(57)【要約】  本発明は、保磁力が高く、且つ、使用時に渦電流の影響を抑えるうえに、単位焼結磁石同士が強固に接合されたRFeB系焼結磁石を簡単に製造する方法を提供することを課題とする。Nd及びPrのうちの少なくとも１種である軽希土類元素RLを主たる希土類元素Rとして含有するR2Fe14Bを主相とする結晶粒から成る単位焼結磁石１１を少なくとも２個、互いに平坦な接合面で接合したRFeB系焼結磁石を製造する方法であって、Dy、Ho及びTbから成る重希土類元素RHのうちの少なくとも１種を含有する金属粉末と有機物を混合したペースト１２を、２個の単位焼結磁石１１の間に挟むように接合面に接触させた状態で加熱することにより粒界拡散処理を行う。粒界拡散処理により保磁力が高められ、且つ、単位焼結磁石１１の境界にRH及び／又はRLの酸化物等が形成されるため、使用時に渦電流の影響を抑えることができると共に単位焼結磁石１１同士が強固に結合される。
2014148355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Nd及びPrのうちの少なくとも１種である軽希土類元素RLを主たる希土類元素Rとして含有するR2Fe14Bを主相とする結晶粒から成る単位焼結磁石を少なくとも２個、互いに平坦な接合面で接合したRFeB系焼結磁石を製造する方法であって、
Dy、Ho及びTbのうちの少なくとも１種である重希土類元素RHを含有する金属粉末と有機物を混合したペーストを、隣接する単位焼結磁石の間に挟み、各接合面に接触させた状態で加熱することにより粒界拡散処理を行うことを特徴とするRFeB系焼結磁石製造方法。
【請求項２】
Nd及びPrのうちの少なくとも１種である軽希土類元素RLを主たる希土類元素Rとして含有するR2Fe14Bを主相とする結晶粒から成る焼結体である単位焼結磁石が少なくとも２個、互いに平坦な接合面で接合されたものであり、
２個の前記単位焼結磁石は、軽希土類元素RL並びにDy、Ho及びTbから成る重希土類元素RHのうちの少なくとも１種である境界部希土類元素RBの炭化物、水酸化物及び酸化物のうちのいずれか１種又は複数種から成る境界部により接合されており、
２個の前記単位焼結磁石中に該単位焼結磁石の粒界を通じて重希土類元素RHが拡散している
ことを特徴とするRFeB系焼結磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Nd及びPrのうちの少なくとも１種を主たる希土類元素Rとして含有するR2Fe14Bを主相とするRFeB系焼結磁石を製造する方法、及び該方法により製造されるRFeB系焼結磁石に関する。ここで「RFeB系焼結磁石」は、Nd及び/又はPr, Fe並びにBのみを含有するものには限られず、Nd及びPr以外の希土類元素や、Co, Ni, Cu, Al等の他の元素を含有するものを含む。
【背景技術】
【０００２】
RFeB系焼結磁石は、1982年に佐川（本発明者）らによって見出されたものであるが、残留磁束密度等の多くの磁気特性がそれまでの永久磁石よりもはるかに高いという特長を有する。そのため、RFeB系焼結磁石はハイブリッド自動車や電気自動車の駆動用モータ、電動補助型自転車用モータ、産業用モータ、ハードディスク等のボイスコイルモータ、高級スピーカー、ヘッドホン、永久磁石式磁気共鳴診断装置等、様々な製品に使用されている。【０００３】
初期のRFeB系焼結磁石は種々の磁気特性のうち保磁力HcJが比較的低いという欠点を有していたが、その後、RFeB系焼結磁石の内部にDy、Ho及びTb（以下、これら３種の元素を「重希土類元素」と呼び、「RH」と略記する）を存在させることにより、逆磁区が生じ難くなり、それにより保磁力が向上することが明らかになった。逆磁区は、磁化の向きとは逆向きの磁界がRFeB系焼結磁石に印加されたときに、最初に結晶粒の粒界付近で発生し、そこから結晶粒の内部及び隣接する結晶粒に拡がってゆくという特性を有する。従って、最初に逆磁区が発生することを防ぐためには、RHは結晶粒の粒界付近に存在しさえすればよく、それにより結晶粒の粒界付近に逆磁区が発生することを防ぐことができる。一方、RHの含有量が増加すると残留磁束密度Brが低下し、それにより最大エネルギー積(BH)maxも低下するという問題を有する。また、RHが希少、且つ産出される地域が偏在しているという点からも、RHの含有量を増加させることは望ましくない。従って、RHの含有量を極力抑えつつ、保磁力を高める（逆磁区が形成され難くする）ために、結晶粒の内部よりも粒界付近に高濃度のRHを存在させることが望ましい。【０００４】
