(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）急速凝固工程（Rapid Solidification Process, RSP）でＭｎＢｉ系リボンを作製する段階と、
（ｂ）作製された非磁性相のＭｎＢｉ系リボンを熱処理して磁性相のＭｎＢｉ系リボンに転移させる段階と、
（ｃ）前記作製された磁性相のリボンを粉砕してＭｎＢｉ硬磁性相粉末を準備する段階と、
（ｄ）前記ＭｎＢｉ硬磁性相粉末を希土類硬磁性相粉末と潤滑剤の存在下で混合する段階と、
（ｅ）外部磁場及び圧力を印加して前記混合物を磁場成形する段階と、
（ｆ）前記成形物を常圧焼結する段階とを含み、
前記段階（ａ）で作製されたＭｎＢｉ系リボンは、結晶粒の大きさが５０〜１００ｎｍであることを特徴とするＭｎＢｉを含む異方性複合焼結磁石の常圧焼結製造方法。
【請求項２】
前記潤滑剤は、エチルブチレート、メチルカプリレート、メチルラウレート及びステアレートからなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記段階（ｅ）で印加される圧力は、３００〜１０００Ｍｐａであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記常圧焼結は、２００〜５００℃で１分〜５時間、常圧焼結炉で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記急速凝固工程でのホイール速度は、６０〜７０ｍ／ｓであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記段階（ｂ）でのＭｎＢｉ合金リボンの熱処理は、２８０〜３４０℃の温度で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ＭｎＢｉ硬磁性相粉末の大きさは０．５〜５μｍであり、希土類硬磁性相粉末の大きさは１〜５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ＭｎＢｉリボンの粉砕工程（ｃ）中に、オレイン酸（Ｃ１８Ｈ３４Ｏ２）、オレイルアミン（Ｃ１８Ｈ３７Ｎ）、ポリビニルピロリドン及びポリソルベートからなる群から選択される分散剤を用いることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭｎＢｉを含む異方性複合焼結磁石及びその常圧焼結製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネオジム磁石は、ネオジム（Ｎｄ）、酸化鉄（Ｆｅ）、ホウ素（Ｂ）を主成分とする成形焼結品であって、非常に優れた磁気特性を有する。このような高特性のネオジム（Ｎｄ）系バルク磁石の需要が急増しているが、希土類元素資源の需給不均衡の問題は、次世代産業に必要な高性能モータを供給する上で大きな障害要因となっている。
【０００３】
フェライト磁石は、磁気特性が安定しており、強力な磁力の磁石を必要としない場合に用いられる安価な磁石であって、通常黒色を帯びる。フェライト磁石は、ＤＣモータ、コンパス、電話機、タコメータ、スピーカ、スピードメータ、テレビ、リードスイッチ、時計ムーブメントなど様々な用途に用いられており、軽量かつ安価であるという利点があるが、高価なネオジム（Ｎｄ）系バルク磁石を代替できる程度に優れた磁気特性は有していないという問題がある。よって、希土類系磁石を代替できる高特性の新規な磁性素材の開発の必要性が高まっている。
【０００４】
ＭｎＢｉは、脱希土類素材の永久磁石であって、−１２３〜２７７℃の温度区間で保磁力が正の温度係数（positive temperature coefficient）を有するので、１５０℃以上の温度ではＮｄ2Ｆｅ14Ｂ永久磁石より保磁力が大きい特性を有する。よって、ＭｎＢｉは、高温（１００〜２００℃）で駆動されるモータへの適用に適した素材である。磁気性能指数を示す（ＢＨ）max値で比較してみると、ＭｎＢｉは、従来のフェライト永久磁石よりは性能面で優れ、希土類Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂボンド磁石と同等以上の性能を実現できるので、これらの磁石を代替できる素材である。
【０００５】
一方、焼結とは、圧縮又は非圧縮粉末成形体を主構成金属元素の融点以下の温度で加熱し、最初は接触ないし弱い結合力だけで維持されていたこれらの成形体中の粉末間で十分な一次結合力の作用により原子間の結合が生じるようにすることにより、粉末成形体に必要な機械的及び物理的性質を与える熱処理である。すなわち、焼結とは、粉末粒子が熱活性化過程により１つの塊となるプロセスをいう。
【０００６】
焼結の駆動力は、熱力学的にシステム全体の表面エネルギーを低減する力である。界面（interface）にはバルクに比べて余分なエネルギー（excess energy）があるので、表面エネルギーは焼結中に粒子が緻密化、粗大化する過程で低減される。焼結工程の変数には温度、時間、雰囲気、焼結圧力などがある。粒子が焼結する過程では、一般的に、粒子同士がくっついてネックが形成される初期結合段階、気孔チャネルの閉鎖、気孔の球形化、収縮及び消滅が起こる稠密化段階、その後の気孔粗大化段階などを経る。
【０００７】
成形体を焼結する方法は、圧力の有無によって大きく常圧焼結と加圧焼結に分けられるが、ホットプレス焼結、熱間静水圧焼結などが加圧焼結に属する。これらの焼結方法のうち、加圧焼結は、試料の残留気孔の量を最小にしてほぼ１００％に近い緻密化を得ることができ、初期焼結時の加圧により機械加工性に優れ、緻密化した複合材料を製造することができるという利点があるものの、それにより生産コストが増加して連続工程への適用が不可能であるので商用化が困難であった。
【０００８】
本明細書全体にわたって多数の文献が参照され、その引用が示されている。引用された文献の開示内容はその全体が参照として本明細書に組み込まれ、本発明の属する技術分野の水準及び本発明の内容がより明確に説明される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のＭｎＢｉ永久磁石の問題点は、希土類永久磁石に比べて飽和磁化値（saturation magnetization）が相対的に低い（理論的には〜８０ｅｍｕ／ｇ）ということにある。よって、ＭｎＢｉ及びＳｍＦｅＮ又はＮｄＦｅＢなどの希土類硬磁性相を含む複合焼結磁石を製造することにより、低い飽和磁化値を改善することができる。また、保磁力に関連して、正の温度係数（positive temperature coefficient）を有するＭｎＢｉと負の温度係数（negative temperature coefficient）を有する２つの硬磁性相との複合化により、温度安定性を確保することができる。なお、ＳｍＦｅＮなどの希土類硬磁性相の場合は、高温（〜６００℃以上）で相が分解する問題により、焼結磁石としては用いることができないという欠点がある。
【００１０】
本発明者らは、ＭｎＢｉ及び希土類硬磁性相を含む複合磁石を製造する上で、急速凝固工程（Rapid Solidification Process, RSP）でＭｎＢｉ系リボンを作製してＭｎＢｉ微細結晶相を形成した場合、一般的に３００℃以下では焼結しにくい希土類硬磁性相を共に焼結できるので、ＭｎＢｉ粉末と希土類硬磁性相粉末との複合化により異方性焼結磁石を製造できることと、その結果非常に優れた磁気特性を有するものになることを見出した。
【００１１】
