永久磁石及び永久磁石の製造方法
【課題】磁石全体を緻密に焼結し、磁石特性の低下を防止することが可能となった永久磁石及び永久磁石の製造方法を提供する。
【解決手段】粉砕されたネオジウム磁石の微粉末に対して、Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で示される有機金属化合物が添加された有機金属化合物溶液を加え、ネオジム磁石の粒子表面に対して均一に有機金属化合物を付着させる。その後、乾燥させた磁石粉末をプラズマ加熱により仮焼処理を行い、更に、仮焼された粉末状の仮焼体を成形後に焼結することにより永久磁石１を製造する。
【解決手段】粉砕されたネオジウム磁石の微粉末に対して、Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で示される有機金属化合物が添加された有機金属化合物溶液を加え、ネオジム磁石の粒子表面に対して均一に有機金属化合物を付着させる。その後、乾燥させた磁石粉末をプラズマ加熱により仮焼処理を行い、更に、仮焼された粉末状の仮焼体を成形後に焼結することにより永久磁石１を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石及び永久磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッドカーやハードディスクドライブ等に使用される永久磁石モータでは、小型軽量化、高出力化、高効率化が要求されている。そして、上記永久磁石モータにおいて小型軽量化、高出力化、高効率化を実現するに当たって、永久磁石モータに埋設される永久磁石について、更なる磁気特性の向上が求められている。尚、永久磁石としてはフェライト磁石、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ系磁石等があるが、特に残留磁束密度の高いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が永久磁石モータ用の永久磁石として用いられる。
【０００３】
ここで、永久磁石の製造方法としては、一般的に粉末焼結法が用いられる。ここで、粉末焼結法は、先ず原材料を粗粉砕し、ジェットミル（乾式粉砕）により微粉砕した磁石粉末を製造する。その後、その磁石粉末を型に入れて、外部から磁場を印加しながら所望の形状にプレス成形する。そして、所望形状に成形された固形状の磁石粉末を所定温度（例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石では８００℃〜１１５０℃）で焼結することにより製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２９８２１９号公報（第４頁、第５頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ等のＮｄ系磁石は、耐熱温度が低いことが問題であった。従って、Ｎｄ系磁石を永久磁石モータに用いる場合には、該モータを連続駆動させると磁石の残留磁束密度が徐々に低下することとなっていた。また、不可逆減磁も生じることとなっていた。そこで、Ｎｄ系磁石を永久磁石モータに用いる場合には、Ｎｄ系磁石の耐熱性を向上させるために、磁気異方性の高いＤｙ（ジスプロシウム）やＴｂ（テルビウム）を添加し、磁石の保磁力を更に向上させることが図られている。
【０００６】
ここで、ＤｙやＴｂを添加する方法としては、従来より、焼結磁石の表面にＤｙやＴｂを付着させ、拡散させる粒界拡散法と、主相と粒界相に対応する粉末を別々に製造し、混合（ドライブレンド）する２合金法がある。前者は、板状や小片には有効だが、大型の磁石では内部の粒界相までＤｙやＴｂの拡散距離を伸ばせない欠点がある。後者は、２つの合金をブレンドしプレスして磁石を作製するため、ＤｙやＴｂが粒内に拡散してしまい、粒界に偏在させることが出来ない欠点がある。
【０００７】
また、ＤｙやＴｂは希少金属であり、産出地も限られていることから、Ｎｄに対するＤｙやＴｂの使用量は少しでも抑えることが望ましい。更に、ＤｙやＴｂを多量に添加すると、磁石の強さを示す残留磁束密度が低下してしまう課題もある。そこで、微量のＤｙやＴｂを効率よく粒界に偏在させることによって、残留磁束密度を低下させることなく磁石の保磁力を大きく向上させる技術が望まれていた。
【０００８】
また、ＤｙやＴｂを有機溶媒中に分散させた状態でＮｄ系磁石に添加することにより、ＤｙやＴｂを磁石の粒界に対して偏在配置することも考えられる。しかしながら、一般的に有機溶媒を磁石に添加すると、ＤｙやＴｂが有機溶媒中に含まれる酸素と結びついた状態で存在する。ここで、Ｎｄと酸素との反応性が非常に高いため、酸素が存在すると、焼結工程においてＮｄと酸素が結合しＮｄ酸化物を形成することとなる。その結果、磁気特性が低下する問題があった。また、Ｎｄが酸素と結合することによって化学量論組成（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）に基づく含有量よりもＮｄが不足し、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出し、磁石特性を大きく低下させる問題があった。
【０００９】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、有機金属化合物に含まれる微量のＤｙやＴｂを磁石の粒界に対して効率よく偏在配置することが可能となるとともに、有機金属化合物が添加された磁石粉末を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼することにより、磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができ、その結果、磁石特性の低下を防止することが可能となった永久磁石及び永久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】
前記目的を達成するため本願の請求項１に係る永久磁石は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、前記仮焼体を成形することにより成形体を形成する工程と、前記成形体を焼結する工程と、により製造されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る永久磁石は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、前記成形体をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、前記仮焼体を焼結する工程と、により製造されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に係る永久磁石は、請求項１又は請求項２に記載の永久磁石において、前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に係る永久磁石は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の永久磁石において、前記構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘのＲが、アルキル基であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に係る永久磁石は、請求項４に記載の永久磁石において、前記構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘのＲが、炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に係る永久磁石は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の永久磁石において、前記有機金属化合物を形成する金属が、焼結後に前記永久磁石の粒界に偏在していることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に係る永久磁石は、請求項６に記載の永久磁石において、前記有機金属化合物を形成する金属が、焼結後に前記永久磁石の結晶粒子表面に１ｎｍ〜５００ｎｍの厚さの層を形成することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８に係る永久磁石の製造方法は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、前記仮焼体を成形することにより成形体を形成する工程と、前記成形体を焼結する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に係る永久磁石の製造方法は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、前記成形体をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、前記仮焼体を焼結する工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０に係る永久磁石の製造方法は、請求項８又は請求項９に記載の永久磁石の製造方法において、前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１１に係る永久磁石の製造方法は、請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の永久磁石の製造方法において、前記構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘのＲが、アルキル基であることを特徴とする。
【００２１】
更に、請求項１２に係る永久磁石の製造方法は、請求項１１に記載の永久磁石の製造方法において、前記構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘのＲが、炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
前記構成を有する請求項１に記載の永久磁石によれば、添加された有機金属化合物に含まれる微量のＤｙやＴｂを磁石の粒界に効率よく偏在させることができる。また、有機金属化合物が添加された磁石粉末を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼するので、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
更に、粉末状の磁石粒子に対して仮焼を行うので、成形後の磁石粒子に対して仮焼を行う場合と比較して、金属酸化物の還元を磁石粒子全体に対してより容易に行うことができる利点がある。即ち、磁石粒子の含有する酸素量をより確実に低減させることが可能となる。
【００２３】
また、請求項２に記載の永久磁石によれば、添加された有機金属化合物に含まれる微量のＤｙやＴｂを磁石の粒界に効率よく偏在させることができる。また、有機金属化合物が添加された磁石粉末の成形体を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼するので、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
【００２４】
また、請求項３に記載の永久磁石によれば、高温水素プラズマ加熱を用いて仮焼するので、高い濃度の水素ラジカルを生成することができ、有機金属化合物を形成する金属が安定な酸化物として磁石粉末中に存在する場合であっても、水素ラジカルを用いて金属への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。
【００２５】
また、請求項４に記載の永久磁石によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、アルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、有機金属化合物の熱分解を容易に行うことが可能となる。その結果、例えば焼結前に水素雰囲気で磁石粉末又は成形体の仮焼を行う場合に、磁石粉末又は成形体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。それにより、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。
【００２６】
また、請求項５に記載の永久磁石によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、炭素数２〜６のアルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、低温で有機金属化合物の熱分解を行うことが可能となる。その結果、例えば焼結前に水素雰囲気で磁石粉末又は成形体の仮焼を行う場合に、有機金属化合物の熱分解を磁石粉末全体又は成形体全体に対してより容易に行うことができる。即ち、仮焼処理によって、磁石粉末又は成形体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。
【００２７】
また、請求項６に記載の永久磁石によれば、磁気異方性の高いＤｙやＴｂが焼結後に磁石の粒界に偏在するので、粒界に偏在されたＤｙやＴｂが粒界の逆磁区の生成を抑制することで、保磁力の向上が可能となる。また、ＤｙやＴｂの添加量が従来に比べて少ないので、残留磁束密度の低下を抑制することができる。
