R-t-b系烧结磁铁以及电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及R-T-B系烧结磁铁，进一步具体而言设及控制了R-T-B系烧结磁铁的 微结构的R-T-B系烧结磁铁W及电机。
【背景技术】
[0002] 由于WNd-Fe-B系烧结磁铁为代表的R-T-B系烧结磁铁巧表示稀±元素，T表示 W化为必需元素的一种W上的铁族元素，B表示棚）具有高的饱和磁感应强度，因此，对使 用机器的小型化和高效化有利，可W利用于硬盘驱动器的音圈电机等。近年来，也适用于各 种工业用电机或混合动力汽车的驱动电机等，并且从节能等的观点出发，希望在运些领域 中进一步普及。可是，在R-T-B系烧结磁铁在混合动力汽车等中的应用中，由于磁铁暴露于 比较高的溫度下，因此，抑制由热造成的高溫退磁变得重要。对于抑制该高溫退磁，众所周 知充分提高R-T-B系烧结磁铁的室溫下的矫顽力化Cj)是有效的方法。
[000引例如，作为提高Nd-Fe-B系烧结磁铁室溫下的矫顽力的方法，已知有用Dy、化等重 稀上元素置换作为主相的刷2化化合物的一部分Nd的方法。通过用重稀±元素置换一 部分Nd,可W提高磁晶各向异性，其结果，可W充分提高Nd-Fe-B系烧结磁铁在室溫下的矫 顽力。除了通过重稀上元素的置换W外，添加化元素等对提高室溫下的矫顽力也有效（专 利文献1)。通过添加化元素，该化元素在制造工序中在晶界中形成例如Nd-化液相，由此 晶界变得平滑，抑制反向磁畴的产生。
[0004]另一方面，在专利文献2和专利文献3中公开了控制作为R-T-B系烧结磁铁的微 细结构的晶界相来提高矫顽力的技术。由运些专利文献中的附图可知，运里所说的晶界相 是存在于由=个W上的主相结晶颗粒所围的晶界（即=叉晶界）中的晶界相。在专利文献 2中公开了构成Dy浓度不同的二种S叉晶界相的技术。目P，公开了不提高整体的Dy浓度， 通过在S叉晶界形成一部分Dy浓度高的晶界相，从而能够对磁畴的反转具有高阻力。在专 利文献3中公开了在=叉晶界形成稀±元素的合计原子浓度不同的第1、第2、第3的=种 晶界相，使第3晶界相的稀±元素的原子浓度比其它二种晶界相中的浓度低，并且使第3晶 界相的化元素的原子浓度比其它二种晶界相中的浓度高的技术。由此，在晶界中形成W高 浓度含有化的第3晶界相，运可W带来提高矫顽力的效果。 阳(K)日]现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2002-327255号公报 阳00引专利文献2 :日本特开2012-15168号公报
[0009] 专利文献3 :日本特开2012-15169号公报
【发明内容】
[0010] 发明所要解决的技术问题 1] 在100°C~200°C运样的高溫环境下使用R-T-B系烧结磁铁的情况下，室溫下的矫 顽力的值也是有效的指标之一，实际暴露于高溫环境下也不退磁，或者退磁率小很重要。用 化或Dy等重稀±元素置换作为主相的R2T14B化合物的一部分R的组成使矫顽力大幅度提 高，对于高矫顽力化是简便的方法，但是由于Dy、化等重稀±元素受限于产地、产量，因此， 有资源的问题。伴随着置换，也不能避免例如由于Nd和Dy的反铁磁禪合而造成的剩余磁 感应强度度r)的减少。上述化元素的添加等对矫顽力的提高虽然是有效的方法，但是为 了扩大R-T-B系烧结磁铁的应用领域，希望进一步抑制高溫退磁（由于暴露于高溫环境下 而造成的退磁）。 阳01引为了提高R-T-B系烧结磁铁的矫顽力，除了上述添加化的方法W外，众所周知控 制作为微细结构的晶界很重要。晶界中有形成于邻接的二个主相结晶颗粒间的所谓的二颗 粒晶界部、和上述的=个W上的主相结晶颗粒所围的所谓的=叉晶界。
[0013] 对于提高R-T-B系烧结磁铁的矫顽力，切断作为主相的R2T14B结晶颗粒间的磁禪 合很重要。如果能够使各主相结晶颗粒磁孤立，则即使在某个结晶颗粒中产生反向磁畴，也 不会对邻接结晶颗粒产生影响，从而可W提高矫顽力。本申请发明者们认为为了对R-T-B 系烧结磁铁赋予该邻接结晶颗粒间的磁切断效果，二颗粒晶界部的控制比上述=叉晶界 的控制更重要，并对各种现有的R-T-B系烧结磁铁进行了研讨。其结果认识到，在现有的 R-T-B系烧结磁铁的二颗粒晶界部中存在磁禪合的切断的程度尚不充分的技术问题。即，现 有的形成于二个R2T14B主相结晶颗粒间的二颗粒晶界部薄至2~3nm，不产生充分的磁禪合 的切断效果。认为极度地加厚二颗粒晶界部就可W得到充分的磁禪合切断效果，而为了加 厚二颗粒晶界部需要增加原料合金组成的R比率。然而，虽然随着R比率提高矫顽力会提 高，不过如果过量提高R比率，则烧结时主相结晶颗粒晶粒生长，矫顽力反而降低。因此，仅 增加R量效果还是有限的。
[0014] 本发明是鉴于上述情况完成的发明，目的在于提供一种通过控制R-T-B系烧结磁 铁的微细结构的二颗粒晶界部，从而提高了高溫退磁率抑制的R-T-B系烧结磁铁，W及具 备该R-T-B系烧结磁铁的电机。
[0015] 解决技术问题的手段
[0016] 因此，本申请发明者们对能够格外地提高高溫退磁率的抑制的二颗粒晶界部进行 了专口研讨，结果完成了W下的发明。
[0017] 本发明所述的R-T-B系烧结磁铁，其特征在于具有R2T14B晶粒和R2T14B晶粒间的二 颗粒晶界部，存在R-Co-化-M-Fe相（M为选自Ga、Si、Sn、Ge、Bi中的至少1种）形成的二 颗粒晶界部。
[0018] 另外，上述R-T-B系烧结磁铁优选具有R-Co-化-M-Fe相形成的二颗粒晶界部和 R-化-M-Fe相（M为选自Ga、Si、Sn、Ge、Bi中的至少1种）形成的二颗粒晶界部，并且如果 将R-Co-化-M-Fe相形成的二颗粒晶界部的数目用A表示，将R-化-M-Fe相形成的二颗粒晶 界部的数目用B表不,则A〉B。
[0019] 进一步优选，上述R-Co-Qi-M-Fe相（M为选自Ga、Si、Sn、Ge、Bi中的至少1种） 形成的二颗粒晶界部的厚度为5~500nm。
[0020] 在本发明所述的R-T-B系烧结磁铁中具有W下特征：通过使形成于R2T14B结晶颗 粒间的二颗粒晶界部的宽度比现有观测的宽度更宽，并且用非磁性或磁性极弱的材料构成 二颗粒晶界部，从而具有格外地提高切断R2T14B结晶颗粒间的磁禪合的效果。二颗粒晶界 部是在相邻接的两个R2T14B结晶颗粒之间通过晶界相形成的部分。如上所述，不降低磁特 性而通过增加原料合金组成的R量的比率来加厚二颗粒晶界部的宽度中存在界限，相对于 此，上述R-Co-化-M-Fe相可W形成厚度为5~500皿的二颗粒晶界部。进一步，虽然上述 R-Co-化-M-Fe相中含有化和Co,然而认为化和Co的量的合计为40原子％的显著低，磁 化及其小。因此，能够有效地进行R2T14B结晶颗粒间的磁禪合的切断，因此能够改善矫顽力， 并且抑制高溫退磁。
[0021] 另一方面，上述R-化-M-Fe相中实质上不含Co,含有65~90原子％的化，并且含 有1 %左右的化，从运一点来看组成上也与R-Co-化-M-Fe相大为不同，具有形成几nm程度 的薄的二颗粒晶界部的性质。如果上述形成R-Co-化-M-Fe相的二颗粒晶界部增加，则有 矫顽力改善且高溫退磁抑制的倾向。但是，如果过量存在不仅没有进一步改善，反而会由 于主相比率的降低导致剩余磁通密度化的降低。因此，通过取得R-Co-化-M-Fe相的量和 R-化-M-Fe相量的平衡，从而能够抑制剩余磁通密度的降低并且良好地抑制高溫退磁。
[0022] 本发明进一步提供具备上述本发明的R-T-B系烧结磁铁的电机。本发明的电机具 备上述本发明的R-T-B系烧结磁铁，从而即便在高溫的严苛条件下使用也难W引起R-T-B 系烧结磁铁的高溫退磁，因此，能够得到输出难W降低的可靠性高的电机。 阳〇2引发明的效果
[0024] 通过本发明可W提供一种高溫退磁率小的R-T-B系烧结磁铁，并且可W提供一种 能够适用于在高溫环境下使用的电机等的R-T-B系烧结磁铁。另外，根据本发明，通过具备 运样的R-T-B系烧结磁铁，可W提供一种输出难W降低的可靠性高的电机。
【附图说明】
[00巧][图1]是示意性表示本发明所述的R-T-B系烧结磁铁的主相结晶颗粒、W及二颗 粒晶界部的截面图。
[00%][图2]是说明二颗粒晶界部的组成分析点W及宽度的测定方法的示意图。
[0027] [图3]是简要地表示电机的一个实施方式的构成的截面图。
【具体实施方式】
[0028] W下，一边参照附图一边说明本发明的优选实施方式。另外，本发明中所说的 R-T-B系烧结磁铁是含有R2T14B主相结晶颗粒和二颗粒晶界部的烧结磁铁，并且R含有一种 W上的稀±元素，T含有W化作为必需元素的一种W上的铁族元素，并且含有B，进一步包 括还添加了各种公知的添加元素的烧结磁铁。
[0029] 图1是示意性地表示本发明所设及的实施方式的R-T-B系烧结磁铁的截面结构的 图。本实施方式所设及的R-T-B系烧结磁铁至少包含R2T14B主相结晶颗粒1和形成于邻接 的R2T14B主相结晶颗粒1之间的二颗粒晶界部2。
[0030] 本实施方式的R-T-B系烧结磁铁的特征在于，存在由R-Co-化-M-Fe相（M为选自 Ga、Si、Sn、Ge、Bi中的至少1种）形成的二颗粒晶界部。另外，上述R-T-B系烧结磁铁具 有R-Co-化-M-Fe相形成