さらに、本発明者らは、加圧焼結の場合はコストの増加及び連続工程への適用の困難さにより現実的に用いることができないことを解決するために、ＭｎＢｉ／希土類硬磁性相を含む異方性複合焼結磁石を経済的な常圧焼結法により製造する技術を提供するに至った。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、ＭｎＢｉ相粒子及び希土類硬磁性相粒子を含む異方性複合焼結磁石を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、ＭｎＢｉ相粒子及び希土類硬磁性相粒子を含む異方性複合焼結磁石を常圧焼結法により製造する方法を提供することにある。
【００１４】
本発明のさらに他の目的及び利点は下記の発明の詳細な説明、請求の範囲及び図面によりさらに明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様においては、ＭｎＢｉ相粒子及び希土類硬磁性相粒子を含む異方性複合焼結磁石であって、粒子間の界面に残留炭素（carbon residue）を含むことを特徴とする焼結磁石を提供する。
【００１６】
本発明の異方性複合焼結磁石は、ＭｎＢｉ相及び希土類硬磁性相の含有量を制御することができるので、保磁力の強さ及び磁化値の大きさを調整することができ、特に、一軸磁場成形及び焼結工程により一軸異方性を有する高特性の磁石を製造するのに有利である。
【００１７】
前記残留炭素とは、試料を蒸発及び熱分解させたときに生成される炭化残分を意味するが、本発明の複合焼結磁石における粒子間の界面に存在する残留炭素は、ＭｎＢｉ相粉末と希土類硬磁性相粉末とを混合する過程で用いられた潤滑剤成分が粒子間の界面に残留して検出されるものである。
【００１８】
本発明の異方性複合焼結磁石に含まれる前記ＭｎＢｉ相粒子の組成は、ＭｎＢｉをＭｎxＢｉ100-xと表すとＸが５０〜５５であってもよく、Ｍｎ50Ｂｉ50、Ｍｎ51Ｂｉ49、Ｍｎ52Ｂｉ48、Ｍｎ53Ｂｉ47、Ｍｎ54Ｂｉ46、Ｍｎ55Ｂｉ45の組成が好ましい。
【００１９】
本発明の異方性複合焼結磁石に含まれる前記希土類硬磁性相は、Ｒ−ＣＯ、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ又はＲ−Ｆｅ−Ｎ（ここで、Ｒは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される希土類元素）で表されるものであってもよく、ＳｍＦｅＮ、ＮｄＦｅＢ又はＳｍＣｏであることが好ましい。
【００２０】
一実現例においては、本発明の磁石は、脱希土類硬磁性相としてＭｎＢｉを５５〜９９重量％、希土類硬磁性相を１〜４５重量％含むようにしてもよい。希土類硬磁性相の含有量が４５重量％を超えると焼結しにくいという欠点がある。
【００２１】
好ましい実施例においては、希土類硬磁性相としてＳｍＦｅＮを用いる場合、その含有量が５〜４０重量％であることがよい。
【００２２】
このような本発明のＭｎＢｉを含む異方性複合焼結磁石は、優れた磁気特性により、冷蔵庫及びエアコンのコンプレッサ用モータ、洗濯機の駆動モータ、モバイルハンドセットの振動モータ、スピーカ、ボイスコイルモータ、リニアモータによるコンピュータ用ハードディスクヘッドの位置決め、カメラのズーム、絞り、シャッタ、微細加工機のアクチュエータ、デュアルクラッチトランスミッション（Dual Clutch Transmission, DCT）、アンチロックブレーキシステム（Anti-lock Brake System, ABS）、電動パワーステアリング（Electric Power Steering, EPS）モータ及び燃料ポンプなどの自動車電装部品などに広く用いることができる。
【００２３】
本発明の他の態様においては、（ａ）急速凝固工程（ＲＳＰ）でＭｎＢｉ系リボンを作製する段階と、（ｂ）作製された非磁性相のＭｎＢｉ系リボンを熱処理して磁性相のＭｎＢｉ系リボンに転移させる段階と、（ｃ）前記作製された磁性相のリボンを粉砕してＭｎＢｉ硬磁性相粉末を準備する段階と、（ｄ）前記ＭｎＢｉ硬磁性相粉末を希土類硬磁性相粉末と潤滑剤の存在下で混合する段階と、（ｅ）外部磁場及び圧力を印加して前記混合物を磁場成形する段階と、（ｆ）前記成形物を常圧焼結する段階とを含むことを特徴とするＭｎＢｉを含む異方性複合焼結磁石の常圧焼結製造方法を提供する。
【００２４】
（ａ）急速凝固工程（ＲＳＰ）でＭｎＢｉリボンを作製する段階
急速凝固工程（ＲＳＰ）は、１９８４年頃から広く用いられている工程であって、高温の液体状態から常温又は周辺温度の固体状態への転移期間における過熱及び潜熱を含む熱エネルギーの急速な抽出により、固体化したマイクロ構造（微細構造）を形成する過程を意味する。各種の急速凝固工程が開発されて用いられているが、真空誘導溶解法（Vacuum Induction Melting）、高圧鋳造法（squeeze casting）、スプラット急冷法（splat quenching）、溶融紡糸法（melt spinning）、プラナーフローキャスティング法（planar flow casting）、レーザ又は電子ビーム凝固法（laser or electron beam solidification）などが広く活用されており、これらの全てが熱の急速な抽出により固体化したマイクロ構造を形成することを特徴とする。
【００２５】
凝固を開始するにあたって、熱の急速な抽出は１００℃又はそれ以上の高い温度から過冷却を起こすが、これは１秒当たり１℃以下の温度変化を伴う通常のキャスト法と比較される点である。冷却速度は、５〜１０Ｋ／ｓ以上、１０〜１０2Ｋ／ｓ以上、１０3〜１０4Ｋ／ｓ以上、又は１０4〜１０5Ｋ／ｓ以上であってもよく、このような急速凝固工程により、固体化したマイクロ構造が形成される。
【００２６】
ＭｎＢｉ合金組成の材料を加熱して溶融し、その溶湯をノズルから射出してノズルに対して回転している冷却ホイールに接触させることで急冷凝固することにより、ＭｎＢｉリボンを連続的に作製する。
【００２７】
本発明の方法において、ＭｎＢｉ硬磁性相と希土類硬磁性相の混成構造を利用して焼結体磁石を製造する際に、５００℃以下では焼結しにくい希土類硬磁性相を共に焼結するためには、急速凝固工程（ＲＳＰ）でＭｎＢｉリボンを作製し、ＭｎＢｉリボンの微細結晶相の特性を確保することが非常に重要である。一実現例においては、本発明の急速凝固工程（ＲＳＰ）で作製されたＭｎＢｉリボンの結晶粒の大きさが５０〜１００ｎｍの場合、磁性相を形成すると高い磁気特性が得られることを特徴とする。
【００２８】
急速凝固工程（ＲＳＰ）において冷却ホイールを用いて急冷過程を行う場合、ホイール速度は急冷させた合金の性質に影響を及ぼすが、一般に、冷却ホイールを用いる急速凝固工程（ＲＳＰ）におけるホイールの円周速度が速くなるほどホイールに接触する物質の冷却効果がより大きくなる。一実施例によれば、本発明の急速凝固工程（ＲＳＰ）におけるホイールの円周速度は、１０〜３００ｍ／ｓ又は３０〜１００ｍ／ｓであり、６０〜７０ｍ／ｓであることが好ましい。
【００２９】
（ｂ）非磁性相のＭｎＢｉ系リボンを磁性相のＭｎＢｉ系リボンに転移させる段階
次の段階は、作製された非磁性相のＭｎＢｉ系リボンに磁性を付与する段階である。一実施例によれば、磁性付与のために低温熱処理を行うが、例えば、２８０〜３４０℃の温度、並びに真空及び不活性ガス雰囲気の条件で低温熱処理を行い、３時間及び２４時間熱処理を行うことにより、前記非磁性相のＭｎＢｉ系リボンに含まれるＭｎの拡散を誘導して磁性相のＭｎＢｉ系リボンを形成し、それによりＭｎＢｉ系磁性体を作製することができる。ＭｎＢｉ低温相（Low Temperature Phase, LTP）を形成するための熱処理により、磁性相が９０％以上、より好ましくは９５％以上含まれるようにすることができる。ＭｎＢｉ低温相が約９０％以上含まれれば、ＭｎＢｉ系磁性体は優れた磁気特性を有することになる。
