DE112013000959T5

DE112013000959T5 - Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis

Info

Publication number: DE112013000959T5
Application number: DE112013000959.5T
Authority: DE
Inventors: c/o TDK Corporation Hidaka Tetsuya; c/o TDK Corparation Ishizaka Chikara; c/o TDK Corporation Miwa Masashi; c/o TKD Corporation Nakajima Haruna; c/o TDK Corporation Nishikawa Ken-ichi; c/o TDK Corporation Hagiwara Jun
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2014-10-23
Also published as: US9773599B2; CN104137197B; WO2013122255A1; CN104137197A; JP5397575B1; US20150235750A1; JPWO2013122255A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung sieht einen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis vor, umfassend R₂T₁₄B-Kristallkörner, bei welchem eine Korngrenze von zwei oder mehreren angrenzenden R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet wird, ein R-O-C-konzentrierter Teil, in dem Konzentrationen von R, O und C jeweils höher sind als jene in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern, in der Korngrenze ist, und ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im R-O-C-konzentrierten Teil die folgende Formel (1) erfüllt.

0,4 < (O/R) < 0,7 (1)

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit Seltenerdelementen (R), wenigstens einer oder mehreren Arten von Übergangsmetallelementen (T), die im Wesentlichen Fe oder Fe und Co umfassen, und Bor (B) als seine Hauptkomponente.
Verwandte Technik
Obwohl der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis („R” repräsentiert eine oder mehrere Arten von Seltenerdelementen, und „T” repräsentiert eine oder mehrere Arten von Übergangsmetallelementen, die Fe oder Fe und Co umfassen) ausgezeichnete magnetische Eigenschaften zeigt, tendiert er dazu, eine niedrige Korrosionsbeständigkeit aufgrund eines Einschlusses leicht oxidierender Seltenerdelemente als seine Hauptkomponente zu zeigen.
Um die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis zu verbessern, wird daher der Magnetkörper im Allgemeinen mit Mitteln wie einem Harzüberzug, Plattieren und dergleichen oberflächenbehandelt. Andererseits wurden Zusatzelemente oder die interne Struktur des Magnetkörpers verändert, um die Korrosionsbeständigkeit des Magnetkörpers selbst zu verbessern. Die genannte Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des Magnetkörpers selbst ist äußerst wichtig, um die Zuverlässigkeit eines oberflächenbehandelten Produkts zu erhöhen, was auch für die Reduktion der Kosten des Produkts vorteilhaft ist, indem eine einfache Oberflächenbehandlungsanwendung ermöglicht wird, relativ zu einem Harzüberzug oder Plattieren.
Herkömmlich schlägt beispielsweise das Patentdokument 1 eine Technik zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit eines Magneten vor, indem der Kohlenstoffgehalt in einer Permanentmagnetlegierung auf 0,04 Masse-% oder weniger reduziert wird und intermetallische Verbindungen R-C von einem Seltenerdelement und Kohlenstoff in einer nichtmagnetischen R-reichen Phase auf 1,0 Masse-% oder weniger verhindert werden. Zusätzlich schlägt das Patentdokument 2 eine Technik zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit vor, indem die Co-Konzentration in einer R-reichen Phase auf 5 bis 12 Masse-% gesetzt wird.
Stand der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanisches offengelegtes Patent Veröffentlichungsnr. H04-330702
Patentdokument 2: Japanisches offengelegtes Patent Veröffentlichungsnr. H04-6806

