專利名稱：磁性部件用粉末、粉末成形體及磁性部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于諸如稀土 -鉄-硼磁體之類的稀土磁體材料的磁性部件、用作所述磁性部件原料的磁性部件用粉末、以及粉末成形體。特別地，本發(fā)明涉及ー種成形性優(yōu)異且難以氧化的磁性部件用粉末。
背景技術(shù)：
稀土磁體被廣泛用作電機(jī)和發(fā)電機(jī)用的永磁體。稀土磁體的典型例子包括燒結(jié)磁體和粘結(jié)磁體，它們均由R-Fe-B基合金(R :稀土元素，F(xiàn)e :鐵，B :硼，例如Nd (釹)-Fe-B基合金)構(gòu)成。燒結(jié)磁體均通過將由R-Fe-B基合金構(gòu)成的粉末壓縮成形井隨后燒結(jié)成形產(chǎn)物來制造；粘結(jié)磁體均通過將由R-Fe-B基合金構(gòu)成的合金粉末與粘結(jié)劑樹脂混合井隨后將所 得到的混合物壓縮成形或注射成形來制造。尤其是，對(duì)于用于粘結(jié)磁體的粉末，為了增強(qiáng)矯頑力，對(duì)其進(jìn)行氫化-歧化-解吸附-再結(jié)合處理(HDDR處理，HD :氫化和歧化，DR :解吸附和再結(jié)合)。燒結(jié)磁體由于高比率的磁相而具有優(yōu)異的磁體特性，但是其形狀自由度小，因而難以形成復(fù)雜的形狀，如圓筒形、柱形和罐形(帶底部的圓筒形)。另ー方面，粘結(jié)磁體具有高的形狀自由度，但是其磁體特性劣于燒結(jié)磁體的磁體特性。對(duì)應(yīng)于此，專利文獻(xiàn)I公開了將由Nd-Fe-B基合金構(gòu)成的細(xì)合金粉末壓縮成形以形成生壓粉體(粉末成形體)，并且對(duì)所述生壓粉體進(jìn)行HDDR處理以提高形狀自由度并制造具有優(yōu)異磁體特性的磁體。引用列表專利文獻(xiàn)PTLl JP2009-123968APTL2 JP2004-134552A

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題如上所述，燒結(jié)磁體的形狀自由度低且需要諸如切削之類的加工以形成復(fù)雜形狀或所需形狀，因而降低了生產(chǎn)效率。另ー方面，粘結(jié)磁體因存在粘結(jié)劑樹脂從而磁相比率至多為約80體積％，因而難以增加磁相的比率。因此，亟待開發(fā)ー種用于諸如稀土磁體之類的磁性部件的材料，利用該材料能夠容易地生產(chǎn)出具有高磁相比率和復(fù)雜形狀的稀土磁體。為了不經(jīng)燒結(jié)而形成具有高磁相比率的稀土磁體，例如，考慮形成具有高相對(duì)密度的粉末成形體作為所述磁體的原料。然而，專利文獻(xiàn)I中所揭露的由Nd-Fe-B基合金構(gòu)成的合金粉末和通過該合金粉末的HDDR處理所制得的HDDR粉末包含高剛性的組成顆粒，因而難以變形。因此，為了制備具有高相對(duì)密度的粉末成形體，需要相對(duì)高的壓カ以通過壓縮來制造具有高相對(duì)密度的粉末成形體。特別地，當(dāng)合金粉末由粗顆粒構(gòu)成吋，需要較高的壓力，因而降低了生產(chǎn)效率。因此，需要開發(fā)ー種能夠容易地成形為相對(duì)密度高的粉末成形體的原料。另外，在專利文獻(xiàn)I中描述的生壓粉體的HDDR處理可能會(huì)導(dǎo)致所得的磁體用多孔體破裂，這是由于生壓粉體在處理期間發(fā)生膨脹-收縮而造成的。因此，需要開發(fā)能夠制造諸如稀土磁體之類的磁性體的原料，其中所述磁性體在生產(chǎn)過程中幾乎不發(fā)生破裂并且具有令人滿意的強(qiáng)度和優(yōu)異的磁體特性。此外，稀土元素易于氧化，因此非常難以從其氧化物中去除氧。另外，當(dāng)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的稀土元素的氧化物存在于諸如稀土磁體之類的磁性體中時(shí)，會(huì)導(dǎo)致磁相比率降低。因此，需要開發(fā)ー種在磁性體的生產(chǎn)過程中幾乎不被氧化的原料。 因此，本發(fā)明的ー個(gè)目的是提供ー種具有優(yōu)異成形性的磁性部件用粉末，其能夠形成相對(duì)密度高的粉末成形體且?guī)缀醪槐谎趸１景l(fā)明的另ー個(gè)目的是提供ー種適用于具有優(yōu)異磁體特性的稀土磁體材料的磁性部件，以及ー種適用作該磁性部件原料的粉末成形體。解決問題的方案為了提高磁相比率并且為了在不燒結(jié)的情況下制造適用于諸如稀土磁體之類的磁性體原料的磁性部件，本發(fā)明人研究了粉末成形法的應(yīng)用，而不是使用粘結(jié)劑樹脂以形成粘結(jié)磁體的成形法。如上所述，通常的原料粉末(即，由Nd-Fe-B基合金構(gòu)成的合金粉末和HDDR粉末)堅(jiān)硬且難以變形，因此壓縮成形性低且難以提高粉末成形體的密度。因此，本發(fā)明人在增強(qiáng)成形性方面進(jìn)行了各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)粉末不具有其中稀土元素和鐵結(jié)合在一起的復(fù)合狀態(tài)(如，稀土 -鉄-硼基合金)，而是具有其中稀土元素和鐵不結(jié)合(即，鐵組分和鐵-硼合金組分獨(dú)立于稀土元素而存在)的特定結(jié)構(gòu)時(shí)，該粉末具有高的可變形性和優(yōu)異的成形性，由此制得具有高相對(duì)密度的粉末成形體。還發(fā)現(xiàn)通過對(duì)由稀土-鉄-硼基合金構(gòu)成的合金粉末進(jìn)行特定的熱處理(具體來說，在含氫氣氛中的熱處理)可以制造具有特定結(jié)構(gòu)的粉末。此外發(fā)現(xiàn)，對(duì)將得到的粉末壓縮成形而制造的粉末成形體進(jìn)行特定熱處理，從而制得這樣的磁性部件，該磁性部件與由經(jīng)受HDDR處理的生壓粉體和使用HDDR粉末所制造的成形體而制造的磁性部件類似。尤其是，發(fā)現(xiàn)可以使用由具有高相對(duì)密度的粉末成形體制造的磁性部件來制造具有高磁相比率和優(yōu)異磁體特性的稀土磁體(具體而言，稀土-鉄-硼基合金磁體)。將其中存在有鐵組分和鐵-硼合金組分的上述粉末在壓カ下壓縮成形，在成形過程中，會(huì)在構(gòu)成所述粉末的各磁性顆粒上形成新生面。在各磁性顆粒中存在稀土元素的氫化合物，而暴露于新生面中的稀土元素的氫化合物發(fā)生氧化，從而導(dǎo)致新生面發(fā)生氧化。為了避免發(fā)生氧化，例如，可以在非氧化性氣氛中進(jìn)行成形，但是由于需要在該非氧化性氣氛中設(shè)置成形裝置，因此設(shè)備規(guī)模増大。因此，需要ー種在有氧氣存在的氣氛(例如，大氣氣氛)中難以氧化的可成形粉末。因此，基于上述發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提出構(gòu)成磁性部件用粉末的磁性顆粒的構(gòu)造均具有上述特定結(jié)構(gòu)；并且在具有該特定構(gòu)造的各磁性顆粒表面上設(shè)有抗氧化層。本發(fā)明的磁性部件用粉末是ー種用于磁性部件原料(例如，稀土磁體原料)的粉末，并且其包括這樣的磁性顆粒，該磁性顆粒構(gòu)成所述磁性部件用粉末并且均由小于40體積％的稀土元素的氫化合物以及余物構(gòu)成，其中所述余物由含鐵材料構(gòu)成。該含鐵材料含有鉄、以及含鐵和硼的鐵-硼合金。所述稀土元素的氫化合物分散于所述含鐵材料的相中。另外，各個(gè)所述磁性顆粒的外周設(shè)置有透氧系數(shù)(30°C)小于I. 0X10_V m/(s m2 Pa)的抗氧化層。本發(fā)明的粉末成形體用于磁性部件的原料，其是通過將本發(fā)明的磁性部件用粉末壓縮成形而制得的。另外，本發(fā)明的磁性部件是通過在惰性氣氛或減壓氣氛下將本發(fā)明的粉末成形體進(jìn)行熱處理而制得的。構(gòu)成本發(fā)明的磁性部件用粉末的每個(gè)磁性顆粒都包括多個(gè)相，這些相包括含鐵材料的相和稀土元素的氫化合物的相，但是不包括單層的稀土合金(如，R-Fe-B基合金和R-Fe-N基合金)。與R-Fe-B基合金和R-Fe-N基合金(包括經(jīng)HDDR處理的合金)及稀土元素的氫化合物相比，含鐵材料的相柔軟并且富有成形性。此外，每個(gè)磁性顆粒都包含含鐵材料作為主要組分(60體積％以上)，從而可以通過將本發(fā)明的粉末壓縮成形使磁性顆粒中的含
