JP7533295B2

JP7533295B2 - 希土類磁石及びその製造方法

Info

Publication number: JP7533295B2
Application number: JP2021042183A
Authority: JP
Inventors: 紀次佐久間; 哲也庄司; 昭人木下; 晃加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-03-16
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2024-08-14
Anticipated expiration: 2041-03-16
Also published as: EP4060691B1; US11869690B2; JP2022142148A; US20220301753A1; CN115083711A; EP4060691A1

Description

本開示は、希土類磁石及びその製造方法に関する。本開示は、特に、保磁力に優れるＲ^１－Ｔ－Ｂ系希土類磁石及びその製造方法に関する。ただし、Ｒ^１は、Ｙ及び希土類元素からなる群より選ばれる一種以上の元素であり、Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素である。

Ｒ^１－Ｔ－Ｂ系希土類磁石は、Ｒ^１ _２Ｔ_１４Ｂで表される組成を有する主相を備えている。この主相により、Ｒ^１－Ｔ－Ｂ系希土類磁石は磁気を発現する。

Ｒ^１－Ｔ－Ｂ系希土類磁石の代表は、Ｒ^１としてＮｄを選択したＮｄ－Ｔ－Ｂ系希土類磁石である。しかし、近年では、要求される機能（特性）に応じて、Ｒ^１として、複数種類の希土類元素を選択する試みがなされている。また、Ｒ^１として、複数種類の希土類元素を選択するに際し、主相中の希土類元素の配置を、希土類磁石の種類ごとに変化させる試みがなされている。

例えば、特許文献１には、主相中の４ｆサイト及び４ｇサイトを占有するＣｅの存在割合を、それぞれＣｅ_４ｆ及びＣｅ_４ｇとしたとき、０．８≦Ｃｅ_４ｆ／（Ｃｅ_４ｆ＋Ｃｅ_４ｇ）≦１．０の関係を満足する、Ｒ^１－Ｔ－Ｂ系希土類磁石が開示されている。そして、特許文献１には、このような関係を満足する希土類磁石が、モータの回転子に貼り付けられ、モータが回転して希土類磁石に遠心力が作用しても、希土類磁石が回転子から剥離し難く、密着性が高いことが開示されている。なお、主相中の４ｆサイト及び４ｇサイトについては、非特許文献１を参照することができる。

また、Ｒ^１－Ｔ－Ｂ系希土類磁石において、Ｒ^１として、複数種類の希土類元素を選択する方法として、例えば、Ｎｄ－Ｔ－Ｂ系希土類磁石を前駆体として、その前駆体に重希土類元素を拡散浸透することが、従来から行われてきた。これにより、高価な重希土類元素の使用量が比較的少量であっても、保磁力が向上することが知られている。

国際公開第２０１４／１４８１４５号

Ｋ．Ｓａｉｔｏｅｔａｌ．， "ＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｓｉｔｅｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｎＤｙ－ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ"，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，Ｖｏｌｕｍｅ７２１，１５Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１７，Ｐａｇｅｓ４７６－４８１．

希土類磁石前駆体に、重希土類元素を拡散浸透すると、上述したように、保磁力が向上する。しかし、重希土類元素は高価であり、また、今後、重希土類元素の価格が、一層高騰することも予想される。そのため、保磁力の向上を維持しつつ、重希土類元素の使用量を一層低減することが望まれている、という課題を本発明者らは見出した。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものである。本開示は、保磁力の向上を維持しつつ、重希土類元素の使用量を一層低減した希土類磁石及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成すべく、鋭意検討を重ね、本開示の希土類磁石及びその製造方法を完成させた。本開示の希土類磁石及びその製造方法は、次の態様を含む。
〈１〉モル比でＲ^１ _２Ｔ_１４Ｂ（Ｒ^１は、Ｙ及び希土類元素からなる群より選ばれる一種以上の元素、Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素）で表される組成を有している主相、及び
前記主相の周囲に存在している粒界相を備えており、
前記主相は、コア部、及びコア部の周囲に存在しているシェル部を有しており、
前記シェル部におけるＲ^２（Ｒ^２は、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕからなる群より選ばれる一種以上の元素）のモル比が、前記コア部におけるＲ^２のモル比よりも高くなっており、かつ、
前記シェル部の４ｆサイトを占有するＲ^２及びＣｅそれぞれの存在割合をＲ^２ _４ｆ及びＣｅ_４ｆ、前記シェル部の４ｇサイトを占有するＲ^２及びＣｅそれぞれの存在割合を、Ｒ^２ _４ｇ及びＣｅ_４ｇとしたとき、下記の関係を満足している、希土類磁石：
０．４４≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．７０及び
０．０４≦（Ｃｅ_４ｆ＋Ｃｅ_４ｇ）／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）。
〈２〉前記Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする一種以上のＹ及び希土類元素であり、
前記Ｔが、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素であり、
前記コア部において、前記コア部全体のＲ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比が０．１０未満であり、
前記コア部において、前記コア部全体のＴを基準として、Ｃｏのモル比が０．１０未満であり、かつ、
下記の関係を満足する、〈１〉項に記載の希土類磁石：
０．４７≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．５４。
〈３〉前記Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする一種以上のＹ及び希土類元素であり、
前記Ｔが、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素であり、
前記コア部において、前記コア部全体のＲ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、及びＣｅの合計のモル比が０．１０未満であり、かつ、Ｌａのモル比が０．０１～０．２０であり、
前記コア部において、前記コア部全体のＴを基準として、Ｃｏのモル比が０．１０～０．４０であり、かつ、
下記の関係を満足している、〈１〉項に記載の希土類磁石：
０．５０≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．６０。
〈４〉前記Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする一種以上のＹ及び希土類元素であり、
前記Ｔが、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素であり、
前記コア部において、前記コア部全体のＲ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比が０．１０～０．９０であり、
前記コア部において、前記コア部全体のＴを基準として、Ｃｏのモル比が０．４０以下であり、かつ、
下記の関係を満足している、〈１〉項に記載の希土類磁石：
０．４４≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．５１。
〈５〉前記コア部と前記シェル部の間に副シェル部を有しており、かつ、
前記副シェル部におけるＲ^４（Ｒ^４は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、及びＥｕからなる群より選ばれる一種以上の元素）のモル比が、前記コア部におけるＲ^４のモル比よりも高くなっている、
〈１〉～〈４〉項のいずれか一項に記載の希土類磁石。
〈６〉〈１〉項に記載の希土類磁石の製造方法であって、
モル比でＲ^１ _２Ｔ_１４Ｂ（Ｒ^１は、Ｙ及び希土類元素からなる群より選ばれる一種以上の元素、Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素）で表される組成を有する主相、及び前記主相の周囲に存在する粒界相を備える希土類磁石前駆体を準備すること、並びに、
Ｒ^２及びＣｅを少なくとも含有する改質材を、前記希土類磁石前駆体の内部に拡散浸透すること、
を含む、希土類磁石の製造方法。
〈７〉前記希土類磁石前駆体において、
前記Ｒ^１が、Ｎｄを必須とする一種以上のＹ及び希土類元素であり、
前記Ｔが、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素であり、
前記Ｒ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比が０．１０未満であり、かつ、
前記Ｔを基準として、Ｃｏのモル比が０．１０未満である、
〈６〉項に記載の希土類磁石の製造方法。
〈８〉前記希土類磁石前駆体において、
前記Ｒ^１が、Ｌａ及びＮｄを必須とする一種以上のＹ及び希土類元素であり、
前記Ｔが、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素であり、
前記Ｒ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、及びＣｅの合計のモル比が０．１０未満であり、かつ、Ｌａのモル比が０．０１～０．２０であり、かつ、
前記Ｔを基準として、Ｃｏのモル比が０．１０～０．４０である、
〈６〉項に記載の希土類磁石の製造方法。
〈９〉前記希土類磁石前駆体において、
前記Ｒ^１が、Ｃｅ及びＮｄを必須とする一種以上のＹ及び希土類元素であり、
前記Ｔが、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素であり、
前記Ｒ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比が０．１０～０．９０であり、かつ、
前記Ｔを基準として、Ｃｏのモル比が０．４０以下である、
〈６〉項に記載の希土類磁石の製造方法。
〈１０〉前記希土類磁石前駆体の内部に前記改質材を拡散浸透する前に、前記希土類磁石前駆体の内部に予備改質材を拡散浸透すること、
をさらに含み、
前記予備改質材が、Ｒ^４（Ｒ^４は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、及びＥｕからなる群より選ばれる一種以上の元素）を少なくとも含有する、
〈６〉～〈９〉項のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。

本開示によれば、Ｃｅの多くが主相中の４ｆサイトに占有することによって、保磁力の向上に寄与する重希土類元素の多くが、主相中で保磁力の向上に寄与する４ｇサイトに占有し易くすることができる。これにより、希土類元素中の重希土類元素の含有割合から予測されるよりも高い保磁力を得ることができる。そして、このような希土類磁石は、希土類磁石前駆体に、重希土類元素及びＣｅの両方を含有する改質材を拡散浸透することによって得られる。これらのことから、本開示によれば、保磁力の向上を維持しつつ、重希土類元素の使用量を一層低減した希土類磁石及びその製造方法を提供することができる。

図１は、本開示の希土類磁石の組織の一例を模式的に示す説明図である。図２Ａは、希土類磁石前駆体に、改質材を接触させた状態の一例を模式的に示す説明図である。図２Ｂは、改質材が希土類磁石前駆体の粒界相に拡散浸透した状態の一例を模式的に示す説明図である。図２Ｃは、主相にコア／シェル構造が形成された状態の一例を模式的に示す説明図である。図３は、主相の結晶構造を模式的に示す説明図である。図４は、各希土類元素のイオン半径を示すグラフである。図５は、本開示の希土類磁石が副シェル部を有している態様の組織の一例を模式的に示す説明図である。図６Ａは、希土類磁石前駆体に、予備改質材を接触させた状態の一例を模式的に示す説明図である。図６Ｂは、予備改質材が希土類磁石前駆体の粒界相に拡散浸透した状態の一例を模式的に示す説明図である。図６Ｃは、主相に副シェルが形成された状態の一例を模式的に示す説明図である。図６Ｄは、副シェルが形成された主相を備える希土類磁石前駆体に改質材を接触させた状態の一例を模式的に示す説明図である。図６Ｅは、改質材が、主相に副シェルが形成された希土類磁石前駆体の粒界相に拡散浸透した状態の一例を模式的に示す説明図である。図６Ｆは、主相にコア／副シェル／シェル構造が形成された状態の一例を模式的に示す説明図である。図７は、表１の試料について、改質材のＣｅのモル比と保磁力の関係を示すグラフである。図８は、表２の試料について、改質材のＣｅのモル比と保磁力の関係を示すグラフである。図９は、表３の試料について、改質材のＣｅのモル比と保磁力の関係を示すグラフである。図１０は、表１の試料について、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）と保磁力の関係を示すグラフである。図１１は、表２の試料について、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）と保磁力の関係を示すグラフである。図１２は、表３の試料について、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）と保磁力の関係を示すグラフである。

