DE102007046417A1

DE102007046417A1 - Behandlungsmittel zur Bildung einer Fluorid-Beschichtung und Verfahren zur Bildung einer Fluorid-Beschichtung

Info

Publication number: DE102007046417A1
Application number: DE102007046417A
Authority: DE
Inventors: Yuichi Satsu; Matahiro Komuro; Yoshii Tsukuba Morishita; Shigeaki Tsukuba Funyu; Mitsuo Tsukuba Katayose
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co ltd
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2027-09-29
Also published as: US20100297343A1; US7862654B2; CN101178964A; JP2008081380A; US7815726B2; US20080092994A1; CN101178964B; JP4508175B2; DE102007046417B4

Abstract

Eine fluoridhaltige Beschichtung, die unter Verwendung einer fluoridhaltigen Lösung gebildet wird, in der ein Seltenerdmetallfluorid oder ein Erdalkalimetallfluorid, insbesondere ein Fluorid von Pr, Nd, Dy, Tb oder Ho, in einem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, gequollen wird, wobei die Lösung eine kolloidale Lösung ist, in der das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in dem Lösungsmittel, das einen Alkohol in einem überwiegenden Anteil enthält, homogen dispergiert ist, verbessert die magnetischen Eigenschaften von NdFeB-Seltenerdmagneten, nicht nur von gesinterten Magneten, sondern auch von gebundenen Magneten.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Behandlungsmittel zur Bildung einer Fluorid-Beschichtung und ein Verfahren zur Bildung einer Fluorid-Beschichtung.
Beschreibung des Standes der Technik
Gesinterte NdFeB-Seltenerdmagnete weisen hervorragende magnetische Eigenschaften auf und werden daher als große Magnete beispielsweise für Kraftfahrzeugmotoren und Hochleistungsmagnete wie dünne Magnete beispielsweise für Spindelmotoren eingesetzt. Es ist zu erwarten, dass die NdFeB-Seltenerdmagnete in der Zukunft weitere Einsatzmöglichkeiten haben werden. Die Leistungsmerkmale von Magneten müssen jedoch noch weiter verbessert werden. Im Falle von Magneten beispielsweise für Kraftfahrzeugmotoren, die in der Umgebung von hohen Temperaturen verwendet werden und verlässlich sein müssen, ist nicht nur eine verbesserte Wärmebeständigkeit erforderlich, d. h. keine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen, sondern auch eine verbesserte Koerzitivkraft. Auf der anderen Seite besteht bei dünnen Magneten das Problem der Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften durch beschädigte Oberflächenschichten, die bei der Verarbeitung der Magnete zu dünnen Magneten auftreten. Je dünner ein Magnet ist, desto schlimmer ist die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften ( WO 2006/043348 ).
Ein Ansatz, dieses Problem zu lösen, bei dem die magnetischen Eigenschaften der beschädigten Schicht und die magnetischen Eigen schaften eines Magneten verbessert werden sollen, indem der magnetische Gegenstand einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, wird derzeit erörtert.
Außerdem wird von einer Methode zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von Seltenerdmagneten berichtet, bei der magnetische Partikel, die eine Vorform eines magnetischen Gegenstands sind, unter Verwendung einer Fluorverbindung einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden ( JP 2006-66870 A ).
Es hat sich herausgestellt, dass zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von gesinterten NdFeB-Seltenerdmagneten einen Oberflächenbehandlung unter Verwendung einer Dy-Verbindung und einer Tb-Verbindung, insbesondere eines Dy-Fluorids und eines Tb-Fluorids wirksam ist ( WO 2006/043348 ). Nach den in WO 2006/043348 beschriebenen herkömmlichen Verfahren bildet eine Fluorverbindung eine körnige Korngrenzenphase und ist nicht entlang der Korngrenze oder der Pulveroberfläche eines Magneten angeordnet. Um den Stoff zur Oberflächenbehandlung in den Magneten einzudiffundieren, um die magnetischen Eigenschaften des Magneten mit dem Oberflächenbehandlungsmittel zu verbessern, muss eine Magnetkomponente zum Teil verflüssigt werden, da der Magnet mit dem Oberflächenbehandlungsmittel punktuell in Kontakt kommt. Da die Dy-Verbindung und die Tb-Verbindung thermisch stabil sind, muss ein Magnet, der einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, ferner einer Wärmebehandlung (Absorption) bei 800°C oder darüber während einer Stunde oder mehr ausgesetzt werden, um die magnetischen Eigenschaften des Magneten zu verbessern. Um die magnetischen Eigenschaften von gesinterten NdFeB-Seltenerdmagneten zu verbessern, ist eine Alterungsbehandlung erforderlich, so dass zwei Wärmebehandlungen durchgeführt werden müssen. Die Diffusions tiefe einer Dy-Verbindung und einer Tb-Verbindung in Magneten bei der Absorptionsbehandlung ist auf einige Millimeter begrenzt. Es ist daher, abgesehen von dünnen Magneten, schwierig, die magnetischen Eigenschaften zu verbessern.
Auf der anderen Seite wird es als effektiv angesehen, die Absorptionsbehandlung wegzulassen oder eine Dy-Verbindung oder Tb-Verbindung bei magnetischen Partikeln zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von nichtdünnen, großen Magneten zu verwenden. Wenn der Unterschied zwischen dem mittleren Partikeldurchmesser der magnetischen Partikel und dem mittleren Partikeldurchmesser eines Dy-Fluorids oder Tb-Fluorids innerhalb von zwei Stellen liegt, sind in Bezug auf den Volumenanteil des Dy-Fluorids und des Tb-Fluorids, bezogen auf die magnetischen Partikel, die zusätzlichen Mengen von Dy-Fluorid und Tb-Fluorid nicht mehr zu vernachlässigen. Dy-Fluorid und Tb-Fluorid sind nichtmagnetisch. Durch die Zugabe von großen Mengen von Dy-Fluorid und Tb-Fluorid bei der Oberflächenbehandlung von magnetischen Partikeln wird daher die Koerzitivkraft des behandelnden Magneten erhöht, aber die magnetische Flussdichte eher erniedrigt, wodurch keine Verbesserung der magnetischen Eigenschaften erzielt wird.
Zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von NdFeB-Seltenerdmagneten, einschließlich gesinterten Magneten, jedoch auch von gebundenen Magneten, haben die Erfinder Untersuchungen durchgeführt und festgestellt, dass es günstig ist, Schichten, die ein Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid und insbesondere ein Fluorid von Pr, Nd, Dy, Tb oder Ho erhalten, mit den geeigneten Schichtdicken auf den Oberflächen von magnetischen Partikeln oder der Oberfläche eines dünnen Magneten aufzubringen.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Behandlungsmittel zur Bildung einer Fluoridbeschichtung, das ein Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid und insbesondere ein Fluorid von Pr, Nd, Dy, Tb oder Ho umfasst und das die magnetischen Eigenschaften von NdFeB-Seltenerdmagneten, und zwar nicht nur von gesinterten Magneten, sondern auch von gebundenen Magneten, verbessert; und ein Verfahren zur Herstellung des Behandlungsmittels zur Bildung einer Fluoridbeschichtung anzugeben.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist: ein Behandlungsmittel zur Bildung einer Fluoridbeschichtung, wobei ein Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem Lösungsmittel gequollen wird, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, so dass eine kolloidale Lösung gebildet wird, das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid ist in dem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, dispergiert, es handelt sich bei dem Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid nicht um ein Pulver und das Behandlungsmittel weist daher eine hohe Transparenz auf, wobei das Behandlungsmittel, das das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem kolloidalen Zustand enthält, bei einer Wellenlänge von 700 nm und einer optischen Weglänge von 1 cm in einer Konzentration von 1 g/dm³ eine Durchlässigkeit von nicht weniger als 50% aufweist. Noch bevorzugter ist, wenn das Behandlungsmittel, das das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem kolloidalen Zustand enthält, unter den gleichen Bedingungen in einer Konzentration von 2 g/dm³ eine Durchlässigkeit von nicht weniger als 50% aufweist.