鐵材料的相充分變形。另外，稀土元素的氫化合物分散于含鐵材料的相中，因此通過壓縮成形使各個(gè)磁性顆粒均勻地發(fā)生變形。因此，通過使用本發(fā)明的粉末，可以容易地制造具有高相對(duì)密度的粉末成形體。此外，通過使用具有高相對(duì)密度的粉末成形體，可以在不燒結(jié)的情況下制造具有高磁相比率的磁性體(如稀土磁體)。另外，由于磁性顆粒因含鐵材料的充分變形而嚙合并且結(jié)合在一起，因此表現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)合性。因此，通過使用本發(fā)明的粉末，與結(jié)合磁體不同的是，可以在不需要使用大量粘結(jié)劑樹脂的情況下制造磁相比率為80體積％以上、優(yōu)選90體積％以上的磁性體(如稀土磁體)。此外，不同于燒結(jié)磁體，通過將本發(fā)明的磁性部件用粉末壓縮成形而制造的本發(fā)明粉末成形體不經(jīng)歷燒結(jié)，因而沒有因由燒結(jié)引起的收縮各向異性所致的形狀限制并具有高的形狀自由度。因此，通過使用本發(fā)明粉末，可以在基本上不進(jìn)行諸如切削等的后期加工的情況下，容易地形成復(fù)雜形狀，例如圓筒形、柱形或罐形。另外，由于不需要切削，因而可以顯著改善原料產(chǎn)率，改善諸如稀土磁體之類的磁性體的生產(chǎn)性，并防止發(fā)生與切削相關(guān)的磁特性劣化。此外，如上所述，本發(fā)明的磁性部件用粉末包括設(shè)置于每個(gè)磁性顆粒的外周上的抗氧化層，因此即使在含氧氣氛(例如，大氣氣氛)中進(jìn)行壓縮成形，也可有效地防止壓縮成形時(shí)形成于每個(gè)磁性顆粒上的新生面發(fā)生氧化。因此，通過采用本發(fā)明粉末，能夠抑制因稀土元素氧化物的存在而導(dǎo)致的磁相比率降低，并且能夠以高生產(chǎn)率制備出具有高磁相比率的磁性體(例如稀土磁體)。此外，與在非氧化氣氛下進(jìn)行成形不同的是，通過采用本發(fā)明粉末，不需大型設(shè)備，因此能夠以高生產(chǎn)率制備所述磁性體。發(fā)明效果本發(fā)明的磁性部件用粉末具有優(yōu)異的成形性，能夠制得具有高相對(duì)密度的本發(fā)明粉末成形體，并且能防止氧化。通過采用本發(fā)明的粉末成形體和本發(fā)明磁性部件，無需燒結(jié)便可制得具有高磁相比率的磁性體(例如稀土磁體)。


[圖I]圖I為示出使用本發(fā)明實(shí)施方案I的磁性部件用粉末制造磁性部件的エ藝實(shí)例的示意性流程圖。[圖2]圖2為示出使用本發(fā)明實(shí)施方案2的磁性部件用粉末制造磁性部件的エ藝實(shí)例的示意性流程圖。
[圖3]圖3為示出使用本發(fā)明實(shí)施方案3的磁性部件用粉末制造磁性部件的エ藝實(shí)例的示意性流程圖。
具體實(shí)施例方式以下進(jìn)ー步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。[磁性部件用粉末]《磁性顆?！窐?gòu)成本發(fā)明磁性部件用粉末的磁性顆粒均含有含鐵材料作為主要成分，含鐵材料的含量(鐵及鐵-硼合金的總含量)大于或等于60體積％。當(dāng)含鐵材料的含量小于60體積％時(shí)，作為硬質(zhì)組分的稀土元素的氫化合物的量相對(duì)地增加，因而在壓縮成形期間含鐵組分難以充分變形，而當(dāng)含鐵材料的含量過高時(shí)，磁體特性降低。因此，該含量?jī)?yōu)選為90體積％ 以下。另ー方面，當(dāng)所述粉末不含稀土元素的氫化合物吋，則不能制造稀土磁性體(例如稀土磁體)。因此，稀土元素的氫化合物的含量高于0體積％，并且優(yōu)選為大于或等于10體積％且小于40體積％?？梢酝ㄟ^適當(dāng)?shù)馗淖冇米髟摯判圆考梅勰┑脑系南⊥?-鉄-硼基合金的組成和用于制造該粉末的熱處理?xiàng)l件(主要是溫度)，來調(diào)節(jié)含鐵材料或稀土元素的氫化合物的含量。此外，每個(gè)磁性顆粒都允許含有不可避免的雜質(zhì)。所述含鐵材料含有鐵及鐵-硼合金。鐵-硼合金例如為Fe3B。其它的例子還包括Fe2B和FeB。除了添加鐵-硼合金外，還向磁性顆粒中添加純鐵(Fe)以提高成形性。相對(duì)于100%的含鐵材料,鐵-硼合金的含量?jī)?yōu)選為5質(zhì)量％至50質(zhì)量％。當(dāng)鐵-硼合金的含量大于或等于10質(zhì)量％時(shí)，所述粉末可以含有足夠的硼，最終得到的磁性部件中稀土-鉄-硼基合金(以Nd2Fe14B為代表)的比例能増加至大于或等于50體積％。當(dāng)鐵-硼合金的含量小于或等于50質(zhì)量％時(shí)，成形性優(yōu)異?？梢?例如)通過測(cè)量X射線衍射峰強(qiáng)度(峰面積)并且比較所測(cè)得的峰強(qiáng)度來測(cè)定含鐵材料中鐵與鐵-硼合金的比率。此外，該含鐵材料可以具有這樣的形式其中,鐵部分地被選自Co、Ga、Cu、Al、Si和Nb中的至少ー種元素替換。在含有這種元素的含鐵材料的形式下，可以改善磁特性和耐腐蝕性?？梢酝ㄟ^適當(dāng)?shù)馗淖冇米髦圃齑判圆考梅勰┑脑系南⊥?-鉄-硼基合金的組成，來調(diào)節(jié)所存在的鐵和鐵-硼合金的比率。每個(gè)磁性顆粒中所含有的稀土元素為選自Sc (鈧)、Y (釔)、鑭系元素和錒系元素中的至少ー種元素。尤其是，優(yōu)選含有選自NcUPr (鐠)、Ce (鈰)、Dy (鏑)和Y中的至少ー種元素，并且Nd (釹)是特別優(yōu)選的，原因是可以以相對(duì)較低的成本制造具有優(yōu)異磁特性的R-Fe-B基合金磁體。稀土元素的氫化合物的例子包括NdH2和DyH2。在上述的具有稀土供給源材料的形式中，每個(gè)磁性顆粒中所含有的稀土元素優(yōu)選為選自Nd、Pr、Ce和Y中的至少ー種。每個(gè)所述磁性顆粒具有這樣的特定結(jié)構(gòu)其中，含鐵材料的相和稀土元素的氫化合物的相均一地分散。這種分散狀態(tài)表示在每個(gè)磁性顆粒中，稀土元素的氫化合物的相和含鐵材料的相彼此相鄰存在，并且中間夾著所述含鐵材料相而彼此相鄰的所述稀土元素的氫化合物的相之間的距離為3 y m以下。所述結(jié)構(gòu)的代表性例子包括所述兩種相成為多層結(jié)構(gòu)的層狀形式；以及其中稀土元素的氫化合物的相是顆粒狀并且顆粒狀的稀土元素的氫化合物分散于作為母相的含鐵材料的相中的顆粒狀形式。
所述兩相的存在形式取決于制造磁性部件用粉末時(shí)的熱處理?xiàng)l件(主要是溫度)，溫度升高時(shí)趨向于變成顆粒狀形式，而溫度接近于后述的歧化溫度時(shí)則趨向于變成層狀形式。通過使用具有層狀形式的粉末，可以在不使用粘結(jié)劑樹脂的情況下形成(例如)磁相比率與粘結(jié)磁體的磁相比率(約80體積％)相等的稀土磁體。在層狀形式的情況下,表達(dá)方式“稀土元素的氫化合物的相和含鐵材料的相彼此相鄰”表示這樣的狀況其中，兩個(gè)相在每個(gè)磁性顆粒的剖面中基本上交替層疊。此外，在層狀形式的情況下，表達(dá)方式“相鄰的稀土元素的氫化合物的相之間的距離”是指在剖面中，中間夾著含鐵材料的相而彼此相鄰的稀土元素的氫化合物的相之間的中心至中心的距離。在顆粒狀形式下，含鐵材料組分均一地存在于由稀土元素的氫化合物構(gòu)成的顆粒周圍，因而含鐵材料組分可以比層狀形式下更容易地變形。例如，可以容易地形成具有復(fù)雜形狀(如圓筒形、柱形或罐形)的粉末成形體和相對(duì)密度為85%以上、尤其是90%以上的高密度粉末成形體。在顆粒狀形式的情況下，表述“稀土元素的氫化合物的相和含鐵材料的相彼此相鄰” 一般表示這樣的狀況其中，在每個(gè)磁性顆粒的剖面中，存在含鐵材料以覆蓋 稀土元素的氫化合物顆粒的外周，并且含鐵材料存在于相鄰的稀土元素的氫化合物顆粒之間。此外，在顆粒狀形式的情況下，表述“相鄰的稀土元素的氫化合物的相之間的距離”是指在剖面中，兩個(gè)相鄰的稀土元素的氫化合物顆粒之間的中心至中心距離?？梢酝ㄟ^這樣的方式測(cè)量所述距離例如，通過蝕刻斷面除去含鐵材料的相以提取稀土元素的氫化合物、根據(jù)所用溶液的類型通過除去稀土元素的氫化合物以提取含鉄材料，或者通過用EDX (能量色散X射線光譜學(xué))裝置分析斷面的構(gòu)成。在距離為3 y m以下的情況下，不需要輸入過多能量就能夠適當(dāng)?shù)責(zé)崽幚硭龇勰┏尚误w從而形成磁性部件，并且可以抑制因稀土-鉄-硼基合金晶體的粗糙化所致的特性劣化。為了允許含鐵材料充分地存在于稀土元素的氫化合物的相之間，該距離優(yōu)選為0. 5 m以上，特別是I m以上?？梢酝ㄟ^控制用作原料的稀土-鉄-硼基合金的組成或者在規(guī)定的范圍內(nèi)控制用于制造磁性部件用粉末的熱處理法的熱處理?xiàng)l件(尤其是溫度)，來調(diào)節(jié)該距離。例如，通過增加用作原料的稀土-鉄-硼基合金中鐵或硼的比率(原子比)或在規(guī)定的范圍內(nèi)提高熱處理的溫度，該距離傾向于增加。當(dāng)所述磁性顆粒的平均粒徑大于或等于10 m且小于或等于500 U m時(shí)，稀土元素的氫化合物在每個(gè)磁性顆粒的表面中所占的比率相對(duì)減少，預(yù)計(jì)一定程度上抑制磁性顆粒的氧化的效果。另外，每個(gè)磁性顆粒均含有含鐵材料的相，因而具有如上所述的優(yōu)異成形性，因而甚至可以通過采用平均粒徑大于或等于100 u m的粗粉末來形成具有低孔隙度和高相對(duì)密度的粉末成形體。然而，平均粒徑過大會(huì)造成粉末成形體的相對(duì)密度降低，因而平均粒徑優(yōu)選為小于或等于500 u m。平均粒徑更優(yōu)選為大于或等于50 y m且小于或等于200 u m。所述磁性顆?？删哂羞@樣的形態(tài)其中，截面的圓度大于或等于0. 5且小于或等于I. O。當(dāng)圓度滿足上述范圍時(shí)，能夠優(yōu)選地達(dá)到如下效果能夠容易地形成均一厚度的抗氧化層和下文所述的絕緣涂層，并且能夠抑制壓縮成形時(shí)抗氧化層的破損。所述磁性顆粒的形狀越接近球狀，即圓度越接近I時(shí)，越易達(dá)到所述效果。還可以采用另一形態(tài)其中，至少部分的硼元素被碳替換。例如，用作稀土-鉄-碳基合金磁體原料的磁性部件用粉末可具有這樣的形態(tài)其中，含鐵材料含有鐵以及含碳的鐵-碳合金。與上述含有鐵-硼合金的磁性部件用粉末類似，含有鐵-碳合金的磁性部件用粉末也含有含鐵材料的相，因而成形性優(yōu)異。在上述和后述的各部分中，術(shù)語“鐵-硼合金”和“稀土 -鉄-硼合金”都可以被術(shù)語“鐵-碳合金”和“稀土 -鉄-碳合金”替換。稀土-鉄-碳基合金的代表性例子包括Nd2Fe14C?！犊寡趸瘜印妨硗?，每個(gè)磁性顆粒的特征在于，包括設(shè)置于其外周的抗氧化層。抗氧化層特別起到防止壓縮成形過程中形成于每個(gè)磁性顆粒上的新生面發(fā)生氧化的作用。為了達(dá)到這樣的效果，設(shè)置抗氧化層以覆蓋每個(gè)磁性顆粒的整個(gè)外周，并且其透氧系數(shù)(30°C)小于