以下、本開示の希土類磁石及びその製造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本開示の希土類磁石及びその製造方法を限定するものではない。

理論に拘束されないが、本開示の希土類磁石が、重希土類元素の含有割合から予測されるよりも高い保磁力を有している理由について図面を用いて説明する。また、理論に拘束されないが、本開示の希土類磁石が、重希土類元素及びＣｅの両方を含有する改質材を拡散浸透することによって得られる理由を、図面を用いて、併せて説明する。

図１は、本開示の希土類磁石１００の組織の一例を模式的に示した説明図である。本開示の希土類磁石１００は、主相１０及び粒界相２０を備えている。粒界相２０は主相１０の周囲に存在している。また、主相１０は、コア部１２及びシェル部１４を有している。シェル部１４は、コア部１２の周囲に存在している。

図１に示したように、本開示の希土類磁石１００の主相１０は、コア／シェル構造を有している。このコア／シェル構造は、希土類磁石前駆体５０に改質材６０を拡散浸透することによって得られる。これについて、図面を用いて説明する。

図２Ａは、希土類磁石前駆体５０に、改質材６０を接触させた状態の一例を模式的に示す説明図である。図２Ｂは、改質材６０が希土類磁石前駆体５０の粒界相２０に拡散浸透した状態の一例を模式的に示す説明図である。図２Ｃは、主相にコア／シェル構造が形成された状態の一例を模式的に示す説明図である。

図２Ａに示したように、希土類磁石前駆体５０に改質材６０が拡散浸透する前においては、主相１０は単相である。単相とは、結晶構造及び組成が実質的に単一である相を意味する。図２Ａに示したように、希土類磁石前駆体５０に改質材６０を接触した状態で加熱すると、図２Ｂに示したように、改質材６０が粒界相２０に拡散浸透する。そして、図２Ｃに示したように、粒界相２０に拡散浸透した改質材６０が、さらに、主相１０の外周部に拡散浸透し、コア部１２及びシェル部１４が形成される。単相の主相１０にコア／シェル構造が形成される際、単相の主相１０の外周部に存在する希土類元素の一部と、粒界相２０に拡散浸透した改質材６０の希土類元素の一部が入れ替わり、シェル部１４が形成される。一方、コア部１２は、単相の主相１０と同じ組成を維持する。このようにして得られた本開示の希土類磁石１００の主相１０は、図１に示したように、コア／シェル構造を有する。

次に、主相１０の結晶構造について説明する。

図３は、主相１０の結晶構造を模式的に示す説明図である。図３の出典は、非特許文献１である。図４は、各希土類元素のイオン半径を示すグラフである。

図３に示すように、主相１０においては、コア部１２及びシェル部１４のいずれにおいても、Ｒ^１、Ｔ、及びＢが、原子数比で、２：１４：１の割合で存在し、概ね正方晶構造を有している。Ｒ^１は、正方晶の内部の４ｆサイトと、正方晶の外部に面している４ｇサイトに占有している。Ｒ^１のうち、イオン半径の小さい原子は４ｆサイトを占有し易く、イオン半径の大きい原子は４ｇサイトを占有し易い。

４ｆサイトは主相の結晶構造全体の磁気異方性と概ね直交している。そのため、４ｆサイトを占有するＲ^１は、異方性磁界の向上に殆ど寄与しない。一方、４ｇサイトは主相の結晶構造全体の磁気異方性と概ね平行である。そのため、４ｇサイトを占有するＲ^１は、異方性磁界の向上に大きく寄与する。また、重希土類元素は、重希土類元素以外の希土類元素と比較して、異方性磁界の向上に寄与する。これらのことから、できるだけ多くの重希土類元素が、４ｇサイトを占有すると、異方性磁界の向上に一層寄与し、その結果、保磁力の向上に一層寄与する。

また、コア部１２においてよりもシェル部１４において、重希土類元素が多いと、主相１０全体の異方性磁界が高くなり、保磁力を向上することができる。これは、主相１０の表面（シェル部１４の表面）において、磁化反転の核生成、及び隣接する主相粒子の核成長を抑制できるためである。このことから、実質的に重希土類元素を含有しない希土類磁石前駆体５０に、重希土類元素を含有する改質材６０を拡散浸透させて、異方性磁化の向上への寄与が大きいシェル部１４にだけ重希土類元素を存在することが、従来から行われてきた。そして、異方性磁化の向上への寄与が小さいコア部１２には、高価な重希土類元素が存在することを回避していた。

本開示の希土類磁石１００では、コア部１２において、高価な重希土類元素が存在することをできるだけ回避し、シェル部１４において、重希土類元素の多くが存在するようにするだけではなく、シェル部１４での重希土類元素の占有位置を特定する。すなわち、本開示の希土類磁石１００では、シェル部１４において、重希土類元素の多くが４ｇサイトを占有する。そして、シェル部１４において、重希土類元素の多くが４ｇサイトを占有するように、重希土類元素とＣｅの両方を含有する改質材６０を拡散浸透する。

改質材６０が、重希土類元素以外の希土類元素を含有すると、シェル部１４への重希土類元素の拡散浸透量が相対的に減少し、異方性磁界が低下して、保磁力が低下すると、従来は考えられていた。特に、改質材６０が、Ｃｅのような軽希土類元素を含有すると、異方性磁界が低下して、保磁力が低下することが顕著であると、従来は考えられていた。しかし、理論に拘束されないが、重希土類元素とＣｅの両方を含有する改質材６０を使用すると、次のような理由で、従来よりも保磁力が向上すると考えられる。

主相１０中の希土類元素は３価であることが多い。ただし、主相１０中のＣｅは４価であることが知られている。そして、図４に示したように、他の希土類元素イオンと比較して、Ｃｅイオン（４価）は、そのイオン半径が小さい。上述したように、Ｙ及び希土類元素（Ｒ^１）のうち、イオン半径の小さい原子は４ｆサイトを占有し易く、イオン半径の大きい原子は４ｇサイトを占有し易い。また、上述したように、希土類磁石前駆体５０に改質材６０を拡散浸透すると、単相の主相１０の外周部に存在する希土類元素の一部と、粒界相２０に拡散浸透した改質材６０の希土類元素の一部が入れ替わり、シェル部１４が形成される。この入れ替わりの際、改質材６０が重希土類元素とＣｅの両方を含有すると、Ｃｅが、優先的にシェル部１４の４ｆサイトを占有する。これにより、重希土類元素が、シェル部１４の４ｇサイトを占有し易くなる。これは、図４に示したように、Ｃｅ（４価）のイオン半径は、重希土類元素のイオン半径よりも小さいためである。また、上述したように、４ｇサイトは、４ｆサイトと比較して、異方性磁界の向上への寄与が大きいため、重希土類元素の多くが4ｇサイトを占有すると、保磁力が向上する。

Ｃｅは、異方性磁界を非常に低下させる。しかし、Ｃｅは、異方性磁界の向上に寄与する重希土類元素が４ｇサイトに占有することを助け、Ｃｅ自体は、異方性磁界の向上に殆ど影響しない４ｆサイトを占有する。これにより、重希土類元素が、異方性磁界の向上に殆ど影響しない４ｆサイトを占有することを回避する。その結果、高価な重希土類元素を使用しているにも拘わらず、それに見合った保磁力の向上が達成できない、という課題を解決することができる。

これまで説明した知見に基づく、本開示の希土類磁石及びその製造方法の構成要件を次に説明する。

《希土類磁石》
まず、本開示の希土類磁石の構成要件について説明する。

図１に示したように、本開示の希土類磁石１００は、主相１０及び粒界相２０を備えている。以下、主相１０及び粒界相２０それぞれについて説明する。

〈主相〉
主相１０は、コア部１２及びシェル部１４を有している。シェル部１４は、コア部１２の周囲に存在している。本開示の希土類磁石１００は、主相１０によって、磁気を発現する。主相１０の粒径は、特に制限はない。主相１０の平均粒径は、１．０μｍ以上、１．１μｍ以上、１．２μｍ以上、１．３μｍ以上、１．５μｍ以上、２．０μｍ以上、３．０μｍ以上、４．０μｍ以上、５．０μｍ以上、５．９μｍ以上、又は６．０μｍ以上であってよく、２０μｍ以下、１５μｍ以下、１０μｍ以下、９．０μｍ以下、８．０μｍ以下、又は７．０μｍ以下であってよい。本開示の希土類磁石１００は、重希土類元素とＣｅの両方を含有する改質材６０を拡散浸透して得られる。改質材が重希土類元素を含有するため、拡散浸透温度は比較的高温になる。そのため、主相１０が上述のような平均粒径を有していることによって、改質材の拡散浸透中に、主相１０の粗大化を抑制し易い。なお、主相の「平均粒径」は、次のように測定される。走査型電子顕微鏡像又は透過型電子顕微鏡像で、磁化容易軸の垂直方向から観察した一定領域を規定し、この一定領域内に存在する主相に対して磁化容易軸と垂直方向に複数の線を引き、主相の粒子内で交わった点と点の距離から主相の径（長さ）を算出する（切断法）。主相の断面が円に近い場合は、投影面積円相当径で換算する。主相の断面が長方形に近い場合は、直方体近似で換算する。このようにして得られた径（長さ）の分布（粒度分布）のＤ_５０の値が、平均粒径である。

主相１０は、モル比で、Ｒ^１ _２Ｔ_１４Ｂで表される組成を有している。Ｒ^１は、Ｙ及び希土類元素からなる群より選ばれる一種以上の元素である。Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素である。Ｙはイットリウム、Ｆｅは鉄、Ｃｏはコバルト、そして、Ｎｉはニッケルである。「必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、対象元素以外の元素を含み得ることを意味する。すなわち、「Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、Ｔが、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉ以外の遷移元素を含み得ることを意味する。典型的には、Ｔのうち、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉからなる群より選ばれる一種以上の元素の合計が、８０原子％以上、９０原子％以上、９５原子％以上、９８原子％以上、又は９９原子％以上であってよく、１００原子％であってもよい。Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉ以外の遷移元素としては、例えば、Ｇａ、Ａｌ、及びＣｕ等が挙げられる。これらの元素は、主として粒界相２０に存在するが、その一部が、侵入型又は置換型で主相１０に存在してもよい。