Das Behandlungsmittel zur Bildung einer Fluoridbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist transparent, d. h. das Behandlungsmittel umfasst kaum Partikel mit einer Größe von 1 μm oder darüber. Das Behandlungsmittel weist auf den Oberflächen der Magnete ein extrem hohes Benetzungsvermögen auf, weil ein Lösungsmittel, das einen Alkohol umfasst, verwendet wird. Das Behandlungsmittel durchdringt daher Vertiefungen und Vorsprünge mit Größen von nicht mehr als 1 μm, die bei der Verarbeitung des Magneten an der Oberfläche des Magneten gebildet wurden, leicht. Es ist möglich, die Vertiefungen und Vorsprünge mit dem Behandlungsmittel durch Imprägnieren aufzufüllen.
Eine Fluoridbeschichtung, die an der Oberfläche eines Magneten mit einem erfindungsgemäßen Behandlungsmittel zur Bildung einer Fluoridbeschichtung gebildet wird, wird durch eine Sol-Gel-Reaktion eines Seltenerdmetallfluorid-Kolloids oder Erdalkalimetallfluorid-Kolloids gebildet. Die Beschichtung ist daher weitgehend amorph und im Vergleich mit Kristallen chemisch nicht stabil. Die Oberfläche des Magneten kommt außerdem in einer Ebene mit der Fluoridbeschichtung in Kontakt. Die Diffusion eines Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids in den Magneten findet daher bei 500°C oder darüber statt. Es ist also nicht erforderlich, eine Wärmebehandlung bei Temperaturen von höher als 900°C durchzuführen. Dies ist das zweite Merkmal der vorliegenden Erfindung.
Ein drittes Merkmal besteht darin, dass die Dicke der Fluoridbeschichtung leicht eingestellt werden kann, da die Oberflächenbehandlung unter Verwendung des Behandlungsmittels, das eine kolloidale Lösung und kein Pulver enthält, durchgeführt wird, um die magnetischen Eigenschaften von Magneten zu verbessern.
Die Dicke einer Fluoridbeschichtung kann in der Größenordnung von Nanometern eingestellt werden, indem die Konzentration der kolloidalen Lösung und die Menge des Behandlungsmittels eingestellt wird. Selbst wenn Fluoridbeschichtungen an den Oberflächen von Magnetpartikeln für einen Magneten gebildet und der Magnet dann unter Verwendung der Magnetpartikel, an deren Oberflächen die Fluoridbeschichtung gebildet wurde, hergestellt wird, tritt daher das Problem des Absinkens der magnetischen Flussdichte in dem Magneten, der das Endprodukt darstellt, nicht auf, da die Schichtdicke mindestens zwei Stellen kleiner ist als der mittlere Partikeldurchmesser der Magnetpartikel. Dies ist das vierte Merkmal der vorliegenden Erfindung.
Herkömmliche Verfahren nehmen die Erfindung, nämlich das Vorsehen von Schichten mit einem Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid auf den Oberflächen von Magneten oder Magnetpartikeln unter Verwendung einer kolloidalen Lösung zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von Magneten nicht vorweg.
Die weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in dem folgenden Abschnitt angegeben, in dem die Erfindung detailliert beschrieben wird.
Mit dem Behandlungsmittel zur Bildung einer Fluoridbeschichtung und dem Behandlungsverfahren mit einer Fluoridbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Schichten, die ein Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid enthalten, mit geeigneter Schichtdicke auf den Oberflächen von Magneten oder Magnetpartikeln zu bilden. Dadurch, dass die Magnete oder Magnetpartikel, an deren Oberfläche die Fluoridbeschichtungen gebildet wurden, einer Behandlung bei Temperaturen von 500 bis 900°C unterzogen werden, können die magnetischen Eigenschaften der Magnete oder Magnetpartikel verbessert werden.
Weitere Gegenstände, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen hervor.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Durch die vorliegende Erfindung kann die Koerzitivkraft und die Rechteckigkeit einer B-H-Schleife im zweiten Quadranten von R-Fe-B-Magneten verbessert werden, wobei R ein Seltenerdmetall bedeutet, wodurch das Energieprodukt verbessert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner auf der Oberfläche eines Magneten eine Beschichtung mit hoher Wärmebeständigkeit gebildet, wodurch die Wärmebeständigkeit des Magneten verbessert wird. Bei einem Seltenerdmagneten, der unter Verwendung eines Magnetpulvers für Seltenerdmagnete, das den erfindungsgemäßen Beschichtungsfilm aufweist, hergestellt wurde, kann daher die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften reduziert werden, selbst wenn er veränderlichen Magnetfeldern wie magnetischen Wechselfeldern in einer Umgebung mit einer Temperatur von 100°C oder darüber ausgesetzt ist. Die Magnete können daher in Rotationsmaschinen wie Motoren mit Oberflächenmagneten und Motoren mit eingebetteten Magneten verwendet werden.
Zur Lösung der oben angegebenen Aufgaben muss eine Beschichtung, die ein Metallfluorid enthält, auf der Oberfläche eines Magneten oder den Oberflächen von Magnetpartikeln kontinuierlich gebildet werden, wobei gleichzeitig die magnetischen Eigenschaften erhalten bleiben müssen. NdFeB-Magneten enthalten im Phasendiagramm Nd₂Fe₁₄B als Hauptphase und außerdem eine Nd-Phase und eine Nd_1,1Fe₄B₄-Phase. Wenn die Zusammensetzung von NdFeB geeignet eingestellt ist und das resultierende NdFeB erwärmt wird, bildet sich eine Nd-Phase oder NdFe-Legierungsphase an den Korngrenzen. Diese Phasen mit hohem Nd-Anteil können oxidiert werden, wodurch teilweise eine Oxidschicht entsteht. Die fluoridhaltige Schicht ist außerhalb der Ausgangsphase angeordnet, d. h. der Nd-Phase, NdFe-Legierungsphase oder Nd-Oxidschicht. Die Beschichtung, die ein Fluorid enthält, umfasst eine Phase, die mindestens ein Erdalkalimetall oder Seltenerdmetall in Kombination mit Fluor enthält. Die Fluor enthaltende Schicht ist in Kontakt mit Nd₂Fe₁₄B, der Nd-Phase, der NdFe-Phase oder der Nd-Oxidschicht angeordnet. Die Nd-Phase oder NdFe-Phase weist einen niedrigeren Schmelzpunkt auf, ist unter Wärmeeinwirkung eher zur Diffusion befähigt und ändert die Struktur leichter als Nd₂Fe₁₄B. Die ein Fluorid eines Erdalkalimetalls oder Seltenerdmetalls enthaltende Schicht sollte im Wesentlichen eine mittlere Schichtdicke haben, die dicker ist als die Nd-Phase, NdFe-Phase oder Nd-Oxidschicht. Aufgrund dieser Dicke kann ein Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in die Magneten diffundieren, wodurch die magnetischen Eigenschaften der Magnete durch das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid verbessert und so gute magnetische Eigenschaften der Magnete erzielt werden.
Im Folgenden werden Materialien, auf die die vorliegende Erfindung angewandt werden kann, beschrieben. Die fluoridhaltige Beschichtung kann alle Fluoride, einschließlich CaF₂, MgFe₂, SrF₂, LaF₃, CeF₃, PrF₃, NdF₃, SmF₃ EuF₃, GdF₃, TbF₃, DyF₃, HoF₃, ErF₃, TmF₃, YbF₃ und LuF₃; amorphe Substanzen, die die Zusammensetzung dieser Fluoride aufweisen; Fluoride, die zwei oder mehr solcher Elemente, die diese Fluoride aufbauen, enthalten; komplexe Fluoride, wobei Sauerstoff oder Stickstoff oder Kohlenstoff oder dergleichen mit die sen Fluoriden vermischt ist; Fluoride, die mit einem konstitutionellen Element einschließlich Verunreinigungen vermischt sind, die in der Hauptphase dieser Fluoride vorhanden sind; und Fluoride umfassen, die einen Fluorgehalt aufweisen, der kleiner ist als bei den oben angegebenen Fluoriden. Der Beschichtungsfilm enthält insbesondere vorteilhaft Fluoride von Pr, Nd, Dy, Tb oder Ho.