Zusammefassung der Erfindung
Von der Erfindung gelöste Probleme
Mit dem herkömmlich verwendeten gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis oxidiert jedoch Wasser, wie Wasserdampf, in einer verwendeten Umgebung „R” im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis und generiert Wasserstoff; und dann absorbiert eine R-reiche Phase in der Korngrenze den genannten Wasserstoff, was die Korrosion der R-reichen Phase fördert und die magnetischen Eigenschaften des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis verschlechtert.
Zusätzlich, wie im Patentdokument 1 vorgeschlagen, ist es erforderlich, eine Zusatzmenge an Schmiermittel stark zu reduzieren, das zugesetzt wird, um die Magnetfeldorientierung zu verbessern, wenn ein Pressformen in einem Magnetfeld vorgenommen wird, um den Kohlenstoffgehalt in einer Magnetlegierung auf 0,04 Masse-% oder weniger zu reduzieren. Daher sinkt der Grad der Orientierung magnetischer Teilchen in einem Grünling, und die verbleibende Magnetflussdichte Br verringert sich nach dem Sintern, und ein Magnet mit ausreichenden magnetischen Eigenschaften kann nicht erhalten werden.
Andererseits, wie im Patentdokument 2 vorgeschlagen, ist es erforderlich, die Co-Zusatzmenge in einer Rohmaterialzusammensetzung zu erhöhen, um die Co-Konzentration in einer R-reichen Phase zu erhöhen. Es ist jedoch unmöglich, die Co-Konzentration nur in der R-reichen Phase zu erhöhen, da Co auch Fe in einer Hauptphase der R₂T₁₄B-Phase substituiert, und so ist es erforderlich, Co über jenes hinaus zuzusetzen, das in der R-reichen Phase erforderlich ist. Daher steigen die Produktionskosten durch die Erhöhung der verwendeten Menge des teuren Co, und die magnetischen Eigenschaften sinken durch das Substituieren von Fe in einer Hauptphase durch Co mehr als nötig.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Umstände gemacht, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und guten magnetischen Eigenschaften bereitzustellen.
Problemlösung
Um die oben angegebenen Probleme zu lösen und um das Ziel zu erreichen, haben die Erfinder extensive Untersuchungen über einen Mechanismus der Korrosion des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis vorgenommen. Als Ergebnis haben sie Folgendes gefunden. Erstens wird die Veränderung einer R-reichen Phase in Hydroxid durch das Speichern von Wasserstoff (H₂) beschleunigt, der durch die Korrosionsreaktion von Wasser, wie Wasserdampf, in einer verwendeten Umgebung und „R” im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis in der R-reichen Phase erzeugt wird, die in einer Korngrenze im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis vorliegt. Und dann fällt ein Kristallkorn (ein Hauptphasenkorn), das eine Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis bildet, vom gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis ab, und eine Korrosion von „R” schreitet innerhalb des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit einer beschleunigten Geschwindigkeit fort aufgrund einer Volumenexpansion des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis, die mit einer Wasserstoffspeicherung in der R-reichen Phase und einer Veränderung der R-reichen Phase in Hydroxid verbunden ist. Daher haben die Erfinder extensive Untersuchungen über ein Verfahren zum Verhindern einer Wasserstoffspeicherung in einer Korngrenze vorgenommen. Und sie haben gefunden, dass eine Wasserstoffspeicherung in einer Korngrenze verhindert werden kann, und somit die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis in einem großen Ausmaß verbessert werden kann, und gute magnetische Eigenschaften erhalten werden können, indem ein R-O-C-konzentrierter Teil gebildet wird, in dem Konzentrationen von einer Seltenerde (R), Sauerstoff (O) und Kohlenstoff (C) höher sind als jene in R₂T₁₄B-Kristallkörnern, oder ein R-O-C-N-konzentrierter Teil, in dem Konzentrationen von einer Seltenerde (R), Sauerstoff (O), Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) höher sind als jene in R₂T₁₄B-Kristallkörnern, in einer Korngrenze (insbesondere einem polykristallinen Korngrenzenteil, der durch drei oder mehrere angrenzende R₂T₁₄B-Kristallkörner gebildet wird), die durch zwei oder mehrere angrenzende R₂T₁₄B-Kristallkörner im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gebildet wird und durch Einstellen eines Verhältnisses (O/R) von O-Atom zu R-Atom im R-O-C-konzentrierten Teil und im R-O-C-N-konzentrierten Teil innerhalb eines gegebenen Verhältnisses. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis der obigen Ergebnisse gemacht.
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis, umfassend R₂T₁₄B-Kristallkörner, bei welchem: eine Korngrenze von zwei oder mehreren angrenzenden R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet wird, ein R-O-C-konzentrierter Teil, in dem Konzentrationen von R, O und C jeweils höher sind als jene in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern, in der Korngrenze ist, und ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im obigen R-O-C-konzentrierten Teil die folgende Formel (1) erfüllt. 0,4 < (O/R) < 0,7 (1)
Der R-O-C-konzentrierte Teil ist ein Bereich, in dem Konzentrationen von R, O und C, die in einer Korngrenze vorliegen, jeweils höher sind als jene in R₂T₁₄B-Kristallkörnern; und der Bereich liegt in einer Korngrenze vor, die durch zwei oder mehrere angrenzende Kristallkörner gebildet wird. In dem Fall, wenn (O/R) des R-O-C-konzentrierten Teils in dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis innerhalb eines Bereichs, der die obige Formel erfüllt, liegt, kann die Speicherung von Wasserstoff, der durch die Korrosionsreaktion von Wasser und „R” des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis erzeugt wird, in einer Korngrenze effektiv verhindert werden, und ein inneres Fortschreiten einer „R”-Korrosion kann verhindert werden. Und somit kann die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis in einem großen Ausmaß verbessert werden, und es können auch gute magnetische Eigenschaften erhalten werden.
Ferner weist gemäß der vorliegenden Erfindung der obige R-O-C-konzentrierte Teil vorzugsweise eine kubische Kristallstruktur auf. Mit dieser kubischen Kristallstruktur kann eine Wasserstoffspeicherung in einer Korngrenze weiter verhindert werden, und die Korrosionsbeständigkeit kann verbessert werden.
Ferner erfüllt gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im obigen R-O-C-konzentrierten Teil die folgende Formel (2). Dies ermöglicht ein weiteres Verhindern des inneren Fortschreitens einer „R”-Korrosion; und dann kann die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis weiter verbessert werden, und er kann gute magnetische Eigenschaften zeigen. 0,5 < (O/R) < 0,7 (2)
Ferner beträgt gemäß der vorliegenden Erfindung eine Menge an Sauerstoff, der in dem obigen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis enthalten ist, vorzugsweise 2000 ppm oder weniger. Durch das Einstellen der genannten Menge an Sauerstoff, der im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis enthalten ist, innerhalb des obigen Bereichs kann eine Zusammensetzung des R-O-C-konzentrierten Teils innerhalb eines bevorzugten Bereichs eingestellt werden, ein Sinken der Koerzitivkraft HcJ und der verbleibenden Magnetflussdichte Br kann verhindert werden, und es können gute magnetische Eigenschaften gezeigt werden.
Ferner umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung im obigen R-O-C-konzentrierten Teil enthaltenes „R” vorzugsweise RL (ein Seltenerdelement umfassend wenigstens eines oder beides von Nd und Pr) und RH (ein Seltenerdelement umfassend wenigstens eines oder beides von Dy und Tb). Mit dem Einschluss von RL und RH im R-O-C-konzentrierten Teil kann er eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit zeigen, und seine magnetischen Eigenschaften können weiter verbessert werden.
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis, umfassend R₂T₁₄B-Kristallkörner, bei welchem: eine Korngrenze von zwei oder mehreren angrenzenden R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet wird, ein R-O-C-N-konzentrierter Teil, in dem Konzentrationen von R, O, C und N jeweils höher sind als jene in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern, in der Korngrenze ist, und ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im obigen R-O-C-N-konzentrierten Teil die folgende Formel (1)' erfüllt. 0,4 < (O/R) < 0,7 (1)'
Der R-O-C-N-konzentrierte Teil ist ein Bereich, in dem Konzentrationen von R, O, C und N, die in einer Korngrenze vorliegen, jeweils höher sind als jene in einem R₂T₁₄B-Kristallkorn; und der Bereich liegt in einer Korngrenze vor, die durch zwei oder mehrere angrenzende Kristallkörner gebildet wird. In dem Fall, wenn (O/R) des R-O-C-N-konzentrierten Teils in dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis, innerhalb eines Bereichs liegt, der die obige Formel erfüllt, kann die Speicherung von Wasserstoff, der durch die Korrosionsreaktion von Wasser und „R” des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis erzeugt wird, in einer Korngrenze effektiv verhindert werden, und ein inneres Fortschreiten einer „R”-Korrosion kann verhindert werden. Und somit kann die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis in einem großen Ausmaß verbessert werden, und er kann gute magnetische Eigenschaften zeigen.
Ferner weist gemäß der vorliegenden Erfindung der obige R-O-C-N-konzentrierte Teil vorzugsweise eine kubische Kristallstruktur auf. Mit dieser kubischen Kristallstruktur kann eine weitere Wasserstoffspeicherung in einer Korngrenze verhindert werden, und die Korrosionsbeständigkeit kann verbessert werden.
Ferner erfüllt gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im obigen R-O-C-N-konzentrierten Teil die folgende Formel (2)'. Dies ermöglicht ein weiteres Verhindern des inneren Fortschreitens einer „R”-Korrosion; und dann kann die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis weiter verbessert werden, und er kann gute magnetische Eigenschaften zeigen. 0,5 < (O/R) < 0,7 (2)'
Ferner beträgt gemäß der vorliegenden Erfindung eine Menge an Sauerstoff, der in dem obigen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis enthalten ist, vorzugsweise 2000 ppm oder weniger. Durch das Einstellen der genannten Menge an Sauerstoff, der im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis enthalten ist, innerhalb des obigen Bereichs kann eine Zusammensetzung des R-O-C-N-konzentrierten Teils innerhalb eines bevorzugten Bereichs eingestellt werden, das Sinken der Koerzitivkraft HcJ und der verbleibenden Magnetflussdichte Br kann verhindert werden, und er kann gute magnetische Eigenschaften zeigen.
Ferner umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung im obigen R-O-C-N-konzentrierten Teil enthaltenes „R” vorzugsweise RL (ein Seltenerdelement umfassend wenigstens eines oder beides von Nd und Pr) und RH (ein Seltenerdelement umfassend wenigstens eines oder beides von Dy und Tb). Mit dem Einschluss von RL und RH im R-O-C-N-konzentrierten Teil kann er eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit zeigen, und seine magnetischen Eigenschaften können weiter verbessert werden.
Effekt der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis zu erhalten, der eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und gute magnetische Eigenschaften zeigt.
Kurze Erklärung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung, welche eine Korngrenze zeigt, die von einer mehrfachen Anzahl von R₂T₁₄B-Kristallkörnern des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Querschnittansicht, die kurz die Struktur eines Motors gemäß einer Ausführungsform zeigt.
4 ist eine schematische Darstellung, welche eine Korngrenze zeigt, die von einer mehrfachen Anzahl von R₂T₁₄B-Kristallkörnern des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein rückgestreutes Elektronenbild der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 1 bis 4.
7 sind Mapping-Daten von Nd in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 1 bis 4.
8 sind Mapping-Daten von O in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 1 bis 4.
9 sind Mapping-Daten von C in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 1 bis 4.
10 ist eine Figur, die einen dispergierten Bereich (einen R-O-C-konzentrierten Teil) zeigt, in dem eine Konzentration jedes Elements Nd, O und C in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 1 bis 4 dichter ist als jene eines Kristallkorns in der Hauptphase.
11 ist ein Beispiel eines Elektronenbeugungsbilds gemäß einem R-O-C-konzentrierten Teil.
12 ist ein rückgestreutes Elektronenbild der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 2 bis 4.
13 sind Mapping-Daten von Nd in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 2 bis 4.
14 sind Mapping-Daten von O in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 2 bis 4.
15 sind Mapping-Daten von C in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 2 bis 4.
16 sind Mapping-Daten von N in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 2 bis 4.
17 ist eine Figur, die einen dispergierten Bereich (einen R-O-C-N-konzentrierten Teil) zeigt, in dem eine Konzentration jedes Elementes Nd, O, C und N in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 2 bis 4 höher ist als jene eines Kristallkorns in der Hauptphase.
18 ist ein Beispiel eines Elektronenbeugungsbilds gemäß einem R-O-C-N-konzentrierten Teil.
Ausführungsweisen der Erfindung
Die folgenden sind detaillierte Erläuterungen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Figuren. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsweisen der Erfindung (hier im Nachstehenden als „Ausführungsform” bezeichnet) beschränkt ist. Ferner umfassen die Bestandteilelemente in den folgenden Ausführungsformen das, was für gewöhnliche Fachleute leicht denkbar ist, und Mittel, die im Wesentlichen gleich sind; sie umfassen nämlich Mittel innerhalb des äquivalenten Bereichs. Ferner ist es möglich, die in den folgenden Ausführungsformen geoffenbarten Bestandteilelemente zu kombinieren.
[Erste Ausführungsform]
<Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis>
Das Folgende ist die Erläuterung einer Ausführungsform eines gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis, welcher R₂T₁₄B-Kristallkörner („R” repräsentiert wenigstens eine Art eines Seltenerdelements und „T” repräsentiert wenigstens eine Art eines Übergangsmetallelements, das Fe oder Fe und Co umfasst) umfasst, wobei: eine Korngrenze von zwei oder mehreren angrenzenden R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet wird, ein R-O-C-konzentrierter Teil, in dem Konzentrationen von R, O und C jeweils höher sind als jene in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern, in der Korngrenze ist, und ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im obigen R-O-C-konzentrierten Teil die folgende Formel (1) erfüllt. 0,4 < (O/R) < 0,7 (1)
Die Korngrenze umfasst eine Grenzfläche von zwei Körnern, die von zwei angrenzenden R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet werden, und einen polykristallinen Korngrenzenteil (einen Tripelpunkt), der von drei oder mehreren angrenzenden R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet wird. Zusätzlich liegt der genannte R-O-C-konzentrierte Teil in einer Korngrenze vor, die durch zwei oder mehrere angrenzende Kristallkörner gebildet wird; und jede Konzentration von R, O und C des genannten Teils ist höher als jene in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern. Solange R, O und C als seine Hauptkomponente enthalten sind, können die anderen Komponenten in den R-O-C-konzentrierten Teil eingeschlossen werden.
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein gesinterter Körper, der unter Verwendung einer Legierung auf R-T-B-Basis gebildet wird. Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Hauptphase, die eine R₂T₁₄B-Verbindung umfasst, worin eine Zusammensetzung eines Kristallkorns durch R₂T₁₄B ausgedrückt wird („R” repräsentiert wenigstens eine Art eines Seltenerdelements, „T” repräsentiert wenigstens eine Art eines Übergangsmetallelements, das Fe oder Fe und Co umfasst, und „B” repräsentiert B oder B und C), und eine Korngrenze, in der „R” mehr enthalten ist als in der R₂T₁₄B-Verbindung.
„R” repräsentiert wenigstens eine Art eines Seltenerdelements. Die Seltenerdelemente sind Sc, Y und Lanthanoid-Elemente, die zur dritten Gruppe des Periodensystems des langen Periodentyps gehören. Die Lanthanoid-Elemente umfassen La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu und dergleichen Die Seltenerdelemente werden in leichte Seltenerden und schwere Seltenerden klassifiziert. Die schweren Seltenerdelemente umfassen Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu, wohingegen die leichten Seltenerdelemente die anderen Seltenerdelemente umfassen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird es bevorzugt, dass „R” RL (Seltenerdelemente, die wenigstens eines oder beides von Nd und Pr umfassen) angesichts der Produktionskosten und magnetischen Eigenschaften umfasst; und ferner wird es mehr bevorzugt, dass „R” sowohl RL als auch RH (Seltenerdelemente, die wenigstens eines oder beides von Dy und Tb umfassen) angesichts der Verbesserung der magnetischen Eigenschaften umfasst.
„T” repräsentiert eine oder mehrere Arten von Übergangsmetallelementen, die Fe oder Fe und Co umfassen. „T” kann Fe allein sein, oder Fe teilweise substitutiert durch Co. In dem Fall, wenn Fe teilweise durch Co substituiert ist, können die Temperatureigenschaften verbessert werden, ohne die magnetischen Eigenschaften zu verschlechtern. Ferner ist es erwünscht, den Co-Gehalt auf 20 Gew.-% oder weniger des Summengehalts von Co und Fe zu drücken. Dies ist auf eine Möglichkeit einer Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften zurückzuführen, wenn Fe teilweise durch Co substituiert wird, wodurch der Co-Gehalt in Bezug auf den Fe-Gehalt größer gemacht wird als 20 Gew.-%. Und ferner ist dies darauf zurückzuführen, dass es den gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform teuer macht. Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W und dergleichen werden als Beispiele von Übergangsmetallelementen angegeben, abgesehen von Fe oder Fe und Co. Zusätzlich kann „T” ferner wenigstens ein Elements wie Al, Ga, Si, Bi, Sn und dergleichen von einer anderen Art als ein Übergangsmetallelement umfassen.
„B” kann teilweise mit Kohlenstoff (C) im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform substituiert sein. In diesem Fall wird eine Produktion des Magneten einfach und seine Produktionskosten können auch reduziert werden. Zusätzlich ist eine Substitutionsmenge an „C” eine Menge, welche die magnetischen Eigenschaften nicht wesentlich beeinträchtigt.
Ferner können zusätzlich O, N, C, Ca und dergleichen unweigerlich gemischt werden. Diese können in einer Menge von jeweils ungefähr 0,5 Gew.-% oder weniger eingeschlossen sein.
Eine Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind R₂T₁₄B-Kristallkörner, und die genannten R₂T₁₄B-Kristallkörner haben eine Kristallstruktur, die R₂T₁₄B vom tetragonalen Typ umfasst. Ein mittlerer Teilchendurchmesser der R₂T₁₄B-Kristallkörner beträgt allgemein etwa 1 bis 30 μm.
