(57)【要約】【課題】  欠陥の少ない保護層を形成可能であり、しかも磁気特性を良好に維持することができる希土類磁石の製造方法を提供すること。【解決手段】  本発明の希土類磁石の製造方法は、磁石素体と、その表面に形成された保護層とを備える希土類磁石を製造するための方法であって、希土類元素を含有する磁石素体に、酸化性雰囲気下で電子線を照射することにより、この磁石素体の表面に保護層を形成する工程を有するものである。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素を含有する磁石素体に、酸化性雰囲気下で電子線を照射することにより、前記磁石素体の表面に保護層を形成する工程を有することを特徴とする希土類磁石の製造方法。
【請求項２】
前記電子線を照射することにより、前記磁石素体の構成材料を酸化して、該構成材料の酸化物からなる前記保護層を形成することを特徴とする請求項１記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項３】
前記希土類元素として、Ｎｄを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項４】
前記酸化性雰囲気は、Ｏ２ガス、Ｎ２Ｏガス又はＯ３ガスを含む雰囲気であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項５】
前記電子線は、前記磁石素体の表面における一部領域に照射されるものであり、前記磁石素体の表面における前記電子線の照射領域を変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項６】
前記電子線は、短辺及び長辺を有するスリット状に照射されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項７】
前記保護層を、その厚さが０．１〜５μｍとなるように形成させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類磁石、特に、表面に保護層を備える希土類磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能の永久磁石としては、希土類磁石が知られている。希土類磁石は、従来の空調機、冷蔵庫等の家庭用電化製品のみならず、産業機械、ロボット、燃料電池車、ハイブリッドカー等の駆動用モータへの応用が検討されており、これらの小型化、省エネルギー化を実現し得るものとして期待されている。このような希土類磁石のなかでも、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒは希土類元素）系の磁石は、２５ＭＧＯｅを超えるような高いエネルギー積を示す高性能磁石であることから注目を集めている。
【０００３】
しかし、このような希土類磁石は、磁石の主成分として希土類元素及び鉄を含有していることから極めて酸化されやすかった。しかも、温度に対する耐性が低いという性質を有していた。よって、これらの磁石は耐食性が低い傾向にあり、長期使用による経時的な磁気特性の低下を避けることが困難であった。
【０００４】
そこで、このようなＲ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石を用いる場合には、その耐食性を向上させることを目的として、磁石素体の表面上に保護膜を形成することが行われている。保護膜の形成方法としては、保護膜原料を含む塗布液を塗布する方法や化学的又は物理的気相堆積法等が実施されている。
【０００５】
ところが、これらのように、磁石素体の表面上に保護膜を形成させる方法においては、例えば、以下に示すような保護膜の欠陥が生じ易かった。すなわち、例えば塗布により保護膜を形成する場合、余分に付着した塗布液の一部が、膜形成中に剥離してパーティクルとなり、これが保護膜と磁石素体との間に入り込んで、保護膜にピンホールを発生させる原因となっていた。
【０００６】
また、気相堆積法等により保護膜を形成する場合、磁石素体と保護膜とはその構成材料が異なっていることから、成膜時に磁石素体と保護層との熱膨張係数の差に基づく応力が発生する場合があった。このため、磁石素体と保護層との間の密着性が弱く、保護層の剥離やクラック等が生じ易い傾向にあった。
【０００７】
そこで、近年では、このような不都合を解消するために、磁石素体の表面を熱的に酸化して、磁石素体表面に保護層である酸化膜を形成させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法においては、磁石素体の表面が変換されて保護層を形成していることから、上述したような素体表面上に膜を形成させた場合の不都合を生じることが極めて少ない。