本明細書において、特に断りがない限り、希土類元素は、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕの１６元素である。このうち、特に断りがない限り、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅは、軽希土類元素である。また、特に断りがない限り、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、及びＥｕは、中希土類元素である。そして、特に断りがない限り、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕは、重希土類元素である。なお、一般に、重希土類元素の希少性は高く、軽希土類元素の希少性は低い。中希土類元素の希少性は、重希土類元素と軽希土類元素の間である。なお、Ｓｃはスカンジウム、Ｌａはランタン、Ｃｅはセリウム、Ｐｒはプラセオジム、Ｎｄはネオジム、Ｐｍはプロメチウム、Ｓｍはサマリウム、Ｅｕはユウロビウム、Ｇｄはガドリニウム、Ｔｂはテルビウム、Ｄｙはジスプロシウム、Ｈｏはホルミウム、Ｅｒはエルビウム、Ｔｍはツリウム、Ｙｂはイッテルビウム、そして、Ｌｕはルテニウムである。

図３に示したように、主相１０においては、コア部１２及びシェル部１４のいずれにおいても、Ｒ^１、Ｔ、及びＢが、原子数比で、２：１４：１の割合で存在し、概ね正方晶構造を有している。また、Ｒ^１は、正方晶の内部の４ｆサイトと、正方晶の外部に面している４ｇサイトに占有している。4ｆサイト及び４ｇサイトについては、後程、詳述する。

上述したように、本開示の希土類磁石１００は、希土類磁石前駆体５０に、重希土類元素とＣｅの両方を含有する改質材６０を拡散浸透して得られる。この拡散浸透により、コア部１２及びシェル部１４が得られる。そのため、コア部１２は、希土類磁石前駆体５０の主相１０そのままの組成を有している。また、シェル部１４は、希土類磁石前駆体５０の主相１０の外周部に存在する希土類元素の一部と、改質材６０の希土類元素の一部が入れ替わっている。このことから、シェル部１４における重希土類元素のモル比は、コア部１２における重希土類元素のモル比よりも高くなっている。重希土類元素は、Ｒ^２で表され、Ｒ^２は、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕからなる群より選ばれる一種以上の元素である。したがって、本開示の希土類磁石１００では、シェル部１４におけるＲ^２のモル比は、コア部１２におけるＲ^２のモル比よりも高くなっている。残留磁化を可能な限り低下させずに保磁力を向上させる観点からは、Ｒ^２は、Ｔｂ及びＤｙからなる群より選ばれる一種以上の元素が好ましく、Ｔｂがより好ましい。

シェル部１４におけるＲ^２のモル比とコア部１２におけるＲ^２のモル比の差は、例えば、０．０１以上、０．０５以上、０．１０以上、０．１１以上、０．１２以上、０．１３以上、０．１４以上、又は０．１５以上であってよく、０．５０以下、０．４５以下、０．４０以下、０．３８以下、０．３７以下、０．３６以下、０．３４以下、０．３２以下、０．３０以下、０．２９以下、０．２８以下、０．２７以下、０．２６以下、０．２４以下、０．２２以下、又は０．２０以下であってよい。

次に、コア部１２及びシェル部１４それぞれの詳細について説明する。なお、説明の都合上、シェル部１４から説明する。

〈シェル部〉
図３に示したように、Ｒ^１は、正方晶の内部の４ｆサイトと、正方晶の外部に面している４ｇサイトに占有している。Ｒ^１のうち、イオン半径の小さい原子は４ｆサイトを占有し易く、イオン半径の大きい原子は４ｇサイトを占有し易い。このことから、上述したように、図４を参照すると、改質材６０に由来するＲ^２及びＣｅに関し、イオン半径の小さいＣｅは４ｆを占有し易く、イオン半径の大きいＲ^２は４ｇサイトを占有し易い。この観点からは、Ｒ^２は、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＨｏからなる群より選ばれる一種以上の元素であることが好ましい。

シェル部１４の４ｆサイトを占有するＲ^２及びＣｅそれぞれの存在割合は、モル比に基づいて、それぞれＲ^２ _４ｆ及びＣｅ_４ｆで表すことができる。また、シェル部１４の４ｇサイトを占有するＲ^２及びＣｅそれぞれの存在割合は、モル比に基づいて、それぞれＲ^２ _４ｇ及びＣｅ_４ｇで表すことができる。このとき、本開示の希土類磁石１００は、次の（１）及び（２）の関係を満足する。
０．４４≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．７０・・・（１）
０．０４≦（Ｃｅ_４ｆ＋Ｃｅ_４ｇ）／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）・・・（２）

Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）が０．４４以上であれば、シェル部１４において、Ｒ^２の多くが４ｇサイトを占有しており、主相１０全体の異方性磁界が向上し、その結果、保磁力が向上する。この観点からは、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）は、０．４５以上、０．４６以上、０．４７以上、０．４８以上、０．４９以上、又は０．５０以上であってもよい。Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）が０．７０以下であれば、シェル部１４において、Ｒ^２の多くが４ｇサイトを占有するように、4ｆサイトを占有するＣｅが過剰に存在することはなく、その結果、Ｒ^２の使用量に見合うだけの保磁力の向上を維持することができる。この観点からは、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）は、０．６５以下、０．６４以下、０．６３以下、０．６２以下、０．６１以下、０．６０以下、０．５９以下、０．５８以下、０．５７以下、０．５６以下、０．５５以下、０．５４以下、０．５３以下、０．５２以下、又は０．５１以下であってもよい。

また、シェル部１４において、Ｒ^２が優先的に４ｇサイトを占有するには、Ｒ^２に対して、一定量のＣｅが必要である。このことから、シェル部１４において、（Ｃｅ_４ｆ＋Ｃｅ_４ｇ）／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）は０．０４以上である必要がある。この観点からは、（Ｃｅ_４ｆ＋Ｃｅ_４ｇ）／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）は、０．０６以上、０．１１以上、０．１３以上、０．１５以上、０．２０以上、０．２５以上、０．２７以上、又は０．３０以上であってもよく、２．５０以下、２．０３以下、２．００以下、１．７０以下、１．６６以下、１．５０以下、１．４７以下、１．１４以下、１．１０以下、１．００以下、０．８４以下、０．８０以下、０．５５以下、０．５２以下、０．５０以下、０．４５以下、０．４３以下、０．４０以下、又は０．３７以下であってもよい。

〈コア部〉
上述したように、コア部１２は、希土類磁石前駆体５０の主相１０そのままの組成を有している。そのため、コア部１２の組成は、希土類磁石前駆体５０の性質を表す。

シェル部１４においてよりもコア部１２においてＲ^２のモル比が高く、かつ、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）及び（Ｃｅ_４ｆ＋Ｃｅ_４ｇ）／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）が上記（１）及び（２）の関係を満足すれば、コア部１２の組成は、特に制限されない。これは、本開示の希土類磁石１００の製造時に、希土類磁石前駆体５０の組成が特に制限されないことを意味する。希土類磁石前駆体５０については、「《製造方法》」で説明する。しかし、コア部１２の組成を特定することによって、本開示の希土類磁石１００（改質材６０を拡散浸透した後の希土類磁石）の特定の磁気特性を向上させたり、磁気特性を維持しつつ、Ｙ及び軽希土類元素の使用量を増加させてコスト低減を図ったりしてもよい。これらを、第一態様～第三態様の希土類磁石として説明する。

〈第一態様〉
第一態様の希土類磁石は次のとおりである：
Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする一種以上のＹ及び希土類元素であり、
Ｔが、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素であり、
コア部において、コア部全体のＲ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比が０．１未満であり、
コア部において、コア部全体のＴを基準として、Ｃｏのモル比が０．１未満であり、かつ、
０．４７≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．５４の関係を満足する。

第一態様の希土類磁石は、主としてＮｄを含有し、Ｙ及び軽希土類元素並びにＣｏの含有量が少ない希土類磁石前駆体を用いて得られる。第一態様の希土類磁石は、残留磁化と保磁力のバランスに優れる。

第一態様の希土類磁石では、Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする一種以上のＹ及び希土類元素である。「必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、対象元素以外の元素を含み得ることを意味する。すなわち、「Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２以外の元素を含み得ることを意味する。典型的には、Ｒ^１のうち、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２の合計が、８０原子％以上、９０原子％以上、９５原子％以上、９８原子％以上、又は９９原子％以上であってよく、１００原子％であってもよい。Ｎｄは、主として、希土類磁石前駆体に由来し、Ｃｅ及びＲ^２は、主として、改質材に由来する。Ｎｄの一部又は全部が、Ｐｒで置換されていてもよい。

Ｔは、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素である。「必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、対象元素以外の元素を含み得ることを意味する。すなわち、「Ｔは、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、Ｔが、Ｆｅ及びＣｏ以外の遷移元素を含み得ることを意味する。典型的には、Ｔのうち、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素の合計が、８０原子％以上、９０原子％以上、９５原子％以上、９８原子％以上、又は９９原子％以上であってよく、１００原子％であってもよい。Ｆｅ及びＣｏ以外の遷移元素としては、例えば、Ｇａ、Ａｌ、及びＣｕ等が挙げられる。これらの元素は、主として粒界相２０に存在するが、その一部が、侵入型又は置換型で主相１０に存在してもよい。

第一態様の希土類磁石では、コア部において、コア部全体のＲ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比が、０．１０未満、０．０５以下、０．０３以下であってよく、０であってもよい。また、コア部において、コア部全体のＴを基準として、Ｃｏのモル比が、０．１０未満、０．０５以下、０．０３以下であってよく、０であってもよい。上述したように、コア部において、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅ、並びにＣｏが少量であることは、希土類磁石前駆体に由来する。このような希土類磁石前駆体は、残留磁化と保磁力のバランスに優れ、これに改質材を拡散浸透することによって、さらに保磁力を向上することができる。

第一態様の希土類磁石では、さらに、０．４７≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．５４を満足する。これを満足することにより、保磁力の向上を特に認識することができる。この観点からは、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）は、０．４８以上、又は０．５０以上であってもよく、０．５３以下、又は０．５２以下であってもよい。

〈第二態様〉
第二態様の希土類磁石は次のとおりである：
Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする一種以上のＹ及び希土類元素であり、
Ｔが、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素であり、
コア部において、コア部全体のＲ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、及びＣｅの合計のモル比が０．１未満であり、かつ、Ｌａのモル比が０．０１～０．２０であり、
コア部において、コア部全体のＴを基準として、Ｃｏのモル比が０．１～０．４であり、かつ、
０．５０≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．６０の関係を満足する。

第二態様の希土類磁石は、ＬａとＣｏが共存した希土類磁石前駆体を用いて得られる。第二態様の希土類磁石は、Ｌａを含有すると主相が不安的になることを、ＬａとＣｏを共存させることで、安定化を図り、安価なＬａを用いても残留磁化の低下を抑制できる。

第二態様の希土類磁石では、Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする一種以上のＹ及び希土類元素である。「必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、対象元素以外の元素を含み得ることを意味する。すなわち、「Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、及びＲ^２以外の元素を含み得ることを意味する。典型的には、Ｒ^１のうち、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、及びＲ^２の合計が、８０原子％以上、９０原子％以上、９５原子％以上、９８原子％以上、又は９９原子％以上であってよく、１００原子％であってもよい。Ｌａ及びＮｄは、主として、希土類磁石前駆体に由来し、Ｃｅ及びＲ^２は、主として、改質材に由来する。Ｎｄの一部又は全部が、Ｐｒで置換されていてもよい。

第二態様の希土類磁石では、コア部において、コア部全体のＲ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、及びＣｅの合計のモル比が、０．１未満、０．０５以下、０．０３以下であってよく、０であってもよい。また、コア部において、コア部全体のＲ^１を基準として、Ｌａのモル比が、０．０１以上、０．０２以上、０．０３以上、０．０４以上、又は０．０５以上であってよく、０．２０以下、０．１５以下、０．１０以下、０．０８以下、又は０．０６以下であってよい。また、コア部において、コア部全体のＴを基準として、Ｃｏのモル比は、０．１０以上、０．１５以上、又は０．２０以上であってよく、０．４０以下、０．３５以下、０．３０以下、又は０．２５以下であってよい。上述したように、コア部において、ＬａとＣｏが共存することは、希土類磁石前駆体に由来する。このような希土類磁石前駆体は、安価なＬａを用いても残留磁化の低下を抑制でき、これに改質材を拡散浸透することによって、保磁力を向上することができる。

第二態様の希土類磁石では、さらに、０．５０≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．６０を満足する。これを満足することにより、保磁力の向上を特に認識することができる。この観点からは、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）は、０．５２以上、０．５４以上、又は０．５６以上であってもよく、０．５９以下、０．５８以下、又は０．５７以下であってもよい。

〈第三態様〉
第三態様の希土類磁石は次のとおりである：
Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする一種以上のＹ及び希土類元素であり、
Ｔが、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素であり、
コア部において、コア部全体のＲ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比が０．１０～０．９０であり、
コア部において、コア部全体のＴを基準として、Ｃｏのモル比が０．４０以下であり、かつ、
０．４４≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．５１の関係を満足する。

第三態様の希土類磁石は、軽希土類元素を含有する希土類磁石前駆体を用いて、Ｎｄの使用量を削減しつつ、所望の残留磁化及び保磁力を維持する。

第三態様の希土類磁石では、Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする一種以上のＹ及び希土類元素である。「必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、対象元素以外の元素を含み得ることを意味する。すなわち、「Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２を必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、Ｒ^１が、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２以外の元素を含み得ることを意味する。典型的には、Ｒ^１のうち、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＲ^２の合計が、８０原子％以上、９０原子％以上、９５原子％以上、９８原子％以上、又は９９原子％以上であってよく、１００原子％であってもよい。Ｎｄは、主として、希土類磁石前駆体に由来し、Ｒ^２は、主として、改質材に由来する。Ｃｅは、希土類磁石前駆体及び改質材の両方に由来する。

第三態様の希土類磁石では、コア部において、コア部全体のＲ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比が、０．１０以上、０．２０以上、０．３０以上、０．４０以上、又は０．５０以上であってよく、０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、又は０．６０以下であってよい。また、コア部において、コア部全体のＴを基準として、Ｃｏのモル比は、０．４０以下、０．３０以下、０．２０以下、又は０．１０以下であってよく、０であってもよい。このようにすることで、軽希土類元素を積極的に使用してＮｄの使用量を削減した希土類磁石前駆体を用いて、残留磁化及び保磁力を維持しつつ、これに改質材を拡散浸透することによって、さらに、保磁力を向上することができる。

第三態様の希土類磁石では、さらに、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）が、０．４４以上、０．４５以上、０．４６以上、又は０．４７以上であり、かつ、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）が０．５１以下、０．５０以下、０．４９以下、又は０．４８以下であることによって、保磁力の向上を認識することができる。

〈副シェル部〉
本開示の希土類磁石は、任意で、副シェル部を有していてもよい。これについて、図面を用いて説明する。図５は、本開示の希土類磁石が副シェル部を有している態様の組織の一例を模式的に示す説明図である。本開示の希土類磁石１００のこの態様においては、コア部１２とシェル部１４の間に副シェル部１６を有している。

副シェル部は、予備改質材の拡散浸透に由来する。予備改質材は、Ｒ^４を少なくとも含有する。Ｒ^４は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、及びＥｕからなる群より選ばれる一種以上の元素である。すなわち、Ｒ^４は中希土類元素である。希土類磁石前駆体の内部に上述した改質材（Ｒ^２及びＣｅの両方を少なくとも含有する改質材）を拡散浸透する前に、希土類磁石前駆体の内部に予備改質材を拡散浸透する。

副シェル部は、予備改質材の拡散浸透に由来するため、副シェル部におけるＲ^４のモル比が、コア部におけるＲ^４のモル比よりも高くなっている。副シェル部におけるＲ^４のモル比とコア部におけるＲ^４のモル比の差は、例えば、０．０１以上、０．０５以上、０．１０以上、０．１１以上、０．１２以上、０．１３以上、０．１４以上、又は０．１５以上であってよく、０．５０以下、０．４５以下、０．４１以下、０．４０以下、０．３８以下、０．３７以下、０．３６以下、０．３４以下、０．３２以下、０．３０以下、０．２９以下、０．２８以下、０．２７以下、０．２６以下、０．２４以下、０．２２以下、又は０．２０以下であってよい。これは、単相の主相の外周部に存在する希土類元素の一部と、粒界相に拡散浸透した予備改質材の希土類元素の一部が入れ替わり、副シェル部が形成されるためである。予備改質材の拡散浸透によって副シェル部が形成されることについては、「《製造方法》」で詳述する。

〈粒界相〉
図１に示したように、本開示の希土類磁石１００は、これまで説明してきた主相１０の他に、粒界相２０を備える。粒界相２０は、主相１０の周囲に存在する。

粒界相２０には、改質材６０が拡散浸透している。改質材６０は、重希土類元素とＣｅの両方を含有している他に、一般的に、希土類元素以外の遷移元素、例えば、銅を含有している。これにより、粒界相２０においては、希土類元素の含有割合（濃度）が高くなるだけでなく、銅のような非磁性の元素の含有割合も高くなる。そのため、粒界相２０は、多くの場合、非磁性である。このことから、粒界相２０が、個々の主相１０を磁気的に分断し、保磁力向上に寄与する。

《製造方法》
次に、本開示の希土類磁石の製造方法について説明する。

本開示の希土類磁石の製造方法は、希土類磁石前駆体準備工程及び改質材拡散浸透工程を含む。また、本開示の希土類磁石の製造方法は、任意で、予備改質材拡散浸透工程を含んでもよい。以下、それぞれの工程について説明する。

〈希土類磁石前駆体準備工程〉
主相及び粒界相を備える希土類磁石前駆体を準備する。主相は、モル比で、Ｒ^１ _２Ｔ_１４Ｂで表される組成を有する。Ｒ^１及びＴは、「《希土類磁石》」で説明したとおりである。

図２Ａに示したように、改質材６０を拡散浸透する前の希土類磁石前駆体５０中の主相１０は単相である。また、粒界相２０は、主相１０の周囲に存在する。

希土類磁石前駆体５０の組成は、希土類磁石前駆体５０中に主相１０及び粒界相２０を備えていれば特に制限はないが、粒界相２０中にα－Ｆｅ相が可能な限り存在しないようにすることが好ましい。そのためには、粒界相２０が、所謂Ｒ^１リッチ相であることが好ましい。Ｒ^１リッチ相とは、粒界相２０のＲ^１の含有割合（モル比）が、主相１０のＲ^１の含有割合（モル比）よりも高い相を意味する。粒界相２０が所謂Ｒ^１リッチ相になっていると、α－Ｆｅ相による保磁力の低下を回避することができる。また、粒界相２０中にα－Ｆｅ相が存在すると、改質材６０の拡散浸透を阻害するが、粒界相２０が所謂Ｒ^１リッチ相になっていることによって、改質材６０の拡散浸透の阻害を回避できる。

希土類磁石前駆体５０として、改質材６０を拡散浸透する前の、Ｒ^１ _２Ｔ_１４Ｂで表される組成を有する主相を備える、周知の希土類磁石を用いてもよい。希土類磁石前駆体５０の組成（全体組成）は、例えば、モル比で、Ｒ^１ _ｐＴ_{（１００－ｐ－ｑ）}Ｂ_ｑ（ただし、１２．０≦ｐ≦２０．０及び５．０≦ｑ≦２０．０）であってよい。Ｔは、これまで説明ひてきた元素の他に、不可避的不純物元素を含んでもよい。不可避的不純物元素の多くは粒界相に存在するが、一部は主相に存在し得る。なお、本明細書において、不可避的不純物元素とは、希土類磁石の原材料に含まれる不純物元素、あるいは、製造工程で混入してしまう不純物元素等、その含有を回避することができない、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元素のことをいう。製造工程で混入してしまう不純物元素等には、製造上の都合により、磁気特性に影響を与えない範囲で含有させる元素を含む。

後述する改質材拡散浸透工程で、希土類磁石前駆体５０の単相の主相１０の外周部付近に、改質材６０が拡散浸透する。これによって、本開示の希土類磁石１００（改質材６０が拡散浸透した後の希土類磁石）においては、図２Ｃに示したように、主相１０がコア／シェル構造を備える。このことから、「《希土類磁石》」の「〈コア部〉」で説明したように、本開示の希土類磁石１００（改質材６０が拡散浸透した後の希土類磁石）の主相１０においては、コア部１２の組成は、希土類磁石前駆体５０における単相の主相１０の組成そのままである。したがって、希土類磁石前駆体５０の主相１０の組成については、「《希土類磁石》」の「〈コア部〉」の説明を参照することができる。以下、「《希土類磁石》」の「〈コア部〉」で説明した、第一態様～第三態様の希土類磁石の製造に用いる希土類磁石前駆体について概説する。

〈第一態様の希土類磁石の製造に用いる希土類磁石前駆体〉
第一態様の希土類磁石の製造に用いる希土類磁石前駆体（以下、「第一態様の希土類磁石前駆体」ということがある。）は、モル比で、Ｒ^１ _２Ｔ_１４Ｂで表される主相を有しており、その主相の組成は次のとおりであってよい。

Ｒ^１は、Ｎｄを必須とする一種以上のＹ及び土類元素である。「必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、対象元素以外の元素を含み得ることを意味する。すなわち、「Ｎｄを必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、Ｒ^１が、Ｎｄ以外の元素を含み得ることを意味する。典型的には、Ｒ^１のうち、Ｎｄが、８０原子％以上、９０原子％以上、９５原子％以上、９８原子％以上、又は９９原子％以上であってよく、１００原子％であってもよい。Ｎｄの一部又は全部が、Ｐｒで置換されていてもよい。