I.0 X IO-11Hi3 m/ (s m2 Pa)，從而使磁性顆粒與諸如大氣氣氛(室外空氣)之類的周圍氣氛中的氧氣充分地_絕。當(dāng)透氧系數(shù)(30°C )大于或等于I. OX l(Tnm3 m/(s m2 Pa)時(shí),在諸如大氣氣氛之類的含氧氣氛下，新生面在壓縮成形過程中會(huì)被氧化而生成氧化物，而該氧化物的存在會(huì)導(dǎo)致磁性部件的磁相比率降低。因此，抗氧化層優(yōu)選具有盡可能小的透氧系數(shù)(30°C ),更優(yōu)選小于或等于0. 01 X IO-11In3 m/ (s m2 Pa),不設(shè)下限。此外，抗氧化層的透濕系數(shù)優(yōu)選小于1000Xl(T13KgAm*s*MPa)。在環(huán)境氣氛(例如，大氣氣氛)中存在相對(duì)多量的水分(通常為水蒸汽)的潮濕條件下(例如，氣溫約30°C /濕度約80%)，磁性顆粒的新生面可能會(huì)因與水分接觸而被氧化。因此，只要抗氧化層由低透濕系數(shù)材料制成，便能夠有效地防止因水分引起的氧化。透濕系數(shù)也優(yōu)選盡可能低，更優(yōu)選小于或等于IOXKT13Kg/ (m s MPa),不設(shè)下限。所述抗氧化層可以由透氧系數(shù)和透濕系數(shù)滿足上述范圍的任何ー種材料來制得，例如樹脂、陶瓷(氧氣不能透過)、金屬、玻璃質(zhì)材料等。特別地，樹脂具有如下效果(1)壓縮成形吋，樹脂能夠充分地隨著每個(gè)磁性顆粒而變形，從而能防止每個(gè)磁性顆粒的新生面在變形過程中暴露出來；(2)在對(duì)粉末成形體進(jìn)行熱處理時(shí)能夠?qū)渲瑹M，因此可以抑制由抗氧化層的殘留物所導(dǎo)致的磁相比率降低。特別地，陶瓷或金屬具有高的抗氧化效果， 而玻璃質(zhì)材料能作為后述的絕緣涂膜。所述抗氧化層可包括單層或多層?？寡趸瘜拥男问降睦影▋H包括低透氧層的單層形式，其中所述低透氧層由透氧系數(shù)(30°C)小于I. 0X10_nm3 mAs m2 Pa)的材料構(gòu)成；包括低氧氣-濕氣透過層的單層形式，其中所述低氧氣-濕氣透過層由透氧系數(shù)(30°C)小于 I. 0X10_nm3 *m/(s *m2 .Pa)且透濕系數(shù)(30°C )小于 1000 X IO^13Kg/ (m *s .MPa)的材料構(gòu)成；以及包括由上述低透氧層和低透濕層形成的層疊體的多層形式，其中所述低透濕層由透濕率(30°C)小于1000X KT13KgAm s MPa)的材料構(gòu)成?？墒褂眠x自聚酰胺樹脂、聚酯和聚氯こ烯中的樹脂作為構(gòu)成低透氧層的材料。聚酰胺樹脂的代表性例子是尼龍6。優(yōu)選尼龍6是因?yàn)槠渫秆跸禂?shù)(30°C)小至0. 0011 X IO-11Hi3 m/(s m2 Pa)。作為構(gòu)成低透濕層的材料，可使用諸如聚こ烯、氟碳樹脂或聚丙烯之類的樹脂。優(yōu)選聚こ烯是因?yàn)槠渫笣裣禂?shù)(30°C)小至7X IO-13KgAm s -MPa)至 60 X 10 13Kg/ (m s MPa)。所述抗氧化層包括由低透氧層和低透濕層形成的層疊體吋，這兩層均可以設(shè)置在內(nèi)側(cè)(磁性顆粒側(cè))或外側(cè)(表面?zhèn)?。然而，當(dāng)所述低透氧層設(shè)置在內(nèi)側(cè)而低透濕層設(shè)置在外側(cè)時(shí)，預(yù)計(jì)能更有效地防止氧化。另外，低透氧層和低透濕層均優(yōu)選由如上所述的樹脂構(gòu)成，這是因?yàn)閮蓪又g的粘附性優(yōu)異?？蛇m當(dāng)?shù)剡x擇抗氧化層的厚度，但是，過薄的厚度會(huì)導(dǎo)致無法充分地獲得抗氧化效果，并且不能充分地固定后述的稀土供給原料顆粒。另ー方面，過厚的厚度會(huì)導(dǎo)致粉末成形體的密度降低，并且(例如)難以形成相對(duì)密度大于或等于85%的粉末成形體、且難以通過燃燒來除去抗氧化層。因此，抗氧化層的厚度優(yōu)選大于或等于IOnm且小于或等于lOOOnm。更具體來說，當(dāng)抗氧化層具有多層結(jié)構(gòu)(例如雙層結(jié)構(gòu))或者是僅具有上述低透氧層或低透濕層的單層結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)選的是，各層的厚度大于或等于IOnm且小于或等于500nm，并且總厚度大于或等于20nm且小于或等于lOOOnm。尤其是，抗氧化層的總厚度優(yōu)選是磁性顆粒直徑 的2倍以下，為大于或等于IOOnm且小于或等于300nm，這是因?yàn)榭梢种蒲趸兔芏冉档?，從而具有?yōu)異的成形性。所述抗氧化層的典型形式是將其直接設(shè)置于每個(gè)磁性顆粒上。另ー種形式是在每個(gè)磁性顆粒上直接設(shè)置其他的涂層(后述的絕緣涂層或由稀土供給原料構(gòu)成的涂層)，并在該涂層上設(shè)置抗氧化層?！赌蜔崆绑w層》作為具有優(yōu)異的成形性并且能制得即使在高溫環(huán)境下仍具有高矯頑カ的稀土磁體的磁性部件用粉末，提出這樣ー種構(gòu)造其中，構(gòu)成磁性部件用粉末的每個(gè)磁性顆粒均具有如上所述的特定結(jié)構(gòu)，且在每個(gè)磁性顆粒的表面上設(shè)有耐熱前體層，該耐熱前體層用作形成后述的耐熱矯頑カ層的原料。具體而言，磁性部件用粉末為用于磁性部件原料(例如稀土磁體的原料)的粉末，其中所述磁性部件用粉末包含構(gòu)成所述磁性部件用粉末的磁性顆粒，每個(gè)所述磁性顆粒均包含小于40體積％的稀土元素的氫化合物、以及由含鐵材料構(gòu)成的余物。稀土元素為選自NcUPr、Ce和Y中的至少ー種。所述含鐵材料含有鐵、以及含鐵和硼的鐵-硼合金。所述稀土元素的氫化合物分散在所述含鐵材料的相中。另外，每個(gè)所述磁性顆粒上設(shè)有耐熱前體層。該耐熱前體層含有稀土供給原料，所述稀土供給原料由不含氧且含有與磁性顆粒中所含稀土元素不同的其他稀土元素(具體而言，為Dy和Tb中的至少ー種元素)的化合物和合金中的至少ー者構(gòu)成。這種構(gòu)造基于下述發(fā)現(xiàn)。例如，設(shè)置在機(jī)動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)室中的零部件需要在約100°C至200°C的高溫范圍內(nèi)良好地運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，由Nd-Fe-B基合金構(gòu)成的常規(guī)稀土磁體在室溫下具有高矯頑力，而在約80°C時(shí)會(huì)極大程度地消磁。專利文獻(xiàn)2揭露了 為了提高基本矯頑カ以使得合金即使在高溫環(huán)境下仍具有高的矯頑カ，將Nd-Fe-B基合金(母合金)中的Nd部分地置換為比Nd具有更高矯頑カ的稀土元素(具體來說為Dy或Tb (鋱))以形成Dy-Fe-B基合金，并且將HDDR粉末和諸如Dy2O3之類的稀土氧化物的混合物進(jìn)行熱處理。然而，為了即使在高溫環(huán)境中仍能維持高的矯頑カ而用約10質(zhì)量％至30質(zhì)量％的Dy或Tb置換母合金以形成Dy-Fe-B基合金吋，諸如飽和磁化強(qiáng)度之類的磁體基本性能卻會(huì)下降。另外，與Nd相比Dy和Tb—般價(jià)格昂貴，從而導(dǎo)致成本増加。此外，如專利文獻(xiàn)2中所述，當(dāng)稀土氧化物與HDDR粉末混合吋，由于使用了如上所述的HDDR粉末，因而形狀自
