進(jìn) 而在晶界相形成溫度保持W形成含有選自由侶、銅、妮、錯、鐵和嫁組成的組中任意的一種 W上的元素的晶界相。
[0051] 本發(fā)明包含包括如下熱處理工序的稀±永磁材料的制造方法:原料化合物含有欽 和錯和鐵和棚，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 和鋪中任意的一種W上的元素，并且含有選自由侶、銅、妮、錯、鐵和嫁組成的組中任意的一 種W上的元素，將所述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 有欽和錯和鐵和棚，且進(jìn)而含有選自由鉆、被、裡、侶和娃組成的組中任意的一種W上的元 素 W及鋪和鋪中任意的一種W上的元素的主相，在晶界相形成溫度保持，W形成含有選自 由侶、銅、妮、錯、鐵和嫁組成的組中任意的一種W上的元素的晶界相。
[0化2] 關(guān)于熱處理工序，優(yōu)選在1000~120(TC保持3~5小時后，在880~920°C保持4~5 小時，然后，在480~520 °C保持3~5小時。
[0053] 發(fā)明效果
[0054] 本發(fā)明通過使具備上述預(yù)定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的化合物成為主相，能夠提高磁矩。由此， 本發(fā)明的稀上永磁材料的矯頑力出j、剩余磁通密度化、最大磁能積BHmax良好。
【附圖說明】
[0055] 圖1為表示本發(fā)明的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的例子的概略圖。
[0056] 圖2為表示本發(fā)明的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的例子的概略圖。
[0057] 圖3為表示NcbFewB粒子的結(jié)晶的電子態(tài)密度的圖。
[005引圖4為表示NcbFewB粒子的結(jié)晶的電子態(tài)密度的圖。
[0059] 圖5為表示NcbFewB粒子的結(jié)晶的電子態(tài)密度的圖。
[0060] 圖6為本發(fā)明的微細(xì)組織的示意圖。
[0061] 圖7為本發(fā)明的實施例和比較例的組成表。
[0062] 圖8為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0063] 圖9為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0064] 圖10為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0065] 圖11為將本發(fā)明實施例加工而成的針狀物的沈M照片。
[0066] 圖12為將本發(fā)明實施例加工而成的針狀物的3D原子圖像。
[0067] 圖13為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0068] 圖14為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0069] 圖15為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0070] 圖16為本發(fā)明稀±永磁材料的主相結(jié)晶結(jié)構(gòu)的模型圖。
[0071] 圖17為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0072] 圖18為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0073] 圖19為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0074] 圖20為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0075] 圖21為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0076] 圖22為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0077] 圖23為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0078] 圖24為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0079] 圖25為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用3DAP的解析結(jié)果。
[0080] 圖26為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用Rietveld法的解析結(jié)果。
[0081] 圖27為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用Rietveld法的解析結(jié)果。
[0082] 圖28為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0083] 圖29為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0084] 圖30為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用Rietveld法的解析結(jié)果。
[0085] 圖31為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用Rietveld法的解析結(jié)果。
[0086] 圖32為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0087] 圖33為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0088] 圖34為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用Rietveld法的解析結(jié)果。
[0089] 圖35為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用Rietveld法的解析結(jié)果。
[0090] 圖36為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0091] 圖37為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0092] 圖38為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用Rietveld法的解析結(jié)果。
[0093] 圖39為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用Rietveld法的解析結(jié)果。
[0094] 圖40為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[00M]圖41為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0096] 圖42為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用Rietveld法的解析結(jié)果。
[0097] 圖43為本發(fā)明實施例的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的利用Rietveld法的解析結(jié)果。
[0098] 圖44為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0099] 圖45為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0100] 圖46為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0101] 圖47為表示本發(fā)明實施例的磁特性的表。
[0102] 圖48為表示本發(fā)明比較例的熱處理后的狀態(tài)的表。
【具體實施方式】
[0103] 為了說明本發(fā)明，記載本發(fā)明人等所進(jìn)行的NcbFewB粒子的結(jié)晶的研究。本發(fā)明人 等通過使用平面波基組的第一原理歴勢法，計算NcbFewB粒子的磁矩，得到圖3~圖5所顯示 的結(jié)果。予W說明的是，W下記載中，分別W圖3(a)指圖3左圖、圖3(b)指圖3右圖、圖4(a)指 圖4左圖、圖4(b)指圖4右圖、圖5(a)指圖5左圖、圖5(b)指圖5右圖。
[0104] 圖3(a)為表示本發(fā)明人等所得到的NcbFewB粒子的結(jié)晶整體的電子態(tài)密度的圖。 圖3(b)為表示該結(jié)晶中的化原子和Nd原子整體的d軌道和f軌道的部分電子態(tài)密度的圖。圖 3 (a)和圖3 (b)所示的電子態(tài)密度的波形近似。NcbFe 14B粒子中，F(xiàn)e占約70at%。NcbFewB粒子 的磁性來源于Fe,可認(rèn)為Nd通過使Fe的旋轉(zhuǎn)方向一致來幫助該粒子的磁性顯現(xiàn)。圖3(a)和 圖3 (b)的結(jié)果與上述見解一致。
[010引圖4(a)為表示本發(fā)明人等所得到的NcbFewB粒子中的B-Fe最接近原子的S軌道、P 軌道和d軌道的部分電子態(tài)密度的和的圖。圖4(b)為表示B-化最接近原子的P軌道和d軌道 的部分電子態(tài)密度的圖。利用第一原理計算軟件CASTEP(Accelrys公司制）進(jìn)行的計算中， 上述B和化的最接近原子間距為2.09A。根據(jù)圖4(b)，確認(rèn)到棚的P軌道的極化。
[0106] 進(jìn)而，本發(fā)明人等計算了在NcbFewB粒子中B原子的S軌道和P軌道的中的局部電子 態(tài)密度，得到圖5(a)和圖5(b)所示的結(jié)果。根據(jù)圖5(a)和圖5(b)，確認(rèn)到B原子在S軌道和P 軌道的雙方的極化。
[0107] W往認(rèn)為，NcbFewB粒子中的棚參與結(jié)晶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定化。然而，上述圖4和圖5的結(jié) 果啟發(fā)B原子不僅參與結(jié)晶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定化，還參與NcbFewB粒子的磁性顯現(xiàn)。
[010引表1為基于用中子衍射法得到的原子位置(0.1 snard等人，J.Appl.Phys.78(1995) 1892-1898)而計算出磁矩的表。表1表示NdsFewB粒子中的Nd原子的磁矩小于化B，磁矩小。 可推測運樣的磁矩減少的原因之一是，在該粒子的結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)，Nd原子與B原子共價鍵合， Nd原子的f電子的一部分被供給至棚原子的S軌道中?？烧J(rèn)為，結(jié)果導(dǎo)致粒子中的Nd原子的 磁性消失。
[0109]表1
[0111] 根據(jù)上述研究，本發(fā)明人等得到了 B原子極化并參與NcbFewB粒子的磁性抑制運樣 的見解。基于運樣的見解，想到了通過用其他原子取代NcbFewB粒子的結(jié)晶中的B原子來提 高該粒子的磁性的方案。
[0112] 本發(fā)明的稀±永磁材料W下述式（1)所表示的化合物為主相。本發(fā)明中，單位晶格 中的該化合物的原子數(shù)占粒子整體的原子數(shù)的90~98at%。但，只要能夠得到本發(fā)明的作 用效果，本發(fā)明就容許在主相中含有不是上述化合物的雜質(zhì)。
[0113] [化 3]
[0114] Ncb^wB(I-X)Mx (1)
[011引式（1)中，M為選自鉆、被、裡、侶、娃中的任意的元素。此外，X滿足0.01奪X刮.25， 更優(yōu)選為0.03 ^x^O. 25。
[0116] 本發(fā)明是使W往的NcbFewB結(jié)晶中的棚的一部分由預(yù)定的元素取代的構(gòu)成。由此， 本發(fā)明能夠抑制欽的f電子向其他原子移動。因此容易維持欽的未成對電子數(shù)，能夠與上述 W往的結(jié)晶相比提高Nd原子的磁矩。式(1)中，在X<0.01的情況下，磁矩降低。在x>0.25的 情況下，由于無法維持結(jié)晶結(jié)構(gòu)，因而不能合成。
[0117] 本發(fā)明中，主相中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上的原子取代而成。由此，本發(fā)明抑制未成對電子的減少，提高磁特性。
[0118] 本發(fā)明也可W是使W往的NcbFewB結(jié)晶中的棚的一部分和鐵的一部分由預(yù)定的元 素取代的構(gòu)成。運樣的構(gòu)成可通過下述式(2)來表示。
[0119] [化 4]
[0120] Nd2Fe(i4-y)LyB(i-x)Mx (2)
[0121] 式(2)中，M和L為選自鉆、被、裡、侶、娃中的任意的元素，y為0<y<2，x為0.01 ^0.25，并且0.01<(x+y)<2.25。更優(yōu)選的是，y為0.1<y<1.2，x為0.02^x^0.25，并且 0.12<(x+y)<1.45。
[0122] 在該情況下也能夠與上述W往的結(jié)晶相比提高Nd原子的磁矩。此外，根據(jù)W往公 知的見解，能夠提高Fe原子的磁矩。式(2)中，在y^2的情況下，鐵原子的磁矩降低。在x< 0.01或x>0.25的情況下，欽原子的磁矩降低。X、y W及x+y分別偏離預(yù)定的范圍時，欽原子 和鐵原子的磁矩降低。
[0123] 本發(fā)明的主相的化合物具備式（I)或式(2)所示的組成，因此該化合物所含有的Nd 原子的磁矩大于NcbFewB結(jié)晶中的Nd原子的磁矩。本發(fā)明的Nd原子的磁矩至少大于2.70化， 優(yōu)選為3.75~3.85化，更優(yōu)選為3.80~3.85化。
[0124] 目P，本發(fā)明中，由于顯現(xiàn)出Nd原子的磁性，因而具備比源于Fe原子和Nd原子的磁性 更良好的磁特性。本發(fā)明的磁特性可通過矯頑力化j、剩余磁通密度化來評價。本發(fā)明的磁 特性與W往的包含NcbFewB結(jié)晶的稀±永磁材料相比，提高40~50%左右。
[0125] 構(gòu)成本發(fā)明的主相的化合物含有選自鉆、被、裡、侶、娃中任意的一種W上的元素、 W及欽和鐵和棚。在圖1和圖2中分別顯示上述式（1)和式(2)所表示的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的例子的概 略圖。
[0126] 圖1為表示式（1)所表示的本發(fā)明的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的例子的概略圖。如圖1所示，該化合 物具有由化構(gòu)成的基本骨架，在Z軸方向上，交替地存在著化層101和Nd-B-M層102 DNd-B-M 層102含有欽(Nd)和棚(B)和元素 M，存在晶格間隙103。
[0127] 對于元素 M，可適宜地選擇其波函數(shù)符合該晶格間隙103的元素、具有小于棚的原 子半徑的元素，例如鉆、被、裡、侶、娃中的任意的元素。W運樣的元素為原料成分的該化合 物，與W往公知的NcbFewB結(jié)晶相比，形成使B原子的一部分由M原子取代的結(jié)構(gòu)，具有呈四 方晶系且P4/mnm、晶格常數(shù)a=8.8iA、C= 12.21 A的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。