【００２８】
また、請求項７に記載の永久磁石によれば、磁気異方性の高いＤｙやＴｂが焼結後に磁石の粒子表面に１ｎｍ〜５００ｎｍの厚さの層を形成するので、残留磁束密度の低下を抑制しつつも、ＤｙやＴｂによる保磁力の向上を実現することが可能となる。
【００２９】
また、請求項８に記載の永久磁石の製造方法によれば、添加された有機金属化合物に含まれる微量のＤｙやＴｂを磁石の粒界に効率よく偏在させた永久磁石を製造することが可能となる。また、有機金属化合物が添加された磁石粉末を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼するので、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
更に、粉末状の磁石粒子に対して仮焼を行うので、成形後の磁石粒子に対して仮焼を行う場合と比較して、金属酸化物の還元を磁石粒子全体に対してより容易に行うことができる利点がある。即ち、磁石粒子の含有する酸素量をより確実に低減させることが可能となる。
【００３０】
また、請求項９に記載の永久磁石の製造方法によれば、添加された有機金属化合物に含まれる微量のＤｙやＴｂを磁石の粒界に効率よく偏在させた永久磁石を製造することが可能となる。また、有機金属化合物が添加された磁石粉末の成形体を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼するので、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
【００３１】
また、請求項１０に記載の永久磁石の製造方法によれば、高温水素プラズマ加熱を用いて仮焼するので、高い濃度の水素ラジカルを生成することができ、有機金属化合物を形成する金属が安定な酸化物として磁石粉末中に存在する場合であっても、水素ラジカルを用いて金属への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。
【００３２】
また、請求項１１に記載の永久磁石の製造方法によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、アルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、有機金属化合物の熱分解を容易に行うことが可能となる。その結果、例えば焼結前に水素雰囲気で磁石粉末又は成形体の仮焼を行う場合に、磁石粉末又は成形体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。それにより、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。
【００３３】
更に、請求項１２に記載の永久磁石の製造方法によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、炭素数２〜６のアルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、低温で有機金属化合物の熱分解を行うことが可能となる。その結果、例えば焼結前に水素雰囲気で磁石粉末又は成形体の仮焼を行う場合に、有機金属化合物の熱分解を磁石粉末全体又は成形体全体に対してより容易に行うことができる。即ち、仮焼処理によって、磁石粉末又は成形体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る永久磁石を示した全体図である。
【図２】本発明に係る永久磁石の粒界付近を拡大して示した模式図である。
【図３】強磁性体のヒステリシス曲線を示した図である。
【図４】強磁性体の磁区構造を示した模式図である。
【図５】本発明に係る永久磁石の第１の製造方法における製造工程を示した説明図である。
【図６】高温水素プラズマ加熱を用いた仮焼処理の優位性を説明した図である。
【図７】本発明に係る永久磁石の第２の製造方法における製造工程を示した説明図である。
【図８】実施例と比較例の永久磁石について、１４７ｅＶ〜１６５ｅＶの結合エネルギの範囲で検出されたスペクトルを示した図である。
【図９】図８に示すスペクトルの波形解析の結果について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係る永久磁石及び永久磁石の製造方法について具体化した実施形態について以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３６】
［永久磁石の構成］
先ず、本発明に係る永久磁石１の構成について説明する。図１は本発明に係る永久磁石１を示した全体図である。尚、図１に示す永久磁石１は円柱形状を備えるが、永久磁石１の形状は成形に用いるキャビティの形状によって変化する。
本発明に係る永久磁石１としては例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を用いる。また、永久磁石１を形成する各Ｎｄ結晶粒子の界面（粒界）には、永久磁石１の保磁力を高める為のＤｙ（ジスプロシウム）やＴｂ（テルビウム）が偏在する。尚、各成分の含有量はＮｄ：２５〜３７ｗｔ％、Ｄｙ（又はＴｂ）：０．０１〜５ｗｔ％、Ｂ：１〜２ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６０〜７５ｗｔ％とする。また、磁気特性向上の為、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ等の他元素を少量含んでも良い。
【００３７】
具体的に、本発明に係る永久磁石１は、図２に示すように永久磁石１を構成するＮｄ結晶粒子１０の表面にＤｙ層（又はＴｂ層）１１をコーディングすることにより、ＤｙやＴｂをＮｄ結晶粒子１０の粒界に対して偏在させる。図２は永久磁石１を構成するＮｄ結晶粒子１０を拡大して示した図である。
【００３８】
図２に示すように永久磁石１は、Ｎｄ結晶粒子１０と、Ｎｄ結晶粒子１０の表面をコーディングするＤｙ層（又はＴｂ層）１１から構成される。尚、Ｎｄ結晶粒子１０は、例えばＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物から構成され、Ｄｙ層１１は例えば（ＤｙｘＮｄ１-ｘ）２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物から構成される。
【００３９】
以下に、Ｄｙ層（又はＴｂ層）１１による永久磁石１の保磁力向上の機構について図３及び図４を用いて説明する。図３は強磁性体のヒステリシス曲線を示した図、図４は強磁性体の磁区構造を示した模式図である。
図３に示すように永久磁石の保磁力は、磁化された状態から逆方向への磁場を加えていった際に、磁気分極を０にする（即ち、磁化反転する）のに必要な磁場の強さである。従って、磁化反転を抑制することができれば、高い保磁力を得ることができる。尚、磁性体の磁化過程には、磁気モーメントの回転に基づく回転磁化と、磁区の境界である磁壁（９０°磁壁と１８０°磁壁からなる）が移動する磁壁移動がある。また、本発明が対象とするＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系のような焼結体磁石では、逆磁区は主相である結晶粒の表面近傍において最も発生しやすい。従って、本発明ではＮｄ結晶粒子１０の結晶粒の表面部分（外殻）において、Ｎｄの一部をＤｙ又はＴｂで置換した相を生成し、逆磁区の生成を抑制する。尚、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物の保磁力を高める（磁化反転を阻止する）という効果の点において、磁気異方性の高いＤｙとＴｂはいずれも有効な元素である。
【００４０】
ここで、本発明ではＤｙ、Ｔｂの置換は、後述のように粉砕された磁石粉末を成形する前にＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物が添加されることにより行われる。具体的には、Ｄｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物を添加した磁石粉末を焼結する際に、湿式分散によりＮｄ磁石粒子の粒子表面に均一付着された該有機金属化合物中のＤｙ（又はＴｂ）が、Ｎｄ磁石粒子の結晶成長領域へと拡散侵入して置換が行われ、図２に示すＤｙ層（又はＴｂ層）１１を形成する。その結果、図４に示すようにＮｄ結晶粒子１０の界面にＤｙ（又はＴｂ）が偏在化され、永久磁石１の保磁力を向上させることができる。
【００４１】
また、本発明では、特に後述のようにＭ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされるＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物（例えば、ジスプロシウムエトキシド、ジスプロシウムｎ−プロポキシド、テルビウムエトキシドなど）を有機溶媒に添加し、湿式状態で磁石粉末に混合する。それにより、Ｄｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物を有機溶媒中で分散させ、Ｎｄ磁石粒子の粒子表面にＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物を効率よく付着することが可能となる。
【００４２】
ここで、上記Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）の構造式を満たす有機金属化合物として金属アルコキシドがある。金属アルコキシドは、一般式Ｍ−（ＯＲ）ｎ（Ｍ：金属元素、Ｒ：有機基、ｎ：金属又は半金属の価数）で表される。また、金属アルコキシドを形成する金属又は半金属としては、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｙ、ｌａｎｔｈａｎｉｄｅなどが挙げられる。但し、本発明では特に、Ｄｙ又はＴｂを用いる。
【００４３】
また、アルコキシドの種類は特に限定されることなく、例えば、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、炭素数４以上のアルコキシド等が挙げられる。但し、本発明では後述のように低温分解で残炭を抑制する目的から、低分子量のものを用いる。また、炭素数１のメトキシドについては分解し易く、取扱いが困難であるので、特にＲに含まれる炭素数が２〜６のアルコキシドであるエトキシド、メトキシド、イソプロポキシド、プロポキシド、ブトキシドなどを用いることが好ましい。即ち、本発明では、特に磁石粉末に添加する有機金属化合物としてＭ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒはアルキル基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物、より好ましくは、Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂであり、Ｒは炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物を用いることが望ましい。
【００４４】
更に、Ｄｙ又はＴｂを磁石粉末に添加すると、Ｄｙ又はＴｂが有機金属化合物中に含まれる酸素と結びついた状態（例えばＤｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３など）で存在する。ここで、Ｎｄと酸素との反応性が非常に高いため、酸素が存在すると、焼結工程においてＮｄと酸素が結合しＮｄ酸化物を形成することとなる。その結果、磁気特性が低下する問題がある。また、Ｎｄが酸素と結合することによって化学量論組成（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）に基づく含有量よりもＮｄが不足し、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出し、磁石特性を大きく低下させる問題もある。しかしながら、後述のプラズマ加熱による仮焼処理を行うことによって、酸素と結びついた状態で存在するＤｙ又はＴｂを金属Ｄｙ又は金属Ｔｂへの還元することができ、酸素を低減することが可能となる。その結果、焼結時にＮｄが酸素と結び付くことを防止し、αＦｅの析出を抑制することも可能となる。
【００４５】
また、Ｎｄ結晶粒子１０の粒径Ｄは０．１μｍ〜５．０μｍ程度とすることが望ましい。また、圧粉成形により成形された成形体を適切な焼成条件で焼成すれば、ＤｙやＴｂがＮｄ結晶粒子１０内へと拡散浸透（固溶化）することを防止できる。それにより、本発明では、ＤｙやＴｂを添加したとしてもＤｙやＴｂによる置換領域を外殻部分のみとすることができる。例えば、Ｄｙ層（又はＴｂ層）１１の厚さｄは１ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍとする。その結果、結晶粒全体としては（すなわち、焼結磁石全体としては）、コアのＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物相が高い体積割合を占めた状態となる。それにより、その磁石の残留磁束密度（外部磁場の強さを０にしたときの磁束密度）の低下を抑制することができる。
【００４６】