由度小。另ー方面，當(dāng)由具有上述特定結(jié)構(gòu)(稀土元素的氫化合物分散于含鐵材料的相中的結(jié)構(gòu))的磁性部件用粉末來制備粉末成形體，井隨后對(duì)粉末成形體進(jìn)行熱處理以生產(chǎn)磁性部件時(shí)，與燒結(jié)體中不同的是，在所得到的磁性部件和由該磁性部件磁化而制得的稀土磁體中，能夠觀察到用作原料的粉末的晶界。另外發(fā)現(xiàn)，當(dāng)每個(gè)晶界(即，構(gòu)成磁性部件的每個(gè)合金顆粒的表面)存在涂層(耐熱矯頑カ層)，并且該涂層含有諸如Dy或Tb之類的基本矯頑カ高于Nd的稀土元素時(shí)，即使在升高的使用溫度下仍能維持高矯頑力。此外還發(fā)現(xiàn)，可按照下述方式形成耐熱矯頑カ層。準(zhǔn)備具有上述特定結(jié)構(gòu)的磁性部件用粉末；在構(gòu)成該粉末的每個(gè)磁性顆粒的表面上設(shè)置含有矯頑カ相對(duì)較高的稀土元素(上述Dy或Tb)的材料以形成用于形成耐熱矯頑カ層的稀土元素供給原料。這種材料的例子包括與非金屬元素形成的化合物(氧化物除外)，與除稀土元素以外的其他金屬元素形成的金屬間化合物，以及與除稀土元素以外的其他金屬元素形成的合金。采用含有稀土供給原料的粉末形成粉末成形體，并對(duì)其進(jìn)行特定熱處理。所述熱處理將存在于每個(gè)磁性顆粒表面上的稀土供給原料分解，從而生成稀土元素(該元素將用于形成具有高矯頑カ的稀土 -鉄-硼復(fù)合材料)，同時(shí)還形成了含有所生成的稀土元素以及作為磁性部件的主要成分的元素(諸如Nd之類的稀土元素、Fe、B)的其他化合物(稀土 -鐵-硼復(fù)合材料)。通過這種方式，可以由磁性顆粒的成分以及磁性部件用粉末中存在的稀土供給原料的分解而生成的稀土元素，形成構(gòu)成耐熱矯頑カ層的復(fù)合材料。將設(shè)置有耐熱矯頑カ層的磁性部件用粉末壓縮成形以形成粉末成形體，對(duì)該粉末 成形體進(jìn)行特定熱處理，從而制得磁性部件，該磁性部件包括這樣的耐熱矯頑カ層，該耐熱矯頑カ層含有具有高矯頑カ的稀土元素、并且設(shè)置在構(gòu)成磁性部件的每個(gè)合金顆粒的表面(晶界)，由此該磁性部件即使在高溫環(huán)境下也具有高矯頑力。因此，采用這樣的磁性部件為原料制成的稀土磁體即使在高溫下使用仍具有優(yōu)異的磁特性。所述耐熱矯頑カ層含有稀土供給原料，該稀土供給原料由含有Dy或Tb的化合物和合金中的至少ー者構(gòu)成，其中稀土元素Dy或Tb的基本矯頑カ高于磁性顆粒中所含稀土元素(例如，Nd、Pr、Y或Ce)的基本矯頑力。更具體而言，稀土供給原料為選自氫化物、碘化物、氟化物、氯化物、溴化物、金屬間化合物和合金中的至少ー者。特別地，Dy的豐度高于Tb，因此能穩(wěn)定地確保原料。另外，稀土供給原料不含氧。也就是說，當(dāng)稀土供給原料是化合物時(shí)，使用除氧化物以外的其他化合物。這里，由于稀土元素的氧化物非常穩(wěn)定，因此極難從該氧化物中除去氧。因此，包含在所述耐熱矯頑カ層中的稀土元素供給原料為除氧化物外的材料，從而通過對(duì)上述粉末成形體進(jìn)行熱處理以分解含有稀土元素(例如，Dy)的化合物或合金、并生成稀土元素(例如，Dy)，從而容易地形成耐熱矯頑カ層?？墒褂眠x自氫化物、碘化物、氟化物、氯化物和溴化物中的至少ー者作為所述稀土元素的化合物，該稀土元素的化合物易于通過粉末成形體的熱處理(后述的脫氫處理)而形成耐熱矯頑カ層。所述化合物易于通過熱處理而分解為稀土元素和氫、碘、氟、氯或溴，從而能提取出Dy或Tb。耐熱前體層可以具有僅含有所述化合物、后述的金屬間化合物和合金中的一者的形式，或者具有含有化合物、金屬間化合物和合金中的數(shù)者的形式。 當(dāng)耐熱前體層中的化合物為氫化物時(shí)，可將氫化合物同時(shí)用作磁性顆粒中的稀土元素的化合物以及耐熱前體層中的稀土元素的化合物，其中所述耐熱前體層存在于每個(gè)磁性顆粒表面上，因此能容易地控制熱處理?xiàng)l件，這是有利的。當(dāng)所述化合物為碘化物吋，因其熔點(diǎn)相對(duì)較低，因此可通過(例如)將碘化物熔融并施加至每個(gè)磁性顆粒表面上,從而容易地形成耐熱前體層。當(dāng)所述化合物為氟化物、氯化物或溴化物吋，該化合物與氫化物相比活性較低，因此難以被氧化從而具有優(yōu)異的抗氧化性。
能夠形成耐熱矯頑カ層的稀土供給原料的其他例子包括稀土元素與除稀土元素之外的其他金屬元素形成的金屬間化合物和合金。具體而言，可以使用Dy與選自Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Ga中的至少ー種金屬元素形成的金屬間化合物和合金。例如，Dy-Ni基合金具有多種金屬間化合物，其中ー些金屬間化合物的低共熔點(diǎn)小于或等于950°C。例如，在Dy-30原子％Ni附近處存在低共熔點(diǎn)，并且Dy3Ni的熔點(diǎn)(初晶溫度)為693°C。如此低的低共熔點(diǎn)使得可通過調(diào)整對(duì)粉末成形體進(jìn)行的熱處理(脫氫)溫度從而令人滿意地形成液相，從而可以將諸如Dy之類的稀土元素由液相高效地供給到磁性顆粒。因此，利用含有金屬間化合物或合金的耐熱前體層，可通過熱處理(脫氫)來形成耐熱矯頑カ層。所述具有低共熔點(diǎn)的化合物例子包括Dy3Ni和Dy3Ni215
耐熱前體層的形式的例子包括(I)由稀土供給原料，即含有諸如Dy之類的稀土元素的化合物(或金屬間化合物)或合金構(gòu)成的涂膜的形式；以及(2)具有稀土供給原料和固定層的形式，其中所述固定層設(shè)置為覆蓋至少一部分所述稀土供給原料的表面，并且將稀土供給原料固定在每個(gè)磁性顆粒的表面。在形式(2)中，當(dāng)所述稀土供給原料為顆粒狀吋，能夠容易地形成耐熱前體層，并且能容易地形成含有多種化合物或合金的構(gòu)造。然后，在對(duì)粉末成形體施加熱處理(脫氫)后，由稀土供給原料分解而生成的稀土元素(例如，Dy)自構(gòu)成粉末成形體的每個(gè)磁性顆粒的表面擴(kuò)散并滲透至磁性顆粒內(nèi)部，從而形成由這樣的復(fù)合材料構(gòu)成的耐熱矯頑カ層，其中該復(fù)合材料包含稀土元素和磁性顆粒的組成元素。也就是說，在每個(gè)磁性顆粒的表層區(qū)域，諸如Nd之類的稀土元素的至少一部分被諸如Dy之類的稀土元素置換，從而形成耐熱矯頑カ層。因此，優(yōu)選對(duì)涂膜(I)的厚度或由形式(2)中的化合物(可以是金屬間化合物)或合金構(gòu)成的顆粒(以下稱為“供給原料顆?！?的平均粒徑及添加量，以及對(duì)粉末成形體的熱處理?xiàng)l件進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得置換量為Nd稀土元素的30%至100%，并且使得耐熱矯頑カ層的厚度為約IOOnm至200nm。所述涂膜的厚度優(yōu)選大于或等于50nm且小于或等于lOOOnm。當(dāng)供給原料顆粒的平均粒徑大于或等于0. I u m (IOOnm)時(shí),可使所述化合物或合金穩(wěn)定存在,而當(dāng)供給原料顆粒的平均粒徑小于或等于5iim (5000nm)時(shí),則可以抑制由磁性顆粒構(gòu)成的粉末的填充密度降低。另外,優(yōu)選添加足夠量的供給原料顆粒，以覆蓋15%至50%的磁性顆粒表面積。對(duì)供給原料顆粒的形狀并不特別限定，只要其為小片即可。例如，可以使用球狀的外形和呈箔片的形狀。當(dāng)稀土供給原料是所述化合物時(shí)，可以通過對(duì)塊狀或箔片狀的化合物進(jìn)行研磨來制得供給原料顆粒。當(dāng)稀土供給原料是所述金屬間化合物或合金時(shí)，可以通過研磨由熔融鋳造形成的錠、或者通過使用氣體霧化法來制得供給原料顆粒?；蛘?，可使用市售產(chǎn)品(粉末)作為供給原料顆粒。本發(fā)明磁性部件用粉末可具有這樣的構(gòu)造其中，磁性顆粒中的稀土元素為選自Nd、Pr、Ce和Y中的至少ー種，并且在每個(gè)磁性顆粒的表面上設(shè)置有耐熱前體層，所述耐熱前體層包括稀土供給原料以及樹脂層，該樹脂層由樹脂構(gòu)成并且至少覆蓋一部分稀土供給原料，所述樹脂的透氧系數(shù)滿足上述特定范圍。在這種構(gòu)造中，每個(gè)磁性顆粒的至少一部分表面覆蓋有樹脂層，優(yōu)選每個(gè)磁性顆粒的整個(gè)外周均覆蓋有樹脂層。在該優(yōu)選構(gòu)造中，樹脂層起到抗氧化層的功能。所述樹脂層具有如下優(yōu)點(diǎn)(I)樹脂層在壓縮成形時(shí)能充分地跟隨著每個(gè)磁性顆粒的變形，(2)防止因壓縮成形而變形的每個(gè)磁性顆粒的新生面被氧化，以及(3)通過對(duì)粉末成形體施加熱處理能夠?qū)渲瑹M，這樣便可抑制因樹脂殘留而導(dǎo)致的磁相比率降低。因此，構(gòu)造中包括樹脂層的粉末具有優(yōu)異的成形性和抗氧化性，并且能夠制得即使在高溫時(shí)仍具有高矯頑カ的磁性部件。從防止氧化的角度來看，當(dāng)稀土供給原料為涂膜形式吋，優(yōu)選設(shè)置樹脂層。當(dāng)所述稀土供給原料為顆粒狀吋，樹脂層起到抗氧化層和固定層的雙重功能。本發(fā)明磁性部件用粉末的構(gòu)造的具體例子為稀土供給原料為顆粒狀，并且其通過由樹脂層構(gòu)成的固定層(抗氧化層)而固定于磁性顆粒的表面。優(yōu)選的是，樹脂層的構(gòu)造中還包括由透濕系數(shù)(30°C)滿足前述特定范圍的樹脂所構(gòu)成的低透濕層，這樣便能夠防止如上所述的由濕氣造成的氧化。樹脂層可以具有如下結(jié)構(gòu)中的任意ー種僅包括低透氧層的單層結(jié)構(gòu)，包括低氧氣-濕氣透過層的單層結(jié)構(gòu)，以及包括由低透氧層和低透濕層形成的層疊體的多層結(jié)構(gòu)。尤其是，供給原料顆粒優(yōu)選被設(shè)置在磁性顆粒側(cè)的低透氧層固定，這是因?yàn)橹T如Dy之類的有助于在高溫環(huán)境下維持矯頑カ
