TWI374460B - - Google Patents

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1374460 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種永久磁石及永久磁石之製造方法。 【先前技術】 近年來’對於油電混合車或硬碟驅動器等中使用之永久 磁石電動機而言，要求小型輕量化、高輸出化及高效率 化。而且，於上述永久磁石電動機實現小型輕量化、高輸 出化及尚效率化時，對埋設於永久磁石電動機中之永久磁 石而言，要求磁特性之進一步提高。再者，作為永久磁 石，有鐵氧體磁石、Sm_c〇系磁石、Nd Fe B系磁石、 Sn^FepNx系磁石等’尤其係殘留磁通密度較高之B 系磁石適於作為永久磁石電動機用之永久磁石。 於此，作為永久磁石之製造方法，通常係使用粉末燒結 法。於此，粉末燒結法係首先將原材料進行粗粉碎，並利 用喷射磨機（乾式粉碎）製造已微粉碎之磁石粉末。其後， 將該磁石粉末放入模具，一面自外部施加磁場，一面擠壓 成形為所而之形狀。繼而，將成形為所需形狀之固形狀之 磁石粉末以特定溫度（例如Nd-Fe_B系磁石為8〇〇t：〜丨丨5〇乞） 進行燒結，藉此製造永久磁石。 又，自先前進行如下處理，即，對於製造永久磁石時之 磁石原料之各元素之含量而言，使稀土類元素較基於化學 計量組成之含量（例如Nd:26 7 wt%，Fe(電解鐵）：723 wt%，Β:1·〇 wt%)更多，藉此於晶界形成稀土類之富相 (rich Phase)(例如富 Nd相）。 I55066.doc 4460 用 而且，於永久磁石中，富相承擔如下所述之作 (1)熔點較低（約600°C)，燒結時成為液相，有助於磁石 之咼岔度化、即磁化之提高。（2)消除晶界之凹凸，減少逆 磁疇之新產生點（new creation site)而提高保磁力。（3)將主 相磁性絕緣並增加保磁力。 因此，若燒結後之永久磁石1中之富相之分散狀態不 良’則會導致局部燒結不良、磁性之下降，故而於燒結後 之永久磁石中均勻地分散有富相將變得重要。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本專利第37283 16號公報（第4頁〜第6頁） 【發明内容】 [發明所欲解決之問題]. 於此，作為均勻地分散富相之技術，進行將Cu4A1添加 至永久磁石之處理。眾所周知若（^或八丨存在於晶界，則可 均勻地分散富相。 然而，若對磁石原料以預先添加有“或刈之狀態進行磁 石原料之粉碎及燒結，則需要於燒結時使Cu或A1自主相移 動到晶界。於該情形時，需要設定為較通常之燒結溫度更 咼之燒結溫度或者延長設定燒結時間，其結果，於燒結時 主相晶粒成長。而且，若主相晶粒成長，則成為保磁力下 降之原因。 本發明係為解決上述先前之問題點而開發而成者，其目 的在於提供一種永久磁石及永久磁石之製造方法，將含有 155066.doc 1374460

Cu或A1之有機金屬化合物添加至磁石粉末，藉此可使有機 金屬化合物中所含之CU4 A丨在燒結之前預先偏在配置於磁 石之aa界，可防止主相之晶粒成長，並且可均勻地分散富 相。 [解決問題之技術手段] 為達成上述目的，本發明之永久磁石之特徵在於其係藉 由如下步驟製造而成：將磁石原料粉碎成磁石粉末；於上 述已粉碎之磁石粉末中添加由以下結構式M (〇R)x(式中， Μ係Cu或Al，R係含有烴之取代基，既可為直鏈亦可為支 鏈，X係任意之整數）所表示之有機金屬化合物，藉此使上 述有機金屬化合物附著於上述磁石粉末之粒子表面；藉由 將粒子表面上附著有上述有機金屬化合物之上述磁石粉末 成形而形成成形體；以及對上述成形體進行燒結。 