【特許文献１】特開２００２−５７０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１の方法においては、２００〜１１００℃という高温条件で１０分〜１０時間という長時間の熱処理を実施していることから、このような熱処理による磁石素体の劣化が生じ易い傾向にあった。このため、こうして得られた希土類磁石は、保護層が形成されていない状態の磁石素体に比して、磁気特性が著しく低下してしまっていた。
【０００９】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、欠陥の少ない保護層を形成可能であり、しかも磁気特性を良好に維持することができる希土類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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の希土類磁石の製造方法は、希土類元素を含有する磁石素体に、酸化性雰囲気下で電子線を照射することにより、磁石素体の表面に保護層を形成する工程を有することを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の希土類磁石の製造方法においては、電子線照射を酸化性雰囲気下で行うことで、磁石素体における表面近傍の構成材料の酸化を生じさせて、これにより構成材料の酸化物からなる保護層を形成している。このように磁石素体に対して電子線を照射すると、磁石素体の表面を迅速に高い温度まで加熱することができる。したがって、本方法においては、磁石素体表面に保護層を形成させるためには、かかる素体に対する電子線照射を短時間行えばよく、上記従来技術のような磁石素体の高温且つ長時間の加熱を行う必要がない。
【００１２】
また、電子線の照射によると、磁石素体における表面から一定の深さの領域を選択的に加熱することができる。よって、磁石素体の内部が過度に酸化されるのを防止することができ、素体の表面近傍領域に均一な厚さの保護層を形成することができる。
【００１３】
さらに、上記本発明の希土類磁石の製造方法においては、磁石素体の表面近傍領域を保護層に変換させている。このため、磁石素体表面上に異種の構成材料からなる保護膜を形成させていた従来の方法のような、膜形成時におけるパーティクルの発生が殆ど見られないほか、磁石素体と保護層との間の応力も発生し難い。
【００１４】
ここで、上述した酸化性雰囲気とは、周囲に磁石素体を酸化させ得る物質（ガス等）が存在している雰囲気をいうものとする。このような雰囲気下においては、加熱等の所定の操作を施すことで、これらの物質による磁石素体の酸化が生じ得る状態となっている。
【００１５】
上述したように、上記本発明により形成させる保護層は、磁石素体の構成材料の酸化物からなるものである。すなわち、本発明の希土類磁石の製造方法においては、電子線を照射することにより、磁石素体の構成材料を酸化して、この構成材料の酸化物からなる保護層を形成することが好ましい。
【００１６】
また、上記希土類元素としては、Ｎｄを含むことが好ましい。このようにＮｄを含む希土類磁石は、極めて優れた磁気特性を有するものとなる。
【００１７】
さらに、酸化成雰囲気は、Ｏ２ガス又はＮ２Ｏガスを含む雰囲気であるとより好ましい。これらのガスを含む酸化性雰囲気においては、磁石素体における表面近傍の構成材料の酸化が生じやすいことから、保護層の形成が更に容易となる。なかでも、Ｏ３ガスを含む雰囲気であると、この酸化がより生じ易くなるため、更に好ましい。
【００１８】
このような、酸化性雰囲気下で電子線照射を行うことによる保護層の形成は、具体的には以下のようにして実施することができる。すなわち、上記電子線が磁石素体の表面における一部領域に照射されるものである場合、磁石素体の表面における電子線の照射領域を徐々に変化させることによって保護層を形成することができる。
【００１９】
このように、照射される電子線が磁石素体の一部領域のみへの照射が可能である場合には、この電子線を、磁石素体表面を走査するようにしてその照射領域を移動させながら、磁石素体表面の保護層を形成させるべき領域に照射する。こうすることで、磁石素体表面の所望の領域に選択的に保護層を形成させることが可能となる。
【００２０】
また、磁石素体に照射される電子線は、短辺及び長辺を有するスリット状のものであってもよい。特に、その長辺が、磁石素体における所定の幅方向よりも大きいと好ましい。この場合、スリット状の電子線をその長辺に対して垂直方向に移動させることによって、より広い領域に電子線を照射することができ、これにより保護層の形成が更に容易となる。