尚、Ｄｙ層（又はＴｂ層）１１はＤｙ化合物（又はＴｂ化合物）のみから構成される層である必要はなく、Ｄｙ化合物（又はＴｂ化合物）とＮｄ化合物との混合体からなる層であっても良い。その場合には、Ｎｄ化合物を添加することによって、Ｄｙ化合物（又はＴｂ化合物）とＮｄ化合物との混合体からなる層を形成する。その結果、Ｎｄ磁石粉末の焼結時の液相焼結を助長することができる。尚、添加するＮｄ化合物としては、ＮｄＨ２、酢酸ネオジム水和物、ネオジム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート三水和物、２−エチルヘキサン酸ネオジム（ＩＩＩ）、ネオジム（ＩＩＩ）ヘキサフルオロアセチルアセトナート二水和物、ネオジムイソプロポキシド、リン酸ネオジニウム（ＩＩＩ）ｎ水和物、ネオジムトリフルオロアセチルアセトナート、トリフルオロメタンスルホン酸ネオジム等が望ましい。
【００４７】
尚、Ｄｙ又はＴｂをＮｄ結晶粒子１０の粒界に対して偏在させる構成としては、Ｎｄ結晶粒子１０の粒界に対してＤｙ又はＴｂからなる粒を点在させる構成としても良い。そのような構成であっても、同様の効果を得ることが可能となる。尚、Ｄｙ又はＴｂがＮｄ結晶粒子１０の粒界に対してどのように偏在しているかは、例えばＳＥＭやＴＥＭや３次元アトムプローブ法により確認することができる。
【００４８】
［永久磁石の製造方法１］
次に、本発明に係る永久磁石１の第１の製造方法について図５を用いて説明する。図５は本発明に係る永久磁石１の第１の製造方法における製造工程を示した説明図である。
【００４９】
先ず、所定分率のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（例えばＮｄ：３２．７ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６５．９６ｗｔ％、Ｂ：１．３４ｗｔ％）からなる、インゴットを製造する。その後、インゴットをスタンプミルやクラッシャー等によって２００μｍ程度の大きさに粗粉砕する。若しくは、インゴットを溶解し、ストリップキャスト法でフレークを作製し、水素解砕法で粗粉化する。
【００５０】
次いで、粗粉砕した磁石粉末を、（ａ）酸素含有量が実質的に０％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中、又は（ｂ）酸素含有量が０．０００１〜０．５％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中で、ジェットミル４１により微粉砕し、所定サイズ以下（例えば０．１μｍ〜５．０μｍ）の平均粒径を有する微粉末とする。尚、酸素濃度が実質的に０％とは、酸素濃度が完全に０％である場合に限定されず、微粉の表面にごく僅かに酸化被膜を形成する程度の量の酸素を含有しても良いことを意味する。
【００５１】
一方で、ジェットミル４１で微粉砕された微粉末に添加する有機金属化合物溶液を作製する。ここで、有機金属化合物溶液には予めＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物を添加し、溶解させる。尚、溶解させる有機金属化合物としては、Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂであり、Ｒは炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）に該当する有機金属化合物（例えば、ジスプロシウムエトキシド、ジスプロシウムｎ−プロポキシド、テルビウムエトキシドなど）を用いることが望ましい。また、溶解させるＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物の量は特に制限されないが、前記したように焼結後の磁石に対するＤｙ（又はＴｂ）の含有量が０．００１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、好ましくは０．０１ｗｔ％〜５ｗｔ％となる量とするのが好ましい。
【００５２】
続いて、ジェットミル４１にて分級された微粉末に対して上記有機金属化合物溶液を添加する。それによって、磁石原料の微粉末と有機金属化合物溶液とが混合されたスラリー４２を生成する。尚、有機金属化合物溶液の添加は、窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気で行う。
【００５３】
その後、生成したスラリー４２を成形前に真空乾燥などで事前に乾燥させ、乾燥した磁石粉末４３を取り出す。その後、乾燥した磁石粉末４３に対して、高温水素プラズマを用いたプラズマ加熱による仮焼処理を行う。具体的には、磁石粉末４３を「２．４５ＧＨｚの高周波マイクロ波」プラズマ加熱装置内に投入し、水素ガスと不活性ガス（例えばＡｒガス）の混合ガスに電圧を印加することによりプラズマ励起し、発生された高温水素プラズマを磁石粉末４３に照射することにより仮焼処理を行う。尚、供給するガスの流量は水素流量１Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎ、アルゴン流量１Ｌ／ｍｉｎ〜５Ｌ／ｍｉｎとし、プラズマ励起する際の出力電力を１ｋＷ〜１０ｋＷとし、プラズマの照射時間は１秒〜６０秒で行う。
【００５４】
上記プラズマ加熱による仮焼処理では、酸素と結びついた状態で存在するＤｙやＴｂの金属酸化物（例えばＤｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３など）を、金属Ｄｙや金属Ｔｂへと還元することや、ＤｙＯ等のより酸化数の少ない酸化物への還元（即ち酸化数の低減）を行うことができ、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。その結果、焼結を行う前に磁石粉末に含有するＤｙ酸化物やＴｂ酸化物について還元されることにより、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。それにより、その後の焼結工程でＮｄと酸素が結合しＮｄ酸化物を形成することなく、また、αＦｅの析出を防止することができる。更に、特に高温水素プラズマ加熱による仮焼では、水素ラジカルを生成することができ、水素ラジカルを用いて金属Ｄｙ等への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。また、高温水素プラズマを用いる場合には、低温水素プラズマを用いる場合と比較して、水素ラジカルの濃度を高くすることができる。従って、生成自由エネルギの低い安定な金属酸化物（例えばＤｙ２Ｏ３など）についても適切に還元することが可能となる。
【００５５】
以下に、図６を用いてプラズマ加熱による仮焼処理の優位性についてより詳細に説明する。
一般的に生成自由エネルギの低い安定な金属酸化物（例えばＤｙ２Ｏ３など）をメタルまで還元する為には、（１）Ｃａ還元、（２）溶融塩電解、（３）レーザ還元等の強力な還元手法が必要となる。しかしながら、このような強力な還元方法を用いると、還元する対象物が非常に高温となる為、本発明のようなＮｄ磁石粒子に対して行うと、Ｎｄ磁石粒子が溶融してしまう虞がある。
ここで、上述したように高温水素プラズマ加熱による仮焼では、高い濃度の水素ラジカルを生成することができる。そして、水素ラジカルによる還元では、図６に示すように低温ほど強い還元性を示す。従って、Ｄｙ２Ｏ３などの生成自由エネルギの低い金属酸化物も、上記（１）〜（３）の還元手法と比較して、低温で還元することが可能となる。尚、低温還元が可能であることは、仮焼した後のＮｄ磁石粒子が溶融していないことからも判断することが可能である。
【００５６】
また、上記プラズマ等による仮焼処理に加えて、水素雰囲気において２００℃〜９００℃、より好ましくは４００℃〜９００℃（例えば６００℃）で数時間（例えば５時間）保持することによる仮焼処理（水素中仮焼処理）を更に行う構成としても良い。この水素中仮焼処理を行うタイミングは、上記プラズマ加熱による仮焼処理を行う前でも、行った後でも良い。更に、成形前の磁石粉末に対して行っても良いし、成形後の磁石粉末に対して行っても良い。この水素中仮焼処理では、有機金属化合物を熱分解させて、仮焼体中の炭素量を低減させる所謂脱カーボンが行われる。また、水素中仮焼処理は、仮焼体中の炭素量が０．２ｗｔ％未満、より好ましくは０．１ｗｔ％未満とする条件で行うこととする。それによって、その後の焼結処理で永久磁石１全体を緻密に焼結させることが可能となり、残留磁束密度や保磁力を低下させることが無い。また、水素中仮焼処理を行った場合には、水素中仮焼処理によって活性化された仮焼体の活性度を低下させる為に、仮焼処理後に仮焼体を真空雰囲気で２００℃〜６００℃、より好ましくは４００℃〜６００℃で１〜３時間保持することにより脱水素処理を行っても良い。但し、水素仮焼後に外気と触れさせることがなく焼成を行う場合には、脱水素工程は不要となる。
【００５７】
次に、プラズマ加熱による仮焼処理によって仮焼された粉末状の仮焼体６５を成形装置５０により所定形状に圧粉成形する。
【００５８】
図５に示すように、成形装置５０は、円筒状のモールド５１と、モールド５１に対して上下方向に摺動する下パンチ５２と、同じくモールド５１に対して上下方向に摺動する上パンチ５３とを有し、これらに囲まれた空間がキャビティ５４を構成する。
また、成形装置５０には一対の磁界発生コイル５５、５６がキャビティ５４の上下位置に配置されており、磁力線をキャビティ５４に充填された仮焼体６５に印加する。印加させる磁場は例えば１０ｋＯｅとする。
【００５９】
そして、圧粉成形を行う際には、先ず仮焼体６５をキャビティ５４に充填する。その後、下パンチ５２及び上パンチ５３を駆動し、キャビティ５４に充填された仮焼体６５に対して矢印６１方向に圧力を加え、成形する。また、加圧と同時にキャビティ５４に充填された仮焼体６５に対して、加圧方向と平行な矢印６２方向に磁界発生コイル５５、５６によってパルス磁場を印加する。それによって、所望の方向に磁場を配向させる。尚、磁場を配向させる方向は、仮焼体６５から成形される永久磁石１に求められる磁場方向を考慮して決定する必要がある。
【００６０】
その後、成形された仮焼体６５を焼結する焼結処理を行う。尚、成形体の焼結方法としては、一般的な真空焼結以外に成形体を加圧した状態で焼結する加圧焼結等も用いることが可能である。例えば、真空焼結で焼結を行う場合には、所定の昇温速度で８００℃〜１０８０℃程度まで昇温し、２時間程度保持する。この間は真空焼成となるが真空度としては１０−４Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましい。その後冷却し、再び６００℃〜１０００℃で２時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。
【００６１】
一方、加圧焼結としては、例えば、ホットプレス焼結、熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）焼結、放電プラズマ（ＳＰＳ）焼結等がある。但し、焼結時の磁石粒子の粒成長を抑制するとともに焼結後の磁石に生じる反りを抑える為に、一軸方向に加圧する一軸加圧焼結であって且つ通電焼結により焼結するＳＰＳ焼結を用いることが好ましい。尚、ＳＰＳ焼結で焼結を行う場合には、加圧値を３０ＭＰａとし、数Ｐａ以下の真空雰囲気で９４０℃まで１０℃／分で上昇させ、その後５分保持することが好ましい。その後冷却し、再び６００℃〜１０００℃で２時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。
【００６２】
［永久磁石の製造方法２］
次に、本発明に係る永久磁石１の他の製造方法である第２の製造方法について図７を用いて説明する。図７は本発明に係る永久磁石１の第２の製造方法における製造工程を示した説明図である。
【００６３】
尚、スラリー４２を生成するまでの工程は、図５を用いて既に説明した第１の製造方法における製造工程と同様であるので説明は省略する。
【００６４】
先ず、生成したスラリー４２を成形前に真空乾燥などで事前に乾燥させ、乾燥した磁石粉末４３を取り出す。その後、乾燥した磁石粉末を成形装置５０により所定形状に圧粉成形する。尚、圧粉成形には、上記の乾燥した微粉末をキャビティに充填する乾式法と、溶媒などでスラリー状にしてからキャビティに充填する湿式法があるが、本発明では乾式法を用いる場合を例示する。また、有機金属化合物溶液は成形後の焼成段階で揮発させることも可能である。尚、成形装置５０の詳細については図５を用いて既に説明した第１の製造方法における製造工程と同様であるので説明は省略する。また、湿式法を用いる場合には、キャビティ５４に磁場を印加しながらスラリーを注入し、注入途中又は注入終了後に、当初の磁場より強い磁場を印加して湿式成形しても良い。また、加圧方向に対して印加方向が垂直となるように磁界発生コイル５５、５６を配置しても良い。
【００６５】
次に、圧粉成形により成形された成形体７１に対して、高温水素プラズマを用いたプラズマ加熱による仮焼処理を行う。具体的には、成形体７１をプラズマ加熱装置内に投入し、水素ガスと不活性ガス（例えばＡｒガス）の混合ガスに電圧を印加することによりプラズマ励起し、発生された高温水素プラズマを成形体７１に照射することにより仮焼処理を行う。尚、供給するガスの流量は水素流量１Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎ、アルゴン流量１Ｌ／ｍｉｎ〜５Ｌ／ｍｉｎとし、プラズマ励起する際の出力電力を１ｋＷ〜１０ｋＷとし、プラズマの照射時間は１秒〜６０秒で行う。
【００６６】