又，本發明之永久磁石之特徵在於，形成上述有機金屬 化5物之金屬係於燒結後偏在於上述永久磁石之晶界。 又，本發明之永久磁石之特徵在於，上述結構式M· (〇R)x2R係烷基。 又，本發明之永久磁石之特徵在於，上述結構式M_ (〇R)x之R係碳數為2〜6之院基中之任一者。 又，本發明之永久磁石之製造方法之特徵在於包含如下 步驟.將磁石原料粉碎成磁石粉末；於上述已粉碎之磁石 粉末中添加由以下結構式M_(〇R)x(式中，M係Cu或Al，r 係含有烴之取代基，既可為直鏈亦可為支鏈’ 乂係任意之 整數）所表示之有機金屬化合物，藉此使上述有機金屬化 155066.doc 合物附著於上述磁石粉末之粒子表面；藉由將粒子表面上 附著有上述有機金屬化合物之上述磁石粉末成形而形成成 形體；以及對上述成形體進行燒結。 又’本發明之永久磁石之製造方法之特徵在於，上述結 構式M-(0R)X2R係烷基。 進而，本發明之永久磁石之製造方法之特徵在於，上述 結構式M-(OR)xi R係碳數為2〜6之烷基中之任一者。 [發明之效果] 根據具有上述構成之本發明之永久磁石，將含有Cu或A1 之有機金屬化合物添加至磁石粉末，藉此可使有機金屬化 合物中所含之Cu或A1在燒結之前預先偏在配置於磁石之曰 界。因此，與以將Cu或A1預先包含於磁石原料之狀態進行 叙碎及燒結之情形相比，於永久磁石之製造步驟中不需要 進行燒結溫度之高溫化或燒結時間之長時間化等。盆 果’可防止主相之晶粒成長，並且可均勻地分散富相。 又’根據本發明之永久磁石，由於以或八丨偏在於磁石之 晶界’因此可均勻地分散富相，提高保磁力。 又，根據本發明之永久磁石，由於使用含有烷基之有機 金屬化合物作為添加至磁石粉末之有機金屬化合物，因此 可谷易進行有機金屬化合物之熱分解。其結果，例如在繞 結之前於氫氣環境下進行磁石粉末或成形體之預燒之情形 時’可更確實地減少磁石粉末或成形體中之碳量。藉此， 抑制於燒結後之磁石之主相内析出aFe，可緻密地燒結礙 石整體’且可防止保磁力下降。 155066.doc -6- 1374460 又根據本發明之永久磁石，由於使用含有碳數為2〜6 烧基之有機金屬化合物作為添加至磁石粉末之有機金屬 化合物，因此可於低溫下進行有機金屬化合物之熱分解。 其結果，例如在燒結之前於氫氣環境下進行磁石粉末或成 形體之預燒之情形時’對於磁石粉末整體或成形體整體而 言可更容易進行有機金屬化合物之熱分解。即，藉由預燒 處理，可更確實地減少磁石粉末或成形體中之碳量。 又，根據本發明之永久磁石之製造方法，將含有(：11或八1 之有機金屬化合物添加至磁石粉末，藉此可使有機金屬化 &物中所含之Cu或A1在燒結之前預先偏在配置於磁石之晶 界。因此，與以將Cu或A1預先包含於磁石原料之狀態進行 粉碎及燒結之情形相比，於製造步驟♦不需要進行燒結溫 度之高溫化或燒結時間之長時間化等。其結果，可防止主 相之晶粒成長，並且可均勻地分散富相。 又，根據本發明之永久磁石之製造方法，由於使用含有 烷基之有機金屬化合物作為添加至磁石粉末之有機金屬化 合物，因此可容易進行有機金屬化合物之熱分解。其結 果，例如在燒結之前於氫氣環境下進行磁石粉末或成形體 之預燒之情形時，可更確實地減少磁石粉末或成形體中之 碳量。藉此，抑制於燒結後之磁石之主相内析出aFe，可 敏捃地燒結磁石整體，且可防止保磁力下降。 進而’根據本發明之永久磁石之製造方法，由於使用含 有碳數為2〜6之烷基之有機金屬化合物作為添加至磁石粉 末之有機金屬化合物，因此可於低溫下進行有機金屬化合 155066.doc 1374460 物之熱分解。其結果，例如在燒結之前於氫氣環境下進行 磁石粉末或成形體之預燒之情形時，對於磁石粉末整體或 成形體整體而言可更容易進行有機金屬化合物之熱分解。 