專利名稱：燒結(jié)磁鐵、電動(dòng)機(jī)、汽車以及燒結(jié)磁鐵的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燒結(jié)磁鐵、電動(dòng)機(jī)、汽車以及燒結(jié)磁鐵的制造方法。
背景技術(shù)：
含有稀土類元素R、Fe或者Co等的過渡金屬元素T以及硼B(yǎng)的R_T_B類稀土類磁鐵具有卓越的磁氣特性。一直以來，為了提高R-T-B類稀土類磁鐵的剩余磁通密度(Br) 以及矯頑力(HcJ)，進(jìn)行了大量的研究探討(參照下述專利文獻(xiàn)1、幻。以下，根據(jù)情況，將 R-T-B類稀土類磁鐵記作“R-T-B類磁鐵”。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 國(guó)際公開第2006/098204號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)2 國(guó)際公開第2006/043348號(hào)小冊(cè)子

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題R-T-B類磁鐵被認(rèn)為具有晶核形成(nucleation)型的矯頑力機(jī)制。在晶核形成型的矯頑力機(jī)制中，當(dāng)將與磁化相反的磁場(chǎng)施加于R-T-B類磁鐵的時(shí)候，在構(gòu)成R-T-B類磁鐵的結(jié)晶顆粒群(主相顆粒群)的晶界附近產(chǎn)生磁化反轉(zhuǎn)的核。該磁化反轉(zhuǎn)的核使R-T-B類磁鐵的矯頑力降低。為了提高R-T-B類磁鐵的矯頑力，也可以將作為R的Dy或Tb等的重稀土類元素添加到R-T-B類磁鐵。由于重稀土類元素的添加，各向異性磁場(chǎng)變大，難以產(chǎn)生磁化反轉(zhuǎn)的核，從而矯頑力變高。但是，如果重稀土類元素的添加量過多的話，那么R-T-B類磁鐵的飽和磁化(飽和磁通量密度)變小，剩余磁通密度變小。因此，關(guān)于R-T-B類磁鐵，保證剩余磁通密度和矯頑力的兩者成為課題。特別是對(duì)于組裝到近年來需求增大的汽車用電動(dòng)機(jī)或者發(fā)電機(jī)的R-T-B類磁鐵，要求提高剩余磁通密度和矯頑力。本發(fā)明者們認(rèn)為，通過僅在容易產(chǎn)生磁化反轉(zhuǎn)的核的區(qū)域中，使重稀土類元素存在，提高各向異性磁場(chǎng)，從而可以保證矯頑力和剩余磁通密度的兩者。即，本發(fā)明者們認(rèn)為， 比結(jié)晶顆粒的鐵芯(中心部)更加提高構(gòu)成R-T-B類磁鐵的結(jié)晶顆粒的表面附近的重稀土類元素的質(zhì)量的比率并且比表面附近更加提高鐵芯中的Nd和ft·等的輕稀土類元素的質(zhì)量的比率，是重要的。由此，應(yīng)該可以由表面附近的高各向異性磁場(chǎng)(Ha)而使矯頑力變高，并且由鐵芯的高飽和磁化(Is)而使剩余磁通密度變高。本發(fā)明者們使用上述專利文獻(xiàn)1或者2所記載的制法，嘗試了由具有輕稀土類元素的質(zhì)量的比率高的鐵芯和包覆該鐵芯且重稀土類元素的質(zhì)量的比率高的外殼的結(jié)晶顆粒構(gòu)成的R-T-B類磁鐵的制作。但是，在上述專利文獻(xiàn)1或者2所記載的制法中，難以充分地提高燒結(jié)磁鐵的磁氣特性。本發(fā)明是有鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)所存在的課題而悉心研究的結(jié)果，以提供一種在剩余磁通密度以及矯頑力方面表現(xiàn)卓越的燒結(jié)磁鐵、具備該燒結(jié)磁鐵的電動(dòng)機(jī)、具備該電動(dòng)機(jī)的汽車以及該燒結(jié)磁鐵的制造方法為目的。解決課題的技術(shù)手段為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵的第一方式為，具備具有鐵芯以及包覆鐵芯的外殼的R-T-B類稀土類磁鐵的結(jié)晶顆粒群，外殼中的重稀土類元素的質(zhì)量的比率高于鐵芯中的重稀土類元素的質(zhì)量的比率，結(jié)晶顆粒中外殼最厚的部分面向晶界三相點(diǎn)。即，在本發(fā)明中，外殼中面向晶界三相點(diǎn)的部分比外殼的其它部分厚。還有，所謂結(jié)晶顆粒群，是指多個(gè)結(jié)晶顆粒。所謂晶界三相點(diǎn)，是指3個(gè)以上的結(jié)晶顆粒相對(duì)的晶界。還有，在第一方式中，可以在鐵芯與外殼之間形成有晶體缺陷。上述本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵與外殼整體的厚度均勻的現(xiàn)有的R-T-B類磁鐵相比，在剩余磁通密度以及矯頑力方面表現(xiàn)優(yōu)異。本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵的第二方式為，具備具有鐵芯和包覆鐵芯的外殼的R-T-B類稀土類磁鐵的結(jié)晶顆粒群，外殼中的重稀土類元素的質(zhì)量的比率高于鐵芯中的重稀土類元素的質(zhì)量的比率，在鐵芯和外殼之間形成晶體缺陷。還有，在第二方式中，結(jié)晶顆粒中外殼最厚的部分可以面向晶界三相點(diǎn)。上述本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵與在鐵芯和外殼之間不存在晶體缺陷的現(xiàn)有的R-T-B類磁鐵相比，在剩余磁通密度以及矯頑力方面表現(xiàn)優(yōu)異。本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵的制造方法具備第1工序，燒結(jié)R-T-B類稀土類磁鐵用的原料合金以形成燒結(jié)體；第2工序，使包含重稀土類元素的重稀土類化合物附著于燒結(jié)體；第3 工序，對(duì)附著了重稀土類化合物的燒結(jié)體進(jìn)行熱處理；第4工序，在比第3工序的熱處理溫度更高的溫度下對(duì)第3工序中熱處理了的燒結(jié)體進(jìn)行熱處理；以及第5工序，以20°C /分鐘以上的冷卻速度冷卻第4工序中熱處理了的燒結(jié)體。根據(jù)上述本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵的制造方法，能夠得到上述本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵。本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)具備上述本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵。本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵的剩余磁通密度高。