磁性材料用粉末の製造方法及び永久磁石
【課題】保磁力が向上し製造工程が短縮された磁性材料用粉末の製造方法及び保磁力が向上した永久磁石を提供する。
【解決手段】磁性材料用粉末の製造方法は、磁性材料用粉末の原料及び前記原料に拡散させる拡散材料を反応炉内へ投入する原料投入工程と、前記反応炉内へ水素を供給すると共に前記反応炉内を加熱しつつ、前記原料及び前記拡散材料を撹拌する撹拌工程と、前記撹拌工程で撹拌された前記原料を前記反応炉内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、前記反応炉内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、を含む。
【解決手段】磁性材料用粉末の製造方法は、磁性材料用粉末の原料及び前記原料に拡散させる拡散材料を反応炉内へ投入する原料投入工程と、前記反応炉内へ水素を供給すると共に前記反応炉内を加熱しつつ、前記原料及び前記拡散材料を撹拌する撹拌工程と、前記撹拌工程で撹拌された前記原料を前記反応炉内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、前記反応炉内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性材料用粉末の製造方法及び永久磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性材料用粉末を製造する方法として、ＨＤＤＲ法（水素化分解・脱水素再結合法）が知られている。ＨＤＤＲ法とは、水素中で原料（出発合金）を加熱することにより、原料を水素化・分解（ＨＤ：Hydrogenation Decomposition）し、その後、脱水素・再結合（ＤＲ：Desorption Recombination）させることにより、結晶を微細化させかつ、結晶方位を揃え異方化させるプロセスである。ＨＤＤＲ反応は、水素を反応炉内に閉じ込めながら高温を保つことが要求される。また、ＨＤＤＲ反応は、水素化・分解において原料が水素を吸蔵し、また、脱水素・再結合において原料から水素が放出される。
【０００３】
磁石の磁気特性を表す指標としては、一般に、残留磁束密度（Ｂｒ）及び保磁力（Ｈｃｊ）が用いられる。ＨＤＤＲ法により製造された磁性材料用粉末は、さらに保磁力を向上する試みがなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ＨＤＤＲ法の脱水素・再結合において原料から水素が放出され、この水素を排気する排気工程後のＲＦｅＢ系合金に、Ｄｙ等からなる拡散材料を混合して混合粉末とする混合工程と、その混合粉末を加熱してＲＦｅＢ系合金の表面及び内部にＤｙ等を拡散させる拡散熱処理工程とからなる異方性磁石粉末の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００４／０６４０８５号 パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された異方性磁石粉末の製造方法は、異方性磁石粉末の保磁力を向上できるが、近年において、異方性磁石粉末はさらに保磁力の向上が求められている。また、異方性磁石粉末の製造方法は、コストの面からより簡易な工程が望まれており、製造工程の短縮が求められている。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、保磁力が向上し製造工程が短縮された磁性材料用粉末の製造方法及び保磁力が向上した永久磁石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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために磁性材料粉末の製造方法は、磁性材料用粉末の原料及び前記原料に拡散させる拡散材料を反応炉内へ投入する原料投入工程と、前記反応炉内へ水素を供給すると共に前記反応炉内を加熱しつつ、前記原料及び前記拡散材料を撹拌する撹拌工程と、前記撹拌工程で撹拌された前記原料を前記反応炉内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、前記反応炉内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
これにより、ＨＤＤＲ法で製造した磁性材料粉末に拡散材料を混合し、この混合粉末を拡散熱処理する工程が不要となり、製造工程が短縮される。その結果、磁性材料粉末の製造コストを低減することができる。また、ＨＤ工程よりも前に、磁性材料粉末の原料に拡散材料が混合されているので、水素吸蔵後の攪拌工程にて粉末となる原料が酸化されること無く拡散材料と混合される。その結果、酸化量が低減した磁性材料粉末表面に拡散材料が付着することで、その後の拡散工程で拡散材の原料への拡散がしやすくなり、拡散材料による保磁力向上の効果が発現しやすい。また、原料と拡散材料とが撹拌されながら加熱されるので、原料と拡散材料との分散が進み、拡散材料の偏りのおそれが低減される。
【００１０】
本発明の望ましい態様として、前記磁性材料粉末は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金を含み、前記Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕから選ばれる１種以上の元素であり、前記Ｔは、１種以上の遷移金属元素であって、少なくともＦｅ又はＦｅ及びＣｏのいずれかを含む元素であることが好ましい。これにより、所望の残留磁束密度（Ｂｒ）及び保磁力（Ｈｃｊ）を得ることができる。
【００１１】
本発明の望ましい態様として、前記拡散材料は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｎｄから選ばれる少なくとも１種以上を含む材料であることが好ましい。これにより、磁性材料用粉末の保磁力を向上させることができる。
【００１２】
本発明の望ましい態様として、前記撹拌工程で前記原料が水素吸蔵する又は拡散材料が水素と反応することが好ましい。これにより、拡散材料は、原料に拡散しやすくなる。
【００１３】
本発明の望ましい態様として、前記反応炉内を加熱する温度が多段階で変化することが好ましい。これにより、原料の水素吸蔵工程で、原料同士が衝突し合って粉砕される作用に加え、拡散材料が原料へ衝突して原料を粉砕する。このように、この態様によれば、原料が粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。
【００１４】
本発明の望ましい態様として、前記反応炉は、外容器と、前記外容器の内部に配置され、前記原料及び前記拡散材料を収容する内容器と、前記内容器内に収容される前記原料を撹拌する撹拌手段と、を含むことが好ましい。これにより、加熱と撹拌とを同時に行うことができる。
【００１５】
本発明の望ましい態様として、前記撹拌手段は、前記内容器を回転又は揺動させる内容器駆動手段、前記内容器の内部に振動を与える振動発生手段、又は前記外容器の内部に配置され前記内容器内の前記原料を撹拌する撹拌駆動手段のいずれかであることが好ましい。このように、原料及び拡散材料を撹拌するため、大量の原料から磁性材料粉末を製造する場合でも、原料及び拡散材料の温度制御が比較的容易になる。また、ＨＤＤＲ法を用いて磁性材料用の粉末を製造すること及び撹拌して均一な磁性材料粉末を製造することを両立できる。
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために永久磁石は、希土類合金の原料合金及び拡散材料を反応炉内に投入し、前記反応炉内に水素ガスを供給しつつ前記反応炉内で前記原料合金及び前記拡散材料を撹拌して前記原料合金に水素を吸蔵させた後、前記反応炉内が水素雰囲気である状態を維持したまま前記反応炉内で水素化分解脱水素再結合法により製造される希土類合金粉末を成形して得られることを特徴とする。
【００１７】
これにより、原料合金の組織を均一に微細化させかつ拡散材料の磁性粉末への拡散も偏り無く均一にできる。その結果、これらの磁性粉末を用いて作製した永久磁石は、保磁力が向上する。その結果、残留磁束密度を十分維持しつつ保磁力が向上した永久磁石となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、保磁力が向上し製造工程が短縮された磁性材料用粉末の製造方法及び保磁力が向上した永久磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法の反応炉の構造を簡略に示す図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法を示す製造工程のフローチャートである。
【図４】図４は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造工程のパターンを示す図である。
【図５】図５は、撹拌手段を備えた内容器の一例を示す図である。
【図６−１】図６−１は、撹拌手段を備えた内容器の一例を示す図である。
【図６−２】図６−２は、撹拌手段を備えた内容器の一例を示す図である。
【図７】図７は、撹拌手段の他の例を示す模式図である。
【図８】図８は、撹拌棒の変形例を示す説明図である。
【図９】図９は、反応炉の蓋を閉じた状態で、内容器の内部へ拡散材料を供給する手段の構成を示す説明図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造工程のパターンを示す図である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造工程のパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２１】
（実施形態１）
本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、いわゆる水素化分解・脱水素再結合法（ＨＤＤＲ法）によって希土類合金粉末を製造する硬磁性の磁性材料用粉末の製造方法である。ここで、希土類合金にはＹを含む。水素化分解脱水素再結合法（ＨＤＤＲ法）とは、水素中で原料（出発合金）を加熱することにより、原料を水素化分解（ＨＤ：Hydrogenation Decomposition）し、その後、脱水素再結合（ＤＲ：Desorption Recombination）させることにより、結晶を微細化かつ、結晶方位を揃え異方化させるプロセス（ＨＤＤＲ反応）である。本実施形態では、ＨＤ工程とは原料を水素化分解する工程をいう。またＤＲ工程は、ＨＤ工程後に脱水素再結合させる工程をいう。ＨＤＤＲ反応は、水素を反応炉内に閉じ込めながら高温を保つことが要求される。また、ＨＤＤＲ反応は、水素化・分解において原料が水素を吸蔵し、また、脱水素・再結合において原料から水素が放出される。
【００２２】
本実施形態で用いられる反応炉の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法の反応炉の構造を簡略に示す図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。図１及び図２に示すように、反応炉１０は、外容器１２と、内容器１３と、内容器駆動装置（内容器駆動手段）１４と、加熱器１５と、気体導入口１６及び気体排出口１７とを含んでいる。反応炉１０は、ＨＤＤＲ反応によって希土類合金粉末（特に、磁石用の合金粉末、硬磁性を発現する磁性材料用粉末）を製造する際に用いられる。また、反応炉１０は、製造しようとする希土類合金粉末の原料を加熱する機能、炉内へ気体を供給する機能、炉内を真空引きする機能を有している。
【００２３】
外容器１２は、外殻１２ａと、外殻１２ａの内部に配置される外殻１２ａと同形状かつ外殻１２ａよりも小さい内殻１２ｂとで構成される二重構造の外容器本体１２Ａと、蓋１２Ｂとで構成される。外容器本体１２Ａを構成する外殻１２ａ、内殻１２ｂは、筒状（本実施形態では円筒形状）に構成される容器である。外容器本体１２Ａには、複数の脚１８が取り付けられており、これらの脚１８によって反応炉１０が支持される。
【００２４】
蓋１２Ｂは、内部に空間Ａを有する中空構造であり、空間Ａが冷却媒体（本実施形態では水）Ｗの流通用の通路となる。蓋１２Ｂは、例えば、蝶番によって外容器本体１２Ａの開口部に開閉自在に取り付けられ、外容器１２は、蓋１２Ｂにより外容器本体１２Ａと開閉可能に構成されている。蓋１２Ｂを閉じると、外容器本体１２Ａと蓋１２Ｂとで囲まれる空間Ｂが密封されるように構成される。
【００２５】
外殻１２ａは、外殻１２ａ内に冷却媒体Ｗを供給するための本体側冷却媒体供給口２１と、外殻１２ａ内に供給された冷却媒体Ｗを排出するための本体側冷却媒体排出口２２とを有する。本体側冷却媒体供給口２１は、冷却媒体供給手段である冷却用ポンプ２３の吐出口と接続されており、冷却用ポンプ２３から供給された冷却媒体Ｗは、外殻１２ａと内殻１２ｂとの間に形成される空間Ｃを流れる過程で外容器本体１２Ａを冷却して、本体側冷却媒体排出口２２から排出される。
【００２６】
蓋１２Ｂは、蓋１２Ｂ内に冷却媒体Ｗを供給するための蓋側冷却媒体供給口２４と、蓋１２Ｂ内に供給された冷却媒体Ｗを排出するための蓋側冷却媒体排出口２５とを有する。蓋側冷却媒体供給口２４は、冷却用ポンプ２３の吐出口と接続されており、冷却用ポンプ２３から吐出された冷却媒体Ｗは蓋側冷却媒体供給口２４から空間Ａに供給され、蓋１２Ｂの内部の空間Ａを流れる過程で蓋１２Ｂを冷却して、蓋側冷却媒体排出口２５から排出される。
【００２７】
本実施形態において、外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂは、金属、例えば、ステンレス鋼で構成される。後述する水素吸蔵工程及びＨＤＤＲ反応の工程において、反応炉１０の外容器１２の空間Ｂに水素ガス１１が供給されると共に、外容器本体１２Ａの内部に配置される加熱器１５によって空間Ｂの雰囲気温度が６００℃から１０００℃程度まで昇温するため、ＨＤＤＲ反応中において、外容器１２は高温になる。上述したように、外容器１２はステンレス鋼等の金属で構成されるので、外容器１２が昇温すると、空間Ｂに存在する水素が外容器１２を透過して外部に漏れてしまう。
【００２８】
本実施形態では、外容器１２の外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂにそれぞれ空間Ａ、Ｃが形成されているため、ＨＤＤＲ反応中に空間Ａ、Ｃに供給される冷却媒体Ｗは、外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂを冷却する。このため、ＨＤＤＲ反応中における外容器１２の昇温を抑制して、空間Ｂから外容器１２を透過して外部へ漏れる水素の量を低減することができる。
【００２９】
また、外容器１２の冷却手段としては、空間Ａ、Ｃを形成して冷却媒体Ｗを通過させる方法に限定されるものではない。例えば、外容器１２の外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂを２重構造とせず、１層のみとし、外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂに直接冷却媒体Ｗを噴射するようにしてもよい。このようにすれば、外容器１２の構造を簡略化できる。
【００３０】
また、本実施形態では、冷却媒体Ｗとして水を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂを冷却できるものであればよい。
【００３１】
内容器１３は、外容器１２の内部、すなわち、空間Ｂに配置される。内容器１３は、筒状（本実施形態では円筒形状）に構成されており、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを内容器１３の内部に保持する筒状の容器である。内容器１３はステンレス鋼などの金属材料で構成される。
【００３２】
内容器１３は、その側壁１３ａ、１３ｂに第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂを有する。内容器１３の第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂは対向して配置されている。第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂを設けることにより、後述する水素吸蔵工程とＨＤＤＲ反応のＨＤ（水素化・分解）反応とにおいて水素が第１開口２６ａあるいは第２開口２６ｂを通って内容器１３内の原料合金Ｓへ確実に供給される。また、ＤＲ（脱水素・再結合）反応で原料合金Ｓから放出される水素が第１開口２６ａあるいは第２開口２６ｂから内容器１３の外部へ確実に放出される。
【００３３】
さらに、内容器１３は、第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂを設けることにより、内容器１３の内部へ計測器具や各種の機能を有する器具を挿入し、配置したり、加熱器１５を内容器１３の内部へ配置したりすることもできる。なお、本実施形態において、第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂの形状は、平面視が円形であるが、第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂの形状は、これに限定されるものではない。
【００３４】
本実施形態において、内容器１３の側壁１３ａは、内容器側部１３ｃに対して取り外しできるように構成されることが好ましい。これによって、原料合金Ｓを内容器１３の内部へ投入しやすくなり、作業性が向上する。なお、側壁１３ａは内容器側部１３ｃに固定した場合でも、第１開口２６ａ又は第２開口２６ｂから原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを投入することができる。
【００３５】
内容器１３は、第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂを円形とすると共に、第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂが内容器１３の両端面と交差（本実施形態では直交）する軸（内容器回転軸）Ｚｒを含み、かつ内容器回転軸Ｚｒ上に第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂの中心を配置することが好ましい。このようにすれば、原料合金Ｓを保持する容積を内容器１３内に確保しやすくなるので、大量の希土類合金粉末を製造するのに適する。
【００３６】
内容器１３は、内容器回転軸Ｚｒを中心として回転又は揺動できるように、外容器本体１２Ａの内部に配置される。外容器１２を構成する外容器本体１２Ａの内殻１２ｂには、複数（本実施形態では４本）の内容器支持部材３１が設けられる。内容器支持部材３１は柱状の部材であって、一端部が内殻１２ｂに取り付けられる。内容器支持部材３１は、内容器回転軸Ｚｒと平行な方向に、内容器１３に２本ずつ配置される。すなわち、内容器１３は、内容器回転軸Ｚｒと平行な方向に、４本の内容器支持部材３１が各々対向して配置され、２対の内容器支持部材３１によって挟まれる。
【００３７】
内容器回転軸Ｚｒと平行な直線上に配置される２本の内容器支持部材３１は、それぞれの他端部、すなわち、内殻１２ｂへの取付側端部とは反対側の端部で、内容器回転軸Ｚｒと平行な軸を中心として支持ローラー３２が回転できるように両持ちで支持する。支持ローラー３２は、側部３２ａが内容器１３の側部と接触している。これによって、内容器１３は、２本の支持ローラー３２及び内容器支持部材３１を介して外容器１２の外容器本体１２Ａに支持されている。
【００３８】
内容器１３は、内容器駆動装置１４によって内容器回転軸Ｚｒを中心に回転又は揺動させられる。内容器駆動装置１４は、内容器１３内に収容される原料合金Ｓを粉砕する容器駆動手段として機能する。内容器駆動装置１４は、支持体１４ａと、動力伝達部材である回転体１４ｂと、動力発生手段である電動機１４ｃとで構成される。電動機１４ｃは、例えば制御装置によって制御される。回転体１４ｂは、電動機１４ｃからの動力を歯車やチェーン等の動力伝達機構を介して伝達されて、内容器回転軸Ｚｒと平行な軸を中心として回転する。回転体１４ｂの外周部は内容器１３の内容器側部１３ｃの外周部と接しているので、回転体１４ｂが回転すると、内容器１３は回転体１４ｂが回転する方向とは反対方向に回転する。内容器１３は、回転のみならず、内容器１３の回転角が３６０度以内で回転方向を切り替えるように電動機１４ｃを制御することにより、内容器１３を揺動させてもよい。
【００３９】
上述のように、反応炉１０は、内容器１３を外容器１２の内部で回転又は揺動させることができる。反応炉１０は、後述する水素吸蔵工程やＨＤＤＲ反応のＨＤ反応中に、内容器駆動装置１４を用いて内容器１３を回転又は揺動させることによって内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌し、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを粉砕することができる。
【００４０】
加熱器１５は、内容器１３と外容器本体１２Ａの内殻１２ｂとの間に配置される。加熱器１５としては、例えば、電気ヒーターなどが用いられる。
【００４１】
反応炉１０は、外容器１２の内殻１２ｂの内部に気体を導入する気体導入口１６及び外容器１２の内部の気体を外容器１２の外部へ排出する気体排出口１７を有する。気体導入口１６を介して空間Ｂへ供給された気体は空間Ｂを通過して気体排出口１７から外部へ排出される。気体導入口１６を介して空間Ｂに供給される気体は、例えば水素ガス１１、Ａｒガスなどの不活性ガスが用いられる。水素ガス１１は、後述する水素吸蔵、ＨＤＤＲ反応で用いられ、Ａｒガスは、ＨＤＤＲ反応後における原料合金Ｓを冷却する際に用いられる。
【００４２】
このように、反応炉１０は、反応炉１０内を水素雰囲気とした状態で内容器１３を回転又は揺動させることにより、内容器１３内に投入された原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌し、粉砕することができる。また、反応炉１０は、同一の反応炉１０内で水素雰囲気を維持したままの状態で後述のＨＤＤＲ反応のＨＤ反応を行うことができる。反応炉１０は反応炉１０内を水素雰囲気として原料合金Ｓを粉砕しているため、原料合金Ｓの表面積を増大させると共に、原料合金Ｓの表面が酸化されるのを防止することができる。反応炉１０は、この水素雰囲気の状態のまま原料合金Ｓを反応炉１０内でＨＤＤＲ反応させているため、原料合金Ｓ全体を均一にＨＤ反応させることができる。このため、原料合金Ｓは酸化されることなく均一に微細化することができる。よって、反応炉１０は、ＨＤＤＲ反応によって原料合金Ｓから希土類合金粉末（特に、磁石用の合金粉末、硬磁性を発現する磁性材料用粉末）を製造する際に好適に用いられる。なお、本実施形態では、反応炉１０を用いてＨＤＤＲ反応により希土類合金粉末を製造するようにしているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、反応炉１０以外の炉を用いて本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法を実現することを除外するものではない。
【００４３】
次に、図１から図３を参照し、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法について説明する。図３は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、Ｒ２Ｔ１４Ｂの希土類合金を鋳造して原料合金Ｓを準備し、また拡散材料Ｑを鋳造して準備する合金準備工程（ステップＳ１１）と、得られた原料合金Ｓと、拡散材料Ｑとを反応炉１０内に投入し、反応炉１０内に水素ガス１１を供給し、原料合金に水素を吸蔵させる水素吸蔵工程（ステップＳ１２）と、反応炉１０内の温度をさらに昇温させ、反応炉１０内に水素ガス１１を供給し、拡散材料Ｑに水素を反応させる水素反応工程（ステップＳ１３）と、反応炉１０内で原料合金Ｓを水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解（以下、ＨＤ工程という）工程（ステップＳ１４）と、反応炉１０内の温度を昇温させ、反応炉１０内で分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る第１の脱水素再結合（以下、第１のＤＲ工程という）工程（ステップＳ１５）と、第２の脱水素再結合（以下、第２のＤＲ工程という）工程（ステップＳ１６）と、希土類合金粉末を室温まで冷却する冷却工程（ステップＳ１７）と、を含み、水素吸蔵工程、水素反応工程、ＨＤ工程のいずれか１以上の工程で原料合金Ｓを粉砕するものである。
【００４４】
原料合金Ｓは、Ｒ２Ｔ１４ＢなどのＲ−Ｔ−Ｂ系合金を用いることができる。Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金の組成は、Ｙを含む希土類元素から選ばれる１種のＲとすることができる。また、前記Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕから選ばれる１種以上の元素であることが好ましい。このうち、製造コスト及び磁気特性の観点から、ＲはＮｄを含むことが好ましい。前記Ｔは、１種以上の遷移金属元素であって、Ｆｅを少なくとも含む元素である。また、前記Ｔは、１種以上の遷移金属元素であって、Ｆｅ及びＣｏを少なくとも含む元素でもよい。前記Ｔは、希土類元素以外、例えば、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、ＷなどのＦｅ及びＣｏ以外の遷移元素の群から選ばれる少なくとも１種の元素をさらに含んでいてもよい。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金は、Ｂを含む。希土類合金粉末は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金の組成が、Ｒ：２５質量％以上３５質量％以下、Ｔ：６５．６質量％以上７２質量％以下、Ｂ：１質量％以上１．４質量％以下であることが好ましい。これにより、磁気特性を向上することができる。
【００４５】
拡散材料Ｑは、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｎｄから選ばれる少なくとも１種以上を含む材料を用いることができる。原料合金Ｓの質量で１００としたときに、拡散材料Ｑは０．１質量％以上５質量％以下を反応炉１０内へ投入することが好ましい。なお、拡散材料Ｑは、予め水素を吸蔵させた水素化物としておいてもよい。