Die fluoridhaltige Beschichtung kann in effektiver Weise gleichförmig gebildet werden, in dem eine Lösung auf die Oberfläche von ferromagnetischen Partikeln aufgebracht wird. Es ist insbesondere sehr schwierig, auf der Oberfläche von Magnetpartikeln eine Beschichtung mit gleichförmiger Dicke nach einem Verfahren zu bilden, das von der Anwendung einer Lösung verschieden ist. Solche Magnetpartikel für Seltenerdmagnete sind sehr anfällig für Korrosion, und das Metallfluorid kann durch Sputtern oder Aufdampfen gebildet werden. Die Bildung einer Metallfluoridschicht mit gleichförmiger Dicke erfordert jedoch nach diesen Verfahren mehr Zeit und Arbeitsaufwand und somit höhere Kosten. Auf der anderen Seite ist die Nassbeschichtung unter Verwendung einer wässrigen Lösung ungünstig, da die Magnetpartikel für Seltenerdmetalle leicht Seltenerdmetalloxide bilden. Die Erfinder haben festgestellt, dass durch Anwendung einer Lösung, die in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, eine Metallfluoridschicht gebildet und gleichzeitig die Korrosion der Magnetpartikel für Seltenerdmetalle verhindert werden kann, da ein Alkohol ein hohes Benetzungsvermögen für Magnetpartikel für Seltenerdmagnete aufweist und ionische Verbindungen so weit wie möglich entfernen kann.
In Bezug auf die Form der Seltenerdmetallfluoride oder Erdalkalimetallfluoride ist unter Berücksichtigung der Aufgabe, sie auf Seltenerdmagnete oder Magnetpartikel aufzubringen, ein Zustand ungüns tig, in dem feste Partikel des Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids suspendiert sind. Der Grund hierfür ist, dass das Aufbringen eines Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids im Zustand von festen Partikeln auf Seltenerdmagnete oder Magnetpartikel nicht zur Bildung von Beschichtungsfilmen des Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids führt. Die Erfinder haben ihr Augenmerk auf eine Sol-Gel-Reaktion gerichtet, die auftritt, wenn Flusssäure zu einer wässrigen Lösung gegeben wird, die Seltenerdmetallionen oder Erdalkalimetallionen enthält, und sie haben herausgefunden, dass solche ionischen Komponenten entfernt werden können, wenn Wasser als Lösungsmittel durch einen Alkohol ersetzt wird. Die Erfinder haben außerdem festgestellt, dass ein Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid im Gelzustand zu einer fast vollständig transparenten kolloidalen Lösung verarbeitet werden kann, indem gleichzeitig eine Ultraschallbehandlung durchgeführt wird, und das resultierende Behandlungsmittel optimal ist, um einen gleichförmigen Film des Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids an Seltenerdmagneten oder Magnetpartikeln zu bilden.
Zur Herstellung einer nahezu transparenten kolloidalen Lösung eines Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids kann ein Seltenerdmetallsalz oder Erdalkalimetallsalz mit hoher Wasserlöslichkeit als Material leicht verarbeitet werden. Bezüglich der Salzkonzentrationen in einer wässrigen Lösung unmittelbar vor der Herstellung des Fluorids werden 90% der Solubilität des Salzes oder darunter und nicht weniger als 10 g/dm³ bevorzugt. Der Grund hierfür ist, dass durch die Verwendung einer wässrigen Lösung mit einer Konzentration nicht unter 90% der Solubilität des Salzes, ein Oxid oder Hydroxid eines Seltenerdmetalls oder Erdalkalimetalls als Nebenprodukt gebildet wird, wenn Flusssäure zugegeben wird. Die Verwendung einer wässrigen Lösung mit einer Konzentration unter 10 g/dm³ be dingt außerdem einen Schritt der Aufkonzentrierung, da die Konzentration des Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids gering ist. Die Konzentration der Flusssäure, die zur Bildung des Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids zugegeben wird, beträgt vorzugsweise nicht mehr als 10% und nicht weniger als 0,5%. Wenn die Konzentration der Flusssäure 10% oder darüber ist, wird das resultierende Gel des Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids nicht gleichförmig und es kann schwierig werden, eine transparente kolloidale Lösung zu bilden, selbst wenn eine Ultraschallbehandlung durchgeführt wird. Wenn andererseits die Konzentration der Flusssäure 0,5% oder darunter ist, weist die Lösung eine niedrige Konzentration des Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids auf und ein zusätzlicher Schritt der Aufkonzentrierung ist nötig. Die Menge an Flusssäure, die zu dem Seltenerdmetall oder Erdalkalimetall zugegeben wird, beträgt vorzugsweise 60 bis 150% des Reaktionsäquivalents, vorzugsweise 80 bis 120% und noch bevorzugter 90 bis 110%. Der Grund hierfür ist, dass das Auswaschen von Fluoridionen wie nachstehend beschrieben schwierig ist, wenn die zu dem Seltenerdmetall oder Erdalkalimetall zugefügte Flusssäuremenge mehr als 100% beträgt. Wenn die zu dem Seltenerdmetall oder Erdalkalimetall gegebene Flusssäuremenge dagegen unter 100% liegt, werden nicht 100% Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid gebildet, sondern eine sauerstoffhaltige Verbindung. Durch die Verwendung eines Behandlungsmittels einer nahezu transparenten kolloidalen Lösung eines Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids, das die sauerstoffhaltige Verbindung enthält, zur Bildung einer Beschichtung an der Oberfläche von Magneten oder Magnetpartikeln ergibt sich die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der Magnete oder Magnetpartikel, wenn sie einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Nachdem die Flusssäure zu dem Erdalkalimetall oder Seltenerdmetall gegeben wurde, müssen die Anionen und Fluoridionen in dem Seltenerdmetallsalz oder Erdalkalimetallsalz durch Waschen mit einem Alkohol entfernt werden. Der Grund hierfür ist, dass die Gegenwart der Ionen in dem Behandlungsmittel dazu führt, dass die Oberflächen der Magnete oder Magnetpartikel während der Bildung einer Beschichtung auf den Oberflächen der Magnete oder Magnetpartikel korrodiert werden können.
Bevorzugte Lösungsmittel zur Bildung einer nahezu transparenten kolloidalen Lösung eines Erdalkalimetallfluorids oder Seltenerdmetallfluorids sind Alkohole oder wasserlösliche Lösungsmittel mit einer Ketogruppe, die höchstens 5 Kohlenstoffatome aufweisen und Siedepunkte von etwa 100°C oder darunter aufweisen. Spezielle Beispiele für Lösungsmittel zur Bildung einer nahezu transparenten kolloidalen Lösung eines Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids sind Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylpropylalkohol, Isobutylalkohol, Aceton, 2-Butanon, 2-Pentanon und 3-Pentanon. Die Lösungsmittel umfassen vorzugsweise Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, Aceton und 2-Butanon. Die Lösungsmittel können für die Bildung einer nahezu transparenten kolloidalen Lösung eines Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids in Kombination verwendet werden.
Eine Beschichtung, die ein Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid enthält, kann sowohl vor als auch nach der Wärmebehandlung zur Erzielung einer hohen Koerzitivkraft gebildet werden. Nachdem die Oberflächen der Seltenerdmagnete oder Magnetpartikel mit den fluoridhaltigen Beschichtung versehen wurden, werden die Magnetpartikel, wenn die Magnetpartikel für anisotrope Seltenerdmagnete bestimmt sind, im Magnetfeld ausgerichtet, erwärmt und geformt, um Magnete zu bilden. Isotrope Magnete können hergestellt werden, ohne dass Magnetfelder zur Vermittlung der Anisotropie angewandt werden.