的稀土元素能容易地存在于磁性部件的晶界上。如上面對(duì)抗氧化層的描述，樹脂層的厚度優(yōu)選為每層厚度大于或等于IOnm且小于或等于500nm，并且總厚度大于或等于20nm且小于或等于lOOOnm。具體而言，當(dāng)起到固定層功能的層的厚度(例如)等于或小于供給原料顆粒的平均粒徑，尤其是大于或等于200nm且小于或等于IOOOnm吋，可抑制供給原料顆粒的脫落、氧化和密度降低，并且具有優(yōu)異的成形性?！督^緣涂層》磁性部件用粉末的構(gòu)造中還可包括設(shè)置于每個(gè)顆粒外周、且由絕緣材料構(gòu)成的絕緣涂層。通過采用這種具有絕緣涂層的粉末，能夠制造具有高電阻的磁性部件，并且(例如)通過將這樣的磁性部件用于發(fā)動(dòng)機(jī)磁體的原料，則能減少渦流損耗。絕緣涂層的例子包括Si、Al、Ti等的氧化物的結(jié)晶涂膜和非結(jié)晶玻璃涂膜；金屬氧化物(如，鐵氧體Me-Fe-CKMe=金屬元素，如Ba、Sr、Ni或Mn)、磁體(Fe3O4)、Dy203等)的涂膜；樹脂(如，有機(jī)娃樹脂)涂膜；和有機(jī)-無機(jī)復(fù)合化合物(如，硅倍半氧烷化合物)涂膜?？梢蕴峁㏒iN或SiC基陶瓷涂層以改善導(dǎo)熱性。結(jié)晶涂膜、玻璃涂膜、氧化物涂膜和陶瓷涂膜可以具有抗氧化功能，在這種情況下，除抗氧化層之外，還可通過設(shè)置這樣的涂層來進(jìn)ー步防止發(fā)生氧化。在包括絕緣涂層和陶瓷涂層的構(gòu)造中，優(yōu)選將絕緣涂層設(shè)置為與每個(gè)磁性顆粒的表面接觸，并將陶瓷涂層和抗氧化層設(shè)置在絕緣涂層上。在包括耐熱前體層的構(gòu)造中，優(yōu)選將耐熱前體層設(shè)置為與每個(gè)磁性顆粒的表面接觸，并將絕緣涂層和陶瓷涂層設(shè)置于耐熱前體層上。另外，絕緣涂層可以用作固定層以固定構(gòu)成耐熱前體層的供給原料顆粒。[磁性部件用粉末的制備方法]例如，可通過包括下述的制備步驟、氫化步驟和包覆步驟的制備方法來制得磁性部件用粉末。制備步驟制備由稀土 -鐵-硼基合金(例如Nd2Fe14B)構(gòu)成的合金粉末的步驟。氫化步驟在含有氫元素的氣氛中，在等于或高于稀土-鉄-硼基合金的歧化溫度的溫度下，對(duì)合金粉末進(jìn)行熱處理的步驟，由此制得稀土元素的氫化合物的相、以及含有鐵及含鐵和硼的鐵-硼合金的含鐵材料的相，從而形成這樣的基礎(chǔ)粉末，在該基礎(chǔ)粉末中，所述稀土元素的氫化合物的相分散于所述含鐵材料的相中。包覆步驟(抗氧化)在構(gòu)成所述基礎(chǔ)粉末的每個(gè)磁性顆粒的表面上形成抗氧化層的步驟，所述抗氧化層的透氧系數(shù)(30°C)小于1. 0Xl(Tnm3 m/(s m2 Pa)。為了制備具有耐熱前體層的磁性部件用粉末，可以設(shè)置以下的包覆步驟(耐熱 性)。包覆步驟(耐熱性)在構(gòu)成所述基礎(chǔ)粉末的每個(gè)磁性顆粒的表面上形成含有稀土 供給原料的耐熱前體層的步驟，所述稀土供給原料包括含有Dy和Tb中的至少一種并且不 含氧的化合物和合金中的至少一者?！吨苽洳襟E》例如，可以采用如下方法制備合金粉末通過采用研磨機(jī)(如顎式破碎機(jī)、噴射磨 機(jī)或球磨機(jī))研磨由稀土 -鐵-硼基合金或箔形材料(其是通過快速凝固方法獲得的)構(gòu)成 的熔融鑄錠來制造所述合金粉末，或者通過使用霧化法(如氣體霧化法)來制造所述合金粉 末。尤其是，使用氣體霧化法可以通過在非氧化環(huán)境中形成粉末而形成基本上不含氧的粉 末(氧濃度500質(zhì)量ppm以下)。即，在構(gòu)成合金粉末的磁性顆粒中，可以采用500質(zhì)量ppm 以下的氧濃度作為表示在非氧化氣氛中通過氣體霧化法制造的粉末的指標(biāo)。此外，作為由 稀土-鐵-硼基合金構(gòu)成的合金粉末，可以使用這樣的粉末，該粉末通過已知的粉末制造方 法或霧化方法制造并且進(jìn)一步研磨該粉末?？梢酝ㄟ^適當(dāng)?shù)馗淖冄心l件或制造條件來調(diào) 節(jié)粉末的磁性顆粒的粒度分布和形狀。例如，可以通過霧化方法容易地制造成形期間具有 高球度和優(yōu)異填充性能的粉末，例如可以容易地制得球度為0. 5至1. 0的近乎球狀的粉末。 換言之，可以將滿足上述范圍的球度作為表示通過霧化法制備粉末的指標(biāo)。構(gòu)成合金粉末 的磁性顆?？梢跃啥嗑Щ騿尉?gòu)成。可以通過對(duì)由多晶構(gòu)成的磁性顆粒進(jìn)行適當(dāng)熱處理 來形成由單晶構(gòu)成的顆粒。當(dāng)在后續(xù)步驟中進(jìn)行用于氫化的熱處理從而基本上不改變粒度時(shí)，在制備步驟中 制備的合金粉末的粒度基本上與本發(fā)明的磁性部件用粉末相同。由于本發(fā)明的磁性部件用 粉末如上文所述在成形性方面優(yōu)異，因此可以使得粉末相對(duì)粗糙從而具有約100 u m的平 均粒徑。因此，可以使用平均粒徑為約lOOym的合金粉末?？梢酝ㄟ^將熔融鑄錠粗磨或通 過采用霧化法(例如，熔融霧化法)來制備這種粗糙合金粉末。由于可使用這種粗糙合金粉 末，因此無需對(duì)(例如)用于制造燒結(jié)磁體的原料粉末(構(gòu)成燒結(jié)前的成形體的粉末)進(jìn)行精 細(xì)研磨以形成10 以下的細(xì)顆粒，因而允許嘗試通過縮短制造工藝來降低成本?！稓浠襟E》該步驟在含有氫元素的氣氛中對(duì)所制得的合金粉末進(jìn)行熱處理以將該合金分離 為稀土元素、鐵和鐵_硼合金，并通過使稀土元素與氫結(jié)合從而制備基礎(chǔ)粉末。作為含有氫元素的氣氛，可以使用僅含有氫(H2)的單一氣氛或含有氫(H2)和惰性 氣體(如Ar或N2)的混合氣氛。氫化步驟中的熱處理溫度等于或高于稀土 -鐵-硼基合金 進(jìn)行歧化反應(yīng)的溫度(即，歧化溫度)。歧化反應(yīng)是通過優(yōu)先氫化稀土元素而使稀土元素的 氫化合物、鐵和鐵_硼合金彼此分離的反應(yīng)，并且將發(fā)生該反應(yīng)的下限溫度稱作歧化溫度。 歧化溫度隨合金的組成和稀土元素的類型而變化。例如，當(dāng)稀土 -鐵-硼基合金是Nd2Fe14B 時(shí)，熱處理溫度為(例如)650°C以上。在熱處理溫度接近歧化溫度的情況下，產(chǎn)生上述的層 狀形式，而在熱處理溫度比歧化溫度高100°C以上的情況下，產(chǎn)生上述的顆粒狀形式。氫化 步驟中的熱處理溫度越高，則鐵相和鐵_硼合金相越容易出現(xiàn)，并且同時(shí)析出的硬質(zhì)的稀 土元素的氫化合物越不容易變成變形的抑制因素，因而增強(qiáng)了成形性。然而，在熱處理溫度過高的情況下，出現(xiàn)諸如熔融固著(melt fixing)之類的問題，因而熱處理溫度優(yōu)選為 11001以下。尤其是，當(dāng)稀土 -鐵-硼基合金是叫 6148時(shí)，在氫化步驟中使用大于或等于 7501且小于或等于9001的相對(duì)低的熱處理溫度的情況下，獲得了距離小的微細(xì)結(jié)構(gòu)，并 且可以通過使用這種粉末容易地形成具有高矯頑力的稀土磁體。保持時(shí)間為(例如〉大于或 等于0丨5小時(shí)且小于或等于5小時(shí)。所述熱處理對(duì)應(yīng)于直到上述冊(cè)01？處理中歧化步驟的 處理，并且可以使用已知的歧化條件。
〔0〇85〕《包覆步驟〔抗氧化》
〔0086〕 這一步驟是在構(gòu)成所得基礎(chǔ)粉末的每個(gè)磁性顆粒的表面上形成抗氧化層的步驟。 〔0087〕 可采取干法或濕法中的任意一種以形成抗氧化層。干法優(yōu)選在非氧化氣氛〔例如， 諸如紅或隊(duì)之類的惰性氣氛)或者在減壓氣氛中進(jìn)行，以防止因與氣氛中的氧接觸而導(dǎo)致 的每個(gè)磁性顆粒表面的氧化。濕法則無需在上述惰性氣氛中進(jìn)行，這是因?yàn)槊總€(gè)磁性顆粒 的表面幾乎不會(huì)與氣氛中的氧接觸，因此(例如〉可以在大氣氣氛中形成抗氧化層。因此，優(yōu) 選采用濕法，這是因?yàn)樵谛纬煽寡趸瘜訒r(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的可操作性，并且能夠容易地在每個(gè) 磁性顆粒的表面上形成均一厚度的抗氧化層。
〔0088〕 例如，當(dāng)利用樹脂或玻璃質(zhì)材料并通過濕法來形成抗氧化層時(shí)，可利用濕式干燥 包覆法(冊(cè)卜辦7 0081:1118或溶膠-凝膠法。更具體而言，將原料溶解并混合在適 當(dāng)?shù)娜軇┲幸灾频萌芤?，將該溶液與基礎(chǔ)粉末混合，隨后將該材料固化并將溶劑干燥，由此 制得抗氧化層。當(dāng)利用樹脂并通過干法來形成抗氧化層時(shí)，可采用(例如〉粉末包覆法。當(dāng) 利用陶瓷或金屬并通過干法來形成抗氧化層時(shí)，可采用法(例如濺射法\氣相沉積法 ^例如，法)或機(jī)械合金法。當(dāng)利用金屬并通過濕法來形成抗氧化層時(shí)，可采用各種鍍敷 法。
〔0089〕 在包括絕緣涂層和陶瓷涂層的構(gòu)造中，優(yōu)選的是，在基礎(chǔ)粉末的表面上形成絕緣 涂層，然后再在其上形成抗氧化層和陶瓷層。
^00903《包覆步驟〔耐熱性》