因此，在本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵的體積以及形狀與現(xiàn)有的R-T-B類磁鐵相同的情況下，本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵的磁通量數(shù)比現(xiàn)有增加。因此， 在具備本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵的電動(dòng)機(jī)中，比現(xiàn)有提高了能量轉(zhuǎn)換效率。即使在本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵的體積比現(xiàn)有的R-T-B類磁鐵小的情況下，剩余磁通密度高的本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵也具有與現(xiàn)有的磁鐵相同等的數(shù)量的磁通量。即，本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵與現(xiàn)有的磁鐵相比，不減少磁通量數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。其結(jié)果，本發(fā)明中，因?yàn)閷?duì)應(yīng)于燒結(jié)磁鐵的小型化而減少軛鐵(yoke)體積以及線圈的數(shù)量，所以可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的小型化以及輕量化。本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵即使是在高溫下，在剩余磁通密度和矯頑力方面也表現(xiàn)卓越。 即，本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵在耐熱性方面表現(xiàn)優(yōu)異。因此，具備本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵的電動(dòng)機(jī)與具備現(xiàn)有的R-T-B類磁鐵的電動(dòng)機(jī)相比，難以由于渦電流而引起發(fā)熱。因此，本發(fā)明中，可以實(shí)現(xiàn)相比于發(fā)熱防止更重視能量轉(zhuǎn)換效率的電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)。本發(fā)明的汽車具備上述本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)。即，本發(fā)明的汽車由本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。還有，在本發(fā)明中，所謂汽車，例如是由本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車或者燃料電池汽車。本發(fā)明的汽車因?yàn)橛赡芰哭D(zhuǎn)換效率比現(xiàn)有高的本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，所以其耗油量降低。另外，本發(fā)明的汽車中，如以上所述，因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的小型化以及輕量化，所以也可以實(shí)現(xiàn)汽車自身的小型化以及輕量化。其結(jié)果，汽車的耗油量降低。關(guān)于本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵，通過減少鐵芯中的重稀土類元素的添加量并局部增加外殼中的重稀土類元素的添加量，從而提高剩余磁通密度和矯頑力。即，本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵中，即使不是如現(xiàn)有那樣對(duì)磁鐵整體添加重稀土類元素，也能夠提高剩余磁通密度和矯頑力。因此，本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵中，即使在與現(xiàn)有的R-T-B類磁鐵相比重稀土類元素的添加量少的情況下，也能夠達(dá)到充分的剩余磁通密度和矯頑力。因此，本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵中，能夠減少高價(jià)的重稀土類元素的添加量，從而可以不損害磁氣特性而降低成本。其結(jié)果，能夠降低具備本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵的電動(dòng)機(jī)以及具備電動(dòng)機(jī)的汽車的成本。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供在剩余磁通密度以及矯頑力方面表現(xiàn)卓越的燒結(jié)磁鐵、具備該燒結(jié)磁鐵的電動(dòng)機(jī)、具備該電動(dòng)機(jī)的汽車以及該燒結(jié)磁鐵的制造方法。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的燒結(jié)磁鐵的剖面的一部分的模式圖。圖2是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造的模式圖。圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的汽車的概念圖。圖4(a)、圖4(b)以及圖4(c)是本發(fā)明的實(shí)施例1的燒結(jié)磁鐵的照片。圖5(a)、圖5(b)以及圖5(c)是本發(fā)明的實(shí)施例1的燒結(jié)磁鐵的照片。圖6(a)、圖6(b)以及圖6 (c)是比較例1的燒結(jié)磁鐵的照片。圖7(a)、圖7(b)以及圖7(c)是比較例2的燒結(jié)磁鐵的照片。符號(hào)的說明L···晶界三相點(diǎn)、2…結(jié)晶顆粒、2a···比較例1的結(jié)晶顆粒、3…晶體缺陷、4…結(jié)晶顆粒的鐵芯、6…外殼、10…燒結(jié)磁鐵、20…轉(zhuǎn)子、22…轉(zhuǎn)子鐵芯、24···磁鐵容納部、30…定子、32···線圈部、40···發(fā)動(dòng)機(jī)、42···發(fā)電機(jī)、44···蓄電池、48···車輪、50···汽車、100…電動(dòng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式以下，一邊參照附圖，一邊對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。還有，在附圖中，對(duì)于相同的要素標(biāo)注相同的符號(hào)。