專利名稱：：稀土磁體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及稀土磁體及其制造方法。
背景技術(shù)：
：—般來說，諸如Nd-Fe-B型的稀土磁體在室溫環(huán)境中使用，例如，在硬盤驅(qū)動(dòng)器的音圈馬達(dá)(VCM)中、或在磁共振成像(MRI)裝置中使用，因而幾乎從未需要這種稀土磁體具有耐熱性。近年來，這種類型的稀土磁體的應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大，例如其被應(yīng)用于普通汽車的EPS電機(jī)中、混合電動(dòng)車(HEV)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或FA(機(jī)器人或機(jī)床)用電機(jī)中。隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，需要稀土磁體具有耐熱性，并且能夠承受在溫度相對(duì)較高的環(huán)境中的應(yīng)用。在將稀土磁體應(yīng)用于汽車中時(shí)，這種趨勢尤其明顯。提高稀土磁體耐熱性的最為常見的方法是增加矯頑磁力，并且人們一直采用在Nd-Fe-B系合金發(fā)生熔融時(shí)加入Dy、Tb等的方法。最近，人們嘗試通過使Dy金屬從稀土磁體的表面擴(kuò)散至內(nèi)部，叢而提高矯頑磁力。例如，國際公開No.WO2006/064848，小冊(cè)子(權(quán)利要求、圖l等)披露了一種Nd-Fe-B系燒結(jié)磁體及其制造方法，其中通過還原來對(duì)Dy的氟化物、氧化物或氯化物進(jìn)行處理，從而使Dy金屬從Nd-Fe-B系燒結(jié)磁體的表面擴(kuò)散并滲透至晶界相，由此晶界得到調(diào)整，使得磁體表面上的Dy濃度較高，而磁體內(nèi)部的Dy濃度較低。另外，例如，專利文獻(xiàn)JP-A-2004-304038披露了一種稀土燒結(jié)磁體及其制造方法，其中通過濺射在稀土燒結(jié)磁體的表面上而形成Dy金屬膜或Tb金屬膜，隨后進(jìn)行熱處理，從而使Dy等熱擴(kuò)散至磁體內(nèi)部。此外，專利文獻(xiàn)JP-A-62-206802描述了這樣一種方法，該方法將5Dy-Nb合金粉末、Dy-V合金粉末等與Nd-Fe-B系合金粉末混合，并將該粉末混合物燒結(jié)從而獲得燒結(jié)磁體。然而，這些常規(guī)技術(shù)具有如下問題。即，在Nd-Fe-B系合金發(fā)生熔融時(shí)加入Dy、Tb等的方法中，利用了通過將Nd2Fe14B晶體中的Nd置換為Dy等以提高磁各向異性的原理來增加矯頑磁力，然而根據(jù)該原理，Dy等與Fe原子以磁矩反平行的方式相互耦合在一起，這會(huì)不利地造成剩磁的降低。專利文獻(xiàn)WO2006/064848中所描述的技術(shù)(在該技術(shù)中，使Dy金屬從稀土燒結(jié)磁體的表面擴(kuò)散并滲透至晶界相)適用于燒結(jié)磁體，但是該技術(shù)幾乎不能用于通過熱模塑(如熱壓)或熱塑加工(如熱擠出)而制造的磁體。其原因如下。根據(jù)專利文獻(xiàn)WO2006/064848中所描述的技術(shù)，為了完全使得Dy減少并擴(kuò)散，需要在約l，OO(TC的高溫下進(jìn)行熱處理。在燒結(jié)磁體的情況中，磁體本身在約1，10(TC下進(jìn)行燒結(jié)，因此在上述熱處理?xiàng)l件下幾乎不會(huì)造成晶粒的生長，因此基本可以忽略因晶粒生長的增加而導(dǎo)致矯頑磁力減小這一問題。另一方面，由熱模塑或熱塑加工而制造出的磁體在上述熱處理?xiàng)l件下可允許晶粒的生長，因此由Dy擴(kuò)散所引起的矯頑磁力提高與由晶粒生長而導(dǎo)致的矯頑磁力降低互相抵消。另外，當(dāng)晶粒尺寸增加時(shí)，磁疇變得不穩(wěn)定，并且矯頑磁力降低?；谶@些原因，難以將專利文獻(xiàn)WO2006/064848中所描述的技術(shù)應(yīng)用于通過熱模塑或熱塑加工而制造的磁體上，以提高其耐熱性。關(guān)于專利文獻(xiàn)JP-A-2004-304038中所描述的技術(shù)(其中，通過濺射在稀土燒結(jié)磁體的表面上而形成Dy金屬膜或Tb金屬膜，并且該金屬被熱擴(kuò)散至磁體內(nèi)部)，則需要昂貴的裝置以形成金屬膜。此外，由于批量生產(chǎn)的量較小，因此生產(chǎn)率較低。在專利文獻(xiàn)WO2006/064848和JP-A-2004-304038所描述的技術(shù)中，都是使Dy等由磁體的表面擴(kuò)散至其內(nèi)部，因此盡管Dy等在磁體的表面部分中的濃度較高，但在磁體內(nèi)部Dy等的濃度較低，因此整個(gè)磁體的磁特性可能變得不均勻。這不利于在整個(gè)磁體上獲得高的磁特性。除了專利文獻(xiàn)WO2006/064848和JP-A-2004-304038之外，還披露了許多將Dy由磁體的表面擴(kuò)散至磁體內(nèi)部的方法，但是這些方法均依賴于從磁體表面處的擴(kuò)散，并且盡管這些方法存在不同之處，但是均難以避免因磁體表面與磁體內(nèi)部之間的Dy濃度的差別而導(dǎo)致的磁特性不均勻。在專利文獻(xiàn)JP-A-62-206802所描述的方法(其中，將Dy-Nb合金粉末等與Nd-Fe-B系合金粉末混合，并且將該粉末混合物燒結(jié))中，燒結(jié)溫度高達(dá)約I，IOO'C。因此，晶粒的尺寸為5pm至10jim，從單疇理論的角度來說，這不利于獲得高的矯頑磁力，因此該方法從根本上來說不是優(yōu)選的。此外，由于在高溫?zé)Y(jié)過程中，元素Dy大部分?jǐn)U散到主晶粒的內(nèi)部，因此盡管矯頑磁力會(huì)增加，但是存在著剩磁降低的程度會(huì)增大這樣的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容'在上述情況下完成了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種稀土磁體，其表現(xiàn)出髙的矯頑磁力，同時(shí)還會(huì)抑制剩磁的降低。本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠簡便、容易地制造具有均勻磁特性的稀土磁體的制造方法。為了實(shí)現(xiàn)這些目的，本發(fā)明提供一種稀土磁體，其是至少通過熱模塑而形成的，所述稀土磁體包含晶粒以及包圍在晶粒外周的晶界相，該晶粒包含作為主相的R2X14B相，其中R為選自由Nd、Pr、Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素，并且X為Fe、或者為部分被Co置換的Fe;其中元素RH在晶界相中的濃度高于其在晶粒中的濃度，其中元素RH為選自由Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素；并且其中，從磁體的表面部分至磁體的中心部分，元素RH以基本上恒定的濃度分布存在。本發(fā)明的稀土磁體的元素RH在從磁體的表面部分至磁體內(nèi)部的深度方向上的濃度差值低于10%。在本發(fā)明的稀土磁體中，晶粒的平均晶粒尺寸優(yōu)選為1pm或更7低。在本發(fā)明的稀土磁體中，R優(yōu)選至少包含Nd禾B/或Pr。在本發(fā)明的稀土磁體中，元素RH的含量優(yōu)選為0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％。此外，本發(fā)明的稀土磁體優(yōu)選是至少通過將原料粉末進(jìn)行熱模塑而形成的，所述原料粉末包含混合有或涂敷有RH金屬和/或RH合金的R-X-B系合金粉末。在該方面，原料粉末優(yōu)選含有0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％的RH金屬和/或RH合金。此外，RH合金優(yōu)選含有選自由Cu、Al、Ga、Ge、Sn、In、Si、Ag、Au、Pd、Co、Fe、Ni、Cr和Mn所組成的組中的至少一種元素。另外，本發(fā)明還提供一種制造稀土磁鐵的方法，該方法包括'制備原料粉末的步驟，該原料粉末包含混合有或涂敷有RH金屬和/或RH合金的R-X-B系合金粉末，其中R為選自由Nd、Pr、Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素，X為Fe、或者為部分被Co置換的Fe，并且RH為選自由Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素；對(duì)所制得的原料粉末進(jìn)行冷模塑，以獲得冷壓體的步驟；以及對(duì)所獲得的冷壓體進(jìn)行熱模塑，以獲得熱壓體的步驟，或者對(duì)獲得的所述熱壓體進(jìn)一步進(jìn)行熱塑加工，以獲得熱塑加工體的步驟。在本發(fā)明的方法中，原料粉末優(yōu)選含有0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％的RH金屬和/或RH合金。本發(fā)明的方法還優(yōu)選包括將熱壓體或熱塑加工體進(jìn)行熱處理的步驟。在這一方面，優(yōu)選在500'C至900'C的溫度下進(jìn)行熱處理。在本發(fā)明的方法中，RH合金優(yōu)選包含選自由Cu、Al、Ga、Ge、Sn、In、Si、Ag、Au、Pd、Co、Fe、Ni、Cr和Mn所組成的組中的至少一種元素。本發(fā)明的稀土磁體是至少通過熱模塑而形成的磁體，并且包含晶粒以及包圍在晶粒外周的晶界相，該晶粒包含作為主相的R2X14B相(其中R為選自由Nd、Pr、Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素，并且X為Fe、或者為部分被Co置換的Fe)。此外，在本發(fā)明的稀土磁體中，元素RH(其中，元素RH為選自Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素)在晶界相中的濃度高于其在晶粒中的濃度，并且從磁體的表面部分至磁體的中心部分，元素RH以基本上恒定的濃度分布存在。因此，與常規(guī)稀土磁體(其中，元素RH在磁體的表面部分中的濃度較高，而在磁體內(nèi)部的濃度較低)相比，本發(fā)明的稀土磁體表現(xiàn)出高的矯頑磁力，同時(shí)還會(huì)均勻地抑制磁體中剩磁的降低。因此，本發(fā)明的稀土磁體能夠具有高的耐熱性。在本文中，當(dāng)本發(fā)明的稀土磁體的元素RH在從磁體的表面部分至磁體內(nèi)部的深度方向上的濃度差值低于10%時(shí)，元素RH在磁體內(nèi)部具有優(yōu)異的均勻性，這通常有助于提高矯頑磁力。此外，當(dāng)晶粒的平均晶粒尺寸為1pm或更低時(shí)，由于晶粒尺寸更為接近于單疇臨界尺寸，因而磁疇更容易穩(wěn)定化，并且?guī)缀醪粫?huì)發(fā)生逆磁疇的產(chǎn)生或擴(kuò)展。因此，容易抑制矯頑磁力的降低，這可有助于提高矯頑磁力。