特許文献１には、RHの金属箔（実施例では純度99.9％のDy箔）をRFeB系焼結磁石に接触させた状態で加熱することにより、RHの原子をRFeB系焼結磁石の内部に拡散させ、それにより保磁力を向上させることが記載されている。この方法を用いると、RHの原子は、結晶粒間の粒界を通ってRFeB系焼結磁石内に拡散する。このように、粒界を通してRHの原子を拡散させる処理を「粒界拡散処理」と呼ぶ。粒界拡散処理を用いると、個々の結晶粒では、内部よりも粒界付近に、より高濃度のRHを存在させることができる。これにより、より少量のRHを用いて、残留磁束密度Br及び最大エネルギー積(BH)maxの低下を抑えつつ、保磁力HcJを高めることができる。【０００５】
また、特許文献１には、複数個のRFeB系焼結磁石（以下、個々のRFeB系焼結磁石を「単位焼結磁石」と呼ぶ）を積層し、隣接する単位焼結磁石の間にRHの金属箔を挟んだ状態で加熱することが記載されている。これにより、粒界拡散処理による保磁力向上の効果を得ると共に、粒界に拡散することなく残ったRHの金属箔が接着剤の役割を果たし、隣接する単位焼結磁石同士が接合されたRFeB系焼結磁石が得られる。このようなRFeB系焼結磁石をモータ等に用いると、外部から印加される変動磁界により生じる渦電流が、単位焼結磁石の境界を越えて流れにくくなる。そのため、全体としてのRFeB系焼結磁石における渦電流によるエネルギーの損失及び温度の上昇を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2007-258455号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のRFeB系焼結磁石では、単位焼結磁石間の境界に、電気抵抗率が比較的低いRHの金属箔が存在するため、渦電流を十分に抑えることは難しい。そのため、特許文献１には、個々のRFeB系焼結磁石の間に、RHの金属箔とは別に、RHよりも電気抵抗率が高いNbの金属箔や酸化物の薄板等を介在させてもよい、と記載されている。しかしながらこの方法では、粒界拡散の効果を得るために、隣接する２個の単位焼結磁石の境界に介在させるこれらの箔や薄板の両側に、すなわち各単位焼結磁石の表面にそれぞれ１枚ずつ、合計２枚のRHの金属箔を配置する必要がある。そのため、工程が複雑になるうえに、２個の単位焼結磁石の間に異種の材料から成る複数種の金属箔・薄板が存在することにより、隣接単位焼結磁石の接合が弱くなるという問題がある。【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、保磁力が高く、且つ、使用時に渦電流の影響を抑えるうえに、単位焼結磁石同士が強固に接合されたRFeB系焼結磁石を簡単に製造する方法、及び該方法により製造されるRFeB系焼結磁石を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本発明に係るRFeB系焼結磁石製造方法は、Nd及びPrのうちの少なくとも１種である軽希土類元素RLを主たる希土類元素Rとして含有するR2Fe14Bを主相とする結晶粒から成る単位焼結磁石を少なくとも２個、互いに平坦な接合面で接合したRFeB系焼結磁石を製造する方法であって、
Dy、Ho及びTbのうちの少なくとも１種である重希土類元素RHを含有する金属粉末と有機物を混合したペーストを、隣接する単位焼結磁石の間に挟み、各接合面に接触させた状態で加熱することにより粒界拡散処理を行うことを特徴とする。【００１０】