Eine Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine R-reiche Phase, worin der „R”-Gehalt höher ist als jener im R-O-C-konzentrierten Teil oder in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern. Eine B-reiche Phase, worin ein Verbindungsverhältnis des Bor (B)-Atoms hoch ist, kann in der Korngrenze zusätzlich zu der R-reichen Phase eingeschlossen sein.
Der Gehalt von „R” im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt 25 Gew.-% oder mehr bis 35 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 28 Gew.-% oder mehr bis 33 Gew.-% oder weniger. Wenn der genannte „R”-Gehalt weniger als 25 Gew.-% beträgt, ist die Generierung einer R₂T₁₄B-Verbindung unzureichend, die eine Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis wird. So besteht eine Möglichkeit der Abscheidung von α-Fe mit einem weichen Magnetismus und sich verschlechternden magnetischen Eigenschaften.
Der Gehalt an „B” im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt 0,5 Gew.-% oder mehr bis 1,5 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 0,8 Gew.-% oder mehr bis 1,2 Gew.-% oder weniger, und am meisten bevorzugt 0,8 Gew.-% oder mehr bis 1,0 Gew.-% oder weniger. Die Koerzitivkraft HcJ tendiert dazu, sich zu verringern, wenn der genannte „B”-Gehalt weniger als 0,5 Gew.-% beträgt, wohingegen die verbleibende magnetische Flussdichte Br dazu tendiert, sich zu verringern, wenn er mehr als 1,5 Gew.-% beträgt.
„T” repräsentiert eine oder mehrere Arten von Übergangsmetallelementen, die Fe oder Fe und Co umfassen, wie oben angegeben. „T” kann Fe allein sein, oder Fe teilweise substitutiert durch Co. Der Fe-Gehalt im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein wesentlicher Rest eines Bestandteils des genannten gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis, und Fe kann teilweise durch Co substituiert sein. Wenn Fe teilweise durch Co substituiert ist, um das genannte Co zu enthalten, beträgt der Co-Gehalt vorzugsweise 4 Gew.-% oder weniger, bevorzugter 0,1 Gew.-% oder mehr bis 2 Gew.-% oder weniger, und am meisten bevorzugt 0,3 Gew.-% oder mehr bis bis 1,5 Gew.-% oder weniger. Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W und dergleichen werden als Beispiele von Übergangsmetallelementen angegeben, abgesehen von Fe oder Fe und Co. Zusätzlich kann „T” ferner wenigstens eine Art eines Elements wie Al, Ga, Si, Bi, Sn und dergleichen als andere Übergangsmetallelemente umfassen.
Wenn eines oder beides von Al und Cu eingebracht wird, beträgt ein Gehalt des genannten einen oder beider von Al und Cu im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise 0,02 Gew.-% oder mehr bis 0,6 Gew.-% oder weniger. Der Einschluss von einer oder zwei Arten des genannten Al und Cu innerhalb dieses Bereichs ermöglicht eine höhere Koerzitivkraft, eine höhere Korrosionsbeständigkeit und eine Verbesserung der Temperatureigenschaft. Der Al-Gehalt beträgt vorzugsweise 0,03 Gew.-% oder mehr bis 0,4 Gew.-% oder weniger, und bevorzugter 0,05 Gew.-% oder mehr bis 0,25 Gew.-% oder weniger. Andererseits beträgt der Cu-Gehalt vorzugsweise 0,3 Gew.-% oder weniger (jedoch nicht umfassend Null), bevorzugter 0,2 Gew.-% oder weniger (jedoch nicht umfassend Null), und am meisten bevorzugt 0,03 Gew.-% oder mehr bis 0,15 Gew.-% oder weniger.
Eine bestimmte Menge an Sauerstoff (O) sollte im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten sein. Die genannte bestimmte Menge wird gemäß den anderen Parametern variiert und wird geeignet bestimmt. Die Menge an Sauerstoff beträgt vorzugsweise 500 ppm oder mehr unter Berücksichtigung einer Korrosionsbeständigkeit, und sie beträgt vorzugsweise 2000 ppm oder weniger unter Berücksichtigung der magnetischen Eigenschaften.
Zusätzlich wird eine Menge an Kohlenstoff (C) im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform gemäß den anderen Parametern variiert und wird geeignet bestimmt. Magnetische Eigenschaften verschlechtert sich, wenn Kohlenstoffmenge steigt, wohingegen der R-O-C-konzentrierte Teil nicht gebildet wird, wenn die Kohlenstoffmenge geringer ist. So beträgt die Kohlenstoffmenge vorzugsweise 400 ppm oder mehr bis 3000 ppm oder weniger, bevorzugter 400 ppm oder mehr bis 2500 ppm oder weniger, und am meisten bevorzugt 400 ppm oder mehr bis 2000 ppm oder weniger.
Die Menge an Stickstoff (N) im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt vorzugsweise 1000 ppm oder weniger, bevorzugter 800 ppm oder weniger, und am meisten bevorzugt 600 ppm oder weniger.
Ein Messverfahren der Sauerstoffmenge, Kohlenstoffmenge und Stickstoffmenge im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis kann ein herkömmliches wohlbekanntes Verfahren sein. Beispielsweise kann die Sauerstoffmenge durch ein Inertgasfusions-Nicht-Dispersives-Infrarotabsorptionsverfahren gemessen werden, die Kohlenstoffmenge kann durch eine Verbrennung in einem Sauerstoffluftstrom-Infrarotabsorptionsverfahren gemessen werden, und die Stickstoffmenge kann durch ein Inertgasfusions-Wärmeleitfähigkeitsverfahren gemessen werden.
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen R-O-C-konzentrierten Teil, in dem Konzentrationen von „R”, „O” und „C” jeweils höher sind als jene in R₂T₁₄B-Kristallkörnern, in seiner Korngrenze. Es ist zu beachten, dass, obwohl der R-O-C-konzentrierte Teil hauptsächlich aus „R”, „O” und „C” besteht, wie oben beschrieben, die anderen Komponenten eingeschlossen sein können.
1 ist eine schematische Darstellung, welche eine Korngrenze zeigt, die durch eine mehrfache Anzahl von R₂T₁₄B-Kristallkörnern des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet wird. Wie in 1 gezeigt, ist der R-O-C-konzentrierte Teil in einer Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet.
Zusätzlich erfüllt in einem R-O-C-konzentrierten Teil in einer Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im obigen R-O-C-konzentrierten Teil vorzugsweise die folgende Formel (1). (O/R) ist nämlich kleiner als eine stöchiometrische Verhältniszusammensetzung von R-Oxiden (R₂O₃, RO₂, RO und dergleichen). Es ist zu beachten, dass ein Verhältnis von O-Atom zu R-Atom in dieser Beschreibung als (O/R) bezeichnet wird. Im Fall, wenn (O/R) weniger als 0,4 beträgt, kann eine Speicherung von Wasserstoff, der durch eine Korrosionsreaktion von „R” in dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit Wasser (wie Wasserdampf in einer verwendeten Umgebung) erzeugt wird, nicht ausreichend verhindert werden; und eine Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis tendiert dazu, sich zu verschlechtern. Wohingegen, wenn (O/R) mehr als 0,7 beträgt, die Konsistenz mit seinem Hauptphasenkorn schlechter wird und die Koerzitivkraft HcJ dazutendiert, verschlechtert zu werden. Daher kann, wenn die in der Korngrenze aufgenommene R-reiche Phase durch den R-O-C-konzentrierten Teil ersetzt wird, aufgrund des Vorhandenseins des R-O-C-konzentrierten Teils mit einem vorbestimmten Bereich von (O/R) in seiner Korngrenze effektiv verhindert werden, dass durch eine Korrosionsreaktion von „R” in dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit Wasser (wie Wasserdampf, in einer verwendeten Umgebung) hergestellter Wasserstoff, der in den gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis eindringt, in der gesamten Korngrenze gespeichert wird, und das Fortschreiten der Korrosion zur Innenseite des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis kann verhindert werden, und der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis der vorliegenden Ausführungsform kann gute magnetische Eigenschaften zeigen. 0,4 < (O/R) < 0,7 (1)
Ferner erfüllt das (O/R) weiter bevorzugt die Formel (2). Durch Einstellen des (O/R) innerhalb eines Bereichs der folgenden Formel (2) wird die Speicherung von durch eine Korrosionsreaktion von „R” in dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit Wasser erzeugtem Wasserstoff, der in den gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis eindringt, effektiv verhindert. Daher kann ein weiteres Fortschreiten der Korrosion im Inneren des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis verhindert werden, und so kann die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform weiter verbessert werden, und der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt gute magnetische Eigenschaften. 0,5 < (O/R) < 0,7 (2)
Da Wasserstoff, der durch eine Korrosionsreaktion von „R” in dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit Wasser (wie Wasserdampf in einer verwendeten Umgebung) in einer R-reichen Phase, die in der Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis vorliegt, gespeichert wird, schreitet die Korrosion des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis im Inneren des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit einer beschleunigten Geschwindigkeit fort.
Es wird nämlich angenommen, dass die Korrosion des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit den folgenden Prozessen fortschreitet. Zuerst wird eine R-reiche Phase, die in einer Korngrenze vorliegt, leicht oxidiert, und daher wird „R” in der R-reichen Phase, die in einer Korngrenze vorliegt, durch Wasser, wie Wasserdampf, einer verwendeten Umgebung oxidiert, und dann korrodiert das genannte „R”, ändert sich in ein Hydroxid und erzeugt Wasserstoff während dieser Prozesse. 2R + 6H₂O → 2R(OH)₃ + 3H₂ (I)
Als Nächstes wird der erzeugte Wasserstoff in einer unkorrodierten R-reichen Phase gespeichert. 2R + xH₂ → 2RH_x (II)
Und dann korrodiert eine R-reiche Phase leicht aufgrund der Speicherung von Wasserstoff, und Wasserstoff wird in einer Menge erzeugt, die größer ist als die gespeicherte Menge in der R-reichen Phase wegen einer Korrosionsreaktion von dem in der R-reichen Phase gespeicherten Wasserstoff und Wasser. 2RH_x + 6H₂O → 2R(OH)₃ + (3 + x)H₂ (III)
Die Korrosion des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis schreitet im Inneren des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis durch die obigen Kettenreaktionen (I) bis (III) fort, und eine R-reiche Phase ändert sich in ein R-Hydroxid und in ein R-Hydrid. Eine Spannung wird durch eine mit dieser Änderung assoziierte Volumenexpansion akkumuliert, was zu einem Abfallen eines Kristallkorns (eines Hauptphasenkorns) führt, das eine Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis darstellt. Und dann tritt eine neu gebildete Fläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis aufgrund des Abfallens des Kristallkorns der Hauptphase auf, was zu einem weiteren Fortschreiten der Korrosion des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis im Inneren des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis führt.
Angesichts des Obigen erfüllt im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform O/R des R-O-C-konzentrierten Teils die obige Formel (1). Durch Ausbildung eines R-O-C-konzentrierten Teils in einer Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis und durch Einstellen des Verhältnisses O/R des R-O-C-konzentrierten Teils auf ein bestimmtes Verhältnis wird der R-O-C-konzentrierte Teil kaum oxidiert und ist dazu in der Lage, eine Wasserstoffdiffusion wirksam zu verhindern. Somit wird verhindert, dass durch eine Korrosionsreaktion erzeugter Wasserstoff in einem inneren Teil einer R-reichen Phase gespeichert wird, und so kann das innere Fortschreiten der Korrosion durch die obigen Prozesse verhindert werden. Daher kann gemäß dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis der vorliegenden Ausführungsform die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis in einem großen Ausmaß verbessert werden, wobei er gute magnetische Eigenschaften zeigt.
Ferner wird es bevorzugt, dass der R-O-C-konzentrierte Teil eine kubische Kristallstruktur umfasst. Eine weitere Speicherung von Wasserstoff in einer Korngrenze kann wegen des Einschlusses der genannten kubischen Kristallstruktur verhindert werden; und die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann verbessert werden.
Im R-O-C-konzentrierten Teil eingeschlossenes „R” umfasst vorzugsweise RL (ein Seltenerdelement umfassend wenigstens eines oder beides von Nd und Pr) und RH (ein Seltenerdelement umfassend wenigstens eines oder beides von Dy und Tb). Eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit wird gezeigt, und seine magnetischen Eigenschaften können wegen des Einschlusses von RL und RH im R-O-C-konzentrierten Teil weiter verbessert werden.
Wie im Nachstehenden angegeben, kann der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform hergestellt werden, indem eine vorherbestimmte Menge an Rohmaterialien, welche eine Sauerstoffquelle und eine Kohlenstoffquelle sind, die von der Rohmateriallegierung auf R-T-B-Basis verschieden sind, zur Rohmateriallegierung auf R-T-B-Basis zugesetzt wird, und indem die Herstellungsbedingungen wie eine Sauerstoffkonzentration in einer Atmosphäre der Produktionsprozesse gesteuert werden.
Pulver, die ein Oxid eines Elements „M” umfassen, wobei eine freie Standarderzeugungsenergie seines Oxids höher ist als jene eines Seltenerdelement-Oxids, können für eine Sauerstoffquelle des R-O-C-konzentrierten Teils verwendet werden. Ein Carbid eines Elements „M”, wobei eine freie Standarderzeugungsenergie seines Carbids höher ist als jene eines Seltenerdelement-Carbids, Pulver, die Kohlenstoff umfassen, wie Graphit, Ruß und dergleichen, und eine organische Verbindung, die Kohlenstoff durch eine Wärmezersetzung erzeugt, können für eine Kohlenstoffquelle des R-O-C-konzentrierten Teils verwendet werden. Zusätzlich können oberflächenoxidierte Metallteilchen als Sauerstoffquelle verwendet werden, und Metallteilchen, die Carbid umfassen, wie Gusseisen, können als Kohlenstoffquelle verwendet werden.
Der R-O-C-konzentrierte Teil, der in einer Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet ist, wird durch das folgende Verfahren hergestellt. M-Oxid, das in der zugesetzten Sauerstoffquelle enthalten ist, hat nämlich eine höhere freie Standarderzeugungsenergie relativ zu jener eines Oxids eines Seltenerdelements „R”. Daher wird bei der Herstellung eines gesinterten Körpers, indem eine Sauerstoffquelle und eine Kohlenstoffquelle zur Rohmateriallegierung auf R-T-B-Basis zugesetzt werden und selbige gesintert wird, das M-Oxid durch die R-reiche Flüssigphase reduziert, die während des Sinterns erzeugt wird, und M-Metall und „O” werden erzeugt. Wenn M'-(die freie Standarderzeugungsenergie seines Carbids ist höher als jene eines Seltenerdelement-Carbids)Carbid als Kohlenstoffquelle zugesetzt wird, werden ferner ähnlich M'-Metall und „C” erzeugt. Dieses M-Metall und M'-Metall werden in einem R₂T₁₄B-Kristall oder einer R-reichen Phase gespeichert. Andererseits reagieren „O” und „C” mit einem Teil einer R-reichen Phase und setzen sich in einer Korngrenze, insbesondere einem polykristallinen Korngrenzenteil, als R-O-C-konzentrierter Teil ab.
Beim herkömmlichen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis wird „O” als unvermeidbare Verunreinigung eingeschlossen, wie durch eine Oxidation von Rohmaterialpulvern beim Pressen in einer Atmosphäre. Zu dieser Zeit eingeschlossenes „O” ist jedoch in einer Form eines R-Oxids aufgrund einer Oxidation eines Seltenerdelements „R” in Rohmaterialpulvern; und es wird davon ausgegangen, dass es während des Sinterprozesses nicht reduziert wird und sich in einer Korngrenze in einer Form eines R-Oxids, einer unveränderten Form, absetzt.
Andererseits wird während des Herstellungsprozesses des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bildung von R-Oxid durch das Vornehmen jedes Prozesses einer Pulverisierung, eines Pressens und eines Sinterns einer Rohmateriallegierung in einer Atmosphäre mit einer extrem niedrigen Sauerstoffkonzentration (z. B. etwa 100 ppm oder weniger) gesteuert. So wird davon ausgegangen, dass sich „O”, das durch eine Reduktion von M-Oxid während eines Sinterprozesses generiert wird, und „C”, das als Kohlenstoffquelle zugesetzt wird, in einer Korngrenze in der Form eines R-O-C-konzentrierten Teils absetzen. R-Oxid setzt sich nämlich mit einem herkömmlichen Verfahren in einer Korngrenze ab, wohingegen es gemäß einem Verfahren der vorliegenden Ausführungsform unmöglich ist, dass sich eine vorherbestimmte Menge des R-O-C-konzentrierten Teils absetzt, wenn eine Bildung von R-Oxiden in der Korngrenze gesteuert wird.
Ferner werden, abgesehen vom R-O-C-konzentrierten Teil, ein R-C-konzentrierter Bereich, in dem die R-Konzentration und C-Konzentration höher sind als jene von R₂T₁₄B-Kristallkörnern, ein R-O-konzentrierter Bereich (umfassend R-Oxid), in dem die R-Konzentration und die O-Konzentration höher sind als jene von R₂T₁₄B-Kristallkörnern, und dergleichen in einer Korngrenze eingeschlossen. Zusätzlich ist, abgesehen von Obigem, eine R-reiche Phase vorhanden, in der die R-Konzentration höher ist als jene von R₂T₁₄B-Kristallkörnern. Obwohl eine bestimmte Menge der genannten R-reichen Phase für einen Ausdruck der Koerzitivkraft HcJ erforderlich ist, wird es bevorzugt, dass der R-C-konzentrierte Bereich und R-O-konzentrierte Bereich kleiner sind. Beispielsweise beträgt der R-C-konzentrierte Bereich vorzugsweise 30% oder weniger des Korngrenzenbereichs, und der R-O-konzentrierte Bereich beträgt vorzugsweise 10% oder weniger des Korngrenzenbereichs. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass ein Übermaß des genannten R-C-konzentrierten Bereichs dazu tendiert, die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis zu verringern, und ein Übermaß des R-O-konzentrierten Bereichs dazu tendiert, die verbleibende Magnetflussdichte Br des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis zu verringern.
Daher ist der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Magnet, in dem eine vorherbestimmte Menge eines R-O-C-konzentrierten Teils in seiner Korngrenze gebildet ist. Durch das Einstellen des Verhältnisses O/R des R-O-C-konzentrierten Teils, um die obige Formel (1) zu erfüllen, kann eine Wasserstoffspeicherung in einer Korngrenze verhindert werden, und kann ein Fortschreiten einer R-Korrosion im Inneren des Magneten verhindert werden. Und so umfasst der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit sowie gute magnetische Eigenschaften.
Ferner wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform allgemein nach dem Formen in eine beliebige Form verwendet. Eine Form des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht besonders eingeschränkt, und sie kann eine Säulenform, wie ein rechtwinkliges Parallelepiped, ein Hexaeder, ein tafelförmiger, ein quadratischer Pol und dergleichen sein. Eine Querschnittform des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis kann eine beliebige Form wie eine C-förmige zylindrische Form sein. Die Bodenfläche der viereckigen Säule kann ein Rechteck oder Quadrat sein.
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst Magneten, das unmagnetisiert ist.
<Herstellungsverfahren des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis>
Ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform, der die obigen Strukturen umfasst, wird mit Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anzeigt. Wie in 2 gezeigt, umfasst ein Herstellungsverfahren des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Schritte:

(a) Legierungsherstellungsschritt, bei dem eine Hauptlegierung und eine Sublegierung hergestellt werden (Schritt S11).
(b) Pulverisierungsschritt, bei dem die Hauptlegierung und die Sublegierung pulverisiert werden (Schritt S12).
(c) Mischschritt, bei dem ein Hauptlegierungspulver und ein Sublegierungspulver gemischt werden (Schritt S13).
(d) Pressschritt, bei dem das gemischte Pulver gepresst wird (Schritt S14).
(e) Sinterschritt, bei dem der Grünling gesintert wird und ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis erhalten wird (Schritt S15).
(f) Alterungsbehandlungsschritt, bei dem der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis alterungsbehandelt wird (Schritt S16).
(g) Kühlschritt, bei dem der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gekühlt wird (Schritt S17).
(h) Maschineller Bearbeitungsschritt, bei dem der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis maschinell bearbeitet wird (Schritt S18).
(i) Korngrenzen-Diffusionsschritt, bei dem ein schweres Seltenerdelement in eine Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis diffundiert wird (Schritt S19).
(j) Oberflächenbehandlungsschritt, bei dem der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis oberflächenbehandelt wird (Schritt S20).

[Legierungsherstellungsschritt: Schritt S11]
Eine Legierung mit einer Zusammensetzung, die eine Hauptphase darstellt, (eine Hauptlegierung) und eine solche, die eine Korngrenze darstellt, (eine Sublegierung) werden hergestellt (ein Legierungsherstellungsschritt (Schritt S11)). In diesem Legierungsherstellungsschritt (Schritt S11) werden Rohmaterialmetalle, die einer Zusammensetzung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform entsprechen, im Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre eines Inertgases wie Ar-Gas geschmolzen, und durch Gießen davon werden eine Hauptlegierung und eine Sublegierung jeweils mit einer gewünschten Zusammensetzung hergestellt. Es ist zu beachten, dass, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform ein Zwei-Legierungsverfahren beschrieben wird, bei dem ein Rohmaterialpulver durch das Mischen von zwei Legierungen, der Hauptlegierung und der Sublegierung, hergestellt wird, ein Ein-Legierungsverfahren verwendet werden kann, bei dem eine einzelne Legierung nicht in die Hauptlegierung und die Sublegierung getrennt wird.
Beispielsweise können ein Seltenerdmetall, eine Seltenerdlegierung, reines Eisen, Ferrobor und ferner ihre Legierungen und Verbindungen als ein Rohmaterialmetall verwendet werden. Ein Gußverfahren, bei dem ein Rohmaterialmetall gegossen wird, umfasst ein Blockgussverfahren, ein Bandgussverfahren, ein Klapppressverfahren, ein Schleudergussverfahren und dergleichen In dem Fall, wenn eine Verfestigungstrennung vorgenommen wird, wird die erhaltene Rohmateriallegierung erforderlichenfalls homogenisiert. Die Homogenisierung der Rohmateriallegierung wird durch das Halten in einer Atmosphäre eines Vakuums oder Inertgases bei einer Temperatur von 700°C oder mehr bis 1500°C oder weniger für eine Stunde vorgenommen. So wird eine Legierung für den gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis geschmolzen und homogenisiert.
[Pulverisierungsschritt: Schritt S12]
Nachdem die Hauptlegierung und die Sublegierung hergestellt werden, werden die genannte Hauptlegierung und die genannte Sublegierung pulverisiert (ein Pulverisierungsschritt (Schritt S12)). Gemäß diesem Pulverisierungsschritt (Schritt S12), nachdem die Hauptlegierung und die Sublegierung hergestellt werden, werden die genannte Hauptlegierung und die genannte Sublegierung getrennt pulverisiert, um Pulver herzustellen. Es ist zu beachten, dass, obwohl diese Hauptlegierung und Sublegierung gemeinsam pulverisiert werden können, diese angesichts einer Unterdrückung ihrer Zusammensetzungsabweichung vorzugsweise getrennt pulverisiert werden.
Ein Pulverisierungsschritt (Schritt S12) umfasst einen groben Pulverisierungsschritt (Schritt S12-1), bei dem pulverisiert wird, bis ein Teilchendurchmesser ungefähr einige hundert im bis einige mm beträgt, und einen feinen Pulverisierungsschritt (Schritt S12-2), bei dem pulverisiert wird, bis ein Teilchendurchmesser ungefähr einige Hundert um beträgt.
(Grober Pulverisierungsschritt (Schritt S12-1))
Eine Hauptlegierung und eine Sublegierung werden grob pulverisiert, bis jeder Teilchendurchmesser ungefähr einige hundert im bis einige mm beträgt. Grobe pulverisierte Pulver der Hauptlegierung und ein selbiges von der Sublegierung werden so erhalten. Die grobe Pulverisierung wird durch die folgenden Schritte vorgenommen. Wasserstoff wird in der Hauptlegierung und der Sublegierung gespeichert, und dann wird der genannte Wasserstoff auf der Basis einer Differenz der Menge an Wasserstoffspeichervermögen zwischen den Phasen emittiert. Und mit dieser Dehydrogenierung kann eine Pulverisierung eines selbstkollabierenden Typs (eine Wasserstoffspeicherpulverisierung) generiert werden. Ferner kann der grobe Pulverisierungsschritt (Schritt S12-1) unter Verwendung eines groben Mahlwerks, wie eines Stampfwerks, eines Backenbrechers, einer Brown-Mühle und dergleichen, in einer Inertgasatmosphäre abgesehen von der Verwendung der oben angegebenen Wasserstoffspeicherpulverisierung vorgenommen werden.
Ferner wird es bevorzugt, dass eine Atmosphäre jedes Schritts, vom Pulverisierungsschritt (Schritt S12) bis zum Sinterschritt (Schritt S15), gesteuert wird, eine niedrige Sauerstoffkonzentration aufzuweisen, damit hochmagnetische Eigenschaften erhalten werden. Die Sauerstoffkonzentration wird eingestellt, indem eine Atmosphäre jedes Herstellungsschritts gesteuert wird. In dem Fall, wenn eine Sauerstoffkonzentration jedes Herstellungsschritts hoch ist, wird ein Seltenerdelement in einem Pulver einer Hauptlegierung und einer Sublegierung oxidiert, wobei R-Oxide generiert werden und sich in einer Korngrenze absetzen, ohne während des Sinters reduziert zu werden, was zu einer Abnahme der Br des erhaltenen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis führt. Angesichts des Obigen beträgt die Sauerstoffkonzentration in jedem Schritt vorzugsweise 100 ppm oder weniger.
(Feiner Pulverisierungsschritt: Schritt S12-2)
Nach einer groben Pulverisierung der Hauptlegierung und der Sublegierung werden die erhaltenen groben pulverisierten Pulver der genannten Hauptlegierung und der genannten Sublegierung fein pulverisiert, bis ihre mittleren Teilchendurchmesser ungefähr einige μm betragen (ein feiner Pulverisierungsschritt (Schritt S12-2)). Fein pulverisierte Pulver einer Hauptlegierung und einer Sublegierung werden dann erhalten. Feine pulverisierte Pulver mit einem Teilchendurchmesser von vorzugsweise 1 μm oder mehr bis 10 μm oder weniger, bevorzugter 3 μm oder mehr bis 5 μm oder weniger, können erhalten werden, indem die groben pulverisierten Pulver weiter fein pulverisiert wird.
Es ist zu beachten, dass, obwohl die feinen pulverisierten Pulver erhalten werden, indem die Hauptlegierung und die Sublegierung in der vorliegenden Ausführungsform getrennt pulverisiert werden, die genannten feinen pulverisierten Pulver nach dem Mischen des groben pulverisierten Pulvers der Hauptlegierung und jenes der Sublegierung in einem feinen Pulverisierungsschritt (Schritt S12-2) erhalten werden können.
Die feine Pulverisierung wird vorgenommen, indem die Bedingungen, wie Pulverisierungszeit und dergleichen, geeignet eingestellt werden, und indem eine weitere Pulverisierung am groben pulverisierten Pulver unter Verwendung eines Feinmahlwerks, wie einer Strahlmühle, Kugelmühle, Vibrationsmühle, eines Nassattritors und dergleichen, vorgenommen wird. Die Strahlmühle nimmt das folgende Pulverisierungsverfahren vor. Die Strahlmühle gibt Inertgas (z. B. N₂-Gas) aus einer schmalen Düse bei hohem Druck ab und erzeugt einen Hochgeschwindigkeits-Gasstrom. Grobe pulverisierte Pulver einer Hauptlegierung und einer Sublegierung werden mit diesem Hochgeschwindigkeits-Gasstrom beschleunigt, was einen Aufprall unter den grob pulverisierten Pulvern der Hauptlegierung und unter den gleichen Pulvern der Sublegierung bewirkt, oder einen Aufprall zwischen den genannten groben pulverisierten Pulver auf einem Ziel oder einer Behälterwand bewirkt.
Der Zusatz von Pulverisierungshilfen, wie Zinkstearat, Oleinamid und dergleichen, beim Feinpulverisieren der groben pulverisierten Pulver einer Hauptlegierung und einer Sublegierung ermöglicht es, beim Pressen ein hoch orientiertes feines pulverisiertes Pulver zu erhalten.
[Mischschritt: Schritt S13]
Nach der feinen Pulverisierung der Hauptlegierung und der Sublegierung werden alle feinen pulverisierten Pulver in einer Atmosphäre mit geringem Sauerstoff gemischt (ein Mischschritt (Schritt S13)). Dann wird ein gemischtes Pulver erhalten. Eine Atmosphäre mit geringem Sauerstoff ist eine Inertgasatmosphäre, wie eine N₂-Gas-, Ar-Gasatmosphäre und dergleichen Das Kompoundierungsverhältnis der Hauptlegierungspulver und der Sublegierungspulver beträgt vorzugsweise 80/20 oder mehr bis 97/3 oder weniger, bezogen auf das Massenverhältnis, bevorzugter 90/10 oder mehr bis 97/3 oder weniger, bezogen auf das Massenverhältnis.
Ferner kann in dem Pulverisierungsschritt (Schritt S12) ein Kompoundierungsverhältnis der Hauptlegierung und der Sublegierung, wenn sie gemeinsam pulverisiert werden, gleich sein wie ein Kompoundierungsverhältnis der Hauptlegierung und der Sublegierung, wenn sie getrennt pulverisiert werden. Das genannte Kompoundierungsverhältnis der Hauptlegierung und der Sublegierung beträgt vorzugsweise 80/20 oder mehr bis 97/3 oder weniger, bezogen auf das Gewichtsverhältnis, bevorzugter 90/10 oder mehr bis 97/3 oder weniger, bezogen auf das Gewichtsverhältnis.
Eine Sauerstoffquelle und eine Kohlenstoffquelle, die von einer Rohmateriallegierung verschieden sind, werden dem gemischten Pulver zugesetzt. In dem Fall, wenn eine vorherbestimmte Menge einer Sauerstoffquelle und einer Kohlenstoffquelle, die von einer Rohmateriallegierung verschieden sind, dem gemischten Pulver zugesetzt werden, wird ein R-O-C-konzentrierter Teil als Objekt in einer Korngrenze, die von angrenzenden zwei oder mehreren R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet wird, im erhaltenen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gebildet.
Pulver, die ein Oxid des Elements „M” umfassen, wobei eine freie Standarderzeugungsenergie seines Oxids höher ist als jene eines Seltenerdelement-Oxids, können als Sauerstoffquelle verwendet werden. Obwohl Al, Fe, Co, Zr und dergleichen als konkrete Beispiele von „M” genannt werden können, ist es nicht darauf beschränkt. Zusätzlich kann ein oberflächenoxidiertes Metallteilchen verwendet werden.
Ein Carbid eines Elements „M”, wobei eine freie Standarderzeugungsenergie seines Carbids höher ist als jene eines Seltenerdelement-Carbids, Pulver, die Kohlenstoff umfassen, wie Graphit, Ruß und dergleichen, und eine organische Verbindung, die Kohlenstoff durch eine Wärmezersetzung oder Ähnliches erzeugt, können für die Kohlenstoffquelle verwendet werden. Obwohl Si, Fe und dergleichen als konkrete Beispiele von „M” genannt werden können, ist es nicht darauf beschränkt. Zusätzlich kann ein Pulver verwendet werden, das ein Carbid umfasst, wie Gusseisen.
Eine geeignete Zusatzmenge der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle variiert gemäß einer Zusammensetzung einer Rohmateriallegierung, insbesondere einer Menge an Seltenerde. Um ein Bereichsverhältnis des R-O-C-konzentrierten Teils im Objekt gemäß einer Zusammensetzung der verwendeten Legierung zu bilden, wird daher eine Zusatzmenge der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle eingestellt. Ein Übermaß der erforderlichen Zusatzmenge der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle führt zu einer übermäßigen Erhöhung des Verhältnisses O/R in dem R-O-C-konzentrierten Teil. So tendiert es dazu, die HcJ des erhaltenen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis zu verringern, und es besteht eine Tendenz dazu, dass eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit nicht erhalten werden kann, indem der R-O-konzentrierte Bereich, der R-C-konzentrierte Bereich und dergleichen gebildet werden, wohingegen eine Zusammensetzung des R-O-C-konzentrierten Teils im Objekt mit zu wenig von der erforderlichen Zusatzmenge der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle nicht erhalten werden kann.
Obwohl ein Zusatzverfahren der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle nicht besonders eingeschränkt ist, wird es bevorzugt, den Zusatz beim Mischen des feinen pulverisierten Pulvers oder den Zusatz zu einem groben pulverisierten Pulver vor der Feinpulvierisierung vorzunehmen.
[Pressschritt: Schritt S14]
Nach dem Mischen des Hauptlegierungspulvers und des Sublegierungspulvers wird das gemischte Pulver in eine Objektform gepresst (ein Pressschritt (Schritt S14)). Im Pressschritt (Schritt S14) wird das gemischte Pulver des Hauptlegierungspulvers und des Sublegierungspulvers in eine Pressform gefüllt, die von einem Elektromagneten gehalten wird, und davon gepresst, um das gemischte Pulver in eine beliebige Form zu formen. Während dieser Zeit wird ein Magnetfeld angelegt, und eine vorherbestimmte Orientierung wird durch dieses Anlegen an dem Rohmaterialpulver erzeugt. Das Pressen wird im Magnetfeld mit orientierter Kristallachse vorgenommen. So wird ein Grünling erhalten. Da der erhaltene Grünling in einer bestimmten Richtung ausgerichtet ist, kann ein anisotroper gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis mit einem stärkeren Magnetismus erhalten werden.
Die Druckbeaufschlagung beim Pressen beträgt vorzugsweise 30 MPa bis 300 MPa. Das Anlegen des Magnetfelds wird vorzugsweise in einem Magnetfeld von 950 kA/m bis 1600 kA/m vorgenommen. Das Anlegen des Magnetfelds ist nicht auf ein magnetostatisches Feld beschränkt, und es kann auch ein gepulstes Magnetfeld sein. Zusätzlich können ein magnetostatisches Feld und ein gepulstes Magnetfeld gemeinsam verwendet werden.
Es ist zu beachten, dass das Pressverfahren ein Nasspressen zusätzlich zu einem oben angegebenen Trockenpressen umfasst. Das Trockenpressen wird durch das direkte Pressen des gemischten Pulvers vorgenommen, wohingegen das Nasspressen durch das Pressen einer Aufschlämmung vorgenommen wird, in der ein Rohmaterialpulver in einem Lösungsmittel, wie einem Öl, dispergiert ist.
Eine Form eines Grünlings, der durch das Pressen des gemischten Pulvers erhalten wird, ist nicht besonders eingeschränkt, und sie kann eine beliebige Form in Übereinstimmung mit einer Form des gewünschten gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis als rechtwinkliges Parallelepiped, Tafelform, Säulenform, Ringform und dergleichen sein.
[Sinterschritt: Schritt S15]
Ein Grünling, der durch das Pressen in eine Objektform in einem Magnetfeld erhalten wird, wird in einem Vakuum oder einer Inertgasatmosphäre gesintert, und ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis wird erhalten (ein Sinterschritt (Schritt S15)). Es ist erforderlich, eine Sintertemperatur unter Berücksichtigung aller Bedingungen einzustellen, wie Zusammensetzung, Pulverisierungsverfahren, Differenz zwischen Korngröße und Korngrößenverteilung und dergleichen, und ein Grünling wird gebrannt, indem eine Wärmebehandlung in einem Vakuum oder in Anwesenheit von Inertgas bei 1000°C oder mehr bis 1200°C oder weniger während einer Stunde oder mehr bis 10 Stunden oder weniger vorgenommen wird. So ergibt ein gemischtes Pulver ein Flüssigphasen-Sintern, und dann kann ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis (ein gesinterter Körper eines gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis) erhalten werden, in dem ein Volumenverhältnis der Hauptphase erhöht ist. Nach dem Sintern des Grünlings wird es bevorzugt, dass der gesinterte Körper rasch abkühlt, um die Produktionseffizienz zu verbessern.
[Alterungsbehandlungsschritt: Schritt S16]
Nach dem Sintern des Grünlings wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis alterungsbehandelt (ein Alterungsbehandlungsschritt (Schritt S16)). Nach dem Brennen wird eine Alterungsbehandlung am gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis vorgenommen, wie durch das Halten des erhaltenen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis in einer Temperatur, die niedriger ist als eine Brenntemperatur. Die Behandlungsbedingungen der Alterungsbehandlung werden geeignet eingestellt unter Berücksichtigung der Anzahl von Malen der Vornahme der Alterungsbehandlung. Beispielsweise kann es ein zweifacher Erhitzungsschritt sein, der einen Erhitzungsschritt bei 700°C oder mehr bis 900°C oder weniger während 1 bis 3 Stunden und ferner einen Erhitzungsschritt bei 500°C bis 700°C während einer bis drei Stunden umfasst, oder es kann ein Erhitzungsschritt sein, der einen Erhitzungsschritt bei etwa 600°C während einer bis drei Stunden umfasst. Eine solche Alterungsbehandlung kann die magnetischen Eigenschaften des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis verbessern. Zusätzlich kann ein Alterungsbehandlungsschritt (Schritt S16) nach einem Verfahrensschritt (Schritt S18) oder einem Korngrenzen-Diffusionsschritt (Schritt S19) vorgenommen werden.
[Kühlschritt Schritt S17]
Nachdem eine Alterungsbehandlung am gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis vorgenommen wird, wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis rasch in einer Ar-Gasatmosphäre abgekühlt (ein Kühlschritt (Schritt S17)). So wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhalten. Die Kühlrate ist nicht besonders eingeschränkt, und sie beträgt vorzugsweise 30°C/min oder mehr.
[Maschineller Bearbeitungsschritt Schritt S18]
Der erhaltene gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis kann erforderlichenfalls zu einer gewünschten Form maschinell bearbeitet werden (ein maschineller Bearbeitungsschritt Schritt S18). Das maschinelle Bearbeitungsverfahren ist als Beispiel ein Formgebungsprozess, wie Schneiden, Zerkleinern und dergleichen, und ein Anfasprozess, wie Trommelpolieren und dergleichen
[Korngrenzen-Diffusionsschritt: Schritt S19]
Ein Schritt, in dem ein schweres Seltenerdelement weiter in eine Korngrenze des maschinell bearbeiteten gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis diffundiert wird, kann vorgenommen werden (ein Korngrenzen-Diffusionsschritt: Schritt S19). Eine Korngrenzen-Diffusion wird durch die folgenden Verfahren vorgenommen ein Verfahren, bei dem eine Verbindung, die ein schweres Seltenerdelement umfasst, haftend an der Fläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis durch Aufbringen, Abscheiden und dergleichen und anschließendes Wärmebehandeln davon angebracht wird, oder ein Verfahren, bei dem eine Wärmebehandlung am gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis in einer Atmosphäre vorgenommen wird, die einen Dampf eines schweren Seltenerdelements umfasst. Mit diesem Schritt kann die Koerzitivkraft des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis weiter verbessert werden.
[Oberflächenbehandlungsschritt: Schritt S20]
Eine Oberflächenbehandlung, wie Plattieren, Harzbeschichten, Oxidationsbehandlung, chemische Uberführungsbehandlung und dergleichen, kann am gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis vorgenommen werden, der durch die obigen Schritte erhalten wird (ein Oberflächenbehandlungsschritt (Schritt S20)). So kann die Korrosionsbeständigkeit weiter verbessert werden.
Es ist zu beachten, dass, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform der maschineller Bearbeitungsschritt (Schritt S18), der Korngrenzen-Diffusionsschritt (Schritt S19) und der Oberflächenbehandlungsschritt (Schritt S20) vorgenommen werden, diese Schritte nicht unbedingt vorgenommen werden.
Wie oben angegeben, wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform wie vorstehend hergestellt, indem alle Behandlungen beendet werden. Zusätzlich kann ein Magnetprodukt durch das Magnetisieren davon erhalten werden.
Der so erhaltene gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen R-O-C-konzentrierten Teil in seiner Korngrenze, und das Verhältnis O/R des R-O-C-konzentrierten Teils ist in einem vorgegebenen Verhältnis. Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit sowie gute magnetische Eigenschaften, indem er in dem in seiner Korngrenze gebildeten R-O-C-konzentrierten Teil ein vorgegebenes O/R-Verhältnis aufweist.
In dem Fall, wenn er als Magnet für eine sich drehende Maschine, wie einen Motor, verwendet wird, kann der so erhaltene gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform wegen seiner hohen Korrosionsbeständigkeit über einen langen Zeitraum verwendet werden, wodurch ein hochzuverlässiger gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis vorgesehen wird. Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann vorzugsweise als Magnet eines Motors vom Oberflächenmagnettyp (Oberflächenpermanentmagnet: SPM) verwendet werden, wobei ein Magnet an der Oberfläche eines Rotors angebracht wird, eines Motors vom eingebetteten Innenmagnettyp (Innenpermanentmagnet: IPM), wie eines bürstenlosen Motors vom Innenrotortyp, eines PRM (Permanentmagnet-Reluktanzmotor) und dergleichen Konkret wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise für einen Spindelmotor oder einen Schwingspulenmotor für einen Festplatten-Drehantrieb eines Festplattenlaufwerks, einen Motor für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridauto, einen elektrischen Servolenkungsmotor für ein Automobil, einen Servomotor für eine Werkzeugmaschine, einen Motor für den Vibrator eines Mobiltelefons, einen Motor für einen Drucker, einen Motor für einen Magnetgenerator und dergleichen verwendet.
Wenngleich bevorzugte Ausführungsformen des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform oben beschrieben sind, ist der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Verschiedene Abänderungen und verschiedene Kombinationen des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind möglich, ohne dass dadurch vom Gedanken der Erfindung abgewichen wird, und in ähnlicher Weise lässt sich dies auf andere Seltenerdmetalle anwenden.
<Motor>
Eine bevorzugte Ausführungsform des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird beschrieben, der als Motor verwendet wird. Hier wird ein Beispiel des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, der bei einem SPM-Motor angewendet wird. 3 ist eine Querschnittansicht, die kurz eine Ausführungsform der Struktur des SPM-Motors zeigt. Wie in 3 gezeigt, umfasst der SPM-Motor 10 einen säulenförmigen Rotor 12, einen zylindrisch geformten Stator 13 und eine Welle 14 in einem Gehäuse 11. Die Drehwelle 14 geht durch den Mittelpunkt des Querschnitts des Rotors 12. Der Rotor 12 umfasst einen säulenförmigen Rotorkern (Eisenkern) 15 aus Eisenmaterial und dergleichen, eine mehrfache Anzahl von Permanentmagneten 16, die in einem vorherbestimmten Intervall auf der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 15 angeordnet sind, und eine mehrfache Anzahl von Magneteinsatzschlitzen 17, die den Permanentmagneten 16 enthalten. Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird für den Permanentmagneten 16 verwendet. Eine mehrfache Anzahl der Permanentmagnete 16 ist so eingesetzt, dass sie den N-Pol und S-Pol alternierend in jedem Magneteinsatzschlitz 17 entlang einer Umfangsrichtung des Rotors 12 anordnen. So generieren angrenzende Permanentmagnete 16 Magnetfeldlinien in zueinander umgekehrten Richtungen entlang einer radialen Richtung des Rotors 12. Der Stator 13 umfasst eine mehrfache Anzahl von Statorkernen 18 und Nuten 19, die in einem vorherbestimmten Intervall entlang einer Umfangsrichtung der Innenseite seiner zylindrischen Wand (peripheren Wand) und entlang der peripheren Außenfläche des Rotors 12 eingerichtet sind. Die genannte mehrfache Anzahl von Statorkernen 18 ist so eingerichtet, dass sie zum Stator 13 gerichtet ist und dem Rotor 12 gegenüberliegt. Ferner ist eine Spule 20 im Inneren jeder Nut 19 herumgewickelt. Ein Permanentmagnet 16 und Statorkern 18 sind so eingesetzt, dass sie einander gegenüberliegen. Der Rotor 12, zusammen mit der Welle 14, ist drehbar in einem Raum im Stator 13 installiert. Der Stator 13 liefert ein Drehmoment für den Rotor 12 durch eine elektromagnetische Aktion, und der Rotor 12 dreht sich entlang der Umfangsrichtung.
Der SPM-Motor 10 verwendet den gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform als Permanentmagnet 16. Der Permanentmagnet 16 zeigt Korrosionsbeständigkeit, während er hochmagnetische Eigenschaften zeigt. Der SPM-Motor 10 kann so die Motorcharakteristiken verbessern, wie eine Drehmomentcharakteristik, und eine hohe Leistung über einen langen Zeitraum zeigen; und dieser genannte SPM-Motor 10 weist eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit auf.
[Zweite Ausführungsform]
<Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis>
Das Folgende ist die Erläuterung einer Ausführungsform eines gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis, welcher R₂T₁₄B-Kristallkörner umfasst, wobei eine Korngrenze von zwei oder mehreren angrenzenden R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet wird, ein R-O-C-N-konzentrierter Teil, in dem Konzentrationen von R, O, C und N jeweils höher sind als jene in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern, in der Korngrenze ist, und ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im obigen R-O-C-konzentrierten Teil die folgende Formel (1)' erfüllt. 0,4 < (O/R) < 0,7 (1)'
Der R-O-C-N-konzentrierte Teil liegt in einer Korngrenze vor, die durch zwei oder mehrere angrenzende Kristallkörner gebildet wird; und eine Konzentration von R, O, C und N des genannten Teils ist höher als jene in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern. Solange R, O, C und N als seine Hauptkomponente enthalten sind, können die anderen Komponenten in den R-O-C-N-konzentrierten Teil eingeschlossen werden.
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein gesinterter Körper, der unter Verwendung einer Legierung auf R-T-B-Basis gebildet wird. Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Hauptphase, die eine R₂T₁₄B-Verbindung umfasst, worin eine Zusammensetzung eines Kristallkorns durch R₂T₁₄B ausgedrückt wird, und eine Korngrenze, worin „R” mehr als in der R₂T₁₄B-Verbindung eingeschlossen ist.
„R” repräsentiert wenigstens eine Art eines Seltenerdelements. „R” ist gleich wie „R” in der R₂T₁₄B-Verbindung, die in einer Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform eingeschlossen ist, und die Beschreibung wird weggelassen.
„T” repräsentiert eine oder mehrere Arten von Übergangsmetallelementen, die Fe oder Fe und Co umfassen. „T” ist gleich wie „T” in der R₂T₁₄B-Verbindung, die in einer Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform eingeschlossen ist, und die Beschreibung wird weggelassen.
Ähnlich wie bei der Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform kann im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform „B” teilweise mit Kohlenstoff (C) substituiert sein.
Ferner können zusätzlich, ähnlich wie bei der Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, O, N, C, Ca und dergleichen unweigerlich in der Hauptphase gemischt werden.
Eine Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind R₂T₁₄B-Kristallkörner, ähnlich wie bei der Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, und die genannten R₂T₁₄B-Kristallkörner haben eine Kristallstruktur, die R₂T₁₄B vom tetragonalen Typ umfasst. Ein mittlerer Teilchendurchmesser der R₂T₁₄B-Kristallkörner beträgt allgemein etwa 1 bis 30 μm, ähnlich wie bei der Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform.
Eine Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine R-reiche Phase, worin der „R”-Gehalt höher ist als im R-O-C-N-konzentrierten Teil oder in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern. Eine B-reiche Phase, worin ein Verbindungsverhältnis des Bor(B)-Atoms hoch ist, kann in der Korngrenze abgesehen von der R-reichen Phase eingeschlossen sein.
Der Gehalt von „R” im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist gleich wie ein Gehalt von „R” der R₂T₁₄B-Verbindung, die in einer Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform eingeschlossen ist, und seine Beschreibung wird abgekürzt.
„B” repräsentiert „B” oder „B” und „C”. Der Gehalt an „B” im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist gleich wie ein Gehalt von „B” der R₂T₁₄B-Verbindung, die in einer Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform eingeschlossen ist, und seine Beschreibung wird abgekürzt.
„T” repräsentiert eine oder mehrere Arten von Übergangsmetallelementen, die Fe oder Fe und Co umfassen, wie oben angegeben. „T” kann Fe allein sein, oder Fe teilweise substitutiert durch Co. Der Fe-Gehalt im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist gleich wie ein Gehalt von „T” der R₂T₁₄B-Verbindung, die in einer Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform eingeschlossen ist, und seine Beschreibung wird abgekürzt. Wenn Fe teilweise durch Co substituiert ist, um das genannte Co zu umfassen, ist der Co-Gehalt gleich wie jener in einer Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, und seine Beschreibung wird abgekürzt. Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W und dergleichen werden als Beispiele von Übergangsmetallelementen angegeben, abgesehen von Fe oder Fe und Co, ähnlich wie bei der Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform. Zusätzlich kann „T” ferner wenigstens eine Art eines Elements wie Al, Ga, Si, Bi, Sn und dergleichen als andere Übergangsmetallelemente umfassen, ähnlich wie bei der Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform.
Wenn eines oder beides von Al und Cu eingebracht wird, beträgt ein Gehalt des genannten einen oder beider von Al und Cu im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise 0,02 Gew.-% oder mehr bis 0,6 Gew.-% oder weniger, ähnlich wie bei der Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform. Der Al- und Cu-Gehalt sind gleich wie jene in der Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, und eine überlappende Beschreibung wird abgekürzt.
Eine bestimmte Menge an Sauerstoff (O) sollte im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten sein, ähnlich wie beim gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform. Die genannte bestimmte Menge wird gemäß den anderen Parametern variiert und wird geeignet bestimmt. Die Menge an Sauerstoff beträgt vorzugsweise 500 ppm oder mehr unter Berücksichtigung einer Korrosionsbeständigkeit, und sie beträgt vorzugsweise 2000 ppm oder weniger unter Berücksichtigung der magnetischen Eigenschaften, ähnlich wie beim gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform.
Zusätzlich wird eine Menge an Kohlenstoff (C) im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform gemäß den anderen Parametern variiert und wird geeignet bestimmt. Magnetische Eigenschaften verschlechtert sich, wenn eine Kohlenstoffmenge steigt, wohingegen der R-O-C-N-konzentrierte Teil nicht gebildet wird, wenn die genannte Kohlenstoffmenge geringer ist. So beträgt die Kohlenstoffmenge vorzugsweise 400 ppm oder mehr bis 3000 ppm oder weniger, bevorzugter 400 ppm oder mehr bis 2500 ppm oder weniger, und am meisten bevorzugt 400 ppm oder mehr bis 2000 ppm oder weniger.
Zusätzlich wird eine Menge an Stickstoff (N) im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform gemäß den anderen Parametern variiert und wird geeignet bestimmt. Magnetische Eigenschaften verschlechtert sich, wenn die Stickstoffmenge steigt, wohingegen der R-O-C-N-konzentrierte Teil nicht gebildet wird, wenn die genannte Stickstoffmenge geringer ist. So beträgt die Stickstoffmenge vorzugsweise vorzugsweise 100 ppm oder mehr bis 1200 ppm oder weniger, bevorzugter 200 ppm oder mehr bis 1000 ppm oder weniger, und am meisten bevorzugt 300 ppm oder mehr bis 800 ppm oder weniger.
Ein Messverfahren der Sauerstoffmenge, Kohlenstoffmenge und Stickstoffmenge im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis ist gleich wie jenes beim gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, und seine Beschreibung wird abgekürzt.
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen R-O-C-N-konzentrierten Teil, in dem Konzentrationen von „R”, „O”, „C” und „N” jeweils höher sind als jene in R₂T₁₄B-Kristallkörnern, in seiner Korngrenze. Es ist zu beachten, dass, obwohl der R-O-C-N-konzentrierte Teil hauptsächlich aus „R”, „O”, „C” und „N” besteht, wie oben beschrieben, die anderen Komponenten eingeschlossen sein können.
4 ist eine schematische Darstellung, welche eine Korngrenze zeigt, die durch eine mehrfache Anzahl von R₂T₁₄B-Kristallkörnern des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet wird. Wie in 4 gezeigt, ist der R-O-C-N-konzentrierte Teil in einer Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet.
Zusätzlich erfüllt in einem R-O-C-N-konzentrierten Teil in einer Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im obigen R-O-C-N-konzentrierten Teil vorzugsweise die folgende Formel (1)'. (O/R) ist nämlich kleiner als eine stöchiometrische Verhältniszusammensetzung von R-Oxiden (R₂O₃, RO₂, RO und dergleichen). Im Fall, wenn O/R weniger als 0,4 beträgt, kann eine Speicherung von Wasserstoff, der durch eine Korrosionsreaktion aufgrund von „R” in dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit Wasser (wie Wasserdampf in einer verwendeten Umgebung) erzeugt wird, nicht ausreichend verhindert werden; und Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis tendiert dazu, sich zu verschlechtern. Wohingegen, wenn (O/R) mehr als 0,7 beträgt, wird die Konsistenz mit seinem Hauptphasenkorn schlechter und die Koerzitivkraft HcJ tendiert dazu, verschlechtert zu werden. Daher kann, wenn die in der Korngrenze eingeschlossene R-reiche Phase durch einen R-O-C-N-konzentrierten Teil substituiert wird, aufgrund des Vorhandenseins des R-O-C-N-konzentrierten Teils mit einem vorbestimmten Verhältnis von (O/R) in seiner Korngrenze effektiv verhindert werden, dass durch eine Korrosionsreaktion von „R” in dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit Wasser (wie Wasserdampf in einer verwendeten Umgebung) hergestellter Wasserstoff, der in den gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis eindringt, in der gesamten Korngrenze gespeichert wird, und das Fortschreiten der Korrosion zur Innenseite des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis kann verhindert werden, und der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis der vorliegenden Ausführungsform kann gute magnetische Eigenschaften zeigen. 0,4 < (O/R) < 0,7 (1)'
Ferner erfüllt das Verhältnis (O/R) weiter bevorzugt die Formel (2). Durch Einstellen des Verhältnis (O/R) innerhalb eines Bereichs der folgenden Formel (2) wird die Speicherung von durch eine Korrosionsreaktion von „R” in dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit Wasser erzeugtem Wasserstoff, der in den gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis eindringt, effektiv verhindert. Daher kann ein weiteres Fortschreiten der Korrosion im Inneren des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis verhindert werden, und so kann die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform weiter verbessert werden, und der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt gute magnetische Eigenschaften. 0,5 < (O/R) < 0,7 (2)
Da Wasserstoff, der durch eine Korrosionsreaktion von „R” in dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit Wasser (wie Wasserdampf in einer verwendeten Umgebung) in einer R-reichen Phase, die in der Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis vorliegt, gespeichert wird, schreitet die Korrosion des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis im Inneren des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis mit einer beschleunigten Geschwindigkeit fort.
Es wird nämlich angenommen, dass die Korrosion des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis durch das Folgende fortschreitet, ähnlich wie jene des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis, der in der obigen ersten Ausführungsform beschrieben wird. Die Korrosion des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis schreitet innerhalb des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis durch die obigen Kettenreaktion (I) bis (III) fort; und eine R-reiche Phase ändert sich in ein R-Hydroxid und in ein R-Hydrid. Eine Spannung wird durch eine mit dieser Änderung assoziierte Volumenexpansion akkumuliert, was zu einem Abfallen eines Kristallkorns (eines Hauptphasenkorns) führt, das eine Hauptphase des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis darstellt. Und dann tritt eine neu gebildete Fläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis aufgrund des Abfallens des Kristallkorns der Hauptphase auf, was zu einem weiteren Fortschreiten der Korrosion des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis im Inneren des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis führt.
Angesichts des Obigen erfüllt im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform O/R des R-O-C-N-konzentrierten Teils die obige Formel (1)'. Durch Ausbildung eines R-O-C-N-konzentrierten Teils in einer Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis und durch Einstellen des O/R des R-O-C-N-konzentrierten Teils auf ein bestimmtes Verhältnis, wird der durch R-O-C-N-konzentrierte Teil kaum oxidiert und ist dazu in der Lage, eine Wasserstoffdiffusion wirksam zu verhindern. Somit wird verhindert, dass durch eine Korrosionsreaktion erzeugter Wasserstoff in einem inneren Teil einer R-reichen Phase gespeichert wird, und so kann das innere Fortschreiten der Korrosion durch die obigen Prozesse verhindert werden. Daher kann gemäß dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis der vorliegenden Ausführungsform die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis in einem großen Ausmaß verbessert werden, wobei er gute magnetische Eigenschaften zeigt.
Zusätzlich erfüllt in einem R-O-C-N-konzentrierten Teil in einer Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Verhältnis (N/R) von N-Atom zu R-Atom im obigen R-O-C-N-konzentrierten Teil vorzugsweise die folgende Formel (3)'. (N/R) ist nämlich vorzugsweise kleiner als eine stöchiometrische Verhältniszusammensetzung von R-Nitriden (RN und dergleichen). Es ist zu beachten, dass ein Verhältnis von N-Atom zu R-Atom in dieser Beschreibung als (N/R) beschrieben wird. Aufgrund des Vorliegens des R-O-C-N-konzentriert Teils mit einem vorherbestimmten Bereich von (N/R) in seiner Korngrenze wird effektiv verhindert, dass Wasserstoff, der durch eine Korrosionsreaktion von Wasser und „R” im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis erzeugt wird, in einer inneren R-reichen Phase gespeichert wird, und das Fortschreiten der Korrosion in die Innenseite des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis kann verhindert werden, und der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis der vorliegenden Ausführungsform kann gute magnetische Eigenschaften zeigen. 0 < (N/R) < 1 (3)'
Ferner wird es bevorzugt, dass der R-O-C-N-konzentrierte Teil eine kubische Kristallstruktur umfasst. Eine weitere Speicherung von Wasserstoff in einer Korngrenze kann wegen des Einschlusses der genannten kubischen Kristallstruktur verhindert werden; und die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann verbessert werden.
Im R-O-C-N-konzentrierten Teil eingeschlossenes „R” umfasst vorzugsweise RL (ein Seltenerdelement umfasst wenigstens eines oder beides von Nd und Pr) und RH (ein Seltenerdelement umfasst wenigstens eines oder beides von Dy und Tb). Eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit wird gezeigt, und seine magnetischen Eigenschaften können wegen des Einschlusses von RL und RH im R-O-C-N-konzentrierten Teil weiter verbessert werden.
Wie im Nachstehenden angegeben, kann der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform hergestellt werden, indem eine vorherbestimmte Menge an Rohmaterialien, welche eine Sauerstoffquelle und eine Kohlenstoffquelle sind, die von der Rohmateriallegierung auf R-T-B-Basis verschieden sind, zur Rohmateriallegierung auf R-T-B-Basis zugesetzt werden, und indem die Herstellungsbedingungen wie eine Sauerstoff- und Stickstoffkonzentration in einer Atmosphäre der Produktionsprozesse gesteuert werden.
Pulver, die ein Oxid eines Elements „M” umfassen, wobei eine freie Standarderzeugungsenergie seines Oxids höher ist als jene eines Seltenerdelement-Oxids, können für eine Sauerstoffquelle des R-O-C-N-konzentrierten Teils verwendet werden. Ein Carbid eines Elements „M”, wobei eine freie Standarderzeugungsenergie seines Carbids höher ist als jene eines Seltenerdelement-Carbids, Pulver, die Kohlenstoff umfassen, wie Graphit, Ruß und dergleichen, und eine organische Verbindung, die Kohlenstoff durch eine Wärmezersetzung erzeugt, können für eine Kohlenstoffquelle des R-O-C-N-konzentrierten Teils verwendet werden. Zusätzlich können oberflächenoxidierte Metallteilchen als Sauerstoffquelle verwendet werden, und Metallteilchen, die ein Carbid umfassen, wie Gusseisen, können als Kohlenstoffquelle verwendet werden.
Der R-O-C-N-konzentrierte Teil, der in einer Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet ist, wird durch das folgende Verfahren hergestellt. M-Oxid, das in der zugesetzten Sauerstoffquelle enthalten ist, hat nämlich eine höhere freie Standarderzeugungsenergie relativ zu jener eines Oxids eines Seltenerdelements „R”. Daher wird bei der Herstellung eines gesinterten Körpers, indem eine Sauerstoffquelle und eine Kohlenstoffquelle zur Rohmateriallegierung auf R-T-B-Basis zugesetzt werden und selbige gesintert wird, das M-Oxid durch die R-reiche Flüssigphase reduziert, die während des Sinterns erzeugt wird, und M-Metall und „O” werden erzeugt. Wenn M'-(die freie Standarderzeugungsenergie seines Carbids ist höher als jene eines Seltenerdelement-Carbids) Carbid als Kohlenstoffquelle zugesetzt wird, werden ferner ähnlich M'-Metall und „C” erzeugt. Dieses M-Metall und M'-Metall werden in einem R₂T₁₄B-Kristall oder einer R-reichen Phase gespeichert. Andererseits reagieren „O” und „C” mit einem Teil einer R-reichen Phase zusammen mit „N”, welches zugegeben wurde, um eine Stickstoffkonzentration während des Herstellungsverfahrens zu kontrollieren, und setzen sich als R-O-C-N-konzentrierter Teil in einer Korngrenze, insbesondere einem polykristallinen Korngrenzenteil, ab.
Beim herkömmlichen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis wird „O” als unvermeidbare Verunreinigung eingeschlossen, wie durch eine Oxidation von Rohmaterialpulvern beim Pressen in einer Atmosphäre. Zu dieser Zeit eingeschlossenes „O” ist jedoch in einer Form eines R-Oxids aufgrund einer Oxidation eines Seltenerdelements „R” in Rohmaterialpulvern; und es wird davon ausgegangen, dass es während des Sinterprozesses nicht reduziert wird und sich in einer Korngrenze in einer Form eines R-Oxids, einer unveränderten Form, absetzt.
Andererseits wird während des Herstellungsprozesses des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bildung von R-Oxid durch das Vornehmen jedes Prozesses einer Pulverisierung, eines Pressens und eines Sinterns einer Rohmateriallegierung in einer Atmosphäre mit einer extrem niedrigen Sauerstoffkonzentration (z. B. etwa 100 ppm oder weniger) gesteuert. So wird davon ausgegangen, dass sich „O”, das durch eine Reduktion von M-Oxid während eines Sinterprozesses generiert wird, „C”, das als Kohlenstoffquelle zugesetzt wird, und „N”, das zugesetzt wird, um eine Stickstoffkonzentration während des Herstellungsprozesses zu steuern, in einer Korngrenze in der Form eines R-O-C-N-konzentrierten Teils absetzen. R-Oxid setzt sich nämlich mit einem herkömmlichen Verfahren in einer Korngrenze ab, wohingegen es gemäß einem Verfahren der vorliegenden Ausführungsform möglich ist, dass sich eine vorherbestimmte Menge des R-O-C-N-konzentrierten Teils absetzt, während eine Bildung von R-Oxiden in der Korngrenze gesteuert wird.
Ferner werden, abgesehen vom R-O-C-N-konzentrierten Teil, ein R-C-konzentrierter Bereich, in dem die R-Konzentration und C-Konzentration höher sind als jene von R₂T₁₄B-Kristallkörnern, ein R-O-konzentrierter Bereich (umfassend R-Oxid), in dem die R-Konzentration und die O-Konzentration höher sind als jene von R₂T₁₄B-Kristallkörnern, und dergleichen in einer Korngrenze eingeschlossen, ähnlich wie beim gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform. Zusätzlich ist, abgesehen von Obigem, eine R-reiche Phase vorhanden, in der die R-Konzentration höher ist als jene von R₂T₁₄B-Kristallkörnern. Obwohl eine bestimmte Menge der genannten R-reichen Phase für einen Ausdruck der Koerzitivkraft HcJ erforderlich ist, wird es bevorzugt, dass der R-C-konzentrierte Bereich und R-O-konzentrierte Bereich kleiner sind. Beispielsweise beträgt der R-C-konzentrierte Bereich vorzugsweise 30% oder weniger des Korngrenzenbereichs, und der R-O-konzentrierte Bereich beträgt vorzugsweise 10% oder weniger des Korngrenzenbereichs. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass ein Übermaß des genannten R-C-konzentrierten Bereichs dazu tendiert, die Korrosionsbeständigkeit des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis zu verringern, und ein Übermaß des R-O-konzentrierten Bereichs dazu tendiert, die verbleibende Magnetflussdichte Br des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis zu verringern.
Daher ist der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Magnet, in dem eine vorherbestimmte Menge eines R-O-C-N-konzentrierten Teils in seiner Korngrenze gebildet ist. Durch das Einstellen von O/R des R-O-C-N-konzentrierten Teils, um die obige Formel (1)' zu erfüllen, kann eine Wasserstoffspeicherung in einer Korngrenze verhindert werden, und kann ein Fortschreiten einer R-Korrosion verhindert werden. Und so umfasst der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit sowie gute magnetische Eigenschaften.
Ferner wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform allgemein nach dem Formen in eine beliebige Form verwendet, ähnlich wie beim gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform.
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst sowohl ein Magnetprodukt, das nach der maschinellen Bearbeitung des vorliegenden Magneten magnetisiert wird, als auch ein Magnetprodukt des vorliegenden Magneten, das unmagnetisiert ist, ähnlich wie beim gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform.
<Herstellungsverfahren des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis>
Ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform, der die obigen Strukturen umfasst, wird mit Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anzeigt. Wie in 5 gezeigt, umfasst ein Herstellungsverfahren des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Schritte:

(a) Legierungsherstellungsschritt, bei dem eine Hauptlegierung und eine Sublegierung hergestellt werden (Schritt S31).
(b) Pulverisierungsschritt, bei dem die Hauptlegierung und die Sublegierung pulverisiert werden (Schritt S32).
(c) Mischschritt, bei dem ein Hauptlegierungspulver und ein Sublegierungspulver gemischt werden (Schritt S33).
(d) Pressschritt, bei dem das gemischte Pulver gepresst wird (Schritt S34).
(e) Sinterschritt, bei dem der Grünling gesintert wird und ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis erhalten wird (Schritt S35).
(f) Alterungsbehandlungsschritt, bei dem der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis alterungsbehandelt wird (Schritt S36).
(g) Kühlschritt, bei dem der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gekühlt wird (Schritt S37).
(h) Maschineller Bearbeitungsschritt, bei dem der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis maschinell bearbeitet wird (Schritt S38).
(i) Korngrenzen-Diffusionsschritt, bei dem ein schweres Seltenerdelement in eine Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis diffundiert wird (Schritt S39).
(j) Oberflächenbehandlungsschritt, bei dem der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis oberflächenbehandelt wird (Schritt S40).

[Legierungsherstellungsschritt: Schritt S31]
Eine Legierung mit einer Zusammensetzung, die eine Hauptphase darstellt, (eine Hauptlegierung) und eine solche, die eine Korngrenze darstellt, (eine Sublegierung) werden hergestellt (ein Legierungsherstellungsschritt (Schritt S31)). Dieser Legierungsherstellungsschritt (Schritt S31) ist gleich wie „ein Legierungsherstellungsschritt (Schritt S11)” eines Herstellungsverfahrens des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen Ausführungsform, und die Beschreibung wird weggelassen.
[Pulverisierungsschritt: Schritt S32]
Nachdem die Hauptlegierung und die Sublegierung hergestellt werden, werden die genannte Hauptlegierung und die genannte Sublegierung pulverisiert (ein Pulverisierungsschritt (Schritt S32)). Gemäß diesem Pulverisierungsschritt (Schritt S32), ähnlich wie beim Pulverisierungsschritt (Schritt S12) des Verfahrens zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, nachdem die Hauptlegierung und die Sublegierung hergestellt werden, werden die genannte Hauptlegierung und die genannte Sublegierung getrennt pulverisiert, um Pulver herzustellen. Es ist zu beachten, dass, obwohl diese Hauptlegierung und Sublegierung gemeinsam pulverisiert werden können, diese angesichts einer Unterdrückung ihrer Zusammensetzungsabweichung vorzugsweise getrennt pulverisiert werden.
Ein Pulverisierungsschritt (Schritt S32) umfasst einen groben Pulverisierungsschritt (Schritt S32-1), bei dem pulverisiert wird, bis ein Teilchendurchmesser ungefähr einige hundert μm bis einige mm beträgt, und einen feinen Pulverisierungsschritt (Schritt S32-2), bei dem pulverisiert wird, bis ein Teilchendurchmesser ungefähr einige hundert μm beträgt, ähnlich wie beim Pulverisierungsschritt (Schritt S12) des Verfahrens zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform.
(Grober Pulverisierungsschritt (Schritt S32-1))
Eine Hauptlegierung und eine Sublegierung werden grob pulverisiert, bis jeder Teilchendurchmesser ungefähr einige hundert μm bis einige mm beträgt. Grobe pulverisierte Pulver der Hauptlegierung und der Sublegierung werden so erhalten. Die grobe Pulverisierung wird durch die folgenden Schritte vorgenommen. Wasserstoff wird in der Hauptlegierung und der Sublegierung gespeichert, und dann wird der genannte Wasserstoff auf der Basis einer Differenz der Menge an Wasserstoffspeichervermögen zwischen den Phasen emittiert. Und mit dieser Dehydrogenierung kann eine Pulverisierung eines selbstkollabierenden Typs (eine Wasserstoffspeicherpulverisierung) generiert werden. Eine Zusatzmenge an Stickstoff, die zur Bildung der R-O-C-N-Phase erforderlich ist, kann gesteuert werden, indem diese Stickstoffgaskonzentration einer Atmosphäre während der Dehydrogenierungsbehandlung in dieser Wasserstoffspeicherpulverisierung eingestellt wird. Obwohl eine optimale Stickstoffgaskonzentration gemäß einer Zusammensetzung einer Rohmateriallegierung und dergleichen variiert, beträgt sie vorzugsweise beispielsweise 200 ppm oder mehr. Ferner kann der grobe Pulverisierungsschritt (Schritt S32-1) unter Verwendung eines groben Mahlwerks, wie eines Stampfwerks, eines Backenbrechers, einer Brown-Mühle und dergleichen, in einer Inertgasatmosphäre abgesehen von der Verwendung der oben angegebenen Wasserstoffspeicherpulverisierung vorgenommen werden, ähnlich wie beim groben Pulverisierungsschritt (Schritt S12-1) des Verfahrens zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform.
Ferner wird es bevorzugt, dass eine Atmosphäre jedes Schritts, vom Pulverisierungsschritt (Schritt S32) bis zum Sinterschritt (Schritt S35), gesteuert wird, eine niedrige Sauerstoffkonzentration aufzuweisen, ähnlich wie beim groben Pulverisierungsschritt (Schritt S12-1) des Verfahrens zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform. Das Verfahren zur Einstellung der niedrigen Sauerstoffkonzentration ist gleich wie jenes im Verfahren zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, so wird die Beschreibung weggelassen.
(Feiner Pulverisierungsschritt: Schritt S32-2)
Nach einer groben Pulverisierung der Hauptlegierung und der Sublegierung werden die erhaltenen groben pulverisierten Pulver der genannten Hauptlegierung und der genannten Sublegierung fein pulverisiert, bis ihre mittleren Teilchendurchmesser ungefähr einige μm betragen, ähnlich wie beim groben Pulverisierungsschritt (Schritt S12-1) des Verfahrens zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform (ein feiner Pulverisierungsschritt (Schritt S32-2)). Feine pulverisierte Pulver einer Hauptlegierung und einer Sublegierung werden dann erhalten. Feine pulverisierte Pulver mit einem Teilchendurchmesser von vorzugsweise 1 μm oder mehr bis 10 μm oder weniger, bevorzugter 3 μm oder mehr bis 5 μm oder weniger, können erhalten werden, indem die groben pulverisierten Pulver weiter fein pulverisiert wird.
Es ist zu beachten, dass, obwohl feine pulverisierte Pulver erhalten werden, indem die Hauptlegierung und die Sublegierung in der vorliegenden Ausführungsform getrennt pulverisiert werden, das genannte feine pulverisiert Pulver nach dem Mischen der groben pulverisierten Pulver der Hauptlegierung und jener der Sublegierung in einem feinen Pulverisierungsschritt (Schritt S32-2) erhalten werden kann, ähnlich wie beim Verfahren zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform.
Die feine Pulverisierung ist gleich wie der feine Pulverisierungsschritt (Schritt S12-2) des Verfahrens zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, so wird die Beschreibung weggelassen.
Der Zusatz von Pulverisierungshilfen, wie Zinkstearat, Oleinamid und dergleichen, beim Feinpulverisieren der groben pulverisierten Pulver einer Hauptlegierung und einer Sublegierung ermöglicht es, hoch orientierte feine pulverisierte Pulver beim Pressen zu erhalten, ähnlich wie beim Feinpulverisierungsschritt (Schritt S12-2) im Verfahren zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform.
[Mischschritt: Schritt S33]
Nach der feinen Pulverisierung der Hauptlegierung und der Sublegierung werden alle feinen pulverisierten Pulver in einer Atmosphäre mit geringem Sauerstoff gemischt (ein Mischschritt (Schritt S33)). Dann wird ein gemischtes Pulver erhalten. Ein Mischschritt (Schritt S33) ist gleich wie der Mischschritt (Schritt S13) in einem Verfahren zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform. Eine Atmosphäre mit geringem Sauerstoff ist eine Inertgasatmosphäre, wie eine N₂-Gas-, Ar-Gasatmosphäre und dergleichen Das Kompoundierungsverhältnis der Hauptlegierungspulver und der Sublegierungspulver beträgt vorzugsweise 80/20 oder mehr bis 97/3 oder weniger, bezogen auf das Massenverhältnis, bevorzugter 90/10 oder mehr bis 97/3 oder weniger, bezogen auf das Massenverhältnis.
Ferner beträgt in dem Pulverisierungsschritt (Schritt S32) ein Kompoundierungsverhältnis der Hauptlegierung und der Sublegierung, wenn sie gemeinsam pulverisiert werden, und auch wenn sie getrennt pulverisiert werden, vorzugsweise 80/20 oder mehr bis 97/3 oder weniger, bezogen auf das Massenverhältnis, bevorzugter 90/10 oder mehr bis 97/3 oder weniger, bezogen auf das Massenverhältnis.
Eine Sauerstoffquelle und eine Kohlenstoffquelle, die von einer Rohmateriallegierung verschieden sind, werden dem gemischten Pulver zugesetzt. In dem Fall, wenn eine vorherbestimmte Menge einer Sauerstoffquelle und einer Kohlenstoffquelle, die von einer Rohmateriallegierung verschieden sind, dem gemischten Pulver zugesetzt werden, wird ein R-O-C-N-konzentrierter Teil als Objekt in einer Korngrenze, die von angrenzenden zwei oder mehreren R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet wird, im erhaltenen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gebildet.
Pulver, die ein Oxid des Elements „M” umfassen, wobei eine freie Standarderzeugungsenergie seines Oxids höher ist als jene eines Seltenerdelement-Oxids, können als Sauerstoffquelle verwendet werden. Obwohl Al, Fe, Co, Zr und dergleichen als konkrete Beispiele von „M” genannt werden können, ist es nicht darauf beschränkt. Zusätzlich können oberflächenoxidierte Metallteilchen verwendet werden.
Ein Carbid eines Elements „M”, wobei eine freie Standarderzeugungsenergie seines Carbids höher ist als jene eines Seltenerdelement-Carbids, Pulver, die Kohlenstoff umfassen, wie Graphit, Ruß und dergleichen, und eine organische Verbindung, die Kohlenstoff durch eine Wärmezersetzung oder Ähnliches erzeugt, können für die Kohlenstoffquelle verwendet werden. Obwohl Si, Fe und dergleichen als konkrete Beispiele von „M” genannt werden können, ist es nicht darauf beschränkt. Zusätzlich kann ein Pulver verwendet werden, das ein Carbid umfasst, wie Gusseisen.
Eine geeignete Zusatzmenge der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle variiert gemäß einer Zusammensetzung einer Rohmateriallegierung, insbesondere einer Menge an Seltenerde. Um ein Bereichsverhältnis des R-O-C-N-konzentrierten Teils im Objekt gemäß einer Zusammensetzung der verwendeten Legierung zu bilden, wird daher eine Zusatzmenge der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle eingestellt. Ein Übermaß der erforderlichen Zusatzmenge der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle führt zu einer übermäßigen Erhöhung des O/R in dem R-O-C-N-konzentrierten Teil. So tendiert es dazu, die HcJ des erhaltenen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis zu verringern, und es besteht eine Tendenz dazu, dass eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit nicht erhalten werden kann, indem der R-O-konzentrierte Bereich, der R-C-konzentrierte Bereich und dergleichen gebildet werden, wohingegen ein vorherbestimmter Bereich des R-O-C-N-konzentrierten Teils mit zu wenig von der erforderlichen Zusatzmenge der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle nicht erhalten werden kann.
Obwohl ein Zusatzverfahren der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle nicht besonders eingeschränkt ist, wird es bevorzugt, den Zusatz beim Mischen des feinen pulverisierten Pulvers oder den Zusatz zu einem groben pulverisierten Pulver vor der Feinpulvierisierung vorzunehmen.
Obwohl Stickstoff zugesetzt wird, um die Stickstoffgaskonzentration in einer Atmosphäre während der Dehydrogenierungsbehandlung in einem groben Pulverisierungsschritt gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu steuern, kann ferner stattdessen ein Pulver, das ein Nitrid des Elements „M” umfasst, wobei eine freie Standarderzeugungsenergie seines Nitrids höher ist als jene eines Seltenerdelement-Nitrids, als Stickstoffquelle zugesetzt werden. Obwohl Si, Fe, B und dergleichen als konkrete Beispiele von „M” genannt werden können, ist es nicht darauf beschränkt.
[Pressschritt: Schritt S34]
Nach dem Mischen des Hauptlegierungspulvers und des Sublegierungspulvers wird das gemischte Pulver in eine Objektform gepresst (ein Pressschritt (Schritt S34)). So wird ein Grünling erhalten. Der Pressschritt (Schritt S34) ist gleich wie der Pressschritt (Schritt S14) in einem Verfahren zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, und die Beschreibung wird weggelassen. Der erhaltene Grünling ist in einer bestimmten Richtung ausgerichtet, und es kann ein anisotroper gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis mit einem stärkeren Magnetismus erhalten werden.
[Sinterschritt: Schritt S35]
Ein Grünling, der durch das Pressen in eine Objektform in einem Magnetfeld erhalten wird, wird in einem Vakuum oder einer Inertgasatmosphäre gesintert, und ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis wird erhalten (ein Sinterschritt (Schritt S35)). Der Sinterschritt (Schritt S35) ist gleich wie der Sinterschritt (Schritt S15) in einem Verfahren zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, und die Beschreibung wird weggelassen. So ergibt ein gemischtes Pulver ein Flüssigphasen-Sintern, und dann kann ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis (ein gesinterter Körper eines gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis) erhalten werden, in dem ein Volumenverhältnis der Hauptphase erhöht ist.
[Alterungsbehandlungsschritt: Schritt S36]
Nach dem Sintern des Grünlings wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis alterungsbehandelt (ein Alterungsbehandlungsschritt (Schritt S36)). Nach dem Brennen wird eine Alterungsbehandlung am gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis vorgenommen, wie durch das Halten des erhaltenen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis in einer Temperatur, die niedriger ist als eine Brenntemperatur. Der Alterungsbehandlungsschritt (Schritt S36) ist gleich wie der obige Alterungsbehandlungsschritt (Schritt S16) in einem Verfahren zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, und die Beschreibung wird weggelassen. Eine solche Alterungsbehandlung kann die magnetischen Eigenschaften des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis verbessern. Zusätzlich kann ein Alterungsbehandlungsschritt (Schritt S36) nach einem Verfahrensschritt (Schritt S38) oder einem Korngrenzen-Diffusionsschritt (Schritt S39) vorgenommen werden.
[Kühlschritt: Schritt S37]
Nachdem eine Alterungsbehandlung am gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis vorgenommen wird, wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis rasch in einer Ar-Gasatmosphäre abgekühlt (ein Kühlschritt (Schritt S37)). Der Kühlschritt (Schritt S37) ist gleich wie der Kühlschritt (Schritt S17) in einem Verfahren zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, und die Beschreibung wird weggelassen. So wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhalten.
[Maschineller Bearbeitungsschritt: Schritt S38]
Der erhaltene gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis kann erforderlichenfalls zu einer gewünschten Form maschinell bearbeitet werden (ein Verfahrensschritt: Schritt S38). Der maschinelle Bearbeitungsschritt (Schritt S38) ist gleich wie der maschinelle Bearbeitungsschritt (Schritt S18) in einem Verfahren zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, und die Beschreibung wird weggelassen.
[Korngrenzen-Diffusionsschritt: Schritt S39]
Ein Schritt, in dem ein schweres Seltenerdelement weiter in eine Korngrenze des maschinell bearbeiteten gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis diffundiert wird, kann vorgenommen werden (ein Korngrenzen-Diffusionsschritt: Schritt S39). Der Korngrenzen-Diffusionsschritt (Schritt S39) ist gleich wie der Korngrenzen-Diffusionsschritt (Schritt S19) in einem Verfahren zur Herstellung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform, und die Beschreibung wird weggelassen. Mit diesem Schritt kann die Koerzitivkraft des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis weiter verbessert werden.
[Oberflächenbehandlungsschritt: Schritt S40]
Eine Oberflächenbehandlung, wie Plattieren, Harzbeschichten, Oxidationsbehandlung, chemische Überführungsbehandlung und dergleichen, kann am gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis vorgenommen werden, der durch die obigen Schritte erhalten wird (ein Oberflächenbehandlungsschritt (Schritt S40)), ähnlich wie beim Oberflächenbehandlungsschritt (Schritt S20) des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform. So kann die Korrosionsbeständigkeit weiter verbessert werden.
Es ist zu beachten, dass, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform der maschineller Bearbeitungsschritt (Schritt S38), der Korngrenzen-Diffusionsschritt (Schritt S39) und der Oberflächenbehandlungsschritt (Schritt S40) vorgenommen werden, diese Schritte nicht unbedingt vorgenommen werden.
Wie oben angegeben, wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform wie vorstehend hergestellt, indem alle Behandlungen beendet werden. Zusätzlich kann ein Magnetprodukt durch das Magnetisieren davon erhalten werden.
Der so erhaltene gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen R-O-C-N-konzentrierten Teil in seiner Korngrenze, und O/R des R-O-C-N-konzentrierten Teils ist in einem gegebenen Verhältnis. Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit sowie gute magnetische Eigenschaften, indem er in dem in seiner Korngrenze gebildeten R-O-C-N-konzentrierten Teil einen gegebenen O/R-Bereich aufweist
In dem Fall, wenn er als Magnet für eine sich drehende Maschine, wie einen Motor, verwendet wird, kann der so erhaltene gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform wegen seiner hohen Korrosionsbeständigkeit über einen langen Zeitraum verwendet werden, wodurch ein hochzuverlässiger gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis vorgesehen wird. Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann vorzugsweise als Magnet eines Motors vom Oberflächenmagnettyp (Oberflächenpermanentmagnet: SPM) verwendet werden, wobei ein Magnet an der Oberfläche eines Rotors angebracht wird, eines Motors vom eingebetteten Innenmagnettyp (Innenpermanentmagnet: IPM), wie eines bürstenlosen Motors vom Innenrotortyp, eines PRM (Permanentmagnet-Reluktanzmotor) und dergleichen. Konkret wird der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise für einen Spindelmotor für einen Festplatten-Drehantrieb oder für einen Schwingspulenmotor eines Festplattenlaufwerks, einen Motor für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridauto, einen elektrischen Servolenkungsmotor für ein Automobil, einen Servomotor für eine Werkzeugmaschine, einen Motor für den Vibrator eines Mobiltelefons, einen Motor für einen Drucker, einen Motor für einen Magnetgenerator und dergleichen verwendet.
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann als Permanentmagnet 16 eines SPM-Motors 10 verwendet werden, wie in 3 gezeigt, ähnlich wie der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der obigen ersten Ausführungsform. Der Permanentmagnet 16 zeigt eine Korrosionsbeständigkeit, während er hochmagnetische Eigenschaften zeigt. Der SPM-Motor 10 kann so die Motorcharakteristiken verbessern, wie eine Drehmomentcharakteristik, und eine hohe Leistung über einen langen Zeitraum zeigen; und dieser genannte SPM-Motor 10 weist eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit auf.
Obwohl bevorzugte Ausführungsformen des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung im Vorstehenden in der obigen ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben wurden, ist der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Verschiedene Änderungen und verschiedene Kombinationen des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung sind möglich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, und sie kann ähnlich bei den anderen Seltenerdmagneten angewendet werden.
Beispiele
Obwohl die Erfindung hier im Nachstehenden mit Bezugnahme auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele detailliert beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die genannten Beispiele beschränkt.
Beispiel 1
<Herstellung eines gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis>
[Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-6, Vergleichsbeispiel 1-1]
Um gesinterte Magneten mit einer Zusammensetzung von 21,20 Gew.-% Nd–2,50 Gew.-% Dy–7,20 Gew.-% Pr–0,50 Gew.-% Co–0,20 Gew.-% Al–0,05 Gew.-% Cu–1,00 Gew.-% B–Ausgl. Fe herzustellen, wurde eine Legierung für einen gesinterten Körper (eine Rohmateriallegierung) mit der obigen Zusammensetzung zuerst durch ein Bandguss-(SC-)Verfahren hergestellt. Zwei Arten, eine Hauptlegierung, die hauptsächlich eine Hauptphase des Magneten bildet, und eine Sublegierung, die hauptsächlich eine Korngrenze bildet, wurden als Rohmateriallegierung hergestellt.
Als Nächstes wurde eine Wasserstoffpulverisierung (eine grobe Pulverisierung) an der Rohmateriallegierung durch das Speichern von Wasserstoff in jeder Rohmateriallegierung bei Raumtemperatur, und dann durch das Dehydrogenieren davon bei 600°C eine Stunde lang vorgenommen. Es ist zu beachten, dass in jedem Beispiel und Vergleichsbeispiel eine Sauerstoffkonzentrationsatmosphäre während jedes Schritts (eine Feinpulverisierung und ein Pressen) von der Wasserstoffpulverisierungsbehandlung bis zum Sintern weniger als 50 ppm betrug.
Als Nächstes, nach der Wasserstoffpulverisierung und vor einer Feinpulverisierung, wurden 0,1 Gew.-% Oleinamid dem groben pulverisierten Pulver jeder Rohmateriallegierung als Pulverisierungshilfe zugesetzt und dann mit einem Nauta-Mischer gemischt. Und dann wurde eine Feinpulverisierung mit Hochdruck-N₂-Gas unter Verwendung einer Strahlmühle vorgenommen, wobei ein feines pulverisiertes Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 4,0 μm erhalten wurde.

Anschließend wurden das erhaltene feine pulverisierte Pulver der Hauptlegierung und jenes der Sublegierung in einem vorherbestimmten Verhältnis gemischt, Aluminiumoxid-Teilchen als Sauerstoffquelle und Ruß-Teilchen als Kohlenstoffquelle wurden jeweils in einer in Tabelle 1 gezeigten Menge zugesetzt, und unter Verwendung eines Nauta-Mischers damit gemischt, wobei ein gemischtes Pulver eines Rohmaterialpulvers des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis hergestellt wurde. [Tabelle 1]

	Aluminimoxid-Teilchen (Gew.-%)	Ruß-Teilchen (Gew.-%)
Beispiel 1-1	0,1	0,01
Beispiel 1-2	0,13	0,01
Beispiel 1-3	0,17	0,02
Beispiel 1-4	0,2	0,02
Beispiel 1-5	0,3	0,03
Beispiel 1-6	0,35	0,03
Vergleichsbeispiel 1-1	0, 4	0,03

Die erhaltenen gemischten Pulver wurden in eine Pressform gefüllt, die in einen Elektromagneten platziert wurde, ein Druck von 120 MPa wurde angelegt, während ein Magnetfeld von 1200 kA/m angelegt wurde, und dann wurde ein Grünling durch Pressen in einem Magnetfeld erhalten. Anschließend wurde der erhaltene Grünling in einem Vakuum bei 1060°C vier Stunden lang gehalten und gebrannt, und dann rasch abgekühlt, wobei ein gesinterter Körper (der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis) mit der obigen Zusammensetzung erhalten wurde. Als Nächstes wurde eine zweistufige Alterungsbehandlung am erhaltenen gesinterten Körper bei 850°C eine Stunde lang und bei 540°C zwei Stunden lang (beides in einer Ar-Gasatmosphäre) vorgenommen und dann rasch abgekühlt, wobei der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-6 und Vergl. bsp. 1-1 erhalten wurde.
[Beispiel 1-7]
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-7 wurde ähnlich wie bei Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-6 und Vergleichsbeispiel 1-1 erhalten, außer dass 0,33 Gew.-% Eisen(III)-oxid-Teilchen als Sauerstoffquelle und 0,1 Gew.-% Siliconcarbid-Teilchen als Kohlenstoffquelle verwendet wurden.
[Beispiel 1-8]
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-8 wurde ähnlich wie bei Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-6 und Vergleichsbeispiel 1-1 erhalten, außer dass 0,38 Gew.-% Trikobalttetroxid-Teilchen als Sauerstoffquelle und 0,7 Gew.-% Gusseisen-Teilchen, die Eisencarbid umfassen, als Kohlenstoffquelle verwendet wurden.
[Beispiel 1-9]
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-9 wurde ähnlich wie bei Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-6 und Vergleichsbeispiel 1-1 erhalten, außer dass 0,6 Gew.-% Zirkondioxid-Teilchen als Sauerstoffquelle und 0,03 Gew.-% Graphit-Teilchen als Kohlenstoffquelle verwendet wurden.
[Beispiel 1-10]
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-10 wurde ähnlich wie bei Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-6 und Vergleichsbeispiel 1-1 erhalten, außer dass 0,9 Gew.-% Gusseisen-Teilchen mit einer oxidierten Oberfläche als Sauerstoff- und als Kohlenstoffquelle verwendet wurden.
[Beispiel 1-11]
Um einen gesinterten Magneten mit einer Zusammensetzung von 23,25 Gew.-% Nd–7,75 Gew.-% Pr–1,00 Gew.-% Dy–2,50 Gew.-% Co–0,20 Gew.-% Al–0,20 Gew.-% Cu–0,10 Gew.-% Ga–30 Gew.-% Zr–0,95 Gew.-% B–Ausgl. Fe zu erhalten, wurde der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-11 ähnlich wie bei Beispiel 1-4 erhalten, außer dass eine Legierung für einen gesinterten Körper (eine Rohmateriallegierung) mit der obigen Zusammensetzung durch das SC-Verfahren hergestellt wurde.
[Beispiel 1-12]
Um einen gesinterten Magneten mit einer Zusammensetzung von 30,50 Gew.-% Nd–1,50 Gew.-% Co–0,10 Gew.-% Al–0,10 Gew.-% Cu–0,20 Gew.-% Ga–0,92 Gew.-% B–Ausgl. Fe zu erhalten, wurde der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-12 ähnlich wie bei Beispiel 1-4 erhalten, außer dass eine Legierung für einen gesinterten Körper (eine Rohmateriallegierung) mit der obigen Zusammensetzung durch das SC-Verfahren hergestellt wurde.
[Beispiel 1-13]
Um einen gesinterten Magneten mit einer Zusammensetzung von 25,00 Gew.-% Nd–6,00 Gew.-% Dy–0,30 Gew.-% Al–0,10 Gew.-% Cu–0,40 Gew.-% Ga–0,15 Gew.-% Zr–0,85 Gew.-% B–Ausgl. Fe zu erhalten, wurde der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-13 ähnlich wie bei Beispiel 1-4 erhalten, außer dass eine Legierung für einen gesinterten Körper (eine Rohmateriallegierung) mit der obigen Zusammensetzung durch das SC-Verfahren hergestellt wurde.
[Beispiel 1-14]
Nach der maschinellen Bearbeitung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-4 auf eine Dicke von 3 mm, wurde eine Dy-dispergierte Aufschlämmung auf einen Magneten aufgebracht, wobei eine Dy-Haftmenge in Bezug auf den Magneten von 1% erhalten wurde. Eine Korngrenzen-Diffusionsbehandlung wurde am Magneten durch eine Wärmebehandlung in einer Ar-Atmosphäre bei 900°C 6 Stunden lang vorgenommen. Anschließend wurde eine Alterungsbehandlung bei 540°C zwei Stunden lang vorgenommen, und ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-14 wurde erhalten. Es ist zu beachten, dass die Korngrenzen-Diffusionsbehandlung eine Behandlung ist, bei der ein schweres Seltenerdelement, wie Dy, in eine Korngrenze des maschinell bearbeiteten gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis diffundiert wird, z. B. der Korngrenzen-Diffusionsschritt (Schritt S19), wie in der obigen 2 gezeigt, und der Korngrenzen-Diffusionsschritt (Schritt S39) wie in der obigen 5 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 1-2]
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Vergleichsbeispiel 1-2 wurde ähnlich wie bei Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-6 und Vergleichsbeispiel 1-1 erhalten, außer dass keine Sauerstoffquelle und Kohlenstoffquelle zugesetzt wurden.
[Vergleichsbeispiel 1-3 bis Vergleichsbeispiel 1-6]
Die gesinterten Magnete auf R-T-B-Basis von Vergleichsbeispiel 1-3 bis Vergleichsbeispiel 1-6 wurden ähnlich wie bei Beispiel 1-11 bis Beispiel 1-14 erhalten, außer dass keine Sauerstoffquelle und Kohlenstoffquelle zugesetzt wurden.
<Evaluierung>
Eine Struktur des hergestellten jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis, eine Sauerstoffmenge (O-Menge) und jene von Kohlenstoff (C-Menge), die im jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis enthalten waren, die magnetischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis wurden gemessen und evaluiert. Ein Bereichsverhältnis (A/B) des jeweiligen R-O-C-konzentrierten Teils, der in der Korngrenze aufgenommen war, wurde als Evaluierung der Struktur erhalten. Die verbleibende Magnetflussdichte Br und Koerzitivkraft HcJ des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis wurden als Evaluierung der magnetischen Eigenschaften gemessen.
[Struktur]
<Beobachtung einer Elementverteilung>
Nachdem eine Fläche eines Querschnitts des erhaltenen jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis durch Ionenstrahlätzen bearbeitet wurde, das die Effekte der äußersten Fläche wie Oxidation und dergleichen entfernt, wurde eine Elementverteilung des Querschnitts des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis durch einen EPMA (Elektronensonden-Mikroanalysator) beobachtet und dadurch analysiert. Ein 50 μm quadratischer Bereich der Struktur gemäß dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-4 wurde durch den EPMA beobachtet, und dann wurde ein Element-Mapping (256 Punkte × 256 Punkte) durch den EPMA vorgenommen. 6 ist ein rückgestreutes Elektronenbild der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-4, 7 bis 9 zeigen jeweils ein Beobachtungsergebnis jedes Elements Nd, O und C in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-4. Zusätzlich ist in 10 ein Bereich (ein R-O-C-konzentrierter Teil) gezeigt, in dem eine Konzentration jedes Elements Nd, O und C in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-4 dichter verteilt ist als jene in einer Hauptphase eines Kristallkorns.
<Berechnung eines Bereichsverhältnisses (A/B) des R-O-C-konzentrierten Teils, der in der Korngrenze aufgenommen ist>
Als typisches Beispiel wurde ein Bereichsverhältnis (A/B) des R-O-C-konzentrierten Teils, der in der Korngrenze aufgenommen ist, aus den Mapping-Daten des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-4 durch das folgende Verfahren berechnet.

(1) Ein rückgestreutes Elektronenbild wurde auf einem vorherbestimmten Niveau binärisiert, ein Hauptphasen-Kristallkornteil und ein Korngrenzenteil wurden spezifiziert, und dann wurde ein Bereich (B) des Korngrenzenteils berechnet. Es ist zu beachten, dass die Binärisierung auf der Basis einer Signalintensität eines rückgestreuten Elektronenbilds vorgenommen wurde. Es ist bekannt, dass eine Signalintensität des rückgestreuten Elektronenbilds stärker ist, je größer der Gehalt eines Elements mit einer hohen Atomzahl ist. Ein Seltenerdelement mit einer hohen Atomzahl existiert im Korngrenzenteil mehr als im Hauptphasenteil; und dies ist ein allgemeines Verfahren, um eine Binärisierung vorzunehmen, die den Hauptphasen-Kristallkornteil und den Korngrenzenteil spezifiziert. Auch wenn ein unspezifizierter Teil einer Grenzfläche von zwei Körnern durch die Binärisierung generiert wird, liegt zusätzlich bei einer Messung der unspezifizierte Teil einer Grenzfläche der beiden Körner innerhalb eines Fehlerbereichs des gesamten Korngrenzenteils, und dies beeinträchtigt einen Zahlenbereich bei der Berechnung des Bereichs (B) des Korngrenzenteils nicht.
(2) Eine mittlere Menge und eine Standardabweichung der charakteristischen Röntgenintensität für jedes Element Nd, O und C im Hauptphasen-Kristallkornteil, der oben in (1) spezifiziert ist, wurden unter Verwendung von Mapping-Daten einer charakteristischen Röntgenintensität von Nd, O und C berechnet, die durch den EPMA erhalten wurden.
(3) Durch die Mapping-Daten einer charakteristischen Röntgenintensität von Nd, O und C, die durch den EPMA erhalten wurden, wird ein Bereich mit einem größeren charakteristischen Röntgenintensitätswert (eine mittlere Menge + 3 × eine Standardabweichung (dreimal eine Standardabweichung)) als dem charakteristischen Röntgenintensitätswert in einem Hauptphasen-Kristallkornteil, der durch (2) oben erhalten wurde, für jedes Element spezifiziert; und es wurde bestimmt, dass der Bereich die Elementkonzentration relativ zu jener in einem Hauptphasen-Kristallkorn hochverteilt aufweist.
(4) Ein vollständig überlappender Bereich einer Korngrenze, der durch (1) oben spezifiziert wurde, und ein Bereich, in dem eine Konzentration jedes Elements Nd, O und C höher war als jene in einem Hauptphasen-Kristallkorn, der durch (3) oben spezifiziert wurde, wurden als R-O-C-konzentrierter Bereich in der Korngrenze bestimmt, und sein Bereich (A) wurde berechnet.
(5) Ein Bereichsverhältnis (A/B) des R-O-C-konzentrierten Teils, der in der Korngrenze aufgenommen ist, wurde durch das Teilen eines Bereichs (A) des R-O-C-konzentrierten Teils, der durch (4) oben berechnet wurde, durch einen Bereich (B) der Korngrenze, der durch (1) oben berechnet wurde, berechnet.

Als Struktur des so erhaltenen jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-14, Vergleichsbeispiel 1-1 bis Vergleichsbeispiel 1-6 wurde ein Bereichsverhältnis (A/B) des R-O-C-konzentrierten Teils berechnet, der in der Korngrenze aufgenommen ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
(Berechnung eines Verhältnisses (O/R) von O-Atom zu R-Atom)
Als Nächstes wurde eine quantitative Analyse an einer Zusammensetzung des R-O-C-konzentrierten Teils vorgenommen. Eine quantitative Analyse wurde an jedem Element durch einen EPMA in Bezug auf den R-O-C-konzentrierten Teil vorgenommen, der durch das EPMA-Mapping spezifiziert wurde. Ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom wurde aus der erhaltenen Konzentration jedes Elements berechnet. Ein Mittelwert der gemessenen Werte an 5 Punkten pro Probe wurde als (O/R) der Probe bestimmt. Der (O/R)-Wert jedes gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis ist in Tabelle 2 gezeigt.
(Bestätigung eines Beugungsmusters)
Ferner wurde eine Analyse an einer Kristallstruktur des R-O-C-konzentrierten Teils vorgenommen. Der durch das EPMA-Mapping spezifizierte R-O-C-konzentrierte Teil wurde unter Verwendung einer fokussierten Ionenstrahl-Verarbeitungsvorrichtung (FIB) verarbeitet, und eine dünne Probe wurde hergestellt. Diese dünne Probe des R-O-C-konzentrierten Teils wurde durch ein Transmissions-Elektronenmikroskop beobachtet, und ein Elektronenbeugungsbild des R-O-C-konzentrierten Teils aus verschiedenen Richtungen wurde erhalten. Eine Flächenindexierung wurde an jedem Beugungspunkt vorgenommen, und sein Beugungsmuster wurde bestätigt. Ein Beispiel des Elektronenbeugungsbilds des R-O-C-konzentrierten Teils ist in 11 gezeigt.
[Analyse einer Sauerstoffmenge und einer Kohlenstoffmenge]
Eine Sauerstoffmenge wurde unter Verwendung eines Inertgasfusions-Nicht-Dispersiven-Infrarotabsorptionsverfahrens gemessen, und eine Kohlenstoffmenge wurde unter Verwendung einer Verbrennung in einem Sauerstoffluftstrom-Infrarotabsorptionsverfahren gemessen, und eine Analyse der Sauerstoffmenge und der Kohlenstoffmenge im R-O-C-konzentrierten Teil wurde vorgenommen. Die Analyse der Sauerstoffmenge und der Kohlenstoffmenge in jedem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis sind in Tabelle 2 gezeigt.
[Magnetische Eigenschaften]
Die magnetischen Eigenschaften des erhaltenen jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis wurden durch einen B-H-Tracer gemessen. Die verbleibende Magnetflussdichte Br und Koerzitivkraft HcJ wurden als magnetische Eigenschaften gemessen. Die Messergebnisse der genannten verbleibenden Magnetflussdichte Br und genannten Koerzitivkraft HcJ gemäß jedem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis sind in Tabelle 2 gezeigt.
[Korrosionsbeständigkeit]
Die erhaltenen jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis wurden maschinell in eine Plattenform von 13 mm × 8 mm × 2 mm bearbeitet. Diese plattenartigen Magneten wurden in einer gesättigten Wasserdampfatmosphäre mit 100% relativer Feuchtigkeit bei 120°C und 2 Atmosphärendruck stehen gelassen; und es wurde ein Zeitraum berechnet, wann der Zusammenbruch von Magneten durch die Korrosion beginnt, nämlich wenn eine rasche Gewichtsabnahme durch ein abfallendes Pulver beginnt. Die Evaluierungsergebnisse der Zeit, wann ein Zusammenbruch von Magneten beginnt, sind in Tabelle 2 als Korrosionsbeständigkeit jedes gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gezeigt. [Tabelle 2]
[Struktur]
Wie in 6 bis 10 gezeigt, existiert ein Bereich, in dem jedes Element von Nd, O und C alle relativ zu jenen in einem Hauptphasen-Kristallkorn. dicht verteilt sind, in der Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-4. So wird bestätigt, dass der R-O-C-konzentrierte Bereich in der Korngrenze vorliegt.
(Berechnung eines Verhältnisses (O/R) von O-Atom zu R-Atom)
Ferner lag ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis in Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-14 innerhalb eines Bereichs von 0,41 bis 0,70. Daher wird davon ausgegangen, dass der R-O-C-konzentrierte Teil im jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-14 ein vorherbestimmtes Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom umfasst.
(Bestätigung eines Beugungsmusters)
Ein Elektronenbeugungsbild des R-O-C-konzentrierten Teils wurde aus verschiedenen Richtungen erhalten. Eine Flächenindexierung wurde an jedem Beugungspunkt vorgenommen; und es wurde identifiziert, dass ein Beugungsmuster des R-O-C-konzentrierten Teils eine Kristallorientierungsbeziehung aufgrund seiner kubischen Kristallstruktur aufweist. 11 ist ein Beispiel eines Elektronenbeugungsbilds. So wird bestimmt, dass der R-O-C-konzentrierte Teil die kubische Kristallstruktur aufweist.
[Analyse einer Sauerstoffmenge und einer Kohlenstoffmenge]
Tabelle 2 zeigt, dass die Sauerstoffmenge und die Kohlenstoffmenge, die in einem gesinterten Körper jedes der gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-14 eingeschlossen sind, höher sind als jene von Vergleichsbeispiel 1-2 bis Vergleichsbeispiel 1-6. Daher wird davon ausgegangen, dass der Zusatz der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle, wenn ein feines pulverisiertes Pulver in einer Hauptlegierung und jenes in einer Sublegierung in einem gegebenen Verhältnis gemischt werden, und das Sintern davon, um einen gesinterten Körper herzustellen, die Sauerstoffmenge und die Kohlenstoffmenge erhöhen, die im genannten gesinterten Körper enthalten sind.
[Magnetische Eigenschaften]
Tabelle 2 zeigt, dass die Koerzitivkraft HcJ des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Vergleichsbeispiel 1-1 relativ zu jener des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Bsp. 1-1 bis Bsp. 1-14 sinkt. Die magnetischen Eigenschaften des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Vergleichsbeispiel 1-2 bis Vergleichsbeispiel 1-6 und jene des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Bsp. 1-1 bis Bsp. 1-14 waren nahezu auf demselben Niveau. Daher wird davon ausgegangen, dass ein gesinterter Körper, der durch einen Zusatz der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle, wenn ein feines pulverisiertes Pulver in einer Hauptlegierung und jenes in einer Sublegierung in einem gegebenen Verhältnis gemischt werden, und das Sintern davon hergestellt wird, nahezu die gleichen magnetischen Eigenschaften wie jene eines gesinterten Körpers aufweist, der ohne den Zusatz der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle hergestellt wird.
[Korrosionsbeständigkeit]
Tabelle 2 zeigt, dass sich eine Korrosionsbeständigkeit des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 1-1 bis Beispiel 1-14 in einem großen Ausmaß relativ zu jener des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Vergleichsbeispiel 1-2 bis Vergleichsbeispiel 1-6 verbessert. So wird davon ausgegangen, dass sich eine Korrosionsbeständigkeit des erhaltenen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis verbessert, indem O/R des R-O-C-konzentrierten Teils in dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis innerhalb eines gegebenen Bereichs eingestellt wird.
Unter Berücksichtigung des Obigen kann ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis mit einem R-O-C-konzentrierten Teil in einer Korngrenze und mit einem vorbestimmten Bereich des O/R in dem R-O-C-konzentrierten Teil eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und gute magnetische Eigenschaften zeigen. Daher zeigt sich in dem Fall, wenn der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform für einen Permanentmagneten wie Motor, SPM-Motor etc. verwendet wird, eine hohe Leistung für eine lange Zeitdauer sowie eine Motorcharakteristiken, wie eine Drehmomentcharakteristik eines Motors, die eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit aufweist.
Hier im Vorstehenden kann der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise für einen Magneten verwendet werden, der beispielsweise in einem Motor montiert ist.
<Herstellung eines gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis>
[Beispiel 2-1 bis Beispiel 2-6, Vergleichsbeispiel 2-1]
Um einen gesinterten Magneten mit einer Zusammensetzung von 21,20 Gew.-% Nd–2,50 Gew.-% Dy–7,20 Gew.-% Pr–0,50 Gew.-% Co–0,20 Gew.-% Al–0,05 Gew.-% Cu–1,00 Gew.-% B–Ausgl. Fe herzustellen, wurde eine Legierung für einen gesinterten Körper (eine Rohmateriallegierung) mit der obigen Zusammensetzung zuerst durch ein Bandguss-(SC-)Verfahren hergestellt. Zwei Arten, eine Hauptlegierung, die hauptsächlich eine Hauptphase des Magneten bildet, und eine Sublegierung, die hauptsächlich eine Korngrenze bildet, wurden als Rohmateriallegierung hergestellt.
Als Nächstes wurde eine Wasserstoffpulverisierung (eine grobe Pulverisierung) an der Rohmateriallegierung durch das Speichern von Wasserstoff in jeder Rohmateriallegierung bei Raumtemperatur, und dann durch das Dehydrogenieren davon bei 600°C eine Stunde lang vorgenommen. Die Dehydrogenierung wurde in einer gemischten Atmosphäre von Ar-Gas-Stickstoffgas vorgenommen, und eine Stickstoffzusatzmenge wurde gesteuert, indem eine Konzentration von Stickstoffgas in einer Atmosphäre wie in Tabelle 3 gezeigt variiert wurde. Es ist zu beachten, dass in jedem Beispiel und Vergleichsbeispiel eine Sauerstoffkonzentrationsatmosphäre während jedes Schritts (eine Feinpulverisierung und ein Pressen) von der Wasserstoffpulverisierungsbehandlung bis zum Sintern weniger als 50 ppm betrug.
Als Nächstes, nach der Wasserstoffpulverisierung und vor einer Feinpulverisierung, wurden 0,1 Gew.-% Oleinamid dem groben pulverisierten Pulver jeder Rohmateriallegierung als Pulverisierungshilfe zugesetzt und dann mit einem Nauta-Mischer gemischt. Und dann wurde eine Feinpulverisierung mit Hochdruck-N₂-Gas unter Verwendung einer Strahlmühle vorgenommen, wobei ein feines pulverisiertes Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 4,0 μm erhalten wurde.

Anschließend wurden die erhaltenen feinen pulverisierten Pulver der Hauptlegierung und jene der Sublegierung in einem vorherbestimmten Verhältnis gemischt, Aluminiumoxid-Teilchen als Sauerstoffquelle und Ruß-Teilchen als Kohlenstoffquelle wurden jeweils in einer in Tabelle 1 gezeigten Menge zugesetzt, und unter Verwendung eines Nauta-Mischers damit gemischt, wobei ein gemischtes Pulver eines Rohmaterialpulvers des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis hergestellt wurde. [Tabelle 3]

	Stickstoffgaskonzentration (ppm) während der Dehydrogenierungsbehandlung	Aluminimoxid-Teilchen (Gew.-%)	Ruß-Teilchen (Gew.-%)
Beispiel 2-1	200	0,1	0,01
Beispiel 2-2	200	0,13	0,01
Beispiel 2-3	300	0,17	0,02
Beispiel 2-4	300	0,2	0,02
Beispiel 2-5	350	0,3	0,03
Beispiel 2-6	350	0,35	0,03
Vergleichsbeispiel 2-1	400	0,4	0,03

Die erhaltenen gemischten Pulver wurden in eine Pressform gefüllt, die in einen Elektromagneten platziert wurde, ein Druck von 120 MPa wurde angelegt, während ein Magnetfeld von 1200 kA/m angelegt wurde, und dann wurde ein Grünling durch Pressen in einem Magnetfeld erhalten. Anschließend wurde der erhaltene Grünling in einem Vakuum bei 1060°C 4 Stunden lang gehalten und gebrannt, und dann rasch abgekühlt, wobei ein gesinterter Körper (der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis) mit der obigen Zusammensetzung erhalten wurde. Als Nächstes wurde eine zweistufige Alterungsbehandlung am erhaltenen gesinterten Körper bei 850°C eine Stunde lang und bei 540°C 2 Stunden lang (beides in einer Ar-Gasatmosphäre) vorgenommen und dann rasch abgekühlt, wobei der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-1 bis Beispiel 2-6 und Vergleichsbeispiel 2-1 erhalten wurde.
[Beispiel 2-7]
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-7 wurde ähnlich wie bei Beispiel 2-4 erhalten, außer dass 0,33 Gew.-% Eisen(III)-oxid-Teilchen als Sauerstoffquelle und 0,1 Gew.-% Siliciumcarbid-Teilchen als Kohlenstoffquelle verwendet wurden.
[Beispiel 2-8]
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-8 wurde ähnlich wie bei Beispiel 2-4 erhalten, außer dass 0,38 Gew.-% Trikobalttetroxid-Teilchen als Sauerstoffquelle und 0,7 Gew.-% Gusseisen-Teilchen, die Eisencarbid umfassen, als Kohlenstoffquelle verwendet wurden.
[Beispiel 2-9]
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-9 wurde ähnlich wie bei Beispiel 2-4 erhalten, außer dass 0,6 Gew.-% Zirkondioxid-Teilchen als Sauerstoffquelle und 0,03 Gew.-% Graphit-Teilchen als Kohlenstoffquelle verwendet wurden.
[Beispiel 2-10]
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-10 wurde ähnlich wie bei Beispiel 2-4 erhalten, außer dass 0,9 Gew.-% Gusseisen-Teilchen mit einer oxidierten Oberfläche als Sauerstoff- und als Kohlenstoffquelle verwendet wurden.
[Beispiel 2-11]
Um einen gesinterten Magneten mit einer Zusammensetzung von 24,00 Gew.-% Nd–8,00 Gew.-% Pr–0,70 Gew.-% Co–0,20 Gew.-% Al–0,10 Gew.-% Cu–0,40 Gew.-% Ga–0,20 Gew.-% Zr–0,92 Gew.-% B–Ausgl. Fe zu erhalten, wurde der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-11 ähnlich wie bei Beispiel 2-4 erhalten, außer dass eine Legierung für einen gesinterten Körper (eine Rohmateriallegierung) mit der obigen Zusammensetzung durch das SC-Verfahren hergestellt wurde.
[Beispiel 2-12]
Um einen gesinterten Magneten mit einer Zusammensetzung von 28,00 Gew.-% Nd–3,50 Gew.-% Dy–1,50 Gew.-% Co–0,10 Gew.-% Al–0,12 Gew.-% Cu–0,20 Gew.-% Ga–0,85 Gew.-% B–Ausgl. Fe zu erhalten, wurde der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-12 ähnlich wie bei Beispiel 2-4 erhalten, außer dass eine Legierung für einen gesinterten Körper (eine Rohmateriallegierung) mit der obigen Zusammensetzung durch das SC-Verfahren hergestellt wurde.
[Beispiel 2-13]
Um einen gesinterten Magneten mit einer Zusammensetzung von 25,00 Gew.-% Nd–5,50 Gew.-% Dy–1,00 Gew.-% Co–0,30 Gew.-% Al–0,10 Gew.-% Cu–0,10 Gew.-% Ga–0,15 Gew.-% Zr–0,95 Gew.-% B–Ausgl.
Fe zu erhalten, wurde der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-13 ähnlich wie bei Beispiel 2-4 erhalten, außer dass eine Legierung für einen gesinterten Körper (eine Rohmateriallegierung) mit der obigen Zusammensetzung durch das SC-Verfahren hergestellt wurde.
[Beispiel 2-14]
Nach der maschinellen Bearbeitung des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-4 auf eine Dicke von 3 mm, wurde eine Dy-dispergierte Aufschlämmung auf einen Magneten aufgebracht, wobei eine Dy-Haftmenge in Bezug auf den Magneten von 1% erhalten wurde. Eine Korngrenzen-Diffusionsbehandlung wurde anschließend am Magneten durch eine Wärmebehandlung in einer Ar-Atmosphäre bei 900°C 6 Stunden lang vorgenommen. Anschließend wurde eine Alterungsbehandlung bei 540°C 2 Stunden lang vorgenommen; ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-14 wurde erhalten. Es ist zu beachten, dass die Korngrenzen-Diffusionsbehandlung eine Behandlung ist, bei der ein schweres Seltenerdelement, wie Dy, in eine Korngrenze des verarbeiteten gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis diffundiert wird, z. B. der Korngrenzen-Diffusionsschritt (Schritt S19), wie in der obigen 2 gezeigt, und der Korngrenzen-Diffusionsschritt (Schritt S39) wie in der obigen 5 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 2-2]
Der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis von Vergleichsbeispiel 2-2 wurde ähnlich wie bei Beispiel 2-1 bis Beispiel 2-6 und Vergleichsbeispiel 2-1 erhalten, außer dass keine Sauerstoffquelle und Kohlenstoffquelle zugesetzt wurden, und eine Stickstoffgaskonzentration während der Dehydrogenierungsbehandlung der groben Pulverisierung 100 ppm oder weniger betrug.
[Vergleichsbeispiel 2-3 bis Vergleichsbeispiel 2-6]
Die gesinterten Magnete auf R-T-B-Basis von Vergleichsbeispiel 2-3 bis Vergleichsbeispiel 2-6 wurden ähnlich wie bei Beispiel 2-11 bis Beispiel 2-14 erhalten, außer dass keine Sauerstoffquelle und Kohlenstoffquelle zugesetzt wurden, und eine Stickstoffgaskonzentration während der Dehydrogenierungsbehandlung der groben Pulverisierung 100 ppm oder weniger betrug.
<Evaluierung>
Eine Struktur des hergestellten jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis, Mengen an Sauerstoff (O-Menge), Kohlenstoff (C-Menge) und Stickstoff (N-Menge), die im jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis enthalten waren, die magnetischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis wurden gemessen und evaluiert. Ein Bereichsverhältnis (A/B) des jeweiligen R-O-C-N-konzentrierten Teils, der in der Korngrenze aufgenommen war, wurde als Evaluierung der Struktur erhalten. Die verbleibende Magnetflussdichte Br und Koerzitivkraft HcJ des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis wurden als Evaluierung der magnetischen Eigenschaften gemessen.
[Struktur]
<Beobachtung einer Elementverteilung>
Nachdem eine Fläche eines Querschnitts des erhaltenen jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis durch Ionenstrahlätzen bearbeitet wurde, das die Effekte der äußersten Fläche wie Oxidation und dergleichen entfernt, wurde eine Elementverteilung des Querschnitts des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis durch einen EPMA (Elektronensonden-Mikroanalysator) beobachtet und dadurch analysiert. Ein 50 μm quadratischer Bereich der Struktur gemäß dem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-4 wurde durch den EPMA beobachtet, und dann wurde ein Element-Mapping (256 Punkte × 256 Punkte) durch den EPMA vorgenommen. 12 ist ein rückgestreutes Elektronenbild der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-4, 13 bis 16 zeigen jeweils ein Beobachtungsergebnis jedes Elements Nd, O, C und N in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-4. Zusätzlich ist in 17 ein Bereich (ein R-O-C-N-konzentrierter Teil) gezeigt, in dem eine Konzentration jedes Elements Nd, O, C und N in der Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-4 dichter verteilt ist als jene in einer Hauptphase eines Kristallkorns.
<Berechnung eines Bereichsverhältnisses (A/B) des R-O-C-N-konzentrierten Teils, der in der Korngrenze aufgenommen ist>
Als typisches Beispiel wurde ein Bereichsverhältnis (A/B) des R-O-C-N-konzentrierten Teils, der in der Korngrenze aufgenommen ist, aus den Mapping-Daten des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-4 durch das folgende Verfahren berechnet.

(1) Ein rückgestreutes Elektronenbild wurde auf einem vorherbestimmten Niveau binärisiert, ein Hauptphasen-Kristallkornteil und ein Korngrenzenteil wurden spezifiziert, und dann wurde ein Bereich (B) des Korngrenzenteils berechnet. Es ist zu beachten, dass die Binärisierung auf der Basis einer Signalintensität eines rückgestreuten Elektronenbilds vorgenommen wurde. Es ist bekannt, dass eine Signalintensität des rückgestreuten Elektronenbilds stärker ist, je größer der Gehalt eines Elements mit einer hohen Atomzahl ist. Ein Seltenerdelement mit einer hohen Atomzahl existiert im Korngrenzenteil mehr als im Hauptphasenteil; und dies ist ein allgemeines Verfahren, um eine Binärisierung vorzunehmen, die den Hauptphasen-Kristallkornteil und den Korngrenzenteil spezifiziert. Auch wenn ein unspezifizierter Teil einer Grenzfläche von zwei Körnern durch die Binärisierung generiert wird, liegt zusätzlich bei einer Messung der unspezifizierte Teil einer Grenzfläche der beiden Körner innerhalb eines Fehlerbereichs des gesamten Korngrenzenteils, und dies beeinträchtigt einen Zahlenbereich bei der Berechnung des Bereichs (B) des Korngrenzenteils nicht.
(2) Eine mittlere Menge und eine Standardabweichung der charakteristischen Röntgenintensität für jedes Element Nd, O, C und N im Hauptphasen-Kristallkornteil, der oben in (1) spezifiziert ist, wurden unter Verwendung von Mapping-Daten einer charakteristischen Röntgenintensität von Nd, O, C und N berechnet, die durch den EPMA erhalten wurden.
(3) Durch die Mapping-Daten einer charakteristischen Röntgenintensität von Nd, O, C und N, die durch den EPMA erhalten wurden, wird ein Bereich mit einem größeren charakteristischen Röntgenintensitätswert (eine mittlere Menge + 3 × eine Standardabweichung (dreimal eine Standardabweichung)) als dem charakteristischen Röntgenintensitätswert in einem Hauptphasen-Kristallkornteil, der durch (2) oben erhalten wurde, für jedes Element spezifiziert; und es wurde bestimmt, dass der Bereich die Elementkonzentration relativ zu jener in einem Hauptphasen-Kristallkorn hochverteilt aufweist.
(4) Ein vollständig überlappender Bereich einer Korngrenze, der durch (1) oben spezifiziert wurde, und ein Bereich, in dem eine Konzentration jedes Elements Nd, O. C und N höher war als jene in einem Hauptphasen-Kristallkorn, der durch (3) oben spezifiziert wurde, wurden als R-O-C-N-konzentrierter Bereich in der Korngrenze bestimmt, und sein Bereich (A) wurde berechnet.
(5) Ein Bereichsverhältnis (A/B) des R-O-C-N-konzentrierten Teils, der in der Korngrenze aufgenommen ist, wurde durch das Teilen eines Bereichs (A) des R-O-C-N-konzentrierten Teils, der durch (4) oben berechnet wurde, durch einen Bereich (B) der Korngrenze, der durch (1) oben berechnet wurde, berechnet.

Als Struktur des so erhaltenen jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemäß Beispiel 2-1 bis Beispiel 2-14, Vergleichsbeispiel 2-1 bis Vergleichsbeispiel 2-6 wurde ein Bereichsverhältnis (A/B) des R-O-C-N-konzentrierten Teils berechnet, der in der Korngrenze aufgenommen ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
(Berechnungen eines Verhältnisses (O/R) von O-Atom zu R-Atom und eines Verhältnisses (N/R) von N-Atom zu R-Atom)
Als Nächstes wurde eine quantitative Analyse an einer Zusammensetzung des R-O-C-N-konzentrierten Teils vorgenommen. Eine quantitative Analyse wurde an jedem Element durch einen EPMA in Bezug auf den R-O-C-N-konzentrierten Teil vorgenommen, der durch das EPMA-Mapping spezifiziert wurde. Ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom wurde aus der erhaltenen Konzentration jedes Elements berechnet. Ein Mittelwert der Messwerte an 5 Punkten pro Probe wurde als (O/R) der Probe bestimmt. Ähnlich wurde ein Verhältnis (N/R) von N-Atom zu R-Atom aus der erhaltenen Konzentration jedes Elements berechnet, und ein Mittelwert der Messwerte an 5 Punkten pro Probe wurde als (N/R) der Probe bestimmt. Der (O/R)- und (N/R)-Wert jedes gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis sind in Tabelle 4 gezeigt.
(Bestätigung eines Beugungsmusters)
Ferner wurde, ähnlich wie beim obigen Beispiel 1, eine Analyse an einer Kristallstruktur des R-O-C-N-konzentrierten Teils vorgenommen. Ein Beispiel des Elektronenbeugungsbilds des R-O-C-N-konzentrierten Teils ist in 18 gezeigt.
[Analyse einer Sauerstoffmenge, einer Kohlenstoffmenge und einer Stickstoffmenge]
Eine Sauerstoffmenge wurde unter Verwendung eines Inertgasfusions-Nicht-Dispersiven-Infrarotabsorptionsverfahrens gemessen, eine Kohlenstoffmenge wurde unter Verwendung einer Verbrennung in einem Sauerstoffluftstrom-Infrarotabsorptionsverfahren gemessen, und eine Stickstoffmenge wurde unter Verwendung eines Inertgasfusions-Wärmeleitfähigkeitsverfahrens gemessen; und eine Analyse der Sauerstoffmenge, der Kohlenstoffmenge und der Stickstoffmenge im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis wurde vorgenommen. Die Analyse der Sauerstoffmenge, der Kohlenstoffmenge und der Stickstoffmenge in jedem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis sind in Tabelle 4 gezeigt.
[Magnetische Eigenschaften]
Ähnlich wie beim obigen Beispiel 1, wurden verbleibende Magnetflussdichte Br und Koerzitivkraft HcJ als magnetische Eigenschaften der erhaltenen jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gemessen. Die Messergebnisse der genannten verbleibenden Magnetflussdichte Br und der genannten Koerzitivkraft HcJ gemäß jedem gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis sind in Tabelle 4 gezeigt.
[Korrosionsbeständigkeit]
Ähnlich wie bei dem obigen Beispiel 1, wurden die erhaltenen jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis maschinell in eine Plattenform von 13 mm × 8 mm × 2 mm bearbeitet. Diese plattenartigen Magneten wurden in einer gesättigten Wasserdampfatmosphäre mit 100% relativer Feuchtigkeit bei 120°C und 2 Atmosphärendruck stehen gelassen; und es wurde ein Zeitraum berechnet, wann der Zusammenbruch von Magneten durch die Korrosion beginnt, nämlich wenn eine rasche Gewichtsabnahme durch ein abfallendes Pulver beginnt. Die Evaluierungsergebnisse der Zeit, wann ein Zusammenbruch eines Magneten beginnt, sind in Tabelle 4 als Korrosionsbeständigkeit jedes gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis gezeigt.
[Struktur]
Wie in 12 bis 17 gezeigt, existiert ein Bereich, in dem jedes Element von Nd, O, C und N alle relativ zu jenen in einem Hauptphasen-Kristallkorn dicht verteilt sind, in der Korngrenze des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-4. So wird bestätigt, dass der R-O-C-N-konzentrierte Bereich in der Korngrenze vorliegt.
(Berechnung eines Verhältnisses (O/R) von O-Atom zu R-Atom)
Ferner lag ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis in Beispiel 2-1 bis Beispiel 2-14 innerhalb eines Bereichs von 0,41 bis 0,70. Daher wird davon ausgegangen, dass der R-O-C-N-konzentrierte Teil des im jeweiligen Beispiel erhaltenen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis ein vorherbestimmtes Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom umfasst.
(Bestätigung eines Beugungsmusters)
Ein Elektronenbeugungsbild des R-O-C-konzentrierten Teils wurde aus verschiedenen Richtungen erhalten. Eine Flächenindexierung wurde an jedem Beugungspunkt vorgenommen; und es wurde identifiziert, dass ein Beugungsmuster des R-O-C-N-konzentrierten Teils eine Kristallorientierungsbeziehung aufgrund seiner kubischen Kristallstruktur aufweist. 18 ist ein Beispiel eines Elektronenbeugungsbilds. So wird bestimmt, dass der R-O-C-N-konzentrierte Teil die kubische Kristallstruktur aufweist.
[Analyse einer Sauerstoffmenge, einer Kohlenstoffmenge und einer Stickstoffmenge]
Tabelle 4 zeigt, dass die Sauerstoffmenge und die Kohlenstoffmenge, die in einem gesinterten Körper des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-1 bis Beispiel 2-14 eingeschlossen sind, höher sind als jene von Vergleichsbeispiel 2-6. Daher wird davon ausgegangen, dass der Zusatz der Sauerstoffquelle und der Kohlenstoffquelle, wenn ein feines pulverisiertes Pulver in einer Hauptlegierung und jenes in einer Sublegierung in einem gegebenen Verhältnis gemischt werden, und das Sintern davon, um einen gesinterten Körper herzustellen, die Sauerstoffmenge und die Kohlenstoffmenge erhöhen, die im genannten gesinterten Körper enthalten sind. Ferner wird davon ausgegangen, dass eine Erhöhung der Stickstoffgaskonzentration während der Dehydrogenierungsbehandlung einer groben Pulverisierung die im gesinterten Körper enthaltene Stickstoffmenge erhöht.
[Magnetische Eigenschaften]
Tabelle 4 zeigt, dass die Koerzitivkraft HcJ des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Vergleichsbeispiel 2-1 relativ zu jener des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-1 bis Beispiel 2-14 sinkt. Die magnetischen Eigenschaften des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Vergleichsbeispiel 2-2 bis Vergleichsbeispiel 2-6 und jene des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-1 bis Beispiel 2-14 waren nahezu auf demselben Niveau. Angesichts des Obigen kann ein gesinterter Körper erhalten werden, in dem eine Sauerstoffmenge, eine Kohlenstoffmenge und eine Stickstoffmenge erhöht sind, indem eine Stickstoffgaskonzentration erhöht wird, wenn die mit einer Dehydrogenierung behandelte Hauptlegierung und Sublegierung grob pulverisiert werden, und indem eine Sauerstoffquelle und eine Kohlenstoffquelle zugesetzt werden, wenn ein feines pulverisiertes Pulver der Hauptlegierung und der Sublegierung gemischt werden. Es wird davon ausgegangen, dass der so erhaltene gesinterte Körper nahezu die gleichen magnetischen Eigenschaften wie jene eines gesinterten Körpers aufweist, der erhalten wird, indem eine zusätzliche Menge an Stickstoff gesteuert wird, ohne dass eine Stickstoffgaskonzentration erhöht wird, wenn eine Dehydrogenierung und eine grobe Pulverisierung vorgenommen werden, und ohne dass die Sauerstoffquelle und die Kohlenstoffquelle zugesetzt werden.
[Korrosionsbeständigkeit]
Tabelle 4 zeigt, dass sich eine Korrosionsbeständigkeit des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Beispiel 2-1 bis Beispiel 2-14 in einem großen Ausmaß relativ zu jener des jeweiligen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis von Vergleichsbeispiel 2-2 bis Vergleichsbeispiel 2-6 verbessert. So wird davon ausgegangen, dass sich eine Korrosionsbeständigkeit des erhaltenen gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis verbessert, indem ein Bereich des R-O-C-N-konzentrierten Teils, der in jenem einer Korngrenze in einer willkürlichen Schnittfläche des gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis aufgenommen ist, innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs eingestellt wird.
Unter Berücksichtigung des Obigen kann ein gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis mit einem R-O-C-N-konzentrierten Teil in einer Korngrenze und mit einem vorbestimmten Bereich des O/R in dem R-O-C-N-konzentrierten Teil eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und gute magnetische Eigenschaften zeigen. Daher zeigen sich in dem Fall, wenn der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform für einen Permanentmagneten wie in einem Motor, SPM-Motor etc. verwendet wird, eine hohe Leistung für eine lange Zeitdauer sowie Motorcharakteristiken, wie eine Drehmomentcharakteristik eines Motors, die eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit aufweist.
Hier im Vorstehenden kann der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise für einen Magneten verwendet werden, der beispielsweise in einem Motor montiert ist.
Bezugszeichenliste

10: SPM-Motor
11: Gehäuse
12: Rotor
13: Stator
14: Welle
15: Rotorkern (Eisenkern)
16: Permanentmagnet
17: Magneteinsatzschlitz
18: Statorkern
19: Nut
20: Spule

Claims

Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis, umfassend R₂T₁₄B-Kristallkörner, bei welchem eine Korngrenze von zwei oder mehreren angrenzenden R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet wird, ein R-O-C-konzentrierter Teil, in dem Konzentrationen von R, O und C jeweils höher sind als jene in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern, in der Korngrenze ist, und ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im R-O-C-konzentrierten Teil die folgende Formel (1) erfüllt: 0,4 < (O/R) < 0,7 (1)
Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 1, bei welchem der R-O-C-konzentrierte Teil eine kubische Kristallstruktur umfasst.
Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 2, bei welchem ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom in dem R-O-C-konzentrierten Teil die folgende Formel (2) erfüllt: 0,5 < (O/R) < 0,7 (2)
Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 3, bei welchem eine Sauerstoffmenge, die im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis enthalten ist, 2000 ppm oder weniger beträgt.
Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 4, bei welchem im R-O-C-konzentrierten Teil enthaltenes „R” RL und RH umfasst, wobei RL ein Seltenerdelement umfassend wenigstens entweder eines oder beides von Nd und Pr ist und wobei RH ein Seltenerdelement umfassend wenigstens entweder eines oder beides von Dy und Tb ist.
Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis, umfassend R₂T₁₄B-Kristallkörner, bei welchem eine Korngrenze von zwei oder mehreren angrenzenden R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet wird, ein R-O-C-N-konzentrierter Teil, in dem Konzentrationen von R, O, C und N jeweils höher sind als jene in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern, in der Korngrenze ist, und ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im R-O-C-N-konzentrierten Teil die folgende Formel (1)' erfüllt 0,4 < (O/R) < 0,7 (1)'
Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 6, bei welchem der R-O-C-N-konzentrierte Teil eine kubische Kristallstruktur umfasst.
Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 7, bei welchem ein Verhältnis (O/R) von O-Atom zu R-Atom im R-O-C-N-konzentrierten Teil die folgende Formel (2)' erfüllt 0,5 < (O/R) < 0,7 (2)'.
Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 8, bei welchem eine Sauerstoffmenge, die im gesinterten Magneten auf R-T-B-Basis enthalten ist, 2000 ppm oder weniger beträgt.
Gesinterter Magnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 9, bei welchem im R-O-C-N-konzentrierten Teil enthaltenes „R” RL und RH umfasst, wobei RL ein Seltenerdelement umfassend wenigstens entweder eines oder beides von Nd und Pr ist und wobei RH ein Seltenerdelement umfassend wenigstens entweder eines oder beides von Dy und Tb ist.