その後、プラズマ加熱により仮焼された成形体７１を焼結する焼結処理を行う。尚、焼結処理は、上述した第１の製造方法と同様に、真空焼結や加圧焼結等により行う。焼結条件の詳細については既に説明した第１の製造方法における製造工程と同様であるので説明は省略する。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。
【００６７】
尚、上述した第１の製造方法では、粉末状の磁石粒子に対して仮焼処理を行うので、成形後の磁石粒子に対して仮焼処理を行う前記第２の製造方法と比較して、金属酸化物の還元を磁石粒子全体に対してより容易に行うことができる利点がある。即ち、前記第２の製造方法と比較して仮焼体中の酸素量をより確実に低減させることが可能となる。
【実施例】
【００６８】
以下に、本発明の実施例について比較例と比較しつつ説明する。
（実施例）
実施例のネオジム磁石粉末の合金組成は、化学量論組成に基づく分率（Ｎｄ：２６．７ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：７２．３ｗｔ％、Ｂ：１．０ｗｔ％）よりもＮｄの比率を高くし、例えばｗｔ％でＮｄ／Ｆｅ／Ｂ＝３２．７／６５．９６／１．３４とする。また、粉砕したネオジム磁石粉末にＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物としてジスプロシウムｎ−プロポキシドを５ｗｔ％添加した。また、プラズマ加熱による仮焼処理は、高温水素プラズマを用い、ガスの流量を水素流量３Ｌ／ｍｉｎ、アルゴン流量３Ｌ／ｍｉｎとし、プラズマ励起する際の出力電力を３ｋＷとし、プラズマの照射時間は６０秒で行った。また、成形された仮焼体の焼結はＳＰＳ焼結により行った。尚、他の工程は上述した［永久磁石の製造方法１］と同様の工程とする。
【００６９】
（比較例）
添加する有機金属化合物をジスプロシウムｎ−プロポキシドとし、プラズマ加熱による仮焼処理を行わずに焼結した。他の条件は実施例と同様である。
【００７０】
（プラズマ加熱による仮焼処理の有無に基づく実施例と比較例との比較検討）
実施例と比較例の永久磁石についてそれぞれＸ線光電子分光装置（ＥＣＳＡ）による分析を行った。図８は、実施例と比較例の永久磁石について、１４７ｅＶ〜１６５ｅＶの結合エネルギの範囲で検出されたスペクトルを示した図である。また、図９は、図８に示すスペクトルの波形解析の結果について示した図である。
【００７１】
図８に示すように、実施例の永久磁石と比較例の永久磁石はそれぞれ異なるスペクトル形状を有する。ここで、各スペクトルについて、標準試料のスペクトルに基づきスペクトルの混合割合を算出し、Ｄｙ、Ｄｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３の割合を算出すると、図９に示す結果となる。図９に示すように、実施例の永久磁石では、Ｄｙの割合が７５％であり、Ｄｙ酸化物（Ｄｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３）の割合が２５％となる。一方、比較例の永久磁石では、Ｄｙの割合がほぼ０％であり、Ｄｙ酸化物（Ｄｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３）の割合がほぼ１００％となる。
【００７２】
即ち、プラズマ加熱による仮焼処理を行った実施例の永久磁石では、酸素と結びついた状態で存在するＤｙ酸化物（Ｄｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３）の大部分を、金属Ｄｙへと還元することができていることが分かる。また、金属Ｄｙまで還元できなかった場合でも、ＤｙＯ等のより酸化数の少ない酸化物への還元（即ち酸化数の低減）を行うことができ、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。その結果、実施例の永久磁石では、焼結を行う前に磁石粉末に含有するＤｙ酸化物やＴｂ酸化物について還元されることにより、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。それにより、その後の焼結工程でＮｄと酸素が結合しＮｄ酸化物を形成することがない。従って、実施例の永久磁石では、金属酸化物によって磁石特性が低下することなく、αＦｅの析出についても防止することができる。即ち、高い品質を有する永久磁石を実現することが可能となる。
一方で、比較例の永久磁石は、Ｄｙ酸化物が多く残存することから、焼結工程においてＮｄと酸素が結合しＮｄ酸化物を形成することとなる。また、αＦｅが多数析出することとなる。その結果、磁気特性が低下する。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態に係る永久磁石１及び永久磁石１の製造方法では、粉砕されたネオジム磁石の微粉末に対して、Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で示される有機金属化合物が添加された有機金属化合物溶液を加え、ネオジム磁石の粒子表面に対して均一に有機金属化合物を付着させる。その後、磁石粉末をプラズマ加熱による仮焼処理を行う。その後、成形した後に真空焼結や加圧焼結を行うことによって永久磁石１を製造する。それにより、従来に比べてＤｙやＴｂの添加する量を少量としたとしても、添加されたＤｙやＴｂを磁石の粒界に効率よく偏在させることができる。その結果、ＤｙやＴｂの使用量を減少させ、残留磁束密度の低下を抑制できるとともに、ＤｙやＴｂによる保磁力の向上を十分に図ることが可能となる。また、他の有機金属化合物を添加する場合と比較して脱カーボンを容易に行うことが可能であり、焼結後の磁石内に含まれる炭素によって保磁力が低下する虞が無く、また、磁石全体を緻密に焼結することが可能となる。
更に、磁気異方性の高いＤｙやＴｂが焼結後に磁石の粒界に偏在するので、粒界に偏在されたＤｙやＴｂが粒界の逆磁区の生成を抑制することで、保磁力の向上が可能となる。また、ＤｙやＴｂの添加量が従来に比べて少ないので、残留磁束密度の低下を抑制することができる。
また、磁石の粒界に偏在されたＤｙやＴｂは、焼結後に磁石の粒子表面に１ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍの厚さの層を形成するので、ＤｙやＴｂによる保磁力の向上を図りつつ、結晶粒全体としては（すなわち、焼結磁石全体としては）、コアのＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物相が高い体積割合を占めた状態となる。それにより、その磁石の残留磁束密度（外部磁場の強さを０にしたときの磁束密度）の低下を抑制することができる。
また、有機金属化合物が添加された磁石粉末や成形体を焼結前にプラズマ加熱によって仮焼することにより、仮焼前に酸素と結びついた状態で存在するＤｙやＴｂを、金属Ｄｙや金属Ｔｂへと還元することや、ＤｙＯ等のより酸化数の少ない酸化物への還元（即ち酸化数の低減）を行うことができる。従って、有機金属化合物が添加された場合であっても、磁石粒子の含有する酸素量が増加することを防止することができる。従って、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
また、プラズマ加熱による仮焼処理では、出力電力１ｋＷ〜１０ｋＷ、水素流量１Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎ、アルゴン流量１Ｌ／ｍｉｎ〜５Ｌ／ｍｉｎ、照射時間１秒〜６０秒で行うので、高温水素プラズマ加熱を用いて適切な条件により磁石粉末又は成形体の仮焼を行うことによって、磁石粒子の含有する酸素量をより確実に低減させることができる。更に、高温水素プラズマ加熱を用いて仮焼するので、高い濃度の水素ラジカルを生成することができ、有機金属化合物を形成する金属が安定な酸化物として磁石粉末中に存在する場合であっても、水素ラジカルを用いて金属への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。
また、特に第１の製造方法では、粉末状の磁石粒子に対して仮焼を行うので、成形後の磁石粒子に対して仮焼を行う場合と比較して、金属酸化物の還元を磁石粒子全体に対してより容易に行うことができる利点がある。即ち、前記第２の製造方法と比較して仮焼体中の酸素量をより確実に低減させることが可能となる。
また、特に添加する有機金属化合物としてアルキル基から構成される有機金属化合物、より好ましくは炭素数２〜６のアルキル基から構成される有機金属化合物を用いれば、水素雰囲気で磁石粉末や成形体を仮焼する際に、低温で有機金属化合物の熱分解を行うことが可能となる。それによって、有機金属化合物の熱分解を磁石粉末全体や成形体全体に対してより容易に行うことができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。
【００７４】
尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
また、磁石粉末の粉砕条件、混練条件、仮焼条件、脱水素条件、焼結条件などは上記実施例に記載した条件に限られるものではない。
【００７５】
また、上記実施例では磁石粉末に添加するＤｙ又はＴｂを含む有機金属化合物としてジスプロシウムｎ−プロポキシドを用いているが、Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で示される有機金属化合物であれば、他の有機金属化合物であっても良い。例えば、炭素数が７以上のアルキル基から構成される有機金属化合物や、アルキル基以外の炭化水素からなる置換基から構成される有機金属化合物を用いても良い。
【符号の説明】
【００７６】
１ 永久磁石
１１ Ｎｄ結晶粒子
１２ Ｄｙ層（Ｔｂ層）
４２ スラリー
４３ 磁石粉末
６５ 仮焼体
７１ 成形体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石及び永久磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッドカーやハードディスクドライブ等に使用される永久磁石モータでは、小型軽量化、高出力化、高効率化が要求されている。そして、上記永久磁石モータにおいて小型軽量化、高出力化、高効率化を実現するに当たって、永久磁石モータに埋設される永久磁石について、更なる磁気特性の向上が求められている。尚、永久磁石としてはフェライト磁石、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ系磁石等があるが、特に残留磁束密度の高いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が永久磁石モータ用の永久磁石として用いられる。
【０００３】
ここで、永久磁石の製造方法としては、一般的に粉末焼結法が用いられる。ここで、粉末焼結法は、先ず原材料を粗粉砕し、ジェットミル（乾式粉砕）により微粉砕した磁石粉末を製造する。その後、その磁石粉末を型に入れて、外部から磁場を印加しながら所望の形状にプレス成形する。そして、所望形状に成形された固形状の磁石粉末を所定温度（例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石では８００℃〜１１５０℃）で焼結することにより製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２９８２１９号公報（第４頁、第５頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ等のＮｄ系磁石は、耐熱温度が低いことが問題であった。従って、Ｎｄ系磁石を永久磁石モータに用いる場合には、該モータを連続駆動させると磁石の残留磁束密度が徐々に低下することとなっていた。また、不可逆減磁も生じることとなっていた。そこで、Ｎｄ系磁石を永久磁石モータに用いる場合には、Ｎｄ系磁石の耐熱性を向上させるために、磁気異方性の高いＤｙ（ジスプロシウム）やＴｂ（テルビウム）を添加し、磁石の保磁力を更に向上させることが図られている。
【０００６】
ここで、ＤｙやＴｂを添加する方法としては、従来より、焼結磁石の表面にＤｙやＴｂを付着させ、拡散させる粒界拡散法と、主相と粒界相に対応する粉末を別々に製造し、混合（ドライブレンド）する２合金法がある。前者は、板状や小片には有効だが、大型の磁石では内部の粒界相までＤｙやＴｂの拡散距離を伸ばせない欠点がある。後者は、２つの合金をブレンドしプレスして磁石を作製するため、ＤｙやＴｂが粒内に拡散してしまい、粒界に偏在させることが出来ない欠点がある。
【０００７】
また、ＤｙやＴｂは希少金属であり、産出地も限られていることから、Ｎｄに対するＤｙやＴｂの使用量は少しでも抑えることが望ましい。更に、ＤｙやＴｂを多量に添加すると、磁石の強さを示す残留磁束密度が低下してしまう課題もある。そこで、微量のＤｙやＴｂを効率よく粒界に偏在させることによって、残留磁束密度を低下させることなく磁石の保磁力を大きく向上させる技術が望まれていた。
【０００８】
また、ＤｙやＴｂを有機溶媒中に分散させた状態でＮｄ系磁石に添加することにより、ＤｙやＴｂを磁石の粒界に対して偏在配置することも考えられる。しかしながら、一般的に有機溶媒を磁石に添加すると、ＤｙやＴｂが有機溶媒中に含まれる酸素と結びついた状態で存在する。ここで、Ｎｄと酸素との反応性が非常に高いため、酸素が存在すると、焼結工程においてＮｄと酸素が結合しＮｄ酸化物を形成することとなる。その結果、磁気特性が低下する問題があった。また、Ｎｄが酸素と結合することによって化学量論組成（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）に基づく含有量よりもＮｄが不足し、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出し、磁石特性を大きく低下させる問題があった。
【０００９】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、有機金属化合物に含まれる微量のＤｙやＴｂを磁石の粒界に対して効率よく偏在配置することが可能となるとともに、有機金属化合物が添加された磁石粉末を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼することにより、磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができ、その結果、磁石特性の低下を防止することが可能となった永久磁石及び永久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】
前記目的を達成するため本願の請求項１に係る永久磁石は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、前記仮焼体を成形することにより成形体を形成する工程と、前記成形体を焼結する工程と、により製造されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る永久磁石は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、前記成形体をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、前記仮焼体を焼結する工程と、により製造されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に係る永久磁石は、請求項１又は請求項２に記載の永久磁石において、前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に係る永久磁石は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の永久磁石において、前記構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘのＲが、アルキル基であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に係る永久磁石は、請求項４に記載の永久磁石において、前記構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘのＲが、炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に係る永久磁石は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の永久磁石において、前記有機金属化合物を形成する金属が、焼結後に前記永久磁石の粒界に偏在していることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に係る永久磁石は、請求項６に記載の永久磁石において、前記有機金属化合物を形成する金属が、焼結後に前記永久磁石の結晶粒子表面に１ｎｍ〜５００ｎｍの厚さの層を形成することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８に係る永久磁石の製造方法は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、前記仮焼体を成形することにより成形体を形成する工程と、前記成形体を焼結する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に係る永久磁石の製造方法は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、前記成形体をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、前記仮焼体を焼結する工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０に係る永久磁石の製造方法は、請求項８又は請求項９に記載の永久磁石の製造方法において、前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１１に係る永久磁石の製造方法は、請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の永久磁石の製造方法において、前記構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘのＲが、アルキル基であることを特徴とする。
【００２１】
更に、請求項１２に係る永久磁石の製造方法は、請求項１１に記載の永久磁石の製造方法において、前記構造式Ｍ−（ＯＲ）ｘのＲが、炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
前記構成を有する請求項１に記載の永久磁石によれば、添加された有機金属化合物に含まれる微量のＤｙやＴｂを磁石の粒界に効率よく偏在させることができる。また、有機金属化合物が添加された磁石粉末を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼するので、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
更に、粉末状の磁石粒子に対して仮焼を行うので、成形後の磁石粒子に対して仮焼を行う場合と比較して、金属酸化物の還元を磁石粒子全体に対してより容易に行うことができる利点がある。即ち、磁石粒子の含有する酸素量をより確実に低減させることが可能となる。
【００２３】
また、請求項２に記載の永久磁石によれば、添加された有機金属化合物に含まれる微量のＤｙやＴｂを磁石の粒界に効率よく偏在させることができる。また、有機金属化合物が添加された磁石粉末の成形体を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼するので、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
【００２４】
また、請求項３に記載の永久磁石によれば、高温水素プラズマ加熱を用いて仮焼するので、高い濃度の水素ラジカルを生成することができ、有機金属化合物を形成する金属が安定な酸化物として磁石粉末中に存在する場合であっても、水素ラジカルを用いて金属への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。
【００２５】
また、請求項４に記載の永久磁石によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、アルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、有機金属化合物の熱分解を容易に行うことが可能となる。その結果、例えば焼結前に水素雰囲気で磁石粉末又は成形体の仮焼を行う場合に、磁石粉末又は成形体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。それにより、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。
【００２６】
また、請求項５に記載の永久磁石によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、炭素数２〜６のアルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、低温で有機金属化合物の熱分解を行うことが可能となる。その結果、例えば焼結前に水素雰囲気で磁石粉末又は成形体の仮焼を行う場合に、有機金属化合物の熱分解を磁石粉末全体又は成形体全体に対してより容易に行うことができる。即ち、仮焼処理によって、磁石粉末又は成形体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。
【００２７】
また、請求項６に記載の永久磁石によれば、磁気異方性の高いＤｙやＴｂが焼結後に磁石の粒界に偏在するので、粒界に偏在されたＤｙやＴｂが粒界の逆磁区の生成を抑制することで、保磁力の向上が可能となる。また、ＤｙやＴｂの添加量が従来に比べて少ないので、残留磁束密度の低下を抑制することができる。
【００２８】
また、請求項７に記載の永久磁石によれば、磁気異方性の高いＤｙやＴｂが焼結後に磁石の粒子表面に１ｎｍ〜５００ｎｍの厚さの層を形成するので、残留磁束密度の低下を抑制しつつも、ＤｙやＴｂによる保磁力の向上を実現することが可能となる。
【００２９】
また、請求項８に記載の永久磁石の製造方法によれば、添加された有機金属化合物に含まれる微量のＤｙやＴｂを磁石の粒界に効率よく偏在させた永久磁石を製造することが可能となる。また、有機金属化合物が添加された磁石粉末を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼するので、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
更に、粉末状の磁石粒子に対して仮焼を行うので、成形後の磁石粒子に対して仮焼を行う場合と比較して、金属酸化物の還元を磁石粒子全体に対してより容易に行うことができる利点がある。即ち、磁石粒子の含有する酸素量をより確実に低減させることが可能となる。
【００３０】
また、請求項９に記載の永久磁石の製造方法によれば、添加された有機金属化合物に含まれる微量のＤｙやＴｂを磁石の粒界に効率よく偏在させた永久磁石を製造することが可能となる。また、有機金属化合物が添加された磁石粉末の成形体を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼するので、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
【００３１】
また、請求項１０に記載の永久磁石の製造方法によれば、高温水素プラズマ加熱を用いて仮焼するので、高い濃度の水素ラジカルを生成することができ、有機金属化合物を形成する金属が安定な酸化物として磁石粉末中に存在する場合であっても、水素ラジカルを用いて金属への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。
【００３２】
また、請求項１１に記載の永久磁石の製造方法によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、アルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、有機金属化合物の熱分解を容易に行うことが可能となる。その結果、例えば焼結前に水素雰囲気で磁石粉末又は成形体の仮焼を行う場合に、磁石粉末又は成形体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。それにより、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。
【００３３】
更に、請求項１２に記載の永久磁石の製造方法によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、炭素数２〜６のアルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、低温で有機金属化合物の熱分解を行うことが可能となる。その結果、例えば焼結前に水素雰囲気で磁石粉末又は成形体の仮焼を行う場合に、有機金属化合物の熱分解を磁石粉末全体又は成形体全体に対してより容易に行うことができる。即ち、仮焼処理によって、磁石粉末又は成形体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る永久磁石を示した全体図である。
【図２】本発明に係る永久磁石の粒界付近を拡大して示した模式図である。
【図３】強磁性体のヒステリシス曲線を示した図である。
【図４】強磁性体の磁区構造を示した模式図である。
【図５】本発明に係る永久磁石の第１の製造方法における製造工程を示した説明図である。
【図６】高温水素プラズマ加熱を用いた仮焼処理の優位性を説明した図である。
【図７】本発明に係る永久磁石の第２の製造方法における製造工程を示した説明図である。
【図８】実施例と比較例の永久磁石について、１４７ｅＶ〜１６５ｅＶの結合エネルギの範囲で検出されたスペクトルを示した図である。
【図９】図８に示すスペクトルの波形解析の結果について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係る永久磁石及び永久磁石の製造方法について具体化した実施形態について以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３６】
［永久磁石の構成］
先ず、本発明に係る永久磁石１の構成について説明する。図１は本発明に係る永久磁石１を示した全体図である。尚、図１に示す永久磁石１は円柱形状を備えるが、永久磁石１の形状は成形に用いるキャビティの形状によって変化する。