Alternativ hierzu können gebundene Magnete hergestellt werden, indem die Magnetpartikel für Seltenerdmagnete, die mit der fluoridhaltigen Beschichtung bedeckt sind, auf Temperaturen von 1200°C oder darunter erwärmt werden, um die hohe Koerzitivkraft zu vermitteln, und die Partikel mit organischen Stoffen vermischt werden, um einen Verbundwerkstoff zu bilden. Ferromagnetische Materialien, die Seltenerdelemente enthalten, können Pulver sein, die Nd₂Fe₁₄B, (Nd, Dy)₂Fe₁₄B, Nd₂(Fe, Co)₁₄B und (Nd, Dy)₂(Fe, Co)₁₄B; und diese NdFeB-Substanzen ferner in Kombination mit Ga, Mo, V, Cu, Zr, Tb und/oder Pr enthalten. Das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in dem Behandlungsmittel zur Bildung einer Beschichtung wird in einem Lösungsmittel gequollen, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält. Der Grund hierfür ist, dass die Erfinder festgestellt haben, dass ein Gel des Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids eine flexible gelatinöse Struktur hat und das Gel in einfacher Weise durch Ultraschallbehandlung in den kolloidalen Zustand übergeführt werden kann und Alkohole für Magnetpartikel für Seltenerdmagnete ein hohes Benetzungsvermögen aufweisen. Das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid im kolloidalen Zustand weist einen mittleren Partikeldurchmesser im Submikrometerbereich auf, wodurch die Beschichtungen, die auf den Oberflächen der Seltenerdmetalle oder Magnetpartikel gebildet wurden, eher eine gleichförmige Schichtdicke besitzen.
Durch die Verwendung eines Lösungsmittels, das einen Alkohol in einem überwiegenden Anteil enthält, kann außerdem die Oxidation der Seltenerdmagnete oder Magnetpartikel, die sehr anfällig für Oxidation sind, verhindert werden.
Die Konzentration des Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids variiert in Abhängigkeit von der Schichtdicke, die auf den Oberflächen der Magnetpartikel für Seltenerdmagnete gebildet werden soll. Die Konzentration hat jedoch eine Obergrenze, die so ist, dass das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, gequollen wird, das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid im kolloidalen Zustand einen mittleren Partikeldurchmesser im Submikrometerbereich oder darunter aufweist und in dem Lösungsmittel dispergiert wird. Die Obergrenze der Konzentration wird nachfolgend beschrieben, wobei ein kolloidales Behandlungsmittel, in dem das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid gequollen und in einem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, dispergiert ist, vorzugsweise eine Konzentration von 300 g/dm³ bis 1 g/dm³ aufweist.
Wenn das Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung eine Konzentration nicht unter 200 g/dm³ aufweist, geliert das Behandlungsmittel, wenn es einen Tag bei Raumtemperatur stehen gelassen wird. Die Gelatinisierungskonzentration des Behandlungsmittels zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung variiert in Abhängigkeit von der Art des Fluorids. Dieses Phänomen tritt nicht auf, wenn ein Pulver eines Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids in einer Lösung suspendiert wird. Die Erfinder haben festgestellt, dass das Phänomen auftritt, wenn das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in dem Lösungsmittel, wie in der vorliegenden Erfindung offenbart ist, gequollen wird. Das Behandlungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung ist daher bezüglich der Homogenität und Stabilität des Mittels hervorragend, wodurch es sich von der Suspension unterscheidet. Außerdem enthält das Behandlungsmittel sehr kleine Mengen an ionischen Komponenten, daher verursacht das Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung in den Magnetpartikeln für Seltenerdmagnete, die anfällig für Korrosion sind, keine Korrosion. Auf der anderen Seite ist die Konzentration des Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids bei der Bildung der Beschichtung auf der Oberfläche eines Magneten vorzugsweise hoch. Ein geliertes Behandlungsmittel zur Bildung einer Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung kann durch Dispergieren mit Ultraschall in eine kolloidale Lösung überführt werden, wenn die Konzentration nicht mehr als 300 g/dm³ beträgt. Das Behandlungsmittel mit einer Konzentration von höchstens 300 g/dm³ ist daher als Behandlungsmittel verwendbar. Ein Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung mit einer Konzentration von nicht unter 300 g/dm³ ist jedoch schwierig als Behandlungsmittel für Oberflächenbehandlungen zu verwenden, da ein solches Behandlungsmittel eine hohe Viskosität aufweist, auch wenn es mit Ultraschall dispergiert wurde. Dies ist einer der wenigen Nachteile, die das erfindungsgemäße Behandlungsmittel aufweist.
Wenn eine Beschichtung auf einem magnetischen Gegenstand gebildet wird, ist die Obergrenze der Dicke der Beschichtung 5% oder darunter und vorzugsweise 2% oder darunter, bezogen auf die Dicke des magnetischen Gegenstands, da der Anteil der metallischen Elemente in der Beschichtung die Magneteigenschaften der magnetischen Gegenstände beeinflusst. Auf der anderen Seite ist als Untergrenze der Dicke der Beschichtung mindestens 1 nm oder darüber nötig, vorzugsweise 10 nm oder darüber, um eine beschädigte Schicht an der Oberfläche des magnetischen Gegenstands zu verbessern.
Wenn eine Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung an der Oberfläche von Magnetpartikeln für Seltenerdmagnete gebildet wird, hängt die zugegebene Menge des Behandlungsmittels zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung von dem mittleren Partikeldurchmesser der Magnetpartikel für Seltenerdmagnete ab. Wenn die Magnetpartikel für Seltenerdmagnete einen mittleren Partikeldurchmesser von 0,1 bis 500 μm aufweisen, beträgt der Mengenanteil des Behandlungsmittels vorzugsweise 300 ml bis 10 ml pro kg der Magnetpartikel für Seltenerdmagnete. Der Grund dafür ist, dass es bei Verwendung einer großen Menge des Behandlungsmittels lange dauert, um das Lösungsmittel zu entfernen; außerdem sind die Magnetpartikel aufgrund des Wassers oder dergleichen, die in der Lösung in kleinen Mengen enthalten sind, eher anfällig für Korrosion. Wenn die Menge jedoch übermäßig klein ist, werden die Magnetpartikel für Seltenerdmetalle an ihrer Oberfläche durch das Behandlungsmittel jedoch nur partiell benetzt.
Wie für die Seltenerdmagnete können beliebige Seltenerdmetallhaltige Materialien wie Nd-Fe-B-Materialien verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf verschiedene Beispiele im Folgenden näher erläutert.
Beispiel 1
Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung werden folgen dermaßen hergestellt. Als Beispiel wird die Herstellung eines Behandlungsmittels mit DyF₃ beschrieben.
4 g Dy-Acetat oder Dy-Nitrat werden in 100 ml Wasser gelöst. Danach werden 90% der zur Bildung von DyF₃ erforderlichen Menge Flusssäure auf 1% verdünnt und allmählich unter Rühren zugegeben, um geliertes DyF₃ zu bilden. Der Überstand wird durch Zentrifugieren entfernt. Ein Arbeitsgang, bei dem Methanol in der gleichen Menge wie das verbleibende Gel zugegeben, gerührt und zentrifugiert wird, wird 3 bis 10 Mal wiederholt, um die Anionen zu entfernen. Dadurch wird eine nahezu transparente kolloidale Methanollösung von DyF₃ hergestellt (Konzentration: DyF₃/Methanol = 1 g/5 ml).