即，藉由預燒處理，可更確實地減少磁石粉末或成形體中 之碳量。 【實施方式】 以下，關於本發明之永久磁石及永久磁石之製造方法經 具體化之實施形態’下面參照圖式而進行詳細說明。 [永久磁石之構成] 首先’對本發明之永久磁石1之構成進行說明。圖丨係表 示本發明之永久磁石1之整體圖。再者，圖1所示之永久磁 石1具有圓柱形狀’但永久磁石1之形狀係根據成形時使用 之模腔之形狀而產生變化。 作為本發明之永久磁石i ’例如使用Nd_Fe_B系磁石。 又，如圖2所示，永久磁石1係作為有助於磁化作用之磁性 相之主相11與非磁性且稀土類元素濃縮而成之低熔點之富 R相12(R包含作為稀土類元素之Nd、pr、Dy、Tb内之至少 一種）共存之合金。圖2係將構成永久磁石1之Nd磁石粒子 放大表示之圖。 於此，主相11成為作為化學計量組成之Nd2Fei4B金屬間 化合物相（Fe之一部分亦可被C〇取代）佔較高之體積比例之 狀態。另一方面，富R相12包含較相同之作為化學計量組 成之RJe^BCFe之一部分亦可被c〇取代）相比R之組成比率 更多之金屬間化合物相（例如，R2 〇 3 GFe〗4B金屬間化合物 155066.doc 1374460 相）。又’於富R相12中，如下所述為提高磁特性，含有Cu 或A1。 而且，於永久磁石1中’富尺相丨2承擔如下所述之作用。 (1)炼點較低（約600。〇，燒結時成為液相，有助於磁石 之高密度化、即磁化之提高。（2)消除晶界之凹凸，減少逆 磁嘴之新產生點（new creation site)而提高保磁力。（3)將主 相磁性絕緣並增加保磁力。 因此’若燒結後之永久磁石1中之富尺相丨2之分散狀態不 良’則會導致局部燒結不良、磁性之下降，故而於燒結後 之永久磁石1中均勻地分散有富尺相丨2將變得重要。 又，作為Nd-Fe-B系磁石之製造中產生之問題，可列舉 已燒結之合金中生成aFe之情況。作為原因，可列舉於使 用包含基於化學計量組成之含量之磁石原料合金而製造永 久磁石之情形時，製造過程中稀土類元素與氧結合，導致 稀土類元素相對化學計量組成不夠之狀態。進而，若aFe 在燒結後亦殘存於磁石中’則會導致磁石之磁特性之下 降。 而且’上述永久磁石1中之含有>^或尺之全稀土類元素 之含量較理想的是較基於上述化學計量組成之含量（26 7 wt〇/〇)多 0.1 wt〇/o〜10.0 wt%、更佳多 〇」wt%〜5 〇 wt%之範圍 内。具體而言，將各成分之含量設為如下，即，NdR:25〜 3 7 wt%，B:1〜2 wt%，Fe(電解鐵）：60〜75 Wt%。將永久磁 石1中之稀土類元素之含量設為上述範圍，藉此可使富R相 12均勻地分散至燒結後之永久磁石1中。又，即便製造過 155066.doc •9- 1374460 程中稀土類元素與氧結合’亦不會使稀土類元素相對化學 計量組成不夠，可抑制燒結後之永久磁石1中生成aFe。 再者，於永久磁石1中之稀土類元素之含量少於上述範 圍之情形時’難以形成富R相12。又’無法充分抑制aFe之 生成。另一方面，於永久磁石1中之稀土類元素之組成多 於上述範圍之情形時，保磁力之增加停滯，且導致殘留磁 通密度下降，故不實用。 又，於本發明中’由於相對於富尺相12含有以或A卜因 此可於燒結後之永久磁石1中均勻地分散有富尺相12。 於此，於本發明中，對富尺相^之“或乂之添加係如下 所述藉由於將已粉碎之磁石粉末成形之前添加含有（：11或八1 之有機金屬化合物而進行。具體而言，藉由添加含有（：11或 A1之有機金屬化合物，從而藉由濕式分散而使該有機金屬 化合物中之Cu或A1均勻附著於Nd磁石粒子之粒子表面。 