另外，當(dāng)R至少含有Nd禾卩/或Pr時(shí)，飽和磁化強(qiáng)度相對(duì)較高，這可有助于提高磁化強(qiáng)度。當(dāng)元素RH的含量為0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％時(shí)，會(huì)抑制剩磁的降低，因此易于有效地提高矯頑磁力。此外，當(dāng)至少通過對(duì)原料粉末(該原料粉末包含混合有或涂敷有RH金屬和/或RH合金的R-X-B系合金粉末)進(jìn)行熱模塑而形成本發(fā)明的稀土磁體時(shí)，可使元素RH均勻地?cái)U(kuò)散至磁體內(nèi)部，從而能夠有效地提高矯頑磁力。當(dāng)RH合金含有選自由Cu、Al、Ga、Ge、Sn、In、Si、Ag、Au、Pd、Co、Fe、Ni、Cr和Mn所組成的組中的至少一種元素時(shí)，由于該第二合金元素(secondaryalloyelement)會(huì)與元素RH形成共晶體，因此與單獨(dú)的RH金屬相比，RH合金的熔點(diǎn)較低。因此，可在較低9的溫度下進(jìn)行元素RH的內(nèi)部擴(kuò)散，從而可抑制晶粒的生長，這可有助于提高矯頑磁力。此外，在進(jìn)行熱模塑時(shí)，部分RH合金轉(zhuǎn)化成為液相，這同樣有益于磁體壓制體的致密化或塑性加工性的提高。在本發(fā)明稀土磁體的制備方法中，制備上述特定的原料粉末，對(duì)所制備的原料粉末進(jìn)行冷模塑，并將所獲得的冷壓體進(jìn)行熱模塑或?qū)⑺@得的熱壓體進(jìn)一步進(jìn)行熱塑加工。這樣，元素RH能夠均勻且高效地內(nèi)擴(kuò)散至晶界相中。據(jù)信其原因如下在使元素RH由磁體的表面擴(kuò)散至磁體內(nèi)部的常規(guī)方法中，對(duì)應(yīng)于磁體的尺寸，元素RH的擴(kuò)散長度為約幾毫米至幾十毫米不等，但在本發(fā)明的稀土磁體的制造方法中，元素RH的擴(kuò)散長度可低至上述長度的約1/100至約1/1000，這十分有利于實(shí)現(xiàn)均勻擴(kuò)散?；谶@一原因，根據(jù)本發(fā)明的稀土磁體的制造方法，可以通過相對(duì)容易且簡便的方式來制造稀土磁體(其中，元素RH富集在晶界相中，并且從磁體的表面部分至磁體的中心部分，元素RH以基本上恒定的濃度分布存在)，而無需濺射裝置之類的昂貴成膜裝置。此外，在通過切割所獲得的稀土磁體來制造多個(gè)稀土磁體的情況中，容易地獲得具有相同性質(zhì)的稀土磁體，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的批量生產(chǎn)率。在本文中，當(dāng)原料粉末含有0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％的RH金屬和/或RH合金時(shí)，抑制了所獲得的稀土磁體的剩磁的降低，并可以有效地提高矯頑磁力。并且，當(dāng)所述方法還包括對(duì)熱壓體或熱塑加工體進(jìn)行熱處理的步驟時(shí)，可以使元素RH更均勻地內(nèi)部擴(kuò)散至晶界相中。當(dāng)熱處理時(shí)的溫度為500'C至90(TC時(shí)，不僅使元素RH充分地?cái)U(kuò)散至晶界相內(nèi)，而且還使得大部分的元素RH保持在晶界相中，從而抑制了元素RH在晶粒中被元素R所置換，并限制了剩磁的降低。另外，還防止晶粒發(fā)生粗化，從而可獲得高的矯頑磁力。此外，當(dāng)RH合金包含選自由Cu、Al、Ga、Ge、Sn、In、Si、Ag、Au、Pd、Co、Fe、Ni、Cr和Mn所組成的組中的至少一種元素時(shí)，由于幾乎所有這些元素均可與元素RH形成共晶體，因此與RH金屬相比，這種RH合金的熔點(diǎn)較低。因此，可在較低的溫度下進(jìn)行元素RH的內(nèi)部擴(kuò)散，并且可抑制晶粒的生長，從而易于使所獲得的稀土磁體具有高的矯頑磁力。此外，在熱模塑時(shí)，部分RH合金轉(zhuǎn)化成為液相，這也可以有效地使磁體壓制體致密化或有效地提高塑性加工性。附圖筒要說明圖1示出使用掃描電子顯微鏡(SEM)而拍攝的試驗(yàn)例1中所制備的稀土合金粉末A的照片。圖2示出試驗(yàn)例1中所制備的稀土合金粉末A的X射線衍射圖譜。圖3示出使用掃描電子顯微鏡(SEM)而拍攝的實(shí)施例5中的樣品的晶體結(jié)構(gòu)的照片。圖4示出使用透射電子顯微鏡(TEM)而拍攝的實(shí)施例5中的樣品的晶體結(jié)構(gòu)的照片。發(fā)明詳述下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的稀土磁體(下文中有時(shí)稱其為"本發(fā)明的磁體")及其制造方法(下文中有時(shí)稱其為"本發(fā)明的制造方法")。1.本發(fā)明的磁體本發(fā)明的磁體是至少通過熱模塑而形成的磁體，因此從這一點(diǎn)來看，該磁體不同于所謂的燒結(jié)磁體。本發(fā)明的磁體包含晶粒以及晶界相，所述晶粒含有作為主相的R2X14B相。這些晶?；旧蠟榘鍫罹w，并且所述晶界相包圍在所述晶粒的外周。在本發(fā)明的磁體中，R為選自由Nd、Pr、Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素。R優(yōu)選為Nd或Pr、或優(yōu)選至少含有Nd和/或Pr，例如為含有Nd禾卩/或Pr的組合。更優(yōu)選的是，R含有Nd和/或Pr作為主要成分，這是因?yàn)樵谙⊥猎刂?，Nd和Pr的資源相對(duì)充足且廉價(jià)，并且具有相對(duì)較高的飽和磁化強(qiáng)度，這有利于(例如)提高磁力。進(jìn)一步更優(yōu)選的是，R含有Pr作為主要成分。與R主要基于Nd時(shí)的情況相比，當(dāng)R主要基于Pr時(shí)，R2X14B化合物的各向異性磁場較大，而這對(duì)于(例如)提高矯頑磁力是有利的。另外，與R主要基于Nd時(shí)的情況相比，當(dāng)R主要基于Pr時(shí)，R2XmB化合物的熔點(diǎn)較低，而這對(duì)于(例如)提高熱塑加工性是有利的，并且還可改善晶體取向。對(duì)于R，具體而言，Nd和/或Pr的質(zhì)量M占全部R的總質(zhì)量n/。的比例優(yōu)選為50%或更高，更優(yōu)選為60%或更高，進(jìn)一步更優(yōu)選為70%或更高，最優(yōu)選為80%或更高。在上述化學(xué)式中，X為Fe或者部分被Co置換的Fe。從(例如)磁特性(尤其是較大的飽和磁通密度)和價(jià)格低廉的角度來看，X優(yōu)選為Fe。R2X14B相的具體例子包括Nd2Fe14B相、Pr2Fe14B相、(Nd,Pr)2Fe14B相，以及由于元素Dy擴(kuò)散至這些相中并且被該元素部分置換而得到的相，例如(Nd,Dy)2FeMB相、(Pr,Dy)2Fe14B相和(Nd,Pr，Dy)2Fe14B相。在本發(fā)明的磁體中，元素RH在晶界相中的濃度高于其在主晶粒中的濃度。元素RH為選自Dy、Tb和Ho中的至少一種元素。從(例如)矯頑磁力提高效果與成本之間達(dá)到很好的平衡的角度來看，元素RH優(yōu)選為Dy或Tb，或優(yōu)選至少含有Dy和/或Tb,例如RH為含有Dy和/或Tb的組合。更優(yōu)選的是，元素RH含有Dy禾n/或Tb作為主要成分。在本發(fā)明的磁體中，從磁體的表面部分至磁體的中心部分，元素RH以基本上恒定的濃度分布存在。本文中的術(shù)語"基本上恒定"是指在磁體的表面部分、磁體的中心部分、以及位于磁體的表面部分與中心部分之間的中間部分，元素RH的濃度是一致的，或者從測量誤差等的角度來看，這些濃度的差值在可接受的范圍內(nèi)。S卩，在本發(fā)明的磁體中，元素RH在從磁體的表面部分至磁體內(nèi)部的深度方向上，以幾乎相等的濃度存在。因此，在這一點(diǎn)上，本發(fā)明的磁體明顯不同于常規(guī)的梯度燒結(jié)磁體(例如專利文獻(xiàn)JP-A-2006-303436或JP-A-2006-179963中所描述的磁體)，其中在該常規(guī)的梯度燒結(jié)磁體中，在磁體的表面部分中元素RH的濃度較高，而在磁體的內(nèi)部元素RH的濃度較低。在本發(fā)明的磁體中，從(例如)元素RH在磁體內(nèi)的優(yōu)異均勻性以及能夠有助于提高矯頑磁力的角度來看，元素RH在從磁體的表面部分至磁體內(nèi)部的深度方向上的濃度差值優(yōu)選在10%以內(nèi)。在這一方面，可通過如下方法來獲得元素RH在從磁體的表面部分至磁體內(nèi)部的深度方向上的濃度差值，該方法為測量元素RH在磁體的表面部分、磁體的中心部分、以及位于磁體的表面部分與中心部分之間的中間部分處的濃度；將(其中的最大值-其中的最小值)的值除以其中的最大值，并將所獲得的值乘以100。即，可通過如下方程式來計(jì)算元素RH的濃度差值。元素RH的濃度差值={(最大濃度-最小濃度)/(最大濃度)}><100元素RH的濃度差值更優(yōu)選在8%以內(nèi)，進(jìn)一步更優(yōu)選在5%以內(nèi)，再進(jìn)一步更優(yōu)選在3%以內(nèi)，并且最優(yōu)選在2%以內(nèi)。在本發(fā)明的磁體中，從(例如)抑制剩磁的降低以及可有效地提高矯頑磁力的角度來看，元素RH的含量優(yōu)選為0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.02質(zhì)量％至6質(zhì)量％，進(jìn)一步更優(yōu)選為0.05質(zhì)量％至3質(zhì)量％?？赏ㄟ^對(duì)從磁體的表面部分至磁體內(nèi)部的深度方向上的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行EDX分析，從而測量并評(píng)價(jià)元素RH的濃度分布。另外，通過ICP發(fā)射光譜化學(xué)分析或熒光X射線分析來測量并評(píng)價(jià)元素RH的含量。順帶提及，可通過使用含有R-X-B系合金粉末(該合金粉末混合有或涂敷有RH金屬和/或RH合金)的原料粉末、并使其至少通過熱模塑而適當(dāng)?shù)匦纬杀景l(fā)明的磁體。本文中所用的RH金屬包括通過使金屬和金屬粉末蒸發(fā)而制得的金屬蒸氣。類似的，RH合金包括通過使合金和合金粉末蒸發(fā)而制得的合金蒸氣。這在后面的"2.本發(fā)明的制造方法"中有描述。在本發(fā)明的磁體中，從(例如)易于抑制矯頑磁力的降低以及可有助于提高矯頑磁力的角度來看，晶粒的平均晶粒尺寸的上限優(yōu)選為lpm或更低，更優(yōu)選為0.5nm或更低。對(duì)平均晶粒尺寸的下限沒有特別的限制。例如，當(dāng)對(duì)原料合金粉末(其處于由約20nm的微細(xì)晶粒與無定形相所形成的混合狀態(tài)、且該原料合金粉末由淬火法制得)進(jìn)行熱模塑時(shí)，則會(huì)造成無定形相的結(jié)晶以及微細(xì)晶粒的生長，并使得晶粒尺寸為約30nm至50nm。無定形相不會(huì)提高矯頑磁力，但是當(dāng)無定形相結(jié)晶至晶粒尺寸為30nm至50nm時(shí)，會(huì)獲得足夠高的矯頑磁力。通過如下方式來測定晶粒的平均晶粒尺寸，該方式為切割本發(fā)明的磁體，拋光后用S.EM進(jìn)行觀測，在拍攝到R2X14B晶體的C平面(放大倍數(shù)IO,OOO倍)時(shí)在該圖像中繪制若干條直線，并且總共測量50個(gè)晶粒的長度，隨后計(jì)算長度的平均值。對(duì)本發(fā)明的磁體的形狀沒有特別限定，可根據(jù)用途從多種形狀(如圓柱狀、柱狀、碟狀、板狀、棒狀、桶狀和瓦片狀等)中進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇。關(guān)于本發(fā)明的磁體的應(yīng)用，其合適的例子包括在高溫而非室溫下工作的電機(jī)，因高速高功率旋轉(zhuǎn)而會(huì)產(chǎn)生較多熱量的電機(jī)(如車輛EPS電機(jī)和驅(qū)動(dòng)馬達(dá))，機(jī)床、機(jī)器人等中的高功率電機(jī)，空調(diào)的室外機(jī)組用電機(jī)，以及電梯的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。2.本發(fā)明的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的制造方法是能夠恰當(dāng)?shù)刂圃毂景l(fā)明的磁體的制造方法。本發(fā)明的制造方法基本包括如下步驟(1)至(3)。步驟(1):步驟(1)為制備原料粉末的步驟，該原料粉末包含混合有或涂敷有RH金屬和/或RH合金的R-X-B系合金粉末(其中R為選自由Nd、Pr、Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素，X為Fe、或者為部分被Co置換的Fe，并且RH為選自由Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素)。R、X和RH的合適選擇情況如上所述。在R-X-B系合金中，從(例如)同時(shí)保持高的矯頑磁力和高的剩磁(矯頑磁力和剩磁被用作磁特性的評(píng)價(jià)指標(biāo))的角度來看，R的含量優(yōu)選為27質(zhì)量％至33質(zhì)量％，更優(yōu)選為28質(zhì)量％至32質(zhì)量％，進(jìn)一步更優(yōu)選為28.5質(zhì)量％至31質(zhì)量％。X為單獨(dú)的Fe或部分被Co置換的Fe。Fe被Co置換后可提高R2FenB化合物的居里溫度，并提高耐腐蝕性，但另一方面，如果Fe被Co過量置換，則剩磁等會(huì)降低?；谶@一原因，在R-X-B系合金中，Co的含量優(yōu)選為6質(zhì)量％或更低，更優(yōu)選為3質(zhì)量％或更低。在R-X-B系合金中，從可容易地制造R2XmB化合物、而不會(huì)造成剩磁的降低的角度來看，B的含量優(yōu)選為0.8質(zhì)量％至1.2質(zhì)量％、更優(yōu)選為0.9質(zhì)量％至1.1質(zhì)量％。除了這些元素以外，R-X-B系合金還可含有至少一種元素，如Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、In、Ga、Sn、Hf、Ta和W，這是因?yàn)楫?dāng)這些元素以合適的含量存在于晶界相中時(shí)，可有助于晶粒的均勻化或有助于提高矯頑磁力。從(例如)獲得上述效果并且同時(shí)抑制剩磁的降低的角度來看，這種元素的含量優(yōu)選為3.0質(zhì)量％或更低，更優(yōu)選為1.5質(zhì)量％或更低。另外，該元素的含量的下限為0.01質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.1質(zhì)量％。另一方面，RH合金優(yōu)選含有選自由Cu、Al、Ga、Ge、Sn、In、Si、Ag、Au、Pd、Co、Fe、Ni、Cr和Mn所組成的組中的至少一種元素以作為第二合金元素。當(dāng)含有這種第二合金元素時(shí)，會(huì)獲得如下的優(yōu)點(diǎn)。即，該第二合金元素會(huì)與元素RH形成共晶體，并且與單獨(dú)的RH金屬相比，含有該第二合金元素的RH合金的熔點(diǎn)較低。例如，雖然單獨(dú)的Dy金屬的熔點(diǎn)為約1,412°C，但是85%Dy-15%Cu(質(zhì)量%)合金的低共熔點(diǎn)為約790°C，這種熔點(diǎn)的降低有利于在低溫下進(jìn)行元素RH(例如Dy)的擴(kuò)散處理。這樣，可在較低溫度下進(jìn)行元素RH的內(nèi)部擴(kuò)散，并可抑制晶粒的生長，這可有助于提高矯頑磁力。另外，部分RH合金在熱模塑時(shí)轉(zhuǎn)化為液相，這也可有效地使磁體壓制體致密化或者提高塑性加工性。此外，單獨(dú)的RH金屬的可粉碎性較差，因此非常難以獲得直徑為幾十微米的粉末，而RH金屬與上述第二合金元素形成共晶體則有助于RH合金的粉碎，其中在(例如)將RH合金與R-X-B合金粉末混合時(shí)RH合金的粉碎是必需的。特別是，為了獲得上述優(yōu)點(diǎn)，上述元素的含量優(yōu)選為10質(zhì)量％至50質(zhì)量%，更優(yōu)選為20質(zhì)量％至40質(zhì)量％。當(dāng)RH合金含有選自由Cu、Al、Ga、Ge、Sn、In、Si、Ag、Au和Pd所組成的組中的至少一種元素作為其第二合金元素時(shí)，由于這些元素中的每一種的熔點(diǎn)均低于不含有這些第二合金元素的RH合金的熔點(diǎn)，因此這有利于(例如)使低共熔溫度較低。從低熔點(diǎn)以及材料成本等的角度來看，RH合金更優(yōu)選含有選自由Cu、Al、Ga、Ge和Sn所組成的組中的至少一種元素作為其第二合金元素，并且同樣從該觀點(diǎn)來看，進(jìn)一步'更優(yōu)選含有Cu或Al、或者至少含有Cu和/或Al，例如含有Cu和/或Al的組合。當(dāng)RH合金含有選自由Co、Fe、Ni、Cr和Mn所組成的組中的至少一種元素作為其第二合金元素時(shí)，尤其有利的是(例如)磁沐壓制體難以斷裂，并且在塑性加工時(shí)容易拉伸，而且表現(xiàn)出優(yōu)異的磁特性。更優(yōu)選含有Co或Fe，或至少含有Co和/或Fe(例如含有Co和/或Fe的組合)，這是因?yàn)?例如)熔融溫度的降低幅度較大，這對(duì)于加快元素RH的擴(kuò)散是有利的，并且即使其在晶粒中被部分置換，也幾乎不會(huì)產(chǎn)生磁性不利影響。可(例如)通過下述方式來具體制備所述原料粉末。順帶提及，可由其他方法來制備或提供原料粉末。下面對(duì)制造原料粉末時(shí)的情況進(jìn)行描述。首先制備R-X-B系合金粉末。關(guān)于R-X-B系合金粉末的制造方法，例如，將具有預(yù)定成分組成的R-X-B系合金(例如Nd-Fe-B系合金、Pr-Fe-Co-B系合金、Pr-Fe-B系合金或Pr-Nd-Fe-Co-B系合金)根據(jù)合金的組成在某一溫度下熔融，并將該熔體由噴嘴噴射至具有髙的散熱能力的旋轉(zhuǎn)輥(例如，銅制旋轉(zhuǎn)輥)上，并進(jìn)行超淬火(例如，在旋轉(zhuǎn)輥的圓周速度為10m/秒至30m/秒的條件下冷卻)，從而獲得這樣的片狀粉末，該片狀粉末的長度為約幾十毫米，厚度為約20pm至50nm，其內(nèi)部由約10nm至20nm的微細(xì)晶粒構(gòu)成，且部分為無定形相。隨后，使用噴射沖擊磨等將該片狀粉末粉碎，并且如果需要的話，可進(jìn)行篩選，直至長的一側(cè)的長度為約300nm或更低為止，這樣便可獲得R-X-B系合金粉末。這樣制得的R-X-B系合金粉末(超淬火粉末)為磁各向同性粉末。R-X-B系合金粉末的制備方法的其他例子包括如下方法將具有上述預(yù)定成分組成的R-X-B系合金進(jìn)行熔融-鑄造而獲得鑄錠，將該鑄錠在約800'C的高溫下儲(chǔ)存并釋放氫氣，從而獲得R-X-B系合金粉末。根據(jù)該方法，將鑄錠在高溫下儲(chǔ)存并釋放氫氣，從而將該鑄錠粉碎至約幾百微米的程度，同時(shí)獲得了具有微細(xì)重結(jié)晶晶粒的晶體結(jié)構(gòu)的粉末，其中所述重結(jié)晶晶粒的尺寸為幾百納米，并且該重結(jié)晶晶粒通過其方位角的排列而沉積。這樣獲得的R-X-B系合金粉末(所謂的HDDR粉末)為具有磁各向異性的粉末。接著，制備RH金屬和/或RH合金。這種粉末的制備方法的例子包括上述的超淬火法、霧化法、鑄造法和氣體蒸發(fā)法。例如，在霧化法中，RH金屬熔體或RH合金熔體在氣體或水中霧化，或者在旋轉(zhuǎn)盤上霧化，從而可制得尺寸為約幾十微米至一百幾十微米的粉末。另外，根據(jù)氣體蒸發(fā)法，盡管其生產(chǎn)率不高，但是可制得尺寸為幾十納米的微細(xì)粉末。另外，可對(duì)通過利用常規(guī)鑄模的鑄造法或者借助薄帶鑄造的鑄造法而獲得的RH金屬或RH合金進(jìn)行多種濕法或干法粉碎加工，以制備尺寸為幾十納米的微細(xì)粉末。隨后，將R-X-B系合金粉末與RH金屬粉末和/或RH合金粉末混合，以制備原料粉末?；旌戏椒刹捎酶墒较到y(tǒng)或濕式系統(tǒng)。混合方法的具體例子包括如下方法在大氣或惰性氣體氣氛(如氮?dú)饣驓鍤?中，通過使用搖滾式混合機(jī)等對(duì)粉末進(jìn)行干法混合的方法；以及將粉末在有機(jī)溶劑(例如己烷)中進(jìn)行濕法混合的方法。順帶提及，即使當(dāng)通過混合將各粉末進(jìn)行更為精細(xì)地粉碎時(shí)，也不會(huì)對(duì)以后的冷模塑產(chǎn)生顯著的影響，并且對(duì)于后續(xù)的熱擴(kuò)散而言，尺寸為約10(am至100(am的RH金屬粉末或RH合金粉末是更為有利的。當(dāng)然，從防止氧化、防止燃燒等角度來看，優(yōu)選的是，避免將RH金屬粉末或RH合金粉末過度粉碎至約1^m。除了上述混合之外，可將RH金屬和/或RH合金涂敷于R-X-B系合金粉末上，以制備原料粉末。關(guān)于涂敷方法，例如，將R-X-B系合金粉末和RH金屬片或RH合金片在高真空中旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在80(TC至900'C下對(duì)其進(jìn)行熱處理，這樣便可獲得其上涂敷有RH金屬或RH合金的R-X-B系合金粉末。在使用這種經(jīng)涂敷的粉末時(shí)，可省略后續(xù)的混合步驟，并且其優(yōu)于通過混合方法而制得的原料粉末，這是因?yàn)樵跓崮Ｋ芑驘崽幚磉^程中，元素RH能夠更為均勻地?cái)U(kuò)散。其他例子包括如下方法將RH金屬粉末或RH合金粉末分散于水含量較低的有機(jī)溶劑中，并將所得的分散液噴于R-X-B系合金粉末的表面上。此外，可通過使用諸如氣相沉積或CVD等技術(shù)將RH金屬或RH合金涂敷于R-X-B系合金粉末上。在原料粉末中，例如從抑制剩磁的降低、以及易于有效地提高矯頑磁力的角度來看，RH金屬和/或RH合金在原料粉末中所占的比例優(yōu)選為0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.02質(zhì)量％至6質(zhì)量％，進(jìn)一步更優(yōu)選為0.05質(zhì)量％至3質(zhì)量％。步驟(2)步驟(2)是將所制備的原料粉末進(jìn)行冷模塑，以獲得冷壓體的步驟。更具體而言，將原料粉末填充在冷壓模具中，并且形成具有各種形狀(例如圓柱狀、柱狀或板狀)的冷壓體。在該步驟中，如果能夠?qū)⒃戏勰┕袒鸵鸦旧献銐蛄?。從處理時(shí)的強(qiáng)度、壓制的壓力、模具的壽命等角度來看，冷壓體的實(shí)際密度優(yōu)選為40%至70%，更優(yōu)選為50%至70%。冷模塑時(shí)的壓縮模塑壓力為(例如)約2噸/平方厘米至4噸/平方厘米，壓力保持時(shí)間為(例如)約1秒至10秒。此處，在使用含有具有磁各向同性的R-X-B系合金粉末的原料粉末的情況下，可通過上述工序基本上形成冷壓體。另一方面，在使用含有具有磁各向異性的R-X-B系合金粉末(HDDR粉末)的原料粉末的情況下，在冷模塑時(shí)可通過進(jìn)一步施加磁場(如直流磁場或脈沖磁場)從而使模具中的R-X-B系合金粉末發(fā)生取向，以形成磁各向異性的冷壓體。如果是這種情況，則無需進(jìn)行下面所描述的用于賦予磁各向異性的熱塑加工，(例如)這有助于通過工藝的簡化等而提高生產(chǎn)率。步驟(3)步驟(3)為對(duì)所獲得的冷壓體進(jìn)行熱模塑，從而獲得熱壓體，或者對(duì)所獲得的熱壓體進(jìn)一步進(jìn)行熱塑加工，從而獲得熱塑加工體的步驟。如上所述，在使用含有具有磁各向同性的R-X-B系合金粉末的原料粉末的情況下，對(duì)步驟(2)中所獲得的冷壓體進(jìn)行熱模塑，并將所獲獰熱壓體進(jìn)行熱塑加工，從而獲得熱塑加工體(稀土磁體)。在使用含有具有磁各向異性的R-X-B系合金粉末(HDDR粉末)的原料粉末的情況下，對(duì)步驟(2)中所獲得的冷壓體進(jìn)行熱模塑，從而獲得熱壓體(稀土磁體)。關(guān)于熱模塑，可適當(dāng)?shù)夭捎脽釅骸Ａ硗?，也可采用SPS(放電等離子體燒結(jié))等，其通過施加熱、壓力以及高電流從而加速致密化。順帶提及，可使用獨(dú)立的裝置(例如壓鍛機(jī))來分別獨(dú)立地進(jìn)行熱模塑和熱塑加工，或者使用一個(gè)裝置(例如壓鍛機(jī))來連續(xù)地進(jìn)行這兩個(gè)步驟。在熱壓過程中，(例如)可在處于惰性氣體氣氛(如氬氣)、真空或大氣中的已加熱模具內(nèi)，對(duì)冷壓體進(jìn)行加壓和致密化。此時(shí)，從(例如)致密化與晶粒生長的抑制作用之間的平衡、以及元素RH的擴(kuò)散能力的角度來說，加熱溫度優(yōu)選為500'C至90(TC，更優(yōu)選為70(TC至90(TC。另外，熱模塑時(shí)的壓縮模塑壓力為(例如)約2噸/平方厘米至4噸/平方厘米，壓力保持時(shí)間為(例如)約5秒至30秒。例如，在各向同性熱壓體的情況中，從防止在后續(xù)步驟中在熱塑加工時(shí)發(fā)生龜裂或斷裂的角度來說，或者在各向異性熱壓體的情況中，從通過提高密度從而增加剩磁的角度來說，熱模塑后所得熱壓體的密度優(yōu)選為理論密度的97%至100%,更優(yōu)選為98%至100%，進(jìn)一步更優(yōu)選為99.5°/。至100%。熱塑加工的具體例子包括熱擠出、熱拉伸、熱鍛和熱軋?？蓡为?dú)進(jìn)行這些操作，或者將兩種或多種操作組合進(jìn)行。在形成為圓柱狀或板狀的情況下，從(例如)晶粒的取向特性或材料產(chǎn)率的角度來說，可適當(dāng)?shù)夭捎脭D出法。在熱塑加工中，(例如)通過將熱壓體在惰性氣體氣氛(如氬氣)、真空或大氣中加熱，從而使其發(fā)生塑性變形。通過塑性變形，R2X14B晶體的C軸沿著施加有應(yīng)力的方向進(jìn)行取向，從而獲得各向異性的磁體。此時(shí)，從'(例如)晶粒生長的抑制作用與塑性變形之間的平衡、以及元素RH的擴(kuò)散能力的角度來說，加熱溫度的下限優(yōu)選為5CKTC或更高，更優(yōu)選為70(TC或更高，進(jìn)一步更優(yōu)選為75(TC或更高。另一方面，加熱溫度的上限優(yōu)選為90(TC或更低，更優(yōu)選為85(TC或更低。本發(fā)明的制造方法基本包括上述步驟(1)至(3)。本發(fā)明的制造方法還可包括下述步驟(4)。在包括步驟(4)的情況中，由于元素RH的擴(kuò)散，矯頑磁力可以得到提高。步驟(4):步驟(4)是將熱壓體或熱塑加工體進(jìn)行熱處理的步驟。在之前的熱模塑或熱塑加工中，混入的元素RH優(yōu)先擴(kuò)散至晶界相中，但是在許多情況中熱模塑時(shí)間或熱塑加工時(shí)間相對(duì)較短。因此，當(dāng)對(duì)熱壓體或熱塑加工體進(jìn)行熱處理時(shí)，可使元素RH向晶界相中的擴(kuò)散得到加速。此外，在熱處理后將稀土磁體切割以獲得多個(gè)磁體的情況中，(例如)易于有利地獲得具有相同性能的磁體。在熱模塑后進(jìn)行熱塑加工的情況中，可向熱塑加工體施加熱處理。這里，上述熱處理的溫度優(yōu)選為50(TC至900°C，更優(yōu)選為700°C至900°C，進(jìn)一步更優(yōu)選為75(TC至900°C?？筛鶕?jù)熱處理溫度恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整熱處理時(shí)間，并且所述熱處理時(shí)間優(yōu)選為IO分鐘至12小時(shí)，更優(yōu)選為30分鐘至6小時(shí)，進(jìn)一步更優(yōu)選為30分鐘至3小時(shí)。當(dāng)熱處理溫度和熱處理時(shí)間處于上述范圍內(nèi)時(shí)，不僅易于使元素RH充分地?cái)U(kuò)散至晶界相中，而且易于使大部分的元素RH保持在晶界相中，從而抑制了晶粒中發(fā)生的被元素R置換，并且限制了剩磁的降低。另外，還會(huì)防止晶粒的粗化，從而可獲得高的矯頑磁力。在熱處理中，從抑制矯頑磁力降低的角度來說，優(yōu)選對(duì)溫度和時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得晶粒的平均晶粒尺寸為1^m或更低。另外，在熱處理中，從提高生產(chǎn)率的角度來看，較高的熱處理溫度和較短的熱處理時(shí)間是優(yōu)選的。因此，當(dāng)熱處理溫度為S0(TC至90(TC時(shí)，熱處理時(shí)間優(yōu)選為10分鐘至2小時(shí)，當(dāng)熱處理溫度為500°C至70(TC時(shí)，熱處理時(shí)間優(yōu)選為3小時(shí)至12小時(shí)。順帶提及，從抑制氧化的角度來說，優(yōu)選在(例如)惰性氣體氣氛(如氬氣)或真空中進(jìn)行熱處理。例子下面將參照例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。1.試驗(yàn)例1(原料粉末的制備)將成分組成為30。/oNd-2MCo-l。/。B-余量為Fe(以質(zhì)量％計(jì))的稀土合金在1,350'C下熔融，并將該熔體由噴嘴噴射至鍍有Cr的銅制旋轉(zhuǎn)輥(旋轉(zhuǎn)輥的圓周速度是20m/秒)上，從而獲得快速淬火的合金片。通過切碎機(jī)將該快速淬火的合金片粉碎并過篩，以制得最大粒徑為350iim或更低的稀土合金粉末(下文中，有時(shí)稱其為"稀土合金粉末A")。用掃描電子顯微鏡(SEM)以20,000倍的放大倍數(shù)來觀察稀土合金粉末A的斷裂表面。如茵1所示，結(jié)果證實(shí)稀土合金粉末A由尺寸約0.1pm的微細(xì)晶粒構(gòu)成。此外，如圖2所示，根據(jù)利用Co的Ka-射線源進(jìn)行的X射線衍射測試，證實(shí)這些晶粒為Nd2(Fe,Co)14B化合物。另外，將Dy金屬高頻熔融，并通過離心霧化法將該熔體霧化，以獲得粒度分布為30pm至100pm的Dy金屬粉末。另外，采用與制備Dy金屬粉末相同的工序，制備成分組成為85質(zhì)量。/。Dy-15質(zhì)量%Cu的85Dy-15Cu合金粉末(下文中，有時(shí)省略了對(duì)成分組成的解釋，然而(例如)表達(dá)方式"aX-bY-cZ"表示含有a質(zhì)量。/。的X、b質(zhì)量％的Y以及c質(zhì)量n/。的Z)。如后面的表1所示，將0.3質(zhì)量％至1.1質(zhì)量％的Dy金屬粉末或85Dy-15Cu合金粉末加入到稀土合金粉末A中，并使用磨咖啡機(jī)在大氣中將其混合。通過這種方式，分別制得用于制造實(shí)施例1至6的稀土磁體的各原料粉末。另一方面，采用與制備稀土合金粉末A相同的工序，制備成分組成為29質(zhì)量。/。Nd-l質(zhì)量。/。Dy-2質(zhì)量。/。Co-l質(zhì)量。/。B-余量為Fe的稀土粉末(在對(duì)快速淬火合金進(jìn)行熔融時(shí)預(yù)先加入了Dy的粉末)(下文中有時(shí)稱其為"稀土合金粉末B")。順帶提及，在制備比較例1的稀土磁體時(shí)，直接使用稀土合金粉末A，而在制備比較例2的稀土磁體時(shí)，直接使用稀土合金粉末B。(冷模塑)將55克各原料粉末、稀土合金粉末A或稀土合金粉末B裝入冷壓模具中，并通過施加3噸/平方厘米的壓力而成形，從而制得圓柱狀的冷壓體(外徑23mm，內(nèi)徑14mm,高度30mm)。(熱模塑)將所述冷壓體置于熱壓模具中，并通過在氬氣氣氛中于80(TC下加熱、并施加3噸/平方厘米的壓力約15秒鐘而成形，從而制得高度為約20mm的致密化的圓柱狀熱壓體。(熱塑加工)將所述熱壓體置于反向擠出裝置的模具中，并通過在大氣中于85(TC下加熱該模具來進(jìn)行反向擠出，從而獲得內(nèi)徑和高度發(fā)生變形的熱塑加工體(外徑23mm，內(nèi)徑18mm，高度40mm)，并將未擠出的底部切掉。通過這種方式，制得在半徑方向上具有磁各向異性的圓柱狀稀土磁體。(稀土磁體的微結(jié)構(gòu))從實(shí)施例1至6的各稀土磁體上切下樣品，將其嵌入樹脂中，并在拋光和蝕刻之后，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀測樣品。如圖3所示，根據(jù)對(duì)實(shí)施例5的樣品的測量，觀察到多個(gè)板狀晶粒，在該晶粒中Nd2(Fe,Co)14B晶體的C軸沿著與照片垂直的方向排列。晶體的尺寸如下其厚度為0.05nm至O.lnm，長度為0.2pm至0.6]um。此夕卜，如圖4所示，根據(jù)利用透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行的測量，證實(shí)了厚度為約幾納米至10納米的晶界相包圍在主晶粒的外周(在圖4中，白線標(biāo)尺表示50nm)。此外，對(duì)各結(jié)構(gòu)的圖像進(jìn)行了拍照，并測定了晶粒尺寸。此時(shí)，通過如下方式來計(jì)算晶粒尺寸在拍攝稀土磁體的C平面(放大倍數(shù)IO，OOO倍)后在該圖像中繪制若干條直線，總共測量50個(gè)晶粒的長度，并隨后確定所測量的長度的平均值。此外，使用與SEM連接的EDX分析儀來測定晶粒中和晶界相中稀土元素的濃度，結(jié)果證實(shí)了比較例1的磁體所含的晶粒中包含作為主相的Nd2Fe14B相，并且晶界相中富含Nd。另外，還證實(shí)了實(shí)施例1的磁體所含的晶粒中包含作為主相的Nd2FewB相，并且在晶界相中比晶粒中更富含Dy。對(duì)于實(shí)施例3的稀土磁體(含有1質(zhì)量％的Dy金屬粉末)，在磁體的表面部分、磁體的中心部分及其中間部分(10nmx10Jim的區(qū)域)進(jìn)一步進(jìn)行EDX分析，并測量各區(qū)域中元素Dy的濃度。在這一方面，作為元素Dy在磁體的表面部分的濃度，測定距離圓柱狀磁體最外層表面處的深度為10pm的部分處的元素Dy濃度。作為元素Dy在磁體中心部分的濃度，測定對(duì)應(yīng)于圓柱狀磁體的內(nèi)徑與外徑的平均值的部分處的元素Dy濃度。作為元素Dy在中間部分的濃度，測定介于磁體的表面部分和磁體的中心部分之間的部分處的元素Dy濃度。結(jié)果，元素Dy在磁體的表面部分的濃度為0.94%，在磁體中間部分的濃度為0.92%，在磁體的中心部分的濃度為0.93%。即，元素RH在從磁體的表面部分至磁體內(nèi)部的深度方向上的濃度差值為2.1%。因此，可以看出，與常規(guī)的梯度燒結(jié)磁體(參見專利文獻(xiàn)JP-A-2006-303436的表1中所描述的距離表面10pm或500|am的部分處的數(shù)據(jù))相比，本發(fā)明的稀土磁體的元素Dy濃度在整個(gè)磁體范圍內(nèi)具有極為優(yōu)異的均勻性。這些結(jié)果證實(shí)了元素Dy集中于晶界相中，同時(shí)，從磁體的表面部分至磁體的中心部分，元素Dy以幾乎恒定的濃度分布存在。艮P，這表明，與使元素Dy由磁體表面擴(kuò)散并滲入的方法(例如，專利文獻(xiàn)JP-A-2006-303436中所描述的功能性梯度磁體)相比，根據(jù)本發(fā)明，在磁體內(nèi)部Dy濃度明顯均勻(各區(qū)域間的濃度差為約10%或更低)。順帶提及，從實(shí)施例3以及其他實(shí)施例的Dy濃度分布結(jié)果可容易地推斷元素Dy以類似的方式分布在晶界相中。(磁特性的測量)利用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)測量通過以下方法獲得的弧形磁片(4(高)mmx4(寬)mmx2.5(厚)mm),并通過進(jìn)行退磁場校正來測定矯頑磁力(Hcj)和剩磁(Br)'，所述方法為將上述制得'的各圓柱狀稀土磁體切割成高度方向?yàn)?mm，并進(jìn)一步沿圓周將其分成16份。試驗(yàn)例1的各種條件和結(jié)果一同示于表1中。<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>表1表明了如下內(nèi)容。即，與其他例子相比，比較例1的稀土磁體具有較小的矯頑磁力Hcj。這是由于該磁體是單獨(dú)使用稀土合金粉末A而制成的，而未將Dy金屬粉末或85Dy-15Cu合金粉末與稀土合金粉末A混合。在比較例2的稀土磁體中，矯頑磁力Hcj增加了，但是剩磁Br的降低量較大。據(jù)信，發(fā)生這種情況的原因是由于在快速淬火合金的熔融過程中加入了Dy，因而可提高矯頑磁力Hcj，但是由于Dy與Fe原子之間以磁矩反平行的方式耦合，因而剩磁降低。另一方面，可以看出，與比較例1的稀土磁體相比，實(shí)施例l至3的稀土磁體表現(xiàn)為剩磁Br降低程度較小、并且矯頑磁力Hcj增加程度較大。據(jù)信，其原因如下在對(duì)原料粉末進(jìn)行冷模塑、熱模塑和熱塑加工的過程中Z使得在磁體內(nèi)部，元素Dy向晶界相內(nèi)的擴(kuò)散是均勻的，因而可有效地提高矯頑磁力Hcj。與實(shí)施例1至3的稀土磁體相比，實(shí)施例4至6的稀土磁體中矯頑磁力Hcj的增加量較大。據(jù)信其原因如下當(dāng)在熱模塑時(shí)使用熔點(diǎn)為790。C的Dy-Cu合金而不是使用熔點(diǎn)為1,142。C的Dy金屬時(shí)，使得Dy更易于擴(kuò)散并滲入晶界相內(nèi)。此外，可以看出，在實(shí)施例1至6的稀土磁體中，隨著與稀土合金粉末混合的Dy金屬或Dy-Cu合金的混合量的增加(即，隨著Dy含量的增加)，矯頑磁力Hcj隨之升高。2.試驗(yàn)例2(熱處理)對(duì)于在試驗(yàn)例1中所制得的實(shí)施例1和4的稀土磁體(實(shí)施例1:Dy金屬粉末的混合量為0.3質(zhì)量％，實(shí)施例4:85Dy-15Cu合金粉末的混合量為0.3質(zhì)量％)，將弧狀磁體片置于真空熱處理爐內(nèi)，并在Ar氣氛中于50(TC至l,OO(TC下進(jìn)行熱處理30分鐘。隨后，按照與試驗(yàn)例1相同的方式來測量晶粒尺寸和磁特性。關(guān)于這一點(diǎn)，按照與實(shí)施例5相同的方式，使用掃描電子顯微鏡(SEM)來觀測熱處理后的實(shí)施例15。結(jié)果觀測到包含多個(gè)板狀晶粒以及包圍在該晶粒外周的晶界相的微結(jié)構(gòu)。此外，使用透射電子顯微鏡(TEM)進(jìn)行測量，結(jié)果證實(shí)與實(shí)施例5相比，實(shí)施例15中元素Dy向晶界相的擴(kuò)散得到促進(jìn)。試驗(yàn)例2的各種條件和結(jié)果一同示于表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>表2表明了如下內(nèi)容。即，當(dāng)增加了熱處理時(shí)，剩磁Br基本不變，并且矯頑磁力HCJ進(jìn)一步增加。據(jù)信其原因如下熱處理加速了元素Dy向晶界相的擴(kuò)散，并且元素Dy可以更均勻地內(nèi)擴(kuò)散至晶界相內(nèi)。此外，當(dāng)熱處理溫度為50(TC至卯0。C時(shí)，在剩磁Br與矯頑磁力Hcj之間可獲得優(yōu)異的平衡。據(jù)信其原因如下(例如)元素Dy充分地?cái)U(kuò)散至晶界相中，并且使得大部分的元素Dy保持在晶界相中，從而抑制了在晶粒中發(fā)生的被元素Nd置換，并限制了剩磁的降低，還防止晶粒發(fā)生粗化，.從而可獲得高的矯頑磁力。另外，還可以看出，在使用Dy-Cu合金粉末的實(shí)施例13至15中，矯頑磁力Hcj較大，而矯頑磁力Hcj的增加速率低于使用Dy金屬粉末的實(shí)施例7至12的增加速率。據(jù)信其原因如下Dy-Cu合金的熔點(diǎn)較低，因此在之前的熱模塑過程中，已經(jīng)進(jìn)行了Dy的擴(kuò)散。3.試驗(yàn)例3'(原料粉末的制備)在與試驗(yàn)例1相同的條件下制備兩種稀土合金粉末C和D(最大粒徑350pm或更低)，其成分組成為29質(zhì)量。/。Pr-l質(zhì)量。/。Co-l質(zhì)量。/。B-余量為Fe或者25質(zhì)量MPr-3質(zhì)量n/。Nd-2質(zhì)量WDy-l質(zhì)量。/。B-余量為Fe。另外，通過使用旋轉(zhuǎn)輥，由淬火法來制備85Dy-15Cu合金粉末(最大粒徑350pm或更低)，并將該合金粉末粉碎并過篩，從而獲得最大晶粒尺寸為74nm或更低的粉末。如后面的表3所示，將0.2質(zhì)量％至3質(zhì)量％的85Dy-15Cu合金粉末加入到稀土合金粉末C或D中，并使用磨咖啡機(jī)在大氣中進(jìn)行混合。通過這種方式，制得用于制造實(shí)施例16至25的稀土磁體的各原料粉末。順帶提及，在制備比較例3的稀土磁體時(shí)，直接使用稀土合金粉末C，而在制備比較例4的稀土磁體時(shí)，直接使用稀土合金粉末D。(冷模塑—熱模塑—熱塑加工—熱處理)關(guān)于后續(xù)工藝，按照與試驗(yàn)例1相同的方式進(jìn)行冷模塑、熱模塑和熱塑加工，并且在Ar氣氛中于75(TC下進(jìn)一步進(jìn)行熱處理1小時(shí)。隨后，按照與試驗(yàn)例1相同的方式測量磁特性。試驗(yàn)例3的多種條件和結(jié)果一同示于表3中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>表3表明了如下內(nèi)容。即，在用Pr系稀土磁體取代Nd系稀土磁體的情況下，矯頑磁力Hcj也可類似地增加。此外，從表1中的實(shí)施例1與表3中的實(shí)施例16的對(duì)比可以看出，盡管在是否進(jìn)行了熱處理或者在Dy-Cu粉末的混合量方面存在一些差別，但是Pr系稀土磁體的矯頑磁力高于Nd系稀土磁體的矯頑磁力。此外，即使當(dāng)預(yù)先將含有Dy的合金用作R-X-B系合金粉末時(shí)，仍可通過混合含有Dy的合金粉末作為RH合金粉末來提高矯頑磁力Hcj。可以看出，與比較例3和比較例4相比，實(shí)施例16至20的稀土磁體以及實(shí)施例21至25的稀土磁體的矯頑磁力Hcj的提高程度均較大。此外，隨著與稀土合金粉末混合的Dy-Qi合金的混合量的提高(即，隨著Dy含量的增加)，矯頑磁力Hcj隨之升高。4.試驗(yàn)例4(原料粉末的制備)'按照與試驗(yàn)例1相同的方式制備成分組成為30質(zhì)量MNd-2質(zhì)量%Co-l質(zhì)量Q/。B-0.5質(zhì)量MGa-余量為Fe的稀土合金粉末A'。另外，制備成分組成為29質(zhì)量。/。Nd-l質(zhì)量。/。Dy-2質(zhì)量。/。Co-l質(zhì)量。/。B-0.5質(zhì)量MGa-余量為Fe的稀土合金粉末B'。另外，使用氣體霧化器來制備具有下表4中所示的各種成分組成的RH金屬粉末或RH合金粉末。隨后，將各種RH金屬粉末或RH合金粉末稱重使其混合量均為0.25質(zhì)量％，將該RH金屬粉末或RH合金粉末加入到稀土合金粉末A'中，然后通過球磨機(jī)混合(溶劑環(huán)己烷)10分鐘，在將溶劑千燥之后，收集粉末。通過這種方式，制得用于制造實(shí)施例26至35的稀土磁體的各原料粉末。順帶提及，在制備比較例5的稀土磁體時(shí)，直接使用了稀土合金粉末B'。(冷模塑)將33g各原料粉末裝于冷壓模具中，并通過施加5噸/平方厘米的壓力而成形，從而制備出圓柱形的冷壓體(外徑20mm，高度20mm)。(熱模塑)將所述冷壓體置于熱壓模具中，并通過在氬氣氣氛中于82(TC下加熱該模具、并施加3噸/平方厘米的壓力約IO秒鐘而成形，從而制得圓柱形熱壓體，其高度為約14mm，并且被致密化至密度為99%。(熱塑加工)將所述熱壓體置于壓制模具中，并通過在Ar氣氛中于82(TC下加熱該模具來使其壓制變形，從而制得盤狀熱塑加工體(外徑32mm，高-5.5ihm)。(熱處理)通過利用電火花線切割機(jī)(wireelectricdischargemachine)將所述熱塑加工體切割至尺寸為4mmx4mmx4mm，并在真空中于80(TC下熱處理10分鐘。隨后，按照與試驗(yàn)例1相同的方式測量磁特性。試驗(yàn)例4的各種條件和結(jié)果一同示于表4中。<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>表4主要表明了如下內(nèi)容。