【００４６】
合金準備工程（ステップＳ１１）は、Ｒ２Ｔ１４Ｂを鋳造して原料合金Ｓを得る工程である。Ｒ２Ｔ１４Ｂを、通常の鋳造方法、例えばストリップキャスト法、ブックモールド法、又は遠心鋳造法によって鋳造して原料合金Ｓを得ることができる。原料合金Ｓの大きさは特に限定されるものでないが、原料合金Ｓの表面の酸化の影響を最小限にするという観点から、原料合金Ｓの大きさは、例えば３０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の大きさに鋳造されたものを用いるのが好ましい。原料合金Ｓの大きさの測定方法は、特に限定されるものでない。原料合金Ｓの大きさは各々形状が異なるため、多量の原料合金Ｓを同じ方法で測定して統計的に原料合金Ｓの大きさを決めてもよい。また、色々な形状の原料合金Ｓを球体に換算して原料合金Ｓの大きさを求めてもよい。また、原料合金Ｓは、原料金属又は原料化合物や製造工程に由来する不可避な不純物を含んでいてもよい。原料合金Ｓを生成した後、均質化熱処理を行ってもよい。均質化熱処理は、原料合金Ｓを加熱して原料合金を均質化させる処理である。均質化熱処理は、真空又はＡｒガスやＮ２ガスなどの不活性ガス雰囲気中で、原料合金Ｓを温度１０００℃以上１２００℃以下で５時間から１００時間保持する。これにより、原料合金Ｓは均質化される。
【００４７】
合金準備工程（ステップＳ１１）では、さらに、鋳造などにより製造された拡散材料Ｑを用いる。拡散材料Ｑの平均粒径は、例えば、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましい。この粒径であれば、後述する原料合金の粉砕が促進される。次に、磁性材料用粉末の製造方法は、原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）に移行する。原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）以降は、図４も用いて参照する。なお、拡散材料Ｑの大きさの測定方法は、特に限定されるものでない。拡散材料Ｑの大きさは各々形状が異なるため、多量の拡散材料Ｑを同じ方法で測定して統計的に拡散材料Ｑの大きさを決めてもよい。また、色々な形状の拡散材料Ｑを球体に換算して原料合金Ｓの大きさを求めてもよい。
【００４８】
図４は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造工程のパターンを示す図である。図４は、横軸に時間、縦軸に反応炉１０内の熱処理温度を示している。また、図４は、磁性材料用粉末の製造方法の工程として、時系列に原料合金の水素吸蔵工程Ａ１、拡散材料の水素反応工程Ｂ１、ＨＤ工程Ｃ１、ＤＲ工程Ｄ１、ＤＲ工程Ｄ２を含んでいる。
【００４９】
図３に示す原料合金Ｓの水素吸蔵工程（ステップＳ１２）は、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを反応炉１０内に投入した後、反応炉１０内に水素ガス１１を供給し、原料合金Ｓに水素を吸蔵させる工程である。反応炉１０内に水素ガス１１を供給し、図４に示すように、原料合金の水素吸蔵工程Ａ１において、反応炉１０内を加熱し、昇温させ温度Ｔ１とする。原料合金Ｓは、反応炉１０内の水素分圧をＰ１とした水素雰囲気中に、温度Ｔ１で所定の時間ｔ１の間保持され、原料合金Ｓは水素を吸蔵する。水素分圧Ｐ１としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ１は１００℃以上２００℃以下であることが好ましい。時間ｔ１は、０．５時間以上２時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ１、温度Ｔ１、時間ｔ１を上記範囲内とすることで、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵させることができる。
【００５０】
水素分圧Ｐ１が１００ｋＰａ以下であると、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵しにくくなるからであり、水素分圧Ｐ１が３００ｋＰａ以上であると、原料合金Ｓの結晶格子中に水素が吸蔵され、ＨＤ反応時に組織を粗大化するおそれがある。温度Ｔ１が１００℃以上２００℃以下であると、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵しやすくなり、原料合金Ｓが脆化しやすくなるからである。時間ｔ１が０．５時間未満であると、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵させるのに十分では無く時間ｔ１が２時間以上になるとＨＤ反応時に組織が粗大化するおそれがある。
【００５１】
上述のように、反応炉１０は、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することができる。反応炉１０は、原料合金Ｓの水素吸蔵工程（ステップＳ１２）中に、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させることによって内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌することができる。これにより、図４に示すように、原料合金の水素吸蔵工程Ａ１において、原料合金Ｓは、温度Ｔ１において水素を吸蔵し、脆化する。拡散材料Ｑは、温度Ｔ１において脆化しない。その結果、温度Ｔ１での拡散材料Ｑの硬さが原料合金Ｓの硬さより硬い状態で撹拌される。このため、原料合金Ｓ同士が衝突し合って粉砕される作用に加え、拡散材料Ｑが原料合金Ｓへ衝突して原料合金Ｓを粉砕する。原料合金Ｓが粉砕されることが促進され、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。なお、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することによる撹拌は、連続でもよく、間欠でもよい。
【００５２】
また、反応炉１０内の空間Ｂは水素雰囲気下であるため、原料合金Ｓを粉砕しても原料合金Ｓの新生面は酸化されることなく原料合金Ｓの表面積を増大させることができ、内容器１３内に投入された原料合金Ｓ全体が水素をまんべんなく吸蔵して、不均一な水素吸蔵状態を低減することができる。反応炉１０は、所定時間の原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行うと、次に拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）を行う。
【００５３】
図３に示す拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）は、反応炉１０内に水素ガス１１を供給した状態で、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑをさらに加熱し、拡散材料Ｑに水素を反応させる工程である。図４に示すように、拡散材料の水素反応工程Ｂ１において、反応炉１０内を加熱し、昇温させ温度Ｔ２とする。拡散材料Ｑは、反応炉１０内の水素分圧をＰ２とした水素雰囲気中に、温度Ｔ２で所定の時間ｔ２の間保持され、拡散材料Ｑは水素と反応する。水素分圧Ｐ２としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ２は３００℃以上５００℃以下であることが好ましい。時間ｔ２は、０．５時間以上３時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ２、温度Ｔ２、時間ｔ２を上記範囲内とすることで、拡散材料Ｑに水素を反応させることができる。
【００５４】
水素分圧Ｐ２が１００ｋＰａ以下であると、拡散材料Ｑと水素とが反応しにくくなるからであり、水素分圧Ｐ２が３００ｋＰａ以上であると、原料合金Ｓの結晶格子中に水素が吸蔵され、ＨＤ反応時に組織が粗大化するおそれがある。温度Ｔ２が３００℃以上５００℃以下であると、拡散材料Ｑと水素とが反応しやすくなり、脆化し細かい粉体になるからである。
【００５５】
上述のように、反応炉１０は、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することができる。反応炉１０は、拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）中に、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させることによって内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌することができる。これにより、図４に示すように、拡散材料の水素反応工程Ｂ１において、拡散材料Ｑは温度Ｔ２において水素と反応する。その結果、温度Ｔ２での拡散材料Ｑは水素化されると共に原料合金Ｓとの混合が同時に行われるので、拡散材料ＱはＲ−Ｔ−Ｂ系合金と均一に混合し、拡散材料Ｑの偏りが低減される。なお、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することによる撹拌は、連続でもよく、間欠でもよい。反応炉１０は、その後、図３に示すＨＤ工程（ステップＳ１４）に移行する。
【００５６】
上述したように、反応炉内へ水素を供給すると共に前記反応炉内を加熱しつつ、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する撹拌工程は、原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）及び拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）で行われている。なお、この撹拌は、後述のＨＤ工程（ステップＳ１４）においても行うようにしてもよい。本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤ工程（ステップＳ１４）においても連続して反応炉１０内の水素雰囲気下で内容器１３を回転又は揺動させて内容器１３内で原料合金Ｓを粉砕するので、原料合金Ｓの新生面は酸化されることなく原料合金Ｓ全体は水素をさらに均一に吸蔵して、不均一な水素吸蔵状態をさらに低減することができる。本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤ工程（ステップＳ１４）と同時に反応炉１０内の水素雰囲気下で内容器１３を回転又は揺動させて内容器１３内で原料合金Ｓを粉砕するので、原料合金Ｓの新生面は酸化されるおそれが低減される。なお、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することによる撹拌は、連続でもよく、間欠でもよい。
【００５７】
図３に示すＨＤ工程（ステップＳ１４）は、水素を吸蔵させた原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを、図４に示すＨＤ工程Ｃ１のように反応炉１０内の水素分圧をＰ３とした水素雰囲気中、温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ３で所定の時間ｔ３の間保持する工程である。このようにすることで、原料合金Ｓは水素を吸蔵しているため、原料合金Ｓは、自身の異なる相間における水素吸蔵量の相違により自己崩壊的な粉砕を生じ、水素化分解され、分解生成物が生成される。分解生成物は、ＲＨｘなどの水素化物、α−Ｆｅ及びＦｅ２Ｂなどの鉄化合物を含んでいる。この段階における分解生成物の組織は、１００ｎｍオーダーの微細な組織を形成している。
【００５８】
図４に示すＨＤ工程Ｃ１において、反応炉１０内の雰囲気の水素分圧Ｐ３は１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ３は６００℃以上８５０℃以下であることが好ましい。反応炉１０内で水素分圧Ｐ３、温度Ｔ３を上記条件として水素化分解を行うことによって、希土類合金粉末を得ることができる。
【００５９】
水素分圧Ｐ３が１０ｋＰａ未満であると、水素化分解が十分に進行しない傾向があり、１００ｋＰａを超えると異方性の希土類合金粉末が得難くなる傾向がある。温度Ｔ３が６００℃以上８５０℃以下であると、分解生成物が生成される率が向上する。時間ｔ３を０．５時間以上１００時間以下とすると分解生成物の生成ができると共に、分解生成物の生成が不十分なまま脱水素再結合するおそれを低減できる。時間ｔ３を１００時間以下とすることで、製造に要する時間が長時間となることを避けることができる。
【００６０】
本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、原料合金Ｓを水素化分解し、分解生成物を得た後、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）に移行する。反応炉１０は、反応炉１０内の温度を温度Ｔ３から温度Ｔ３よりも高い温度Ｔ４に昇温させることにより、分解生成物の温度を昇温させる。温度Ｔ４は、７００℃以上９５０℃以下であることが好ましい。なお、温度Ｔ３よりも高い温度Ｔ４に昇温させる時間は特に限定されるものではない。本実施形態において、前記昇温の時間は、例えば１分以上１０分以下である。反応炉１０内の温度を温度Ｔ３から温度Ｔ４に昇温した後、空間Ｂへの水素ガス１１の供給を停止する。
【００６１】
ＤＲ工程は、得られた分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度を低減させる工程である。本実施形態では、ＤＲ工程は、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）と第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）とを含む。本実施形態では、ＤＲ工程は、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）と第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）との２つの工程からなるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＤＲ工程は１回のみでもよく、３回以上行うようにしてもよい。
【００６２】
第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）は、図４に示すＤＲ工程Ｄ１において、温度Ｔ４で、所定の時間ｔ４の間、反応炉１０内の水素分圧を減圧してＰ４とし、分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度を低減させる工程である。この工程によって、ＨＤ工程（ステップＳ１４）で得られた分解生成物のマトリックス中に希土類合金の核が生成すると考えられる。このＤＲ反応において原料合金Ｓから放出された水素ガス１１、すなわち、反応炉１０の外容器１２の空間Ｂに存在する水素ガス１１は、外容器本体１２Ａに設けられた気体排出口１７から外部へ排出される。
【００６３】
分解生成物からの水素の放出速度は、水素を放出させる前の分解生成物全体の質量を基準として、０．４質量％／分以上１３質量％／分以下であることが好ましい。これによって、希土類合金の核をより均一に生成させることができる。
【００６４】
分解生成物からの水素の放出速度は、雰囲気中の水素分圧の降下速度を制御することによって調整することができる。すなわち、水素分圧の降下速度を大きくすることで、分解生成物からの水素の放出速度を大きくすることができる。水素分圧の降下速度は、例えばＡｒガスを導入したり、減圧したりすることによって調整することができる。第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）における水素分圧の降下速度は、２ｋＰａ／分以上１０ｋＰａ／分以下とすることが好ましく、４ｋＰａ／分程度が最も好ましい。
【００６５】
図４に示すＤＲ工程Ｄ１において、反応炉１０内の雰囲気の水素分圧Ｐ４は６ｋＰａ程度であることが好ましい。
【００６６】
図４に示すＤＲ工程Ｄ１において、分解生成物の温度Ｔ４は、温度Ｔ３よりも高いことが好ましい。例えば、温度Ｔ４は、７００℃以上９５０℃以下であることが好ましく、８００℃以上９００℃以下であることがより好ましく、８５０℃前後がさらに好ましい。ＤＲ工程Ｄ１における分解生成物の温度Ｔ４を、温度Ｔ３よりも高くすることによって、分解生成物から水素が放出しやすくなり、希土類合金の核をより均一に生成させることができる。またＤＲ工程において水素の放出とともに拡散材料が再結合した希土類合金へ均一に混合しながら拡散されるため、拡散のばらつきは低減される。
【００６７】
また、ＤＲ工程（ステップＳ１５）において、拡散材料Ｑは、原料合金Ｓの表面又は内部へ拡散する。例えば、拡散材料ＱがＤｙであれば、上述した拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）によりＤｙＨ２となっている。ＤＲ工程（ステップＳ１５）において、ＤｙＨ２の水素が放出され、上述した分解生成物の再結合と共に拡散する。また、ＤＲ工程（ステップＳ１５）においても、反応炉１０内の水素雰囲気下で内容器１３を回転又は揺動させ、拡散材料Ｑが原料合金Ｓへ均一に混合するようにすれば、拡散材のばらつきは低減される。
【００６８】
温度Ｔ４が７００℃以上であると、分解生成物からの水素の放出速度を十分に大きくすることができるため、希土類合金の核生成が均一になる傾向がある。一方、温度Ｔ４が９５０℃以下であると、分解生成物からの水素の放出速度を適正に保つことができるので、分解生成物の水素濃度ηを制御できる。
【００６９】
図４に示すＤＲ工程Ｄ１において、時間ｔ４は、例えば０．１時間以上０．５時間以下であるが、時間ｔ４は分解生成物からの水素の放出速度に応じて適宜調整する。反応炉１０内の温度を温度Ｔ４として時間ｔ４の間、脱水素再結合させた後、第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）に移行する。
【００７０】
第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）は、図４に示すＤＲ工程Ｄ２において、温度Ｔ４で、所定の時間ｔ５の間、反応炉１０内の水素分圧をさらに減圧してＰ５とし、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）よりも分解生成物からの水素の放出速度を小さくして分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度をさらに低減し磁性材料粉末を得る工程である。このＤＲ反応において分解生成物から放出された水素ガス１１も、上記と同様に、外容器本体１２Ａに設けられた気体排出口１７から外部へ排出される。
【００７１】
第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）の温度は、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）における温度Ｔ４と同じにすることが好ましい。これによって、分解生成物からの水素の放出を円滑に進行させることができる。
【００７２】
第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）の時間ｔ５としては、例えば０．３時間以上５時間以下であるが、時間ｔ５は分解生成物からの水素の放出速度に応じて適宜調整する。
【００７３】
また、第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）における水素分圧の降下速度は、０．０１ｋＰａ／分以上０．２ｋＰａ／分以下とすることが好ましく、０．１ｋＰａ／分程度とすることが最も好ましい。第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）における水素分圧の降下速度を第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）の水素分圧の降下速度よりも大きくすることで、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）における分解生成物からの水素放出速度を第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）における分解生成物からの水素放出速度よりも大きくすることができる。これによって、希土類合金の核生成がより均一になると考えられる。
【００７４】
第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）における反応炉１０内の雰囲気の水素分圧Ｐ５は０ｋＰａ以上１ｋＰａ以下とする。
【００７５】
反応炉１０内の温度を温度Ｔ４として時間ｔ５の間、脱水素再結合させた後、冷却工程（ステップＳ１７）に移行する。
【００７６】
冷却工程（ステップＳ１７）は、空間Ｂへ分解生成物を冷却する冷却用の不活性ガスを供給して、分解生成物をＨＤＤＲ反応で得られた希土類合金粉末とし、室温まで冷却する工程である。反応炉１０内の温度を室温まで冷却した後、前記不活性ガスの供給を停止し、反応炉１０の蓋１２Ｂを開き、内容器１３から希土類合金粉末を取り出す。取り出した希土類合金粉末は、成形後着磁することにより磁石となる。前記不活性ガスとしては、例えば、Ａｒガス、Ｎ２ガスなどが用いられる。
【００７７】
以上のように、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、反応炉１０を用いて希土類合金である原料合金ＳからＨＤＤＲ反応により希土類合金粉末を製造することに適している。本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、磁性材料用粉末の原料である原料合金Ｓ及び前記原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉１０内へ投入する原料投入工程と、前記反応炉１０内へ水素を供給すると共に前記反応炉１０内を加熱しつつ、前記原料合金Ｓ及び前記拡散材料Ｑを撹拌する撹拌工程と、前記撹拌工程で撹拌された前記原料合金Ｓを前記反応炉１０内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、前記反応炉１０内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、を含む。
【００７８】
従来の磁性材料用粉末の製造方法では、ＨＤＤＲ法によりできた希土類合金粉末に拡散材料を混合し、この混合粉末を拡散熱処理する工程が必要であった。これに対して、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法では、ＨＤＤＲ法によりできた希土類合金粉末に拡散材料を混合し、この混合粉末を拡散熱処理する工程が不要となり、製造工程が短縮される。その結果、希土類合金粉末の製造コストを低減することができる。従来の拡散材を用いた磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤＤＲ法によりできた希土類合金粉末に拡散材料を混合していたので、低酸素雰囲気で扱わなければ希土類合金粉末及び拡散材料が酸化されるおそれがある。これに対して、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤ工程よりも前に、希土類合金粉末の原料合金に拡散材料が混合されているので、水素雰囲気中で撹拌され原料合金の酸化のおそれが低減される。このため、拡散材料が原料合金へ拡散しやすい。その結果、希土類合金粉末が酸化するおそれが低減し、拡散材料による保磁力向上の効果が発現しやすい。
【００７９】
また、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、原料合金と拡散材料とが撹拌されながら加熱されるので、原料合金と拡散材料との分散が進み、原料合金に対する拡散材料の分布の偏りが低減される。このため、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法で製造された希土類合金粉末は、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて磁化−磁場曲線を測定して磁気特性を求めると磁性材料用粉末のどこをサンプリングしても特性ばらつきがない。
【００８０】
また、反応炉１０は、反応炉１０内を水素雰囲気とした状態で原料合金Ｓを予め粉砕しているため、原料合金Ｓの表面積を増大させつつ原料合金Ｓの表面が酸化されるのを防止することができる。この反応炉１０内を水素雰囲気とした状態を維持したまま反応炉１０内でＨＤＤＲ反応のＨＤ反応を行うため、反応炉１０内で原料合金Ｓはその表面が酸化されることなく原料合金Ｓ全体にＨＤ反応を均一に進行させることができる。このため、原料合金Ｓは酸化されることなく均一に微細化することができるため、磁気特性に優れた希土類合金粉末を製造することができる。
【００８１】
希土類合金粉末である前記磁性材料粉末は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金を含み、前記Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕから選ばれる１種以上の元素であり、前記Ｔは、１種以上の遷移金属元素であって、少なくともＦｅ又はＦｅ及びＣｏのいずれかを含む元素であることが好ましい。これにより、所望の残留磁束密度（Ｂｒ）及び保磁力（Ｈｃｊ）を得ることができる。
【００８２】
拡散材料は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｎｄから選ばれる少なくとも１種以上を含む材料であることが好ましい。これにより、原料合金の保磁力を向上させることができる。拡散材料は、水素と反応できることが好ましい。例えば、Ｄｙは、水素と反応して、ＤｙＨ２となることができる。また、Ｔｂは、水素と反応して、ＴｂＨ２となることができる。これにより、拡散材料は脆化され、粉砕しやすくなる。拡散材料は、水素化物となると脆化し微粉となりやすくなる。このため、微粉になると、拡散材料と希土類合金粉末との分散性が向上し拡散の効果が向上する。
【００８３】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、前記反応炉内を加熱する温度が多段階で変化することが好ましい。撹拌工程は、原料合金の水素吸蔵工程及び拡散材料の水素反応工程で行われ、温度が多段階で変化する。これにより、原料合金の水素吸蔵工程で、原料合金Ｓ同士が衝突し合って粉砕される作用に加え、拡散材料Ｑが原料合金Ｓへ衝突し、原料合金Ｓを粉砕する。原料合金が粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。