Ｔは、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする一種以上の遷移元素である。「必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、対象元素以外の元素を含み得ることを意味する。すなわち、「Ｔは、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素を必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、Ｔが、Ｆｅ及びＣｏ以外の遷移元素を含み得ることを意味する。典型的には、Ｔのうち、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選ばれる一種以上の元素の合計が、８０原子％以上、９０原子％以上、９５原子％以上、９８原子％以上、又は９９原子％以上であってよく、１００原子％であってもよい。Ｆｅ及びＣｏ以外の遷移元素としては、例えば、Ｇａ、Ａｌ、及びＣｕ等が挙げられる。これらの元素は、主として粒界相に存在するが、その一部が、侵入型又は置換型で主相に存在してもよい。

また、Ｒ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比が、０．１０未満、０．０５以下、０．０３以下であってよく、０であってもよい。そして、Ｔを基準として、Ｃｏのモル比が、０．１未満、０．０５以下、０．０３以下であってよく、０であってもよい。

第一態様の希土類磁石前駆体が、上述した組成を有することによって、その希土類磁石前駆体は、残留磁化と保磁力のバランスに優れる。そして、これに改質材を拡散浸透することによって、本開示の希土類磁石は、さらに保磁力を向上することができる。

希土類磁石前駆体の組成（全体組成）が、例えば、モル比で、Ｒ^１ _ｐＴ_{（１００－ｐ－ｑ）}Ｂ_ｑ（ただし、１２．０≦ｐ≦２０．０及び５．０≦ｑ≦２０．０）である場合には、Ｒ^１を基準としたときの、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比と、Ｔを基準ときの、Ｃｏのモル比は、主相について上述したモル比と同一であると考えてよい。これは、主相と粒界相とで、Ｒ^１及びＴそれぞれを構成する元素のモル比は同一と考えてよいためである。

〈第二態様の希土類磁石の製造に用いる希土類磁石前駆体〉
第二態様の希土類磁石の製造に用いる希土類磁石前駆体（以下、「第二態様の希土類磁石前駆体」ということがある。）は、モル比で、Ｒ^１ _２Ｔ_１４Ｂで表される主相を有しており、その主相の組成は次のとおりであってよい。

Ｒ^１は、Ｌａ及びＮｄを必須とする一種以上のＹ及び希土類元素である。「必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、対象元素以外の元素を含み得ることを意味する。すなわち、「Ｌａ及びＮｄを必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、Ｒ^１が、Ｌａ及びＮｄ以外の元素を含み得ることを意味する。典型的には、Ｒ^１のうち、Ｌａ及びＮｄの合計が、８０原子％以上、９０原子％以上、９５原子％以上、９８原子％以上、又は９９原子％以上であってよく、１００原子％であってもよい。Ｎｄの一部又は全部が、Ｐｒで置換されていてもよい。

また、Ｒ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、及びＣｅの合計のモル比が、０．１未満、０．０５以下、０．０３以下であってよく、０であってもよい。そして、Ｒ^１を基準として、Ｌａのモル比が、０．０１以上、０．０２以上、０．０３以上、０．０４以上、又は０．０５以上であってよく、０．２０以下、０．１５以下、０．１０以下、０．０８以下、又は０．０６以下であってよい。さらに、Ｔを基準として、Ｃｏのモル比は、０．１０以上、０．１５以上、又は０．２０以上であってよく、０．４０以下、０．３５以下、０．３０以下、又は０．２５以下であってよい。

第二態様の希土類磁石前駆体が、上述した組成を有することによって、その希土類磁石前駆体は、安価なＬａを用いても、Ｃｏと共存することによって、残留磁化の低下を抑制できる。そして、これに改質材を拡散浸透することによって、本開示の希土類磁石は、保磁力を向上することができる。

希土類磁石前駆体の組成（全体組成）が、例えば、モル比で、Ｒ^１ _ｐＴ_{（１００－ｐ－ｑ）}Ｂ_ｑ（ただし、１２．０≦ｐ≦２０．０及び５．０≦ｑ≦２０．０）である場合には、Ｒ^１を基準としたときの、Ｙ、Ｓｃ、及びＣｅの合計のモル比並びにＬａのモル比と、Ｔを基準ときの、Ｃｏのモル比は、主相についての上述したモル比と同一であると考えてよい。これは、主相と粒界相とで、Ｒ^１及びＴそれぞれを構成する元素のモル比は同一と考えてよいためである。

〈第三態様の希土類磁石の製造に用いる希土類磁石前駆体〉
第三態様の希土類磁石の製造に用いる希土類磁石前駆体（以下、「第三態様の希土類磁石前駆体」ということがある。）は、モル比で、Ｒ^１ _２Ｔ_１４Ｂで表される主相を有しており、その主相の組成は次のとおりであってよい。

Ｒ^１は、Ｃｅ及びＮｄを必須とする一種以上のＹ及び希土類元素である。「必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、対象元素以外の元素を含み得ることを意味する。すなわち、「Ｃｅ及びＮｄを必須とする」とは、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を損なわない限りにおいて、Ｒ^１が、Ｃｅ及びＮｄ以外の元素を含み得ることを意味する。典型的には、Ｒ^１のうち、Ｃｅ及びＮｄの合計が、８０原子％以上、９０原子％以上、９５原子％以上、９８原子％以上、又は９９原子％以上であってよく、１００原子％であってもよい。Ｎｄの一部又は全部をＰｒで置換してもよい。

Ｒ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比が、０．１０以上、０．２０以上、０．３０以上、０．４０以上、又は０．５０以上であってよく、０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、又は０．６０以下であってよい。そして、Ｔを基準として、Ｃｏのモル比は、０．４０以下、０．３０以下、０．２０以下、又は０．１０以下であってよく、０であってもよい。

第三態様の希土類磁石前駆体が、上述した組成を有する、すなわち、軽希土類元素を積極的に使用してＮｄの使用量を削減した希土類磁石前駆体を用いて、残留磁化及び保磁力を維持しつつ、これに改質材を拡散浸透することによって、さらに、保磁力を向上することができる。

希土類磁石前駆体の組成（全体組成）が、例えば、モル比で、Ｒ^１ _ｐＴ_{（１００－ｐ－ｑ）}Ｂ_ｑ（ただし、１２．０≦ｐ≦２０．０及び５．０≦ｑ≦２０．０）である場合には、Ｒ^１を基準としたときの、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、及びＣｅの合計のモル比と、Ｔを基準ときの、Ｃｏのモル比は、主相についての上述したモル比と同一であると考えてよい。これは、主相と粒界相とで、Ｒ^１及びＴそれぞれを構成する元素のモル比は同一と考えてよいためである。

〈希土類磁石前駆体の製造方法〉
希土類磁石前駆体の製造方法に、特に制限はない。典型的には、次のような製造方法が挙げられる。希土類磁石前駆体の組成（全体組成）を有する溶湯を冷却し、磁性薄帯を得る。磁性薄帯を粉砕し、磁性粉末を得る。磁性粉末を圧粉し、磁場中で圧粉体を得る。そして、圧粉体を無加圧焼結して、希土類磁石前駆体を得る。この他に、焼結せずに、磁性薄帯を希土類磁石前駆体としてもよいし、あるいは、磁性粉末を希土類磁石前駆体としてもよい。

希土類磁石前駆体の組成（全体組成）を有する溶湯を冷却する速度は、例えば、１～１０００℃／ｓであってよい。このような速度で冷却すると、平均粒径が１～２０μｍの主相を備える磁性薄帯が得られる。このような平均粒径を有する主相は、磁性粉末の無加圧焼結時及び改質材の拡散浸透時に粗大化し難い。このことから、本開示の希土類磁石（改質材の拡散浸透後の希土類磁石）中の主相の平均粒径は、磁性粉末中の主相の平均粒径と、ほぼ同一であると考えてよい。磁性薄帯を得る過程で減耗することがある元素については、その減耗分を見込んでおいてもよい。

希土類磁石前駆体の組成（全体組成）を有する溶湯を冷却する方法に、特に制限はない。上述の冷却速度を得る観点からは、例えば、ストリップキャスト法及びブックモールド法等が挙げられる。希土類磁石前駆体の偏析が少ない観点からは、ストリップキャスト法が好ましい。

磁性薄帯の粉砕方法としては、例えば、磁性薄帯を粗粉砕した後、ジェットミル等で、さらに粉砕する方法等が挙げられる。粗粉砕の方法としては、例えば、ハンマミルを用いる方法、及び磁性薄帯を水素脆化する方法並びにこれらの組合せ等が挙げられる。

磁性粉末の圧粉時の成形圧力は、例えば、５０ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以上、又は３００ＭＰａ以上であってよく、１０００ＭＰａ以下、８００ＭＰ以下、又は６００ＭＰａ以下であってよい。印加する磁場は、０．１Ｔ以上、０．５Ｔ以上、１．０Ｔ以上、１．５Ｔ以上、又は２．０Ｔ以上であってよく、１０．０Ｔ以下、８．０Ｔ以下、６．０Ｔ以下、又は４．０Ｔ以下であってよい。このように、磁場を印加しつつ、磁性粉末を圧粉すると、本開示の希土類磁石に異方性を付与することができる。

圧粉体の焼結温度は、例えば、９００℃以上、９５０℃以上、又は１０００℃以上であってよく、１１００℃以下、１０５０℃以下、又は、１０４０℃以下であってよい。焼結時間は、例えば、１時間以上、２時間以上、３時間以上、又は４時間以上であってよく、２４時間以下、１８時間以下、１２時間以下、又は６時間以下であってよい。焼結中の圧粉体の酸化を抑制するため、焼結雰囲気は、不活性ガス雰囲気が好ましい。不活性ガス雰囲気には、窒素ガス雰囲気を含む。

〈改質材拡散浸透工程〉
Ｒ^２及びＣｅを少なくとも含有する改質材を、希土類磁石前駆体の内部に拡散浸透する。改質材の組成については、Ｒ^２及びＣｅを少なくとも含有し、希土類磁石前駆体の主相を粗大化することなく、改質材を希土類磁石前駆体の内部に拡散浸透することができれば、改質材の組成は、特に制限されない。改質材は、典型的には、Ｒ^２及びＣｅを少なくとも含有し、かつ、希土類元素以外の遷移元素を含有する組成物である。改質材がこのような組成物であると、改質材の融点を、Ｒ^２及びＣｅよりも低くすることができ、比較的低温で、改質材を希土類磁石前駆体の内部に拡散浸透することができ、拡散浸透時に主相の粗大化を回避できる。

