磁性材料、磁铁及旋转机制造技术

在ＮｄＦｅＢ粉表面混合氟化物粉末而制作的磁粉及磁铁，氟化物的混合量与残留中间级通密度一起降低，能量积显著降低。以抑制这样的磁特性的降低为课题。为了解决所述课题，层状地形成氟化物，控制氧浓度和生成相还有氟化物的晶格常数。另外，让磁性材料具有含有稀土类元素的磁粉，在磁粉的表面形成含有碱土类元素或稀土类元素的氟化物，氟化物的氧浓度比磁粉的氧浓度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁性材料、磁铁、旋转机。
技术介绍
现有的含氟化物的稀土类烧结磁铁，记载于特开2003-282312号公报。在所述现有技术中，氟化物形成粒状的晶界相，晶界相粒子的大小有数μm。在这样的烧结磁铁中，提高矫顽磁力时能量积的降低显著。该晶粒上的晶界相主要在晶界，另外在现有技术中没有关于氟化物的结构和组成的记载。专利文献1特开2003-282312号公报在专利文献1中，表3记载有添加NdFeB烧结磁铁用粉末和作为氟化物的DyF3而制作的烧结磁铁的磁特性。添加DyF3为5重量％时，残留磁通密度(Br)的值为11.9kG，与不添加时的值(13.2kG)比较约减少9.8％。由于残留磁通密度减少，能量积((BH)MAX)也显著减少。因此，尽管矫顽磁力增加，但因为能量积减小，所以其难以使用于需要高磁通的磁路或需要高扭矩(torque)的旋转机等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种磁粉及磁铁，在磁粉表面具有氟化物的磁粉及具有这样的磁粉的磁铁中，其残留磁通密度的降低及能量积的降低被抑制。另外，本专利技术的目的在于，在使用了该磁铁的旋转机中，提供一种高效率的旋转机。为了达成所述目的，本专利技术的一个特征在于，让磁性材料具有含有稀土类元素的磁粉，在磁粉的表面形成含有碱土类元素或稀土类元素的氟化物，氟化物的氧浓度比磁粉的氧浓度高。本专利技术的其他的特征，以后在用于实施专利技术的最佳的方式栏中加以说明。根据本专利技术，能够提供一种磁粉及磁铁，在磁粉表面具有氟化物的磁粉及具有这样的磁粉的磁铁中，其残留磁通密度的降低和能量积的降低被抑制。另外，根据本专利技术，在使用了该磁铁的旋转机中，能够提供一种高效率的旋转机。附图说明图1是形成了Dy氟化物漠的NdFeB粉剖面的TEM像。图2是对应TEM像的各处的TEM-EDX分析结果。图3是DyF2的电子射线衍射像。图4是NdFeB-DyF2磁粉的XRD图案。图5是界面附近的氧浓度比和残留磁通密度的关系。图6是界面附近的氧浓度比和残留磁通密度的关系。图7是应用了本实施例的旋转机。图8是界面附近的电子显微镜的面分析像。图中1…NdFeB母相，2…氟化物层中的空隙部(形成于试样制作时)，3…氟化物粒子，4…碳保持层，5…钨保持层具体实施方式为了达成所述目的，可列举在晶界形成板状的氟化物增加氟化物和主相的界面，减薄氟化物的厚度，或者让氟化物成为强磁性相。前者采用的使氟化物的粉末形成时成为板状或扁平状这样的方法有效。在作为现有例的专利文献1中，NdF3的情况是使用研体混合平均粒径0.2μm的NdF3粉末和NdFeB合金粉末，而没有记载关于氟化物的形状，烧结后的氟化物的形状为块状。相对于此本方法的一个例子是让氟化物的粉末的形状在磁铁形成后为层状。为了在磁铁形成后使氟化物的形状为层状，从300℃到600℃在双辊的辊间注入混合了氟化物粉和磁性粉的混合粉，以辊加压。加压力为100kg/cm2以上。被双辊加压的磁粉在磁粉表面层状地形成氟化物。作为其他使氟化物形成为层状的方法，还能够利用表面处理。表面处理是这样的方法，在磁粉的表面涂敷含有碱金属元素、碱土类元素或稀土类元素1种以上的氟化物或氟化物。在醇溶剂中粉碎凝胶状的氟化物，涂敷于磁粉表面后，通过加热除去溶剂。通过从200℃到400℃的热处理除去溶剂，通过从500℃到800℃的热处理使氟化物和磁粉间扩散氧、稀土类元素及氟化合物构成元素。在磁粉中含有氧从10到5000ppm，作为其他杂质元素包含H、C、P、Si、Al等的轻元素。磁粉中所含的氧，不仅为稀土类氧化物和Si、Al等的轻元素的氧化物，也作为在母相中和晶界从化学量论组成脱离的组成的氧的相而存在。含有这种氧的相，使磁粉的磁化减少，也对磁化曲线的形状产生影响。即，其关系到残留磁通密度的值的降低、各向异性磁场的减少、去磁曲线的矩形性的降低、矫顽磁力的减少、不可逆去磁率的增加、热去磁的增加、着磁特性的变动、耐腐蚀性劣化、机械特性降低等，使磁铁的可靠性降低。因为氧对如此多的特性产生影响，所以要考虑不使其残留于磁粉中的工序。使氟化物形成于磁粉的表面而除去磁粉的氧至今尚不明确。若使含氧的磁粉上形成氟化物，以500℃以上的温度加热，则产生氧的扩散。磁粉的氧化物与磁粉中的稀土类元素结合的情况较多，但是，这些氧通过加热扩散到氟化物中，形成氧氟化合物。在磁粉表面形成稀土类氟化物时，以400℃以下的热处理使REF3成长，在真空度1×10-4torr以下从500℃至800℃保持加热。保持时间为30分钟。通过此加热处理磁粉的氧扩散到于氟化物，同时磁粉中的稀土类元素也扩散，REF2或REOF成长。这些氟化物和氧氟化合物，结晶构造为面心立方晶格，该晶格常数从0.54nm到0.60nm。这些氟化物和氧氟化合物的成长通过除去磁粉中的氧，从而具有如下效果残留磁通密度的增加、矫顽磁力增加、去磁曲线的矩形性提高、热去磁特性提高、着磁性提高、各向异性提高、耐腐蚀性提高等。另外，由于氧和稀土类元素的扩散，磁粉表面的氧浓度和稀土类元素浓度在氟化物形成前后变化。<实施例1> NdFeB合金是实施了氢化脱氢处理的粒径约1-1000μm的粉，该粉末的室温下的矫顽磁力为16kOe。混合于该NdFeB(主相是Nd2Fe14B)粉末的氟化物是NdF3。NdF3原料粉末预先粉碎形成从0.01到100μm的平均粒径，混合NdFeB粉和NdF3并注入到双辊的辊间。为了使氟化物粉的形状成为层状，让辊表面温度从300℃到600℃，NdFeB粉和氟化物粉容易因辊而变形。氟化物通过双辊与NdFeB粉一起变形成为扁平状。加压力为100kg/cm2以上。被双辊加压的磁粉在磁粉表面层状地形成氟化物，也可以根据需要再混合氟化物，由双辊加压。混合的氟化物除了NdF3以外，还有LiF；MgF2；CaF2；ScF3；VF2；VF3；CrF2；CrF3；MnF2；MnF3；FeF2；FeF3；CoF2；CoF3；NiF2；ZnF2；AlF3；GaF3；SrF2；YF3；ZrF3；NbF5；AgF；InF3；SnF2；SnF4；BaF2；LaF2；LaF3；CeF2；CeF3；PrF2；PrF3；NdF2；NdF3；SmF2；SmF3；EuF2；EuF3；GdF3；TbF3；TbF4；DyF2；DyF3；HoF2；HoF3；ErF2；ErF3；TmF2；TmF3；YbF3；YbF2；LuF2；LuF3；PbF2；BiF3；LaF2；LaF3；CeF2；CeF3或GdF3，这些混合粉和这些氟化物与氧结合的氧氟化合物也能够在NdFeB粉的表面形成为层状。由双辊加热加压的磁粉，通过加压附加应力，因此粉末有局部的应变残留。该局部性应变推定为使磁粉和氟化物界面的扩散促进。NdF3和磁粉的界面由于辊表面的温度而不同，在400℃以下的温度下，是NdF3/Nd2Fe14B、NdF3/Nd富相、NdF3/Nd2O3等。若辊表面温度比400℃高，则NdF3的一部分与磁粉反应形成NdF2。同时，也形成NdOF。在所述NdF2中也混入有氧，在比400℃高的温度侧，磁粉的氧和稀土类元素扩散到氟化物中。由该扩散，磁粉中的氧浓度降低，确认到如下各项效果残留磁通密度的增加；矫顽磁力增加；磁化曲张本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性材料，其特征在于，具有含有稀土类元素的磁粉，在所述磁粉的表面形成含有碱土类元素或稀土类元素的氟化物，所述氟化物的氧浓度比所述磁粉的氧浓度高。

【技术特征摘要】
JP 2005-9-26 2005-277032;JP 2006-6-28 2006-1774881.一种磁性材料，其特征在于，具有含有稀土类元素的磁粉，在所述磁粉的表面形成含有碱土类元素或稀土类元素的氟化物，所述氟化物的氧浓度比所述磁粉的氧浓度高。2.根据权利要求1所述的磁性材料，其特征在于，所述磁粉含有Nd、Fe及B元素。3.根据权利要求1所述的磁性材料，其特征在于，所述磁粉含有Sm及Co元素。4.根据权利要求1所述的磁性材料，其特征在于，所述氟化物含有如下的任一元素的至少1种Li、Mg、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Al、Ga、Sr、Y、Zr、Nb、Ag、In、Sn、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Pb、Bi元素。5.根据权利要求1所述的磁性材料，其特征在于，在所述氟化物的所述磁粉与所述氟化物的界面附近形成有比所述磁粉的饱和磁通密度高的层。6.一种磁铁，其特征在于，将权利要求1所述的磁性材料成形而形成。7.一种旋转机，其特征在于，具有转子，其具有权利要求6所述的磁铁；和具有绕组的定子。8.一种磁性材料，其特征在于，具有含有稀土元素的磁粉，在所述磁粉的表面形成含有碱土类元素或稀土类元素的氟化物，所述氟化物在所述氟化物和所述磁粉的界面附近含有Fe元素。9.根据权利要求8所述的磁性材料，其特征在于，所述磁粉含有Nd、Fe及B元素。10.根据权利要求8所述的磁性材料，其特征在于，所述磁粉含有Sm及Co元素。11.根据权利要求8所...

【专利技术属性】
技术研发人员：小室又洋，佐通祐一，小园裕三，近藤保夫，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]