R-T-B系永久磁铁制造技术

本发明专利技术提供一种既具有与现有的Nd-Fe-B系永久磁铁同等磁特性又具有高的粘接强度的，适合作为永久磁铁同步旋转电机的励磁用磁铁的R-T-B系永久磁铁。通过在形成主相的化合物的组成为(R1-x(Ce1-zYz)x)2T14B(R是由选自La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的1种以上所构成的稀土元素，T是以Fe或者Fe和Co为必要元素的1种以上的过渡金属元素，0.0＜x≤0.5，0.0≤z≤0.5)的情况下，在使占据四方晶R2T14B结构中的4f晶位的Ce为Ce4f且占据4g晶位的Ce为Ce4g时，存在比率Ce4f/(Ce4f+Ce4g)为0.8≤Ce4f/(Ce4f+Ce4g)≤1.0，从而得到既具有与现有的Nd-Fe-B系永久磁铁同等磁特性又具有高粘接强度的磁铁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】R-T-B系永久磁铁
本专利技术涉及一种R-T-B系永久磁铁，特别涉及一种将R-T-B系永久磁铁中的R的 一部分选择性地置换成Ce和Y而得到的具有高粘接性的永久磁铁。
技术介绍
已知以四方晶R2T14B化合物为主相的R-T-B系永久磁铁（R为稀土元素，T为Fe或 其一部分被Co置换的Fe，B为硼）具有优异的磁特性，其是自1982年的专利技术（专利文献1 : 日本特开昭59-46008号公报）以来有代表性的高性能永久磁铁。 稀土元素 R由Nd、Pr、Dy、Ho、Tb构成的R-T-B系磁铁的各向异性磁场Ha大，优 选作为永久磁铁材料。其中使稀土元素 R为Nd的Nd-Fe-B系磁铁，由于饱和磁化Is、居里 温度Tc、各向异性磁场Ha的平衡良好且在资源量、耐腐蚀性上比使用了其他稀土元素 R的 R-T-B系磁铁更优异因而被广泛使用。 作为广泛用在民生、工业、输送设备上的旋转电机，近年来，出于节能和能量密度 的观点，倾向于大量使用永久磁铁同步旋转电机。 永久磁铁同步电机中，在转子的表面上粘附永久磁铁的表面磁铁型旋转电机一方 面具有能够有效地利用永久磁铁所具有的磁的优点，而另一方面，又存在在转速大的情况 下粘附于转子上的永久磁铁因离心力而被剥离的问题。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开昭59-46008号公报 专利文献2 :日本特开2002-285301号公报 专利文献3 :日本特开2009-302262号公报 专利文献4 :日本特开2011-187624号公报 在构成R-T-B系永久磁铁的R中，作为稳定的氧化物为立方晶系的元素，已知有Ce 和Y。与六方晶系等其他晶系相比轴间角为锐角的立方晶系不少在氧化后的R-T-B系永久 磁铁的表面上发挥糙面（粘结）效应（anchoring effect)。即，能期待在与镀覆或粘接材 料的界面上牢固的粘接性。在专利文献2中，公开了令R-T-B系磁铁的稀土元素 R为Nd和 Ce的（Nd、Ce)-T-B系磁铁，即使在不使用昂贵的高纯度Nd作为R而使用包含Ce作为杂质 的Nd的情况下，也能得到具有高的磁特性的永久磁铁。然而，与不含Ce的组成相比较，在相 对于Nd含有8原子量％的Ce的组成中矫顽力HcJ降低约10%，在相对于Nd含有17原子 量％ Ce的组成中矫顽力HcJ降低约65%等，通过含有Ce所引起的矫顽力的下降显著。在 专利文献3中，公开了以Ce作为R-T-B系磁铁的稀土元素 R的必要元素的（Ce、R)-T-B系 磁铁，通过令R中所占的Ce的比例为50原子量％?90原子量％，从而所得到的磁铁的矫 顽力HcJ约为100kA/m?300kA/m左右。在专利文献4中，公开了令R-T-B系磁铁的稀土 元素 R为Y的Y-T-B系磁铁，虽然以各向异性磁场Ha小的Y2F14B相为主相，但通过使Y和 B的量大于Y2Fe14B的化学计量组成，能得到具有实用性的矫顽力的磁铁。然而，专利文献4 中公开的Y-T-B系磁铁的为0. 5?0. 6T左右，HcJ为250?350kA/m左右，比Nd-Fe-B 系磁铁特性显著低。如上所述，在R-T-B系永久磁铁中，在包含Ce或Y作为稀土元素 R的 情况下，难以得到具有高矫顽力的磁铁。