【００２１】
そして、上述した方法により保護層を形成させる場合、その厚さは０．１〜５μｍとなるように形成させることが好ましい。このような厚さの保護層を有する希土類磁石は、十分な耐熱性を有しているとともに、磁石素体内部のダメージが殆どなく、良好な耐久性及び磁気特性を備えるものとなる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の希土類磁石の製造方法によれば、保護層の形成時における高温・長時間の加熱を低減でき、また、その際のパーティクルや応力の発生を効果的に低減できる。その結果、欠陥が少ない保護層を有していることから耐久性に優れており、しかも良好な磁気特性を有する希土類磁石を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
まず、好適な実施形態に係る製造方法により得られた希土類磁石について、図１及び図２を参照して説明する。
【００２５】
図１は、実施形態に係る製造方法により得られた希土類磁石を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１に示した希土類磁石１のII−II線に沿った断面構造を模式的に示す図である。
【００２６】
希土類磁石１は、磁石素体２と、この磁石素体２の表面領域に形成された保護層４とを備えており、略直方体構造を有する磁石である。磁石素体２は、希土類元素を含有するものである。ここで、希土類元素とは、長周期型周期表第３周期の元素及びランタノイドに属する元素のことをいい、このような希土類元素には、例えば、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビニウム（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）、ルテチウム（Ｌｕ）等が含まれる。
【００２７】
これらの希土類元素を含有する磁石素体２としては、上記希土類元素と遷移元素とを組み合わせて含有させた組成を有するものが好ましい。かかる組み合わせの磁石素体２としては、希土類元素として、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｐｒ及びＴｂからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含有していることが好ましく、これらの元素にＬａ、Ｓｍ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＹからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を更に含有したものがより好ましい。
【００２８】
より具体的には、磁石素体２の構成材料としては、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒは希土類元素）系やＲ−Ｃｏ系の構造を有するものが例示できる。前者の構造を有する材料においては、ＲとしてはＮｄが好ましく、また後者の構造を有する材料においては、ＲとしてはＳｍが好ましい。
【００２９】
なかでも、希土類磁石１における磁石素体２の構成材料としては、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の構造を有する材料が好ましい。このような材料は実質的に正方晶系の結晶構造の主相を有しており、また、この主相の粒界部分に希土類元素の配合割合が高い希土類リッチ相、及びホウ素原子の配合割合が高いホウ素リッチ相を有している。これらの希土類リッチ相及びホウ素リッチ相は磁性を有していない非磁性相であり、このような非磁性相は通常、磁石構成材料中に０．５〜５０体積％含有されている。また、主相の粒径は、通常１〜１００μｍ程度である。
【００３０】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の構成を有する磁石素体２においては、希土類元素の含有量が８〜４０原子％であると好ましい。希土類元素の含有量が８原子％未満である場合、主相の結晶構造がα鉄とほぼ同じ結晶構造となり、保持力（ｉＨｃ）が小さくなる傾向にある。一方、４０原子％を超えると希土類リッチ相が過度に形成されてしまい、残留磁束密度（Ｂｒ）が小さくなる傾向にある。
【００３１】