g卩，雖然在使用Dy系RH金屬粉末或RH合金粉末(實(shí)施例26至32)或Tb系RH金屬粉末或RH合金粉末(實(shí)施例33至35)的情況下混合量相對(duì)較低，為0.25質(zhì)量％，但是矯頑磁力Hcj仍然得到提高。還可看出，通過使用Dy系合金或Tb系合金來代替純Dy金屬或純Tb金屬，可提高矯頑磁力Hcj。據(jù)信原因如下當(dāng)這種合金形成了共晶合金時(shí)，其熔點(diǎn)降低，并且通過熱處理使得促進(jìn)擴(kuò)散至晶界相中的效果得到提高。此外，與使用Dy系合金時(shí)相比，在使用Tb系合金時(shí)矯頑磁力Hcj的增加量更大。據(jù)信其原因是Tb的晶體磁各向異性大于Dy的晶體磁各向異性。此外，可以看出，通過適當(dāng)?shù)剡x擇RH合金的添加元素可調(diào)節(jié)矯頑磁力Hcj以及剩磁Br。5.試驗(yàn)例5(原料粉末的制備)通過將成分組成為31質(zhì)量G/oNd-2質(zhì)量。/。Co-l質(zhì)量y。B-0.3質(zhì)量Q/。Ga-余量為Fe的稀土合金進(jìn)行熔融鑄造，從而制成鑄錠，并將該鑄錠置于真空爐內(nèi)。在抽真空后，在將溫度由室溫升至82(TC的過程中供入氫氣，從而使氫氣貯存在合金鑄錠內(nèi)，隨后通過抽真空的方式將氫氣釋放。使用搗碎機(jī)，將經(jīng)過這種處理而發(fā)生塌陷的鑄錠進(jìn)行粉碎，從而制得最大粒徑為105)Lim的HDDR粉末E。另外，按照與試驗(yàn)例1相同的方式制備85Dy-15Cu合金粉末。隨后，將85Dy-15Cu合金粉末稱重，使其混合量為0.3質(zhì)量％，將該合金粉末加入到HDDR粉末E中，然后使用磨咖啡機(jī)在大氣中進(jìn)行混合。通過這種方式，制得用于制造實(shí)施例36至39的稀土磁體的各原料粉末。順帶提及，在制備比較例6的稀土磁體時(shí)，直接使用HDDR粉末E。(冷模塑)將3.4g各原料粉末裝于冷壓模具中，并通過在加入1，600kA/米的磁場的同時(shí)施加1噸/平方厘米的壓力而成形，從而制備出棱柱狀冷壓體(8mmx8mmxl2mm)。此處，試驗(yàn)例1至4的冷壓體具有磁各向同性，而試驗(yàn)例5的冷壓體具有磁各向異性，這是由于使用了具有磁各向異性的HDDR粉末E，并且在磁場中進(jìn)行冷模塑。(熱模塑)將所述冷壓體置于熱壓模具中，并通過在氬氣氣氛中于80(TC下加熱該模具、并施加3噸/平方厘米的壓力約IO秒鐘而成形，從而制備出在高度方向上被壓制的棱柱狀熱壓體(8mmx8mmx7mm)。(熱處理)在Ar氣氛中，于60(TC至卯(TC下將熱壓體熱處理30分鐘。待樣品冷卻后，通過使用BH示蹤器來測量磁特性。試驗(yàn)例5的各種條件和結(jié)果一同示于表5中。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>表5主要表明了如下內(nèi)容。即，與試驗(yàn)例1至4類似，當(dāng)通過HDDR法制備HDDR粉末E并將其作為原料粉末時(shí)，制得這樣的稀土磁體，其表現(xiàn)出較高的矯頑磁力Hcj，同時(shí)抑制了剩磁Br的降低。此外，與未施加熱處理的實(shí)施例40相比，在施加了熱處理的實(shí)施例36至39中矯頑磁力Hqj更大。據(jù)信其原因如下通過施加熱處理，可使元素RH向晶界相中的內(nèi)部擴(kuò)散更為均勻。此外，在這種情況中，可在冷模塑時(shí)賦予磁各向異性，因此，可省略熱塑加工，這可有助于提高生產(chǎn)率，例如有助于使生產(chǎn)工藝簡化。6.試驗(yàn)例6(原料粉末的制備)按照與試驗(yàn)例1相同的方式制備稀土合金粉末F(最大粒徑350pm或更低)，其成分組成為27質(zhì)量。/。Nd-3質(zhì)量y。Pr-l質(zhì)量。/。B-余量為Fe。另外，通過與上述相同的淬火方法制備成分組成為75質(zhì)量%Dy-25質(zhì)量。/。Cu的合金片，并使用己垸溶劑將該合金片在濕球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理，從而制得平均粒徑為20pm的75Dy-25Cu合金粉末。如后面的表6所示，將0.03質(zhì)量％至15質(zhì)量％的75Dy-25Cu合金粉末加入到稀土合金粉末F中，在己垸溶劑中進(jìn)行攪拌混合，并將混合物自然干燥。通過這種方式，制得用于制造實(shí)施例41至50的稀土磁體的各原料粉末。另一方面，按照與制備稀土合金粉末F相同的工序制備成分組成為26.61質(zhì)量。/oNd-3質(zhì)量。/。Pr-0.39質(zhì)量。/。Dy-l質(zhì)量。/oB-余量為Fe的稀土合金粉末G、成分組成為25.5質(zhì)量。/。Nd-3質(zhì)量。/。Pr-1.5質(zhì)量。/。Dy-l質(zhì)量MB-余量為Fe的稀土合金粉末H、以及成分組成為17.9質(zhì)量%Nd-3質(zhì)量。/。Pr-9.1質(zhì)量。/。Dy-l質(zhì)量n/。B-余量為Fe的稀土合金粉末I。這些稀土合金粉末G至I為在對(duì)快速淬火合金進(jìn)行熔融時(shí)預(yù)先加入Dy而制成的合金粉末。順帶提及，在制備比較例7的稀土磁體時(shí)，直接使用稀土合金粉末F。(冷模塑—熱模塑—熱塑加工)關(guān)于后續(xù)工藝，按照與試驗(yàn)例1相同的方式順次進(jìn)行冷模塑、熱模塑和熱塑加工。在實(shí)施例41至50中，在Ar氣氛中于75(TC下進(jìn)一步進(jìn)行熱處理1小時(shí)。順帶提及，在比較例7至10中省略了熱處理步驟。隨后，按照與試驗(yàn)例l相同的方式測量磁特性。試驗(yàn)例6的多種條件和結(jié)果一同示于表6中。<table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>表6主要說明了如下內(nèi)容。SP，從表6中看出，與不含有作為元素RH的Dy的比較例7相比，在實(shí)施例41至50中，含有作為元素RH的Dy，并且隨著Dy含量的提高，矯頑磁力Hcj顯著提高。更具體而言，從實(shí)施例41與比較例7之間的對(duì)比可以理解到，當(dāng)含有很低含量(0.02質(zhì)量％)的Dy時(shí)，可看到矯頑磁力得到提高的效果，而不會(huì)導(dǎo)致剩磁Br的任何改變。另外，當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的制造方法獲得的實(shí)施例44與比較例8(在比較例8中，通過常規(guī)的熔融方法將Dy預(yù)先加入到稀土合金中)進(jìn)行比較時(shí)，盡管磁體中的Dy含量幾乎相同，但是實(shí)施例44中矯頑磁力Hcj較大。從實(shí)施例46與比較例9、以及實(shí)施例49與比較例10的對(duì)比，也可看到同樣的趨勢。據(jù)信產(chǎn)生這些結(jié)果的原因如下-根據(jù)本發(fā)明的制造方法，作為元素RH的元素Dy優(yōu)先擴(kuò)散至晶界相內(nèi)，同時(shí)，元素Dy向主晶粒內(nèi)的擴(kuò)散被抑制。7.試驗(yàn)例7(原料粉末的制備)將成分組成為29質(zhì)量。/。Pr-l質(zhì)量。/。B-0.5質(zhì)量。/。Ga-余量為Fe的稀土合金在1,35(TC下熔融，并將該熔體由噴嘴噴射至鍍有Cr的銅制旋轉(zhuǎn)輥(旋轉(zhuǎn)輥的圓周速度是20m/秒)上，從而獲得快速淬火的合金片。使用切碎機(jī)將該快速淬火的合金片粉碎并過篩，以制得最大粒徑為350pm或更低的稀土合金粉末。此外，將成分組成為80質(zhì)量MDy-20質(zhì)量。/。Co的80Dy-20Co合金高頻熔融，并通過離心霧化法將該熔體霧化，以獲得粒度分布為30pm至70pm的80Dy-20Co合金粉末。如后面的表7所示，將0.2質(zhì)量％至6質(zhì)量％的80Dy-20Co合金粉末加又到稀土合金粉末a中，并在己烷溶劑中進(jìn)行濕法混合。通過這種方式，制得用于制造實(shí)施例51至56的稀土磁體的各原料粉末。另一方面，按照與制備稀土合金粉末a相同的工序制備如下稀土合金粉末成分組成為29質(zhì)量。/。Pr-0.8質(zhì)量。/。Dy-l質(zhì)量。/。B-0.5質(zhì)量y。Ga-余量為Fe的稀土合金粉末b(其中Dy是在進(jìn)行快速淬火合金的熔融時(shí)預(yù)先加入的)；以及成分組成為28.2質(zhì)量。/。Pr-1.6質(zhì)量。/。Dy-l質(zhì)量y。B-0.5質(zhì)量MGa-余量為Fe的稀土合金粉末c(其中Dy是在進(jìn)行快速淬火合金的熔融時(shí)預(yù)先加入的)。順帶提及，在制備比較例11的稀土磁體時(shí)，直接使用稀土合金粉末a;在制備比較例12的稀土磁體時(shí)，直接使用稀土合金粉末b;而在制備比較例13的稀土磁體時(shí)，直接使用稀土合金粉末c。(冷模塑)將55g各原料粉末或各稀土合金粉末a至c裝入冷壓模具中，并通過施加3噸/平方厘米的壓力而成形，從而制備出圓柱狀冷壓體(外徑23mm，內(nèi)徑14mm，高度30mm)。(熱模塑)將所述冷壓體置于熱壓模具中，并通過在氬氣氣氛中于80(TC下加熱該模具、并施加3噸/平方厘米的壓力約15秒鐘而成形，從而制得高度為約20mm的致密化的圓柱狀熱壓體。(熱塑加工)將所述熱壓體置于反向擠出裝置的模具中，并通過在大氣中于85(TC下加熱該模具來使其反向擠出，從而獲得內(nèi)徑和高度發(fā)生變形的熱塑加工體(外徑23mm，內(nèi)徑18mm，高度40mm)，并將未擠出的底部切掉。通過這種方式，制得在半徑方向上具有磁各向異性的圓柱狀稀土磁體。(稀土磁體的微結(jié)構(gòu))從實(shí)施例51至56的各稀土磁體上切下樣品，將其嵌入樹脂中，在拋光和蝕刻之后，用SEM觀測該樣品。結(jié)果觀測到由多個(gè)板狀晶粒以及包圍在該晶粒外周的晶界相構(gòu)成的微結(jié)構(gòu)。此外，對(duì)各結(jié)構(gòu)的圖像進(jìn)行了拍照，并測定晶粒尺寸。此時(shí)，通過如下方式來計(jì)算晶粒尺寸拍攝稀土磁體的C平面(放大倍數(shù)10,000倍)后在該圖像中繪制若干條直線，并且總共測量50個(gè)晶粒的長度，隨后計(jì)算所測得的長度的平均值。此外，使用與SEM連接的EDX分析儀來測定晶粒和晶界相中稀土元素的濃度，結(jié)果證實(shí)比較例11的磁體所含的晶粒中包含作為主相的Pr2FenB相，并且晶界相中富含Pr。另外，證實(shí)了實(shí)施例53的磁體所含的晶粒中包含作為主相的Pr2Fet4B相，并且晶界相比晶粒更富含Dy。對(duì)于實(shí)施例53的稀土磁體(含有1質(zhì)量％的80Dy-20Co合金粉末，其中純Dy部分相當(dāng)于0.8質(zhì)量％)，在磁體的表面部分、磁體的中心部分及其中間部分(10、mxl0iam的區(qū)域)進(jìn)一步進(jìn)行EDX分析，并測量各區(qū)域中元素Dy的濃度。在這一方面，作為元素Dy在磁體表面部分的濃度，測定距離圓柱狀磁體最外層表面的深度為10pm的部分處的元素Dy的濃度。