(燒結(jié)磁鐵)本實(shí)施方式的燒結(jié)磁鐵所具備的結(jié)晶顆粒由R-T-B類磁鐵(例如R2T14B)所構(gòu)成。如圖1所示，結(jié)晶顆粒2具有鐵芯4以及包覆鐵芯4的外殼6。本實(shí)施方式的燒結(jié)磁鐵中，多個(gè)結(jié)晶顆粒2互相燒結(jié)。外殼6中的重稀土類元素的質(zhì)量的比率(質(zhì)量濃度)比鐵芯4中的重稀土類元素的質(zhì)量濃度高。即，燒結(jié)磁鐵中結(jié)晶顆粒2的晶界附近的重稀土類元素的質(zhì)量濃度最高。還有，在鐵芯4或者外殼6含有多種重稀土類元素的情況下，所謂重稀土類元素的質(zhì)量濃度，是指各個(gè)重稀土類元素的質(zhì)量濃度的合計(jì)值。關(guān)于具有晶核形成型的矯頑力機(jī)制的R-T-B類磁鐵，在燒結(jié)了的主相顆粒的晶界附近產(chǎn)生磁化反轉(zhuǎn)的核。該磁化反轉(zhuǎn)的核使R-T-B類磁鐵的矯頑力降低。S卩，在主相顆粒的表面附近容易產(chǎn)生磁化反轉(zhuǎn)的核。因此，在本實(shí)施方式中，在位于結(jié)晶顆粒2的表面的外殼6局部提高重稀土類元素的質(zhì)量濃度。即，提高結(jié)晶顆粒群的晶界附近的重稀土類元素的質(zhì)量濃度。其結(jié)果，結(jié)晶顆粒群的晶界附近的各向異性磁場(chǎng)變高，燒結(jié)磁鐵的矯頑力變高。另外，在本實(shí)施方式中，與外殼6相比較，鐵芯4中的重稀土類元素的質(zhì)量濃度變低， 輕稀土類元素的質(zhì)量濃度相對(duì)變高。其結(jié)果，鐵芯4的飽和磁化(Is)變高，燒結(jié)磁鐵的剩余磁通密度變高。例如，在鐵芯4的組成為(Nda9Dyai)2Fe14B的情況下，外殼6的組成成為 (Nd0.3Dy0.7) 2FewB。稀土類元素R 可以是選自 La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 以及Lu中的至少一種。過渡金屬元素T可以是狗或者Co中的至少任意一種。輕稀土類元素可以是選自La、Ce、ft·、Nd、Rn、Sm以及Eu中的至少一種。重稀土類元素可以是選自Gd、 Tb、Dy、Ho、ErJm、Yb以及Lu中的至少一種。還有，必要時(shí)，燒結(jié)磁鐵也可以進(jìn)一步含有Co、 Ni、Mn、Al、Cu、Nb、Zr、Ti、W、Mo、V、Ga、Zn、Si、Bi等的其它元素。本實(shí)施方式所涉及的燒結(jié)磁鐵例如可以制成具有由下述元素構(gòu)成的組成的燒結(jié)磁鐵，R :29. 0 33. 0 質(zhì)量 ％B :0· 85 0. 98 質(zhì)量％Al :0· 03 0. 25 質(zhì)量％Cu :0. 01 0. 15 質(zhì)量％Zr :0· 03 0. 25 質(zhì)量％Co :3質(zhì)量％以下(但是，不包含0質(zhì)量％ )Ga :0 0. ；35 質(zhì)量％0 :2500ppm 以下C :500ppm 1500ppmFe:剩余部分。但是，燒結(jié)磁鐵的組成并不限定于此。外殼6優(yōu)選包含Dy或者Tb作為重稀土類元素。外殼6更加優(yōu)選含有Dy以及Tb。 含有Dy或者Tb的Ii2T14B化合物，各向異性磁場(chǎng)比含有Nd、ft·等的輕稀土類元素的Ii2T14B化合物高。因此，通過外殼6具備含有Dy或者Tb的Ii2T14B化合物，從而能夠獲得高矯頑力。在鐵芯4與外殼6之間的重稀土類元素的質(zhì)量濃度之差優(yōu)選為1 10質(zhì)量％以上，更加優(yōu)選為2 10質(zhì)量％，最優(yōu)選為3 10質(zhì)量％。在鐵芯-外殼之間的重稀土類元素的質(zhì)量濃度之差小的情況下，會(huì)有結(jié)晶顆粒2 的最外殼(外殼6)中的重稀土類元素的質(zhì)量濃度變小且矯頑力提高幅度變小的趨勢(shì)。在鐵芯-外殼之間的重稀土類元素的質(zhì)量濃度之差大的情況下，在燒結(jié)磁鐵的制造過程(第 3工序或者第4工序)中，重稀土類元素從外殼6容易向鐵芯4進(jìn)行熱擴(kuò)散。其結(jié)果，看不到與重稀土類元素的添加量相匹配的矯頑力提高，會(huì)有鐵芯4的飽和磁化降低且燒結(jié)磁鐵的剩余磁通密度發(fā)生下降的趨勢(shì)。但是，即使是在鐵芯-外殼之間的重稀土類元素的質(zhì)量濃度之差為上述的數(shù)值范圍之外的情況下，也能夠達(dá)到本發(fā)明的效果。鐵芯4中的輕稀土類元素的質(zhì)量濃度可以是17 27質(zhì)量％左右。外殼6中的重稀土類元素的質(zhì)量濃度可以是1 15質(zhì)量％左右。鐵芯4中的重稀土類元素的質(zhì)量濃度可以是0 10質(zhì)量％左右。鐵芯4或者外殼6中的元素T的質(zhì)量濃度可以是65 75質(zhì)量％左右。鐵芯4或者外殼6中的元素B的質(zhì)量濃度可以是0. 88 2. 0質(zhì)量％左右。但是，即使是在元素T以及B的各質(zhì)量濃度為上述的數(shù)值范圍之外的情況下，也能夠達(dá)到本發(fā)明的效果。結(jié)晶顆粒2中外殼6最厚的部分面向晶界三相點(diǎn)1。換言之，面向晶界三相點(diǎn)1的所有結(jié)晶顆粒2的外殼6在面向晶界三相點(diǎn)1的部分最厚。晶界三相點(diǎn)1的組成并不確定， 鐵芯4以及外殼6的各組成不同。還有，結(jié)晶顆粒的外殼的最厚部分也可以并不一定面向所有的晶界三相點(diǎn)。假如，在為了增加矯頑力而用重稀土類元素的質(zhì)量濃度高的外殼6以均勻的厚度包覆鐵芯4的全體表面的情況下，在結(jié)晶顆粒中輕稀土類元素的質(zhì)量濃度高的鐵芯4的體積相對(duì)減小。其結(jié)果，燒結(jié)磁鐵的剩余磁通密度降低。另一方面，在本實(shí)施方式中，外殼6 中僅使面向晶界三相點(diǎn)1的部分局部變厚，兩顆粒界面上的外殼6較薄。其結(jié)果，因?yàn)橛赏鈿?的各向異性磁場(chǎng)而提高矯頑力并且鐵芯4的體積未相對(duì)減小，所以剩余磁通密度難以降低。晶界三相點(diǎn)1與矯頑力的關(guān)系的細(xì)節(jié)還不明了。但是，本發(fā)明者們認(rèn)為與兩顆粒界面相比較，磁化反轉(zhuǎn)的核容易產(chǎn)生在晶界三相點(diǎn)1附近。因此，本發(fā)明者們認(rèn)為通過在晶界三相點(diǎn)1附近局部地增厚重稀土類元素的質(zhì)量濃度高的外殼6，從而能夠防止產(chǎn)生磁化反轉(zhuǎn)的核，并能夠提高矯頑力。還有，作為兩顆粒界面，是指鄰接的2個(gè)結(jié)晶顆粒的晶界。外殼6的最厚部分不僅在晶界三相點(diǎn)1，而且也可以沿著與晶界三相點(diǎn)1相連接的兩顆粒界面而存在于距晶界三相點(diǎn)1為3μπι左右的范圍內(nèi)。即，面向晶界三相點(diǎn)1與兩顆粒界面的一部分的外殼的厚度也可以是均勻的。但是，在此情況下，面向晶界三相點(diǎn)1與兩顆粒界面的一部分的外殼的厚度比其它部分的外殼的厚度厚。