〔0091〕 該步驟是在構(gòu)成所得基礎(chǔ)粉末的每個(gè)磁性顆粒的表面上形成耐熱前體層的步驟。 〔0092〕 當(dāng)耐熱前體層為所述涂膜時(shí)，可使用(例如〉以下的形成方法。
〔0093〕 〔 I ^采用諸如物理氣相沉積法丨？^!)法)之類的沉積法或鍍敷法，在每個(gè)磁性顆粒 表面上形成由諸如之類的稀土元素的金屬涂層，然后在適宜的氣氛(例如，含有氫元素 的氣氛〉中對(duì)金屬涂膜進(jìn)行熱處理，從而制得所期望的化合物，例如氫化物。
〔0094〕 〔 10準(zhǔn)備用于沉積的蒸氣源，從而通過諸如物理氣相沉積法丨？^!)法)之類的沉積 法在每個(gè)磁性顆粒表面上形成所期望的合金，例如0廣附基合金。例如，準(zhǔn)備諸如07之類 的稀土元素和諸如附之類的金屬元素作為蒸氣源，同時(shí)供給這兩種元素以沉積成膜；或者 準(zhǔn)備含有稀土元素的合金〔例如，07-^1基合金〉作為沉積用的蒸氣源。
〔0095〕 〔 110將如上所述的期望化合物或合金(例如，碘化物)熔融并施加至每個(gè)磁性顆 粒的表面。
〔0096〕 (^)通過機(jī)械合金法將磁性顆粒與所期望的合金〔例如，07-^1基合金〉混合，以 在每個(gè)磁性顆粒的表面上形成合金涂層。
〔0097〕 在形成耐熱前體層之后，還可進(jìn)一步形成樹脂層(抗氧化層、從而制得本發(fā)明的磁 性部件用粉末，其中所述樹脂層由上述具有抗氧化功能的樹脂構(gòu)成?？刹捎蒙鲜龅臐穹?例如，濕式干燥包覆法或溶膠-凝膠法)或干法(例如，粉末涂敷法)來形成樹脂層。更具體 而言，通過將樹脂溶解并混合于適當(dāng)?shù)娜軇┲衼碇苽淙芤?，將該溶液與包括耐熱前體層(涂 膜)的磁性顆?；旌?，隨后將樹脂固化并將溶劑干燥，由此在涂膜上形成樹脂層。當(dāng)耐熱前體層的構(gòu)造中包括供給原料顆粒和固定層，可使用(例如)如下所述的形 成方法。(I)將供給原料顆粒與固定層的構(gòu)成材料混合，并將所得混合物施加至每個(gè)磁性 顆粒的表面。(II)將固定層的構(gòu)成材料施加至每個(gè)磁性顆粒的表面，然后再附著供給原料顆 粒。作為固定層的構(gòu)成材料，如上所述，可優(yōu)選使用透氧系數(shù)滿足規(guī)定范圍的樹脂。在 這樣的情況下，可通過如下方法形成耐熱前體層將樹脂溶解并混合于適當(dāng)?shù)娜軇┲幸灾?備溶液，將該溶液與具有單獨(dú)制備的供給原料顆粒的基礎(chǔ)粉末混合，然后將樹脂固化并干 燥溶劑，從而形成耐熱前體層；或者將上述溶液與基礎(chǔ)粉末混合，在未固化的狀態(tài)下將供給 原料顆粒附著在樹脂上，然后將樹脂完全固化。耐熱前體層中的樹脂層起到抗氧化層的作 用。為了形成上述耐熱前體層，如上所述，可使用干法和濕法中的任意一種。如在抗氧 化層的形成中的描述，干法(例如，PVD法)優(yōu)選在上述非氧化氣氛中進(jìn)行。如上所述，濕法 可在大氣氣氛中進(jìn)行，因此在形成耐熱前體層時(shí)具有優(yōu)異的可操作性，并且能夠容易地在 每個(gè)磁性顆粒的表面上形成均一厚度的涂膜和樹脂層。在分別設(shè)有絕緣涂層和陶瓷涂層的構(gòu)造中，在基礎(chǔ)粉末的表面上形成耐熱前體 層，然后在其上恰當(dāng)?shù)匦纬山^緣涂層。[粉末成形體]可以通過將按照上述方式制得的本發(fā)明的磁體用粉末壓縮成形，來制造本發(fā)明的 粉末成形體。由于按照上述方式制得的粉末具有優(yōu)異的成形性，故可以形成具有高相對(duì)密 度(相對(duì)于粉末成形體的真密度而言的實(shí)際密度)的粉末成形體。例如，本發(fā)明的一種形式 的粉末成形體的相對(duì)密度為85%以上。通過使用具有這種高密度的粉末成形體，可以制造 具有高磁相比率的磁性體，例如稀土磁體?？梢酝ㄟ^提高相對(duì)密度從而使磁相比率增加。然 而，當(dāng)在用以形成磁性部件的熱處理步驟中、或者在單獨(dú)設(shè)置的用以除去涂層的熱處理步 驟中，將抗氧化層和固定層的構(gòu)成成分燒盡時(shí)，過高的相對(duì)密度會(huì)使得難以充分地?zé)M這 些構(gòu)成成分。因此，粉末成形體的相對(duì)密度優(yōu)選考慮為約90%至95%。另外，當(dāng)粉末成形體 的相對(duì)密度增加時(shí)，優(yōu)選降低抗氧化層和固定層的厚度，或者單獨(dú)進(jìn)行后述的用以除去涂 層的熱處理，這是因?yàn)檫@樣能夠容易地除去抗氧化層和固定層。由于所述磁體用粉末具有優(yōu)異的成形性，故可以將壓縮成形的壓力降低至相對(duì)低 的值，例如，大于或等于8噸/cm2且小于或等于15噸/cm2。此外，由于所述粉末具有優(yōu)異的 成形性，因此甚至可以容易地形成具有復(fù)雜形狀的粉末成形體。此外，由于所述粉末包括均 可以充分變形的磁性顆粒，故可以制造這樣的粉末成形體其在磁性顆粒間具有優(yōu)異的粘 結(jié)性(通過磁性顆粒的表面凹凸不平之間的嚙合所產(chǎn)生的強(qiáng)度(所謂的頸縮強(qiáng)度)發(fā)展)， 具有高強(qiáng)度并且在制造期間幾乎不破裂。具有上述抗氧化層的磁性部件用粉末能充分防止新生面發(fā)生氧化，從而可以在諸[oíos] %th^mj±&mmí%rMm^mnnmmmm^,hk^mmm [ M'ììUì^&^M^Tj'ìì ]
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(JfaS)Hj j&^liê °土-鐵-硼基合金相的單一形式；或者包括稀土 -鐵-硼基合金相和選自鐵相、鐵-硼合金 相和稀土-鐵合金相中的至少一者形成的組合的混合形式。所述混合形式的例子包括包 括鐵相和稀土 -鐵-硼基合金相的形式、包括鐵-硼合金相和稀土 -鐵-硼基合金相的形 式、包括稀土-鐵合金相和稀土-鐵-硼基合金相的形式。所述單一形式的例子為其組成 與用作磁性部件用粉末的原料的稀土-鐵-硼基合金基本上相同的形式。所述混合形式通 常隨著作為原料的稀土-鐵-硼基合金的組成而發(fā)生變化。例如，通過使用高鐵比率(原子 比率)的原料，可形成包括鐵相和稀土 -鐵-硼基合金相的形式。在通過對(duì)由均具有耐熱前體層的磁性顆粒所構(gòu)成的粉末成形體進(jìn)行熱處理(脫 氫)而制得的磁性部件中，構(gòu)成該磁性部件的每個(gè)合金顆粒的表層部分的組成由(例如) (Dy, Nd)2Fe14B的復(fù)合物構(gòu)成，該復(fù)合物含有如上所述的包含在耐熱前體層中的稀土元素 (例如Dy或Tb)以及所述磁性顆粒中的構(gòu)成元素(諸如Y、Nd、Pr或Ce之類的稀土元素、Fe 和B)。其中存在有該復(fù)合物的區(qū)域起到耐熱矯頑力層的功能?？梢酝ㄟ^調(diào)整構(gòu)成耐熱前體層的稀土供給原料的涂膜厚度、供給原料顆粒的粒 度、供給原料顆粒的添加量和熱處理?xiàng)l件來改變耐熱矯頑力層的厚度。耐熱矯頑力層的厚 度優(yōu)選為lOOnm至2000nm，這是因?yàn)榧词乖诟邷丨h(huán)境下仍能充分保持高矯頑力。通過采用本發(fā)明粉末成形體，熱處理(脫氫)之前和之后的體積變化程度(熱處理 后的收縮量)減小，由此與常規(guī)燒結(jié)磁體的制造相比，幾乎不會(huì)引起體積改變。例如，熱處理 (脫氫)前的粉末成形體與熱處理(脫氫)后的磁性部件之間的體積變化率小于或等于5%。這 樣，本發(fā)明磁性部件在熱處理(脫氫)之前和之后的體積變化小，即為凈成形(net shape)。 因此，不需進(jìn)行用以形成最終形狀的加工(例如，切削或車削)，因而磁性部件的生產(chǎn)效率優(yōu) 異。另外，與燒結(jié)成形體不同的是，在熱處理(脫氫)后制得的磁性部件中能夠觀察到粉末的 晶界。因此，粉末晶界的存在可以作為表示粉末成形體經(jīng)過熱處理而不是燒結(jié)成形體的指 標(biāo)，并且可將沒有諸如切削之類的加工痕跡作為表示熱處理前后的體積變化率小的指標(biāo)。[稀土磁體]可以通過適當(dāng)?shù)貙⑸鲜龃判圆考呕瘉碇圃煜⊥链朋w。尤其是，通過使用上述具 有高相對(duì)密度的粉末成形體，可以制造磁相比率為80體積％以上、進(jìn)一步為90體積％以上 的稀土磁體。另外，通過采用本發(fā)明的磁性部件用粉末，可以抑制由氧化物造成的磁相比率 降低，從這一角度來看，可以制得具有高磁相比率的稀土磁體。此外，當(dāng)使用設(shè)置有耐熱前 體層的磁性部件用粉末時(shí)，能夠制得即使在高溫環(huán)境下仍能保持高矯頑力的稀土磁體。以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)描述。附圖中，相同的符號(hào)表示相 同的物質(zhì)。在圖1至圖3中，放大了稀土元素的氫化合物、抗氧化層和耐熱前體層以便于理 解。[實(shí)施方案1]制備含有稀土元素、鐵和硼的粉末，將所得粉末壓縮成形以檢驗(yàn)粉末的成形性和 氧化狀態(tài)。所述粉末是按如下工序制備的，包括制備合金粉末的制備步驟，在氫氣氛中熱處 理的氫化步驟，以及形成抗氧化層的包覆步驟。首先，通過氣體霧化法(Ar氣氛)制備由稀土-鐵-硼合金(Nd2Fe14B)構(gòu)成的、平 均粒徑為lOOym的粉末(圖1(1))。使用激光衍射型粒度分布分析儀測(cè)量累計(jì)重量百分比為50%時(shí)的粒徑(50%時(shí)的粒徑)作為平均粒徑。