永久磁铁组合物制造技术

本发明专利技术的目的在于提供用于制造优异磁性能的永久磁铁的组合物，它充分发挥出ＲＦｅＢ体系四方化合物的潜在能力。用于本发明专利技术永久磁铁的组合物是含有如下组分的配合物：（１）一种结晶ＲＦｅＢ或ＢＲＦｅＣｏＢ体系化合物，具有四方晶体结构，其晶格常数ａ０为约８．８埃，ｃ０为约１２埃，其中Ｒ为至少一种稀土元素，与（２）一种立方晶体结构的结晶钕氧化物，其中这两种晶粒通过取向生长而彼此连接起来，致使ＲＦｅＢ或ＲＦｅＣｏＢ晶粒沿着ｃｏ方向取向。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于磁性能优异的永久磁铁的组合物。
技术介绍
作为永久磁铁材料，日本专利公开平成7-78269(日本专利申请昭和58-94876，该专利系列包括美国专利4,770,723；4,792,368；4,840,684；5,096,512；5,183,516；6,194,098；6,466,308；5,645,651)公开了(a)RFeB化合物，该化合物含有的主要元素包括R(至少一种包含Y(钇)的稀土元素)、Fe及B(硼)，具有四方晶体结构，其晶格常数a0为约9埃，c0为约12埃，而且每一种化合物均由非磁性相隔离开来；(b)RFeB埃化合物，该化合物含有的主要元素包括R、Fe、B及A(Ti、Ni、Bi、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、埃1、Sb、Ge、Sn、Zr、Hf、Cu、S、C、Ca、Mg、Si、O、或P)，具有四方晶体结构，其晶格常数a0为约9埃，c0为约12埃，而且每一种化合物均由非磁性相隔离开来。该文中提到，在下述条件下此永久磁铁具有优良的性能(1)上述四方化合物具有合适的晶粒尺寸，(2)该化合物是体系中的多数相，以及(3)生成了一种由该化合物与富含R的非磁性相混杂组成的显微结构。例如，按照日本专公开平成7-78269的实施例2，将由8％(原子)B、15％(原子)Nd(钕)及其余量的Fe组成的合金进行精细粉碎，制成平均粒度为3微米的合金粉末。将该粉末放在10kOe(千奥斯特)的磁场中，在2吨/平方厘米的压力下压实，然后在1100℃下，2×10-1毫米汞柱的氩气中烧结1小时。该磁铁的性质是Br＝12.1kG，Hc＝9.3kOe，(BH)max＝34 MGOe(兆奥斯特)。该烧结压实物的多数相是四方化合物，其晶格常数a0＝8.8埃，c0＝12.23埃。该多数相同时含有Fe、B及Nd，数量占该烧结压实物的90.5％(体积)。至于将多数相隔离开来的非磁性界面相则是一种含80％以上R的非磁性相，占4％(体积)，而其余则是氧化物和孔隙。虽然所述磁铁表现出优异的磁性能，然而，其中的RFeB或RFeB埃四方化合物的潜在能力仍未得到充分发挥。其原因可能在于该四方化合物没有沿c0方向很好地取向，而这又是由于将该四方化合物的多数相隔离开来的富含R的相是无定形相的缘故。公开内容简述本专利技术的目的在于提供一种具有充分发挥出RFeB体系四方化合物潜在能力的优异磁性能的永久磁铁组合物。按照本专利技术的永久磁铁组合物是含有如下组分的配合物(1)一种具有四方晶体结构的结晶RFeB或RFeCoB体系化合物，其晶格常数a0为约8.8埃，c0为约12埃，其中R为至少一种稀土元素，以及(2)一种立方晶体结构的结晶钕氧化物，其中这两种晶粒通过取向生长而彼此连接，致使RFeB或RFeCoB晶粒沿着c0方向取向。一般而言，优选用Nd作为R，而在钕的含量足够生成钕氧化物的条件下，可含有诸如Pr(镨)之类可使用的稀土元素。作为本专利技术所使用的钕氧化物，则优选用Nd2O3、NdO及NdO2，因为它们具有立方晶体结构。附图简述附图说明图1是按本专利技术制备的永久磁铁组合物的扫描电子显微镜图象。在图1中，图象[SEM](扫描电子显微镜)展示出晶粒的分布。图象[Co]、[Fe]、[Nd]、[O]及[Pr]分别展示出Co、Fe、Nd、O及Pr在与图象[SEM]相同的区域内的分布情况。图2显示出一种晶粒的EDX(能量分散X射线)谱，其组成与图1的[SEM]中显示的晶粒a几乎相同。图3显示出一种晶粒的EDX谱，其组成与图1的[SEM]中显示的晶粒b几乎相同。图4显示出一种晶粒的TED图，其组成与图1的[SEM]中显示的晶粒a几乎相同。图5显示出一种晶粒的TED图，其组成与图1的[SEM]中显示的晶粒b几乎相同。图6显示出一种富含Nd的晶粒的EDX谱，其组成不同于图3所示晶粒的组成。