面向晶界三相點(diǎn)1的外殼 6的厚度優(yōu)選為200 lOOOnm，更加優(yōu)選為300 lOOOnm，最優(yōu)選為500 900nm。在面向晶界三相點(diǎn)1的外殼6的厚度較薄的情況下，矯頑力的提高幅度變小。在面向晶界三相點(diǎn)1 的外殼6的厚度過厚的情況下，鐵芯4相對(duì)變小，其飽和磁化變低，剩余磁通密度的提高幅度變小。兩顆粒界面上的外殼6的厚度優(yōu)選為5 lOOnm，更加優(yōu)選為10 80nm，最優(yōu)選為10 50nm。還有，即使是外殼6的厚度為上述的數(shù)值范圍之外，也能夠達(dá)到本發(fā)明的效果。結(jié)晶顆粒2的粒徑可以是10 μ m以下或者5 μ m以下左右。在剩余磁通密度高的鐵芯4與各向異性磁場(chǎng)高的外殼6之間形成有晶體缺陷3。在晶體缺陷3，鐵芯4的結(jié)晶構(gòu)造和外殼6的結(jié)晶構(gòu)造未調(diào)整。作為晶體缺陷3的具體例子，可以列舉轉(zhuǎn)位(線缺陷)、結(jié)晶晶界(面缺陷)或者晶格間原子、原子空孔(atomic vacancy) 等的點(diǎn)缺陷。由晶體缺陷3的形成，提高了矯頑力。由晶體缺陷3的形成而提高矯頑力的理由還不確定，但是，本發(fā)明者們認(rèn)為其理由如以下所述。例如，在鐵芯4含有Ndfe14B的結(jié)晶相且外殼6含有Dy2Fe14B或者Tb2Fe14B 的結(jié)晶相的情況下，鐵芯4和外殼6具有相同種類的結(jié)晶構(gòu)造。但是，因?yàn)樵阼F芯4和外殼 6晶格常數(shù)僅相差一點(diǎn)點(diǎn)，所以在鐵芯4與外殼6之間產(chǎn)生結(jié)晶構(gòu)造的歪斜。該歪斜會(huì)使矯頑力等的磁氣特性發(fā)生劣化。假如是在鐵芯4與外殼6之間未形成晶體缺陷3的情況下， 則越是將大量的重稀土類元素固溶于外殼6，在鐵芯4與外殼6之間的結(jié)晶構(gòu)造的歪斜越大。結(jié)晶構(gòu)造的歪斜越大，則磁氣特性越發(fā)生劣化。但是，如果在鐵芯4與外殼6之間的結(jié)晶構(gòu)造的歪斜由晶體缺陷3的形成而被消除，那么矯頑力提高。還有，由晶體缺陷3的形成而提高矯頑力的理由并不限定于此。晶體缺陷3優(yōu)選被形成于面向晶界三相點(diǎn)1的外殼6與鐵芯4之間。由此，能夠顯著地提高矯頑力。外殼6的最厚部分，面向晶界三相點(diǎn)1的結(jié)晶顆粒2的比例相對(duì)于燒結(jié)磁鐵整體優(yōu)選為10體積％以上，更加優(yōu)選為30體積％以上，最優(yōu)選為50體積％以上。燒結(jié)磁鐵中的結(jié)晶顆粒2的比例越高，則矯頑力提高的效果變得越大。矯頑力提高的效果由結(jié)晶顆粒之間的相互作用而體現(xiàn)，但是，燒結(jié)磁鐵所包含的所有結(jié)晶顆粒群并沒有必要具有圖1所表示的構(gòu)造。即使是在外殼6的最厚部分的面向晶界三相點(diǎn)1的結(jié)晶顆粒2的比例不到10 體積％的情況下，也能夠達(dá)到本發(fā)明的效果。根據(jù)與上述相同的理由，在鐵芯4與外殼6之間形成晶體缺陷的結(jié)晶顆粒2的比例相對(duì)于燒結(jié)磁鐵整體也優(yōu)選為10體積％以上，更加優(yōu)選為30體積％以上，最優(yōu)選為50體積％以上。還有，并沒有必要在燒結(jié)磁鐵所包含的所有結(jié)晶顆粒形成晶體缺陷。晶界三相點(diǎn)1以及晶體缺陷3可以由掃描透過式電子顯微鏡所具備的能量分散型 X射線分光器(STEM-EDS)確認(rèn)。相對(duì)于燒結(jié)磁鐵整體的結(jié)晶顆粒2的體積的比例、結(jié)晶顆粒2的粒徑、鐵芯4的直徑、外殼6的厚度可以通過使用STEM-EDS進(jìn)行攝影的燒結(jié)磁鐵的照片的解析求得。另外，對(duì)于鐵芯4、外殼6以及晶界三相點(diǎn)1的識(shí)別來說，可以使用電子探針顯微分析儀(ΕΡΜΑ electron probe microanalyzer)。對(duì)于結(jié)晶顆粒2的組成分析來說，優(yōu)選STEM-EDS以及ΕΡΜΑ。(燒結(jié)磁鐵的制造方法)本實(shí)施方式所涉及的燒結(jié)磁鐵的制造方法具備第1工序、第2工序、第3工序以及第4工序。在第1工序中，燒結(jié)R-T-B類磁鐵用的原料合金以形成燒結(jié)體。在第2工序中， 使含有重稀土類元素的重稀土類化合物附著于燒結(jié)體。在第3工序中，對(duì)附著了重稀土類化合物的燒結(jié)體實(shí)施熱處理。在第4工序中，以比第3工序的熱處理溫度高的溫度對(duì)在第 3工序中進(jìn)行了熱處理的燒結(jié)體實(shí)施熱處理。在第5工序中，以20°C /分鐘以上的冷卻速度對(duì)在第4工序中進(jìn)行了熱處理的燒結(jié)體實(shí)施冷卻。以下，對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行詳細(xì)的說明。<第1工序>在第1工序中，可以使用作為原料合金的含有元素R、T以及B的R-T-B類合金。 原料合金的化學(xué)組成可以對(duì)應(yīng)于最終所獲得的結(jié)晶顆粒的化學(xué)組成作適當(dāng)調(diào)整。作為原料合金所含有的重稀土類元素，優(yōu)選為Dy或者Tb中的至少任意一種。原料合金優(yōu)選含有&。ττ在第3工序或者第4工序中容易在晶界三相點(diǎn)的主相結(jié)晶顆粒附近析出。而且，&可以適度阻礙偏析于晶界三相點(diǎn)附近的重稀土類元素向結(jié)晶顆粒內(nèi)的擴(kuò)散。即，通過將^ 添加于原料合金，從而能夠容易控制重稀土類元素的從晶界三相點(diǎn)向結(jié)晶顆粒內(nèi)的擴(kuò)散，并能夠容易地在晶界三相點(diǎn)局部增厚外殼6的厚度。相對(duì)于原料合金的rLx的添加量可以是2000ppm質(zhì)量以下左右。原料合金中的B的含有量?jī)?yōu)選為2. 0質(zhì)量％以下，更加優(yōu)選為0. 95質(zhì)量％以下， 最優(yōu)選為0. 90質(zhì)量％以下。在B的含有量較多的情況下，富B相(RT4B4)容易在燒結(jié)磁鐵中析出。富B相在第3工序中會(huì)有妨礙重稀土類元素的通過晶界的擴(kuò)散的趨勢(shì)。其結(jié)果，會(huì)有緩和重稀土類元素向晶界三相點(diǎn)發(fā)生偏析的情況。原料合金中的B的含有量?jī)?yōu)選為0. 88 質(zhì)量％以上。在B的含有量較小的情況下，R2T17相容易在燒結(jié)磁鐵中析出。Ii2T17相會(huì)有使燒結(jié)磁鐵的矯頑力發(fā)生下降的趨勢(shì)。但是，即使在原料合金中的B的含有量為上述的范圍之外，也可以制作本實(shí)施方式的燒結(jié)磁鐵。
在原料合金的準(zhǔn)備工序中，例如，可以在真空或者Ar等的不活潑氣體氣氛下溶解對(duì)應(yīng)于R-T-B類磁鐵的組成的含有金屬等的元素的單體、合金或者化合物等，之后，實(shí)施鑄造法或者薄帶連鑄法(Strip Casting法)等。由此，可以制作出具有所希望的組成的原料