以泫狀態燒結磁石粉末，藉此可使均勻附著於]^<1磁石粒子 之粒子表面的該有機金屬化合物中2Cu4A1偏在於主相n 之晶界、即富R相12。 又於本發明中，尤其是如下所述將由M-(OR)x(式中， Μ係Cu或A卜R係含有烴之取代基，既可為直鏈亦可為支 鏈，X係任意之整數）所表示之含有Cu或A1之有機金屬化合 物（例如，乙醇鋁等）添加至有機溶劑中，並於濕式狀態下 混合於磁石粉末。藉此，使含有Cu或A1之有機金屬化合物 分散至有機溶劑中，從而可使含有Cu或A1之有機金屬化合 物有效附著於Nd磁石粒子之粒子表面。 155066.doc 1374460 於此，作為滿足上述叫〇队（式中，Μ係Cu^，R係 含有烴之取代基，既可為直鍵亦可為支鍵，x係任音之敕 數)之結構式之有機金屬化合物，有金屬醇豐。金屬醇: 係由通式M-(OR)n(M:金屬元素，R •有機基，n:金屬: 半金屬之價數）所表示。又，作為形成金屬醇鹽之金屬或 半金屬，可列舉 W、Mo、V、Nb、Ta、Ti、Zr>、以、 Co、Ni、Cu、Zn、Cd、A1、Ga、^、^、a、^ —等。其中，於本發明中，尤其係宜使用a或 A1 〇 又’對於醇鹽之種類，並無特別限定，例如可列舉甲醇 鹽、乙醇鹽、丙醇鹽、異丙醇鹽、丁醇鹽、碳數為4以上 之醇鹽等。其中，於本發明中’如下所述根據利用低溫分 解抑制殘碳之目的，而使用低分子量者。χ，由於碳數為 1之甲醇鹽容易分解且難以操作，因此尤其宜使用r中所含 之碳數為2〜6之醇鹽即乙醇鹽、甲醇鹽、異丙醇鹽、丙= 鹽、丁醇鹽等。即，於本發明中’尤其是作為添加至磁石 粉末之有機金屬化合物，較理想的是使用由m(〇r)x(式 中，Μ係Cu或八卜R係烷基’既可為直鏈亦可為支鏈二 任意之整數）所表示之有機金屬化合物，更佳為使用由 (0R)X(式中，]y^Cu或八卜R係碳數為2〜6之烷基中之任一 者，既可為直鏈亦可為支鏈，χ係任意之整數）所表示之有 機金屬化合物。 又，較理想的是將主相11之晶體粒徑D設為〇 a 〇 又，將富尺相12之厚度d設為！ nm〜5〇〇 nm、較佳為2 155066.doc 1374460 nm〜200 nm。其結果，晶體粒整體（即，作為燒結磁石整 體）成為核心之Nd2Fe14B金屬間化合物相佔較高之體積比 例之狀態。藉此，可抑制該磁石之殘留磁通密度（將外部 磁場之強度設為〇時之磁通密度）之下降。再者，主相11與 富R相12之構成係可藉由例如SEM(Scanning Electron Microscope，掃描式電子顯微鏡）或 TEM(Transmission Electron Microscope，穿透式電子顯微鏡）或三維原子探針 法（3D Atom Probe method)而確認。 又，若使用Dy或Tb作為R，則可使Dy或Tb偏在於磁石粒 子之晶界。其結果，可藉由Dy或Tb而提高保磁力。 [永久磁石之製造方法1] 其次，對本發明之永久磁石1之第1製造方法，使用圖3 進行說明。圖3係表示本發明之永久磁石1之第1製造方法 中之製造步驟之說明圖。 首先，製造包含特定分率之Nd-Fe-B(例如Nd:32.7 wt%，Fe(電解鐵）：65.96 wt%，B:1.34 wt%)之禱鍵。再 者，將鑄錠中所含之Nd之含量設為較基於化學計量組成之 含量（26.7 wt%)多 0.1 wt% 〜10.0 wt%、更佳多 0.1 wt% 〜5.0 wt%之量。又，為提高保磁力，亦可少量含有Dy或Tb。其 後，藉由搗碎機或粉碎機等而將鑄錠粗粉碎成200 μιη左右 之大小。或者，溶解鑄鍵，利用薄片連鎮法（Strip Casting Method)製作薄片，利用氫壓碎法進行粗粉化。 接著，於（a)氧含量實質上為0%之包含氮氣體、Ar氣 體、He氣體等惰性氣體之氣體環境中，或者（b)氧含量為 155066.doc 1374460 0.0001〜0.5°/。之包含氮氣體、Ar氣體、He氣體等惰性氣體 之氣體環境中，將已粗粉碎之磁石粉末利用喷射磨機41進 行微粉碎，設為具有特定尺寸以下（例如0 1 μιη〜5 〇 pm)之 平均粒徑之微粉末。再者，所謂氧濃度實質上為〇%，並 不限定於氧濃度完全為〇%之情形，亦可表示含有於微粉 之表面上極少量地形成氧化覆膜之程度之量的氧。 另一方面，製作利用喷射磨機41進行微粉碎之微粉末中 需添加之有機金屬化合物溶液。於此，於有機金屬化合物 溶液中預先添加含有Cu或Α1之有機金屬化合物並使其溶 解。再者，作為需溶解之有機金屬化合物，較理想的是使 用相當於M-(OR)x(式中，MsCu或A1，R係碳數為2〜6之烷 基中之任一者，既可為直鏈亦可為支鏈，χ係任意之整數） 之有機金屬化合物（例如，乙醇鋁等）。又，對於需溶解之 含有Cu或Α1之有機金屬化合物之量，並無特別限制但較 佳將Cu或A1相對燒結後之磁石之含量設為〇 〇〇1 wt%、較佳為 〇.〇 1 wt%~5 wt%之量。 接著，向利用噴射磨機41分級之微粉末添加上述有機金 屬化合物溶液。藉此，生成磁石原料之微粉末與有機金屬 化合物溶液混合而成之漿料42。再者，有機金屬化合物溶 液之添加係於包含氮氣體、Ar氣體、He氣體等惰性氣體之 氣體環境下進行。 、後將所生成之漿料42於成形之前藉由真空乾燥等事 前進行乾燥’取出已乾燥之磁石粉末43。其後，藉由成形 裝置50而將已乾燥之磁石粉末壓粉成形為特定形狀。再 155066.doc -13· 1^/4460 者於壓粉成形時，存在將上述已乾燥之微粉末填充至模 腔之乾式法'以及利用溶劑等製成漿料狀後填充至模腔之 濕式法’於本發明中，例示使用乾式法之情形。又，亦可 使有機金屬化合物料於成形後之炮燒階段揮發。 如圖3所示，成形裝置50包括圓筒狀之鑄模51、相對於 鑄模51沿上下方向滑動之下衝頭52、以及相對於相同之禱 模51沿上下方向滑動之上衝頭53，由該等包圍之空間構成 模腔54。 又於成形裝置50中，將一對磁場產生線圈55、56配置 於模腔54之上下位置，對填充至模腔54之磁石粉末施加 磁力線。將需施加之磁場設為例MA/m。 繼而，於進行壓粉成形時，首先將已乾燥之磁石粉末43 真充至模腔54»其後，驅動下衝頭52及上衝頭53，對填充 至模腔5 4之磁石粉末4 3沿箭頭6丨方向施加壓力而使其成 ，。又，於加壓之同時，對填充至模腔54之磁石粉末43， 藉由磁場產生線圈55、56沿與加壓方向平行之箭頭62方向 施加脈衝磁場。藉此，沿所需之方向定向磁場。再者，定 向磁場之方向係必須考慮對由磁石粉末43成形之永久磁石 1要求之磁場方向而決定。 又，於使用濕式法之情形時，亦可一面對模腔54施加磁 場，一面注入漿料，於注入途中或注入結束後，施加較最 初磁場更強之磁場而進行濕式成形。又，亦可以使施加方 向垂直於加壓方向之方式，配置磁場產生線圈55、56。 其次，於氫氣環境下以20(rc〜900t、更佳為以40(rc〜 155066.doc 1374460 9〇o°c (例如6〇o°c)將藉由壓粉成形所成形之成形體71保持 數小時（例如5小時）’藉此進行氫中預燒處理。將預燒中之 氫供給量設為5 L/min。於該氫中預燒處理中，進行使有 機金屬化合物熱分解而減少預燒體中之碳量之所謂脫碳 (decarbonizing)。又，氫中預燒處理係於使預燒體中之碳 量為0.2 wt%以下、更佳為〇. 1 wt%以下之條件下進行。藉 此，藉由隨後之燒結處理而可緻密地燒結永久磁石1整 體’不會降低殘留磁通密度或保磁力。 