また、Ｆｅの含有量は４２〜９０原子％であると好ましい。Ｆｅの含有量が４２原子％未満であるとＢｒが小さくなり、また、９０原子％を超えるとｉＨｃが小さくなる傾向にある。さらに、Ｂの含有量は２〜２８原子％であると好ましい。Ｂの含有量が２原子％未満であると菱面体構造が形成されやすく、これによりｉＨｃが小さくなる傾向にあり、また２８原子％を超えると、ホウ素リッチ相が過度に形成されて、これによりＢｒが小さくなる傾向にある。
【００３２】
上述した構成材料においては、Ｒ−Ｆｅ−ＢにおけるＦｅの一部が、Ｃｏで置換されていてもよい。このようにＦｅの一部をＣｏで置換すると、磁気特性を低下させることなく温度特性を向上させることができる。この場合、Ｃｏの置換量は、Ｆｅの含有量よりも大きくならない程度とすることが望ましい。Ｃｏ含有量がＦｅ含有量を超えると、磁石素体２の磁気特性が小さくなる傾向にある。
【００３３】
また、上記構成材料におけるＢの一部は、Ｃ、Ｐ、Ｓ又はＣｕ等の元素により置換されていてもよい。このようにＢの一部を置換することによって、磁石素体の製造が容易となるほか、製造コストの低減も図れるようになる。このとき、これらの元素の置換量は、磁気特性に実質的に影響しない量とすることが望ましく、構成原子総量に対して４原子％以下とすることが好ましい。
【００３４】
さらに、ｉＨｃの向上や製造コストの低減等を図る観点から、上記構成に加え、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｈｆ等の元素を添加してもよい。これらの添加量も磁気特性に影響を及ぼさない範囲とすることが好ましく、構成原子総量に対して１０原子％以下とすることが好ましい。また、その他、不可避的に混入する成分としては、Ｏ、Ｎ、Ｃ、Ｃａ等が考えられ、これらは構成原子総量に対して３原子％程度以下の量で含有されていても構わない。
【００３５】
保護層４は、上述した構成を有する磁石素体２の表面上に形成されたものである。この保護層４は、酸化性雰囲気下で磁石素体２の表面に電子線を照射して、これにより磁石素体２の表面近傍領域に存在する当該素体２の構成材料を酸化することによって形成されたものである。すなわち、保護層４は、磁石素体２の構成材料の酸化生成物から構成されており、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系のものの場合、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ４、ＮｄＯ、Ｎｄ２Ｏ３等の成分を含有している。
【００３６】
ここで、図３を参照して、希土類磁石１における磁石素体２と保護層４との界面付近の構造の一例について説明する。図３は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石１における磁石素体２と保護層４との界面付近の断面構造を模式的に示す図である。
【００３７】
図３に示すように、磁石素体２は、主相２２と、ホウ素リッチ相２４と、これらの間に形成された希土類リッチ相２６とから構成されている。
【００３８】
また、磁石素体２の表面に形成された酸化物からなる保護層４は、希土類磁石１の表面から略一定の深さ（図中の上下方向）の領域に形成された状態となっている。この保護層４の厚さとしては、０．１〜５μｍが好ましく、０．５〜３μｍがより好ましく、１〜２μｍが更に好ましい。
【００３９】
一方、図４は、従来の熱酸化等により保護層を形成させた希土類磁石における、磁石素体と保護層との界面付近の断面構造を模式的に示す図である。かかる希土類磁石１００においては、磁石素体１０２は、磁石素体２と同様、主相１２２、ホウ素リッチ相１２４及び希土類リッチ相１２６とから構成されている。また、その表面領域に保護層１０４が形成されている。
【００４０】
しかしながら、この従来の希土類磁石１００における保護層１０４は、磁石素体１０２を高温・長時間の条件で加熱することにより形成されたものである。通常、希土類リッチ相は、極めて酸化されやすい性質を有していることから、希土類磁石１００においては、上述のような高温・長時間加熱によって、希土類磁石１００の表面から深い領域にある希土類リッチ相１２６までもが酸化された状態となっており、またその深さも不均一である。つまり、希土類磁石１００においては、保護層１０４が、磁石素体１０２内部の深い領域にまで形成されている。
【００４１】
このように、好適な実施形態に係る製造方法により形成された希土類磁石１においては、保護層４が、磁石素体２における表面から一定の深さ領域にのみ選択的に形成されている。一般に、希土類磁石の磁気特性は磁石素体の粒界に存在する希土類リッチ相に大きく依存していると考えられる。したがって、上述のように構成された希土類磁石１は、磁石素体２内部の希土類リッチ相２６が良好な状態となっていることから、従来の熱酸化により保護膜を形成させたものに比して、極めて良好な磁気特性を発揮し得る。