I=I 巫 O粗粉碎原料合金，從而制成具有數(shù)百μ m左右的粒徑的顆粒。對(duì)于原料合金的粗粉碎來說，例如可以使用破碎機(jī)(Jaw crushers)、布朗研磨機(jī)(Braun mill)、搗碎機(jī)(stamp mill)等的粗粉碎機(jī)。另外，原料合金的粗粉碎優(yōu)選在不活潑氣體氣氛中實(shí)行。相對(duì)于原料合金也可以實(shí)行吸氫粉碎。關(guān)于吸氫粉碎，在使氫吸收于原料合金之后，在不活潑氣體氣氛下加熱原料合金，從而能夠由基于不同相之間的氫吸收量的差異的自身崩潰而粗粉碎原料
I=I 巫 ο也可以直至其粒徑成為1 10 μ m而對(duì)粗粉碎后的原料合金實(shí)施微分碎。對(duì)于微粉碎來說，可以使用噴射研磨機(jī)、球磨機(jī)、振動(dòng)研磨機(jī)、濕式超微磨碎機(jī)(attritor)等。在微粉碎中，也可以將硬脂酸鋅和油酰胺等的添加劑添加到原料合金中。由此，能夠提高成形時(shí)的原料合金的取向性。在磁場(chǎng)中對(duì)粉碎后的原料合金實(shí)施加壓成形，從而形成成形體。加壓成形時(shí)的磁場(chǎng)可以是950 1600kA/m左右。加壓成形時(shí)的壓力可以是50 200MPa左右。成形體的形狀并沒有特別的限制，可以是柱狀、平板狀、環(huán)狀等。在真空或者不活潑氣體氣氛中燒結(jié)成形體，從而形成燒結(jié)體。燒結(jié)溫度可以對(duì)應(yīng)于原料合金的組成、粉碎方法、粒度、粒度分布等的各個(gè)條件而進(jìn)行調(diào)節(jié)。燒結(jié)溫度可以是 900 1100°C，燒結(jié)時(shí)間可以是1 5小時(shí)左右。燒結(jié)體由燒結(jié)了的多個(gè)主相顆粒所構(gòu)成。主相顆粒的組成與燒結(jié)磁鐵所具備的結(jié)晶顆粒2的鐵芯4的組成基本相同。但是，對(duì)于主相顆粒來說，不形成外殼6。燒結(jié)體中的氧的含有量?jī)?yōu)選為3000質(zhì)量ppm以下，更加優(yōu)選為2500質(zhì)量ppm以下，最優(yōu)選為1000質(zhì)量ppm以下。氧的含有量越小，則所獲得的燒結(jié)磁鐵中的雜質(zhì)變得越少，燒結(jié)磁鐵的磁氣特性提高。在氧的含有量較大的情況下，在第3工序或者第4工序中， 會(huì)有燒結(jié)體中的氧化物妨礙重稀土類元素的擴(kuò)散、難以形成外殼6、重稀土類元素難以偏析于晶界三相點(diǎn)1的趨勢(shì)。作為降低燒結(jié)體中的氧的含有量的方法，可以列舉從吸氫粉碎到燒結(jié)的期間在氧濃度低的氣氛下維持原料合金。但是，即使燒結(jié)體中的氧的含有量在上述的范圍之外，也可以制作本實(shí)施方式的燒結(jié)磁鐵。構(gòu)成燒結(jié)體的主相顆粒的粒徑優(yōu)選為15 μ m以下，更加優(yōu)選為10 μ m以下。在主相顆粒的粒徑較大的情況下，在第2工序中，難以均勻地使重稀土類化合物附著于燒結(jié)體的表面。主相顆粒的粒徑可以由粉碎后的原料合金的粒徑、燒結(jié)溫度以及燒結(jié)時(shí)間等進(jìn)行控制。但是，即使主相顆粒的粒徑為上述的范圍之外，也可以制作本實(shí)施方式的燒結(jié)磁鐵。在將燒結(jié)體加工成所希望的形狀之后，可以由酸溶液來處理燒結(jié)體的表面。作為用于表面處理的酸溶液，優(yōu)選硝酸、鹽酸等的水溶液與醇的混合溶液。在該表面處理中，例如，可以將燒結(jié)體浸漬于酸溶液中或者將酸溶液噴霧于燒結(jié)體。由表面處理，能夠除去附著于燒結(jié)體的污物和氧化層等從而獲得潔凈的表面，從而能夠可靠地實(shí)施后面所述的重稀土類化合物的附著以及擴(kuò)散。從更好地實(shí)行污物和氧化層等的除去的觀點(diǎn)出發(fā)，可以一邊將超聲波施加于酸溶液一邊實(shí)行表面處理。
〈第2工序〉使含有重稀土類元素的重稀土類化合物附著于表面處理后的燒結(jié)體的表面。作為重稀土類化合物，可以列舉合金、氧化物、商化物、氫氧化物、氫化物等，特別優(yōu)選使用氫化物。在使用氫化物的情況下，在第3工序或者第4工序中，僅使包含于氫化物中的重稀土類元素向燒結(jié)體內(nèi)擴(kuò)散。包含于氫化物中的氫在第3工序或者第4工序的中途，向燒結(jié)體的外部放出。因此，如果使用重稀土類元素的氫化物，那么因?yàn)閬碜杂谥叵⊥令惢衔锏碾s質(zhì)未殘留于最終所獲得的燒結(jié)磁鐵中，所以容易防止燒結(jié)磁鐵的剩余磁通密度的降低。作為重稀土類的氫化物，可以列舉DyH2、TbH2或者、Dy-狗或Tb-Fe的氫化物。特別優(yōu)選DyH2或者iTbH2。在使用或者TWl2的情況下，在第3工序或者第4工序中，使Dy或者Tb偏析于主相顆粒的晶界三相點(diǎn)附近，從而容易提高面向晶界三相點(diǎn)的外殼6中的Dy或者Tb的質(zhì)量濃度。在使用Dy-Fe的氫化物的情況下，會(huì)有！^在熱處理工序中向燒結(jié)體中進(jìn)行擴(kuò)散的趨勢(shì)。在使用重稀土類元素的氟化物或者氧化物的情況下，會(huì)有氟或者氧在熱處理中向燒結(jié)體內(nèi)擴(kuò)散從而殘存于燒結(jié)磁鐵中，使磁氣特性發(fā)生劣化的趨勢(shì)。因此，不優(yōu)選重稀土類元素的氟化物或者氧化物作為在本實(shí)施方式中所使用的重稀土類化合物。附著于燒結(jié)體的重稀土類化合物優(yōu)選為顆粒狀，其平均粒徑優(yōu)選為IOOnm 50 μ m,更加優(yōu)選為1 μ m 10 μ m。如果重稀土類化合物的粒徑不到lOOnm，那么在第3工序或者第4工序中擴(kuò)散到燒結(jié)體中的重稀土類化合物的量變得過多，會(huì)有稀土類磁鐵的剩余磁通密度變低的趨勢(shì)。如果粒徑超過50 μ m，那么重稀土類化合物難以向燒結(jié)體中擴(kuò)散， 會(huì)有不能夠充分地獲得矯頑力的提高效果的趨勢(shì)。作為使重稀土類化合物附著于燒結(jié)體的方法，例如，可以列舉將重稀土類化合物的顆粒就這樣噴附到燒結(jié)體的方法、將使重稀土類化合物溶解于溶劑的溶液涂布于燒結(jié)體的方法、將使重稀土類化合物的顆粒分散于溶劑的漿料狀的擴(kuò)散劑涂布于燒結(jié)體的方法、 蒸鍍重稀土類元素的方法等。其中尤其優(yōu)選將擴(kuò)散劑涂布于燒結(jié)體的方法。在使用擴(kuò)散劑的情況下，能夠均勻地使重稀土類化合物附著于燒結(jié)體，在第3工序或者第4工序中能夠可靠地進(jìn)行重稀土類元素的擴(kuò)散。以下，對(duì)使用擴(kuò)散劑的情況進(jìn)行說明。作為用于擴(kuò)散劑的溶劑，優(yōu)選不溶解重稀土類化合物而能夠使其均勻地分散的溶齊U。例如，可以列舉醇、醛、酮等，其中尤其優(yōu)選乙醇?？