本発明に係る永久磁石１としては例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を用いる。また、永久磁石１を形成する各Ｎｄ結晶粒子の界面（粒界）には、永久磁石１の保磁力を高める為のＤｙ（ジスプロシウム）やＴｂ（テルビウム）が偏在する。尚、各成分の含有量はＮｄ：２５〜３７ｗｔ％、Ｄｙ（又はＴｂ）：０．０１〜５ｗｔ％、Ｂ：１〜２ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６０〜７５ｗｔ％とする。また、磁気特性向上の為、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ等の他元素を少量含んでも良い。
【００３７】
具体的に、本発明に係る永久磁石１は、図２に示すように永久磁石１を構成するＮｄ結晶粒子１０の表面にＤｙ層（又はＴｂ層）１１をコーディングすることにより、ＤｙやＴｂをＮｄ結晶粒子１０の粒界に対して偏在させる。図２は永久磁石１を構成するＮｄ結晶粒子１０を拡大して示した図である。
【００３８】
図２に示すように永久磁石１は、Ｎｄ結晶粒子１０と、Ｎｄ結晶粒子１０の表面をコーディングするＤｙ層（又はＴｂ層）１１から構成される。尚、Ｎｄ結晶粒子１０は、例えばＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物から構成され、Ｄｙ層１１は例えば（ＤｙｘＮｄ１-ｘ）２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物から構成される。
【００３９】
以下に、Ｄｙ層（又はＴｂ層）１１による永久磁石１の保磁力向上の機構について図３及び図４を用いて説明する。図３は強磁性体のヒステリシス曲線を示した図、図４は強磁性体の磁区構造を示した模式図である。
図３に示すように永久磁石の保磁力は、磁化された状態から逆方向への磁場を加えていった際に、磁気分極を０にする（即ち、磁化反転する）のに必要な磁場の強さである。従って、磁化反転を抑制することができれば、高い保磁力を得ることができる。尚、磁性体の磁化過程には、磁気モーメントの回転に基づく回転磁化と、磁区の境界である磁壁（９０°磁壁と１８０°磁壁からなる）が移動する磁壁移動がある。また、本発明が対象とするＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系のような焼結体磁石では、逆磁区は主相である結晶粒の表面近傍において最も発生しやすい。従って、本発明ではＮｄ結晶粒子１０の結晶粒の表面部分（外殻）において、Ｎｄの一部をＤｙ又はＴｂで置換した相を生成し、逆磁区の生成を抑制する。尚、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物の保磁力を高める（磁化反転を阻止する）という効果の点において、磁気異方性の高いＤｙとＴｂはいずれも有効な元素である。
【００４０】
ここで、本発明ではＤｙ、Ｔｂの置換は、後述のように粉砕された磁石粉末を成形する前にＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物が添加されることにより行われる。具体的には、Ｄｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物を添加した磁石粉末を焼結する際に、湿式分散によりＮｄ磁石粒子の粒子表面に均一付着された該有機金属化合物中のＤｙ（又はＴｂ）が、Ｎｄ磁石粒子の結晶成長領域へと拡散侵入して置換が行われ、図２に示すＤｙ層（又はＴｂ層）１１を形成する。その結果、図４に示すようにＮｄ結晶粒子１０の界面にＤｙ（又はＴｂ）が偏在化され、永久磁石１の保磁力を向上させることができる。
【００４１】
また、本発明では、特に後述のようにＭ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされるＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物（例えば、ジスプロシウムエトキシド、ジスプロシウムｎ−プロポキシド、テルビウムエトキシドなど）を有機溶媒に添加し、湿式状態で磁石粉末に混合する。それにより、Ｄｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物を有機溶媒中で分散させ、Ｎｄ磁石粒子の粒子表面にＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物を効率よく付着することが可能となる。
【００４２】
ここで、上記Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）の構造式を満たす有機金属化合物として金属アルコキシドがある。金属アルコキシドは、一般式Ｍ−（ＯＲ）ｎ（Ｍ：金属元素、Ｒ：有機基、ｎ：金属又は半金属の価数）で表される。また、金属アルコキシドを形成する金属又は半金属としては、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｙ、ｌａｎｔｈａｎｉｄｅなどが挙げられる。但し、本発明では特に、Ｄｙ又はＴｂを用いる。
【００４３】
また、アルコキシドの種類は特に限定されることなく、例えば、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、炭素数４以上のアルコキシド等が挙げられる。但し、本発明では後述のように低温分解で残炭を抑制する目的から、低分子量のものを用いる。また、炭素数１のメトキシドについては分解し易く、取扱いが困難であるので、特にＲに含まれる炭素数が２〜６のアルコキシドであるエトキシド、メトキシド、イソプロポキシド、プロポキシド、ブトキシドなどを用いることが好ましい。即ち、本発明では、特に磁石粉末に添加する有機金属化合物としてＭ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒはアルキル基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物、より好ましくは、Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂであり、Ｒは炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物を用いることが望ましい。
【００４４】
更に、Ｄｙ又はＴｂを磁石粉末に添加すると、Ｄｙ又はＴｂが有機金属化合物中に含まれる酸素と結びついた状態（例えばＤｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３など）で存在する。ここで、Ｎｄと酸素との反応性が非常に高いため、酸素が存在すると、焼結工程においてＮｄと酸素が結合しＮｄ酸化物を形成することとなる。その結果、磁気特性が低下する問題がある。また、Ｎｄが酸素と結合することによって化学量論組成（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）に基づく含有量よりもＮｄが不足し、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出し、磁石特性を大きく低下させる問題もある。しかしながら、後述のプラズマ加熱による仮焼処理を行うことによって、酸素と結びついた状態で存在するＤｙ又はＴｂを金属Ｄｙ又は金属Ｔｂへの還元することができ、酸素を低減することが可能となる。その結果、焼結時にＮｄが酸素と結び付くことを防止し、αＦｅの析出を抑制することも可能となる。
【００４５】
また、Ｎｄ結晶粒子１０の粒径Ｄは０．１μｍ〜５．０μｍ程度とすることが望ましい。また、圧粉成形により成形された成形体を適切な焼成条件で焼成すれば、ＤｙやＴｂがＮｄ結晶粒子１０内へと拡散浸透（固溶化）することを防止できる。それにより、本発明では、ＤｙやＴｂを添加したとしてもＤｙやＴｂによる置換領域を外殻部分のみとすることができる。例えば、Ｄｙ層（又はＴｂ層）１１の厚さｄは１ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍとする。その結果、結晶粒全体としては（すなわち、焼結磁石全体としては）、コアのＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物相が高い体積割合を占めた状態となる。それにより、その磁石の残留磁束密度（外部磁場の強さを０にしたときの磁束密度）の低下を抑制することができる。
【００４６】
尚、Ｄｙ層（又はＴｂ層）１１はＤｙ化合物（又はＴｂ化合物）のみから構成される層である必要はなく、Ｄｙ化合物（又はＴｂ化合物）とＮｄ化合物との混合体からなる層であっても良い。その場合には、Ｎｄ化合物を添加することによって、Ｄｙ化合物（又はＴｂ化合物）とＮｄ化合物との混合体からなる層を形成する。その結果、Ｎｄ磁石粉末の焼結時の液相焼結を助長することができる。尚、添加するＮｄ化合物としては、ＮｄＨ２、酢酸ネオジム水和物、ネオジム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート三水和物、２−エチルヘキサン酸ネオジム（ＩＩＩ）、ネオジム（ＩＩＩ）ヘキサフルオロアセチルアセトナート二水和物、ネオジムイソプロポキシド、リン酸ネオジニウム（ＩＩＩ）ｎ水和物、ネオジムトリフルオロアセチルアセトナート、トリフルオロメタンスルホン酸ネオジム等が望ましい。
【００４７】
尚、Ｄｙ又はＴｂをＮｄ結晶粒子１０の粒界に対して偏在させる構成としては、Ｎｄ結晶粒子１０の粒界に対してＤｙ又はＴｂからなる粒を点在させる構成としても良い。そのような構成であっても、同様の効果を得ることが可能となる。尚、Ｄｙ又はＴｂがＮｄ結晶粒子１０の粒界に対してどのように偏在しているかは、例えばＳＥＭやＴＥＭや３次元アトムプローブ法により確認することができる。
【００４８】
［永久磁石の製造方法１］
次に、本発明に係る永久磁石１の第１の製造方法について図５を用いて説明する。図５は本発明に係る永久磁石１の第１の製造方法における製造工程を示した説明図である。
【００４９】
先ず、所定分率のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（例えばＮｄ：３２．７ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６５．９６ｗｔ％、Ｂ：１．３４ｗｔ％）からなる、インゴットを製造する。その後、インゴットをスタンプミルやクラッシャー等によって２００μｍ程度の大きさに粗粉砕する。若しくは、インゴットを溶解し、ストリップキャスト法でフレークを作製し、水素解砕法で粗粉化する。
【００５０】
次いで、粗粉砕した磁石粉末を、（ａ）酸素含有量が実質的に０％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中、又は（ｂ）酸素含有量が０．０００１〜０．５％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中で、ジェットミル４１により微粉砕し、所定サイズ以下（例えば０．１μｍ〜５．０μｍ）の平均粒径を有する微粉末とする。尚、酸素濃度が実質的に０％とは、酸素濃度が完全に０％である場合に限定されず、微粉の表面にごく僅かに酸化被膜を形成する程度の量の酸素を含有しても良いことを意味する。
【００５１】
一方で、ジェットミル４１で微粉砕された微粉末に添加する有機金属化合物溶液を作製する。ここで、有機金属化合物溶液には予めＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物を添加し、溶解させる。尚、溶解させる有機金属化合物としては、Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂであり、Ｒは炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）に該当する有機金属化合物（例えば、ジスプロシウムエトキシド、ジスプロシウムｎ−プロポキシド、テルビウムエトキシドなど）を用いることが望ましい。また、溶解させるＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物の量は特に制限されないが、前記したように焼結後の磁石に対するＤｙ（又はＴｂ）の含有量が０．００１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、好ましくは０．０１ｗｔ％〜５ｗｔ％となる量とするのが好ましい。
【００５２】
続いて、ジェットミル４１にて分級された微粉末に対して上記有機金属化合物溶液を添加する。それによって、磁石原料の微粉末と有機金属化合物溶液とが混合されたスラリー４２を生成する。尚、有機金属化合物溶液の添加は、窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気で行う。
【００５３】
その後、生成したスラリー４２を成形前に真空乾燥などで事前に乾燥させ、乾燥した磁石粉末４３を取り出す。その後、乾燥した磁石粉末４３に対して、高温水素プラズマを用いたプラズマ加熱による仮焼処理を行う。具体的には、磁石粉末４３を「２．４５ＧＨｚの高周波マイクロ波」プラズマ加熱装置内に投入し、水素ガスと不活性ガス（例えばＡｒガス）の混合ガスに電圧を印加することによりプラズマ励起し、発生された高温水素プラズマを磁石粉末４３に照射することにより仮焼処理を行う。尚、供給するガスの流量は水素流量１Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎ、アルゴン流量１Ｌ／ｍｉｎ〜５Ｌ／ｍｉｎとし、プラズマ励起する際の出力電力を１ｋＷ〜１０ｋＷとし、プラズマの照射時間は１秒〜６０秒で行う。