改質材の組成は、例えば、モル比で、（Ｒ^２ _{（１－ｒ－ｓ）}Ｃｅ_ｒＲ^３ _ｓ）_{（１－ｔ）}Ｍ^１ _ｔで表される組成物であってよい。Ｒ^３は、Ｒ^２及びＣｅ以外の希土類元素並びにＹからなる群より選ばれる一種以上の元素である。Ｍ^１は、Ｙ及び希土類元素以外の遷移元素並びに不可避的不純物元素である。すなわち、Ｍ^１は、Ｒ^１以外の遷移元素及び不可避的不純物元素である。Ｍ^１は、Ｒ^２及びＣｅ、特にＲ^２と合金化して、改質材の融点を、Ｒ^２の融点よりも低下する元素が好ましい。このようなＭ^１としては、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｏ、及びＦｅから選ばれる一種以上の元素が挙げられる。改質材の融点低下の観点からは、Ｍ^１はＣｕが好ましい。

Ｃｅの含有割合（モル比）ｒが０．０５以上であれば、Ｃｅが４ｆサイトを占有し、Ｒ２が４ｇサイトを占有して、保磁力の向上に寄与する。この観点からは、ｒは、０．１０以上、０．２０以上、又は０．３０以上であってもよい。ｒが０．９０以下であれば、Ｃｅの含有割合が過剰になり、相対的にＲ^２の存在割合が低下して、保磁力の低下を招くことはない。この観点からは、ｒは、０．８０以下、０．７０以下、０．６０以下、０．５０以下、又は０．４０以下であってもよい。改質材は、Ｒ^３、すなわち、Ｒ^２及びＣｅ以外の希土類元素並びにＹの含有を許容する。Ｒ^３の含有割合（モル比）ｓは、０．３０以下、０．２０以下、０．１０以下、又は０．０５以下であってよく、０であってもよい。改質材の拡散浸透温度が、主相の粗大化を回避できる温度になるように、Ｍ^１の含有割合（モル比）ｔを適宜決定すればよい。ｔは、０以上、０．１０以上、０．２０以上、又は０．３０以上であってよく、０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．６０以下、０．５０以下、又は０．４０以下であってよい。ｔが０であるとは、改質材が実質的に希土類元素のみであることを意味し、このような改質材は、改質材の拡散浸透に、例えば、気相法を適用する。気相法等、改質材の拡散浸透方法については後述する。

改質材の製造方法については、上述した組成の改質材が得られれば、改質材の製造方法に、特に制限はない。改質材の製造方法としては、例えば、改質材の組成を有する溶湯を、液体急冷法又はストリップキャスト法等を用いて薄帯等を得る方法が挙げられる。これらの方法では、溶湯が急冷されるため、改質材に偏析が少ない。また、改質材の製造方法としては、例えば、ブックモールド等の鋳型に、改質材の組成を有する溶湯を鋳造することが挙げられる。この方法では、比較的簡便に多量の改質材を得られる。改質材の偏析を少なくするためには、ブックモールドは、熱伝導率の高い材料で造られていることが好ましい。また、鋳造材を均一化熱処理して、偏析を抑制することが好ましい。さらに、改質材の製造方法としては、容器に改質材の原材料を装入し、その容器中で原材料をアーク溶解して、溶融物を冷却して鋳塊を得る方法が挙げられる。この方法では、原材料の融点が高い場合でも、比較的容易に改質材を得ることができる。改質材の偏析を少なくする観点から、鋳塊を均一化熱処理することが好ましい。

希土類磁石前駆体の内部に、改質材を拡散浸透する方法については、特に制限されないが、主相の粗大化を回避することができる方法が好ましい。改質材の拡散浸透方法としては、典型的には、図２Ａ～図２Ｃに示したように、希土類磁石前駆体５０に改質材６０を接触し、これを加熱し、改質材６０の融液を希土類磁石前駆体５０の内部に拡散浸透する方法（液相法）等が挙げられる。不活性ガス雰囲気中で改質材６０を拡散浸透することが好ましい。これにより、希土類磁石前駆体５０及び改質材６０の酸化を抑制することができる。不活性ガス雰囲気には、窒素ガス雰囲気を含む。

液相法で改質材を拡散浸透する場合、拡散浸透温度（加熱温度）は、例えば、７５０℃以上、７７５℃以上、又は８００℃以上であってよく、１０００℃以下、９５０℃以下、９２５℃以下、又は９００℃以下であってよい。また、拡散浸透時間（加熱時間）としては、例えば、５分以上、１０分以上、１５分以上、又は３０分以上であってよく、１８０分以下、１５０分以下、１２０分以下、９０分以下、６０分以下、又は４０分以下であってよい。

改質材の拡散浸透量は、所望量のＲ^２が４ｆサイトを占有するように適宜決定すればよい。典型的には、希土類磁石前駆体１００モル部に対して、改質材を、０．１モル部以上、１．０モル部以上、２．０モル部以上、２．５モル部以上、又は３．０モル部以上であってよく、１５．０モル部以下、１０．０モル部以下、５．０モル部以下であってよい。

改質材を希土類磁石前駆体の内部に拡散浸透する方法としては、上述の液相法の他に、例えば、気相法が挙げられる。気相法は、改質材を真空中で気化させて、改質材を希土類磁石前駆体の内部に拡散浸透する。気相法で改質材を拡散浸透する場合、改質材の組成については、例えば、モル比で、（Ｒ^２ _{（１－ｒ－ｓ）}Ｃｅ_ｒＲ^３ _ｓ）_{（１－ｔ）}Ｍ^１ _ｔで表される組成物を用いる場合には、ｔ＝０であることが好ましい。これにより、粒界相に残留するＭ^１の含有を極少化することができ、残留磁化の向上に寄与する。

気相法で改質材を拡散浸透する場合、拡散浸透温度は、例えば、８５０℃以上、８７５℃以上、又は９００℃以上であってよく、１０００℃以下、９５０℃以下、又は９２５℃以下であってよい。拡散浸透時間としては、５分以上、１０分以上、１５分以上、又は３０分以上であってよく、１８０分以下、１５０分以下、１２０分以下、９０分以下、６０分以下、又は４０分以下であってよい。改質材の拡散浸透量は、液相法の場合に準じることができる。

〈予備改質材拡散浸透工程〉
本開示の希土類磁石の製造方法は、任意で、予備改質材拡散浸透工程を含んでもよい。以下、予備改質材拡散浸透工程について、図面を用いて説明する。図６Ａは、希土類磁石前駆体に、予備改質材を接触させた状態の一例を模式的に示す説明図である。図６Ｂは、予備改質材が希土類磁石前駆体の粒界相に拡散浸透した状態の一例を模式的に示す説明図である。図６Ｃは、主相に副シェルが形成された状態の一例を模式的に示す説明図である。図６Ｄは、副シェルが形成された主相を備える希土類磁石前駆体に改質材を接触させた状態の一例を模式的に示す説明図である。図６Ｅは、改質材が、主相に副シェルが形成された希土類磁石前駆体の粒界相に拡散浸透した状態の一例を模式的に示す説明図である。図６Ｆは、主相にコア／副シェル／シェル構造が形成された状態の一例を模式的に示す説明図である。

図６Ａ～図６Ｆに示したように、改質材６０を希土類磁石前駆体５０の内部に拡散浸透する前に、予備改質材６２を希土類磁石前駆体５０に拡散浸透する。すなわち、図６Ａに示したように、単相の主相１０を備える希土類磁石前駆体５０の表面に予備改質材６２を接触させる。この状態で加熱すると、図６Ｂに示したように、予備改質材６２が粒界相２０に拡散浸透する。そして、図６Ｃに示したように、粒界相２０に拡散浸透した予備改質材６２が、さらに、主相１０の外周部に拡散浸透し、主相１０に、コア部１２及び副シェル部１６が形成される。この際、主相１０の外周部に存在する希土類元素の一部と、粒界相２０に拡散浸透した予備改質材６２の希土類元素の一部が入れ替わり、副シェル部１６が形成される。一方、コア部１２は、単相の主相１０と同じ組成を維持する。

図６Ｄに示したように、副シェル部１６が形成された主相１０を備える希土類磁石前駆体５０の表面に改質材６０を接触させる。この状態で加熱すると、図６Ｅに示したように、改質材６０が粒界相２０に拡散浸透する。そして、図６Ｆに示したように、粒界相２０に拡散浸透した改質材６０が、さらに、副シェル部１６の外周部に拡散浸透し、副シェル部１６及びシェル部１４が形成される。この際、副シェル部１６の外周部に存在する希土類元素の一部と、粒界相２０に拡散浸透した改質材６０の希土類元素の一部が入れ替わり、シェル部１４が形成される。一方、副シェル部１６は、改質材６０を拡散浸透する前の組成を維持する。

予備改質材６２は、Ｒ^４を少なくとも含有する。上述したように、Ｒ^４は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、及びＥｕからなる群より選ばれる一種以上の元素である。予備改質材には、可能な限り、Ｒ^２の含有量を低減することが好ましい。Ｒ^２は、希少性が高く、高価な元素であるが、異方性磁界の向上効果が高い。異方性磁界の向上効果が高い元素が、主相１０で最外郭に存在すると、保磁力の向上への寄与が大きくなる。そのため、副シェル部には、可能な限り、Ｒ^２の含有割合が低いことが好ましい。

予備改質材拡散浸透工程の追加は、第三態様の希土類磁石のように、軽希土類元素を積極的に使用してＮｄの使用量を削減した希土類磁石前駆体を用いる場合に特に有効である。軽希土類元素の使用量が増加すると、残留磁化及び保磁力が低下する。しかし、Ｒ^４、すなわち中希土類元素を含有する予備改質材を拡散浸透することにより、残留磁化及び異方性磁界の低下を補うことができる。軽希土類元素と比較して、中希土類元素は希少性が高く、高価である。残留磁化及び異方性磁界に有利な中希土類元素を、コア部よりも外側の副シェル部に多く存在するようにすることにより、少ない中希土類元素で残留磁化及び異方性磁界を向上することができる。特に、異方性磁界を向上することができるため、保磁力の向上に大きく寄与する。

予備改質材の組成は、例えば、モル比で、（Ｒ^４ _{（１－ｉ）}Ｒ^５ _ｉ）_{（１－ｊ）}Ｍ^２ _ｊで表される組成物であってよい。Ｒ^５は、Ｒ^４以外のＹ及び希土類元素からなる群より選ばれる一種以上の元素である。Ｍ^２は、Ｙ及び希土類元素以外の遷移元素並びに不可避的不純物元素である。すなわち、Ｍ^２は、Ｒ^１以外の遷移元素及び不可避的不純物元素である。Ｍ^２は、Ｒ^４と合金化して、改質材の融点をＲ^４の融点よりも低下する元素が好ましい。このようなＭ^２としては、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｏ、及びＦｅから選ばれる一種以上の元素が挙げられる。改質材の融点低下の観点からは、Ｍ^２はＣｕが好ましい。