梢詫Y(jié)體浸漬于擴(kuò)散劑中，或者也可以將擴(kuò)散劑滴落到燒結(jié)體。在使用擴(kuò)散劑的情況下，擴(kuò)散劑中的重稀土類化合物的含有量可以對(duì)應(yīng)于外殼6 中的重稀土類元素的質(zhì)量濃度的目標(biāo)值而適當(dāng)調(diào)整。例如，擴(kuò)散劑中的重稀土類化合物的含有量可以是10 50質(zhì)量％，也可以是40 50質(zhì)量％。在擴(kuò)散劑中的重稀土類化合物的含有量為這些數(shù)值范圍之外的情況下，會(huì)有重稀土類化合物難以均勻地附著于燒結(jié)體的趨勢(shì)。另外，在擴(kuò)散劑中的重稀土類化合物的含有量過多的情況下，燒結(jié)體的表面會(huì)變得粗糙，會(huì)有用于提高所獲得的磁鐵的耐蝕性的電鍍等的形成變得困難的情況。但是，即使擴(kuò)散劑中的重稀土類化合物的含有量為上述的范圍之外，也能夠達(dá)到本發(fā)明的效果。在擴(kuò)散劑中，對(duì)應(yīng)于必要，也可以進(jìn)一步含有重稀土類化合物以外的成分。作為也可以包含于擴(kuò)散劑的其它成分，例如，可以列舉用于防止重稀土類化合物的顆粒的凝集的分散劑等?！吹?工序以及第4工序〉
在第3工序以及第4工序中，相對(duì)于涂布了擴(kuò)散劑的燒結(jié)體，實(shí)施熱處理。由熱處理而使附著于燒結(jié)體的表面的重稀土類化合物擴(kuò)散到燒結(jié)體內(nèi)。重稀土類化合物沿著燒結(jié)體內(nèi)的晶界進(jìn)行擴(kuò)散。晶界上的重稀土類元素的質(zhì)量濃度比構(gòu)成燒結(jié)體的主相顆粒高。重稀土類元素從質(zhì)量濃度高的區(qū)域向低的區(qū)域進(jìn)行熱擴(kuò)散。因此，擴(kuò)散于晶界的重稀土類元素在主相顆粒內(nèi)進(jìn)行熱擴(kuò)散。其結(jié)果，形成含有來自于擴(kuò)散劑的重稀土類元素的外殼6。如以上所述，形成具備鐵芯4以及外殼6的R-T-B類磁鐵的結(jié)晶顆粒2。首先，在第3工序(晶界擴(kuò)散工序)中，對(duì)涂布了擴(kuò)散劑的燒結(jié)體實(shí)施熱處理。本發(fā)明者們認(rèn)為，由第3工序而使擴(kuò)散劑中的重稀土類化合物從燒結(jié)體的表面向燒結(jié)體內(nèi)的晶界擴(kuò)散。即，本發(fā)明者們認(rèn)為，由第3工序，能夠促進(jìn)重稀土類元素向主相顆粒的晶界三相點(diǎn)擴(kuò)散。在第4工序(粒內(nèi)擴(kuò)散工序)中，在比第3工序的熱處理溫度高的溫度下對(duì)在第3工序中進(jìn)行了熱處理的燒結(jié)體實(shí)施熱處理。本發(fā)明者們認(rèn)為，由第4工序，使擴(kuò)散到晶界的重稀土類元素向主相顆粒內(nèi)擴(kuò)散。即，本發(fā)明者們認(rèn)為，由第4工序，使重稀土類元素從晶界三相點(diǎn)向主相顆粒內(nèi)擴(kuò)散。如以上所述，將燒結(jié)體的熱處理分割成2個(gè)階段，并且使第4工序的熱處理溫度比第3工序高，從而可以局部增厚在面向晶界三相點(diǎn)1的部分上的外殼6。另外，通過將燒結(jié)體的熱處理分割成2個(gè)階段，從而相對(duì)于鐵芯4容易提高外殼6 的重稀土類元素的質(zhì)量濃度，并容易在鐵芯4與外殼6之間形成晶體缺陷3。第3工序的熱處理溫度可以是500 850°C。第4工序的熱處理溫度可以是800 1000°C。通過將第3工序以及第4工序的各熱處理溫度控制在這些數(shù)值范圍內(nèi)，從而容易局部增厚在面向晶界三相點(diǎn)1的部分上的外殼6。但是，即使熱處理溫度在上述的數(shù)值范圍之外，第4工序的熱處理溫度與第3工序的熱處理溫度之差也優(yōu)選為100°C以上。由此，容易局部增厚在面向晶界三相點(diǎn)1的部分上的外殼6?！吹?工序>在第5工序中，以20°C /分鐘以上的冷卻速度冷卻第4工序后的燒結(jié)體。優(yōu)選以 500C /分鐘左右的冷卻速度冷卻第4工序后的燒結(jié)體。由于以20°C /分鐘以上的冷卻速度急劇冷卻燒結(jié)體，因而中止重稀土類元素在燒結(jié)體內(nèi)的擴(kuò)散并且晶體缺陷3被形成于鐵芯4與外殼6之間。在冷卻速度不到20°C /分鐘的情況下，難以將晶體缺陷3形成于鐵芯 4與外殼6之間。還有，冷卻速度的上限值可以是200°C/分鐘左右。冷卻后的燒結(jié)體的溫度可以是20 500°C左右。由以上的第1 第5工序，能夠制得本實(shí)施方式的燒結(jié)磁鐵。也可以對(duì)所獲得的燒結(jié)磁鐵實(shí)施時(shí)效處理。時(shí)效處理有助于提高燒結(jié)磁鐵的磁氣特性(特別是矯頑力)。也可以在燒結(jié)磁鐵的表面上形成電鍍層、氧化層或者樹脂層等。這些層起到作為用于防止磁鐵的劣化的保護(hù)層的功能。(電動(dòng)機(jī))如圖2所示，本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)100是一種永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)(IPM電動(dòng)機(jī))， 具備圓筒狀的轉(zhuǎn)子20和配置于該轉(zhuǎn)子20的外側(cè)的定子30。轉(zhuǎn)子20具有圓筒狀的轉(zhuǎn)子鐵芯22、沿著圓筒狀的轉(zhuǎn)子鐵芯22的外周面以規(guī)定的間隔容納稀土類燒結(jié)磁鐵10的多個(gè)磁鐵容納部24、以及容納于磁鐵容納部M的多個(gè)稀土類燒結(jié)磁鐵10。沿著轉(zhuǎn)子20的圓周方向進(jìn)行鄰接的稀土類燒結(jié)磁鐵10以N極與S極的位置互相相反的方式被容納于磁鐵容納部M。由此，沿著圓周方向進(jìn)行鄰接的稀土類燒結(jié)磁鐵10沿著轉(zhuǎn)子20的徑向產(chǎn)生互相相反的方向的磁力線。定子30具有沿著轉(zhuǎn)子20的外周面以規(guī)定的間隔進(jìn)行設(shè)置的多個(gè)線圈部32。該線圈部32和稀土類燒結(jié)磁鐵10以互相相對(duì)的方式配置。定子30由電磁作用而將扭矩給予轉(zhuǎn)子20，從而使轉(zhuǎn)子20在圓周方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。IPM電動(dòng)機(jī)100在轉(zhuǎn)子20上具備上述實(shí)施方式所涉及的稀土類燒結(jié)磁鐵10。稀土類燒結(jié)磁鐵10因?yàn)榫哂凶吭降拇艢馓匦?，所以能夠達(dá)到IPM電動(dòng)機(jī)100的高輸出。IPM 電動(dòng)機(jī)100的制造方法在稀土類燒結(jié)磁鐵10的制造方法以外的方面，與使用通常的電動(dòng)機(jī)部件的通常的方法相同。