【００４２】
次に、このような構成を有する希土類磁石１の好適な製造方法について説明する。希土類磁石１は、磁石素体２を製造した後、この磁石素体２の表面近傍領域に保護層４を形成することで得ることができる。以下、その具体的な方法について詳述する。
【００４３】
磁石素体２は、例えば粉末冶金法によって製造することができる。この方法においては、まず鋳造法やストリップキャスト法等の公知の合金製造プロセスにより所望の組成を有する合金（インゴット）を作製する。次に、この合金を、ジョークラッシャー、ブラウンミル、スタンプミル等の粗粉砕機を用いて１０〜１００μｍの粒径となるように粉砕した後、更にジェットミル、アトライター等の微粉砕機により０．５〜５μｍの粒径となるようにする。
【００４４】
こうして得られた粉末を、好ましくは磁場のなかで圧力を加えて成形する。この場合、磁場中の磁場強度は１０ｋＯｅ以上であると好ましく、成形圧力は１〜５トン／ｃｍ２程度であると好ましい。その後、得られた成形体を、好ましくは不活性ガス雰囲気又は真空下中、１０００〜１２００℃で０．５〜１０時間焼結させた後に急冷する。さらに、この焼結体に、不活性ガス雰囲気又は真空中、５００〜９００℃で１〜５時間の熱処理を施した後、焼結体を所望の形状に加工して、磁石素体２を得る。
【００４５】
なお、磁石素体２は、上述した方法以外にも、例えば公知の超急冷法、温間脆性加工法、鋳造法、メカニカルアロイング法によって製造することもできる。さらに、磁石素体２としては、市販のものを準備してもよい。
【００４６】
次いで、このようにして得られた磁石素体２の表面に、酸化性雰囲気下で電子線を照射して、これにより磁石素体２の表面近傍領域に存在する構成材料を酸化する。こうして、磁石素体２の構成材料の酸化物からなる保護層４が形成する。この磁石素体２への電子線の照射は、例えば、以下に示す第１又は第２の方法によって実施することができる。
【００４７】
図５は、磁石素体２に電子線を照射するための第１の方法を模式的に説明する図である。この方法においては、内部が酸化性雰囲気に維持された真空装置（図示せず）内において、電子線照射部３０から磁石素体２の一面における一部領域にスポット状に電子線４０を照射する。その後、コイル５０により電子線４０に所定の電界を印加して、磁石素体２の表面を走査するようにして、磁石素体２に対する電子線４０の照射領域を徐々に変化させる。そして、最終的に磁石素体２の上記一面全てに対して電子線４０の照射を行う。このような電子線４０の照射を、磁石素体２が有している各面に対して同様に実施することで、磁石素体２の全面への電子線４０の照射を行うことができる。なお、電子線４０の照射領域の変化は、上述したコイル５０による方法以外に、電子線照射部３０又は磁石素体２のいずれかを徐々に移動させるようにして実施してもよい。
【００４８】
電子線照射部３０は、電子線４０の照射が可能な装置であれば特に制限はなく、電子放出源、アノード、電子を加速するカソード等を備える公知の電子銃に、電子線４０の放射を調節するための各種外部磁場印加機構を組み合わせたもの等を適用できる。電子放出源としては、フィラメントの加熱等により熱電子を放出する熱電子放出源や、放電等により電子を放出する電子放出源を用いることができる。この電子線照射部３０は、熱電子放出源や電子放出源を単体で備えていてもよいし、複数で備えていてもよい。このように熱電子放出源や電子放出源を複数備えている場合は、比較的広範囲に電子線の照射を行うことが可能となる。
【００４９】
電子線照射部３０においては、アノード、カソード等と共に、あるいはアノード、カソード等に代えて、外部磁場印加機構により電子の加速を行ってもよい。この外部磁場印加機構としては、公知の永久磁石、コイルなどの手段を適宜選択して用いることができる。このような電子線照射部３０としては、例えば、電子顕微鏡で使用されている電子銃や、蒸着装置に使用されている熱陰極電子ビーム源や、蒸着装置に使用されているホローカソード放電電子ビーム源を好適に用いることができる。
【００５０】
また、上記酸化性雰囲気は、真空装置内において、加熱等の所定の操作を行うことにより磁石素体を酸化することができる雰囲気であり、例えば、磁石素体の酸化が可能なガス等を含む雰囲気である。具体的には、磁石素体の酸化が可能なガスとして、Ｏ２ガス、Ｎ２Ｏガス、Ｏ３ガス（オゾン）等が好ましい。さらに、Ｈ２Ｏを用い、電子線による分解によって活性な酸素を発生させて酸化性雰囲気としてもよい。例えば、真空装置内に水蒸気を存在させ、これに電子線を照射することで酸素を発生させ、これにより磁石素体の酸化を行ってもよい。
【００５１】
良好な酸化性雰囲気を保つためには、電子線照射装置内部の初期圧力を１０−６〜１０−４Ｐａ程度として、その後、上述の酸化性ガスの分圧を、１０−３〜１００Ｐａとすることが好ましく、５×１０−２〜１０−１Ｐａとすることがより好ましく、１×１０−１〜５×１０−２Ｐａとすることが更に好ましい。このような条件で電子線４０を照射すると、磁石素体２は良好に酸化され、これにより保護膜４の形成が容易となる。
【００５２】
また、スポット状の電子線４０の照射時間は、その一度に照射可能な領域に対して、好ましくは０．５〜６００秒程度、より好ましくは１〜４００秒程度、更に好ましくは５〜２００秒程度とする。この照射時間が０．５秒未満であると、電子線４０による磁石素体２の加熱が不十分となり、保護層４が十分に形成されない傾向にある。一方、６００秒を超えると、従来の熱酸化による処理と同様に、磁石素体２内部が過度に加熱されて磁気特性が低下するおそれがある。
【００５３】
このようにして磁石素体２に電子線４０の照射を行った場合、電子線４０は、その照射領域において磁石素体２の表面から１μｍ程度の深さまで到達し、この領域の磁石素体２の構成材料を好ましくは２００〜１４００℃、より好ましくは３００〜６００℃程度に加熱する。このような温度に加熱された磁石素体２の構成材料は、上述したガス等に接触することで酸化され、保護層４を構成する酸化物を形成する。こうして、電子線４０の照射により磁石素体２の表面近傍領域に保護層４が形成される。
【００５４】
この電子線４０による加熱は、同一の磁石素体２に対しては均一の深さで行うことができる。したがって、これにより形成される希土類磁石１は、極めて均一な厚さの保護層４を有するものとなる。
【００５５】
また、図６は、磁石素体２に電子線４０を照射するための第２の方法を模式的に説明する図である。図示されるように、電子線照射部３２は、磁石素体２に対して、長辺及び短辺を有するスリット状の照射領域となるように電子線４０を照射することが可能なものである。かかる電子線照射部３２としては、スリット状の電子線を放出できるように構成されたものや、上述したようなスポット状に電子線を放出する電子線照射部を複数並列に配置したもの等を用いることができる。
【００５６】
このような電子線４０に、コイル５２により所定の電界を印加して、磁石素体２におけるスリット状の電子線４０の照射領域を、その長辺に対して垂直な方向に徐々に変化させる。この場合、上述したスポット状の照射領域となる電子線４０に比べて、一度の走査で広い領域の照射を行うことができる。特に、図示のように、スリット状に照射された電子線４０の長辺が、磁石素体２における所定の一辺と同じかこれよりも長いと好ましい。こうすれば、このスリット状の照射領域を一方向に移動させることで、磁石素体２の一面全てをカバーするように電子線４０を照射することができるようになる。
【００５７】
そして、このようなスリット状の電子線４０の照射を、磁石素体２の各面に対して同様に行う。これにより、この電子線４０が照射された領域が酸化され、磁石素体２表面に、その酸化物からなる保護層４が形成される。なお、電子線４０照射時における他の条件は、第１の方法における好適条件と同様である。
【００５８】
このように、上記第１の方法や第２の方法によって、磁石素体２における表面近傍領域に、磁石素体１の構成材料の酸化物からなる保護層４を形成することができる。例えば、第１の方法においては、電子線４０をスポット状に照射することができることから、磁石素体２表面における所定の領域のみに電子線４０を照射することができる。よって、第１の方法によれば、磁石素体２表面における所望の領域に、選択的に保護層４を形成させることが容易となる。また、第２の方法においては、スリット状に電子線４０を照射することができることから、一方向への移動で広い範囲に電子線４０の照射を行うことができる。このため、例えば、磁石素体２の全面に保護層４を形成させる場合等に、短時間で作業を終了することができるといった利点が得られる。
【００５９】
このようにして磁石素体２に電子線照射を行うことによって、磁石素体２の表面に保護層４が形成された希土類磁石１が得られる。こうして製造された希土類磁石１は、以下に示す特徴を有している。
【００６０】
すなわち、希土類磁石１は、磁石素体２に電子線を照射するによって、当該磁石素体２の構成材料が酸化されて形成された保護層４を有している。電子線の照射によれば、短時間で磁石素体２の表面近傍領域のみを選択的に加熱できることから、保護層４は、磁石素体２の表面に均一な厚さで形成されたものとなる。このような希土類磁石１は、従来の長時間・高温加熱により保護層を形成させたものに比して、磁石素体２内部のダメージが極めて少なくなっている。このため、保護層４の形成後であっても、十分に優れた磁気特性を維持している。
【００６１】
また、保護層４は、上述の如く、磁石素体２の構成材料を酸化して形成されたものであるため、磁石素体２への密着性が極めて高い。よって、保護層４の形成時に、当該層が剥離してパーティクルを形成したり、また当該層に応力が発生したりすることも極めて少ない。したがって、こうして形成された保護層４は、従来に比して、ピンホール、剥離、クラック等の発生が極めて少ないものとなる。
【００６２】
このように、本実施形態の製造方法により得られた希土類磁石１は、その磁石素体２が本来有している優れた磁気特性が十分に維持されている。しかも、保護層４の欠陥が極めて少ないことから、優れた耐久性を有している。よって、例えば、燃料電池車やハイブリッドカーの駆動用モータ等、優れた磁気特性及び耐久性が必要とされる分野に好適に用いることができる。
【００６３】
以上、本発明の希土類磁石の製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば、希土類磁石１は、保護層４の表面上に、耐久性を向上させるための樹脂コート層やその他の金属酸化物層、金属層等を更に備えるものであってもよい。
【００６４】
また、電子線照射の工程は、必ずしも上述したような真空装置内で減圧して行う必要はなく、酸素分圧又は水蒸気分圧を適切に管理することによって、良好な酸化性雰囲気が保持することができれば、大気圧若しくは大気圧近傍の圧力下で実施することもできる。
【実施例】
【００６５】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６６】
［実施例１］
（希土類磁石の製造）
粉末冶金法によって作製した１４Ｎｄ−１Ｄｙ−７Ｂ−７８Ｆｅ（数字は原子比）の組成を有する焼結体を、アルゴンガス雰囲気中、６００℃で２時間、熱処理した後、５６×４０×８（ｍｍ）の大きさの直方体形状に加工し、さらにバレル研磨処理により面取りを行って磁石素体を得た。次いで、この磁石素体を、アルカリ性脱脂液で洗浄した後、硝酸溶液により表面の活性化を行い、その後十分に水洗した。
【００６７】
水洗後の磁石素体を、所定の真空装置内に配置して、この装置内を、圧力が１×１０−４Ｐａとなるまで真空排気した。その後、この真空装置内に、５ｓｃｃｍの流量でＯ２ガスを導入し、真空装置内部の圧力が１．１２×１０−２Ｐａとなるように調整して、磁石素体の周囲を酸化性雰囲気とした。
【００６８】
その後、真空装置内に設置された電子銃を６ｋＶ、５０ｍＡの条件で駆動させて、磁石素体における一面の所定領域にスポット状の電子線を照射した。そして、この一面における電子線の照射領域を徐々に変化させて、当該面の全面に電子線の照射を行った。そして、同様の作業を磁石素体の各面に対して行い、これにより磁石素体における全ての表面に厚さ１．５μｍの保護層を形成させた。
【００６９】
（特性評価）
得られた希土類磁石について、水蒸気雰囲気下、１２０℃、０．２×１０６Ｐａにおける２４時間の加湿高温試験（ＰＣＴ試験）を行った。その結果、ＰＣＴ試験後の希土類磁石の重量減少は見られなかった。また、ＰＣＴ試験後の希土類磁石を目視で観察したところ、保護層にピンホール、クラック等の欠陥は生じていないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施形態に係る製造方法により得られた希土類磁石を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示した希土類磁石１のII−II線に沿った断面構造を模式的に示す図である。
【図３】希土類磁石１における磁石素体２と保護層４との界面付近の断面構造を模式的に示す図である。
【図４】従来の熱酸化等により保護層を形成させた希土類磁石における、磁石素体と保護層との界面付近の断面構造を模式的に示す図である。
【図５】磁石素体２に電子線４０を照射するための第１の方法を模式的に説明する図である。
【図６】磁石素体２に電子線４０を照射するための第２の方法を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…希土類磁石、２…磁石素体、４…保護層、２２…主相、２４…ホウ素リッチ相、２６…粒界、３０，３２…電子線照射部、４０…電子線、５０，５２…コイル。
【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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