作為元素Dy在磁體中心部分的濃度，測定對(duì)應(yīng)于圓柱狀磁體的內(nèi)徑與外徑的平均值的部分處的元素Dy的濃度。作為元素Dy在中間部分的濃度，測定介于磁體表面部分與磁體中心部分之間的部分處的元素Dy的濃度。其結(jié)果為元素Dy在磁體表面部分的濃度為0.83%，在磁體中間部分的濃度為0.82%,在磁體中心部分的濃度為0.84%。即，元素RH在從磁體的表面部分至磁體內(nèi)部的深度方向上的濃度差值為2.4%。因此，可看出與常規(guī)的梯度燒結(jié)磁體(參見專利文獻(xiàn)JP-A-2006-303436的表1中所描述的距離表面10pm或500pm的部分處的數(shù)據(jù))相比，在本發(fā)明的稀土磁體中元素Dy的濃度在整個(gè)磁體范圍內(nèi)都具有極為優(yōu)異的均勻性。這些結(jié)果證實(shí)了元素Dy集中于晶界相中，同時(shí)，從磁體的表面部分至磁體的中心部分，元素Dy以幾乎恒定的濃度分布存在。艮卩，這表明，與使元素Dy由磁體表面擴(kuò)散并滲入的方法相比，根據(jù)本發(fā)明，在磁體的內(nèi)部Dy濃度顯然是均勻的。順帶提及，從實(shí)施例53以及其他實(shí)施例的Dy濃度分布結(jié)果可容易地推斷，元素Dy以相似的方式分布在晶界相中。(磁特性的測量)使用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)來測定通過以下方法獲得的弧形磁片(4(高)mmx4(寬)mmx2.5(厚)mm)的磁力，并通過進(jìn)行退磁場校正來測定矯頑磁力(Hcj)和剩磁(Br)，所述的方法為將各圓柱狀稀土磁體切割成高度方向?yàn)?mm，并進(jìn)一步沿圓周將其分成16份。試驗(yàn)例7的各種條件和結(jié)果一同示于表7中。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage44</column></row><table>表7主要說明了如下內(nèi)容。S卩，與實(shí)施例51至56的稀土磁體相比，比較例11的稀土磁體具有較小的矯頑磁力Hcj。這是由于該磁體是只使用了稀土合金粉末a而制成的，而未將80Dy-20Co合金粉末與稀土合金粉末a混合。在合金熔融同時(shí)，通過加入與實(shí)施例53和54的稀土磁體中同樣量的Dy，制得比較例12和13的稀土磁體。在比較例12和13的稀土磁體中，由于加入了Dy，因此可看到矯頑磁力Hcj增加，但是剩磁Br的降低量稍大，并且矯頑磁力Hcj的增加量較小。據(jù)信，這是因?yàn)樵诤辖鹑廴跁r(shí)加入Dy使得主晶體中的Pr被Dy所置換，并使得Dy原子與Fe原子之間以磁矩反平行的方式耦合，因此剩磁降低，同時(shí)未均勻地形成包圍主晶粒的晶界相。另一方面，可以看出，與比較例11的稀土磁體相比，實(shí)施例51至56的稀土磁體表現(xiàn)出較大的矯頑磁力Hcj。此外，隨著80Dy-20Co合金粉末的混合量增加，矯頑磁力Hcj隨之升高。據(jù)信，其原因如下在對(duì)原料粉末進(jìn)行冷模塑、熱模塑和熱塑加工的過程中，元素Dy向晶界相中進(jìn)行擴(kuò)散，并且可有效地提高矯頑磁力Hcj。在實(shí)施例51至56的所有稀土磁體中，主晶體的晶粒尺寸為約0.2pm至0.3pm，這是接近于適合獲得高矯頑磁力的單疇晶粒尺寸的理想尺寸。8.試驗(yàn)例8(熱處理)對(duì)于試驗(yàn)例7中制得的實(shí)施例53的稀土磁體，將其弧狀磁片置于真空熱處理爐內(nèi)，并在Ar氣氛中于50(TC至1,00(TC下熱處理1小時(shí)。隨后，按照與試驗(yàn)例7相同的方式測量晶粒尺寸和磁特性。試驗(yàn)例8的各種條件和結(jié)果一同示于表8中。<table>tableseeoriginaldocumentpage46</column></row><table>表8主要說明了如下內(nèi)容。即，當(dāng)增加了熱處理時(shí)，剩磁Br幾乎未改變，而矯頑磁力Hqj進(jìn)一步增加。據(jù)信，其原因如下通過熱處理促進(jìn)了元素Dy向晶界相內(nèi)的擴(kuò)散，并且元素Dy能夠更為均勻地內(nèi)擴(kuò)散到晶界相中。此外，當(dāng)熱處理溫度為500'C至900。C時(shí)，在剩磁Br與矯頑磁力Hcj之間獲得優(yōu)異的平衡。據(jù)信，產(chǎn)生這種情況的原因如下例如，元素Dy充分地?cái)U(kuò)散至晶界相內(nèi)，并且使得大部分的元素Dy保持在晶界相中，從而抑制了晶粒中的Dy被元素Pr置換，并限制了剩磁的降低，還防止晶粒發(fā)生粗化，從而獲得高的矯頑磁力。另一方面，當(dāng)熱處理溫度為l,OO(TC時(shí)，剩磁Br和矯頑磁力Hcj均降低。據(jù)信，其原因可歸結(jié)于以下事實(shí)晶粒生長至晶粒尺寸超過lpm，因此矯頑磁力Hcj降低?；谶@一原因，為了獲得高的矯頑磁力Hcj，將晶粒尺寸控制為1pm或更低應(yīng)該是有效的。9.試驗(yàn)例9(原料粉末的制備)將試驗(yàn)例7中制備的成分組成為29質(zhì)量MPr-l質(zhì)量n/oB-0.5質(zhì)量n/。Ga-余量為Fe的快速淬火的合金片粉碎并過篩，從而制得最大粒徑為74pm或更低的稀土合金粉末a。此外，將具有不同的成分組成的RH合金熔體噴射至旋轉(zhuǎn)輥(旋轉(zhuǎn)輥的圓周速度是10m/秒)的表面上，從而制得具有不同成分組成的快速淬火的合金片。利用球磨機(jī)分別將這些快速淬火的合金片進(jìn)一步粉碎，從而制得平均粒徑為20pm的RH合金粉末。制備后面的表9中所示的7種RH合金粉末，即90Dy-10Co合金粉末、80Dy-20Co合金粉末、60Dy-40Co合金粉末、85Dy-15Fe合金粉末、87Dy-13Mn合金粉末、90Dy-10Cr合金粉末以及80Tb-20Co合金粉末。這些合金的熔點(diǎn)為750。C至U80。C,低于純Dy金屬的熔點(diǎn)(1，412°C)。將上述各種RH合金粉末稱重，使其混合量均為0.5質(zhì)量％，將這些RH合金粉末加入到稀土合金粉末a中，通過球磨機(jī)(溶劑環(huán)己烷)混合10分鐘，并且在將溶劑干燥之后，收集粉末。通過這種方式，制得分別用于制造實(shí)施例63至69的稀土磁體的各原料粉末。順帶提及，在制備比較例14的稀土磁體時(shí)，使用成分組成為29.4質(zhì)量。/。Pr-0.4質(zhì)量Q/。Dy-l質(zhì)量。/。B-0.5質(zhì)量。/。Ga-余量為Fe的稀土合金粉末d，其中在合金熔融時(shí)加入0.4質(zhì)量。/。的Dy，以使其含量幾乎等于上>述原料粉末中Dy的質(zhì)量％。(冷模塑)將80g各原料粉末裝于冷壓模具中，并通過施加4噸/平方厘米的壓力而成形，從而制得矩形冷壓體(43mmx38mmxl0mm)。(熱模塑)將所述冷壓體置于熱壓模具中，并通過在氬氣氣氛中于82(TC下加熱該模具、并施加3噸/平方厘米的壓力約20秒鐘而成形，從而制得28mmx38mmx10mm的致密化的熱壓體，其相對(duì)密度達(dá)到99%。(熱塑加工)將所述熱壓體置于壓制模具中，并通過在Ar氣氛中于SOO'C下加熱該模具來將其壓制變形，同時(shí)進(jìn)行擠出，從而獲得帶狀熱塑加工體(18mmx59mmx10mm)。(熱處理).利用電火花線切割機(jī)將所述熱塑加工體切割至尺寸為10mm(直徑)x7mm(高)，并在真空中于80(TC下熱處理30分鐘。隨后，按照與試驗(yàn)例7相同的方式測量磁特性。試驗(yàn)例9的各種條件和結(jié)果一同示于表9中。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage49</column></row><table>表9主要說明了如下內(nèi)容。即，雖然在使用Dy系RH合金粉末(實(shí)施例63至68)或使用Tb系RH合金粉末(實(shí)施例69)時(shí)，混合量相對(duì)較低(0.5質(zhì)量％)，但是，與比較例4(其中通過加入幾乎相同量的Dy而制成稀土磁體)相比，仍然獲得了高的矯頑磁力Hcj。此外，由于通過形成共晶合金而使各RH合金的熔點(diǎn)降低，因此應(yīng)當(dāng)理解的是，通過熱處理產(chǎn)生了促進(jìn)向晶界相內(nèi)擴(kuò)散的效果。同樣，從實(shí)施例64與實(shí)施例69之間的對(duì)比可看出，與使用Dy系合金時(shí)相比，在使用Tb系合金時(shí)矯頑磁力Hcj的增加量更大。這歸因于以下事實(shí)Tb的晶體磁各向異性大于Dy的晶體磁各向異性。此外，可以看出，通過適當(dāng)?shù)剡x擇RH合金的添加元素可以調(diào)節(jié)矯頑磁力Hcj以及剩磁Br。IO.試驗(yàn)例10(原料粉末的制備)如后面的表IO所示，按照與試驗(yàn)例7相同的方式制備如下合金粉末成分組成為29質(zhì)量y。Pr-l質(zhì)量n/。B-0.5質(zhì)量WGa-余量為Fe的稀土合金粉末a、成分組成為27質(zhì)量。/。Pr-2質(zhì)量。/。Nd-l質(zhì)量。/。B-0.6質(zhì)量e/。Ga-余量為Fe的稀土合金粉末e、成分組成為22質(zhì)量MPr-5質(zhì)量y。Nd-l質(zhì)量。/。B-0.5質(zhì)量。/。Ga-余量為Fe的稀土合金粉末f、成分組成為19質(zhì)量。/。Pr-10質(zhì)量y。Nd-l質(zhì)量。/。B-0.5質(zhì)量。/。Ga-余量為Fe的稀土合金粉末g、成分組成為14質(zhì)量。/。Pr-15質(zhì)量Q/。Nd-l質(zhì)量。/。B-0.5質(zhì)量n/。Ga-余量為Fe的稀土合金粉末h;以及成分組成為29質(zhì)量n/。Nd-l質(zhì)量。/。B-0.5質(zhì)量。/。Ga-余量為Fe的稀土合金粉末i。將80Dy-20Co合金粉末稱重，使其混合量為1質(zhì)量％，將該80Dy-20Co合金粉末加入到各稀土合金粉末a、e、f、g、h和i中，然后通過球磨機(jī)混合(溶劑環(huán)己垸)10分鐘，并且在將溶劑干燥之后，收集粉末。通過這種方式，制得用于制造實(shí)施例70至75的稀土磁體的各原料粉末。順帶提及，在制備比較例12的稀土磁體時(shí)，直接使用試驗(yàn)例7中制備的稀土合金粉末b(其是通過在進(jìn)行快速淬火合金的熔融時(shí)預(yù)先加入Dy而制成的合金粉末)。(冷模塑—熱模塑—熱塑加工—熱處理)關(guān)于后續(xù)工藝，按照與試驗(yàn)例9相同的方式進(jìn)行冷模塑、熱模塑和熱塑加工，并在Ar氣氛中于750'C下進(jìn)一步進(jìn)行熱處理1小時(shí)。隨后，按照與試驗(yàn)例l相同的方式測量磁特性。試驗(yàn)例10的多種條件和結(jié)果一同示于表10中。<table>tableseeoriginaldocumentpage52</column></row><table>表IO主要說明了如下內(nèi)容。g卩，在(Pr,Nd)系稀土磁體(實(shí)施例71至74，其中，純Pr系稀土磁體的Pr(實(shí)施例70)被Nd部分地置換)、或純Nd系稀土磁體(實(shí)施例75)的情況中，矯頑磁力Hcj均類似地得到提高。