In der Tabelle 1 ist die Durchlässigkeit weiterer Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung bei einer Wellenlänge von 700 nm und optischen Weglänge von 1 cm angegeben. [Tabelle 1] Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung

Komponente	Lösungsmittel	Durchlässigkeit (Konzentration des Metallfluorids: 1 g/dm³)
MgF₂	Methylalkohol	99%
CaF₂	Methylalkohol	97%
LaF₃	Methylalkohol	99%
LaF₃	Ethylalkohol	90%
LaF₃	n-Propylalkohol	70%
LaF₃	Isopropylalkohol	50%
CeF₃	Methylalkohol	80%
PrF₃	Methylalkohol	98%
NdF₃	Methylalkohol	97%
SmF₃	Methylalkohol	70%
EuF₃	Methylalkohol	80%
GdF₃	Methylalkohol	90%
TbF₃	Methylalkohol	97%
DyF₃	Methylalkohol	95%
HoF₃	Methylalkohol	80%
ErF₃	Methylalkohol	90%
TmF₃	Methylalkohol	95%
YbF₃	Methylalkohol	80%
LuF₃	Methylalkohol	70%

Als Nächstes werden als Magnetpartikel für Seltenerdmagnete Partikel einer NdFeB-Legierung verwendet. Die Magnetpartikel weisen einen mittleren Partikeldurchmesser von 200 μm auf und sind magnetisch anisotrop. Die Verfahrensschritte zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung auf den Magnetpartikeln für Seltenerdmagnete werden folgendermaßen durchgeführt.
Für die Verfahrensschritte zur Bildung einer TbF₃-Beschichtung: nahezu transparente kolloidale Lösung mit einer TbF₃-Konzentration von 0,5 g/10 ml.