另外，通過氣體霧化法制備包括由多晶體 構(gòu)成的顆粒的合金粉末。將所述合金粉末在氫氣(H2)氣氛中于800°C下熱處理1小時(shí)。然后，在經(jīng)過該 熱處理(氫化)后得到的基礎(chǔ)粉末中，形成由聚酰胺樹脂(此處為尼龍6，透氧系數(shù)(30°C) 0. 0011X10_nm3 *m/(s m2 *Pa))構(gòu)成的抗氧化層。具體而言，將基礎(chǔ)粉末與溶解于醇溶劑 中的聚酰胺樹脂混合，然后通過除去溶劑并將樹脂固化以形成抗氧化層。調(diào)整樹脂的量使 得抗氧化層的厚度為200nm。該厚度是假設(shè)抗氧化層均一地形成于構(gòu)成基礎(chǔ)粉末的每個(gè)磁 性顆粒表面時(shí)的平均厚度(樹脂體積/磁性顆粒的總表面積)。所述磁性顆粒的表面積可以 通過(例如)BET法測(cè)定。在這一步驟中，可以制備得到這樣的磁性顆粒用粉末，該磁性顆粒 用粉末由均具有抗氧化層的顆粒構(gòu)成，所述抗氧化層設(shè)置在每個(gè)磁性顆粒的外周并且其透 氧系數(shù)(30°C )小于 1. OX 10_nm3 m/ (s m2 Pa)。將所得到的磁性部件用粉末用環(huán)氧樹脂固定以制備用于結(jié)構(gòu)觀察的樣品。將該樣 品在所需位置處切削或拋光，從而防止樣品中所含粉末的氧化，并且使用能量色散X射線 衍射(EDX)裝置，測(cè)量構(gòu)成磁體用粉末并存在于切削表面(或拋光表面)中的每個(gè)顆粒的組 成。此外，用光學(xué)顯微鏡或電子散射顯微鏡SEM (100倍至10，000倍)觀察切削表面(或拋 光表面)以檢查每個(gè)磁性顆粒的形態(tài)。結(jié)果證實(shí)了，如圖1 (II)和圖1 (III)中所示，每個(gè) 磁性顆粒都包括充當(dāng)母相的含鐵材料2的相(具體為鐵(Fe)和鐵-硼合金(Fe3B)的相)和 分散于母相中的多個(gè)顆粒狀的稀土元素的氫化合物(NdH2) 3的相，并且含鐵材料2的相夾 在相鄰的稀土元素的氫化合物3的顆粒之間。還證實(shí)了，如圖1 (III)中所示，每個(gè)磁性顆粒 1的基本上整個(gè)表面均被抗氧化層4覆蓋，從而阻斷了外界空氣。此外，磁性顆粒1中沒有 檢測(cè)出稀土元素的氧化物(這里是Nd203)。通過使用EDX裝置對(duì)磁性部件用粉末的組成進(jìn)行表面分析(映射數(shù)據(jù))來測(cè)量相鄰 的稀土元素的氫化合物顆粒之間的距離，結(jié)果該距離為0. 6 ii m。在這種情況下，在切削表面 的表面分析中提取NdH2的峰位置，并且測(cè)量相鄰的NdH2峰位置之間的距離并平均化，以確 定平均值。使用通過與環(huán)氧樹脂結(jié)合而形成的樣品，測(cè)定每個(gè)磁性顆粒的NdH2和含鐵材料 (Fe、Fe-B)的含量(體積％)。結(jié)果，NdH2含量為33體積％，并且含鐵材料的含量為67體積％。 通過利用用作為原料的合金粉末的組成以及NdH2、Fe和Fe3B的原子重量來計(jì)算體積比，從 而分別測(cè)定所述含量?；蛘撸梢酝ㄟ^下列方法測(cè)定各含量例如，從由NdH2、Fe和Fe3B在使 用基礎(chǔ)粉末而制造的成形產(chǎn)物的切削表面(或拋光表面)的面積中所占的面積比率而確定 的面積比來計(jì)算出體積比，或者通過使用根據(jù)X射線分析所得的峰強(qiáng)度比來測(cè)定各含量。采用通過與環(huán)氧樹脂結(jié)合所形成的樣品，測(cè)定磁性顆粒的圓度。結(jié)果，圓度為 0.86。在這種情況下，圓度如下測(cè)量。用光學(xué)顯微鏡或SEM得到粉末截面的投影圖像，確定 各顆粒的實(shí)際截面積Sr和實(shí)際周長(zhǎng)。確定所述實(shí)際截面積Sr與面積Sc的比值Sr/Sc作 為顆粒的圓度，其中所述面積Sc為周長(zhǎng)與所述實(shí)際周長(zhǎng)相同的正圓的面積Sc。按照n=50 進(jìn)行采樣，將n=50時(shí)的顆粒圓度平均值作為磁性顆粒的圓度。采用液壓機(jī)，在表面壓力為10噸/cm2的條件下，將如上所述制備的具有抗氧化層 的磁性部件用粉末進(jìn)行壓縮成形(圖1 (IV))。在該情況下，成形是在大氣氣氛(空氣溫度 25°C，濕度40%)中進(jìn)行的。結(jié)果，粉末在表面壓力為10噸/cm2下能夠被充分地壓縮，從而形成外徑為10mm、高10mm的圓柱狀粉末成形體(圖1 (V))。測(cè)定所得粉末成形體的相對(duì)密度(相對(duì)于真密度而言的實(shí)際密度)，結(jié)果相對(duì)密度 為93%。實(shí)際密度是采用市售的密度測(cè)定裝置來測(cè)定的。使用NdH2密度(5. 96g/cm3)、Fe密 度(7. 874g/cm3)、Fe3B密度(7. 474g/cm3)、以及上述NdH2與含鐵材料的體積比，通過計(jì)算來 確定真密度。此外，對(duì)所得粉末成形體進(jìn)行X射線分析，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)明顯的稀土元素氧化物 (這里為Nd203)的衍射峰。如上所述，發(fā)現(xiàn)通過采用如下粉末，可制得具有復(fù)雜形狀(例如，圓柱狀)的粉末成 形體、或具有85%以上的高相對(duì)密度的高密度粉末成形體，其中所述粉末包括小于40體積％ 的稀土元素的氫化合物、以及余物,所述余物基本上由含鐵材料構(gòu)成,該含鐵材料含有Fe 和Fe3B，所述稀土元素的氫化合物分散于含鐵材料的相中。此外，還發(fā)現(xiàn)通過采用具有抗氧 化層的粉末，由于氧化物的形成受到抑制，因此能夠制得基本上不含稀土元素氧化物的粉 末成形體。將所得粉末成形體在氮?dú)夥罩杏?00°C下保持120分鐘，然后在氫氣氛中加熱至 750°C，然后將氣氛改成真空(VAC)(最終真空度1.0Pa)，在其中將粉末成形體在750°C下 熱處理(脫氫)60分鐘。由于在氫氣氛中進(jìn)行加熱，故在溫度變得充分高之后，可以開始脫 氫反應(yīng)，從而抑制反應(yīng)斑點(diǎn)(reaction spot)。通過EDX裝置檢查熱處理后所制得的圓柱形 部件(磁性部件(圖1(IV)))的組成。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，主相(87體積％以上)由Nd2Fe14B構(gòu)成，并 且氫通過熱處理而除去。另外，圓柱形部件的X射線分析結(jié)果表明，未檢測(cè)出稀土元素氧化物(這里是 Nd203)和抗氧化層殘?jiān)拿黠@衍射峰。因此，發(fā)現(xiàn)通過使用包括抗氧化層的磁性部件用粉 末，導(dǎo)致矯頑力降低的稀土元素氧化物(例如，Nd203)的形成能夠得到抑制。此外，在實(shí)施方 案1中，抗氧化層由樹脂制得，因此在壓縮成形時(shí)該抗氧化層能夠充分地跟隨著構(gòu)成粉末 的每個(gè)磁性顆粒的變形，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的成形性。此外，將熱處理(脫氫)前的粉末成形體的體積與熱處理(脫氫)后得到的圓柱形部 件(磁性部件)的體積加以對(duì)比，熱處理前后的體積變化率小于或等于5%。因此，當(dāng)采用這 樣的磁性部件作為稀土磁體的原料時(shí)，不需要諸如切削之類的單獨(dú)的加工來形成所需的外 形，從而預(yù)計(jì)有助于提高稀土磁體的生產(chǎn)效率。[實(shí)施方案2]制備包括構(gòu)造不同于實(shí)施方案1的抗氧化層的磁性部件用材料粉末，并檢驗(yàn)該粉 末的成形性和氧化狀態(tài)。在實(shí)施方案2中，制備與實(shí)施方案1中相同的磁性部件用粉末，其包括外周均包 覆有聚酰胺樹脂(尼龍6)的磁性顆粒，并且所述粉末的表面還包覆有聚乙烯(透濕系數(shù) (30°C ) :50X10_13kg/(m s MPa))。具體而言，將具有聚酰胺樹脂涂層的粉末與已溶解于 作為溶劑的二甲苯中的聚乙烯混合，然后除去溶劑并將聚乙烯固化。在該情況下，調(diào)整聚乙 烯的用量，使得由聚乙烯構(gòu)成的覆層的平均厚度為250nm。該厚度是假設(shè)聚乙烯層均一地 形成于構(gòu)成所制得粉末的每個(gè)磁性顆粒表面時(shí)的平均厚度(聚乙烯體積/磁性顆粒的總表 面積)。顆粒的表面積可以通過(例如)BET法測(cè)定。在這一步驟中，可以制備得到這樣的磁 性部件用粉末，其中構(gòu)成該粉末的顆粒均包括設(shè)置在各磁性顆粒外周的多層結(jié)構(gòu)的抗氧化 層(平均總厚度450nm)，所述抗氧化層包括低透氧層和低透濕層的層疊體，其中所述低透氧層由透氧系數(shù)(30°C)小于1. OX 10_V m/(s m2 Pa)的聚酰胺樹脂構(gòu)成，所述低透濕 層由透濕系數(shù)(30°C)小于1000X l(T13kg/(m s MPa)的聚乙烯構(gòu)成。按照與實(shí)施方案1相同的方法形成用于結(jié)構(gòu)觀察的磁性部件用粉末樣品，并檢查 構(gòu)成該粉末的磁性顆粒的組成。結(jié)果，與實(shí)施方案1中一樣，檢測(cè)到Fe相、Fe3B相和NdH2相 這三種相。