R－T－B系永久磁铁制造技术

本发明专利技术提供一种包含由R2T14B化合物构成的主相颗粒和晶界的R－T－B系永久磁铁。R为以Nd为必须元素的一种以上的稀土元素，T为Fe或Fe和Co，B为硼。还含有X、Z和M。X为选自Ti、V、Zr、Nb、Hf和Ta中的一种以上，Z为选自C和N中的一种以上，M以Ga为必须元素，还包括选自Al、Si、Ge、Cu、Bi和Sn中的一种以上。晶界包括由面心立方结构构成的XZ相。

【技术实现步骤摘要】
R－T－B系永久磁铁
本专利技术涉及R－T－B系永久磁铁。
技术介绍
作为使用了永久磁铁的电动机中的永久磁铁，稀土类烧结磁铁由于能够获得高的磁特性、特别是高的矫顽力而被广泛使用。特别是R－T－B系烧结磁铁被广泛使用。根据伴随电动机的高性能化的需求，对R－T－B系烧结磁铁寻求进一步的改良。例如，可以举出剩余磁通密度Br的提高、矫顽力HcJ的提高、强度的提高、耐腐蚀性的提高、用于抑制涡电流的高电阻化等。其中，从高耐热用途中的应对来看，非常期待矫顽力HcJ的提高。例如，作为提高R－T－B系烧结磁铁在室温下的矫顽力HcJ的方法，已知在构成主相的结晶颗粒(以下也称作主相颗粒)R2Fe14B化合物中利用Dy、Tb等重稀土元素置换R＝Nd的一部分的方法。通过利用重稀土元素置换Nd的一部分，R2Fe14B化合物的结晶磁各向异性提高，结果，能够充分地提高Nd－Fe－B系烧结磁铁的矫顽力HcJ。例如，在专利文献1中记载了通过将Nd2Fe14B化合物的Nd的一部分置换为Dy或Tb来提高矫顽力HcJ的专利技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004－103659号公报
技术实现思路
为了得到能够应对多种需求的R－T－B系烧结磁铁，使用除上述的利用Dy、Tb等重稀土元素置换R＝Nd的一部分的方法以外的方法来进一步提高矫顽力HcJ也是非常重要的。本专利技术的专利技术人发现，为了进一步提高矫顽力HcJ，不仅将主相颗粒R2T14B化合物的组成或粒径等最优化非常重要，存在于晶界的晶界相的最优化也至关重要。而且，本专利技术的专利技术人着眼于晶界中存在的晶界相的种类和各种晶界相的面积比率等，进行了各种探讨。结果发现，在包括特定种类的晶界相的情况下，能够得到剩余磁通密度Br、矫顽力HcJ、强度、晶界相的电阻和烧结稳定性优异的R－T－B系永久磁铁。本专利技术是鉴于这种实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够实现矫顽力HcJ和剩余磁通密度Br的进一步的提高、并且强度、晶界相的电阻或烧结稳定性良好的R－T－B系永久磁铁。本专利技术的R－T－B系永久磁铁是包括由R2T14B化合物构成的主相颗粒和晶界的R－T－B系永久磁铁，R为以Nd为必须元素的一种以上的稀土元素，T为Fe或Fe和Co，B为硼，还含有X、Z和M，X为选自Ti、V、Zr、Nb、Hf和Ta中的一种以上，Z为选自C和N中的一种以上，M以Ga为必须元素，还含有选自Al、Si、Ge、Cu、Bi和Sn中的一种以上，上述晶界包括由面心立方结构构成的XZ相。本专利技术的R－T－B系永久磁铁由于具有上述特征，因而能够实现矫顽力HcJ和剩余磁通密度Br的进一步的提高，并且强度、晶界相的电阻或烧结稳定性良好。本专利技术的R－T－B系永久磁铁中，将R、T、B、M和X各元素的含量的合计设为100at％，可以R的含量为13.3at％以上15.5at％以下、M的含量为0.5at％以上5.0at％以下、B的含量为4.0at％以上5.5at％以下、X的含量为0.05at％以上0.5at％以下、T为实质上的剩余部分，还满足以下全部式：4.5＜T/R＜7.0、14＜T/B＜18、2.5＜R/B＜3.0。本专利技术的R－T－B系永久磁铁中，上述XZ相的最大面积可以为16μm2以下。本专利技术的R－T－B系永久磁铁中，上述XZ相的最大面积可以为12μm2以下。本专利技术的R－T－B系永久磁铁中，将上述XZ相整体中所含的全部X设为100at％，上述XZ相整体中所含的Zr的存在比率为50at％以上，将上述XZ相整体中所含的全部Z设为100at％，上述XZ相整体中所含的C的存在比率为50at％以上。本专利技术的R－T－B系永久磁铁中，上述R－T－B系烧结磁铁的一个截面上的一区域中的上述XZ相的面积比率可以为0.1～2％。本专利技术的R－T－B系永久磁铁中，上述晶界可以包括具有La6Co11Ga3型结晶结构的结晶相。本专利技术的R－T－B系永久磁铁中，上述结晶相可以含有R、M、B和X，在上述结晶相中，可以R的含量为27.0at％以上32.0at％以下、M的含量为3.0at％以上8.0at％以下、B的含量为0at％以上0.40at％以下、X的含量为0at％以上0.45at％以下。本专利技术的R－T－B系永久磁铁中，上述晶界可以包括R－O－C－N相。本专利技术的R－T－B系永久磁铁中，上述晶界可以包括体心立方晶格相。本专利技术的R－T－B系永久磁铁中，上述晶界可以包括具有La6Co11Ga3型结晶结构的结晶相、富R相、R－O－C－N相和体心立方晶格相，将上述R－T－B系永久磁铁的一个截面上的上述结晶相的面积设为S1、将上述富R相的面积设为S2、将上述R－O－C－N相的面积设为S3、将上述体心立方晶格相的面积设为S4、将上述XZ相的面积设为S5时，可以S1＞S2、S1＞S3、S1＞S4、并且S1＞S5。附图说明图1A是实施例1的R－T－B系永久磁铁的一个截面的SEM图像。图1B是图1A的示意图。图2是实施例2的R－T－B系永久磁铁的一个截面的SEM图像。图3是实施例3的R－T－B系永久磁铁的一个截面的SEM图像。图4A是实施例1的R－T－B系永久磁铁的一个截面的TEM图像。图4B是明确了图4A中的主相颗粒与晶界的边界的TEM图像。图5是表示实验例1的T/B与HcJ的关系的图表。图6是表示实验例2的S5与HcJ的关系的图表。符号说明1：具有La6Co11Ga3型结晶结构的结晶相(结晶结构相)；3：R－O－C－N相；4：体心立方晶格相；5：XZ相；5a：XZ相(晶界相中)；5b：XZ相(主相中)；6：富R相；10：主相颗粒。具体实施方式下面，使用附图对本专利技术的实施方式进行说明。但本专利技术不限于下述实施方式。本实施方式的R－T－B系永久磁铁包括由R2T14B化合物构成的主相颗粒和存在于多个主相颗粒之间的晶界。R是一种以上的稀土元素。R可以为以Nd为必须元素的一种以上的稀土元素。另外，在考虑低成本化和高剩余磁通密度化的情况下，作为R优选实质上不含重稀土元素。作为R实质上不含重稀土元素是指重稀土元素相对于全部R的含量为1at％以下。T为Fe或Fe和Co。B为硼。利用SEM反射电子图像(以下有时简称为SEM图像)观察本实施方式的R－T－B系永久磁铁的截面时，例如图1A所示，可以观察到主相颗粒和存在于晶界的多种晶界相。而且，多种晶界相分别具有与组成相应的颜色的深浅和与晶系相应的形状。通过使用EPMA对各晶界相进行点分析来明确组成，能够确定它们是哪种晶界相。并且，通过利用TEM确认各晶界相的结晶结构，能够明确地确定晶界相。例如，图1B是对于图1A所示的SEM图像确定各晶界相而制成的示意图。本实施方式的R－T－B系永久磁铁由主相颗粒10和晶界构成，在晶界中包括XZ相5。XZ相5是具有面心立方结构的结晶相。通过晶界中包括XZ相5，能够提高矫顽力而不降低剩余磁通密度。并且能够优化强度、晶界相的电阻或烧结稳定性。XZ相5在图1A中观察为深黑色的部分。并且形状为非常小的多边形。面积比后述的其它晶界相小，因此，该相的组成分析优选利用TEM进行。XZ相5的最大面积优选为16μm2以下、更优选为12μm2以下。在此，最大面积是指在观察各试样的一个研磨截面的SEM图像中确认到的XZ相中具有最大大小的部分的面积。此时，在多个视野下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种R－T－B系永久磁铁，其包括由R2T14B化合物构成的主相颗粒和晶界，所述R－T－B系永久磁铁的特征在于：R为以Nd为必须元素的一种以上的稀土元素，T为Fe或Fe和Co，B为硼，还含有X、Z和M，X为选自Ti、V、Zr、Nb、Hf和Ta中的一种以上，Z为选自C和N中的一种以上，M以Ga为必须元素，还包括选自Al、Si、Ge、Cu、Bi和Sn中的一种以上，所述晶界包括由面心立方结构构成的XZ相。