(1) Zu 100 g Magnetpartikeln für Seltenerdmagnete mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 200 μm werden 20 ml des Behandlungsmittels zur Bildung einer TbF₃-Beschichtung gegeben, und man vermischt, bis die gesamten Magnetpartikel für Seltenerdmagnete benetzt sind.
(2) Das Lösungsmittel Methanol wird bei vermindertem Druck von 2 bis 5 Torr von den Magnetpartikeln für Seltenerdmagnete, auf denen die TbF₃-Beschichtungen in dem Verfahrensschritt (1) gebildet wurden, entfernt.
(3) Die Magnetpartikel für Seltenerdmagnete, von denen das Lösungsmittel in dem Verfahrensschritt (2) entfernt wurde, werden in ein Quarzschiffchen gegeben und bei einem verminderten Druck von 1 × 10^–5 Torr bei 200°C dreißig Minuten lang und bei 350°C dreißig Minuten lang wärmebehandelt.
(4) Die in dem Verfahrensschritt (3) wärmebehandelten Magnetpartikel werden in ein Macor-Gefäß (von Riken Denshi Co., Ltd. hergestellt) mit Deckel gegeben und bei einem verminderten Druck von 1 × 10^–5 Torr dreißig Minuten bei 700°C wärmebehandelt.
(5) Die magnetischen Eigenschaften der Magnetpartikel für Seltenerdmagnete werden nach der Wärmebehandlung in dem Verfahrensschritt (4) ermittelt.
(6) Die Magnetpartikel für Seltenerdmagnete werden nach der Wärmebehandlung in Verfahrensschritt (4) in eine Form gegeben, unter einer Inertgasatmosphäre in einem Magnetfeld von 10 kOe ausgerichtet und erwärmt, gepresst und dann bei einer Temperatur von 700°C und einem Formgebungspressdruck von 5 t/cm² geformt, wodurch ein anisotroper Magnet von 7 mm × 7 mm × 5 mm gebildet wird.
(7) Ein gepulstes Magnetfeld von 30 kOe oder darüber wird an den in dem Verfahrensschritt (6) hergestellten anisotropen Magneten in der anisotropen Richtung angelegt. Die magnetischen Eigenschaften des resultierenden Magneten werden ermittelt.

Magnete wurden nach den Verfahrensschritten (1) bis (7) hergestellt, wobei weitere Seltenerdmetallfluorid-Beschichtungen oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtungen gebildet wurden. Die magnetischen Eigenschaften der Magnete wurden bestimmt. Die Resultate sind in der Tabelle 2 zusammengefasst.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Magnetpartikel, auf denen verschiedene Seltenerdmetallfluorid-Beschichtungen oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtungen gebildet wurden, und die aus den Magnetpartikeln hergestellten anisotropen Seltenerdmagnete noch bessere magnetische Eigenschaften und einen höheren Widerstand aufweisen als die Magnetpartikel ohne die Beschichtungen und die anisotropen Seltenerdmagnete, die aus diesen Magnetpartikeln hergestellt wurden. Insbesondere haben die Magnetpartikel mit einer TbF₃-Beschichtung und einer DyF₃-Beschichtung und die anisotropen Seltenerdmagnete, die aus diesen Magnetpartikeln hergestellt wurden, deutlich bessere magnetische Eigenschaften.
Beispiel 2
Als Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung wurden die in Beispiel 1 hergestellten Mittel verwendet. In diesem Beispiel wird ein Sinterkörper mit Nd₂Fe₁₄B in der Hauptphase nach Polieren verwendet.
Die Verfahren zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung an der Oberfläche des magnetischen Sinterkörpers wurden folgendermaßen durchgeführt.
Für die Verfahrensschritte zur Bildung einer DyF₃-Beschichtung: nahezu transparente kolloidale Lösung mit einer DyF₃-Konzentration von 1 g/10 ml.

(1) Ein magnetischer Sinterkörper mit einer Größe von 6 mm × 6 mm × 5 mm wird in eine nahezu transparente kolloidale Lösung mit einer DyF₃-Konzentration von 1 g/10 ml getaucht, un mittelbar nachdem sie einer Ultraschallbehandlung unterzogen wurde.
(2) Das Lösungsmittel Methanol wird bei einem verminderten Druck von 2 bis Torr von dem magnetischen Sinterkörper entfernt, auf dessen Oberfläche das DyF₃-Behandlungsmittel in dem Verfahrensschritt (1) aufgebracht wurde.
(3) Die Verfahrensschritte (1) und (2) werden erforderlichenfalls 1 bis 10 Mal wiederholt.
(4) Der magnetische Sinterkörper, von dem das Lösungsmittel in dem Verfahrensschritt (3) entfernt wurde, wird in ein Quarzschiffchen gegeben und bei einem verminderten Druck von 1 × 10^–5 Torr bei 200°C dreißig Minuten lang und bei 400°C dreißig Minuten lang wärmebehandelt.
(5) Der in dem Verfahrensschritt (4) wärmebehandelte magnetische Sinterkörper wird in ein Macor-Gefäß mit Deckel (von Riken Denshi Co., Ltd. hergestellt) gegeben und bei einem verminderten Druck von 1 x 10^–5 Torr wärmebehandelt, wobei beliebige der folgenden Bedingungen kombiniert werden: 600°C, 700°C, 800°C und 900°C für 1 Stunde, 2 Stunden und 3 Stunden.
(6) Ein gepulstes Magnetfeld von 30 kOe oder darüber wird an den magnetischen Sinterkörper angelegt, der in dem Verfahrensschritt (5) hergestellt wurde. Es werden die magnetischen Eigenschaften des resultierenden Magneten ermittelt.

Nach den Verfahrensschritten (1) bis (6) hergestellte Magnete, bei denen weitere Seltenerdmetallfluorid-Beschichtungen oder Erdalkalime tallfluorid-Beschichtungen verwendet wurden, wurden hergestellt. Die magnetischen Eigenschaften der Magnete wurden ermittelt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 zusammengefasst.
Diese Ergebnisse zeigen, dass die gesinterten Magnete, auf denen verschiedene Seltenerdmetallfluorid-Beschichtungen oder Erdalkalimetall-Beschichtungen gebildet wurden, im Vergleich mit einem gesinterten Magneten ohne Beschichtung bessere magnetische Eigenschaften haben. Ferner haben andere gesinterte Magnete, auf denen Seltenerdmetallfluorid-Beschichtungen oder Erdalkalimetall-Beschichtungen gebildet wurden, größere maximale Energieprodukte bei den magnetischen Eigenschaften als der gesinterte Magnet ohne die Beschichtungen.
Beispiel 3
Als Behandlungsmittel zur Bildung von Seltenerdmetallfluorid-Beschichtungen oder Erdalkalimetall-Beschichtungen wurden die in Beispiel 1 hergestellten Mittel verwendet. In diesem Beispiel wurden die Magnetpartikel für Seltenerdmagnete durch Quenching von Ausgangslegierungen mit angepassten Zusammensetzungen hergestellt, so dass amorphe NdFeB-Bänder gebildet werden, und die amorphen Bänder wurden pulverisiert. Insbesondere wurden die Ausgangslegierungen auf einer rotierenden Walze wie einer Einzelwalze oder Doppelwalze geschmolzen und durch Sprühen eines Inertgases wie Argon abgeschreckt. Die Atmosphäre kann eine Inertgasatmosphäre, eine reduzierende Atmosphäre oder Vakuum sein. Die resultierenden abgeschreckten Bänder sind amorph oder Gemische einer amorphen und einer kristallinen Substanz. Die Bänder werden pulverisiert und so klassiert, dass ihr mittlerer Partikeldurchmesser 300 μm ist. Die Magnetpartikel, die amorphe Substanzen umfassen, werden durch Erhitzen kristallin, wobei dabei isotrope Magnetpartikel mit einer Nd₂Fe₁₄B-Phase als Hauptphase gebildet werden.
Die Verfahrensschritte zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung werden folgendermaßen durchgeführt.
Für die Verfahrensschritte zur Bildung einer PrF₃-Beschichtung: nahezu transparente kolloidale Lösung mit einer PrF₃-Konzentration von 0,5 g/10 ml

(1) Zu 100 g der Magnetpartikel für Seltenerdmagnete mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 300 μm werden 30 ml Behandlungsmittel zur Bildung einer PrF₃-Beschichtung gegeben und man vermischt, bis die gesamten Magnetpartikel für Seltenerdmagnete benetzt sind.
(2) Das Lösungsmittel Methanol wird bei einem verminderten Druck von 2 bis 5 Torr von den Magnetpartikeln für Seltenerdmagnete entfernt, auf die in dem Verfahrensschritt (1) PrF₃-Beschichtungsfilme gebildet wurden.
(3) Die Magnetpartikel für Seltenerdmagnete, von denen das Lösungsmittel in Verfahrensschritt (2) entfernt wurde, werden in ein Quarzschiffchen gegeben und bei einem verminderten Druck von 1 × 10^–5 Torr bei 200°C dreißig Minuten und bei 400°C dreißig Minuten wärmebehandelt.
(4) Die in Verfahrensschritt (3) wärmebehandelten Magnetpartikel werden in ein Macor-Gefäß (von Riken Denshi Co. hergestellt) mit Deckel gegeben und bei 700°C bei einem verminderten Druck von 1 × 10^–5 Torr dreißig Minuten wärmebehandelt.
(5) Die magnetischen Eigenschaften der Magnetpartikel für Seltenerdmagnete, die in Verfahrensschritt (4) wärmebehandelt wurden, werden ermittelt.
(6) Die in Verfahrensschritt (4) wärmebehandelten Magnetpartikel werden mit 10 Vol.-% eines festen Epoxyharzes (EPX 6136 von Somar Corporation) mit einer Größe von 100 μm oder darunter unter Verwendung eines V-Mixers vermischt.
(7) Der Verbundwerkstoff aus Magnetpartikeln für Seltenerdmagnete und Harz, der in Verfahrensschritt (6) hergestellt wurde, wird in eine Form gegeben, in einer Inertgasatmosphäre in einem Magnetfeld von 10 kOe ausgerichtet und erwärmt, gepresst und dann bei einer Temperatur von 70°C und einem Formgebungspressdruck von 5 t/cm² geformt, wodurch ein gebundener Magnet von 7 mm × 7 mm × 5 mm gebildet wird.
(8) Das Harz in dem in Verfahrensschritt (7) hergestellten Verbundmagneten wird bei 170°C unter Stickstoff eine Stunde ausgehärtet.
(9) Ein gepulstes Magnetfeld von 30 kOe oder darüber wird auf den in Verfahrensschritt (8) hergestellten Verbundmagneten angewandt. Die magnetischen Eigenschaften des resultierenden Magneten werden ermittelt.

Gemäß den Verfahrensschritten (1) bis (9) werden Magnete hergestellt, bei denen weitere Beschichtungsfilme gebildet wurden. Die magnetischen Eigenschaften der Magnete werden ermittelt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengefasst.
Die Ergebnisse zeigen, dass abgeschreckte Magnetpartikel, auf denen verschiedene Seltenerdmetallfluorid-Beschichtungen oder Erdalkalimetall-Beschichtungen gebildet wurden, und die aus den Magnetpartikeln hergestellten gebundenen Seltenerdmagnete bessere magnetische Eigenschaften und höhere Widerstände aufweisen als die abgeschreckten Magnetpartikel ohne Beschichtungen und die aus den abgeschreckten Magnetpartikeln hergestellten gebundenen Seltenerdmagnete. Insbesondere haben die abgeschreckten Magnetpartikel, auf die PrF₃-, NdF₃-, TbF₃-, DyF₃-, DyF₃- oder HoF₃-Beschichtungen aufgebracht wurden, und die aus diesen Magnetpartikeln hergestellten gebundenen Seltenerdmagnete deutlich verbesserte magnetische Eigenschaften. Ferner haben die Verbundmagnete, die mit Magnetpartikeln hergestellt sind, auf denen weitere Beschichtungsfilme gebildet wurden, im Vergleich mit dem Verbundmagnet, der aus Magnetpartikeln ohne Beschichtung hergestellt wurde, eine bessere Rechteckigkeit und bessere maximale Energieprodukte.
Wie oben beschrieben wurde, besitzen die Magnetpartikel, gesinterten Magnete und gebundenen Magnete mit erfindungsgemäßen Beschichtungen mit einer Dicke von 100 μm bis 1 nm im Vergleich mit Magnetpartikeln, gesinterten Magneten und gebundenen Magneten ohne Beschichtungen bessere magnetische Eigenschaften.
Es ist für den Fachmann natürlich klar, dass, auch wenn die vorstehende Beschreibung Ausführungsformen der Erfindung betrifft, die Erfindung nicht darauf beschränkt ist und verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne dass der Rahmen der Erfindung und der Umfang der beigefügten Ansprüche verlassen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2006/043348 [0002, 0005, 0005]
- JP 2006-66870 A [0004]