還確認(rèn)了如圖2 (II)和圖2 (III)所示，每個(gè)磁性顆粒都包括充當(dāng)母相的含 鐵材料2 (包含F(xiàn)e和Fe3B)的相、以及分散于該母相中的多個(gè)顆粒狀的稀土元素的氫化合 物(NdH2)3的相。還證實(shí)了，如圖2 (III)所示，每個(gè)磁性顆粒1的表面都覆蓋有多層抗氧 化層4，依次包括由聚酰胺樹脂構(gòu)成的低透氧層4a和由聚乙烯構(gòu)成的低透濕層4b。而且， 在磁性顆粒1中沒有檢測(cè)出稀土元素的氧化物(這里是Nd203)。與實(shí)施方案1相同，測(cè)定相 鄰的NdH2顆粒間的距離，結(jié)果表明該距離為0. 6 ii m ;測(cè)定每個(gè)磁性顆粒中NdH2和含鐵材料 (Fe、Fe-B)的含量(體積％)，表明NdH2含量為32體積％、并且含鐵材料的含量為68體積％。采用液壓機(jī)，在表面壓力為10噸/cm2的條件下，將如上所述制備的具有多層結(jié)構(gòu) 抗氧化層的磁性部件用粉末進(jìn)行壓縮成形(圖2(IV))。在該情況下，成形是在大氣氣氛(空 氣溫度25°C，濕度75%(濕度高))中進(jìn)行的。結(jié)果，所述粉末在表面壓力為10噸/cm2下 能夠被充分地壓縮，從而形成外徑為10mm、高度為10mm的圓柱狀粉末成形體(圖2(V))。通 過與實(shí)施方案1相同的方法測(cè)定所得粉末成形體的相對(duì)密度，結(jié)果其相對(duì)密度為91%。另外，在與實(shí)施方案1相同的條件下對(duì)所得粉末成形體進(jìn)行熱處理，并由EDX裝 置測(cè)定所得圓柱形部件(磁性部件(圖2(VI)))的組成。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，主相(大于或等于89體 積％)由Nd2Fe14B構(gòu)成，并且通過熱處理除去了氫。另外，所得圓柱形部件的X射線分析結(jié)果 表明，未檢測(cè)出稀土元素的氧化物(這里是Nd203)和抗氧化層殘?jiān)拿黠@衍射峰。同樣的， 在實(shí)施方案2的磁性部件中，熱處理(脫氫)前后的體積變化率小于或等于5%。如上所述，通過采用包括抗氧化層的磁性部件用粉末，能夠抑制導(dǎo)致矯頑力降低 的諸如Nd203之類的稀土元素氧化物的形成。特別地，發(fā)現(xiàn)即使在水分含量相對(duì)較高的高 濕度條件下進(jìn)行壓縮成形時(shí)，也可有效地抑制稀土元素氧化物的形成。另外，在實(shí)施方案 2中，低透氧層和低透濕層均由樹脂形成，因此壓縮成形時(shí)這兩層都能夠充分地跟隨著構(gòu)成 粉末的各磁性顆粒的變形，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的成形性和兩層之間優(yōu)異的粘附性。[試驗(yàn)例1]將實(shí)施方案1和2中制得的、由稀土 -鐵-硼合金構(gòu)成的各磁性部件用2. 4MA/m (=30k0e)的脈沖磁場(chǎng)磁化,并且隨后使用BH示蹤器(由Riken Denshi株式會(huì)社制造的DCBH 示蹤器)檢查所制造的各樣品(稀土 -鐵-硼基合金磁體)的磁體特性。結(jié)果在表I中示出。 在這種情況下，作為磁體特性，測(cè)定飽和磁通量密度Bs (T)、殘余磁通量密度Br (T)、固有 矯頑力iHc、以及磁通量密度B與消磁場(chǎng)的幅度H的積的最大值(BH)max (所有這些值均在 室溫(20。。)下測(cè)得)。[表 I]〔0146〕
權(quán)利要求
1.一種用于磁性部件原料的磁性部件用粉末，該粉末包含構(gòu)成所述磁性部件用粉末的磁性顆粒， 其中每個(gè)所述磁性顆粒均由小于40體積％的稀土元素的氫化合物、以及余物構(gòu)成，所述余物由含鐵材料構(gòu)成； 所述含鐵材料含有鉄、以及含鐵和硼的鐵-硼合金； 所述稀土元素的氫化合物分散于所述含鐵材料的相中；并且 每個(gè)所述磁性顆粒的外周均設(shè)置有透氧系數(shù)(30°C)小于I. O X IO-11Hi3 *m/(s -m2 - Pa)的抗氧化層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁性部件用粉末，其中所述抗氧化層由樹脂構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的磁性部件用粉末，其中所述抗氧化層的透濕系數(shù)(30°C)小于 1000X KT13Kg/(m · S · MPa)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的磁性部件用粉末，其中所述抗氧化層包括由透氧系數(shù)(30°C)小于I. 0X10_nm3 · m/(s · m2 · Pa)的材料構(gòu)成的低透氧層、以及由透濕系數(shù)(30°C)小于1000X IO-13Kg^m · s · MPa)的材料構(gòu)成的低透濕層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的磁性部件用粉末，其中所述磁性顆粒的圓度大于或等于O. 5且小于或等于I. O。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的磁性部件用粉末，其中所述抗氧化層的厚度大于或等于IOnm且小于或等于lOOOnm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的磁性部件用粉末，其中所述抗氧化層包括由選自透氧系數(shù)(30°C)小于1.0X10_nm3 ·πι/(8 · m2 · Pa)的聚酰胺樹脂、聚酯和聚氯こ烯中的一種所構(gòu)成的低透氧層。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的磁性部件用粉末， 其中所述稀土元素選自Nd、Pr、Ce和Y中的至少ー種； 在每個(gè)所述磁性顆粒的表面上均設(shè)置有耐熱前體層；并且 所述耐熱前體層包括稀土供給原料，其由含有Dy和Tb中的至少ー種稀土元素且不含氧的化合物和合金中的至少ー者構(gòu)成；以及所述抗氧化層，其至少覆蓋一部分所述稀土供給原料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁性部件用粉末，其中所述稀土供給原料為選自氫化物、碘化物、氟化物、氯化物、溴化物、金屬間化合物和合金中的至少ー者。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的磁性部件用粉末，其中所述稀土供給原料為顆粒狀，并且所述供給原料顆粒通過所述抗氧化層而固定于每個(gè)所述磁性顆粒的表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的磁性部件用粉末，其中所述稀土元素為選自Nd、Pr、Ce、Dy和Y中的至少一種。
12.一種用于磁性部件原料的粉末成形體， 其中所述粉末成形體是通過將根據(jù)權(quán)利要求I至11中任一項(xiàng)所述的磁性部件用粉末壓縮成形而制得的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的粉末成形體，其中所述粉末成形體的相對(duì)密度大于或等于85%。
14.ー種磁性部件，其是通過在惰性氣氛或減壓氣氛中將根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的粉末成形體進(jìn)行熱處理而制得的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁性部件，其中所述熱處理前的所述粉末成形體與所述熱處理后的所述磁性部件之間的體積變化率小于或等于5%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有優(yōu)異的成形性且難以被氧化的磁性部件用粉末、由該粉末制得的粉末成形體、以及適用于諸如稀土磁體之類的磁性部件的原料的磁性部件。所述磁性部件用粉末包含構(gòu)成所述磁性部件用粉末的磁性顆粒1，并且每個(gè)所述磁性顆粒均由小于40體積%的稀土元素的氫化合物3、以及余物構(gòu)成，所述余物由含鐵材料2構(gòu)成；所述含鐵材料含有鐵、以及含鐵和硼的鐵-硼合金。所述稀土元素的氫化合物3分散于所述含鐵材料2的相中。在每個(gè)磁性顆粒1的表面上均設(shè)置有具有低透氧系數(shù)的抗氧化層4。由于含鐵材料2的相均一地存在于每個(gè)磁性顆粒1中，因此所述粉末具有優(yōu)異的成形性，并且可容易地提高粉末成形體的密度。通過設(shè)置抗氧化層4，使得在成形過程中形成于每個(gè)磁性顆粒1上的新生面幾乎不被氧化，從而可抑制因氧化物的存在而導(dǎo)致的磁相比率降低。
文檔編號(hào)B22F1/02GK102665970SQ201180004578
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者前田徹, 渡邊麻子 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社