【００５４】
上記プラズマ加熱による仮焼処理では、酸素と結びついた状態で存在するＤｙやＴｂの金属酸化物（例えばＤｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３など）を、金属Ｄｙや金属Ｔｂへと還元することや、ＤｙＯ等のより酸化数の少ない酸化物への還元（即ち酸化数の低減）を行うことができ、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。その結果、焼結を行う前に磁石粉末に含有するＤｙ酸化物やＴｂ酸化物について還元されることにより、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。それにより、その後の焼結工程でＮｄと酸素が結合しＮｄ酸化物を形成することなく、また、αＦｅの析出を防止することができる。更に、特に高温水素プラズマ加熱による仮焼では、水素ラジカルを生成することができ、水素ラジカルを用いて金属Ｄｙ等への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。また、高温水素プラズマを用いる場合には、低温水素プラズマを用いる場合と比較して、水素ラジカルの濃度を高くすることができる。従って、生成自由エネルギの低い安定な金属酸化物（例えばＤｙ２Ｏ３など）についても適切に還元することが可能となる。
【００５５】
以下に、図６を用いてプラズマ加熱による仮焼処理の優位性についてより詳細に説明する。
一般的に生成自由エネルギの低い安定な金属酸化物（例えばＤｙ２Ｏ３など）をメタルまで還元する為には、（１）Ｃａ還元、（２）溶融塩電解、（３）レーザ還元等の強力な還元手法が必要となる。しかしながら、このような強力な還元方法を用いると、還元する対象物が非常に高温となる為、本発明のようなＮｄ磁石粒子に対して行うと、Ｎｄ磁石粒子が溶融してしまう虞がある。
ここで、上述したように高温水素プラズマ加熱による仮焼では、高い濃度の水素ラジカルを生成することができる。そして、水素ラジカルによる還元では、図６に示すように低温ほど強い還元性を示す。従って、Ｄｙ２Ｏ３などの生成自由エネルギの低い金属酸化物も、上記（１）〜（３）の還元手法と比較して、低温で還元することが可能となる。尚、低温還元が可能であることは、仮焼した後のＮｄ磁石粒子が溶融していないことからも判断することが可能である。
【００５６】
また、上記プラズマ等による仮焼処理に加えて、水素雰囲気において２００℃〜９００℃、より好ましくは４００℃〜９００℃（例えば６００℃）で数時間（例えば５時間）保持することによる仮焼処理（水素中仮焼処理）を更に行う構成としても良い。この水素中仮焼処理を行うタイミングは、上記プラズマ加熱による仮焼処理を行う前でも、行った後でも良い。更に、成形前の磁石粉末に対して行っても良いし、成形後の磁石粉末に対して行っても良い。この水素中仮焼処理では、有機金属化合物を熱分解させて、仮焼体中の炭素量を低減させる所謂脱カーボンが行われる。また、水素中仮焼処理は、仮焼体中の炭素量が０．２ｗｔ％未満、より好ましくは０．１ｗｔ％未満とする条件で行うこととする。それによって、その後の焼結処理で永久磁石１全体を緻密に焼結させることが可能となり、残留磁束密度や保磁力を低下させることが無い。また、水素中仮焼処理を行った場合には、水素中仮焼処理によって活性化された仮焼体の活性度を低下させる為に、仮焼処理後に仮焼体を真空雰囲気で２００℃〜６００℃、より好ましくは４００℃〜６００℃で１〜３時間保持することにより脱水素処理を行っても良い。但し、水素仮焼後に外気と触れさせることがなく焼成を行う場合には、脱水素工程は不要となる。
【００５７】
次に、プラズマ加熱による仮焼処理によって仮焼された粉末状の仮焼体６５を成形装置５０により所定形状に圧粉成形する。
【００５８】
図５に示すように、成形装置５０は、円筒状のモールド５１と、モールド５１に対して上下方向に摺動する下パンチ５２と、同じくモールド５１に対して上下方向に摺動する上パンチ５３とを有し、これらに囲まれた空間がキャビティ５４を構成する。
また、成形装置５０には一対の磁界発生コイル５５、５６がキャビティ５４の上下位置に配置されており、磁力線をキャビティ５４に充填された仮焼体６５に印加する。印加させる磁場は例えば１０ｋＯｅとする。
【００５９】
そして、圧粉成形を行う際には、先ず仮焼体６５をキャビティ５４に充填する。その後、下パンチ５２及び上パンチ５３を駆動し、キャビティ５４に充填された仮焼体６５に対して矢印６１方向に圧力を加え、成形する。また、加圧と同時にキャビティ５４に充填された仮焼体６５に対して、加圧方向と平行な矢印６２方向に磁界発生コイル５５、５６によってパルス磁場を印加する。それによって、所望の方向に磁場を配向させる。尚、磁場を配向させる方向は、仮焼体６５から成形される永久磁石１に求められる磁場方向を考慮して決定する必要がある。
【００６０】
その後、成形された仮焼体６５を焼結する焼結処理を行う。尚、成形体の焼結方法としては、一般的な真空焼結以外に成形体を加圧した状態で焼結する加圧焼結等も用いることが可能である。例えば、真空焼結で焼結を行う場合には、所定の昇温速度で８００℃〜１０８０℃程度まで昇温し、２時間程度保持する。この間は真空焼成となるが真空度としては１０−４Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましい。その後冷却し、再び６００℃〜１０００℃で２時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。
【００６１】
一方、加圧焼結としては、例えば、ホットプレス焼結、熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）焼結、放電プラズマ（ＳＰＳ）焼結等がある。但し、焼結時の磁石粒子の粒成長を抑制するとともに焼結後の磁石に生じる反りを抑える為に、一軸方向に加圧する一軸加圧焼結であって且つ通電焼結により焼結するＳＰＳ焼結を用いることが好ましい。尚、ＳＰＳ焼結で焼結を行う場合には、加圧値を３０ＭＰａとし、数Ｐａ以下の真空雰囲気で９４０℃まで１０℃／分で上昇させ、その後５分保持することが好ましい。その後冷却し、再び６００℃〜１０００℃で２時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。
【００６２】
［永久磁石の製造方法２］
次に、本発明に係る永久磁石１の他の製造方法である第２の製造方法について図７を用いて説明する。図７は本発明に係る永久磁石１の第２の製造方法における製造工程を示した説明図である。
【００６３】
尚、スラリー４２を生成するまでの工程は、図５を用いて既に説明した第１の製造方法における製造工程と同様であるので説明は省略する。
【００６４】
先ず、生成したスラリー４２を成形前に真空乾燥などで事前に乾燥させ、乾燥した磁石粉末４３を取り出す。その後、乾燥した磁石粉末を成形装置５０により所定形状に圧粉成形する。尚、圧粉成形には、上記の乾燥した微粉末をキャビティに充填する乾式法と、溶媒などでスラリー状にしてからキャビティに充填する湿式法があるが、本発明では乾式法を用いる場合を例示する。また、有機金属化合物溶液は成形後の焼成段階で揮発させることも可能である。尚、成形装置５０の詳細については図５を用いて既に説明した第１の製造方法における製造工程と同様であるので説明は省略する。また、湿式法を用いる場合には、キャビティ５４に磁場を印加しながらスラリーを注入し、注入途中又は注入終了後に、当初の磁場より強い磁場を印加して湿式成形しても良い。また、加圧方向に対して印加方向が垂直となるように磁界発生コイル５５、５６を配置しても良い。
【００６５】
次に、圧粉成形により成形された成形体７１に対して、高温水素プラズマを用いたプラズマ加熱による仮焼処理を行う。具体的には、成形体７１をプラズマ加熱装置内に投入し、水素ガスと不活性ガス（例えばＡｒガス）の混合ガスに電圧を印加することによりプラズマ励起し、発生された高温水素プラズマを成形体７１に照射することにより仮焼処理を行う。尚、供給するガスの流量は水素流量１Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎ、アルゴン流量１Ｌ／ｍｉｎ〜５Ｌ／ｍｉｎとし、プラズマ励起する際の出力電力を１ｋＷ〜１０ｋＷとし、プラズマの照射時間は１秒〜６０秒で行う。
【００６６】
その後、プラズマ加熱により仮焼された成形体７１を焼結する焼結処理を行う。尚、焼結処理は、上述した第１の製造方法と同様に、真空焼結や加圧焼結等により行う。焼結条件の詳細については既に説明した第１の製造方法における製造工程と同様であるので説明は省略する。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。
【００６７】
尚、上述した第１の製造方法では、粉末状の磁石粒子に対して仮焼処理を行うので、成形後の磁石粒子に対して仮焼処理を行う前記第２の製造方法と比較して、金属酸化物の還元を磁石粒子全体に対してより容易に行うことができる利点がある。即ち、前記第２の製造方法と比較して仮焼体中の酸素量をより確実に低減させることが可能となる。
【実施例】
【００６８】
以下に、本発明の実施例について比較例と比較しつつ説明する。
（実施例）
実施例のネオジム磁石粉末の合金組成は、化学量論組成に基づく分率（Ｎｄ：２６．７ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：７２．３ｗｔ％、Ｂ：１．０ｗｔ％）よりもＮｄの比率を高くし、例えばｗｔ％でＮｄ／Ｆｅ／Ｂ＝３２．７／６５．９６／１．３４とする。また、粉砕したネオジム磁石粉末にＤｙ（又はＴｂ）を含む有機金属化合物としてジスプロシウムｎ−プロポキシドを５ｗｔ％添加した。また、プラズマ加熱による仮焼処理は、高温水素プラズマを用い、ガスの流量を水素流量３Ｌ／ｍｉｎ、アルゴン流量３Ｌ／ｍｉｎとし、プラズマ励起する際の出力電力を３ｋＷとし、プラズマの照射時間は６０秒で行った。また、成形された仮焼体の焼結はＳＰＳ焼結により行った。尚、他の工程は上述した［永久磁石の製造方法１］と同様の工程とする。
【００６９】
（比較例）
添加する有機金属化合物をジスプロシウムｎ−プロポキシドとし、プラズマ加熱による仮焼処理を行わずに焼結した。他の条件は実施例と同様である。
【００７０】
（プラズマ加熱による仮焼処理の有無に基づく実施例と比較例との比較検討）
実施例と比較例の永久磁石についてそれぞれＸ線光電子分光装置（ＥＣＳＡ）による分析を行った。図８は、実施例と比較例の永久磁石について、１４７ｅＶ〜１６５ｅＶの結合エネルギの範囲で検出されたスペクトルを示した図である。また、図９は、図８に示すスペクトルの波形解析の結果について示した図である。
【００７１】
図８に示すように、実施例の永久磁石と比較例の永久磁石はそれぞれ異なるスペクトル形状を有する。ここで、各スペクトルについて、標準試料のスペクトルに基づきスペクトルの混合割合を算出し、Ｄｙ、Ｄｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３の割合を算出すると、図９に示す結果となる。図９に示すように、実施例の永久磁石では、Ｄｙの割合が７５％であり、Ｄｙ酸化物（Ｄｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３）の割合が２５％となる。一方、比較例の永久磁石では、Ｄｙの割合がほぼ０％であり、Ｄｙ酸化物（Ｄｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３）の割合がほぼ１００％となる。
【００７２】
即ち、プラズマ加熱による仮焼処理を行った実施例の永久磁石では、酸素と結びついた状態で存在するＤｙ酸化物（Ｄｙ２Ｏ、ＤｙＯ、Ｄｙ２Ｏ３）の大部分を、金属Ｄｙへと還元することができていることが分かる。また、金属Ｄｙまで還元できなかった場合でも、ＤｙＯ等のより酸化数の少ない酸化物への還元（即ち酸化数の低減）を行うことができ、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。その結果、実施例の永久磁石では、焼結を行う前に磁石粉末に含有するＤｙ酸化物やＴｂ酸化物について還元されることにより、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。それにより、その後の焼結工程でＮｄと酸素が結合しＮｄ酸化物を形成することがない。従って、実施例の永久磁石では、金属酸化物によって磁石特性が低下することなく、αＦｅの析出についても防止することができる。即ち、高い品質を有する永久磁石を実現することが可能となる。