【００８４】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、撹拌工程で前記原料合金が水素吸蔵するまで前記反応炉内を加熱する熱処理を行い、前記熱処理温度での前記拡散材料の硬さが前記原料合金の硬さより硬いことが好ましい。拡散材料の硬さが原料合金の硬さより硬いことから、拡散材料が原料合金へ衝突し、原料合金を粉砕する。その結果、原料合金が粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。
【００８５】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は反応炉を用い、前記反応炉は、外容器と、前記外容器の内部に配置され、前記原料合金及び前記拡散材料を収容する内容器と、前記内容器内に収容される前記原料合金を撹拌する撹拌手段と、を含むことが好ましい。これにより、熱処理と撹拌とを同時に行うことができる。
【００８６】
また、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、内容器を回転又は揺動させ、内容器内の原料合金は撹拌され、粉砕されているので、原料合金の温度分布を均一に保つこともでき、原料合金の水素吸蔵、ＨＤ反応を原料合金全体に均一に反応させることができる。このため、大量の原料合金から希土類合金粉末を製造する場合でも、原料の撹拌により原料の温度制御が比較的容易になる。よって、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤＤＲ法を用いて磁性材料用の粉末を製造すること、特に高品質の希土類合金粉末を安定して大量に製造することもできる。
【００８７】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法によって得られる希土類合金粉末は、原料合金を均一に微細化することができるため、希土類焼結磁石用及び希土類ボンド磁石用の合金粉末として好適に用いることができる。すなわち、上記製造方法によって得られる希土類合金粉末を用いて磁石を作製すれば、保磁力や残留磁束密度などの磁気特性に優れる磁石を得ることができる。
【００８８】
この希土類合金粉末は、成形することで永久磁石の原料として好適に用いられる。また、希土類合金粉末は、磁気的な異方性を有する磁石粉末であることが好ましい。これによって、さらに磁気特性に優れる異方性磁石の原料として好適に用いることができる。
【００８９】
（変形例）
原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する撹拌手段は、内容器１３を回転又は揺動させる手段に限定されるものではなく、以下の変形例において例示するように撹拌することができるものであればよい。
【００９０】
撹拌手段は、例えば、内容器１３の内部に振動を与える超音波発生装置（振動発生手段）であってもよい。前記超音波発生装置は、図１に示す外容器本体１２Ａの内殻１２ｂの内部に設けられ、内容器１３の内部に振動を与える。内容器１３に超音波を与え、内容器１３内の原料合金Ｓを振動させることで、原料合金Ｓを粉砕することができる。これにより、内容器１３の原料合金Ｓ全体に均等かつ同時に振動を与えることができるため、効率良く原料合金Ｓを粉砕し、原料合金Ｓと拡散材料Ｑとを撹拌することができる。
【００９１】
図５、図６−１、図６−２は、撹拌手段を備えた内容器の一例を示す図である。図５に示す内容器１３ｂは、撹拌手段として、内容器１３ｂの内壁２０ｉｗｂから突出する部材（内容器突起部）２６を有する。この内容器突起部２６により、内容器１３ｂが回転又は揺動する過程で、内容器１３ｂ内に保持された原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する。これによって、より原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑが撹拌され、かつ原料合金Ｓが粉砕されて微細化されるので、原料合金Ｓの外側のみならず内部まで均一に反応が進行して、磁性材料用粉末の品質が向上する。また、内容器突起部２６により、原料合金Ｓの塊を粉砕することもできる。さらに、内容器突起部２６により、内容器１３ｂの伝熱面積が大きくなるので、内容器１３ｂから原料合金Ｓ、あるいは原料合金Ｓから内容器１３ｂへ効率的に熱を伝えることもできる。
【００９２】
図６−１、図６−２に示す内容器１３ｃ、１３ｄは、内容器回転軸Ｚｒと直交する断面の内形状を多角形（この例では６角形）として、撹拌手段としている。このようにすると、多角形の角部によって原料が粉砕され、撹拌される効果により、内容器回転軸Ｚｒと直交する断面の内形状が円形である内容器１３と比較して、より原料が撹拌され、かつ微細化されるので、より原料の内部まで均一に反応が進行して、磁性材料用粉末の品質が向上する。
【００９３】
図６−２に示す内容器１３ｄは、内容器回転軸Ｚｒと直交する断面の外形状も、内形状と相似形状の多角形としたものである。この場合、内容器１３ｄは、図１に示すように、２本の支持ローラー３２及び内容器支持部材３１を介して外容器１２の外容器本体１２Ａに支持されるため、内容器１３ｄの一部に、外形状が円形の支持部１３ｄｈを設けることにより、内容器１３ｄを滑らかに回転又は揺動させることができる。
【００９４】
図７は、撹拌手段の他の例を示す模式図である。図７に示す撹拌手段は、内容器１３の両端面にそれぞれ設けられる２つの開口のうち少なくとも１つの開口（この例では、第２開口２３Ｂ）から、内容器１３の内部へ挿入される部材（撹拌棒）４０である。この撹拌棒４０を、第２開口２３Ｂから回転又は揺動している内容器１３の内部へ挿入する。このとき、撹拌棒４０は、内容器回転軸Ｚｒと交差して内容器１３の内部へ挿入される。そして、内容器１３に保持されている原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑに接触させて原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する。原料合金Ｓを撹拌する際には、撹拌棒４０を振動させて、撹拌を促進させてもよい。また、撹拌棒４０を内容器回転軸Ｚｒと平行な方向に往復させてもよい。このようにすれば、内容器回転軸Ｚｒと平行な方向の全体にわたって原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌できるので、原料合金Ｓをより均一に撹拌して、より均一な品質の磁性材料用粉末を製造できる。
【００９５】
図８は、撹拌棒の変形例を示す説明図である。この撹拌棒４０ａは、第１腕４１と第２腕４２とを、揺動中心軸となるピン４３で揺動できるように連結したリンク機構で構成される。そして、原料合金Ｓを撹拌する部分（撹拌用具４７）が原料合金Ｓに接するように動くことができるようになっている。第１腕４１には、第１腕４１と交差するように、かつ前記揺動中心軸と直交するように入力レバー４４が取り付けられ、この入力レバー４４に連結棒４５が揺動できるように連結される。このような構造により、連結棒４５を第２腕４２と平行な方向に移動させると、第１腕４１が前記揺動中心軸を中心として揺動する。すなわち、第１腕４１が可動部となる。第１腕４１の先端部、すなわち、前記揺動中心軸とは反対側の端部には、撹拌用具４７が取り付けられている。
【００９６】
撹拌棒４０ａを使用する際には、内容器１３の両端面にそれぞれ設けられる２つの開口のうち少なくとも１つの開口（例えば、第２開口２３Ｂ）から、連結棒４５と原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑとの間に第２腕４２が存在する状態で、撹拌棒４０ａを挿入する。そして、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する際には、内容器１３が回転又は揺動しているときに、連結棒４５を第２腕４２から第１腕４１に向かう方向に押し込む。すると、第１腕４１は、ピン４３の位置で折れ曲がり、撹拌用具４７が原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑに向かって移動する。撹拌用具４７が原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑと接触したら、連結棒４５をその位置で固定して、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する。原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑの撹拌を終了する場合、連結棒４５を第１腕４１から第２腕４２へ向かう方向に引き出す。すると、第１腕４１は、ピン４３の位置を中心として原料合金Ｓから離れるように回転し、その結果、撹拌用具４７が原料合金Ｓから離れる。これによって、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑの撹拌が終了する。
【００９７】
この撹拌棒４０ａは、内容器１３の内部に挿入する際に、撹拌棒４０ａを内容器回転軸Ｚｒと交差させる必要はない。図７に示す例のように、撹拌棒４０を内容器回転軸Ｚｒと交差させると、図１に示す外容器本体１２Ａの内径にある程度の余裕がないと撹拌棒４０を内容器１３の内部に挿入できない。しかし、図８に示す撹拌棒４０ａは、撹拌棒４０ａを内容器回転軸Ｚｒと交差させる必要はないので、図１に示す外容器本体１２Ａの内径に余裕がない場合であっても、撹拌棒４０ａを内容器１３の内部に挿入して、原料合金Ｓを撹拌できる。なお、撹拌棒４０ａに取り付けられる撹拌用具４７を交換可能に構成して、撹拌用具４７の代わりに反応中の原料合金Ｓを採集するための治具や各種のセンサ類等を取り付けてもよい。このようにすれば、ＨＤＤＲ反応の進行具合を確認したり、反応雰囲気中の温度の他にも様々な物理量を計測したりすることができる。例えば、温度センサを撹拌用具４７の代わりに撹拌棒４０ａへ取り付け、温度センサを原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑに接触させることにより、原料合金Ｓの温度を直接測定することもできる。これにより、さらに精度よくＨＤＤＲ反応を制御できる。なお、図７に示す撹拌棒４０にも、反応中の原料合金Ｓを採集するための治具等を取り付けてもよい。
【００９８】
図９は、反応炉の蓋を閉じた状態で、内容器の内部へ拡散材料Ｑを供給する手段の構成を示す説明図である。上述した本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法では、磁性材料用粉末の原料合金Ｓを反応炉１０内へ投入する原料投入工程と、磁性材料用粉末の原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉１０内へ投入する拡散材料投入工程と、を原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）の前に行った。本変形例では、磁性材料用粉末の原料合金Ｓを反応炉１０内へ投入する原料投入工程を原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）の前に行い、原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）の後、磁性材料用粉末の原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉１０内へ投入する拡散材料投入工程を行う。つまり拡散材料の水素反応工程の前に、原料合金ＳへＤｙやＴｂ等の拡散材料Ｑを供給する場合がある。このため、図１に示す反応炉１０は、内容器１３の内部へ拡散材料Ｑを供給する手段（拡散材料供給手段）６０を有していてもよい。拡散材料供給手段６０を用いれば、熱処理を中断させることなく原料合金Ｓへ拡散材料Ｑを供給できるので、磁性材料用粉末を製造する際の作業効率が向上する。
【００９９】
図９に示すように、拡散材料供給手段６０は、内容器１３の内部に配置される。より具体的には、拡散材料供給手段６０は、内容器１３の両端面にそれぞれ設けられる２つの開口のうち少なくとも１つの開口（この例では、第２開口２３Ｂ）から、内容器１３の内部へ挿入されて、内容器１３の内部へ配置される。拡散材料供給手段６０は、例えば、管で構成される拡散材料通路６１と、拡散材料通路６１の拡散材料投入口６２側に設けられて拡散材料通路６１を開閉する第１扉６３と、拡散材料通路６１の拡散材料投入口６４側に設けられて拡散材料通路６１を開閉する第２扉６５と、第１扉６３と第２扉６５とで区画される空間６６とを含んで構成される。拡散材料通路６１は、図１に示す外容器本体１２Ａから空間Ｂへ挿入され、拡散材料通路６１が第２開口２３Ｂから内容器１３の内部へ挿入されて拡散材料投入口６４が内容器１３の内部に配置されると共に、第１扉６３及び第２扉６５が外容器本体１２Ａの外部に配置される。
【０１００】
拡散材料Ｑを原料合金Ｓへ供給する場合、第１扉６３を開き、第２扉６５を閉じた状態で拡散材料投入口６２から拡散材料Ｑを投入する。投入された拡散材料Ｑは、第１扉６３を通って空間６６内へ送り込まれる。空間６６へ拡散材料Ｑが送り込まれたら、第１扉６３を閉じて第２扉６５を開く。すると、空間６６内の拡散材料Ｑは、拡散材料通路６１を通って拡散材料投入口６４から内容器１３内の原料合金Ｓへ供給される。このようにして、ＨＤＤＲ反応中に、拡散材料Ｑを原料合金Ｓへ投入できる。また、拡散材料供給手段６０の拡散材料通路６１が第２開口２３Ｂから内容器１３の内部へ挿入されているので、第２開口２３Ｂが内容器回転軸Ｚｒを含んだ所定の領域に形成されており、かつ拡散材料通路６１が第２開口２３Ｂに接しないように挿入されていれば、内容器１３が回転又は揺動していても、拡散材料Ｑを原料合金Ｓへ供給できる。原料合金Ｓを反応炉１０内に投入する工程と、原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉内へ投入する原料投入工程とは、投入する時期を変えてもよい。また、拡散材料Ｑの他に、羽根やメディアを入れ粉砕効果を促進してもよい。
【０１０１】
（永久磁石）
次に、本実施形態に係る永久磁石の好適な実施形態について説明する。本実施形態に係る永久磁石は、例えば、希土類焼結磁石や希土類ボンド磁石などが挙げられる。希土類焼結磁石は希土類合金粉末を所定の形状に成形して成形体を得た後、前記成形体を焼結して得られる磁石である。希土類ボンド磁石は、樹脂を含む樹脂バインダーと磁石粉末とを混練して得られる希土類ボンド磁石用コンパウンド（組成物）を所定の形状に成形して得られる磁石である。希土類焼結磁石や希土類ボンド磁石は、各々、成形する際、異方性、等方性とすることができる。異方性希土類焼結磁石や異方性希土類ボンド磁石は、成形する際、磁場を印加して希土類合金粉末を一定方向に配向させながら成形することにより得られる。等方性希土類焼結磁石や等方性希土類ボンド磁石は、各々、成形する際、磁場を印加しないで希土類合金粉末を成形することにより得られる。
【０１０２】
（希土類ボンド磁石）
希土類ボンド磁石の製造方法の一例について説明する。樹脂を含む樹脂バインダーと希土類合金粉末とを例えば加圧ニーダー等の加圧混練機で混練して樹脂バインダーと希土類合金粉末とを含む希土類ボンド磁石用コンパウンド（組成物）を調製する。この調整は、射出成形の工法で用いられる。または、この調整では気流混練機等を用いることもできる。樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系のエラストマー、アイオノマー、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体等の熱可塑性樹脂が挙げられる。また、希土類ボンド磁石用コンパウンドには、必要に応じて、カップリング剤やその他の添加材を加えてもよい。
【０１０３】
また、希土類ボンド磁石における希土類合金粉末と樹脂との含有比率は、希土類合金粉末１００質量部に対して、樹脂を例えば０．５質量部以上２０質量部以下含むことが好ましい。希土類合金粉末１００質量部に対して、樹脂の含有量が０．５質量部未満であると、保形性が損なわれる傾向があり、樹脂が２０質量部を超えると、十分に優れた磁気特性が得られ難くなる傾向がある。
【０１０４】
上述の希土類ボンド磁石用コンパウンドを調製した後、この希土類ボンド磁石用コンパウンドを圧縮成形することにより、希土類合金粉末と樹脂とを含む希土類ボンド磁石を得ることができる。圧縮成形は、機械プレスや油圧プレス等の圧縮成形機を用いて行われる。なお、希土類ボンド磁石の製造方法は、上述の圧縮成形による方法に限定されるものではなく、例えば射出成形によって成形してもよい。この場合、希土類ボンド磁石用コンパウンドを、必要に応じてバインダー（熱可塑性樹脂）の溶融温度まで加熱し、流動状態とした後、この希土類ボンド磁石用コンパウンドを所定の形状を有し磁場が印加された金型内に射出して成形を行う。その後、冷却し、金型から所定形状を有する成形品（希土類ボンド磁石）を取り出す。このようにして希土類ボンド磁石が得られる。成形して得られる希土類ボンド磁石の形状は特に限定されるものではなく、上記と同様に、用いる金型の形状に応じて、例えば柱状、平板状、リング状等、所望とする希土類ボンド磁石の形状に応じて変更することができる。
【０１０５】
上述したように、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法により得られる希土類合金粉末は優れた磁気特性を有するため、この希土類合金粉末を用いて得られた希土類ボンド磁石は、残留磁束密度（Ｂｒ）を十分維持しつつ保磁力（Ｈｃｊ）を向上させることができるなど優れた磁気特性を有することができる。
【０１０６】
（希土類焼結磁石）
希土類焼結磁石の製造方法の一例について説明する。上述のようにして得られた希土類合金粉末を、例えばプレス成形などにより目的とする所定形状に成形する。希土類合金粉末を成形して得られる成形体の形状は特に限定されるものではなく、用いる金型の形状に応じて、例えば柱状、平板状、リング状等、所望とする希土類焼結磁石の形状に応じて変更することができる。
【０１０７】
次いで、成形体を、例えば、真空中又は不活性ガスの存在下、８００℃以上１２００℃以下の温度で、１時間から１０時間加熱処理して燒結する。これにより、焼結体（希土類焼結磁石）が得られる。燒結後、得られた希土類焼結磁石を燒結時よりも低い温度で加熱することなどによって、希土類焼結磁石に時効処理を施す。時効処理は、例えば、７００℃から９００℃の温度で１時間から３時間、さらに５００℃から７００℃の温度で１時間から３時間加熱する２段階加熱や、６００℃付近の温度で１時間から３時間加熱する１段階加熱等、時効処理を施す回数に応じて適宜処理条件を調整する。このような時効処理によって、希土類焼結磁石の磁気特性を向上させることができる。
【０１０８】
得られた希土類焼結磁石は、所望のサイズに切断したり、表面を平滑化したりすることで、目的とする所定形状の希土類焼結磁石が得られる。なお、得られた希土類焼結磁石は、その表面上に酸化層や樹脂層等の劣化を防止するための保護層をさらに設けてもよい。
【０１０９】
上述したように、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法により得られる希土類合金粉末は優れた磁気特性を有するため、この希土類合金粉末を用いて得られた希土類焼結磁石は、残留磁束密度（Ｂｒ）を十分維持しつつ保磁力（Ｈｃｊ）を向上させることができるなど優れた磁気特性を有することができる。
【０１１０】
また、希土類合金粉末を目的とする所定の形状に成形する際、磁場を印加して成形して得られる成形体を一定方向に配向させるようにしてもよい。これにより、希土類焼結磁石が特定方向に配向するので、より磁性の強い異方性希土類焼結磁石が得られる。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態の永久磁石は、希土類合金の原料合金及び拡散材料を反応炉内に投入し、前記反応炉内に水素ガスを供給しつつ前記反応炉内で前記原料合金及び前記拡散材料を撹拌して前記原料合金に水素を吸蔵させた後、前記反応炉内が水素雰囲気である状態を維持したまま前記反応炉内で水素化分解脱水素再結合法により製造される希土類合金粉末を成形して得られる。これにより、残留磁束密度を十分維持しつつ保磁力が向上した永久磁石となる。また、永久磁石の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形、種々の組み合わせが可能であり、永久磁石以外についても同様に適用することができる。
【０１１２】
（実施形態２）
図１０は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法の工程を示す図である。実施形態２に係る磁性材料用粉末の製造方法の工程は、原料合金及び拡散材料を撹拌する撹拌工程を原料合金の水素吸蔵工程Ａ１１の１段階としたことに特徴がある。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【０１１３】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法の工程は、反応炉１０が図３に示す原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行う。原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）では、図１０に示す原料合金の水素吸蔵工程Ａ１１において、反応炉１０は、反応炉１０は内を加熱し、昇温させ温度Ｔ１とする。原料合金Ｓは、反応炉１０内の水素分圧をＰ１とした水素雰囲気中に、温度Ｔ１で所定の時間ｔ１の間保持され、原料合金Ｓは水素を吸蔵する。水素分圧Ｐ１としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ１は１００℃以上２００℃以下であることが好ましい。時間ｔ１は、０．５時間以上２時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ１、温度Ｔ１、時間ｔ１を上記範囲内とすることで、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵させることができる。反応炉１０は、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することができる。反応炉１０は、原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）中に、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させることによって内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌することができる。これにより、原料合金Ｓは、温度Ｔ１において水素を吸蔵し、脆化する。拡散材料Ｑは、温度Ｔ１において脆化しない。その結果、温度Ｔ１での拡散材料Ｑの硬さが原料合金Ｓの硬さより硬い状態で、撹拌される。このため、原料合金Ｓ同士が衝突し合って粉砕される作用に加え、拡散材料Ｑが原料合金Ｓへ衝突し、原料合金Ｓを粉砕する。原料合金Ｓが粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。
【０１１４】
反応炉１０は、所定時間の原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行うと、次に図３に示す拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）を行わず、ＨＤ工程（ステップＳ１４）を行う。
【０１１５】
図３に示すＨＤ工程（ステップＳ１４）は、水素を吸蔵させた原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを、図１０に示すＨＤ工程Ｃ１のように反応炉１０内の水素分圧をＰ３とした水素雰囲気中、温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ３で所定の時間ｔ３の間保持する工程である。このようにすることで、原料合金Ｓは水素を吸蔵しているため、原料合金Ｓは、自身の異なる相間における水素吸蔵量の相違により自己崩壊的な粉砕を生じ、水素化分解され、分解生成物が生成される。分解生成物は、ＲＨｘなどの水素化物、α−Ｆｅ及びＦｅ２Ｂなどの鉄化合物を含んでいる。この段階における分解生成物の組織は、１００ｎｍオーダーの微細な組織を形成している。
【０１１６】
また、拡散材料Ｑは、水素雰囲気中で水素と反応する。そこで、図１０に示すＨＤ工程Ｃ１において、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑが撹拌されることが好ましい。このため、酸化防止雰囲気を新たに形成し、拡散材料を水素化する工程を省くことができる。その結果、製造工程が短縮される。
【０１１７】
図１０に示すＨＤ工程Ｃ１において、反応炉１０内の雰囲気の水素分圧Ｐ３は１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ３は６００℃以上８５０℃以下であることが好ましい。反応炉１０内で水素分圧Ｐ３、温度Ｔ３を上記条件として水素化分解を行うことによって、希土類合金粉末を得ることができる。
【０１１８】
水素分圧Ｐ３が１０ｋＰａ未満であると、水素化分解が十分に進行しない傾向があり、１００ｋＰａを超えると異方性の希土類合金粉末が得難くなる傾向がある。温度Ｔ３が６００℃以上８５０℃以下であると、分解生成物が生成される率が向上する。時間ｔ３を０．５時間以上１００時間以下とすると分解生成物の生成ができると共に、分解生成物の生成が不十分なまま脱水素再結合するおそれを低減できる。時間ｔ３を１００時間以下とすることで、製造工程に要する時間が長時間となることを避けることができる。
【０１１９】
第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）は、図１０に示すＤＲ工程Ｄ１において、温度Ｔ４で、所定の時間ｔ４の間、反応炉１０内の水素分圧を減圧してＰ４とし、分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度を低減させる工程である。この工程によって、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤ工程において拡散材料Ｑを水素化し、ＤＲ工程において、水素と反応した拡散材料Ｑが上述した分解生成物の再結合と共に、原料合金Ｓの表面又は内部へ拡散する。つまり、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）中に、拡散材料Ｑは水素を放出するとともに、原料合金Ｓ中に拡散する。例えば、拡散材料ＱがＤｙであれば、ＨＤ工程においてＤｙＨ２となる。そこで、ＤｙＨ２は、上述した分解生成物の再結合と共に拡散する。水素雰囲気中で拡散するため、拡散材料Ｑが酸化されるおそれが低減される。以後の工程は、実施形態１と同じであるので、説明を省略する。
【０１２０】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、磁性材料用粉末の原料である原料合金Ｓ及び前記原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉１０内へ投入する原料投入工程と、前記反応炉１０内へ水素を供給すると共に前記反応炉１０内を加熱しつつ、前記原料合金Ｓ及び前記拡散材料Ｑを撹拌する撹拌工程と、前記撹拌工程で撹拌された前記原料合金Ｓを前記反応炉１０内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、前記反応炉１０内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、を含む。
【０１２１】
これにより、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法では、ＨＤＤＲ法によりできた希土類合金粉末に拡散材料を混合し、この混合粉末を拡散熱処理する工程が不要となり、製造工程が短縮される。その結果、希土類合金粉末の製造コストを低減することができる。
【０１２２】
（実施形態３）
図１１は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法の工程を示す図である。実施形態３に係る磁性材料用粉末の製造方法の工程は、拡散材料Ｑを２種類以上含み、原料合金及び拡散材料を撹拌する撹拌工程を原料合金の水素吸蔵工程Ａ１を有し、かつ拡散材料Ｑの水素反応温度に合わせて、拡散材料の水素反応温度を多段階としたことに特徴がある。次の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【０１２３】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は合金準備工程（ステップＳ１１）において、鋳造などにより形成された拡散材料を２種類用意し、拡散材料Ｑ１及び、拡散材料Ｑ２を準備しておく。拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２は、水素と反応する温度が異なることが好ましい。ここで拡散材料Ｑ２は水素と反応しないものでもよい。例えば、拡散材料Ｑ１はＤｙ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｎｄであり、拡散材料Ｑ２は、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｃｏ、Ａｇ、Ａｕ、Ｇａの単体または希土類化合物である。
【０１２４】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法の工程は、反応炉１０が図３に示す原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行う。原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）では、図１１に示す原料合金の水素吸蔵工程Ａ１において、反応炉１０は内を加熱し、昇温させ温度Ｔ１とする。原料合金Ｓは、反応炉１０内の水素分圧をＰ１とした水素雰囲気中に、温度Ｔ１で所定の時間ｔ１の間保持され、原料合金Ｓは水素を吸蔵する。水素分圧Ｐ１としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ１は１００℃以上２００℃以下であることが好ましい。時間ｔ１は、０．５時間以上２時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ１、温度Ｔ１、時間ｔ１を上記範囲内とすることで、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵させることができる。反応炉１０は、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することができる。反応炉１０は、原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）中に、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させる。これにより、内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２を撹拌することができる。また、原料合金Ｓは、温度Ｔ１において水素を吸蔵し、脆化する。拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２は、温度Ｔ１において脆化しない。その結果、温度Ｔ１での拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２の硬さが原料合金Ｓの硬さより硬い状態で、撹拌される。このため、原料合金Ｓ同士が衝突し合い粉砕される作用に加え、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２が原料合金Ｓへ衝突し、原料合金Ｓを粉砕する。原料合金Ｓが粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。反応炉１０は、所定時間の原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行うと、次に拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）を行う。
【０１２５】
図３に示す拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）は、反応炉１０内に水素ガス１１を供給した状態で、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２をさらに加熱し、拡散材料Ｑ１に水素を反応させる工程である。図１１に示すように、拡散材料の水素反応工程Ｂ２１において、反応炉１０は、反応炉１０内を加熱し、昇温させ温度Ｔ２１とする。拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２は、反応炉１０内の水素分圧をＰ２とした水素雰囲気中に、温度Ｔ２１で所定の時間ｔ２１の間保持され、拡散材料Ｑ１が主として水素と反応する。水素分圧Ｐ２としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ２１は３００℃以上５００℃以下であることが好ましい。時間ｔ２１は、０．５時間以上３時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ２、温度Ｔ２１、時間ｔ２１を上記範囲内とすることで、拡散材料Ｑ１に水素を反応させることができる。反応炉１０は、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させることによって、内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２を撹拌することができる。これにより、拡散材料Ｑ１は、温度Ｔ２１において水素と反応し、脆化する。拡散材料Ｑ２は、温度Ｔ２１において脆化しない。その結果、温度Ｔ２１での拡散材料Ｑ２の硬さが原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１の硬さより硬い状態で、撹拌される。このため、原料合金Ｓ同士が衝突し合い粉砕される作用に加え、拡散材料Ｑ２が原料合金Ｓへ衝突し、原料合金Ｓを粉砕する。原料合金Ｓが粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。反応炉１０は、所定時間の拡散材料の水素反応工程Ｂ２１を行うと、次に図１１に示す拡散材料の水素反応工程Ｂ２２を行う。
【０１２６】
拡散材料の水素反応工程Ｂ２２は、反応炉１０は、水素ガス１１を供給した状態で、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２をさらに加熱し、拡散材料Ｑ２に水素を反応させる工程である。図１１に示すように、拡散材料の水素反応工程Ｂ２２において、反応炉１０は、反応炉１０内を加熱し、昇温させ温度Ｔ２２とする。拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２は、反応炉１０内の水素分圧をＰ２とした水素雰囲気中に、温度Ｔ２２で所定の時間ｔ２２の間保持され、拡散材料Ｑ２が主として水素と反応する。水素分圧Ｐ２としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ２２は３００℃以上５００℃以下であることが好ましい。時間ｔ２２は、０．５時間以上３時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ２、温度Ｔ２２、時間ｔ２２を上記範囲内とすることで、拡散材料Ｑ２に水素を反応させることができる。反応炉１０は、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させる。これにより、内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２を撹拌することができる。その結果、温度Ｔ２２での拡散材料Ｑ２は水素化されると共に原料合金Ｓとの混合が同時に行われるので、拡散材料Ｑ１、Ｑ２はＲ−Ｔ−Ｂ系合金と均一に混合し、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２の偏りが低減される。このため、磁性材料用粉末の製造方法の工程にかかる時間を短縮することができる。反応炉１０は、その後、図３に示すＨＤ工程（ステップＳ１４）に移行する。ただし、拡散材料Ｑ２が水素と反応しないものを使用した場合はこの拡散材料の水素反応工程Ｂ２を省略することができる。
【０１２７】
図３に示すＨＤ工程（ステップＳ１４）は、水素を吸蔵させた原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１、Ｑ２を、図１１に示すＨＤ工程Ｃ１のように反応炉１０内の水素分圧をＰ３とした水素雰囲気中、温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ３で所定の時間ｔ３の間保持する工程である。このようにすることで、原料合金Ｓは水素を吸蔵しているため、原料合金Ｓは、自身の異なる相間における水素吸蔵量の相違により自己崩壊的な粉砕を生じ、水素化分解され、分解生成物が生成される。分解生成物は、ＲＨｘなどの水素化物、α−Ｆｅ及びＦｅ２Ｂなどの鉄化合物を含んでいる。この段階における分解生成物の組織は、１００ｎｍオーダーの微細な組織を形成している。
【０１２８】
ＨＤ工程Ｃ１において、反応炉１０内の雰囲気の水素分圧Ｐ３は１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ３は６００℃以上８５０℃以下であることが好ましい。反応炉１０内で水素分圧Ｐ３、温度Ｔ３を上記条件として水素化分解を行うことによって、希土類合金粉末を得ることができる。
【０１２９】
水素分圧Ｐ３が１０ｋＰａ未満であると、水素化分解が十分に進行しない傾向があり、１００ｋＰａを超えると異方性の希土類合金粉末が得難くなる傾向がある。温度Ｔ３が６００℃以上８５０℃以下であると、分解生成物が生成される率が向上する。時間ｔ３を０．５時間以上１００時間以下とすると分解生成物の生成ができると共に、分解生成物の生成が不十分なまま脱水素再結合するおそれを低減できる。時間ｔ３を１００時間以下とすることで、製造に要する時間が長時間となることを避けることができる。
【０１３０】
本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、原料合金Ｓを水素化分解し、分解生成物を得た後、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）に移行する。第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）は、図４に示すＤＲ工程Ｄ１において、温度Ｔ４で、所定の時間ｔ４の間、反応炉１０内の水素分圧を減圧してＰ４とし、分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度を低減させる工程である。この工程によって、拡散材料Ｑ１又は拡散材料Ｑ２は、原料合金Ｓの表面又は内部へ拡散する。例えば、拡散材料Ｑ１又はＱ２が上述した拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）により水素と反応している。そこで、水素と反応した拡散材料Ｑ１又は拡散材料Ｑ２は上述した分解生成物の再結合と共に拡散する。拡散材料Ｑ１又は拡散材料Ｑ２は水素雰囲気中で拡散するため、拡散材料Ｑ１又は拡散材料Ｑ２が酸化されるおそれが低減される。このため、酸化防止雰囲気を新たに形成する必要はない。その結果、製造工程が短縮される。また、ＤＲ工程（ステップＳ１５）においても、反応炉１０内の水素雰囲気下で内容器１３を回転又は揺動させ、拡散材料Ｑが原料合金Ｓへ均一に混合するようにすれば、拡散材のばらつきは低減される。以後の工程は、実施形態１と同じであるので、説明を省略する。
【０１３１】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、磁性材料用粉末の原料である原料合金Ｓ及び前記原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉１０内へ投入する原料投入工程と、前記反応炉１０内へ水素を供給すると共に前記反応炉１０内を加熱しつつ、前記原料合金Ｓ及び前記拡散材料Ｑを撹拌する撹拌工程と、前記撹拌工程で撹拌された前記原料合金Ｓを前記反応炉１０内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、前記反応炉１０内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、を含む。原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１、Ｑ２を撹拌する撹拌工程となり、拡散材料Ｑ１を撹拌する撹拌工程での反応炉１０内を加熱する温度と、拡散材料Ｑ２を撹拌する撹拌工程で反応炉１０内を加熱する温度とが変化し、反応炉１０内を加熱する温度が多段階で変化していることが好ましい。
【０１３２】
また、ＤＲ工程Ｃ１において、原料合金Ｓ、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２が撹拌されることが好ましい。また、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２は、原料合金Ｓの表面又は内部へ拡散する。水素雰囲気中で拡散するため、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２が酸化されるおそれが低減され、酸化防止雰囲気を新たに形成する工程を省くことができる。その結果、製造工程が短縮され、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２が原料合金Ｓへ拡散するばらつきが低減される。
【０１３３】
これにより、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法では、ＨＤＤＲ法によりできた希土類合金粉末に拡散材料を混合し、この混合粉末を拡散熱処理する工程が不要となり、製造工程が短縮される。その結果、希土類合金粉末の製造コストを低減することができる。
【０１３４】
（評価例）
評価例及び比較例を用いて以下に詳細に説明する。ストリップキャスト法によって、以下の組成を有するＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ原料合金（粒径３０．０ｍｍ程度、以下、「原料合金」という。）を調製した。
【０１３５】
Ｎｄ：２８．００質量％
Ｆｅ：７０．０１質量％
Ｂ：１．０８質量％
Ｇａ：０．３６質量％
Ｎｂ：０．３０質量％
【０１３６】
この原料合金は、上述の元素の他に、微量の不可避不純物（原料合金全体の０．２〜０．３質量％）を含んでいた。この原料合金を、例えばストリップキャスト法など通常用いられる鋳造方法により得た。この原料合金を、真空中、１０００℃以上１２００℃以下の温度範囲で２４時間保持した。
【０１３７】
（評価例１及び評価例２の作製）
評価例１及び評価例２の試料は、上述した均質化熱処理後の原料合金及び図１に示す反応炉１０に投入した。また、拡散材料としてＤｙを含む平均粒径３０ｍｍの拡散材料を、原料合金の質量を１００として、拡散材料が３質量％となるよう計量し、拡散材料を反応炉１０に投入した。
【０１３８】
評価例１の試料は、鋳造などにより製造された拡散材料を用いる。拡散材料の平均粒径は、３０ｍｍであった。評価例２の試料は、鋳造などにより製造された拡散材料を予め粉末に加工して用いている。拡散材料の平均粒径は、５ｍｍであった。
【０１３９】
評価例１及び評価例２の試料では上述したように、反応炉１０は、水素ガス１１を導入し、水素ガス雰囲気下、水素分圧１００ｋＰａ程度とした。反応炉１０は、１００℃程度で２時間放置した。このとき、反応炉１０内の内容器１３を回転又は揺動させて、内容器１３内で原料合金と拡散材料を撹拌し、原料合金を粉砕した。
【０１４０】
粉砕した原料合金が反応炉１０内にそのまま残っている状態で反応炉１０は、水素ガス雰囲気下、水素分圧１００ｋＰａ程度とし、４００℃程度で２時間放置した。このとき、反応炉１０内の内容器１３を回転又は揺動して、内容器１３内で原料合金と拡散材料を撹拌し、原料合金を粉砕した。これにより、拡散材料であるＤｙをＤｙＨ２とした。次に、反応炉１０は、以下の条件でＨＤＤＲ法による処理（ＨＤＤＲ処理）を施した。ＨＤＤＲ処理のフローチャートは図３のＨＤ工程（ステップＳ１４）からＤＲ工程（ステップＳ１６）に示す通りである。
【０１４１】
反応炉１０内の水素分圧を下げると共に炉内温度を１０℃／分で昇温し、水素ガス１１を吸蔵した原料合金を、水素分圧４０ｋＰａ、温度８００℃の条件で３時間保持するＨＤ工程を行った（図３中、ＨＤ工程（ステップＳ１４））。これによって、原料合金を水素化分解させて分解生成物を得た。
【０１４２】
その後、炉内温度を１０℃／分で８５０℃まで昇温した（図３中、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５））。炉内温度を８５０℃まで昇温した後、真空ポンプを用いて水素ガス１１を排気し、炉内の圧力（水素分圧）を４ｋＰａ／分の速度で下げて６ｋＰａとし、約１０分間、分解生成物に含まれる水素の放出を開始した。
【０１４３】
その後、反応炉１０内からの水素ガス１１の排気速度を変更して、炉内圧力（水素分圧）の降下速度を０．１ｋＰａ／分とし、反応炉１０内の圧力（水素分圧）が０Ｐａ程度になるまで、水素ガス１１の放出を継続して行うことにより、分解生成物から水素をほぼ完全に除去した（図３中の第２のＤＲ工程（ステップＳ１６））。なお、第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）に所要した時間は４０分以上５０分以下であった。
【０１４４】
炉内の圧力（水素分圧）が０Ｐａとなった時点で、水素の放出を停止した。その後、炉内を室温（約２０℃程度）まで冷却し、ＨＤＤＲ処理された異方性のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ粉末を得た。以上により、評価例１及び評価例２の試料を作製した。
【０１４５】
（比較例１の試料の作製）
比較例１は、拡散材料の投入を行わず、ＨＤＤＲ処理を行い、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金粉末を製造した。ＨＤＤＲ処理後のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金粉末とは別にＤｙを水素と反応させ、ＤｙＨ２として平均粒径１μｍの拡散材料を作製した。ＨＤＤＲ処理後のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金粉末と拡散材料Ａｒ雰囲気化で混合され、８００℃で３時間程度熱処理を施されて比較例１の試料とした。
【０１４６】
（比較例２の試料の作製）
比較例２は、Ｄｙを水素と反応させ、ＤｙＨ２として平均粒径１μｍの拡散材料を作製した。この拡散材料を、原料合金の質量を１００として、拡散材料が３質量％となるよう計量し、原料合金と拡散材料を予め混合した上、撹拌せずに原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行い、撹拌せずにＨＤＤＲ処理を行い、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金粉末を製造し比較例２の試料とした。
（比較例３の試料の作製）
比較例３は、拡散材料の投入を行わず、ＨＤＤＲ処理を行い、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金粉末を製造した。ＨＤＤＲ処理後の拡散材料の投入も行わず比較例３の試料とした。
【０１４７】
（磁気特性の評価）
得られた評価例１から評価例２及び比較例１から比較例３の試料を、不活性雰囲気中で乳鉢を用いて粉砕し、ふるい分けを行って、各々Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂを含む磁石粉末とした。このＮｄ２Ｆｅ１４Ｂを含む粉末をケースに詰めた後、１テスラの磁場を印加して磁石粉末を配向させた。磁石粉末の配向方向と平行な方向に５テスラのパルス磁場を印加し、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて磁化−磁場曲線を測定した。また、磁気特性として残留磁束密度Ｂｒ、保磁力Ｈｃｊ及び減磁曲線の角型性Ｈｋ／Ｈｃｊを測定した。減磁曲線の角型性とは、減磁曲線で磁化が残留磁化の値から１０％低下したときの磁場の絶対値をＨｋとしたとき、磁化が０になる磁場の絶対値である保磁力ＨｃｊでＨｋを除した値Ｈｋ／Ｈｃｊをいう。Ｂｒ、Ｈｃｊ及びＨｋ／Ｈｃｊの測定結果を表１に示す。
【０１４８】
【表１】
【０１４９】
表１より分かるように、評価例１及び評価例２は比較例１及び比較例２と残留磁束密度Ｂｒが同等である。比較例１及び比較例２は、比較例３よりも保磁力Ｈｃｊ及び磁気異方性Ｈｋが高かった。これは、拡散材料の効果と考えられる。また、評価例１及び評価例２は比較例１及び比較例２より保磁力Ｈｃｊ及び磁気異方性Ｈｋが高かった。よって、評価例１及び評価例２は、原料合金を拡散材料と撹拌し、粉砕する撹拌工程を有することにより、比較例１及び比較例２よりも磁性材料粉末の磁気特性を向上させることができることが分かった。評価例１は、評価例２よりも保磁力Ｈｃｊ及び磁気異方性Ｈｋが高かった。これは、評価例１が評価例２よりも酸化の影響が少ないためと考えられる。
【０１５０】
また、比較例２について、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて磁化−磁場曲線を測定した。比較例２の磁化−磁場曲線は、拡散が不均一だったため、屈曲点が発生してしまった。また、評価例１及び評価例２に比較して磁気異方性Ｈｋが低下している。
【符号の説明】
【０１５１】
１０ 反応炉
１１ 水素ガス
１２ 外容器
１２ａ 外殻
１２ｂ 内殻
１２Ａ 外容器本体
１２Ｂ 蓋
１３ 内容器
１３ａ、１３ｂ 側壁
１４ 内容器駆動装置（内容器駆動手段）
１４ａ 支持体
１４ｂ 回転体
１４ｃ 電動機
１５ 加熱器
１６ 気体導入口
１７ 気体排出口
１８ 脚
２１ 本体側冷却媒体供給口
２２ 本体側冷却媒体排出口
２３ 冷却用ポンプ
２４ 蓋側冷却媒体供給口
２５ 蓋側冷却媒体排出口
２６ａ 第１開口
２６ｂ 第２開口
３１ 内容器支持部材
３２ 支持ローラー
３２ａ 側部
Ａ、Ｂ、Ｃ 空間
Ｑ 拡散材料
Ｓ 原料合金
Ｗ 冷却媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性材料用粉末の製造方法及び永久磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性材料用粉末を製造する方法として、ＨＤＤＲ法（水素化分解・脱水素再結合法）が知られている。ＨＤＤＲ法とは、水素中で原料（出発合金）を加熱することにより、原料を水素化・分解（ＨＤ：Hydrogenation Decomposition）し、その後、脱水素・再結合（ＤＲ：Desorption Recombination）させることにより、結晶を微細化させかつ、結晶方位を揃え異方化させるプロセスである。ＨＤＤＲ反応は、水素を反応炉内に閉じ込めながら高温を保つことが要求される。また、ＨＤＤＲ反応は、水素化・分解において原料が水素を吸蔵し、また、脱水素・再結合において原料から水素が放出される。
【０００３】
磁石の磁気特性を表す指標としては、一般に、残留磁束密度（Ｂｒ）及び保磁力（Ｈｃｊ）が用いられる。ＨＤＤＲ法により製造された磁性材料用粉末は、さらに保磁力を向上する試みがなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ＨＤＤＲ法の脱水素・再結合において原料から水素が放出され、この水素を排気する排気工程後のＲＦｅＢ系合金に、Ｄｙ等からなる拡散材料を混合して混合粉末とする混合工程と、その混合粉末を加熱してＲＦｅＢ系合金の表面及び内部にＤｙ等を拡散させる拡散熱処理工程とからなる異方性磁石粉末の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００４／０６４０８５号 パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された異方性磁石粉末の製造方法は、異方性磁石粉末の保磁力を向上できるが、近年において、異方性磁石粉末はさらに保磁力の向上が求められている。また、異方性磁石粉末の製造方法は、コストの面からより簡易な工程が望まれており、製造工程の短縮が求められている。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、保磁力が向上し製造工程が短縮された磁性材料用粉末の製造方法及び保磁力が向上した永久磁石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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために磁性材料粉末の製造方法は、磁性材料用粉末の原料及び前記原料に拡散させる拡散材料を反応炉内へ投入する原料投入工程と、前記反応炉内へ水素を供給すると共に前記反応炉内を加熱しつつ、前記原料及び前記拡散材料を撹拌する撹拌工程と、前記撹拌工程で撹拌された前記原料を前記反応炉内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、前記反応炉内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
これにより、ＨＤＤＲ法で製造した磁性材料粉末に拡散材料を混合し、この混合粉末を拡散熱処理する工程が不要となり、製造工程が短縮される。その結果、磁性材料粉末の製造コストを低減することができる。また、ＨＤ工程よりも前に、磁性材料粉末の原料に拡散材料が混合されているので、水素吸蔵後の攪拌工程にて粉末となる原料が酸化されること無く拡散材料と混合される。その結果、酸化量が低減した磁性材料粉末表面に拡散材料が付着することで、その後の拡散工程で拡散材の原料への拡散がしやすくなり、拡散材料による保磁力向上の効果が発現しやすい。また、原料と拡散材料とが撹拌されながら加熱されるので、原料と拡散材料との分散が進み、拡散材料の偏りのおそれが低減される。
【００１０】
本発明の望ましい態様として、前記磁性材料粉末は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金を含み、前記Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕから選ばれる１種以上の元素であり、前記Ｔは、１種以上の遷移金属元素であって、少なくともＦｅ又はＦｅ及びＣｏのいずれかを含む元素であることが好ましい。これにより、所望の残留磁束密度（Ｂｒ）及び保磁力（Ｈｃｊ）を得ることができる。
【００１１】
本発明の望ましい態様として、前記拡散材料は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｎｄから選ばれる少なくとも１種以上を含む材料であることが好ましい。これにより、磁性材料用粉末の保磁力を向上させることができる。
【００１２】
本発明の望ましい態様として、前記撹拌工程で前記原料が水素吸蔵する又は拡散材料が水素と反応することが好ましい。これにより、拡散材料は、原料に拡散しやすくなる。
【００１３】
本発明の望ましい態様として、前記反応炉内を加熱する温度が多段階で変化することが好ましい。これにより、原料の水素吸蔵工程で、原料同士が衝突し合って粉砕される作用に加え、拡散材料が原料へ衝突して原料を粉砕する。このように、この態様によれば、原料が粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。
【００１４】
本発明の望ましい態様として、前記反応炉は、外容器と、前記外容器の内部に配置され、前記原料及び前記拡散材料を収容する内容器と、前記内容器内に収容される前記原料を撹拌する撹拌手段と、を含むことが好ましい。これにより、加熱と撹拌とを同時に行うことができる。
【００１５】
本発明の望ましい態様として、前記撹拌手段は、前記内容器を回転又は揺動させる内容器駆動手段、前記内容器の内部に振動を与える振動発生手段、又は前記外容器の内部に配置され前記内容器内の前記原料を撹拌する撹拌駆動手段のいずれかであることが好ましい。このように、原料及び拡散材料を撹拌するため、大量の原料から磁性材料粉末を製造する場合でも、原料及び拡散材料の温度制御が比較的容易になる。また、ＨＤＤＲ法を用いて磁性材料用の粉末を製造すること及び撹拌して均一な磁性材料粉末を製造することを両立できる。
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために永久磁石は、希土類合金の原料合金及び拡散材料を反応炉内に投入し、前記反応炉内に水素ガスを供給しつつ前記反応炉内で前記原料合金及び前記拡散材料を撹拌して前記原料合金に水素を吸蔵させた後、前記反応炉内が水素雰囲気である状態を維持したまま前記反応炉内で水素化分解脱水素再結合法により製造される希土類合金粉末を成形して得られることを特徴とする。
【００１７】
これにより、原料合金の組織を均一に微細化させかつ拡散材料の磁性粉末への拡散も偏り無く均一にできる。その結果、これらの磁性粉末を用いて作製した永久磁石は、保磁力が向上する。その結果、残留磁束密度を十分維持しつつ保磁力が向上した永久磁石となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、保磁力が向上し製造工程が短縮された磁性材料用粉末の製造方法及び保磁力が向上した永久磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法の反応炉の構造を簡略に示す図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法を示す製造工程のフローチャートである。
【図４】図４は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造工程のパターンを示す図である。
【図５】図５は、撹拌手段を備えた内容器の一例を示す図である。
【図６−１】図６−１は、撹拌手段を備えた内容器の一例を示す図である。
【図６−２】図６−２は、撹拌手段を備えた内容器の一例を示す図である。
【図７】図７は、撹拌手段の他の例を示す模式図である。
【図８】図８は、撹拌棒の変形例を示す説明図である。
【図９】図９は、反応炉の蓋を閉じた状態で、内容器の内部へ拡散材料を供給する手段の構成を示す説明図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造工程のパターンを示す図である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造工程のパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２１】
（実施形態１）
本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、いわゆる水素化分解・脱水素再結合法（ＨＤＤＲ法）によって希土類合金粉末を製造する硬磁性の磁性材料用粉末の製造方法である。ここで、希土類合金にはＹを含む。水素化分解脱水素再結合法（ＨＤＤＲ法）とは、水素中で原料（出発合金）を加熱することにより、原料を水素化分解（ＨＤ：Hydrogenation Decomposition）し、その後、脱水素再結合（ＤＲ：Desorption Recombination）させることにより、結晶を微細化かつ、結晶方位を揃え異方化させるプロセス（ＨＤＤＲ反応）である。本実施形態では、ＨＤ工程とは原料を水素化分解する工程をいう。またＤＲ工程は、ＨＤ工程後に脱水素再結合させる工程をいう。ＨＤＤＲ反応は、水素を反応炉内に閉じ込めながら高温を保つことが要求される。また、ＨＤＤＲ反応は、水素化・分解において原料が水素を吸蔵し、また、脱水素・再結合において原料から水素が放出される。
【００２２】
本実施形態で用いられる反応炉の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法の反応炉の構造を簡略に示す図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。図１及び図２に示すように、反応炉１０は、外容器１２と、内容器１３と、内容器駆動装置（内容器駆動手段）１４と、加熱器１５と、気体導入口１６及び気体排出口１７とを含んでいる。反応炉１０は、ＨＤＤＲ反応によって希土類合金粉末（特に、磁石用の合金粉末、硬磁性を発現する磁性材料用粉末）を製造する際に用いられる。また、反応炉１０は、製造しようとする希土類合金粉末の原料を加熱する機能、炉内へ気体を供給する機能、炉内を真空引きする機能を有している。
【００２３】
外容器１２は、外殻１２ａと、外殻１２ａの内部に配置される外殻１２ａと同形状かつ外殻１２ａよりも小さい内殻１２ｂとで構成される二重構造の外容器本体１２Ａと、蓋１２Ｂとで構成される。外容器本体１２Ａを構成する外殻１２ａ、内殻１２ｂは、筒状（本実施形態では円筒形状）に構成される容器である。外容器本体１２Ａには、複数の脚１８が取り付けられており、これらの脚１８によって反応炉１０が支持される。
【００２４】
蓋１２Ｂは、内部に空間Ａを有する中空構造であり、空間Ａが冷却媒体（本実施形態では水）Ｗの流通用の通路となる。蓋１２Ｂは、例えば、蝶番によって外容器本体１２Ａの開口部に開閉自在に取り付けられ、外容器１２は、蓋１２Ｂにより外容器本体１２Ａと開閉可能に構成されている。蓋１２Ｂを閉じると、外容器本体１２Ａと蓋１２Ｂとで囲まれる空間Ｂが密封されるように構成される。
【００２５】
外殻１２ａは、外殻１２ａ内に冷却媒体Ｗを供給するための本体側冷却媒体供給口２１と、外殻１２ａ内に供給された冷却媒体Ｗを排出するための本体側冷却媒体排出口２２とを有する。本体側冷却媒体供給口２１は、冷却媒体供給手段である冷却用ポンプ２３の吐出口と接続されており、冷却用ポンプ２３から供給された冷却媒体Ｗは、外殻１２ａと内殻１２ｂとの間に形成される空間Ｃを流れる過程で外容器本体１２Ａを冷却して、本体側冷却媒体排出口２２から排出される。
【００２６】
蓋１２Ｂは、蓋１２Ｂ内に冷却媒体Ｗを供給するための蓋側冷却媒体供給口２４と、蓋１２Ｂ内に供給された冷却媒体Ｗを排出するための蓋側冷却媒体排出口２５とを有する。蓋側冷却媒体供給口２４は、冷却用ポンプ２３の吐出口と接続されており、冷却用ポンプ２３から吐出された冷却媒体Ｗは蓋側冷却媒体供給口２４から空間Ａに供給され、蓋１２Ｂの内部の空間Ａを流れる過程で蓋１２Ｂを冷却して、蓋側冷却媒体排出口２５から排出される。
【００２７】
本実施形態において、外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂは、金属、例えば、ステンレス鋼で構成される。後述する水素吸蔵工程及びＨＤＤＲ反応の工程において、反応炉１０の外容器１２の空間Ｂに水素ガス１１が供給されると共に、外容器本体１２Ａの内部に配置される加熱器１５によって空間Ｂの雰囲気温度が６００℃から１０００℃程度まで昇温するため、ＨＤＤＲ反応中において、外容器１２は高温になる。上述したように、外容器１２はステンレス鋼等の金属で構成されるので、外容器１２が昇温すると、空間Ｂに存在する水素が外容器１２を透過して外部に漏れてしまう。
【００２８】
本実施形態では、外容器１２の外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂにそれぞれ空間Ａ、Ｃが形成されているため、ＨＤＤＲ反応中に空間Ａ、Ｃに供給される冷却媒体Ｗは、外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂを冷却する。このため、ＨＤＤＲ反応中における外容器１２の昇温を抑制して、空間Ｂから外容器１２を透過して外部へ漏れる水素の量を低減することができる。
【００２９】
また、外容器１２の冷却手段としては、空間Ａ、Ｃを形成して冷却媒体Ｗを通過させる方法に限定されるものではない。例えば、外容器１２の外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂを２重構造とせず、１層のみとし、外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂに直接冷却媒体Ｗを噴射するようにしてもよい。このようにすれば、外容器１２の構造を簡略化できる。
【００３０】
また、本実施形態では、冷却媒体Ｗとして水を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、外容器本体１２Ａ及び蓋１２Ｂを冷却できるものであればよい。
【００３１】
内容器１３は、外容器１２の内部、すなわち、空間Ｂに配置される。内容器１３は、筒状（本実施形態では円筒形状）に構成されており、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを内容器１３の内部に保持する筒状の容器である。内容器１３はステンレス鋼などの金属材料で構成される。
【００３２】
内容器１３は、その側壁１３ａ、１３ｂに第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂを有する。内容器１３の第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂは対向して配置されている。第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂを設けることにより、後述する水素吸蔵工程とＨＤＤＲ反応のＨＤ（水素化・分解）反応とにおいて水素が第１開口２６ａあるいは第２開口２６ｂを通って内容器１３内の原料合金Ｓへ確実に供給される。また、ＤＲ（脱水素・再結合）反応で原料合金Ｓから放出される水素が第１開口２６ａあるいは第２開口２６ｂから内容器１３の外部へ確実に放出される。
【００３３】
さらに、内容器１３は、第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂを設けることにより、内容器１３の内部へ計測器具や各種の機能を有する器具を挿入し、配置したり、加熱器１５を内容器１３の内部へ配置したりすることもできる。なお、本実施形態において、第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂの形状は、平面視が円形であるが、第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂの形状は、これに限定されるものではない。
【００３４】
本実施形態において、内容器１３の側壁１３ａは、内容器側部１３ｃに対して取り外しできるように構成されることが好ましい。これによって、原料合金Ｓを内容器１３の内部へ投入しやすくなり、作業性が向上する。なお、側壁１３ａは内容器側部１３ｃに固定した場合でも、第１開口２６ａ又は第２開口２６ｂから原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを投入することができる。
【００３５】
内容器１３は、第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂを円形とすると共に、第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂが内容器１３の両端面と交差（本実施形態では直交）する軸（内容器回転軸）Ｚｒを含み、かつ内容器回転軸Ｚｒ上に第１開口２６ａ及び第２開口２６ｂの中心を配置することが好ましい。このようにすれば、原料合金Ｓを保持する容積を内容器１３内に確保しやすくなるので、大量の希土類合金粉末を製造するのに適する。
【００３６】
内容器１３は、内容器回転軸Ｚｒを中心として回転又は揺動できるように、外容器本体１２Ａの内部に配置される。外容器１２を構成する外容器本体１２Ａの内殻１２ｂには、複数（本実施形態では４本）の内容器支持部材３１が設けられる。内容器支持部材３１は柱状の部材であって、一端部が内殻１２ｂに取り付けられる。内容器支持部材３１は、内容器回転軸Ｚｒと平行な方向に、内容器１３に２本ずつ配置される。すなわち、内容器１３は、内容器回転軸Ｚｒと平行な方向に、４本の内容器支持部材３１が各々対向して配置され、２対の内容器支持部材３１によって挟まれる。
【００３７】
内容器回転軸Ｚｒと平行な直線上に配置される２本の内容器支持部材３１は、それぞれの他端部、すなわち、内殻１２ｂへの取付側端部とは反対側の端部で、内容器回転軸Ｚｒと平行な軸を中心として支持ローラー３２が回転できるように両持ちで支持する。支持ローラー３２は、側部３２ａが内容器１３の側部と接触している。これによって、内容器１３は、２本の支持ローラー３２及び内容器支持部材３１を介して外容器１２の外容器本体１２Ａに支持されている。
【００３８】
内容器１３は、内容器駆動装置１４によって内容器回転軸Ｚｒを中心に回転又は揺動させられる。内容器駆動装置１４は、内容器１３内に収容される原料合金Ｓを粉砕する容器駆動手段として機能する。内容器駆動装置１４は、支持体１４ａと、動力伝達部材である回転体１４ｂと、動力発生手段である電動機１４ｃとで構成される。電動機１４ｃは、例えば制御装置によって制御される。回転体１４ｂは、電動機１４ｃからの動力を歯車やチェーン等の動力伝達機構を介して伝達されて、内容器回転軸Ｚｒと平行な軸を中心として回転する。回転体１４ｂの外周部は内容器１３の内容器側部１３ｃの外周部と接しているので、回転体１４ｂが回転すると、内容器１３は回転体１４ｂが回転する方向とは反対方向に回転する。内容器１３は、回転のみならず、内容器１３の回転角が３６０度以内で回転方向を切り替えるように電動機１４ｃを制御することにより、内容器１３を揺動させてもよい。
【００３９】
上述のように、反応炉１０は、内容器１３を外容器１２の内部で回転又は揺動させることができる。反応炉１０は、後述する水素吸蔵工程やＨＤＤＲ反応のＨＤ反応中に、内容器駆動装置１４を用いて内容器１３を回転又は揺動させることによって内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌し、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを粉砕することができる。
【００４０】
加熱器１５は、内容器１３と外容器本体１２Ａの内殻１２ｂとの間に配置される。加熱器１５としては、例えば、電気ヒーターなどが用いられる。
【００４１】
反応炉１０は、外容器１２の内殻１２ｂの内部に気体を導入する気体導入口１６及び外容器１２の内部の気体を外容器１２の外部へ排出する気体排出口１７を有する。気体導入口１６を介して空間Ｂへ供給された気体は空間Ｂを通過して気体排出口１７から外部へ排出される。気体導入口１６を介して空間Ｂに供給される気体は、例えば水素ガス１１、Ａｒガスなどの不活性ガスが用いられる。水素ガス１１は、後述する水素吸蔵、ＨＤＤＲ反応で用いられ、Ａｒガスは、ＨＤＤＲ反応後における原料合金Ｓを冷却する際に用いられる。
【００４２】
このように、反応炉１０は、反応炉１０内を水素雰囲気とした状態で内容器１３を回転又は揺動させることにより、内容器１３内に投入された原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌し、粉砕することができる。また、反応炉１０は、同一の反応炉１０内で水素雰囲気を維持したままの状態で後述のＨＤＤＲ反応のＨＤ反応を行うことができる。反応炉１０は反応炉１０内を水素雰囲気として原料合金Ｓを粉砕しているため、原料合金Ｓの表面積を増大させると共に、原料合金Ｓの表面が酸化されるのを防止することができる。反応炉１０は、この水素雰囲気の状態のまま原料合金Ｓを反応炉１０内でＨＤＤＲ反応させているため、原料合金Ｓ全体を均一にＨＤ反応させることができる。このため、原料合金Ｓは酸化されることなく均一に微細化することができる。よって、反応炉１０は、ＨＤＤＲ反応によって原料合金Ｓから希土類合金粉末（特に、磁石用の合金粉末、硬磁性を発現する磁性材料用粉末）を製造する際に好適に用いられる。なお、本実施形態では、反応炉１０を用いてＨＤＤＲ反応により希土類合金粉末を製造するようにしているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、反応炉１０以外の炉を用いて本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法を実現することを除外するものではない。
【００４３】
次に、図１から図３を参照し、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法について説明する。図３は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、Ｒ２Ｔ１４Ｂの希土類合金を鋳造して原料合金Ｓを準備し、また拡散材料Ｑを鋳造して準備する合金準備工程（ステップＳ１１）と、得られた原料合金Ｓと、拡散材料Ｑとを反応炉１０内に投入し、反応炉１０内に水素ガス１１を供給し、原料合金に水素を吸蔵させる水素吸蔵工程（ステップＳ１２）と、反応炉１０内の温度をさらに昇温させ、反応炉１０内に水素ガス１１を供給し、拡散材料Ｑに水素を反応させる水素反応工程（ステップＳ１３）と、反応炉１０内で原料合金Ｓを水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解（以下、ＨＤ工程という）工程（ステップＳ１４）と、反応炉１０内の温度を昇温させ、反応炉１０内で分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る第１の脱水素再結合（以下、第１のＤＲ工程という）工程（ステップＳ１５）と、第２の脱水素再結合（以下、第２のＤＲ工程という）工程（ステップＳ１６）と、希土類合金粉末を室温まで冷却する冷却工程（ステップＳ１７）と、を含み、水素吸蔵工程、水素反応工程、ＨＤ工程のいずれか１以上の工程で原料合金Ｓを粉砕するものである。
【００４４】
原料合金Ｓは、Ｒ２Ｔ１４ＢなどのＲ−Ｔ−Ｂ系合金を用いることができる。Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金の組成は、Ｙを含む希土類元素から選ばれる１種のＲとすることができる。また、前記Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕから選ばれる１種以上の元素であることが好ましい。このうち、製造コスト及び磁気特性の観点から、ＲはＮｄを含むことが好ましい。前記Ｔは、１種以上の遷移金属元素であって、Ｆｅを少なくとも含む元素である。また、前記Ｔは、１種以上の遷移金属元素であって、Ｆｅ及びＣｏを少なくとも含む元素でもよい。前記Ｔは、希土類元素以外、例えば、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、ＷなどのＦｅ及びＣｏ以外の遷移元素の群から選ばれる少なくとも１種の元素をさらに含んでいてもよい。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金は、Ｂを含む。希土類合金粉末は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金の組成が、Ｒ：２５質量％以上３５質量％以下、Ｔ：６５．６質量％以上７２質量％以下、Ｂ：１質量％以上１．４質量％以下であることが好ましい。これにより、磁気特性を向上することができる。
【００４５】
拡散材料Ｑは、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｎｄから選ばれる少なくとも１種以上を含む材料を用いることができる。原料合金Ｓの質量で１００としたときに、拡散材料Ｑは０．１質量％以上５質量％以下を反応炉１０内へ投入することが好ましい。なお、拡散材料Ｑは、予め水素を吸蔵させた水素化物としておいてもよい。
【００４６】
合金準備工程（ステップＳ１１）は、Ｒ２Ｔ１４Ｂを鋳造して原料合金Ｓを得る工程である。Ｒ２Ｔ１４Ｂを、通常の鋳造方法、例えばストリップキャスト法、ブックモールド法、又は遠心鋳造法によって鋳造して原料合金Ｓを得ることができる。原料合金Ｓの大きさは特に限定されるものでないが、原料合金Ｓの表面の酸化の影響を最小限にするという観点から、原料合金Ｓの大きさは、例えば３０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の大きさに鋳造されたものを用いるのが好ましい。原料合金Ｓの大きさの測定方法は、特に限定されるものでない。原料合金Ｓの大きさは各々形状が異なるため、多量の原料合金Ｓを同じ方法で測定して統計的に原料合金Ｓの大きさを決めてもよい。また、色々な形状の原料合金Ｓを球体に換算して原料合金Ｓの大きさを求めてもよい。また、原料合金Ｓは、原料金属又は原料化合物や製造工程に由来する不可避な不純物を含んでいてもよい。原料合金Ｓを生成した後、均質化熱処理を行ってもよい。均質化熱処理は、原料合金Ｓを加熱して原料合金を均質化させる処理である。均質化熱処理は、真空又はＡｒガスやＮ２ガスなどの不活性ガス雰囲気中で、原料合金Ｓを温度１０００℃以上１２００℃以下で５時間から１００時間保持する。これにより、原料合金Ｓは均質化される。
【００４７】
合金準備工程（ステップＳ１１）では、さらに、鋳造などにより製造された拡散材料Ｑを用いる。拡散材料Ｑの平均粒径は、例えば、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましい。この粒径であれば、後述する原料合金の粉砕が促進される。次に、磁性材料用粉末の製造方法は、原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）に移行する。原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）以降は、図４も用いて参照する。なお、拡散材料Ｑの大きさの測定方法は、特に限定されるものでない。拡散材料Ｑの大きさは各々形状が異なるため、多量の拡散材料Ｑを同じ方法で測定して統計的に拡散材料Ｑの大きさを決めてもよい。また、色々な形状の拡散材料Ｑを球体に換算して原料合金Ｓの大きさを求めてもよい。
【００４８】
図４は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造工程のパターンを示す図である。図４は、横軸に時間、縦軸に反応炉１０内の熱処理温度を示している。また、図４は、磁性材料用粉末の製造方法の工程として、時系列に原料合金の水素吸蔵工程Ａ１、拡散材料の水素反応工程Ｂ１、ＨＤ工程Ｃ１、ＤＲ工程Ｄ１、ＤＲ工程Ｄ２を含んでいる。
【００４９】
図３に示す原料合金Ｓの水素吸蔵工程（ステップＳ１２）は、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを反応炉１０内に投入した後、反応炉１０内に水素ガス１１を供給し、原料合金Ｓに水素を吸蔵させる工程である。反応炉１０内に水素ガス１１を供給し、図４に示すように、原料合金の水素吸蔵工程Ａ１において、反応炉１０内を加熱し、昇温させ温度Ｔ１とする。原料合金Ｓは、反応炉１０内の水素分圧をＰ１とした水素雰囲気中に、温度Ｔ１で所定の時間ｔ１の間保持され、原料合金Ｓは水素を吸蔵する。水素分圧Ｐ１としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ１は１００℃以上２００℃以下であることが好ましい。時間ｔ１は、０．５時間以上２時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ１、温度Ｔ１、時間ｔ１を上記範囲内とすることで、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵させることができる。
【００５０】
水素分圧Ｐ１が１００ｋＰａ以下であると、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵しにくくなるからであり、水素分圧Ｐ１が３００ｋＰａ以上であると、原料合金Ｓの結晶格子中に水素が吸蔵され、ＨＤ反応時に組織を粗大化するおそれがある。温度Ｔ１が１００℃以上２００℃以下であると、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵しやすくなり、原料合金Ｓが脆化しやすくなるからである。時間ｔ１が０．５時間未満であると、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵させるのに十分では無く時間ｔ１が２時間以上になるとＨＤ反応時に組織が粗大化するおそれがある。
【００５１】
上述のように、反応炉１０は、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することができる。反応炉１０は、原料合金Ｓの水素吸蔵工程（ステップＳ１２）中に、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させることによって内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌することができる。これにより、図４に示すように、原料合金の水素吸蔵工程Ａ１において、原料合金Ｓは、温度Ｔ１において水素を吸蔵し、脆化する。拡散材料Ｑは、温度Ｔ１において脆化しない。その結果、温度Ｔ１での拡散材料Ｑの硬さが原料合金Ｓの硬さより硬い状態で撹拌される。このため、原料合金Ｓ同士が衝突し合って粉砕される作用に加え、拡散材料Ｑが原料合金Ｓへ衝突して原料合金Ｓを粉砕する。原料合金Ｓが粉砕されることが促進され、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。なお、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することによる撹拌は、連続でもよく、間欠でもよい。
【００５２】
また、反応炉１０内の空間Ｂは水素雰囲気下であるため、原料合金Ｓを粉砕しても原料合金Ｓの新生面は酸化されることなく原料合金Ｓの表面積を増大させることができ、内容器１３内に投入された原料合金Ｓ全体が水素をまんべんなく吸蔵して、不均一な水素吸蔵状態を低減することができる。反応炉１０は、所定時間の原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行うと、次に拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）を行う。
【００５３】
図３に示す拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）は、反応炉１０内に水素ガス１１を供給した状態で、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑをさらに加熱し、拡散材料Ｑに水素を反応させる工程である。図４に示すように、拡散材料の水素反応工程Ｂ１において、反応炉１０内を加熱し、昇温させ温度Ｔ２とする。拡散材料Ｑは、反応炉１０内の水素分圧をＰ２とした水素雰囲気中に、温度Ｔ２で所定の時間ｔ２の間保持され、拡散材料Ｑは水素と反応する。水素分圧Ｐ２としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ２は３００℃以上５００℃以下であることが好ましい。時間ｔ２は、０．５時間以上３時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ２、温度Ｔ２、時間ｔ２を上記範囲内とすることで、拡散材料Ｑに水素を反応させることができる。
【００５４】
水素分圧Ｐ２が１００ｋＰａ以下であると、拡散材料Ｑと水素とが反応しにくくなるからであり、水素分圧Ｐ２が３００ｋＰａ以上であると、原料合金Ｓの結晶格子中に水素が吸蔵され、ＨＤ反応時に組織が粗大化するおそれがある。温度Ｔ２が３００℃以上５００℃以下であると、拡散材料Ｑと水素とが反応しやすくなり、脆化し細かい粉体になるからである。
【００５５】
上述のように、反応炉１０は、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することができる。反応炉１０は、拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）中に、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させることによって内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌することができる。これにより、図４に示すように、拡散材料の水素反応工程Ｂ１において、拡散材料Ｑは温度Ｔ２において水素と反応する。その結果、温度Ｔ２での拡散材料Ｑは水素化されると共に原料合金Ｓとの混合が同時に行われるので、拡散材料ＱはＲ−Ｔ−Ｂ系合金と均一に混合し、拡散材料Ｑの偏りが低減される。なお、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することによる撹拌は、連続でもよく、間欠でもよい。反応炉１０は、その後、図３に示すＨＤ工程（ステップＳ１４）に移行する。
【００５６】
上述したように、反応炉内へ水素を供給すると共に前記反応炉内を加熱しつつ、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する撹拌工程は、原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）及び拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）で行われている。なお、この撹拌は、後述のＨＤ工程（ステップＳ１４）においても行うようにしてもよい。本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤ工程（ステップＳ１４）においても連続して反応炉１０内の水素雰囲気下で内容器１３を回転又は揺動させて内容器１３内で原料合金Ｓを粉砕するので、原料合金Ｓの新生面は酸化されることなく原料合金Ｓ全体は水素をさらに均一に吸蔵して、不均一な水素吸蔵状態をさらに低減することができる。本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤ工程（ステップＳ１４）と同時に反応炉１０内の水素雰囲気下で内容器１３を回転又は揺動させて内容器１３内で原料合金Ｓを粉砕するので、原料合金Ｓの新生面は酸化されるおそれが低減される。なお、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することによる撹拌は、連続でもよく、間欠でもよい。
【００５７】
図３に示すＨＤ工程（ステップＳ１４）は、水素を吸蔵させた原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを、図４に示すＨＤ工程Ｃ１のように反応炉１０内の水素分圧をＰ３とした水素雰囲気中、温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ３で所定の時間ｔ３の間保持する工程である。このようにすることで、原料合金Ｓは水素を吸蔵しているため、原料合金Ｓは、自身の異なる相間における水素吸蔵量の相違により自己崩壊的な粉砕を生じ、水素化分解され、分解生成物が生成される。分解生成物は、ＲＨｘなどの水素化物、α−Ｆｅ及びＦｅ２Ｂなどの鉄化合物を含んでいる。この段階における分解生成物の組織は、１００ｎｍオーダーの微細な組織を形成している。
【００５８】
図４に示すＨＤ工程Ｃ１において、反応炉１０内の雰囲気の水素分圧Ｐ３は１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ３は６００℃以上８５０℃以下であることが好ましい。反応炉１０内で水素分圧Ｐ３、温度Ｔ３を上記条件として水素化分解を行うことによって、希土類合金粉末を得ることができる。
【００５９】
水素分圧Ｐ３が１０ｋＰａ未満であると、水素化分解が十分に進行しない傾向があり、１００ｋＰａを超えると異方性の希土類合金粉末が得難くなる傾向がある。温度Ｔ３が６００℃以上８５０℃以下であると、分解生成物が生成される率が向上する。時間ｔ３を０．５時間以上１００時間以下とすると分解生成物の生成ができると共に、分解生成物の生成が不十分なまま脱水素再結合するおそれを低減できる。時間ｔ３を１００時間以下とすることで、製造に要する時間が長時間となることを避けることができる。
【００６０】
本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、原料合金Ｓを水素化分解し、分解生成物を得た後、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）に移行する。反応炉１０は、反応炉１０内の温度を温度Ｔ３から温度Ｔ３よりも高い温度Ｔ４に昇温させることにより、分解生成物の温度を昇温させる。温度Ｔ４は、７００℃以上９５０℃以下であることが好ましい。なお、温度Ｔ３よりも高い温度Ｔ４に昇温させる時間は特に限定されるものではない。本実施形態において、前記昇温の時間は、例えば１分以上１０分以下である。反応炉１０内の温度を温度Ｔ３から温度Ｔ４に昇温した後、空間Ｂへの水素ガス１１の供給を停止する。
【００６１】
ＤＲ工程は、得られた分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度を低減させる工程である。本実施形態では、ＤＲ工程は、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）と第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）とを含む。本実施形態では、ＤＲ工程は、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）と第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）との２つの工程からなるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＤＲ工程は１回のみでもよく、３回以上行うようにしてもよい。
【００６２】
第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）は、図４に示すＤＲ工程Ｄ１において、温度Ｔ４で、所定の時間ｔ４の間、反応炉１０内の水素分圧を減圧してＰ４とし、分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度を低減させる工程である。この工程によって、ＨＤ工程（ステップＳ１４）で得られた分解生成物のマトリックス中に希土類合金の核が生成すると考えられる。このＤＲ反応において原料合金Ｓから放出された水素ガス１１、すなわち、反応炉１０の外容器１２の空間Ｂに存在する水素ガス１１は、外容器本体１２Ａに設けられた気体排出口１７から外部へ排出される。
【００６３】
分解生成物からの水素の放出速度は、水素を放出させる前の分解生成物全体の質量を基準として、０．４質量％／分以上１３質量％／分以下であることが好ましい。これによって、希土類合金の核をより均一に生成させることができる。
【００６４】
分解生成物からの水素の放出速度は、雰囲気中の水素分圧の降下速度を制御することによって調整することができる。すなわち、水素分圧の降下速度を大きくすることで、分解生成物からの水素の放出速度を大きくすることができる。水素分圧の降下速度は、例えばＡｒガスを導入したり、減圧したりすることによって調整することができる。第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）における水素分圧の降下速度は、２ｋＰａ／分以上１０ｋＰａ／分以下とすることが好ましく、４ｋＰａ／分程度が最も好ましい。
【００６５】
図４に示すＤＲ工程Ｄ１において、反応炉１０内の雰囲気の水素分圧Ｐ４は６ｋＰａ程度であることが好ましい。
【００６６】
図４に示すＤＲ工程Ｄ１において、分解生成物の温度Ｔ４は、温度Ｔ３よりも高いことが好ましい。例えば、温度Ｔ４は、７００℃以上９５０℃以下であることが好ましく、８００℃以上９００℃以下であることがより好ましく、８５０℃前後がさらに好ましい。ＤＲ工程Ｄ１における分解生成物の温度Ｔ４を、温度Ｔ３よりも高くすることによって、分解生成物から水素が放出しやすくなり、希土類合金の核をより均一に生成させることができる。またＤＲ工程において水素の放出とともに拡散材料が再結合した希土類合金へ均一に混合しながら拡散されるため、拡散のばらつきは低減される。
【００６７】
また、ＤＲ工程（ステップＳ１５）において、拡散材料Ｑは、原料合金Ｓの表面又は内部へ拡散する。例えば、拡散材料ＱがＤｙであれば、上述した拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）によりＤｙＨ２となっている。ＤＲ工程（ステップＳ１５）において、ＤｙＨ２の水素が放出され、上述した分解生成物の再結合と共に拡散する。また、ＤＲ工程（ステップＳ１５）においても、反応炉１０内の水素雰囲気下で内容器１３を回転又は揺動させ、拡散材料Ｑが原料合金Ｓへ均一に混合するようにすれば、拡散材のばらつきは低減される。
【００６８】
温度Ｔ４が７００℃以上であると、分解生成物からの水素の放出速度を十分に大きくすることができるため、希土類合金の核生成が均一になる傾向がある。一方、温度Ｔ４が９５０℃以下であると、分解生成物からの水素の放出速度を適正に保つことができるので、分解生成物の水素濃度ηを制御できる。
【００６９】
図４に示すＤＲ工程Ｄ１において、時間ｔ４は、例えば０．１時間以上０．５時間以下であるが、時間ｔ４は分解生成物からの水素の放出速度に応じて適宜調整する。反応炉１０内の温度を温度Ｔ４として時間ｔ４の間、脱水素再結合させた後、第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）に移行する。
【００７０】
第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）は、図４に示すＤＲ工程Ｄ２において、温度Ｔ４で、所定の時間ｔ５の間、反応炉１０内の水素分圧をさらに減圧してＰ５とし、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）よりも分解生成物からの水素の放出速度を小さくして分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度をさらに低減し磁性材料粉末を得る工程である。このＤＲ反応において分解生成物から放出された水素ガス１１も、上記と同様に、外容器本体１２Ａに設けられた気体排出口１７から外部へ排出される。
【００７１】
第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）の温度は、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）における温度Ｔ４と同じにすることが好ましい。これによって、分解生成物からの水素の放出を円滑に進行させることができる。
【００７２】
第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）の時間ｔ５としては、例えば０．３時間以上５時間以下であるが、時間ｔ５は分解生成物からの水素の放出速度に応じて適宜調整する。
【００７３】
また、第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）における水素分圧の降下速度は、０．０１ｋＰａ／分以上０．２ｋＰａ／分以下とすることが好ましく、０．１ｋＰａ／分程度とすることが最も好ましい。第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）における水素分圧の降下速度を第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）の水素分圧の降下速度よりも大きくすることで、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）における分解生成物からの水素放出速度を第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）における分解生成物からの水素放出速度よりも大きくすることができる。これによって、希土類合金の核生成がより均一になると考えられる。
【００７４】
第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）における反応炉１０内の雰囲気の水素分圧Ｐ５は０ｋＰａ以上１ｋＰａ以下とする。
【００７５】
反応炉１０内の温度を温度Ｔ４として時間ｔ５の間、脱水素再結合させた後、冷却工程（ステップＳ１７）に移行する。
【００７６】
冷却工程（ステップＳ１７）は、空間Ｂへ分解生成物を冷却する冷却用の不活性ガスを供給して、分解生成物をＨＤＤＲ反応で得られた希土類合金粉末とし、室温まで冷却する工程である。反応炉１０内の温度を室温まで冷却した後、前記不活性ガスの供給を停止し、反応炉１０の蓋１２Ｂを開き、内容器１３から希土類合金粉末を取り出す。取り出した希土類合金粉末は、成形後着磁することにより磁石となる。前記不活性ガスとしては、例えば、Ａｒガス、Ｎ２ガスなどが用いられる。
【００７７】
以上のように、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、反応炉１０を用いて希土類合金である原料合金ＳからＨＤＤＲ反応により希土類合金粉末を製造することに適している。本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、磁性材料用粉末の原料である原料合金Ｓ及び前記原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉１０内へ投入する原料投入工程と、前記反応炉１０内へ水素を供給すると共に前記反応炉１０内を加熱しつつ、前記原料合金Ｓ及び前記拡散材料Ｑを撹拌する撹拌工程と、前記撹拌工程で撹拌された前記原料合金Ｓを前記反応炉１０内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、前記反応炉１０内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、を含む。
【００７８】
従来の磁性材料用粉末の製造方法では、ＨＤＤＲ法によりできた希土類合金粉末に拡散材料を混合し、この混合粉末を拡散熱処理する工程が必要であった。これに対して、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法では、ＨＤＤＲ法によりできた希土類合金粉末に拡散材料を混合し、この混合粉末を拡散熱処理する工程が不要となり、製造工程が短縮される。その結果、希土類合金粉末の製造コストを低減することができる。従来の拡散材を用いた磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤＤＲ法によりできた希土類合金粉末に拡散材料を混合していたので、低酸素雰囲気で扱わなければ希土類合金粉末及び拡散材料が酸化されるおそれがある。これに対して、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤ工程よりも前に、希土類合金粉末の原料合金に拡散材料が混合されているので、水素雰囲気中で撹拌され原料合金の酸化のおそれが低減される。このため、拡散材料が原料合金へ拡散しやすい。その結果、希土類合金粉末が酸化するおそれが低減し、拡散材料による保磁力向上の効果が発現しやすい。
【００７９】
また、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、原料合金と拡散材料とが撹拌されながら加熱されるので、原料合金と拡散材料との分散が進み、原料合金に対する拡散材料の分布の偏りが低減される。このため、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法で製造された希土類合金粉末は、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて磁化−磁場曲線を測定して磁気特性を求めると磁性材料用粉末のどこをサンプリングしても特性ばらつきがない。
【００８０】
また、反応炉１０は、反応炉１０内を水素雰囲気とした状態で原料合金Ｓを予め粉砕しているため、原料合金Ｓの表面積を増大させつつ原料合金Ｓの表面が酸化されるのを防止することができる。この反応炉１０内を水素雰囲気とした状態を維持したまま反応炉１０内でＨＤＤＲ反応のＨＤ反応を行うため、反応炉１０内で原料合金Ｓはその表面が酸化されることなく原料合金Ｓ全体にＨＤ反応を均一に進行させることができる。このため、原料合金Ｓは酸化されることなく均一に微細化することができるため、磁気特性に優れた希土類合金粉末を製造することができる。
【００８１】
希土類合金粉末である前記磁性材料粉末は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金を含み、前記Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕから選ばれる１種以上の元素であり、前記Ｔは、１種以上の遷移金属元素であって、少なくともＦｅ又はＦｅ及びＣｏのいずれかを含む元素であることが好ましい。これにより、所望の残留磁束密度（Ｂｒ）及び保磁力（Ｈｃｊ）を得ることができる。
【００８２】
拡散材料は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｎｄから選ばれる少なくとも１種以上を含む材料であることが好ましい。これにより、原料合金の保磁力を向上させることができる。拡散材料は、水素と反応できることが好ましい。例えば、Ｄｙは、水素と反応して、ＤｙＨ２となることができる。また、Ｔｂは、水素と反応して、ＴｂＨ２となることができる。これにより、拡散材料は脆化され、粉砕しやすくなる。拡散材料は、水素化物となると脆化し微粉となりやすくなる。このため、微粉になると、拡散材料と希土類合金粉末との分散性が向上し拡散の効果が向上する。
【００８３】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、前記反応炉内を加熱する温度が多段階で変化することが好ましい。撹拌工程は、原料合金の水素吸蔵工程及び拡散材料の水素反応工程で行われ、温度が多段階で変化する。これにより、原料合金の水素吸蔵工程で、原料合金Ｓ同士が衝突し合って粉砕される作用に加え、拡散材料Ｑが原料合金Ｓへ衝突し、原料合金Ｓを粉砕する。原料合金が粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。
【００８４】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、撹拌工程で前記原料合金が水素吸蔵するまで前記反応炉内を加熱する熱処理を行い、前記熱処理温度での前記拡散材料の硬さが前記原料合金の硬さより硬いことが好ましい。拡散材料の硬さが原料合金の硬さより硬いことから、拡散材料が原料合金へ衝突し、原料合金を粉砕する。その結果、原料合金が粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。
【００８５】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は反応炉を用い、前記反応炉は、外容器と、前記外容器の内部に配置され、前記原料合金及び前記拡散材料を収容する内容器と、前記内容器内に収容される前記原料合金を撹拌する撹拌手段と、を含むことが好ましい。これにより、熱処理と撹拌とを同時に行うことができる。
【００８６】
また、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、内容器を回転又は揺動させ、内容器内の原料合金は撹拌され、粉砕されているので、原料合金の温度分布を均一に保つこともでき、原料合金の水素吸蔵、ＨＤ反応を原料合金全体に均一に反応させることができる。このため、大量の原料合金から希土類合金粉末を製造する場合でも、原料の撹拌により原料の温度制御が比較的容易になる。よって、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤＤＲ法を用いて磁性材料用の粉末を製造すること、特に高品質の希土類合金粉末を安定して大量に製造することもできる。
【００８７】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法によって得られる希土類合金粉末は、原料合金を均一に微細化することができるため、希土類焼結磁石用及び希土類ボンド磁石用の合金粉末として好適に用いることができる。すなわち、上記製造方法によって得られる希土類合金粉末を用いて磁石を作製すれば、保磁力や残留磁束密度などの磁気特性に優れる磁石を得ることができる。
【００８８】
この希土類合金粉末は、成形することで永久磁石の原料として好適に用いられる。また、希土類合金粉末は、磁気的な異方性を有する磁石粉末であることが好ましい。これによって、さらに磁気特性に優れる異方性磁石の原料として好適に用いることができる。
【００８９】
（変形例）
原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する撹拌手段は、内容器１３を回転又は揺動させる手段に限定されるものではなく、以下の変形例において例示するように撹拌することができるものであればよい。
【００９０】
撹拌手段は、例えば、内容器１３の内部に振動を与える超音波発生装置（振動発生手段）であってもよい。前記超音波発生装置は、図１に示す外容器本体１２Ａの内殻１２ｂの内部に設けられ、内容器１３の内部に振動を与える。内容器１３に超音波を与え、内容器１３内の原料合金Ｓを振動させることで、原料合金Ｓを粉砕することができる。これにより、内容器１３の原料合金Ｓ全体に均等かつ同時に振動を与えることができるため、効率良く原料合金Ｓを粉砕し、原料合金Ｓと拡散材料Ｑとを撹拌することができる。
【００９１】
図５、図６−１、図６−２は、撹拌手段を備えた内容器の一例を示す図である。図５に示す内容器１３ｂは、撹拌手段として、内容器１３ｂの内壁２０ｉｗｂから突出する部材（内容器突起部）２６を有する。この内容器突起部２６により、内容器１３ｂが回転又は揺動する過程で、内容器１３ｂ内に保持された原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する。これによって、より原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑが撹拌され、かつ原料合金Ｓが粉砕されて微細化されるので、原料合金Ｓの外側のみならず内部まで均一に反応が進行して、磁性材料用粉末の品質が向上する。また、内容器突起部２６により、原料合金Ｓの塊を粉砕することもできる。さらに、内容器突起部２６により、内容器１３ｂの伝熱面積が大きくなるので、内容器１３ｂから原料合金Ｓ、あるいは原料合金Ｓから内容器１３ｂへ効率的に熱を伝えることもできる。
【００９２】
図６−１、図６−２に示す内容器１３ｃ、１３ｄは、内容器回転軸Ｚｒと直交する断面の内形状を多角形（この例では６角形）として、撹拌手段としている。このようにすると、多角形の角部によって原料が粉砕され、撹拌される効果により、内容器回転軸Ｚｒと直交する断面の内形状が円形である内容器１３と比較して、より原料が撹拌され、かつ微細化されるので、より原料の内部まで均一に反応が進行して、磁性材料用粉末の品質が向上する。
【００９３】
図６−２に示す内容器１３ｄは、内容器回転軸Ｚｒと直交する断面の外形状も、内形状と相似形状の多角形としたものである。この場合、内容器１３ｄは、図１に示すように、２本の支持ローラー３２及び内容器支持部材３１を介して外容器１２の外容器本体１２Ａに支持されるため、内容器１３ｄの一部に、外形状が円形の支持部１３ｄｈを設けることにより、内容器１３ｄを滑らかに回転又は揺動させることができる。
【００９４】
図７は、撹拌手段の他の例を示す模式図である。図７に示す撹拌手段は、内容器１３の両端面にそれぞれ設けられる２つの開口のうち少なくとも１つの開口（この例では、第２開口２３Ｂ）から、内容器１３の内部へ挿入される部材（撹拌棒）４０である。この撹拌棒４０を、第２開口２３Ｂから回転又は揺動している内容器１３の内部へ挿入する。このとき、撹拌棒４０は、内容器回転軸Ｚｒと交差して内容器１３の内部へ挿入される。そして、内容器１３に保持されている原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑに接触させて原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する。原料合金Ｓを撹拌する際には、撹拌棒４０を振動させて、撹拌を促進させてもよい。また、撹拌棒４０を内容器回転軸Ｚｒと平行な方向に往復させてもよい。このようにすれば、内容器回転軸Ｚｒと平行な方向の全体にわたって原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌できるので、原料合金Ｓをより均一に撹拌して、より均一な品質の磁性材料用粉末を製造できる。
【００９５】
図８は、撹拌棒の変形例を示す説明図である。この撹拌棒４０ａは、第１腕４１と第２腕４２とを、揺動中心軸となるピン４３で揺動できるように連結したリンク機構で構成される。そして、原料合金Ｓを撹拌する部分（撹拌用具４７）が原料合金Ｓに接するように動くことができるようになっている。第１腕４１には、第１腕４１と交差するように、かつ前記揺動中心軸と直交するように入力レバー４４が取り付けられ、この入力レバー４４に連結棒４５が揺動できるように連結される。このような構造により、連結棒４５を第２腕４２と平行な方向に移動させると、第１腕４１が前記揺動中心軸を中心として揺動する。すなわち、第１腕４１が可動部となる。第１腕４１の先端部、すなわち、前記揺動中心軸とは反対側の端部には、撹拌用具４７が取り付けられている。
【００９６】
撹拌棒４０ａを使用する際には、内容器１３の両端面にそれぞれ設けられる２つの開口のうち少なくとも１つの開口（例えば、第２開口２３Ｂ）から、連結棒４５と原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑとの間に第２腕４２が存在する状態で、撹拌棒４０ａを挿入する。そして、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する際には、内容器１３が回転又は揺動しているときに、連結棒４５を第２腕４２から第１腕４１に向かう方向に押し込む。すると、第１腕４１は、ピン４３の位置で折れ曲がり、撹拌用具４７が原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑに向かって移動する。撹拌用具４７が原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑと接触したら、連結棒４５をその位置で固定して、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌する。原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑの撹拌を終了する場合、連結棒４５を第１腕４１から第２腕４２へ向かう方向に引き出す。すると、第１腕４１は、ピン４３の位置を中心として原料合金Ｓから離れるように回転し、その結果、撹拌用具４７が原料合金Ｓから離れる。これによって、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑの撹拌が終了する。
【００９７】
この撹拌棒４０ａは、内容器１３の内部に挿入する際に、撹拌棒４０ａを内容器回転軸Ｚｒと交差させる必要はない。図７に示す例のように、撹拌棒４０を内容器回転軸Ｚｒと交差させると、図１に示す外容器本体１２Ａの内径にある程度の余裕がないと撹拌棒４０を内容器１３の内部に挿入できない。しかし、図８に示す撹拌棒４０ａは、撹拌棒４０ａを内容器回転軸Ｚｒと交差させる必要はないので、図１に示す外容器本体１２Ａの内径に余裕がない場合であっても、撹拌棒４０ａを内容器１３の内部に挿入して、原料合金Ｓを撹拌できる。なお、撹拌棒４０ａに取り付けられる撹拌用具４７を交換可能に構成して、撹拌用具４７の代わりに反応中の原料合金Ｓを採集するための治具や各種のセンサ類等を取り付けてもよい。このようにすれば、ＨＤＤＲ反応の進行具合を確認したり、反応雰囲気中の温度の他にも様々な物理量を計測したりすることができる。例えば、温度センサを撹拌用具４７の代わりに撹拌棒４０ａへ取り付け、温度センサを原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑに接触させることにより、原料合金Ｓの温度を直接測定することもできる。これにより、さらに精度よくＨＤＤＲ反応を制御できる。なお、図７に示す撹拌棒４０にも、反応中の原料合金Ｓを採集するための治具等を取り付けてもよい。
【００９８】
図９は、反応炉の蓋を閉じた状態で、内容器の内部へ拡散材料Ｑを供給する手段の構成を示す説明図である。上述した本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法では、磁性材料用粉末の原料合金Ｓを反応炉１０内へ投入する原料投入工程と、磁性材料用粉末の原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉１０内へ投入する拡散材料投入工程と、を原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）の前に行った。本変形例では、磁性材料用粉末の原料合金Ｓを反応炉１０内へ投入する原料投入工程を原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）の前に行い、原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）の後、磁性材料用粉末の原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉１０内へ投入する拡散材料投入工程を行う。つまり拡散材料の水素反応工程の前に、原料合金ＳへＤｙやＴｂ等の拡散材料Ｑを供給する場合がある。このため、図１に示す反応炉１０は、内容器１３の内部へ拡散材料Ｑを供給する手段（拡散材料供給手段）６０を有していてもよい。拡散材料供給手段６０を用いれば、熱処理を中断させることなく原料合金Ｓへ拡散材料Ｑを供給できるので、磁性材料用粉末を製造する際の作業効率が向上する。
【００９９】
図９に示すように、拡散材料供給手段６０は、内容器１３の内部に配置される。より具体的には、拡散材料供給手段６０は、内容器１３の両端面にそれぞれ設けられる２つの開口のうち少なくとも１つの開口（この例では、第２開口２３Ｂ）から、内容器１３の内部へ挿入されて、内容器１３の内部へ配置される。拡散材料供給手段６０は、例えば、管で構成される拡散材料通路６１と、拡散材料通路６１の拡散材料投入口６２側に設けられて拡散材料通路６１を開閉する第１扉６３と、拡散材料通路６１の拡散材料投入口６４側に設けられて拡散材料通路６１を開閉する第２扉６５と、第１扉６３と第２扉６５とで区画される空間６６とを含んで構成される。拡散材料通路６１は、図１に示す外容器本体１２Ａから空間Ｂへ挿入され、拡散材料通路６１が第２開口２３Ｂから内容器１３の内部へ挿入されて拡散材料投入口６４が内容器１３の内部に配置されると共に、第１扉６３及び第２扉６５が外容器本体１２Ａの外部に配置される。
【０１００】
拡散材料Ｑを原料合金Ｓへ供給する場合、第１扉６３を開き、第２扉６５を閉じた状態で拡散材料投入口６２から拡散材料Ｑを投入する。投入された拡散材料Ｑは、第１扉６３を通って空間６６内へ送り込まれる。空間６６へ拡散材料Ｑが送り込まれたら、第１扉６３を閉じて第２扉６５を開く。すると、空間６６内の拡散材料Ｑは、拡散材料通路６１を通って拡散材料投入口６４から内容器１３内の原料合金Ｓへ供給される。このようにして、ＨＤＤＲ反応中に、拡散材料Ｑを原料合金Ｓへ投入できる。また、拡散材料供給手段６０の拡散材料通路６１が第２開口２３Ｂから内容器１３の内部へ挿入されているので、第２開口２３Ｂが内容器回転軸Ｚｒを含んだ所定の領域に形成されており、かつ拡散材料通路６１が第２開口２３Ｂに接しないように挿入されていれば、内容器１３が回転又は揺動していても、拡散材料Ｑを原料合金Ｓへ供給できる。原料合金Ｓを反応炉１０内に投入する工程と、原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉内へ投入する原料投入工程とは、投入する時期を変えてもよい。また、拡散材料Ｑの他に、羽根やメディアを入れ粉砕効果を促進してもよい。
【０１０１】
（永久磁石）
次に、本実施形態に係る永久磁石の好適な実施形態について説明する。本実施形態に係る永久磁石は、例えば、希土類焼結磁石や希土類ボンド磁石などが挙げられる。希土類焼結磁石は希土類合金粉末を所定の形状に成形して成形体を得た後、前記成形体を焼結して得られる磁石である。希土類ボンド磁石は、樹脂を含む樹脂バインダーと磁石粉末とを混練して得られる希土類ボンド磁石用コンパウンド（組成物）を所定の形状に成形して得られる磁石である。希土類焼結磁石や希土類ボンド磁石は、各々、成形する際、異方性、等方性とすることができる。異方性希土類焼結磁石や異方性希土類ボンド磁石は、成形する際、磁場を印加して希土類合金粉末を一定方向に配向させながら成形することにより得られる。等方性希土類焼結磁石や等方性希土類ボンド磁石は、各々、成形する際、磁場を印加しないで希土類合金粉末を成形することにより得られる。
【０１０２】
（希土類ボンド磁石）
希土類ボンド磁石の製造方法の一例について説明する。樹脂を含む樹脂バインダーと希土類合金粉末とを例えば加圧ニーダー等の加圧混練機で混練して樹脂バインダーと希土類合金粉末とを含む希土類ボンド磁石用コンパウンド（組成物）を調製する。この調整は、射出成形の工法で用いられる。または、この調整では気流混練機等を用いることもできる。樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系のエラストマー、アイオノマー、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体等の熱可塑性樹脂が挙げられる。また、希土類ボンド磁石用コンパウンドには、必要に応じて、カップリング剤やその他の添加材を加えてもよい。
【０１０３】
また、希土類ボンド磁石における希土類合金粉末と樹脂との含有比率は、希土類合金粉末１００質量部に対して、樹脂を例えば０．５質量部以上２０質量部以下含むことが好ましい。希土類合金粉末１００質量部に対して、樹脂の含有量が０．５質量部未満であると、保形性が損なわれる傾向があり、樹脂が２０質量部を超えると、十分に優れた磁気特性が得られ難くなる傾向がある。
【０１０４】
上述の希土類ボンド磁石用コンパウンドを調製した後、この希土類ボンド磁石用コンパウンドを圧縮成形することにより、希土類合金粉末と樹脂とを含む希土類ボンド磁石を得ることができる。圧縮成形は、機械プレスや油圧プレス等の圧縮成形機を用いて行われる。なお、希土類ボンド磁石の製造方法は、上述の圧縮成形による方法に限定されるものではなく、例えば射出成形によって成形してもよい。この場合、希土類ボンド磁石用コンパウンドを、必要に応じてバインダー（熱可塑性樹脂）の溶融温度まで加熱し、流動状態とした後、この希土類ボンド磁石用コンパウンドを所定の形状を有し磁場が印加された金型内に射出して成形を行う。その後、冷却し、金型から所定形状を有する成形品（希土類ボンド磁石）を取り出す。このようにして希土類ボンド磁石が得られる。成形して得られる希土類ボンド磁石の形状は特に限定されるものではなく、上記と同様に、用いる金型の形状に応じて、例えば柱状、平板状、リング状等、所望とする希土類ボンド磁石の形状に応じて変更することができる。
【０１０５】
上述したように、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法により得られる希土類合金粉末は優れた磁気特性を有するため、この希土類合金粉末を用いて得られた希土類ボンド磁石は、残留磁束密度（Ｂｒ）を十分維持しつつ保磁力（Ｈｃｊ）を向上させることができるなど優れた磁気特性を有することができる。
【０１０６】
（希土類焼結磁石）
希土類焼結磁石の製造方法の一例について説明する。上述のようにして得られた希土類合金粉末を、例えばプレス成形などにより目的とする所定形状に成形する。希土類合金粉末を成形して得られる成形体の形状は特に限定されるものではなく、用いる金型の形状に応じて、例えば柱状、平板状、リング状等、所望とする希土類焼結磁石の形状に応じて変更することができる。
【０１０７】
次いで、成形体を、例えば、真空中又は不活性ガスの存在下、８００℃以上１２００℃以下の温度で、１時間から１０時間加熱処理して燒結する。これにより、焼結体（希土類焼結磁石）が得られる。燒結後、得られた希土類焼結磁石を燒結時よりも低い温度で加熱することなどによって、希土類焼結磁石に時効処理を施す。時効処理は、例えば、７００℃から９００℃の温度で１時間から３時間、さらに５００℃から７００℃の温度で１時間から３時間加熱する２段階加熱や、６００℃付近の温度で１時間から３時間加熱する１段階加熱等、時効処理を施す回数に応じて適宜処理条件を調整する。このような時効処理によって、希土類焼結磁石の磁気特性を向上させることができる。
【０１０８】
得られた希土類焼結磁石は、所望のサイズに切断したり、表面を平滑化したりすることで、目的とする所定形状の希土類焼結磁石が得られる。なお、得られた希土類焼結磁石は、その表面上に酸化層や樹脂層等の劣化を防止するための保護層をさらに設けてもよい。
【０１０９】
上述したように、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法により得られる希土類合金粉末は優れた磁気特性を有するため、この希土類合金粉末を用いて得られた希土類焼結磁石は、残留磁束密度（Ｂｒ）を十分維持しつつ保磁力（Ｈｃｊ）を向上させることができるなど優れた磁気特性を有することができる。
【０１１０】
また、希土類合金粉末を目的とする所定の形状に成形する際、磁場を印加して成形して得られる成形体を一定方向に配向させるようにしてもよい。これにより、希土類焼結磁石が特定方向に配向するので、より磁性の強い異方性希土類焼結磁石が得られる。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態の永久磁石は、希土類合金の原料合金及び拡散材料を反応炉内に投入し、前記反応炉内に水素ガスを供給しつつ前記反応炉内で前記原料合金及び前記拡散材料を撹拌して前記原料合金に水素を吸蔵させた後、前記反応炉内が水素雰囲気である状態を維持したまま前記反応炉内で水素化分解脱水素再結合法により製造される希土類合金粉末を成形して得られる。これにより、残留磁束密度を十分維持しつつ保磁力が向上した永久磁石となる。また、永久磁石の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形、種々の組み合わせが可能であり、永久磁石以外についても同様に適用することができる。
【０１１２】
（実施形態２）
図１０は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法の工程を示す図である。実施形態２に係る磁性材料用粉末の製造方法の工程は、原料合金及び拡散材料を撹拌する撹拌工程を原料合金の水素吸蔵工程Ａ１１の１段階としたことに特徴がある。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【０１１３】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法の工程は、反応炉１０が図３に示す原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行う。原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）では、図１０に示す原料合金の水素吸蔵工程Ａ１１において、反応炉１０は、反応炉１０は内を加熱し、昇温させ温度Ｔ１とする。原料合金Ｓは、反応炉１０内の水素分圧をＰ１とした水素雰囲気中に、温度Ｔ１で所定の時間ｔ１の間保持され、原料合金Ｓは水素を吸蔵する。水素分圧Ｐ１としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ１は１００℃以上２００℃以下であることが好ましい。時間ｔ１は、０．５時間以上２時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ１、温度Ｔ１、時間ｔ１を上記範囲内とすることで、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵させることができる。反応炉１０は、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することができる。反応炉１０は、原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）中に、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させることによって内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを撹拌することができる。これにより、原料合金Ｓは、温度Ｔ１において水素を吸蔵し、脆化する。拡散材料Ｑは、温度Ｔ１において脆化しない。その結果、温度Ｔ１での拡散材料Ｑの硬さが原料合金Ｓの硬さより硬い状態で、撹拌される。このため、原料合金Ｓ同士が衝突し合って粉砕される作用に加え、拡散材料Ｑが原料合金Ｓへ衝突し、原料合金Ｓを粉砕する。原料合金Ｓが粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。
【０１１４】
反応炉１０は、所定時間の原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行うと、次に図３に示す拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）を行わず、ＨＤ工程（ステップＳ１４）を行う。
【０１１５】
図３に示すＨＤ工程（ステップＳ１４）は、水素を吸蔵させた原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑを、図１０に示すＨＤ工程Ｃ１のように反応炉１０内の水素分圧をＰ３とした水素雰囲気中、温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ３で所定の時間ｔ３の間保持する工程である。このようにすることで、原料合金Ｓは水素を吸蔵しているため、原料合金Ｓは、自身の異なる相間における水素吸蔵量の相違により自己崩壊的な粉砕を生じ、水素化分解され、分解生成物が生成される。分解生成物は、ＲＨｘなどの水素化物、α−Ｆｅ及びＦｅ２Ｂなどの鉄化合物を含んでいる。この段階における分解生成物の組織は、１００ｎｍオーダーの微細な組織を形成している。
【０１１６】
また、拡散材料Ｑは、水素雰囲気中で水素と反応する。そこで、図１０に示すＨＤ工程Ｃ１において、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑが撹拌されることが好ましい。このため、酸化防止雰囲気を新たに形成し、拡散材料を水素化する工程を省くことができる。その結果、製造工程が短縮される。
【０１１７】
図１０に示すＨＤ工程Ｃ１において、反応炉１０内の雰囲気の水素分圧Ｐ３は１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ３は６００℃以上８５０℃以下であることが好ましい。反応炉１０内で水素分圧Ｐ３、温度Ｔ３を上記条件として水素化分解を行うことによって、希土類合金粉末を得ることができる。
【０１１８】
水素分圧Ｐ３が１０ｋＰａ未満であると、水素化分解が十分に進行しない傾向があり、１００ｋＰａを超えると異方性の希土類合金粉末が得難くなる傾向がある。温度Ｔ３が６００℃以上８５０℃以下であると、分解生成物が生成される率が向上する。時間ｔ３を０．５時間以上１００時間以下とすると分解生成物の生成ができると共に、分解生成物の生成が不十分なまま脱水素再結合するおそれを低減できる。時間ｔ３を１００時間以下とすることで、製造工程に要する時間が長時間となることを避けることができる。
【０１１９】
第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）は、図１０に示すＤＲ工程Ｄ１において、温度Ｔ４で、所定の時間ｔ４の間、反応炉１０内の水素分圧を減圧してＰ４とし、分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度を低減させる工程である。この工程によって、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、ＨＤ工程において拡散材料Ｑを水素化し、ＤＲ工程において、水素と反応した拡散材料Ｑが上述した分解生成物の再結合と共に、原料合金Ｓの表面又は内部へ拡散する。つまり、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）中に、拡散材料Ｑは水素を放出するとともに、原料合金Ｓ中に拡散する。例えば、拡散材料ＱがＤｙであれば、ＨＤ工程においてＤｙＨ２となる。そこで、ＤｙＨ２は、上述した分解生成物の再結合と共に拡散する。水素雰囲気中で拡散するため、拡散材料Ｑが酸化されるおそれが低減される。以後の工程は、実施形態１と同じであるので、説明を省略する。
【０１２０】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、磁性材料用粉末の原料である原料合金Ｓ及び前記原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉１０内へ投入する原料投入工程と、前記反応炉１０内へ水素を供給すると共に前記反応炉１０内を加熱しつつ、前記原料合金Ｓ及び前記拡散材料Ｑを撹拌する撹拌工程と、前記撹拌工程で撹拌された前記原料合金Ｓを前記反応炉１０内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、前記反応炉１０内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、を含む。
【０１２１】
これにより、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法では、ＨＤＤＲ法によりできた希土類合金粉末に拡散材料を混合し、この混合粉末を拡散熱処理する工程が不要となり、製造工程が短縮される。その結果、希土類合金粉末の製造コストを低減することができる。
【０１２２】
（実施形態３）
図１１は、本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法の工程を示す図である。実施形態３に係る磁性材料用粉末の製造方法の工程は、拡散材料Ｑを２種類以上含み、原料合金及び拡散材料を撹拌する撹拌工程を原料合金の水素吸蔵工程Ａ１を有し、かつ拡散材料Ｑの水素反応温度に合わせて、拡散材料の水素反応温度を多段階としたことに特徴がある。次の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【０１２３】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は合金準備工程（ステップＳ１１）において、鋳造などにより形成された拡散材料を２種類用意し、拡散材料Ｑ１及び、拡散材料Ｑ２を準備しておく。拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２は、水素と反応する温度が異なることが好ましい。ここで拡散材料Ｑ２は水素と反応しないものでもよい。例えば、拡散材料Ｑ１はＤｙ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｎｄであり、拡散材料Ｑ２は、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｃｏ、Ａｇ、Ａｕ、Ｇａの単体または希土類化合物である。
【０１２４】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法の工程は、反応炉１０が図３に示す原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行う。原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）では、図１１に示す原料合金の水素吸蔵工程Ａ１において、反応炉１０は内を加熱し、昇温させ温度Ｔ１とする。原料合金Ｓは、反応炉１０内の水素分圧をＰ１とした水素雰囲気中に、温度Ｔ１で所定の時間ｔ１の間保持され、原料合金Ｓは水素を吸蔵する。水素分圧Ｐ１としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ１は１００℃以上２００℃以下であることが好ましい。時間ｔ１は、０．５時間以上２時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ１、温度Ｔ１、時間ｔ１を上記範囲内とすることで、原料合金Ｓの結晶格子中に水素を吸蔵させることができる。反応炉１０は、内容器１３が外容器１２の内部で回転又は揺動することができる。反応炉１０は、原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）中に、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させる。これにより、内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２を撹拌することができる。また、原料合金Ｓは、温度Ｔ１において水素を吸蔵し、脆化する。拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２は、温度Ｔ１において脆化しない。その結果、温度Ｔ１での拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２の硬さが原料合金Ｓの硬さより硬い状態で、撹拌される。このため、原料合金Ｓ同士が衝突し合い粉砕される作用に加え、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２が原料合金Ｓへ衝突し、原料合金Ｓを粉砕する。原料合金Ｓが粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。反応炉１０は、所定時間の原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行うと、次に拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）を行う。
【０１２５】
図３に示す拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）は、反応炉１０内に水素ガス１１を供給した状態で、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２をさらに加熱し、拡散材料Ｑ１に水素を反応させる工程である。図１１に示すように、拡散材料の水素反応工程Ｂ２１において、反応炉１０は、反応炉１０内を加熱し、昇温させ温度Ｔ２１とする。拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２は、反応炉１０内の水素分圧をＰ２とした水素雰囲気中に、温度Ｔ２１で所定の時間ｔ２１の間保持され、拡散材料Ｑ１が主として水素と反応する。水素分圧Ｐ２としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ２１は３００℃以上５００℃以下であることが好ましい。時間ｔ２１は、０．５時間以上３時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ２、温度Ｔ２１、時間ｔ２１を上記範囲内とすることで、拡散材料Ｑ１に水素を反応させることができる。反応炉１０は、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させることによって、内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２を撹拌することができる。これにより、拡散材料Ｑ１は、温度Ｔ２１において水素と反応し、脆化する。拡散材料Ｑ２は、温度Ｔ２１において脆化しない。その結果、温度Ｔ２１での拡散材料Ｑ２の硬さが原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１の硬さより硬い状態で、撹拌される。このため、原料合金Ｓ同士が衝突し合い粉砕される作用に加え、拡散材料Ｑ２が原料合金Ｓへ衝突し、原料合金Ｓを粉砕する。原料合金Ｓが粉砕されることが促進されるので、磁性材料用粉末の製造に要する時間を短縮することができる。反応炉１０は、所定時間の拡散材料の水素反応工程Ｂ２１を行うと、次に図１１に示す拡散材料の水素反応工程Ｂ２２を行う。
【０１２６】
拡散材料の水素反応工程Ｂ２２は、反応炉１０は、水素ガス１１を供給した状態で、原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２をさらに加熱し、拡散材料Ｑ２に水素を反応させる工程である。図１１に示すように、拡散材料の水素反応工程Ｂ２２において、反応炉１０は、反応炉１０内を加熱し、昇温させ温度Ｔ２２とする。拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２は、反応炉１０内の水素分圧をＰ２とした水素雰囲気中に、温度Ｔ２２で所定の時間ｔ２２の間保持され、拡散材料Ｑ２が主として水素と反応する。水素分圧Ｐ２としては、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ２２は３００℃以上５００℃以下であることが好ましい。時間ｔ２２は、０．５時間以上３時間以下であることが好ましい。反応炉１０は、水素分圧Ｐ２、温度Ｔ２２、時間ｔ２２を上記範囲内とすることで、拡散材料Ｑ２に水素を反応させることができる。反応炉１０は、内容器駆動装置１４によって内容器１３を回転又は揺動させる。これにより、内容器１３内の原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２を撹拌することができる。その結果、温度Ｔ２２での拡散材料Ｑ２は水素化されると共に原料合金Ｓとの混合が同時に行われるので、拡散材料Ｑ１、Ｑ２はＲ−Ｔ−Ｂ系合金と均一に混合し、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２の偏りが低減される。このため、磁性材料用粉末の製造方法の工程にかかる時間を短縮することができる。反応炉１０は、その後、図３に示すＨＤ工程（ステップＳ１４）に移行する。ただし、拡散材料Ｑ２が水素と反応しないものを使用した場合はこの拡散材料の水素反応工程Ｂ２を省略することができる。
【０１２７】
図３に示すＨＤ工程（ステップＳ１４）は、水素を吸蔵させた原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１、Ｑ２を、図１１に示すＨＤ工程Ｃ１のように反応炉１０内の水素分圧をＰ３とした水素雰囲気中、温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ３で所定の時間ｔ３の間保持する工程である。このようにすることで、原料合金Ｓは水素を吸蔵しているため、原料合金Ｓは、自身の異なる相間における水素吸蔵量の相違により自己崩壊的な粉砕を生じ、水素化分解され、分解生成物が生成される。分解生成物は、ＲＨｘなどの水素化物、α−Ｆｅ及びＦｅ２Ｂなどの鉄化合物を含んでいる。この段階における分解生成物の組織は、１００ｎｍオーダーの微細な組織を形成している。
【０１２８】
ＨＤ工程Ｃ１において、反応炉１０内の雰囲気の水素分圧Ｐ３は１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることが好ましい。温度Ｔ３は６００℃以上８５０℃以下であることが好ましい。反応炉１０内で水素分圧Ｐ３、温度Ｔ３を上記条件として水素化分解を行うことによって、希土類合金粉末を得ることができる。
【０１２９】
水素分圧Ｐ３が１０ｋＰａ未満であると、水素化分解が十分に進行しない傾向があり、１００ｋＰａを超えると異方性の希土類合金粉末が得難くなる傾向がある。温度Ｔ３が６００℃以上８５０℃以下であると、分解生成物が生成される率が向上する。時間ｔ３を０．５時間以上１００時間以下とすると分解生成物の生成ができると共に、分解生成物の生成が不十分なまま脱水素再結合するおそれを低減できる。時間ｔ３を１００時間以下とすることで、製造に要する時間が長時間となることを避けることができる。
【０１３０】
本実施形態に係る磁性材料用粉末の製造方法は、原料合金Ｓを水素化分解し、分解生成物を得た後、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）に移行する。第１のＤＲ工程（ステップＳ１５）は、図４に示すＤＲ工程Ｄ１において、温度Ｔ４で、所定の時間ｔ４の間、反応炉１０内の水素分圧を減圧してＰ４とし、分解生成物から水素を放出させ、分解生成物の水素濃度を低減させる工程である。この工程によって、拡散材料Ｑ１又は拡散材料Ｑ２は、原料合金Ｓの表面又は内部へ拡散する。例えば、拡散材料Ｑ１又はＱ２が上述した拡散材料の水素反応工程（ステップＳ１３）により水素と反応している。そこで、水素と反応した拡散材料Ｑ１又は拡散材料Ｑ２は上述した分解生成物の再結合と共に拡散する。拡散材料Ｑ１又は拡散材料Ｑ２は水素雰囲気中で拡散するため、拡散材料Ｑ１又は拡散材料Ｑ２が酸化されるおそれが低減される。このため、酸化防止雰囲気を新たに形成する必要はない。その結果、製造工程が短縮される。また、ＤＲ工程（ステップＳ１５）においても、反応炉１０内の水素雰囲気下で内容器１３を回転又は揺動させ、拡散材料Ｑが原料合金Ｓへ均一に混合するようにすれば、拡散材のばらつきは低減される。以後の工程は、実施形態１と同じであるので、説明を省略する。
【０１３１】
本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法は、磁性材料用粉末の原料である原料合金Ｓ及び前記原料合金Ｓに拡散させる拡散材料Ｑを反応炉１０内へ投入する原料投入工程と、前記反応炉１０内へ水素を供給すると共に前記反応炉１０内を加熱しつつ、前記原料合金Ｓ及び前記拡散材料Ｑを撹拌する撹拌工程と、前記撹拌工程で撹拌された前記原料合金Ｓを前記反応炉１０内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、前記反応炉１０内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、を含む。原料合金Ｓ及び拡散材料Ｑ１、Ｑ２を撹拌する撹拌工程となり、拡散材料Ｑ１を撹拌する撹拌工程での反応炉１０内を加熱する温度と、拡散材料Ｑ２を撹拌する撹拌工程で反応炉１０内を加熱する温度とが変化し、反応炉１０内を加熱する温度が多段階で変化していることが好ましい。
【０１３２】
また、ＤＲ工程Ｃ１において、原料合金Ｓ、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２が撹拌されることが好ましい。また、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２は、原料合金Ｓの表面又は内部へ拡散する。水素雰囲気中で拡散するため、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２が酸化されるおそれが低減され、酸化防止雰囲気を新たに形成する工程を省くことができる。その結果、製造工程が短縮され、拡散材料Ｑ１及び拡散材料Ｑ２が原料合金Ｓへ拡散するばらつきが低減される。
【０１３３】
これにより、本実施形態の磁性材料用粉末の製造方法では、ＨＤＤＲ法によりできた希土類合金粉末に拡散材料を混合し、この混合粉末を拡散熱処理する工程が不要となり、製造工程が短縮される。その結果、希土類合金粉末の製造コストを低減することができる。
【０１３４】
（評価例）
評価例及び比較例を用いて以下に詳細に説明する。ストリップキャスト法によって、以下の組成を有するＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ原料合金（粒径３０．０ｍｍ程度、以下、「原料合金」という。）を調製した。
【０１３５】
Ｎｄ：２８．００質量％
Ｆｅ：７０．０１質量％
Ｂ：１．０８質量％
Ｇａ：０．３６質量％
Ｎｂ：０．３０質量％
【０１３６】
この原料合金は、上述の元素の他に、微量の不可避不純物（原料合金全体の０．２〜０．３質量％）を含んでいた。この原料合金を、例えばストリップキャスト法など通常用いられる鋳造方法により得た。この原料合金を、真空中、１０００℃以上１２００℃以下の温度範囲で２４時間保持した。
【０１３７】
（評価例１及び評価例２の作製）
評価例１及び評価例２の試料は、上述した均質化熱処理後の原料合金及び図１に示す反応炉１０に投入した。また、拡散材料としてＤｙを含む平均粒径３０ｍｍの拡散材料を、原料合金の質量を１００として、拡散材料が３質量％となるよう計量し、拡散材料を反応炉１０に投入した。
【０１３８】
評価例１の試料は、鋳造などにより製造された拡散材料を用いる。拡散材料の平均粒径は、３０ｍｍであった。評価例２の試料は、鋳造などにより製造された拡散材料を予め粉末に加工して用いている。拡散材料の平均粒径は、５ｍｍであった。
【０１３９】
評価例１及び評価例２の試料では上述したように、反応炉１０は、水素ガス１１を導入し、水素ガス雰囲気下、水素分圧１００ｋＰａ程度とした。反応炉１０は、１００℃程度で２時間放置した。このとき、反応炉１０内の内容器１３を回転又は揺動させて、内容器１３内で原料合金と拡散材料を撹拌し、原料合金を粉砕した。
【０１４０】
粉砕した原料合金が反応炉１０内にそのまま残っている状態で反応炉１０は、水素ガス雰囲気下、水素分圧１００ｋＰａ程度とし、４００℃程度で２時間放置した。このとき、反応炉１０内の内容器１３を回転又は揺動して、内容器１３内で原料合金と拡散材料を撹拌し、原料合金を粉砕した。これにより、拡散材料であるＤｙをＤｙＨ２とした。次に、反応炉１０は、以下の条件でＨＤＤＲ法による処理（ＨＤＤＲ処理）を施した。ＨＤＤＲ処理のフローチャートは図３のＨＤ工程（ステップＳ１４）からＤＲ工程（ステップＳ１６）に示す通りである。
【０１４１】
反応炉１０内の水素分圧を下げると共に炉内温度を１０℃／分で昇温し、水素ガス１１を吸蔵した原料合金を、水素分圧４０ｋＰａ、温度８００℃の条件で３時間保持するＨＤ工程を行った（図３中、ＨＤ工程（ステップＳ１４））。これによって、原料合金を水素化分解させて分解生成物を得た。
【０１４２】
その後、炉内温度を１０℃／分で８５０℃まで昇温した（図３中、第１のＤＲ工程（ステップＳ１５））。炉内温度を８５０℃まで昇温した後、真空ポンプを用いて水素ガス１１を排気し、炉内の圧力（水素分圧）を４ｋＰａ／分の速度で下げて６ｋＰａとし、約１０分間、分解生成物に含まれる水素の放出を開始した。
【０１４３】
その後、反応炉１０内からの水素ガス１１の排気速度を変更して、炉内圧力（水素分圧）の降下速度を０．１ｋＰａ／分とし、反応炉１０内の圧力（水素分圧）が０Ｐａ程度になるまで、水素ガス１１の放出を継続して行うことにより、分解生成物から水素をほぼ完全に除去した（図３中の第２のＤＲ工程（ステップＳ１６））。なお、第２のＤＲ工程（ステップＳ１６）に所要した時間は４０分以上５０分以下であった。
【０１４４】
炉内の圧力（水素分圧）が０Ｐａとなった時点で、水素の放出を停止した。その後、炉内を室温（約２０℃程度）まで冷却し、ＨＤＤＲ処理された異方性のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ粉末を得た。以上により、評価例１及び評価例２の試料を作製した。
【０１４５】
（比較例１の試料の作製）
比較例１は、拡散材料の投入を行わず、ＨＤＤＲ処理を行い、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金粉末を製造した。ＨＤＤＲ処理後のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金粉末とは別にＤｙを水素と反応させ、ＤｙＨ２として平均粒径１μｍの拡散材料を作製した。ＨＤＤＲ処理後のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金粉末と拡散材料Ａｒ雰囲気化で混合され、８００℃で３時間程度熱処理を施されて比較例１の試料とした。
【０１４６】
（比較例２の試料の作製）
比較例２は、Ｄｙを水素と反応させ、ＤｙＨ２として平均粒径１μｍの拡散材料を作製した。この拡散材料を、原料合金の質量を１００として、拡散材料が３質量％となるよう計量し、原料合金と拡散材料を予め混合した上、撹拌せずに原料合金の水素吸蔵工程（ステップＳ１２）を行い、撹拌せずにＨＤＤＲ処理を行い、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金粉末を製造し比較例２の試料とした。
（比較例３の試料の作製）
比較例３は、拡散材料の投入を行わず、ＨＤＤＲ処理を行い、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金粉末を製造した。ＨＤＤＲ処理後の拡散材料の投入も行わず比較例３の試料とした。
【０１４７】
（磁気特性の評価）
得られた評価例１から評価例２及び比較例１から比較例３の試料を、不活性雰囲気中で乳鉢を用いて粉砕し、ふるい分けを行って、各々Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂを含む磁石粉末とした。このＮｄ２Ｆｅ１４Ｂを含む粉末をケースに詰めた後、１テスラの磁場を印加して磁石粉末を配向させた。磁石粉末の配向方向と平行な方向に５テスラのパルス磁場を印加し、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて磁化−磁場曲線を測定した。また、磁気特性として残留磁束密度Ｂｒ、保磁力Ｈｃｊ及び減磁曲線の角型性Ｈｋ／Ｈｃｊを測定した。減磁曲線の角型性とは、減磁曲線で磁化が残留磁化の値から１０％低下したときの磁場の絶対値をＨｋとしたとき、磁化が０になる磁場の絶対値である保磁力ＨｃｊでＨｋを除した値Ｈｋ／Ｈｃｊをいう。Ｂｒ、Ｈｃｊ及びＨｋ／Ｈｃｊの測定結果を表１に示す。
【０１４８】
【表１】
【０１４９】
表１より分かるように、評価例１及び評価例２は比較例１及び比較例２と残留磁束密度Ｂｒが同等である。比較例１及び比較例２は、比較例３よりも保磁力Ｈｃｊ及び磁気異方性Ｈｋが高かった。これは、拡散材料の効果と考えられる。また、評価例１及び評価例２は比較例１及び比較例２より保磁力Ｈｃｊ及び磁気異方性Ｈｋが高かった。よって、評価例１及び評価例２は、原料合金を拡散材料と撹拌し、粉砕する撹拌工程を有することにより、比較例１及び比較例２よりも磁性材料粉末の磁気特性を向上させることができることが分かった。評価例１は、評価例２よりも保磁力Ｈｃｊ及び磁気異方性Ｈｋが高かった。これは、評価例１が評価例２よりも酸化の影響が少ないためと考えられる。
【０１５０】
また、比較例２について、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて磁化−磁場曲線を測定した。比較例２の磁化−磁場曲線は、拡散が不均一だったため、屈曲点が発生してしまった。また、評価例１及び評価例２に比較して磁気異方性Ｈｋが低下している。
【符号の説明】
【０１５１】
１０ 反応炉
１１ 水素ガス
１２ 外容器
１２ａ 外殻
１２ｂ 内殻
１２Ａ 外容器本体
１２Ｂ 蓋
１３ 内容器
１３ａ、１３ｂ 側壁
１４ 内容器駆動装置（内容器駆動手段）
１４ａ 支持体
１４ｂ 回転体
１４ｃ 電動機
１５ 加熱器
１６ 気体導入口
１７ 気体排出口
１８ 脚
２１ 本体側冷却媒体供給口
２２ 本体側冷却媒体排出口
２３ 冷却用ポンプ
２４ 蓋側冷却媒体供給口
２５ 蓋側冷却媒体排出口
２６ａ 第１開口
２６ｂ 第２開口
３１ 内容器支持部材
３２ 支持ローラー
３２ａ 側部
Ａ、Ｂ、Ｃ 空間
Ｑ 拡散材料
Ｓ 原料合金
Ｗ 冷却媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料用粉末の原料及び前記原料に拡散させる拡散材料を反応炉内へ投入する原料投入工程と、
前記反応炉内へ水素を供給すると共に前記反応炉内を加熱しつつ、前記原料及び前記拡散材料を撹拌する撹拌工程と、
前記撹拌工程で撹拌された前記原料を前記反応炉内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、
前記反応炉内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、
を含むことを特徴とする磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項２】
前記磁性材料粉末は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金を含み、
前記Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕから選ばれる１種以上の元素であり、
前記Ｔは、１種以上の遷移金属元素であって、少なくともＦｅ又はＦｅ及びＣｏのいずれかを含む元素である請求項１に記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項３】
前記拡散材料は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｎｄから選ばれる少なくとも１種以上を含む材料である請求項１又は２に記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項４】
前記撹拌工程で前記原料が水素吸蔵する又は拡散材料が水素と反応する請求項１から３のいずれか１つに記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項５】
前記撹拌工程では、前記反応炉内を加熱する温度が多段階で変化する請求項１から４のいずれか１つに記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項６】
前記反応炉は、
外容器と、
前記外容器の内部に配置され、前記原料及び前記拡散材料を収容する内容器と、
前記内容器内に収容される前記原料を撹拌する撹拌手段と、
を含む請求項１から５のいずれか１つに記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項７】
前記撹拌手段は、前記内容器を回転又は揺動させる内容器駆動手段、前記内容器の内部に振動を与える振動発生手段、又は前記外容器の内部に配置され前記内容器内の前記原料を撹拌する撹拌駆動手段のいずれかである請求項６に記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項８】
希土類合金の原料合金及び拡散材料を反応炉内に投入し、前記反応炉内に水素ガスを供給しつつ前記反応炉内で前記原料合金及び前記拡散材料を撹拌して前記原料合金に水素を吸蔵させた後、前記反応炉内が水素雰囲気である状態を維持したまま前記反応炉内で水素化分解脱水素再結合法により製造される希土類合金粉末を成形して得られることを特徴とする永久磁石。
【請求項１】
磁性材料用粉末の原料及び前記原料に拡散させる拡散材料を反応炉内へ投入する原料投入工程と、
前記反応炉内へ水素を供給すると共に前記反応炉内を加熱しつつ、前記原料及び前記拡散材料を撹拌する撹拌工程と、
前記撹拌工程で撹拌された前記原料を前記反応炉内で水素化分解させて分解生成物を得る水素化分解工程と、
前記反応炉内で前記分解生成物から水素を放出させ、前記分解生成物の水素濃度を低減し磁性材料粉末を得る脱水素再結合工程と、
を含むことを特徴とする磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項２】
前記磁性材料粉末は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金を含み、
前記Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕから選ばれる１種以上の元素であり、
前記Ｔは、１種以上の遷移金属元素であって、少なくともＦｅ又はＦｅ及びＣｏのいずれかを含む元素である請求項１に記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項３】
前記拡散材料は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｎｄから選ばれる少なくとも１種以上を含む材料である請求項１又は２に記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項４】
前記撹拌工程で前記原料が水素吸蔵する又は拡散材料が水素と反応する請求項１から３のいずれか１つに記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項５】
前記撹拌工程では、前記反応炉内を加熱する温度が多段階で変化する請求項１から４のいずれか１つに記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項６】
前記反応炉は、
外容器と、
前記外容器の内部に配置され、前記原料及び前記拡散材料を収容する内容器と、
前記内容器内に収容される前記原料を撹拌する撹拌手段と、
を含む請求項１から５のいずれか１つに記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項７】
前記撹拌手段は、前記内容器を回転又は揺動させる内容器駆動手段、前記内容器の内部に振動を与える振動発生手段、又は前記外容器の内部に配置され前記内容器内の前記原料を撹拌する撹拌駆動手段のいずれかである請求項６に記載の磁性材料用粉末の製造方法。
【請求項８】
希土類合金の原料合金及び拡散材料を反応炉内に投入し、前記反応炉内に水素ガスを供給しつつ前記反応炉内で前記原料合金及び前記拡散材料を撹拌して前記原料合金に水素を吸蔵させた後、前記反応炉内が水素雰囲気である状態を維持したまま前記反応炉内で水素化分解脱水素再結合法により製造される希土類合金粉末を成形して得られることを特徴とする永久磁石。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２０４６９６（Ｐ２０１２−２０４６９６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６８９９８（Ｐ２０１１−６８９９８）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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