(汽車)圖3是表示本實(shí)施方式的汽車的發(fā)電機(jī)構(gòu)、蓄電機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的概念圖，但是，本實(shí)施方式的汽車的構(gòu)造并不限定于圖3所表示的構(gòu)造。如圖3所示，本實(shí)施方式所涉及的汽車50具備上述本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)100、車輪48、蓄電池44、發(fā)電機(jī)42以及發(fā)動(dòng)機(jī)40。由發(fā)動(dòng)機(jī)40所產(chǎn)生的機(jī)械能量被發(fā)電機(jī)42轉(zhuǎn)換成電能。該電能被蓄電于蓄電池 44。被蓄電的電能由電動(dòng)機(jī)100而被轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。由來自于電動(dòng)機(jī)100的機(jī)械能，使車輪48旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)汽車50。還有，也可以不通過蓄電池44以及發(fā)電機(jī)42而由用發(fā)動(dòng)機(jī) 40產(chǎn)生的機(jī)械能而使車輪48直接旋轉(zhuǎn)。以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式。例如，本發(fā)明的汽車所具備的發(fā)電機(jī)也可以具有本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵。由此，與電動(dòng)機(jī)相同，可以提高發(fā)電機(jī)的小型化以及發(fā)電效率。本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)為永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的情況下，并不限定于IPM電動(dòng)機(jī)，也可以是SPM電動(dòng)機(jī)。另外，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)除了永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)之外，也可以是永久磁鐵直流電動(dòng)機(jī)、線性同步電動(dòng)機(jī)、音圈電動(dòng)機(jī)、振動(dòng)電動(dòng)機(jī)。實(shí)施例(實(shí)施例1)〈第1工序〉以薄帶連鑄法制作具有 31wt% Nd-0. 2wt%Al-0. 5wt% Co-0. 07wt%Cu-0. 15wt% Zr-0. 9wt% Ga-0. 9wt% B-bal. Fe的組成的原料合金。由吸氫粉碎調(diào)制原料合金的粉末。 在吸氫粉碎中，在使氫吸留于原料合金之后，在Ar氣氛下、以600°C實(shí)行1小時(shí)的脫氫。使用諾塔(nauta)混合機(jī)對(duì)原料合金的粉末以及作為粉碎助劑的油酰胺實(shí)行10 分鐘的混合，之后，用噴射研磨機(jī)進(jìn)行微粉碎，從而獲得平均粒徑為4 μ m的細(xì)微粉末。將原料合金作為基準(zhǔn)，油酰胺的添加量調(diào)整至0. 1質(zhì)量％。將細(xì)微粉末填充于配置于電磁鐵中的模具內(nèi)，在磁場(chǎng)中成形從而制作出成形體。 在成形中，一邊將1200kA/m的磁場(chǎng)施加于細(xì)微粉末一邊以120ΜΙ^對(duì)細(xì)微粉末加壓。在真空中以1050°C對(duì)成形體實(shí)施燒結(jié)4小時(shí)，之后，實(shí)行急劇冷卻而獲得燒結(jié)體。 還有，在氧濃度不到IOOppm的氣氛下實(shí)行從吸氫粉碎到燒結(jié)為止的各個(gè)工序?！吹?工序〉將燒結(jié)體加工成IOmmX IOmmX 3mm。將含有DyH2的擴(kuò)散劑涂布于加工后的燒結(jié)體上。作為擴(kuò)散劑，使用使DyH2分散于有機(jī)溶劑的漿料。擴(kuò)散劑的涂布量以相對(duì)于燒結(jié)體的 DyH2的比例成為0. 8質(zhì)量％的方式加以調(diào)整?！吹?工序以及第4工序〉關(guān)于第3工序，在Ar氣氛中以600°C對(duì)涂布了擴(kuò)散劑的燒結(jié)體實(shí)施48小時(shí)的熱處理。關(guān)于第3工序之后的第4工序，在Ar氣氛中以800°C對(duì)燒結(jié)體實(shí)施1小時(shí)的熱處理?！吹?工序〉關(guān)于第5工序，以50°C /分鐘的冷卻速度將剛完成第4工序之后的燒結(jié)體冷卻至其溫度成為300°C。在Ar氣氛中以討01對(duì)冷卻后的燒結(jié)體實(shí)施2小時(shí)的時(shí)效處理。由此， 制得實(shí)施例1的燒結(jié)磁鐵。(實(shí)施例2)關(guān)于實(shí)施例2，將第5工序中的燒結(jié)體的冷卻速度調(diào)整為20°C /分鐘。另外，在實(shí)施例2中，不對(duì)冷卻后的燒結(jié)體實(shí)施時(shí)效處理。除了這些事項(xiàng)之外，以與實(shí)施例1相同的方法制得實(shí)施例2的燒結(jié)磁鐵。(比較例1)關(guān)于比較例1，與實(shí)施例1相同地形成燒結(jié)體。在比較例1中，與實(shí)施例1相同地將擴(kuò)散劑涂布于燒結(jié)體上。但是，在比較例1中，實(shí)行除了第3工序的熱處理。即，在Ar氣氛中以900°C對(duì)涂布了擴(kuò)散劑的燒結(jié)體實(shí)施4小時(shí)的熱處理，以50°C /分鐘的冷卻速度將該燒結(jié)體冷卻至其溫度成為300°C為止。在Ar氣氛中以對(duì)冷卻后的燒結(jié)體實(shí)施2小時(shí)的時(shí)效處理。由此，制得比施例1的燒結(jié)磁鐵。(比較例2)除了將第5工序中的冷卻速度調(diào)整到10°C/分鐘之外，以與實(shí)施例1相同的方法， 制作比較例2的燒結(jié)磁鐵。[組成分析]使用STEM-EDS以及EPMA，分析實(shí)施例1及2、以及比較例1及2的各燒結(jié)磁鐵。將由STEM進(jìn)行拍攝的實(shí)施例1的燒結(jié)磁鐵的照片表示于圖4(a)。圖4(b)以及圖 4(c)的各個(gè)照片對(duì)應(yīng)于與圖4(a)相同的燒結(jié)磁鐵的相同的區(qū)域。圖4(b)是由以STEM-EDS 測(cè)定的Dy的M線構(gòu)成的照片。圖4(c)是由以STEM-EDS測(cè)定的Nd的L線構(gòu)成的照片。在圖4(c)中最黑的部分對(duì)應(yīng)于結(jié)晶顆粒的外殼。將由STEM進(jìn)行拍攝的實(shí)施例1的燒結(jié)磁鐵的照片表示于圖5(a)。圖5 (a)的照片與圖4(a)相同，對(duì)應(yīng)于燒結(jié)磁鐵。圖4(a)是圖5(a)的放大圖。圖5 (a)、圖5 (b)以及圖 5(c)的對(duì)應(yīng)關(guān)系與圖4(a)、圖4(b)以及圖4(c)的情況相同。將由STEM進(jìn)行拍攝的比較例1的燒結(jié)磁鐵的照片表示于圖6 (a)。圖6 (a)、圖6 (b) 以及圖6(c)的對(duì)應(yīng)關(guān)系與圖4(a)、圖4(b)以及圖4(c)的情況相同。將由STEM進(jìn)行拍攝的比較例2的燒結(jié)磁鐵的照片表示于圖7 (a)。圖7 (a)、圖7 (b) 以及圖7(c)的對(duì)應(yīng)關(guān)系與圖4(a)、圖4(b)以及圖4(c)的情況相同。根據(jù)分析的結(jié)果，可以確認(rèn)實(shí)施例1及2、以及比較例1及2的各個(gè)燒結(jié)磁鐵具備具有鐵芯以及包覆鐵芯的外殼的Nd-Fe-B類稀土類磁鐵的結(jié)晶顆粒群?？梢源_認(rèn)實(shí)施例1 及2、以及比較例1及2的各個(gè)燒結(jié)磁鐵，外殼中的Dy的質(zhì)量濃度比鐵芯中的Dy的質(zhì)量濃度尚。
實(shí)施例1的鐵芯中的Nd的質(zhì)量濃度為26. 6質(zhì)量％。實(shí)施例1的鐵芯中的Dy的質(zhì)量濃度為0. 1質(zhì)量％。實(shí)施例1的外殼中的Nd的質(zhì)量濃度為23. 3質(zhì)量％。實(shí)施例1的外殼中的Dy的質(zhì)量濃度為3. 7質(zhì)量％。實(shí)施例2的鐵芯中的Nd的質(zhì)量濃度為26. 6質(zhì)量％。實(shí)施例2的鐵芯中的Dy的質(zhì)量濃度為0. 1質(zhì)量％。實(shí)施例2的外殼中的Nd的質(zhì)量濃度為23. 5質(zhì)量％。實(shí)施例2的外殼中的Dy的質(zhì)量濃度為3. 5質(zhì)量％。根據(jù)分析的結(jié)果，可以確認(rèn)在實(shí)施例1及2中，在結(jié)晶顆粒中外殼最厚的部分面向晶界三相點(diǎn)。即，可以確認(rèn)在實(shí)施例1及2中，外殼中面向晶界三相點(diǎn)的部分比除此之外的部分厚。另外，可以確認(rèn)在實(shí)施例1中，如圖4(a)所示，可以視為轉(zhuǎn)位的晶體缺陷3被形成于結(jié)晶顆粒的鐵芯與外殼之間?？梢源_認(rèn)在實(shí)施例2中，也與實(shí)施例1相同，晶體缺陷被形成于結(jié)晶顆粒的鐵芯與外殼之間。另一方面，可以確認(rèn)在比較例1中，外殼整體的厚度是均勻的。即，在比較例1中， 外殼中面向晶界三相點(diǎn)的部分的厚度與外殼的其它部分的厚度相同?？梢源_認(rèn)在比較例2 中，如圖7 (a)、圖7 (b)以及圖7 (c)所示，晶體缺陷未被形成于結(jié)晶顆粒的鐵芯與外殼之間。[磁氣特性的評(píng)價(jià)]以BH描繪記錄儀測(cè)定各個(gè)實(shí)施例以及比較例的稀土類燒結(jié)磁鐵的剩余磁通密度 (Br)以及矯頑力(HcJ)。實(shí)施例1的燒結(jié)磁鐵的剩余磁通密度為1. 48T。實(shí)施例1的燒結(jié)磁鐵的矯頑力為 1345kA/m。實(shí)施例2的燒結(jié)磁鐵的剩余磁通密度為1. 48T。實(shí)施例2的燒結(jié)磁鐵的矯頑力為 1329kA/m。比較例1的燒結(jié)磁鐵的剩余磁通密度為1. 45T。比較例1的燒結(jié)磁鐵的矯頑力為 1313kA/m。比較例2的燒結(jié)磁鐵的剩余磁通密度為1. 48T。比較例2的燒結(jié)磁鐵的矯頑力為 1266kA/m?？梢源_認(rèn)實(shí)施例1、2與比較例1相比較，在剩余磁通密度以及矯頑力方面表現(xiàn)優(yōu)異。可以確認(rèn)比較例2與實(shí)施例1、2相比較，在矯頑力方面表現(xiàn)遜色。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，能夠提供在剩余磁通密度以及矯頑力方面表現(xiàn)優(yōu)異的燒結(jié)磁鐵、具備該燒結(jié)磁鐵的電動(dòng)機(jī)、具備該電動(dòng)機(jī)的汽車以及該燒結(jié)磁鐵的制造方法。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)磁鐵，其特征在于，具備R-T-B類稀土類磁鐵的結(jié)晶顆粒群，該結(jié)晶顆粒具有鐵芯和包覆所述鐵芯的外殼，所述外殼中的重稀土類元素的質(zhì)量的比率高于所述鐵芯中的重稀土類元素的質(zhì)量的比率，所述結(jié)晶顆粒中所述外殼最厚的部分面向晶界三相點(diǎn)。
2.一種燒結(jié)磁鐵，其特征在于，具備R-T-B類稀土類磁鐵的結(jié)晶顆粒群，該結(jié)晶顆粒具有鐵芯和包覆所述鐵芯的外殼，所述外殼中的重稀土類元素的質(zhì)量的比率高于所述鐵芯中的重稀土類元素的質(zhì)量的比率，在所述鐵芯和所述外殼之間形成晶體缺陷。
3.一種電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具備權(quán)利要求1或者2所述的燒結(jié)磁鐵。
4.一種汽車，其特征在于， 具備權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)。
5.一種燒結(jié)磁鐵的制造方法，其特征在于， 具備第1工序，燒結(jié)R-T-B類稀土類磁鐵用的原料合金以形成燒結(jié)體； 第2工序，使包含重稀土類元素的重稀土類化合物附著于所述燒結(jié)體； 第3工序，對(duì)附著了所述重稀土類化合物的所述燒結(jié)體進(jìn)行熱處理； 第4工序，在比所述第3工序的熱處理溫度更高的溫度下對(duì)所述第3工序中熱處理了的所述燒結(jié)體進(jìn)行熱處理；以及第5工序，以20°C /分鐘以上的冷卻速度冷卻所述第4工序中熱處理了的所述燒結(jié)體。
全文摘要
提供在剩余磁通密度以及矯頑力方面表現(xiàn)優(yōu)異的燒結(jié)磁鐵。本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵，具備具有鐵芯(4)以及包覆鐵芯(4)的外殼(6)的R-T-B類稀土類磁鐵的結(jié)晶顆粒(2)群，外殼(6)中的重稀土類元素的質(zhì)量的比率比鐵芯(4)中的重稀土類元素的質(zhì)量的比率高，結(jié)晶顆粒(2)中外殼(6)最厚的部分面向晶界三相點(diǎn)(1)。在鐵芯(4)與外殼(6)之間形成有晶體缺陷(3)。
文檔編號(hào)C22C38/00GK102473498SQ201180002983
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者國(guó)枝良太, 巖崎信, 田中哲, 藤川佳則, 馬場(chǎng)文崇 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社