前記加熱は、従来の粒界拡散処理の場合と同様の条件で行えばよい。例えば、特許文献１には、700〜1000℃で加熱することが記載されている。この加熱温度は、重希土類元素RHの昇華がほとんど生じない範囲内で、できるだけ粒界拡散が生じるように、850℃〜950℃とすることが望ましい。【００１１】
本発明においては、３個以上の単位焼結磁石が接合されていてもよく、その場合は各隣接単位焼結磁石間に上記ペーストを挟む。【００１２】
本発明によれば、重希土類元素RHを含有するペーストを隣接する単位焼結磁石の接合面に接触させた状態で加熱することにより、それらの単位焼結磁石中にその粒界を通じて重希土類元素RHを拡散させることができるため、従来の粒界拡散処理を用いた場合と同様に、少量のRHを用いて、残留磁束密度Br及び最大エネルギー積(BH)maxの低下を抑えつつ、保磁力HcJを高めることができる。そして、本発明はさらに、以下の効果を奏する。【００１３】
本発明では、重希土類元素RHを単位焼結磁石の接合面に接触させるために、重希土類元素RHの金属と有機物を含有するペーストを用いる。この有機物に含有される炭素、水素及び／又は酸素は、粒界拡散処理時に、重希土類元素RH、及び／又は重希土類元素RHと置換された単位焼結磁石内の軽希土類元素RLと反応する。その結果、粒界拡散処理後のRFeB系焼結磁石には、２個の単位焼結磁石の境界に、重希土類元素RH及び／又は軽希土類元素RLの炭化物、水酸化物及び／又は酸化物から成る境界部が形成される。以下、境界部に存在する重希土類元素RH及び／又は軽希土類元素RLを「境界部希土類元素」と呼ぶ。境界部は、RFeB系焼結磁石の外部から印加される変動磁界によって渦電流が生じることを抑制する役割を有する。このような境界部は、特許文献１に記載のRHの箔よりも電気抵抗率が高いため、渦電流の抑制効果をより高めることができる。それと共に、この境界部は、２個の単位焼結磁石を強固に接合する接着剤の役割も果たす。【００１４】
本発明に係るRFeB系焼結磁石は、Nd及びPrのうちの少なくとも１種である軽希土類元素RLを主たる希土類元素Rとして含有するR2Fe14Bを主相とする結晶粒から成る焼結体である単位焼結磁石が少なくとも２個、互いに平坦な接合面で接合されたものであり、
２個の前記単位焼結磁石は、軽希土類元素RL並びにDy、Ho及びTbから成る重希土類元素RHのうちの少なくとも１種である境界部希土類元素RBの炭化物、水酸化物及び酸化物のうちのいずれか１種又は複数種から成る境界部により接合されており、
２個の前記単位焼結磁石中に該単位焼結磁石の粒界を通じて重希土類元素RHが拡散している
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、粒界拡散処理により保磁力が高められ、且つ、炭化物、水酸化物及び／又は酸化物により電気抵抗率が高められた境界部により、使用時に渦電流の影響を抑えることができると共に単位焼結磁石同士が強固に結合されたRFeB系焼結磁石を簡単に得ることができる。また、本発明により、従来の粒界拡散法では処理が困難であった厚みを有し、磁石の中心付近までRHが拡散したRFeB系焼結磁石を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るRFeB系焼結磁石製造方法の一実施例、及び該方法により作製される、本発明に係るRFeB系焼結磁石の一実施例を示す縦断面図(a)〜(c)及び(e)並びに上面図(d)。
【図２】本発明に係るRFeB系焼結磁石製造方法及びRFeB系焼結磁石の他の実施例を示す縦断面図(a)〜(c)。
【図３】本発明に係るRFeB系焼結磁石製造方法及びRFeB系焼結磁石の他の実施例を示す上面図(a-1), (b)及び(c-1)、並びに縦断面図(a-2)及び(c-2)。
【図４】本発明に係るRFeB系焼結磁石の他の実施例を示す上面図。
【図５】実施例１〜３のRFeB系焼結磁石の側面を示す写真。