予備改質材は、Ｒ^５、すなわち、Ｒ^４以外のＹ及び希土類元素の含有を許容する。Ｒ^５の含有割合（モル比）ｉは、０．３０以下、０．２０以下、０．１０以下、又は０．０５以下であってよく、０であってもよい。また、予備改質材の拡散浸透温度が、主相の粗大化を回避できる温度になるように、Ｍ^２の含有割合（モル比）ｊを適宜決定すればよい。ｊは、０以上、０．１０以上、０．２０以上、又は０．３０以上であってよく、０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．６０以下、０．５０以下、又は０．４０以下であってよい。ｊが０であるとは、改質材が実質的に希土類元素のみであることを意味し、このような改質材の場合は、改質材の拡散浸透に、例えば、気相法を適用する。

希土類磁石前駆体の内部に、予備改質材を拡散浸透する方法については、特に制限されないが、主相の粗大化を回避することができることが好ましい。予備改質材の拡散浸透方法としては、液相法が典型的である。不活性ガス雰囲気中で予備改質材を拡散浸透することが好ましい。これにより、希土類磁石前駆体及び予備改質材の酸化を抑制することができる。不活性ガス雰囲気には、窒素ガス雰囲気を含む。

液相法で予備改質材を拡散浸透する場合、拡散浸透温度（加熱温度）は、例えば、７５０℃以上、７７５℃以上、又は８００℃以上であってよく、１０００℃以下、９５０℃以下、９２５℃以下、又は９００℃以下であってよい。拡散浸透時間（加熱時間）としては、５分以上、１０分以上、１５分以上、又は３０分以上であってよく、２４０分以下、１８０分以下、１６５分以下、１５０分以下、１２０分以下、９０分以下、６０分以下、又は４０分以下であってよい。

予備改質材の拡散浸透量は、所望量のＲ^４が副シェル部に存在するように、適宜決定すればよい。典型的には、希土類磁石前駆体１００モル部に対して、予備改質材を、０．１モル部以上、１．０モル部以上、２．０モル部以上、２．５モル部以上、又は３．０モル部以上であってよく、１５．０モル部以下、１０．０モル部以下、又は５．０モル部以下であってよい。

予備改質材を希土類磁石前駆体の内部に拡散浸透する方法としては、上述の液相法の他に、例えば、気相法が挙げられる。気相法は、予備改質材を真空中で気化させて、予備改質材を希土類磁石前駆体の内部に拡散浸透する。気相法で改質材を拡散浸透する場合、予備改質材の組成については、例えば、モル比で、（Ｒ^４ _{（１－ｉ）}Ｒ^５ _ｉ）_{（１－ｊ）}Ｍ^２ _ｊで表される組成物を用いる場合には、ｊ＝０であることが好ましい。これにより、粒界相に残留するＭ^２の含有を極少化することができ、残留磁化の向上に寄与する。

気相法で予備改質材を拡散浸透する場合、拡散浸透温度は、例えば、８５０℃以上８７５℃以上、又は９００℃以上であってよく、１０００℃以下、９５０℃以下、又は９２５℃以下であってよい。拡散浸透時間としては、５分以上、１０分以上、１５分以上、又は３０分以上であってよく、１８０分以下、１５０分以下、１２０分以下、９０分以下、６０分以下、又は４０分以下であってよい。予備改質材の拡散浸透量は、液相法の場合に準じることができる。

予備改質材の製造方法は、上述した組成の改質材が得られれば、予備改質材の製造方法に、特に制限はない。また、予備改質材の製造方法は、改質材の製造方法を参照することができる。

これまで説明してきた製造方法で得た希土類磁石は、モル比で、Ｒ^１ _ｐＴ_{（１００－ｐ－ｑ）}Ｂ_ｑ・（（Ｒ^２ _{（１－ｒ－ｓ）}Ｃｅ_ｒＲ^３ _ｓ）_{（１－ｔ）}Ｍ^１ _ｔ）_ｍ・（Ｒ^４ _{（１－ｉ）}Ｒ^５ _ｉ）_{（１－ｊ）}Ｍ^２ _ｊ）_ｎで表される全体組成を有する。この式で、Ｒ^１ _ｐＴ_{（１００－ｐ－ｑ）}Ｂ_ｑは希土類磁石前駆体に由来し、（Ｒ^２ _{（１－ｒ－ｓ）}Ｃｅ_ｒＲ^３ _ｓ）_{（１－ｔ）}Ｍ^１ _ｔは改質材に由来し、そして、（Ｒ^４ _{（１－ｉ）}Ｒ^５ _ｉ）_{（１－ｊ）}Ｍ^２ _ｊは予備改質材に由来する。また、ｍ及びｎは、それぞれ、１００モル部の希土類磁石前駆体に対する、改質材及び予備改質材の拡散浸透量（モル部）に相当する。

〈変形〉
これまで説明してきたこと以外でも、本開示の希土類磁石及びその製造方法は、特許請求の範囲に記載した内容の範囲内で種々の変形を加えることができる。例えば、改質材として、Ｒ^２及びＣｅを少なくとも含有するフッ化物を用い、この改質材を気相法で、希土類磁石前駆体の内部に拡散浸透することが挙げられる。これにより、本開示の希土類磁石全体で、希土類元素及び鉄族元素以外の含有割合を低減することができ、残留磁化を向上することができる。また、改質材の拡散浸透前に、８００～１０５０℃で１～２４時間にわたり、希土類磁石前駆体を均質化熱処理してもよい。これにより、希土類磁石前駆体内の偏析を抑制することができる。さらに、改質材の拡散浸透前後で、所謂最適化熱処理をしてもよい。最適化熱処理の条件としては、例えば、８５０～１０００℃で５０～３００分にわたり保持した後、０．１～５．０℃／分の速度で４５０～７００℃まで冷却することが挙げられる。最適化熱処理により、残留磁化及び保磁力を向上することができる。

以下、本開示の希土類磁石及びその製造方法を実施例及び比較例により、さらに具体的に説明する。なお、本開示の希土類磁石及びその製造方法は、以下の実施例で用いた条件に限定されるものではない。

《試料の準備》
次の手順で、実施例１～１８、比較例１～３、及び参考例１～３の試料を準備した。

〈実施例１の試料の準備〉
モル比での全体組成が、（Ｎｄ_０．８１Ｐｒ_０．１９）_１４（Ｆｅ_０．９９Ｃｏ_０．０１）_７９．３Ｂ_５．９Ｇａ_０．４Ａｌ_０．２Ｃｕ_０．２である希土類磁石前駆体を準備した。この希土類磁石前駆体は、モル比で、（Ｎｄ_０．８１Ｐｒ_０．１９）_１４（Ｆｅ_０．９９Ｃｏ_０．０１）_{７９．３Ｂ５．９}Ｇａ_０．４Ａｌ_０．２Ｃｕ_０．２で表される組成を有する溶湯をストリップキャスト法で冷却して得た磁性薄帯に基づいて準備した。磁性粉末を水素粉砕した後、これをさらにシェットミルを用いて粉砕し、磁性粉末を得た。この磁性粉末に２Ｔの磁場を印加しながら圧粉して、圧粉体を得た。そして、この圧粉体を１０５０℃で４時間にわたり無加圧焼結して、希土類磁石前駆体を得た。この希土類磁石前駆体中の主相の組成は、（Ｎｄ_０．８１Ｐｒ_０．１９）_２（Ｆｅ_０．９９Ｃｏ_０．０１）_１４Ｂであった。溶湯中のＧａ、Ａｌ、及びＣｕの殆どは粒界相中に存在し、主相中では、Ｇａ、Ａｌ、及びＣｕの含有量は、測定限界以下であった。また、主相の平均粒径は、４．９μｍであった。

上述のようにして得た希土類磁石前駆体に、改質材を拡散浸透して、実施例１の試料を得た。改質材の組成は、（Ｔｂ_０．９Ｃｅ_０．１）_０．７Ｃｕ_０．３であった。拡散浸透温度は９５０℃、拡散浸透時間は１５分であった。１００モル部の希土類磁石前駆体に、２．５モル部の改質材を拡散浸透した。

〈実施例２～５の試料の準備〉
実施例２～５について改質材の組成が、それぞれ、（Ｔｂ_０．８Ｃｅ_０．２）_０．７Ｃｕ_０．３、（Ｔｂ_０．７Ｃｅ_０．３）_０．７Ｃｕ_０．３、（Ｔｂ_０．６Ｃｅ_０．４）_０．７Ｃｕ_０．３、及び（Ｔｂ_０．４Ｃｅ_０．６）_０．７Ｃｕ_０．３であること以外、実施例１と同様に、実施例２～５の試料を準備した。なお、実施例１～５の試料は、上述の第一態様の希土類磁石に相当する。

〈比較例１の試料の準備〉
改質材の組成が、Ｔｂ_０．７Ｃｕ_０．３であること以外、実施例１と同様に、比較例１の試料を準備した。

〈参考例１の試料の準備〉
改質材の組成が、Ｃｅ_０．７Ｃｕ_０．３であること以外、実施例１と同様に、参考例１の試料を準備した。

〈実施例６の試料の準備〉
モル比での全体組成が、（Ｎｄ_０．７７Ｐｒ_０．１８Ｌａ_０．０５）_１４．４（Ｆｅ_０．８Ｃｏ_０．２）_７９．１Ｂ_５．７Ｇａ_０．４Ａｌ_０．２Ｃｕ_０．２である希土類磁石前駆体を準備した。この希土類磁石前駆体は、モル比で、（Ｎｄ_０．７７Ｐｒ_０．１８Ｌａ_０．０５）_１４．４（Ｆｅ_０．８Ｃｏ_０．２）_７９．１Ｂ_５．７Ｇａ_０．４Ａｌ_０．２Ｃｕ_０．２で表される組成を有する溶湯をストリップキャスト法で冷却して得た磁性薄帯に基づいて準備した。磁性粉末を水素粉砕した後、これをさらにシェットミルを用いて粉砕し、磁性粉末を得た。この磁性粉末に２Ｔの磁場を印加しながら圧粉して、圧粉体を得た。そして、この圧粉体を１０５０℃で４時間にわたり無加圧焼結して、希土類磁石前駆体を得た。この希土類磁石前駆体中の主相の組成は、（Ｎｄ_０．７７Ｐｒ_０．１８Ｌａ_０．０５）_２（Ｆｅ_０．８Ｃｏ_０．２）_１４Ｂであった。溶湯中のＧａ、Ａｌ、及びＣｕの殆どは粒界相中に存在し、主相中では、Ｇａ、Ａｌ、及びＣｕの含有量は、測定限界以下であった。また、主相の平均粒径は、５．２μｍであった。