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题 本专利技术是认识到这样的状况而完成的专利技术，其目的在于，提供一种相比于广泛使 用在民生、工业、输送设备等的Nd-Fe-B系磁铁不会显著降低磁特性且具有高粘结强度的 永久磁铁。 解决技术问题的手段 专利技术的R-T-B系永久磁铁，其特征在于，包含组成为ανχ((：Θι_ ζΥζ)χ)2Τ14Β(Κ是由选 自1^、？1、制、5111311、6(1、113、〇7、!1〇31'、1'111、￥13和1^中的1种以上所构成的稀土元素，1'是 以Fe或者Fe和Co为必要元素的1种以上的过渡金属元素，0. 0 < X彡0. 5,0. 0彡ζ彡0. 5) 的主相颗粒，在令所述主相颗粒中的占据四方晶R2T14B结构中的4f晶位的Ce为Ce 4f且令 占据 4g 晶位的 Ce 为 Ce4g 时，存在比率 CeV(Ce4f+Ce4g)为 0. 8 彡 Ce4fACe4f+Ce4g)彡 1. 0。 本专利技术人们发现，在R-T-B系永久磁铁中，通过使占据晶格中的特定位置的稀土 元素 R的排列成为适当的排列，特别通过将Nd-Fe-B系永久磁铁中的存在于Nd2Fe14B晶体 结构的4f晶位上的Nd选择性地置换成Ce和Y，可以得到相比于现有的Nd-Fe-B系永久磁 铁不会导致磁特性下降且具有高粘结性的永久磁铁。 在构成R-T-B系永久磁铁的R中，Ce或Y的稳定氧化物为立方晶系。轴间角为锐 角的立方晶系不少在氧化后的R-T-B系永久磁铁的表面发挥糙面（粘结）效应并表现高的 粘接性。然而，以Ce或Y为稀土类R的R-T-B系永久磁铁由于磁晶各向异性小，因此不会 成为具有高的磁特性特别是矫顽力HcJ的永久磁铁。 作为稀土类磁铁的矫顽力的起源的磁晶各向异性通过稀土离子的单离子各向异 性约束晶体整体的磁矩而产生。该稀土离子的单离子各向异性由原子配置和离子的电子云 决定。例如，在四方晶Nd 2Fe14B结构中，Nd离子的位置存在有4f晶位和4g晶位两种，占据 4g晶位的Nd的离子各向异性与晶体整体的磁各向异性平行，因而有助于磁晶各向异性的 提高。然而，占据4f晶位的Nd的离子各向异性与晶体整体的磁各向异性正交，因而对磁晶 各向异性的提高没有帮助。 占据4f晶位的稀土离子的单离子各向异性对晶体整体的磁各向异性的提高没有 帮助。即，虽然Ce或Y的稳定氧化物为立方晶系能期待高的粘接性，但是由于磁晶各向异 性小而得不到高的矫顽力HcJ，如果能够选择性地在4f晶位置换Ce或Y，则能够得到维持 现有的Nd2Fe 14B所具有的高的磁特性，同时具有由Ce或Y的氧化物所得到的高粘接性的永 久磁铁。 为了将四方晶Nd2Fe14B结构的4f晶位选择性地置换成Ce和Y，有必要调整原子间 距离，使得置换后的Ce和Y稳定在4f晶位。由于Ce表现价数变动以及相应的离子半径变 化，因此为了选择性并且稳定地置换四方晶Nd 2Fe14B结构的4f晶位，是比Y更合适的元素。 专利技术的效果 根据本专利技术，通过将R-T-B系永久磁铁中的R的一部分选择性地置换成Ce和Y，能 够得到相比于现有的Nd-Fe-B系磁铁不会显著降低磁特性且适合用于永久磁铁同步旋转 电机尤其是表面磁铁型旋转电机的，具有1?粘接强度的永久磁铁。 【附图说明】 图1(a)是本专利技术的比较例1中烧结体的主相颗粒的从[110]方向观察的HAADF 像。图1(b)是Nd2Fe14B晶体结构的从[110]方向观察的晶体结构模型。 图2 (a)是组成为Nd2Fe14B的主相颗粒（比较例1)的从[110]方向观察的HAADF像 的强度的谱线轮廓。图2(b)是组成为（Nd Q.5CeQ.5)2Fei4B的主相颗粒（实施例3)的从[110] 方向观察的HAADF像的强度的谱线轮廓。 图3是表示作为烧结体的粘接强度的评价使用的压缩剪切应力的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种R‑T‑B系永久磁铁，其特征在于，包含组成是(R1‑x(Ce1‑zYz)x)2T14B的主相颗粒，使所述主相颗粒中占据四方晶R2T14B结构中的4f晶位的Ce为Ce4f且占据4g晶位的Ce为Ce4g时，存在比率Ce4f/(Ce4f+Ce4g)为0.8≤Ce4f/(Ce4f+Ce4g)≤1.0，其中，R是由选自La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的1种以上所构成的稀土元素，T是以Fe或者Fe和Co为必要元素的1种以上的过渡金属元素，0.0＜x≤0.5，0.0≤z≤0.5。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.22 JP 2013-0596791. 一种R-T-B系永久磁铁，其特征在于， 包含组成是（Rh(Cei_zYz)x) 2T14B的主相颗粒，使所述主相颗粒中占据四方晶R2T14B结 构中的4f晶位的Ce为Ce4f且占据4g晶位的Ce为Ce4g时，存在比率Ce4fAC e4f+Ce4g)为 0. 8 ^ Ce4f/...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木健一，崔京九，桥本龙司，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP