JP6642419B2 - 希土類磁石 - Google Patents
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Description
〈1〉全体組成が、式CepR1 qT(100−p−q−r−s)BrM1 s(ただし、R1は、Ce以外の希土類元素であり、Tは、Fe、Ni、及びCoから選ばれる1種以上であり、Mは、Ti、Ga、Zn、Si、Al、Nb、Zr、Mn、V、W、Ta、Ge、Cu、Cr、Hf、Mo、P、C、Mg、Hg、Ag、及びAuから選ばれる1種以上、並びに不可避的不純物であり、かつ、
p、q、r、及びsが、
11.80≦p≦12.90、
0≦q≦3.00、
5.00≦r≦20.00、及び
0≦s≦3.00である。)で表され、かつ、
磁性相と、
前記磁性相の周囲に存在する(Ce、R1)リッチ相と、
を備える、
希土類磁石。
〈2〉前記pが、11.80≦p≦12.20である、〈1〉項に記載の希土類磁石。
〈3〉前記qが、0≦q≦2.00である、〈1〉又は〈2〉項に記載の希土類磁石。
〈4〉前記qが、0≦q≦1.00である、〈1〉又は〈2〉項に記載の希土類磁石。
〈5〉前記磁性相の体積率が、85.00〜96.20%である、〈1〉〜〈4〉項のいずれか一項に記載の希土類磁石。
〈6〉R1が、Nd、Pr、Dy、及びTbから選ばれる1種以上である、〈1〉〜〈5〉項のいずれか一項に記載の希土類磁石。
〈7〉前記Tが、Feである、〈1〉〜〈6〉項のいずれか一項に記載の希土類磁石。
本開示の希土類磁石の全体組成は、式CepR1 qT(100−p−q−r−s)BrM1 sで表される。上式中、R1は、Ce以外の希土類元素である。Tは、Fe、Ni、及びCoから選ばれる1種以上である。M1は、Ti、Ga、Zn、Si、Al、Nb、Zr、Mn、V、W、Ta、Ge、Cu、Cr、Hf、Mo、P、C、Mg、Hg、Ag、及びAuから選ばれる1種以上、並びに不可避的不純物である。
(Ce、R1)−Fe−B系希土類磁石中で、Ceの含有量pが11.80〜12.90原子%であれば、保磁力を向上することができる。保磁力向上の観点からは、Ceの含有量pは12.20原子%以下であることが好ましい。
全体組成におけるR1の含有量qが少なければ、(Ce、R1)リッチ相中のR1の含有量も少ない。全体組成におけるR1の含有量qが3.00原子%以下であれば、保磁力は低下しない。この観点からは、R1の含有量qは、2.00原子%以下が好ましく、1.00原子%以下が好ましく、0原子%が理想である。一方、R1の含有量qは、0.10原子%以上が好ましい。
Bの含有量rが5.0原子%以上であれば、液体急冷時に、薄帯等の内部に非晶質組織が、希土類磁石全体に対して、10.00体積%以上残留することはない。一方、Bの含有量rが20.00原子%以下であれば、Feに固溶しないBが(Ce、R1)リッチ相に過剰に残留することはない。この観点からは、Bの含有量rは10.00原子%以下が好ましく、8.00原子%以下がより好ましい。
M1は、本開示の希土類磁石の特性を損なわない範囲で含有することができる。M1には不可避的不純物を含んでよい。不可避的不純物とは、原材料に含まれる不純物等、その含有を回避することが避けられない、あるいは、回避するためには著しい製造コストの上昇を招くような不純物のことをいう。M1の含有量sが3.00原子%以下であれば、本開示の希土類磁石の特性を損なわない。M1の含有量sは2.00原子%以下が好ましく、0が理想である。しかし、M1の含有量sを過度に低減することは、製造コストの上昇を招くため、M1の含有量sは0.10原子%以上であることが好ましい。
Tは、鉄族元素に分類され、Fe、Ni、及びCoそれぞれの性質は、常温及び常圧で強磁性を示す点で共通する。したがって、これらを相互に入れ替えて用いてもよい。Coの含有により、磁化が向上し、キュリー点が上昇する。この効果は、希土類磁石全体に対して、Co含有量が0.10原子%以上で発現する。この観点からは、Coの含有量は0.10原子%以上が好ましく、1.00原子%以上がより好ましく、3.00原子%以上がより一層このましい。一方、Coは高価であり、Feが最も安価であるため、経済的には、T全体に対して、Feは80.00原子%以上が好ましく、90.00原子%以上がより好ましく、Tの全部がFeであってもよい。
次に、上式で表された組成を有する、本開示の希土類磁石の組織について説明する。図1は、本開示の希土類磁石の組織を模式的に示した図である。希土類磁石200は、磁性相50、及び(Ce、R1)リッチ相60を備える。磁性相50は結晶粒状である。(Ce、R1)リッチ相60は、磁性相50の周囲に存在する。(Ce、R1)リッチ相60は、磁性相50同士を磁気分断し、希土類磁石200の保磁力を向上させる。
R−Fe−B系希土類磁石は、異方性磁石として用いられることが多い。この点は、(Ce、R1)−Fe−B系希土類磁石についても同様である。
次に、本開示の希土類磁石の製造方法について説明する。
表1に示す組成の合金を準備した。その合金の溶湯を、単ロール法で液体急冷して、薄帯を得た。液体急冷の条件としては、溶湯温度(吐出温度)が1450℃であり、ロール周速が30m/sであった。液体急冷は、アルゴンガス減圧雰囲気下で行われた。薄帯がナノ結晶を有していることを透過電子顕微鏡(TEM)観察で確認した。
各試料について、保磁力と磁化を測定した。測定は、Lake Shore社製の振動試料型磁力計(VSM:Vibrating Sample Magnetometer)を用い、常温で行った。
60 (Ce、R1)リッチ相
200 希土類磁石
Claims (7)
- 全体組成が、式CepR1 qT(100−p−q−r−s)BrM1 s(ただし、R1は、Ce以外の希土類元素であり、Tは、Fe、Ni、及びCoから選ばれる1種以上であり、M1は、Ti、Ga、Zn、Si、Al、Nb、Zr、Mn、V、W、Ta、Ge、Cu、Cr、Hf、Mo、P、C、Mg、Hg、Ag、及びAuから選ばれる1種以上、並びに不可避的不純物であり、かつ、
p、q、r、及びsが、
11.80≦p≦12.90、
0≦q≦1.00、
5.00≦r≦20.00、及び
0≦s≦3.00である。)で表され、かつ、
磁性相と、
前記磁性相の周囲に存在する(Ce、R1)リッチ相と、
を備える、
希土類磁石。 - 前記pが、11.80≦p≦12.20である、請求項1に記載の希土類磁石。
- 前記qが、0≦q≦2.00である、請求項1又は2に記載の希土類磁石。
- 前記qが、0≦q≦1.00である、請求項1又は2に記載の希土類磁石。
- 前記磁性相の体積率が、85.00〜96.20%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の希土類磁石。
- R1が、Nd、Pr、Dy、及びTbから選ばれる1種以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の希土類磁石。
- 前記Tが、Feである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の希土類磁石。
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