石を提供できる。
【符号の説明】
【００５２】
１    結晶粒子内部
２    結晶粒子外周部
３    粒界相
【図１】
2015135935.tif 000005