一方で、比較例の永久磁石は、Ｄｙ酸化物が多く残存することから、焼結工程においてＮｄと酸素が結合しＮｄ酸化物を形成することとなる。また、αＦｅが多数析出することとなる。その結果、磁気特性が低下する。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態に係る永久磁石１及び永久磁石１の製造方法では、粉砕されたネオジム磁石の微粉末に対して、Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で示される有機金属化合物が添加された有機金属化合物溶液を加え、ネオジム磁石の粒子表面に対して均一に有機金属化合物を付着させる。その後、磁石粉末をプラズマ加熱による仮焼処理を行う。その後、成形した後に真空焼結や加圧焼結を行うことによって永久磁石１を製造する。それにより、従来に比べてＤｙやＴｂの添加する量を少量としたとしても、添加されたＤｙやＴｂを磁石の粒界に効率よく偏在させることができる。その結果、ＤｙやＴｂの使用量を減少させ、残留磁束密度の低下を抑制できるとともに、ＤｙやＴｂによる保磁力の向上を十分に図ることが可能となる。また、他の有機金属化合物を添加する場合と比較して脱カーボンを容易に行うことが可能であり、焼結後の磁石内に含まれる炭素によって保磁力が低下する虞が無く、また、磁石全体を緻密に焼結することが可能となる。
更に、磁気異方性の高いＤｙやＴｂが焼結後に磁石の粒界に偏在するので、粒界に偏在されたＤｙやＴｂが粒界の逆磁区の生成を抑制することで、保磁力の向上が可能となる。また、ＤｙやＴｂの添加量が従来に比べて少ないので、残留磁束密度の低下を抑制することができる。
また、磁石の粒界に偏在されたＤｙやＴｂは、焼結後に磁石の粒子表面に１ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍの厚さの層を形成するので、ＤｙやＴｂによる保磁力の向上を図りつつ、結晶粒全体としては（すなわち、焼結磁石全体としては）、コアのＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物相が高い体積割合を占めた状態となる。それにより、その磁石の残留磁束密度（外部磁場の強さを０にしたときの磁束密度）の低下を抑制することができる。
また、有機金属化合物が添加された磁石粉末や成形体を焼結前にプラズマ加熱によって仮焼することにより、仮焼前に酸素と結びついた状態で存在するＤｙやＴｂを、金属Ｄｙや金属Ｔｂへと還元することや、ＤｙＯ等のより酸化数の少ない酸化物への還元（即ち酸化数の低減）を行うことができる。従って、有機金属化合物が添加された場合であっても、磁石粒子の含有する酸素量が増加することを防止することができる。従って、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
また、プラズマ加熱による仮焼処理では、出力電力１ｋＷ〜１０ｋＷ、水素流量１Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎ、アルゴン流量１Ｌ／ｍｉｎ〜５Ｌ／ｍｉｎ、照射時間１秒〜６０秒で行うので、高温水素プラズマ加熱を用いて適切な条件により磁石粉末又は成形体の仮焼を行うことによって、磁石粒子の含有する酸素量をより確実に低減させることができる。更に、高温水素プラズマ加熱を用いて仮焼するので、高い濃度の水素ラジカルを生成することができ、有機金属化合物を形成する金属が安定な酸化物として磁石粉末中に存在する場合であっても、水素ラジカルを用いて金属への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。
また、特に第１の製造方法では、粉末状の磁石粒子に対して仮焼を行うので、成形後の磁石粒子に対して仮焼を行う場合と比較して、金属酸化物の還元を磁石粒子全体に対してより容易に行うことができる利点がある。即ち、前記第２の製造方法と比較して仮焼体中の酸素量をより確実に低減させることが可能となる。
また、特に添加する有機金属化合物としてアルキル基から構成される有機金属化合物、より好ましくは炭素数２〜６のアルキル基から構成される有機金属化合物を用いれば、水素雰囲気で磁石粉末や成形体を仮焼する際に、低温で有機金属化合物の熱分解を行うことが可能となる。それによって、有機金属化合物の熱分解を磁石粉末全体や成形体全体に対してより容易に行うことができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。
【００７４】
尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
また、磁石粉末の粉砕条件、混練条件、仮焼条件、脱水素条件、焼結条件などは上記実施例に記載した条件に限られるものではない。
【００７５】
また、上記実施例では磁石粉末に添加するＤｙ又はＴｂを含む有機金属化合物としてジスプロシウムｎ−プロポキシドを用いているが、Ｍ−（ＯＲ）ｘ（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で示される有機金属化合物であれば、他の有機金属化合物であっても良い。例えば、炭素数が７以上のアルキル基から構成される有機金属化合物や、アルキル基以外の炭化水素からなる置換基から構成される有機金属化合物を用いても良い。
【符号の説明】
【００７６】
１ 永久磁石
１１ Ｎｄ結晶粒子
１２ Ｄｙ層（Ｔｂ層）
４２ スラリー
４３ 磁石粉末
６５ 仮焼体
７１ 成形体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式
Ｍ−（ＯＲ）ｘ
（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）
で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、
前記仮焼体を成形することにより成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
により製造されることを特徴とする永久磁石。
【請求項２】
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式
Ｍ−（ＯＲ）ｘ
（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）
で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、
前記成形体をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、
前記仮焼体を焼結する工程と、
により製造されることを特徴とする永久磁石。
【請求項３】
前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の永久磁石。
【請求項４】
前記構造式中のＲは、アルキル基であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の永久磁石。
【請求項５】
前記構造式中のＲは、炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の永久磁石。
【請求項６】
前記有機金属化合物を形成する金属が、焼結後に前記永久磁石の粒界に偏在していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の永久磁石。
【請求項７】
前記有機金属化合物を形成する金属が、焼結後に前記永久磁石の結晶粒子表面に１ｎｍ〜５００ｎｍの厚さの層を形成することを特徴とする請求項６に記載の永久磁石。
【請求項８】
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式
Ｍ−（ＯＲ）ｘ
（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）
で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、
前記仮焼体を成形することにより成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
を有することを特徴とする永久磁石の製造方法。
【請求項９】
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式
Ｍ−（ＯＲ）ｘ
（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）
で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、
前記成形体をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、
前記仮焼体を焼結する工程と、
を有することを特徴とする永久磁石の製造方法。
【請求項１０】
前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の永久磁石の製造方法。
【請求項１１】
前記構造式中のＲは、アルキル基であることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。
【請求項１２】
前記構造式中のＲは、炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであることを特徴とする請求項１１に記載の永久磁石の製造方法。
【請求項１】
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式
Ｍ−（ＯＲ）ｘ
（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）
で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、
前記仮焼体を成形することにより成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
により製造されることを特徴とする永久磁石。
【請求項２】
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式
Ｍ−（ＯＲ）ｘ
（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）
で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、
前記成形体をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、
前記仮焼体を焼結する工程と、
により製造されることを特徴とする永久磁石。
【請求項３】
前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の永久磁石。
【請求項４】
前記構造式中のＲは、アルキル基であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の永久磁石。
【請求項５】
前記構造式中のＲは、炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の永久磁石。
【請求項６】
前記有機金属化合物を形成する金属が、焼結後に前記永久磁石の粒界に偏在していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の永久磁石。
【請求項７】
前記有機金属化合物を形成する金属が、焼結後に前記永久磁石の結晶粒子表面に１ｎｍ〜５００ｎｍの厚さの層を形成することを特徴とする請求項６に記載の永久磁石。
【請求項８】
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式
Ｍ−（ＯＲ）ｘ
（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）
で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、
前記仮焼体を成形することにより成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
を有することを特徴とする永久磁石の製造方法。
【請求項９】
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末に以下の構造式
Ｍ−（ＯＲ）ｘ
（式中、ＭはＤｙ又はＴｂである。Ｒは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）
で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、
前記成形体をプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、
前記仮焼体を焼結する工程と、
を有することを特徴とする永久磁石の製造方法。
【請求項１０】
前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の永久磁石の製造方法。
【請求項１１】
前記構造式中のＲは、アルキル基であることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。
【請求項１２】
前記構造式中のＲは、炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであることを特徴とする請求項１１に記載の永久磁石の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２２８６６３（Ｐ２０１１−２２８６６３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９０７１（Ｐ２０１１−６９０７１）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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