【００３０】
（ｃ）硬磁性相粉末を準備する段階
次の段階として、ＭｎＢｉ低温相のＭｎＢｉ合金を粉砕してＭｎＢｉ硬磁性相粉末を準備する。
【００３１】
ＭｎＢｉ硬磁性相粉末の粉砕工程では、分散剤を用いることが、粉砕効率を向上させて分散性を改善することができるので好ましい。分散剤としては、オレイン酸（Ｃ18Ｈ34Ｏ2）、オレイルアミン（Ｃ18Ｈ37Ｎ）、ポリビニルピロリドン及びポリソルベートからなる群から選択される分散剤を用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではなく、また、オレイン酸を粉末に対して１〜１０重量％含むようにしてもよい。
【００３２】
ＭｎＢｉ硬磁性相粉末の粉砕工程では、ボールミリングを用いてもよいが、この場合、磁性相粉末、ボール、溶媒及び分散剤の割合を約１：２０：６：０．１２（質量比）にし、ボールをΦ３〜Φ５のものにしてボールミリングを行ってもよい。
【００３３】
本発明の一実現例によれば、分散剤を用いたＭｎＢｉ硬磁性相粉末の粉砕工程は３〜８時間行ってもよく、このようにしてＬＴＰ熱処理及び粉砕工程が終わったＭｎＢｉ硬磁性相粉末の大きさは直径０．５〜５μｍであり得る。５μｍを超えると保磁力が低下することがある。
【００３４】
一方、前記ＭｎＢｉ硬磁性相粉末を準備する過程とは別途に、希土類硬磁性相粉末を別に準備しておく。
【００３５】
一実施例において、前記希土類硬磁性相は、Ｒ−ＣＯ、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ又はＲ−Ｆｅ−Ｎ（ここで、Ｒは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される希土類元素）で表されるものであってもよく、ＳｍＦｅＮ、ＮｄＦｅＢ又はＳｍＣｏであることが好ましい。
【００３６】
粉砕工程が終わった希土類硬磁性相粉末の大きさは１〜５μｍであり得る。５μｍを超えると保磁力が大きく低下することがある。
【００３７】
（ｄ）ＭｎＢｉ硬磁性相粉末を希土類硬磁性相粉末と潤滑剤の存在下で混合する段階
ＭｎＢｉ硬磁性相と希土類硬磁性相との混合では潤滑剤を用いて磁場成形体を作製することが重要である。後続の焼結段階の前の磁場成形段階において外部圧力を印加して成形するためには、潤滑剤を用いて粉末を混合しなければならない。
【００３８】
粉末粒子を潤滑剤の存在下で混合する場合は、後続の磁場成形段階において外部圧力を印加すると粉末粒子が空間を満たして整列されるのに対して、潤滑剤を用いない場合は、外部圧力を印加すると磁場成形時に粉末粒子が壊れて磁性特性が劣化することがある。
【００３９】
粉末混合段階で添加された潤滑剤成分は、粉末粒子間に残留していて後続の焼結過程で蒸発及び熱分解され、最終の磁石において、粒子間の界面に存在する残留炭素成分として検出される。
【００４０】
潤滑剤としては、エチルブチレート（ethyl butyrate）、メチルカプリレート（methyl caprylate）、メチルラウレート（methyl laurate）又はステアレートなどがあり、メチルカプリレート、エチルラウレート、ジンクステアレートなどを用いることが好ましい。すなわち、相対的に分子鎖が長いメチルカプリレート（ＣＨ2）6やエチルラウレート（ＣＨ2）10などの場合、磁場成形体の特性を改善し、焼結磁石の密度及び残留誘導値（Ｂｒ）の上昇をもたらすことにより、最大磁気エネルギー積を向上させる。
【００４１】
潤滑剤は、粉末に対して１〜１０重量％、３〜７重量％又は５重量％含むようにすることがより好ましい。
【００４２】
一実施例によれば、ＭｎＢｉ硬磁性相と希土類硬磁性相との混合工程は、１分〜１時間かけて行うことが好ましく、できるだけ粉砕されないように混合することが好ましい。
【００４３】
（ｅ）外部磁場及び圧力を印加して磁場成形する段階
本段階においては、外部磁場及び圧力を印加する磁場成形工程を行うことにより、磁場の方向と粉末のＣ軸方向とを平行に配向させて異方性を確保する。このように磁場成形により一軸方向に異方性を確保した異方性磁石は、等方性磁石と比較して優れた磁気特性を有する。
【００４４】
特に、本段階において、磁場成形時に外部圧力を印加して磁場成形を行うので、次の段階において、加圧焼結を代替して常圧焼結を採用して異方性複合焼結磁石を製造することができる。
【００４５】
外部磁場及び圧力を印加する磁場成形工程は、磁場射出成形機、磁場成形プレスなどを用いて行ってもよく、ＡＤＰ（Axial Die Pressing）やＴＤＰ（Transverse Die Pressing）などの方法で行ってもよい。
【００４６】
磁場成形段階は、０．１〜５．０Ｔ、０．５〜３．０Ｔ又は１．０〜２．０Ｔの磁場下で行ってもよく、約１．６Ｔの磁場下で行うことが好ましく、３００〜１０００Ｍｐａの高圧で成形することが、後続の常圧焼結において好ましい。
【００４７】
（ｆ）成形物を常圧焼結する段階
従来は、ホットプレスなどを用いた急速焼結で高特性の焼結磁石を製造することができたが、本発明において提案した方法を用いれば、常圧焼結で高特性の焼結磁石を製造することができ、従来の焼結磁石工程の熱処理炉を用いることができるという利点がある。
【００４８】
常圧焼結は、２００〜５００℃で１分〜５時間行われるようにしてもよく、常圧焼結炉を用いた連続工程を行うことができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明のＭｎＢｉを含む異方性複合焼結磁石は、ＭｎＢｉの低い飽和磁化値が改善され、高い温度安定性を有するだけでなく、非常に優れた磁気特性を実現できるので、従来の希土類ボンド磁石の代替が可能である。また、常圧焼結方法で製造されるので連続工程が可能であり、従来の永久磁石工程で用いられていた焼結方式をそのまま用いるので経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】一実現例によるＭｎＢｉ硬磁性粉末／希土類硬磁性粉末の複合焼結磁石の製造工程を示す概要図である。
【図２】ＭｎＢｉ／ＳｍＦｅＮ（３０重量％）複合焼結磁石におけるＭｎＢｉ及びＳｍＦｅＮの分布を示す走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）写真である。
【図３】常圧焼結温度とＭｎＢｉ／ＳｍＦｅＮ（３０重量％）複合焼結磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）及び最大磁気エネルギー積［（ＢＨ）ｍａｘ］の関係を示すグラフである（焼結時間６分）。
【図４】常圧焼結温度とＭｎＢｉ／ＳｍＦｅＮ（３０重量％）複合焼結磁石の密度及び最大磁気エネルギー積［（ＢＨ）ｍａｘ］の関係を示すグラフである（焼結時間６分）。
【図５】ＭｎＢｉ／ＳｍＦｅＮ（３０重量％）常圧焼結磁石におけるＸＰＳ（X-ray hotoelectron spectroscopy）の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。これらの実施例は本発明をより具体的に説明するためのものにすぎず、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではないことは、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって自明である。
【実施例】
【００５２】
ＭｎＢｉを含む異方性複合焼結磁石の製造
図１の概要図に示すように異方性複合焼結磁石を製造したが、具体的には、まず、ＭｎＢｉリボンを作製する急速凝固工程（ＲＳＰ）でホイール速度を６０〜７０ｍ／ｓにすることにより、ＭｎＢｉ、Ｂｉ相の結晶の大きさが５０〜１００ｎｍとなるようにＭｎＢｉリボンを作製した。
【００５３】
次の段階として、作製された非磁性相のＭｎＢｉリボンに磁性を付与するために、２８０℃の温度、並びに真空及び不活性ガス雰囲気の条件で低温熱処理を行い、２４時間熱処理を行うことにより、前記非磁性相のＭｎＢｉリボンに含まれるＭｎの拡散を誘導して磁性相のＭｎＢｉ系リボンを形成し、それによりＭｎＢｉ系磁性体を作製した。
【００５４】
次に、ボールミリングを用いた複合化工程を行ったが、粉砕工程を約５時間行い、前記磁性相の粉末、ボール、溶媒及び分散剤の割合を約１：２０：６：０．１２（質量比）にし、ボールをΦ３〜Φ５のものにした。
【００５５】
次に、ボールミリングで作製された磁性粉末（７０重量％）にＳｍＦｅＮ硬磁性体粉末（３０重量％）をメチルカプリレート存在下でできるだけ粉砕されないように混合し、それを約１．６Ｔの磁場下で７００Ｍｐａの外部圧力を印加して磁場成形し、その後、常圧下で２６０℃〜４８０℃の様々な温度で６分間常圧焼結を行うことにより、焼結磁石を製造した。
【００５６】
このようにして製造された複合焼結磁石の断面状態を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、それを図２に示した。図２から、脱希土類のＭｎＢｉ硬磁性相と希土類のＳｍＦｅＮ硬磁性相が均一に分布することが確認された。
【００５７】
異方性複合焼結磁石の粒子界面での残留炭素の検出
前記製造されたＭｎＢｉ／ＳｍＦｅＮ（３０重量％）常圧焼結磁石におけるＸＰＳ（X-ray photoelectron spectroscopy）の結果を図５に示した。図５から、残留炭素（Ｃ１ｓ）の含有量が３７．８ａｔ％であり、表面から１０ｎｍの厚さで検出されたことが確認された。
【００５８】
各常圧焼結温度における異方性複合焼結磁石の磁気特性及び密度
ＭｎＢｉ／ＳｍＦｅＮ（３０重量％）常圧焼結磁石における固有保磁力（ＨＣｉ）、残留磁束密度（Ｂｒ）、誘導保磁力（ＨＣＢ）、密度（Ｄｅｎｓｉｔｙ）及び最大磁気エネルギー積［（ＢＨ）ｍａｘ］を示すものとして、磁気特性は、ＶＳＭ（vibrating sample magnetometer）（Ｌａｋｅ Ｓｈｏｒｅ ＃７３００ ＵＳＡ、最大２５ｋＯｅ）を用いて常温（２５℃）で測定し、その値を下記表１と図３及び図４に示した。
【００５９】
【表１】
0006419813.tif 000002
【００６０】
上記表１及び図３を参照すると、本発明のＭｎＢｉ／ＳｍＦｅＮ（３０重量％）異方性複合焼結磁石は、４４０℃、６分の常圧焼結工程で製造した場合、２５℃での最大磁気エネルギー積［（ＢＨ）ｍａｘ］の測定値が１４．６８ＭＧＯｅであった。これは、ホットプレスなどを用いた急速焼結工程を用いないので連続工程が可能であり、従来の永久磁石工程で用いられていた焼結方式をそのまま用いることで高特性の複合焼結磁石を製造できることを示す結果である。図４は、常圧焼結温度が上昇するにつれて固有保磁力は減少して密度は増加することを示す結果であり、密度の増加は、熱処理温度が上昇するにつれて結晶粒の大きさが大きくなって焼結体の緻密化が改善されて現れる結果であり、固有保磁力の減少は、結晶粒の成長により磁壁（domain wall）が増加して現れる結果である。
【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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