【技术特征摘要】
2017.09.08 JP 2017-1734811.一种R－T－B系永久磁铁，其包括由R2T14B化合物构成的主相颗粒和晶界，所述R－T－B系永久磁铁的特征在于：R为以Nd为必须元素的一种以上的稀土元素，T为Fe或Fe和Co，B为硼，还含有X、Z和M，X为选自Ti、V、Zr、Nb、Hf和Ta中的一种以上，Z为选自C和N中的一种以上，M以Ga为必须元素，还包括选自Al、Si、Ge、Cu、Bi和Sn中的一种以上，所述晶界包括由面心立方结构构成的XZ相。2.根据权利要求1所述的R－T－B系永久磁铁，其特征在于：将R、T、B、M和X各元素的含量的合计设为100at％，R的含量为13.3at％以上15.5at％以下、M的含量为0.5at％以上5.0at％以下、B的含量为4.0at％以上5.5at％以下、X的含量为0.05at％以上0.5at％以下、T为实质上的剩余部分，还满足以下全部式：4.5＜T/R＜7.0、14＜T/B＜18、2.5＜R/B＜3.0。3.根据权利要求1或2所述的R－T－B系永久磁铁，其特征在于：所述XZ相的最大面积为16μm2以下。4.根据权利要求1或2所述的R－T－B系永久磁铁，其特征在于：所述XZ相的最大面积为12μm2以下。5.根据权利要求1或2所述的R－T－B系永久磁铁，其特征在于：将所述XZ相整体中所含的全部X设为100at％，所述XZ相整体中所含的Zr的存在比率为...

【专利技术属性】
技术研发人员：日高彻也，北冈秀健，加藤英治，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP