稀土永磁材料以及稀土永磁材料的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)及含有欽、鐵、棚的稀上永磁材料。
【背景技術(shù)】
[0002 ]作為提高含有欽(Nd )、鐵(Fe )、棚(B)的稀±永磁材料的磁特性的技術(shù)，有用Co取 代Fe的磁性材料(專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1中，對(duì)用其他原子取代Fe的永磁材料全面地測(cè)定 了矯頑力化、剩余磁通密度化、最大磁能積BHmax等，表現(xiàn)出上述永磁材料的磁特性的提高。
[0003] 此外，專利文獻(xiàn)2中，公開了如下稀±燒結(jié)磁性材料：W重量％計(jì)，含有R(R為包含Y 的稀±元素中的至少一種，Nd占 R的50原子％ ^上）：25~35%、B:0.8~1.5%、根據(jù)需要的M (選自1'1、化、6曰、]?11、(：〇、化、〇1、211、佩、41中的至少一種）：8%^下^及余部1'(化或化與(：〇)。
[0004] 作為提高稀±永磁材料的磁特性的其他方案，有如下納米復(fù)合磁性材料:具備W 包含Nd、Fe、B的納米粒子的硬磁相為忍、預(yù)定的納米粒子的軟磁相為殼的2相復(fù)合結(jié)構(gòu)。上 述納米復(fù)合磁性材料，特別是在用由粒徑5皿W下的軟磁體的極微細(xì)粒構(gòu)成的粒界包覆而 形成殼的情況下，在忍/殼的硬軟磁相之間產(chǎn)生良好的交換相互作用，能夠提高飽和磁化。
[0005] 專利文獻(xiàn)3中，公開了 WNdsFewB化合物粒子為忍、Fe粒子為殼的納米復(fù)合磁性材 料。由于作為殼成分使用了具備高飽和磁化的FeCo合金納米粒子，因而更加提高納米復(fù)合 磁性材料的飽和磁化。專利文獻(xiàn)4中，公開了使FeCo軟磁相的殼被覆NdFeB硬磁相的忍的納 米復(fù)合磁性材料。
[0006] 專利文獻(xiàn)5中，公開了如下各向異性塊體納米復(fù)合稀±永磁材料：由原子百分比規(guī) 定的磁性硬的相的組成為RxTlOO-x-yMy (式中，R選自稀±、錠、筑或?qū)⑺鼈兘M合的物質(zhì);T選自1 種W上的過渡金屬;M選自第IIIA族元素、第IVA族元素、第VA族元素或?qū)⑺鼈兘M合的物質(zhì);X 大于所對(duì)應(yīng)的稀±過渡金屬化合物中的R的化學(xué)計(jì)量量;y為0~約25)，至少一種磁性軟的 相包含含有化、Co或Ni的至少一種軟磁材料。
[0007] 然而，專利文獻(xiàn)5所公開的納米復(fù)合稀±永磁材料中，通過冶金學(xué)的方法形成軟 相。因此，燒成該軟相的粒子的粒徑大，有可能無法充分地得到交換相互作用。此外，合金納 米粒子若還原力弱則容易變成單層納米粒子的單純的集合體，無法得到希望的納米復(fù)合結(jié) 構(gòu)。因此，可推測(cè)對(duì)上述納米復(fù)合稀±永磁材料的磁特性有時(shí)無法觀察到有效的提高。
[000引非專利文獻(xiàn)1中，公開了在高溫制作FeCo納米粒子的方法。然而，在高溫制作的該 Ncb化1巧粒子的矯頑力Hcj不好。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0010] 專利文獻(xiàn)
[0011 ] 專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利第5645651號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-217918號(hào)公報(bào) [001引專利文獻(xiàn)3:日本特開2008-117855號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)4:日本特開2010-74062號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)5:日本特表2008-505500號(hào)公報(bào)
[0016] 非專利文獻(xiàn)
[0017] 非專利文獻(xiàn) 1:G.S.Chaubey, J.P 丄 iu 等人，J.Am.Chem.Soc. 129,7214(2007)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 發(fā)明所要解決的課題
[0019] 然而，進(jìn)一步要求稀±永磁材料的磁特性的提高。本發(fā)明的課題為提高W含有NcU 化、B的化合物為主相的稀±永磁材料的磁特性。
[0020] 用于解決課題的方法
[0021] 為了解決上述課題，本發(fā)明人等對(duì)NcbFewB粒子的構(gòu)成原子進(jìn)行深入研究，結(jié)果想 到了提高NcbFewB粒子中的欽原子的磁矩而提高永磁材料的磁特性的方案。具體地，想到了 如下方案:通過用其他原子取代NcbFewB粒子中所含有的棚，從而進(jìn)一步提高上述欽原子的 磁矩。
[0022] 并且，研究了在粒子中含有棚和可取代的其他原子時(shí)的作用效果。其結(jié)果是，由于 該其他原子也可取代鐵，因而發(fā)現(xiàn)了進(jìn)一步提高該粒子的磁矩的可能性。
[0023] 本發(fā)明人等進(jìn)行研究，得到了如下見解:通過使NcbFewB粒子形成晶界相，從而能 夠提高矯頑力出J。本發(fā)明人等基于上述發(fā)現(xiàn)和見解，完成了本發(fā)明。
[0024] 本發(fā)明是W下述式（1)所表示的化合物為主相的稀±永磁材料。式（1)中，M為選自 鉆、被、裡、侶、娃中的任意的元素，X為滿足0.01 ^ X ^ 0.25的值，更優(yōu)選為滿足0.02 ^ X ^ 0.25的值。
[0025] [化1]
[0026] Ncb^wB(I-X)Mx (1)
[0027] 本發(fā)明包含W下述式(2)所表示的化合物為主相的稀±永磁材料。式(2)中，M和L 為選自鉆、被、裡、侶、娃中的任意的元素，y為〇<y<2，x為0.01^x^0.25，并且0.01<(x+ y)<2.25。更優(yōu)選的是，滿足y為0.1<y<1.2，x為0.02^x^0.25，并且0.12<(x+y)<1.45 的值。
[002引[化2]
[0029] Nd2Fe(i4-y)LyB(i-x)Mx (2)
[0030] 本發(fā)明為稀±永磁材料，其主相周期性地具有Nd-Fe-B層和Fe層，Nd-Fe-B層所含 有的棚的一部分由選自由鉆、被、裡、侶和娃組成的組中任意的一種W上的元素取代而成。
[0031] 上述Nd-Fe-B層優(yōu)選含有鋪。此外，Nd-Fe-B層還優(yōu)選含有錯(cuò)和鋪中任意的一種W 上的元素。
[0032] 根據(jù)另一觀點(diǎn)，本發(fā)明為如下稀±永磁材料，具備含有欽和鐵和棚、并進(jìn)一步含有 選自由鉆、被、裡、侶和娃組成的組中的任意的一種W上的元素的主相。相對(duì)于本發(fā)明的稀 ±永磁材料的總重量，欽含量為20~35重量％，棚含量為0.80~0.99重量％，選自由鉆、被、 裡、侶和娃組成的組中任意的一種W上的元素的含量合計(jì)為0.8~1.0重量％。
[0033] 本發(fā)明包含進(jìn)一步含有鋪的稀±永磁材料。在該情況下，相對(duì)于本發(fā)明的稀±永 磁材料的總重量，欽含量為20~35重量％，棚含量為0.80~0.99重量％，選自由鉆、被、裡、 侶和娃組成的組中任意的一種W上的元素的含量合計(jì)為0.8~1.0重量％，鋪的含量?jī)?yōu)選為 2.0~10.0重量％。
[0034] 本發(fā)明包含如下稀±永磁材料:其進(jìn)一步具備含有錯(cuò)和鋪中任意的一種W上的元 素的主相。相對(duì)于含有錯(cuò)的上述稀±永磁材料的總重量，欽含量為15~40重量％，錯(cuò)含量為 5~20重量％，棚含量為0.80~0.99重量％，選自由鉆、被、裡、侶和娃組成的組中任意的一 種W上的元素的含量合計(jì)為0.8~1.0重量％，鋪含量?jī)?yōu)選為2.0~10.0重量％。
[0035] 本發(fā)明包含如下稀±永磁材料:其具備上述主相、W及含有選自由侶、銅、妮、錯(cuò)、 鐵和嫁組成的組中任意的一種W上的元素的晶界相。該晶界相優(yōu)選至少W重量％計(jì)含有侶 0.1 ~0.4%、銅0.01 ~0.1%。
[0036] 優(yōu)選的是，本發(fā)明具有主相含有欽和鐵和棚且含有選自由鉆、被、裡、侶和娃組成 的組中任意的一種W上的元素的結(jié)晶，所述結(jié)晶的燒結(jié)粒徑的化0優(yōu)選為2~25WI1。此外，本 發(fā)明的稀±永磁材料的燒結(jié)密度優(yōu)選為6~8g/cm 3。
[0037] 含有欽和鐵和棚，且進(jìn)一步含有選自由鉆、被、裡、侶、娃組成的組中任意的一種W 上的元素，并且含有鋪的本發(fā)明，在溫度條件2(TC，具備滿足由mcl和mc2組成的組中任意的 一種W上的磁特性。mcl是指剩余磁通密度化為12.90kGW上運(yùn)樣的磁特性。mc2是指矯頑力 出功27.90k0e W上運(yùn)樣的磁特性。
[0038] 含有上述元素的本發(fā)明，在溫度條件100°C，具備滿足由mc3和mc4組成的組中任意 的一種W上的磁特性。mc3是指剩余磁通密度化為11.SOkGW上運(yùn)樣的磁特性。mc4是指矯頑 力出j為17.40k0e W上運(yùn)樣的磁特性。
[0039] 含有上述元素的本發(fā)明，在溫度條件160°C，具備滿足由m巧和mc6組成的組中任意 的一種W上的磁特性。mc5是指剩余磁通密度化為10. SOkG W上運(yùn)樣的磁特性。mc6是指矯頑 力出j為10. SOkOeW上運(yùn)樣的磁特性。
[0040] 含有上述元素的本發(fā)明，在溫度條件200°C，具備滿足由m(：7和mc8組成的組中任意 的一種W上的磁特性。齡7是指剩余磁通密度化為10.1 OkGW上運(yùn)樣的磁特性。mc8是指矯頑 力出j為6.60k0e W上運(yùn)樣的磁特性。
[0041] 含有欽和鐵和棚，且進(jìn)一步含有選自由鉆、被、裡、侶、娃組成的組中任意的一種W 上的元素，并且含有鋪，進(jìn)而含有錯(cuò)和鋪中任意的一種W上的元素的本發(fā)明，在溫度條件20 °C，具備滿足由mc9和mclO組成的組中任意的一種W上的磁特性。mc9是指剩余磁通密度化 為12. SOkGW上運(yùn)樣的磁特性。mclO是指矯頑力出j為21.20k0e W上運(yùn)樣的磁特性。
[0042] 含有上述元素的本發(fā)明，在溫度條件100°C，具備滿足由mcll和mcl2組成的組中任 意的一種W上的磁特性。mcll是指剩余磁通密度化為ll.eOkGW上運(yùn)樣的磁特性。mcl2是指 矯頑力出j為11. SOkOe W上運(yùn)樣的磁特性。
[0043] 含有上述元素的本發(fā)明，在溫度條件160°C，具備滿足由mcl3和mcl4組成的組中任 意的一種W上的磁特性。mcl3是指剩余磁通密度化為lO.eOkGW上運(yùn)樣的磁特性。mcl4是指 矯頑力出功6.20k0e W上運(yùn)樣的磁特性。
[0044] 含有上述元素的本發(fā)明，在溫度條件200°C，具備滿足由mcl5和mcl6組成的組中任 意的一種W上的磁特性。me 15是指剩余磁通密度化為9.60kG W上運(yùn)樣的磁特性。mcl6是指 矯頑力出j為3. SOkOe W上運(yùn)樣的磁特性。
[0045] 含有上述預(yù)定的主相、W及選自由侶、銅、妮、錯(cuò)、鐵和嫁組成的一種W上的元素的 本發(fā)明，在溫度條件2(TC，具備滿足由mcl7和mcl8組成的組中任意的一種W上的磁特性。 111(317是指剩余磁通密度化為11.4046^上運(yùn)樣的磁特性。配18是指矯頑力出功28.00帕6^ 上運(yùn)樣的磁特性。
[0046] 含有上述元素的本發(fā)明，在溫度條件100°C，具備滿足由mcl9和mc20組成的組中任 意的一種W上的磁特性。mcl9是指剩余磁通密度化為lO.eOkGW上運(yùn)樣的磁特性。mc20是指 矯頑力出j為17.70k0e W上運(yùn)樣的磁特性。
[0047] 含有上述元素的本發(fā)明，在溫度條件160°C，具備滿足由mc21和mc22組成的組中任 意的一種W上的磁特性。mc21是指剩余磁通密度化為9. SOkG W上運(yùn)樣的磁特性。mc22是指 矯頑力出j為10.60k0e W上運(yùn)樣的磁特性。
[004引含有上述元素的本發(fā)明，在溫度條件200°C，具備滿足由mc23和mc24組成的組中任 意的一種W上的磁特性。mc23是指余磁通密度化為9. OOkG W上運(yùn)樣的磁特性。mc24是指矯 頑力出j為6.70k0eW上運(yùn)樣的磁特性。
[0049] 本發(fā)明的稀±永磁材料的拉伸強(qiáng)度為SOMPa W上，優(yōu)選為1OOM化W上，更優(yōu)選為 ISOMPa W上。
[0050] 本發(fā)明包含稀±永磁材料的制造方法。即，包含包括如下熱處理工序的稀±永磁 材料的制造方法:將含有欽和鐵和棚且含有選自由鉆、被、裡、侶和娃組成的組中任意的一 種W上的元素、并且含有鋪W及含有選自由侶、銅、妮、錯(cuò)、鐵和嫁組成的組中任意的一種W 上的元素的原料化合物在主相形成溫度保持后，降溫至晶界相形成溫度，形成含有欽和鐵 和棚且含有選自由鉆、被、裡、侶和娃組成的組中任意的一種W上的元素 W及鋪的主相，