图7显示出一种富含Nd的晶粒的EDX谱，其组成不同于图3及图6所示晶粒的组成。图8分别显示实例1(埃)及对比例1(B)制备的磁铁的X射线衍射图。优选实施方案的详述本专利技术的磁铁组合物与日本专利公开平成7-78269的组合物在如下方面是相同的即两种组合物的多数相均由晶格常数a0约8.8埃及c0约12埃的RFeB体系四方化合物所组成。然而，日本专利公开平成7-78269中的RFeB四方化合物是由富含R的无定形非磁性相隔离开来，而本专利技术中的RFeB四方化合物则是由立方结构的钕氧化物晶粒隔开的，而且后者的RFeB化合物与其钕氧化物的晶粒通过取向生长而彼此连接起来，从而使得该RFeB化合物成为高度取向的。由本专利技术获得的磁铁就是在这一点上区别于先有技术的磁铁。通常，稀土-铁-硼体系永久磁铁的制法是，提供规定组成的合金，在惰性气体氛围中将该合金精细粉碎以防止氧化，在磁场作用下将合金粉末压实，最后在惰性气体中对压实粉末进行烧结处理。然而，按照该制备方法却难以使RFeB四方化合物与立方晶系Nd2O3(或NdO、NdO2)之间形成取向生长的连接，以生成取向良好的RFeB晶体。按照本专利技术的永久磁铁组合物可通过控制配合物中的氧含量来获得。更具体地说，将包含规定组成的磁铁组合物的RFeB合金或RFeCoB合金，或者将包含一部分合金组分，例如Nd、Nd-Fe或Nd-Fe-Co等金属的含有R的原料压碎，将该压碎的原料与压碎的锌在含少量水的非活性有机溶剂中，优选在甲苯中，在含少量氧的惰性气体流中进行混合，按湿法将该混合物精细粉碎以获得平均粒度为1～100微米的精细粉碎颗粒。随后，必要的话向该溶剂中加入附加的金属粉末以补偿不足的组分，使之达到规定的组成，然后，必要的话进一步进行精细粉碎。将压碎的粉末放在非活性气体流中干燥并煅烧。将煅烧的粉末放在磁场中用普通的方式压实并烧结，就获得永久磁铁。锌在煅烧过程中不仅起着RFeB或RFeCoB化合物以及Nd氧化物颗粒的粒度控制剂作用，而且起到促使RFeB或RFeCoB化合物与Nd氧化物晶粒借取向生长而连接的表面活性剂作用。加入的锌在烧结期间挥发掉了，因此在该组合物中几乎不留什么残余。立方晶系Nd2O3(或NdO、NdO2)对四方晶系RFeB或RFeCoB的体积比规定为1～45％，优选规定为2～30％。下面，将结合实施例来具体说明本专利技术的构成及其效果，然而本专利技术绝不局限于该实施例。例如，不仅具有不同的R∶Fe∶B或R∶Fe∶Co∶B化学计量比的化合物，而且含有各种如日本专利公开平成7-78269的表1中所示添加剂的RFeB化合物也可以是本专利技术的基本组合物，只要这些化合物具有晶格常数a0为约8.8埃且c0为约12埃的四方结构即可。这是由于，立方Nd2O3的晶格常数a0为约4.4埃，正好是四方晶体RFeB或RFeCoB的晶格常数a0--约8.8埃--的一半，利用这一点就可实现取向生长连接。虽然可以用Pr作为RFeB或RFeCoB中的一部分R，然而R的主要部分则应为Nd，以便形成取向生长连接。Nd2O3是钕氧化物中最优选的，但是也允许有一部分是NdO及NdO2。通过控制氧化条件(控制用于本专利技术中的非活性有机溶剂中的含水量及非活性气体中的含氧量，以及温度)，可以使得到的主要是Nd2O3。实施例1100重量份基本组成为Nd2Fe14B的原料粉末，其中部分Fe被Co所取代，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永久磁铁组合物，它是含有如下组分的配合物：（１）一种结晶ＲＦｅＢ或ＲＦｅＣｏＢ体系化合物，具有四方晶体结构，其晶格常数ａ０为约８．８埃，ｃ０为约１２埃，其中Ｒ为至少一种稀土元素，与（２）一种立方晶体结构的结晶钕氧化物，其中这两种晶粒通过取向生长而彼此连接起来，致使ＲＦｅＢ或ＲＦｅＣｏＢ晶粒沿着ｃ０方向取向。

【技术特征摘要】
JP 1998-4-22 112126/981.一种永久磁铁组合物，它是含有如下组分的配合物(1)一种结晶RFeB或RFeCoB体系化合物，具有四方晶体结构，其晶格常数a0为约8.8埃，C0为约12埃，其中R为至少一种稀土元素，与(2)一种立方晶体结构的结晶钕氧化物，其中这两种晶粒通过取向生长而彼此连接起来，致使...

【专利技术属性】
技术研发人员：关根重信，佐藤广治，成田実，
申请(专利权)人：三荣化成株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]