【図６】実施例３のRFeB系焼結磁石におけるEPMA測定の結果を示す図(a)、及び当該測定を行ったRFeB系焼結磁石の位置を示す概略図(b)。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係るRFeB系焼結磁石の製造方法及びRFeB系焼結磁石の実施例を、図１〜図６を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
(1) RFeB系焼結磁石の製造方法
本実施例のRFeB系焼結磁石の製造方法では、(1-1)単位焼結磁石を作製すると共に、(1-2)重希土類元素RHを含有する金属粉末（以下、「RH含有金属粉末」とする）と有機物を混合したペーストを作製し、その後、それら単位焼結磁石及びペーストを用いて、(1-3)２個以上の単位焼結磁石が接合されたRFeB系焼結磁石を作製する。以下、これらの工程を、順を追って説明する。【００１９】
(1-1)単位焼結磁石の作製
まず、25〜40重量％のRLと、0.6〜1.6重量％のBと、残部Fe及び不可避的不純物を含有する原料合金材を用意する。ここで、RLの一部はRH等の他の希土類元素に置き換えられていてもよいし、Bの一部はCに置き換えられていてもよい。また、Feの一部は他の遷移金属元素（例えばCoやNi）に置き換えられていてもよい。また、この合金は、Al, Si, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Zrのうちの１種又は２種以上を添加元素（添加量は、典型的には１種につき0.1〜2.0重量％）として含有していてもよい。後述の実験で用いた原料合金材の組成は、Nd：23.3重量％、、Pr：5.0重量％、Dy：3.8重量％、B：0.99重量％、Co：0.9重量％、Cu：0.1重量％、Al：0.2重量％、Fe：残部である。【００２０】
この原料合金材を溶解させ、ストリップキャスト法により原料合金片を作製する。続いて、原料合金片に水素を吸蔵させることにより、0.1〜数mm程度の大きさに粗粉砕する。さらに、ジェットミルを用いて、粒径がレーザ法で測定された値で0.1μm〜10μm、望ましくは3〜5μmになるように微粉砕することにより、合金粉末が得られる。なお、粗粉砕及び／又は微粉砕の際に、ラウリン酸メチルなどの潤滑剤を粉砕助剤として添加してもよい。また、粗粉砕及び微粉砕は、ここで述べた方法には限られず、アトライター、ボールミル、ビーズミル等を用いた方法でもよい。【００２１】
得られた合金粉末に、ラウリン酸メチルなどの潤滑剤を添加（典型的には0.1重量％程度）して混合し、内部が20mm×20mm×5mmである直方体である充填容器内に充填する。そして、充填容器内の合金粉末に圧力を印加することなく、磁界中で配向させる。その後、合金粉末を充填容器内に充填したまま、圧力を印加することなく加熱する（加熱温度は典型的には950〜1050℃）ことにより焼結させることにより、直方体の単位焼結磁石が得られる。得られた単位焼結磁石を約14mm角、厚み約3mmに研削加工する。以下、単位焼結磁石の６面のうち、約14mm角の２面を「上下面」と呼び、残りの４面（約14mm×約3mm）を「側面」と呼ぶ。【００２２】
(1-2)RH含有金属粉末と有機物を混合したペーストの作製
本実施例では、RH含有金属粉末にはTb:92重量％、Ni:4.3重量％、Al:3.7重量％の含有率を有するTbNiAl合金の粉末を使用した。RH含有金属粉末の粒径は、単位焼結磁石内にできるだけ均一に拡散させるためには小さい方が望ましいが、小さ過ぎると微細化のための手間やコストが大きくなる。そのため、粒径は2〜100μm、望ましくは2〜50μm、より望ましくは2〜20μmとするとよい。また、有機物にはシリコーングリースを用いた。シリコーンは珪素原子と酸素原子が結合したシロキサン結合による主骨格を持つ高分子化合物であることから、シリコーングリースは粒界拡散処理時にペースト中の重希土類元素RH及び／又は軽希土類元素RLを酸化させる役割を有する。【００２３】
RH含有金属粉末とシリコーングリースの重量混合比は所望のペースト粘度に調整すべく任意に選択できるが、RH含有金属粉末の比率が低ければ、粒界拡散処理の際にRHの原子が基材内部に侵入する量も低下してしまう。従って、RH含有金属粉末の比率は70重量％以上、望ましくは80重量％以上、更には90重量％以上がより望ましい。なお、シリコーングリースの量が5重量％未満になると十分にペースト化できないため、シリコーングリースの量は5重量％以上が望ましい。また、粘度を調整するために、シリコーングリースに加えて、シリコーン系の有機溶媒を添加してもよい。【００２４】
本発明で用いることができるペーストはもちろん上記の例には限られない。RH含有金属粉末にはRHの単体金属から成る粉末を用いてもよいし、上記TbNiAl合金以外の、RHを含有する合金及び／又は金属間化合物を用いてもよい。また、RHの単体金属、合金及び／又は金属間化合物の粉末と、他の金属の粉末を混合したものも用いることができる。有機物には、パラフィン等の炭化水素系高分子樹脂や炭化水素系有機溶剤等を用いることもできる。【００２５】
(1-3)２個以上の単位焼結磁石が接合されたRFeB系焼結磁石の作製
上述のように作製した単位焼結磁石及びペーストを用いて、２個以上の単位焼結磁石が接合されたRFeB系焼結磁石を作製する方法を、図１を参照しつつ説明する。まず、n個（nは2以上）の単位焼結磁石１１において、隣接する単位焼結磁石１１間にペースト１２を挟むことにより、ペースト１２を隣接単位焼結磁石１１同士の接合面に接触させる（図１(a)）。なお、後述のように、本実施例ではnが2〜4の場合について実験を行ったが、もちろんnは5以上であってもよい。【００２６】
このようにペースト１２を単位焼結磁石１１に接触させた状態で、真空雰囲気中で900℃に加熱する（図１(b)）。これにより、ペースト１２中のTb原子が粒界を通して単位焼結磁石１１内に拡散してゆく。また、隣接する単位焼結磁石１１の間に挟まれたペーストでは、ペースト１２中に含まれる酸素原子と反応してTbの一部が酸化する。それと共に、単位焼結磁石１１においてTb原子に置換されたNd原子が単位焼結磁石１１の間に析出し、ペースト１２中の酸素原子と反応して酸化する。こうして、単位焼結磁石１１の間には、TbやNdの酸化物を含有する境界層（境界部）１３が形成される（図１(c)）。本実施例ではその後、得られたRFeB系焼結磁石１０を上下面１１１において十字状である切断面１５で積層方向に切断する（図１(d)）ことにより、約7mm角で厚みがn枚分の約(3×n)mmである４個のRFeB系焼結磁石１０Ａを得た（図１(e)）。【００２７】
こうして得られたRFeB系焼結磁石１０及び１０Ａは、単位焼結磁石１１同士が境界層１３によって強固に接合されると共に、境界層１３の酸化物により電気抵抗率が高くなるため、モータ等のように外部磁界が変動する環境下で使用されたときに渦電流が発生することを抑制することができる。【００２８】
ペースト１２は、隣接する単位焼結磁石１１の間の他に、n枚の単位焼結磁石１１を積み重ねた積層体の表面、即ち最上部の単位焼結磁石１１の上面１１１Ａ、最下部の単位焼結磁石１１の下面１１１Ｂ、及び／又は各単位焼結磁石１１の側面１１２の一部又は全部に塗布してもよい（図２(a)）。これにより、真空中で900℃に加熱（図２(b)）した後には、上記の例のように単位焼結磁石１１間に境界層１３が形成される他に、積層体の表面に、TbやNdの酸化物を含有する表面層１４が形成されたRFeB系焼結磁石１０Ｂが得られる（図２(c)）。表面層１４は、RFeB系焼結磁石１０及び１０Ａの酸化を防止する保護層の役割を有する。【００２９】
図１及び図２の例ではn枚の単位焼結磁石１１を上下面１１１で重ねた例を示したが、単位焼結磁石１１を側面１１２で重ねるように並べてもよい（図３(a-1), (a-2)）。この場合、隣接する単位焼結磁石１１の間に挟むように、ペースト１２を側面１１２に接触させる。この状態で真空雰囲気中で900℃に加熱する（図３(b)）ことにより、単位焼結磁石１１の間に境界部１３Ａが形成されたRFeB系焼結磁石１０Ｃが得られる（図３(c-1), (c-2)）。境界部１３Ａは、上述の境界層１３と同様に、TbやNdの酸化物を含有する。また、隣接する単位焼結磁石１１の間の他に、ペースト１２を表面にも塗布することにより、境界部１３Ａと共に表面層を形成してもよい。【００３０】
図３には２枚の単位焼結磁石１１を並べた例を示したが、図４(a)に示すように１列に３枚以上並べてもよいし（RFeB系焼結磁石１０Ｄ）、図４(b)に示すように縦横にマトリックス状に並べてもよい（RFeB系焼結磁石１０Ｅ）。【００３１】
図１又は図２の例と図３の例を組み合わせて、単位焼結磁石１１を上下面１１１で重ねると共に、側面１１２でも重ねるようにしてもよい。【００３２】
ここまでは、ペースト１２にシリコーングリースを用いた例を示し、その場合に境界層１３に酸化物が形成されることを述べたが、境界層１３にはペースト１２に含有される有機物に由来する炭化物や水酸化物等も形成される。また、ペースト１２内に金属粉末を分散させやすくために、ペースト１２に分散剤として窒素原子を含むアミン類も添加することができるが、その場合には、境界層１３に、炭化物、水酸化物の他に窒化物も形成される。これらの場合にも、本実施例と同様の上記効果を奏する。【００３３】
以下、本実施例で作製したRFeB系焼結磁石に対する実験を行った結果を示す。この実験では、単位焼結磁石１１を２層（n=2）、３層（n=3）及び４層（n=4）重ねたRFeB系焼結磁石１０Ａをそれぞれ実施例１、実施例２及び実施例３として作製した。実施例４及び実施例５では、２枚の単位焼結磁石１１を側面１１２で重ねるように並べて接着した（図３(a-1), (a-2)）。【００３４】
図５に、実施例１〜３のRFeB系焼結磁石の側面の写真を示す。いずれのRFeB系焼結磁石においても、単位焼結磁石１１同士の境界を目視できるが、それら境界において単位焼結磁石１１同士は強固に接合されている。【００３５】
図６(a)に、実施例３のRFeB系焼結磁石について、３層のうちの中央に位置する境界層１３及び該境界層１３に隣接する２個の単位焼結磁石１１を含む領域２１（図６(b)）において、EPMA（electron probe microanalysis：電子プローブ微小分析）法を用いて、O（酸素）, Fe, Nd, Dy及びTb原子を検出する実験を行った結果を示す。この図では、画像上で暗く（黒に近い色で）示された部分よりも、明るく（白に近い色で）示された方が、原子の含有量が多いことを示す。いずれの元素においても、画像の中央付近において縦方向に、周囲とは色が異なる筋状の領域が見られる。この筋状領域が境界層１３に該当し、それ以外の領域が単位焼結磁石１１に該当する。【００３６】
このEPMAの実験結果から、以下のことが言える。まず、Tbの含有量を示す画像では、境界層１３が周囲よりも明るく示されており、Tbが境界層１３により多く含有されていることが示されている。また、単位焼結磁石１１内では境界層１３に近いほど明るく示されている。これは、ペースト１２から単位焼結磁石１１内にTb原子が拡散し、ペースト１２（境界層１３）に近いほどより多くのTb原子が存在していることを意味している。【００３７】
また、ペースト１２には含まれていないFe原子及びDy原子は、境界層１３にはほとんど存在しないが、同じくペースト１２には含まれていないNd原子は境界層１３に存在する。これは、Tb原子が単位焼結磁石１１内に拡散したことにより置換されたNd原子が境界層１３に析出したことを意味する。そして、O（酸素）原子は、単位焼結磁石１１内にはほとんど存在しないのに対して、境界層１３には多く存在している。【００３８】
これらEPMAの実験結果より、(i)Tb原子がペースト１２（境界層１３）から単位焼結磁石１１内に拡散しており、(ii)境界層１３にはNd, Tb, 及びO原子が存在することからNd及びTbの酸化物が形成されている、と考えられる。従って、本実施例のRFeB系焼結磁石では、粒界拡散処理によって保磁力が高められ（保磁力の測定値は後述）、且つ、酸化物により電気抵抗率が高められた境界層１３によって、使用時に渦電流の影響を抑えることができる。【００３９】
次に、実施例１〜５のRFeB系焼結磁石、及び、以下に述べる比較例のRFeB系焼結磁石について、磁気特性及び機械的強度を測定した結果を示す。
比較例の試料について説明する。まず、単位焼結磁石１１同士の接合を行っていない磁石として、粒界拡散処理を行っていない単位焼結磁石１１（比較例１）、他の単位焼結磁石１１と接合することなくペースト１２を用いて粒界拡散処理を行った焼結磁石（比較例２）を用意した。また、単位焼結磁石１１同士の接合強度を比較することを目的として、４個の単位焼結磁石１１を積層してエポキシ系接着剤で接着したもの（比較例３）、４個の単位焼結磁石１１を積層してシリコーン系接着剤で接着したもの（比較例４）、及び４個の単位焼結磁石１１を積層してアクリル系接着剤で接着したもの（比較例５）を用意した。なお、比較例３〜５で用いた接着剤にはRH等の金属粉末は含有されていない。【００４０】
磁気特性は、残留磁束密度Br及び保磁力HcJを測定した。また、機械的強度の測定では、落下試験及び抗折試験を行った。このうち落下試験では、各磁石を高さ100mmのところから落下させ、単位焼結磁石１１同士の剥離の有無を評価した。この落下試験はRFeB系焼結磁石の（特に単位焼結磁石１１の接合部における）耐熱性を評価することを目的としており、RFeB系焼結磁石を所定温度（100℃, 200℃, 300℃）に加熱して1時間保持した後に行っている。【００４１】
抗折試験は、実施例４及び５、並びに比較例１及び２を対象とし、日本工業規格（JIS、R1601）に準拠して行った。具体的には各例において、上記実験で用いた試料とは別に、長さ36mm、幅4.0mm、厚み3.0mmの試料を30個ずつ用意した。そして、長さ方向及び幅方向の中心に荷重点を設け、荷重点から長さ方向の両端側に15mmずつ離れた位置に支点を設けた３点曲げ試験を行った。なお、実施例４及び５では、２枚の単位焼結磁石１１を側面１１２で重ねるように並べて接合し、その接合部を中心にして上記の大きさに切り出すことにより、抗折試験用の試験片を作製した。【００４２】
実験結果を表１に示す。
【表１】
2014148355.tif 000003
【００４３】
磁気特性では、実施例１〜５のRFeB系焼結磁石は、粒界拡散処理を行わない比較例１のRFeB系焼結磁石と比較して、Tb原子の拡散による残留磁束密度Brの低下を1kG未満に抑えつつ、保磁力は1.5倍強に向上しており、磁気特性が向上しているといえる。【００４４】
落下試験では、実施例１〜５のRFeB系焼結磁石は加熱温度が100〜300℃のいずれの場合にも接合部における剥離等の破損は見られなかった。それに対して、単位焼結磁石１１を接着剤で接着した比較例３〜５のRFeB系焼結磁石では、加熱温度が100℃の場合には剥離等の破損が見られなかったものの、加熱温度が200℃以上の場合には接合部１３において剥離が発生した。このように、実施例１〜５のRFeB系焼結磁石は比較例３〜５のRFeB系焼結磁石よりも、高温での機械強度が高いといえる。【００４５】
抗折試験では、比較例１及び２よりも実施例４及び５の方が抗折性が高い、という結果が得られた。すなわち、接合部１３は、Tbの拡散に加えて、単位焼結磁石１１同士を強固に接合するうえに、接合部１３に形成されるNd酸化物の層がRFeB系焼結磁石の強度を補強する部材としての機能を有するといえる。
【符号の説明】
【００４６】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ…RFeB系焼結磁石
１１…単位焼結磁石
１１１…上下面
１１１Ａ…上面
１１１Ｂ…下面
１１２…側面
１２…ペースト
１３…境界層
１３Ａ…境界部
１４…表面層
【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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【図６】
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【国際調査報告】
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