在純Pr系稀土磁體(實(shí)施例70)以及(Pr，Nd)系稀土磁體(實(shí)施例71至74)中，與純Nd系稀土磁體(實(shí)施例75)的情況相比，其剩磁Br稍低，但是矯頑磁力Hcj極高。從這些結(jié)果可以理解到，本發(fā)明中的R優(yōu)選主要由Pr或者主要由Pr和Nd構(gòu)成，并且在這種情況中，會(huì)獲得具有優(yōu)異的磁特性的稀土磁體。ll.試驗(yàn)例11(原料粉末的制備)通過將成分組成為30質(zhì)量MPr-2質(zhì)量MCo-l質(zhì)量％8-0.3質(zhì)量"/。Ga-余量為Fe的稀土合金進(jìn)行熔融鑄造，從而制成鑄錠，并將該鑄錠置于真空爐內(nèi)。在抽真空后，在將溫度由室溫升至78(TC的過程中供入氫氣，使氫氣貯存在合金鑄錠內(nèi)，隨后通過抽真空的方式將氫氣釋放。使用搗碎機(jī)，將經(jīng)過這種處理而發(fā)生塌陷的鑄錠粉碎，從而制得最大粒徑為105nm的HDDR粉末j。此外，按照與上面相同的方式制備成分組成為29.6質(zhì)量。/。Pr-0.4質(zhì)量。/。Dy-2質(zhì)量。/。Co-l質(zhì)量%B-0.3質(zhì)量。/。Ga-余量為Fe的HDDR粉末k(其是通過預(yù)先加入Dy而制成的粉末)。另外，按照與試驗(yàn)例7相同的方式制備80Dy-20Co合金粉末。隨后，將80Dy-20Co合金粉末稱重，使其混合量為0.5重量％，將該80Dy-20Co合金粉末加入到HDDR粉末j中，并在己烷溶劑中進(jìn)行濕法混合，并將混合物自然干燥。通過這種方式，制得用于制造實(shí)施例76至79的稀土磁體的各原料粉末。順帶提及，在制備比較例15的稀土磁體時(shí)，直接使用HDDR粉末k。(冷模塑)將5g各原料粉末裝于冷壓模具中，并在加入1,600kA/米的磁場的同時(shí)，通過施加2噸/平方厘米的壓力而成形，從而制得棱柱狀的此處，試驗(yàn)例7至10中的冷壓體為磁各向同性的，而試驗(yàn)例11中的冷壓體為磁各向異性的，這是由于使用了具有磁各向異性的HDDR粉末k，并且冷模塑是在磁場中進(jìn)行的。(熱模塑)將所述冷壓體置于熱壓模具中，并通過在氬氣氣氛中于80(TC下加熱該模具、并施加3噸/平方厘米的壓力約15秒鐘而成形，從而制備出高度方向上被壓制的棱柱狀的熱壓體(10mmx10mmx6.7mm)。(熱處理)在Ar氣氛中于600'C至90(TC下將所述熱壓體熱處理1小時(shí)。待樣品冷卻后，通過使用BH示蹤器來測量磁特性。試驗(yàn)例11的各種條件和結(jié)果一同示于表11中。表ll<table>tableseeoriginaldocumentpage55</column></row><table>表11主要說明了如下內(nèi)容。即，與試驗(yàn)例7至10類似，當(dāng)通過HDDR法制備HDDR粉末k并將其作為原料粉末時(shí)，制得這樣的稀土磁體，其表現(xiàn)出較高的矯頑磁力Hcj，同時(shí)抑制了剩磁Br的降低。此外，與使用HDDR粉末k(其中Dy是被預(yù)先加入的)制備的比較例15的稀土磁體相比，實(shí)施例76至79的稀土磁體獲得了較高的磁特性。盡管在上文中已經(jīng)描述了本發(fā)明的稀土磁體及其制造方法，但是本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施方案和實(shí)施例，并且在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變和修改。本專利申請(qǐng)基于2008年7月4日提交的日本專利申請(qǐng)No.2008-175675、2009年4月6日提交的日本專利申請(qǐng)No.2009-091688和2009年5月28日提交的日本專利申請(qǐng)No.2009-128779，它們的內(nèi)容以引用的方式并入本文。權(quán)利要求1.一種稀土磁體，其是至少通過熱模塑而形成的，所述稀土磁體包含晶粒以及包圍在所述晶粒外周的晶界相，所述晶粒包含作為主相的R2X14B相，其中R為選自由Nd、Pr、Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素，并且X為Fe、或者為部分被Co置換的Fe；其中元素RH在所述晶界相中的濃度高于其在所述晶粒中的濃度，其中所述元素RH為選自由Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素；并且其中，從所述磁體的表面部分至所述磁體的中心部分，所述元素RH以基本上恒定的濃度分布存在。2.—種稀土磁體，其是至少通過熱模塑而形成的，所述稀土磁體包含晶粒以及包圍在所述晶粒外周的晶界相，所述晶粒包含作為主相的R2XmB相，其中R為選自由Nd、Pr、Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素，并且X為Fe、或者為部分被Co置換的Fe;其中元素RH在所述晶界相中的濃度高于其在所述晶粒中的濃度，其中所述元素RH為選自由Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素；其中，從所述磁體的表面部分至所述磁體的中心部分，所述元素RH以基本上恒定的濃度分布存在；并且其中在從所述磁體的表面部分至所述磁體的內(nèi)部的深度方向上所述元素RH的濃度差值在10%以內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的稀土磁體，其中所述晶粒的平均晶粒尺寸為1pm或更低。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的稀土磁體，其中R至少包含Nd和/或Pr。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土磁體，其中R至少包含Nd和/或Pr。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的稀土磁體，其中元素RH的含量為0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土磁體，其中元素RH的含量為0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的稀土磁體，其中元素RH的含量為0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的稀土磁體，其中元素RH的含量為0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％。10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任意一項(xiàng)所述的稀土磁體，其是通過將原料粉末至少進(jìn)行熱模塑而形成的，其中所述原料粉末包含混合有或涂敷有RH金屬和/或RH合金的R-X-B系合金粉末。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的稀土磁體，其中所述原料粉末含有0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％的RH金屬和/或RH合金。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的稀土磁體，其中所述RH合金包含選自由Cu、Al、Ga、Ge、Sn、In、Si、Ag、Au、Pd、Co、Fe、Ni、Cr和Mn所組成的組中的至少一種元素。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的稀土磁體，其中所述RH合金包含選自由Cu、Al、Ga、Ge、Sn、In、Si、Ag、Au、Pd、Co、Fe、Ni、Cr和Mn所組成的組中的至少一種元素。14.一種制造稀土磁體的方法，該方法包括-制備原料粉末的步驟，該原料粉末包含混合有或涂敷有RH金屬和/或RH合金的R-X-B系合金粉末，其中R為選自由Nd、Pr、Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素，X為Fe、或者為部分被Co置換的Fe，并且RH為選自由Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素；對(duì)所制得的所述原料粉末進(jìn)行冷模塑以獲得冷壓體的步驟；以及對(duì)所獲得的所述冷壓體進(jìn)行熱模塑以獲得熱壓體，或者對(duì)所獲得的所述熱壓體進(jìn)一步進(jìn)行熱塑加工以獲得熱塑加工體的步驟。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述原料粉末含有0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量。/。的RH金屬和/或RH合金。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括將所述熱壓體或所述熱塑加工體進(jìn)行熱處理的步驟。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括將所述熱壓體或所述熱塑加工體進(jìn)行熱處理的步驟。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在50(TC至90(TC的溫度下進(jìn)行所述熱處理。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中在500'C至90(TC的溫度下進(jìn)行所述熱處理。20.根據(jù)權(quán)利要求14至19中任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述RH合金包含選自由Cu、Al、Ga、Ge、Sn、In、Si、Ag、Au、Pd、Co、Fe、Ni、Cr和Mn所組成的組中的至少一種元素。全文摘要本發(fā)明提供一種稀土磁體，其是至少通過熱模塑而形成的，所述稀土磁體包含晶粒以及包圍在所述晶粒外周的晶界相，所述晶粒包含作為主相的R₂X₁₄B相，其中R為選自由Nd、Pr、Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素，并且X為Fe、或者為部分被Co置換的Fe；其中元素RH在所述晶界相中的濃度高于其在所述晶粒中的濃度，其中元素RH為選自由Dy、Tb和Ho所組成的組中的至少一種元素；并且從所述磁體的表面部分至所述磁體的中心部分，元素RH以基本上恒定的濃度分布存在。文檔編號(hào)H01F1/053GK101640087SQ200910150108公開日2010年2月3日申請(qǐng)日期2009年7月3日優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日發(fā)明者平岡將宏,橋野早人,藪見崇生,鈴木俊治申請(qǐng)人:大同特殊鋼株式會(huì)社