Claims

Fluoridhaltige Lösung, wobei ein Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, gequollen ist und die Lösung eine kolloidale Lösung ist, in der das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in dem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, homogen dispergiert ist.
Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung auf einer Oberfläche eines Gegenstandes, der mit einer Beschichtung versehen werden soll, wobei das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, gequollen ist und das Behandlungsmittel eine kolloidale Lösung ist, in der das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in dem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, homogen dispergiert ist.
Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung auf einer Oberfläche eines Gegenstandes, der mit einer Beschichtung versehen werden soll, wobei das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, gequollen ist, das Behandlungsmittel eine kolloidale Lösung ist, in der das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in dem Lösungsmittel, das einen Alkohol in einem überwiegenden Anteil enthält, homogen dispergiert ist und die kolloidale Lösung, wenn sie so hergestellt ist, dass das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einer Konzentration von 1 g/dm³ enthalten ist, eine Durchlässigkeit von nicht weniger als 50% bei einer optischen Weglänge von 1 cm und einer Wellenlänge von 700 nm aufweist.
Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung auf einer Oberfläche eines Gegenstandes, der mit einer Beschichtung versehen werden soll, wobei das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, gequollen ist, das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in kolloidalem Zustand in dem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, homogen dispergiert ist und die resultierende Lösung des Seltenerdmetallfluorids oder Erdalkalimetallfluorids in kolloidalem Zustand geliert, wenn die Lösung das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einer Konzentration nicht unter 200 g/dm³ enthält.
Behandlungsmittel zur Bildung einer fluoridhaltigen Beschichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei es sich bei dem mit einer Beschichtung zu versehenden Gegenstand um Magnetpulver oder einen metallischen Magnetblock handelt.
Lösung nach Anspruch 1 oder Mittel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei es sich bei dem Alkohol um Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol oder Isopropylalkohol handelt.
Lösung nach Anspruch 1 oder Mittel nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, 50 Gew.-% oder darüber mindes tens eines Alkohols aus der Gruppe von Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol und Isopropylalkohol enthält; und das Lösungsmittel 50 Gew.-% oder darunter eines Ketons enthält: Aceton, Methylethylketon oder Methylisobutylketon.
Lösung nach Anspruch 1 oder Mittel nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid zumindest eines der folgenden Elemente enthält: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Mg, Ca, Sr und Ba.
Lösung nach Anspruch 1 oder Mittel nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem Lösungsmittel gequollen ist, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, und das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in der Lösung oder dem Mittel in einer Konzentration von 0,1 bis 300 g/dm³ enthalten ist.
Verfahren zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung auf einem mit dem Beschichtungsfilm zu versehenden Gegenstand, das umfasst, auf den Gegenstand ein Behandlungsmittel aufzubringen, wobei das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, gequollen wird und das Behandlungsmittel eine kolloidale Lösung ist, in der das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in dem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, homogen dispergiert ist.
Verfahren zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung auf einem mit dem Beschichtungsfilm zu versehenden Gegenstand, das umfasst, ein Behandlungsmittel auf den Gegenstand aufzubringen, bei dem das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, gequollen wird, das Behandlungsmittel eine kolloidale Lösung ist, in der das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in dem Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, homogen dispergiert ist und die kolloidale Lösung, wenn sie so hergestellt ist, dass das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einer Konzentration von 1 g/dm³ enthalten ist, eine Durchlässigkeit von nicht weniger als 50% bei einer optischen Weglänge von 1 cm und einer Wellenlänge von 700 nm aufweist.
Verfahren zur Bildung einer fluoridhaltigen Beschichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der mit der Beschichtung zu versehende Gegenstand ein Magnetpulver oder ein metallischer Magnetblock ist.
Verfahren zur Bildung einer fluoridhaltigen Beschichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei es sich bei dem Alkohol um Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol oder Isopropylalkohol handelt.
Verfahren zur Bildung einer fluoridhaltigen Beschichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Lösungsmittel, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, 50 Gew.-% oder darüber mindestens eines der folgenden Alkohole enthält: Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol und Isopropylalkohol; und das Lösungsmittel 50 Gew.-% oder darunter eines Ketons enthält: Aceton, Methylethylketon oder Methylisobutylketon.
Verfahren zur Bildung einer fluoridhaltigen Beschichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid ein Metallfluorid ist, das zumindest eines der folgenden Elemente enthält: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Mg, Ca, Sr und Ba.
Verfahren zur Bildung einer fluoridhaltigen Beschichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in einem Lösungsmittel gequollen wird, das in einem überwiegenden Anteil einen Alkohol enthält, und das Seltenerdmetallfluorid oder Erdalkalimetallfluorid in dem Mittel in einer Konzentration von 0,1 bis 300 g/dm³ enthalten ist.
Verfahren zur Bildung einer fluoridhaltigen Beschichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei das Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung in einer Menge von 10 bis 300 ml pro 1 kg des mit einer Beschichtung zu versehenden Gegenstands mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 500 bis 0,1 μm aufgebracht wird.
Verfahren zur Bildung einer fluoridhaltigen Beschichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei das Behandlungsmittel zur Bildung einer Seltenerdmetallfluorid-Beschichtung oder Erdalkalimetallfluorid-Beschichtung auf die Oberfläche einer magnetischen Metallplatte oder eines magnetischen Metallblocks aufgebracht wird, bei dem es sich um den mit dem Beschichtungsfilm zu versehenden Gegenstand handelt, in einer Weise, dass der Beschichtungsfilm eine mittlere Schichtdicke von 100 bis 0,001 μm aufweist.