〈実施例７～１１の試料の準備〉
実施例７～１１について改質材の組成が、それぞれ、（Ｔｂ_０．７Ｃｅ_０．３）_０．７Ｃｕ_０．３、（Ｔｂ_０．６Ｃｅ_０．４）_０．７Ｃｕ_０．３、（Ｔｂ_０．５Ｃｅ_０．５）_０．７Ｃｕ_０．３、（Ｔｂ_０．４Ｃｅ_０．６）_０．７Ｃｕ_０．３、及び（Ｔｂ_０．３Ｃｅ_０．７）_０．７Ｃｕ_０．３であること以外、実施例６と同様に、実施例７～１１の試料を準備した。なお、実施例６～１１の試料は、上述の第二態様の希土類磁石に相当する。

〈比較例２の試料の準備〉
改質材の組成が、Ｔｂ_０．７Ｃｕ_０．３であること以外、実施例６と同様に、比較例２の試料を準備した。

〈参考例２の試料の準備〉
改質材の組成が、Ｃｅ_０．７Ｃｕ_０．３であること以外、実施例６と同様に、参考例２の試料を準備した。

〈実施例１２の試料の準備〉
モル比での全体組成が、（Ｎｄ_０．５Ｃｅ_{０．３７５}Ｌａ_{０．１２５}）_１３．１Ｆｅ_８０．５Ｂ_６Ｃｕ_０．１Ｇａ_０．３である希土類磁石前駆体を準備した。この希土類磁石前駆体は、モル比で、（Ｎｄ_０．５Ｃｅ_{０．３７５}Ｌａ_{０．１２５}）_１３．１Ｆｅ_８０．５Ｂ_６Ｃｕ_０．１Ｇａ_０．３で表される組成を有する溶湯をストリップキャスト法で冷却して得た磁性薄帯に基づいて準備した。磁性粉末を水素粉砕した後、これをさらにシェットミルを用いて粉砕し、磁性粉末を得た。この磁性粉末に２Ｔの磁場を印加しながら圧粉して、圧粉体を得た。そして、この圧粉体を１０５０℃で４時間にわたり無加圧焼結して、希土類磁石前駆体を得た。この希土類磁石前駆体中の主相の組成は、（Ｎｄ_０．５Ｃｅ_{０．３７５}Ｌａ_{０．１２５}）_２Ｆｅ_１４Ｂであった。溶湯中のＧａ及びＣｕの殆どは粒界相中に存在し、主相中では、Ｇａ及びＣｕの含有量は、測定限界以下であった。また、主相の平均粒径は、５．０μｍであった。

上述のようにして得た希土類磁石前駆体に、予備改質材を拡散浸透した。予備改質材の組成は、Ｎｄ_０．９Ｃｕ_０．１であった。拡散浸透温度は９５０℃、拡散浸透時間は１６５分であった。１００モル部の希土類磁石前駆体に、４．７モル部の改質材を拡散浸透した。予備改質材を拡散浸透した後の副シェル部の組成は、（Ｎｄ_０．９１Ｃｅ_０．０８Ｌａ_０．０１）_２Ｆｅ_１４Ｂであった。

上述の副シェル部を有する希土類磁石前駆体に、さらに、改質材を拡散浸透して、実施例１２の試料を得た。改質材の組成は、（Ｔｂ_０．９Ｃｅ_０．１）_０．７Ｃｕ_０．３であった。拡散浸透温度は９５０℃、拡散浸透時間は１５分であった。１００モル部の希土類磁石前駆体に、２．５モル部の改質材を拡散浸透した。

〈実施例１３～１８の試料の準備〉
実施例７～１１について改質材の組成が、それぞれ、（Ｔｂ_０．８Ｃｅ_０．２）_０．７Ｃｕ_０．３、（Ｔｂ_０．７Ｃｅ_０．３）_０．７Ｃｕ_０．３、（Ｔｂ_０．６Ｃｅ_０．４）_０．７Ｃｕ_０．３、（Ｔｂ_０．５Ｃｅ_０．５）_０．７Ｃｕ_０．３、（Ｔｂ_０．４Ｃｅ_０．６）_０．７Ｃｕ_０．３、及び（Ｔｂ_０．３Ｃｅ_０．７）_０．７Ｃｕ_０．３であること以外、実施例１２と同様にして、実施例１３～１８の試料を準備した。なお、実施例１２～１８の試料は、上述の第二態様の希土類磁石に相当する。

〈比較例３の試料の準備〉
改質材の組成が、Ｔｂ_０．７Ｃｕ_０．３であること以外、実施例１２と同様に、比較例３の試料を準備した。

〈参考例３の試料の準備〉
改質材の組成が、Ｃｅ_０．７Ｃｕ_０．３であること以外、実施例１２と同様に、参考例３の試料を準備した。

《評価》
振動試料型磁力計（ＶＳＭ：ＶｉｂｒａｔｉｎｇＳａｍｐｌｅＭａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ）を用いて、各試料の磁気特性を３００Ｋで測定した。磁気特性は、改質材の拡散浸透前後で測定した。予備改質材を拡散浸透した場合には、その前後で磁気特性を拡散浸透した。また、Ｃｓ－ＳＴＥＭ－ＥＤＸ（ＣｓＣｏｒｒｅｃｔｅｄ－ＳｃａｎｎｉｎｇＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ－ＥｎｅｒｇｙＤｉｓｐｅｒｓｉｖｅＸ－ｒａｙｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ：球面収差補正機能付き－走査型透過電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分光分析器）を用いて、シェル部の組成を分析し、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）及び（Ｃｅ_４ｆ＋Ｃｅ_４ｇ）／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）を求めた。分析に際しては、試料に電子線を［１１０］方向から入射した。これにより、Ｒ^１の４ｆサイト及び４ｇサイトが交互に並ぶため、各サイトについて、原子レベルでの分解能で、組成分析をすることができた。

結果を表１～３に示す。図７は、表１の試料について、改質材のＣｅのモル比と保磁力の関係を示すグラフである。図８は、表２の試料について、改質材のＣｅのモル比と保磁力の関係を示すグラフである。図９は、表３の試料について、改質材のＣｅのモル比と保磁力の関係を示すグラフである。図１０は、表１の試料について、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）と保磁力の関係を示すグラフである。図１１は、表２の試料について、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）と保磁力の関係を示すグラフである。図１２は、表３の試料について、Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）と保磁力の関係を示すグラフである。

図７～９の破線は、Ｃｅのモル比が０の改質材（Ｔｂ_０．７Ｃｕ_０．３）を拡散浸透した試料の保磁力の値と、Ｃｅのモル比が１の改質材（Ｃｅ_０．７Ｃｕ_０．３）を拡散浸透した試料の保磁力の値を結んだ線である。従来、改質材中のＣｅのモル比が高くなるにつれて、保磁力が低下すると考えられていた。したがって、従来は、破線に沿って保磁力が低下すると考えられていた。しかし、Ｔｂ（Ｒ^２）とＣｅが共存する改質材（（Ｔｂ_{（１－ｘ）}Ｃｅ_ｘ）_０．７Ｃｕ_０．３で０＜ｘ＜１の範囲）を拡散浸透した実施例の試料は、破線よりも上の位置にある保磁力の値を有している。このことから、本開示の希土類磁石は、希土類磁石中の重希土類元素（Ｒ^２）の含有割合から予測されるよりも高い保磁力を有していることが理解できる。また、このような保磁力を有する本開示の希土類磁石は、表１～３から、０．４４≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．７０及び０．０４≦（Ｃｅ_４ｆ＋Ｃｅ_４ｇ）／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）を満足していることを理解できる。

また、表１及び図１０から、第一態様の希土類磁石では、０．４７≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．５４を満足すると、特に高い保磁力を有していることが理解できる。また、表２及び図１１から、第二態様の希土類磁石では、０．５０≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．６０を満足すると、特に高い保磁力を有していることが理解できる。そして、表３及び図１２から、第三態様の希土類磁石では、０．４４≦Ｒ^２ _４ｇ／（Ｒ^２ _４ｆ＋Ｒ^２ _４ｇ）≦０．５１を満足すると、特に高い保磁力を有していることが理解できる。

以上の結果から、本開示の希土類磁石及びその製造方法の効果を確認できた。

１０主相
１２コア部
１４シェル部
１６副シェル部
２０粒界相
５０希土類磁石前駆体
６０改質材
６２予備改質材
１００本開示の希土類磁石

Claims

モル比でＲ^１ _２Ｔ_１４Ｂで表される組成を有している主相、及び
前記主相の周囲に存在している粒界相を備えており、
前記Ｒ ^１が、Ｙ及び希土類元素からなる元素群のうち、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、及びＴｂを必須として、合計四種以上を含み、
前記Ｔが、遷移元素からなる元素群のうち、Ｆｅ及びＣｏを必須として、合計二種以上を含み、
前記主相は、コア部、及びコア部の周囲に存在しているシェル部を有しており、
前記コア部において、前記コア部全体のＲ ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、及びＣｅの合計のモル比が０．１０未満であり、かつ、Ｌａのモル比が０．０１～０．２０であり、
前記コア部において、前記コア部全体のＴを基準として、Ｃｏのモル比が０．１０～０．４０であり、
前記シェル部におけるＴｂのモル比が、前記コア部におけるＴｂのモル比よりも高くなっており、かつ、
前記シェル部の４ｆサイトを占有するＴｂ及びＣｅそれぞれの存在割合をＴｂ _４ｆ及びＣｅ_４ｆ、前記シェル部の４ｇサイトを占有するＴｂ及びＣｅそれぞれの存在割合を、Ｔｂ _４ｇ及びＣｅ_４ｇとしたとき、下記の関係を満足している、希土類磁石：
０．５０≦Ｔｂ _４ｇ／（Ｔｂ _４ｆ＋Ｔｂ _４ｇ）≦０．６０及び
０．０４≦（Ｃｅ_４ｆ＋Ｃｅ_４ｇ）／（Ｔｂ _４ｆ＋Ｔｂ _４ｇ）。
請求項１に記載の希土類磁石の製造方法であって、
モル比でＲ^１ _２Ｔ_１４Ｂで表される組成を有する主相、及び前記主相の周囲に存在する粒界相を備える希土類磁石前駆体を準備すること、並びに、
Ｔｂ及びＣｅを少なくとも含有する改質材を、前記希土類磁石前駆体の内部に拡散浸透すること、
を含み、
前記希土類磁石前駆体において、
前記Ｒ ^１が、Ｙ及び希土類元素からなる元素群のうち、Ｌａ及びＮｄを必須として、合計二種以上を含み、
前記Ｔが、遷移元素からなる元素群のうち、Ｆｅ及びＣｏを必須として、合計二種以上を含み、
前記Ｒ ^１を基準として、Ｙ、Ｓｃ、及びＣｅの合計のモル比が０．１０未満であり、かつ、Ｌａのモル比が０．０１～０．２０であり、かつ、
前記Ｔを基準として、Ｃｏのモル比が０．１０～０．４０であり、かつ、
前記改質材において、
Ｔｂ及びＣｅの合計のモル比が０．６０～０．９０であり、残部がＣｕ及び不可避的不純物である、
希土類磁石の製造方法。