於此，存在藉由上述氫中預燒處理進行預燒之成形體71 中存在NdH3而容易與氧結合之問題，但於第1製造方法 中，成形體71係於氫預燒後不與外部氣體相接觸地移至下 述舞X燒，故而不需要脫虱步驟。於般燒中，脫去成形體中 之氫。 接著，進行將藉由氫中預燒處理進行預燒之成形體71進 行燒結之燒結處理。再者，作為成形體7丨之燒結方法，除 一般之真空燒結以外，亦可利用將成形體7丨加壓之狀態下 進行燒結之加壓燒結等。例如，於利用真空燒結進行燒結 之情形時，以特定之升溫速度升溫至8〇〇它〜1〇8〇艽左右為 止，並保持2小時左右。此期間成為真空煅燒，但真空度 較佳設為104 Torr以下。其後進行冷卻，並再次以6〇(rc〜 1000 C進行熱處理2小時。繼而，燒結之結果，製造永久 磁石1。 另一方面，作為加壓燒結，例如有熱壓燒結、熱均壓 (HIP，Hot Isostatic Pressing)燒結、超高壓合成燒結、氣 155066.doc 1374460 體加壓燒結、放電等離子（SPS，SparkPlasma Sintering)燒 結等。其中，為抑制燒結時之磁石粒子之晶粒成長並且抑 制燒結後之磁石中產生之翹曲，較佳為利用沿單軸方向加 壓之單軸加壓燒結且藉由通電燒結進行燒結之sps燒結。 再者，於利用SPS燒結進行燒結之情形時，較佳為將加壓 值設為30 MPa，於數Pa以下之真空氣體環境下以i〇(5c/min 上升至94〇t：為止，其後保持5分鐘。其後進行冷卻，並再 次以600*t〜lOOOt：進行熱處理2小時。繼而，燒結之結 果，製造永久磁石1。 [永久磁石之製造方法2] 其次，對本發明之永久磁石丨之其他製造方法即第2製造 方法’使用圖4進行說明。圖4係表示本發明之永久磁石】 之第2製造方法中之製造步驟之說明圖。 再者，直至生成漿料42為止之步驟係與使用圖3既已說 明之第1製造方法中之製造步驟相同，因此省略說明。 首先’將所生成之㈣42於成形之前藉由真空乾燥等事 ^進行乾燥’取出已乾燥之磁石粉末43。其後，於氫氣環 境下以200°C〜90(TC、更佳為以·。c〜9〇代（例如6〇〇t：)將 已乾燥之磁石粉末43保持數小時（例如5小時），藉此進行氣 令預燒處if冑預燒中之氫供給量設為5 。於該氫 了預燒處理中，進行使殘存之有機金屬化合物熱分解而減 少預燒體中之碳瞀夕山 所明脫奴。又，氫中預燒處理係於使 預燒體中之碳量為〇 2 wt〇/u τ Φ ^ 勹wt/°以下、更佳為0.1 wt%以下之條 件下進行。藉此，藉由萨祛夕植处走细 條 隨後之燒、，·。處理而可缴密地燒結永 155066.doc 1374460 久磁石1整體’不會降低殘留磁通密度或保磁力。 其次，於真空氣體環境下以200〇c〜6〇〇。〇、更佳為以 400 C〜600 C 1〜3小時保持藉由氫中預燒處理進行預燒之粉 末狀之預燒體82,藉此進行脫氫處理。再者，作為真空 度，較佳設為0.1 Torr以下。 於此，存在於藉由上述氫中預燒處理進行預燒之預燒體 82中存在NdH3而容易與氧結合之問題。 圖5係將進行氫中預燒處理之1^(1磁石粉末及未進行氫中 預燒處理之Nd磁石粉末分別暴露於氧濃度7 ppm&氧濃度 66 ppm之氣體環境時，表示相對於暴露時間之磁石粉末内 之氧量的圖。如圖5所示，若將進行氫中預燒處理之磁石 粉末放置於高氧濃度66 ppm之氣體環境，則以約1〇〇〇 sec 磁石粉末内之氧量自〇·4%上升至〇 8%為止。又，即便放置 於低氧濃度7 Ppm之氣體環境，亦以約5〇〇〇 sec磁石粉末内 之氧里自0.4%相同地上升至為止。繼而，若Nd與氧 結合，則成為殘留磁通密度或保磁力下降之原因。 因此，於上述脫氫處理中，將藉由氫中預燒處理所生成 之預燒體82 _之NdH3(活性度大）階段性地變成NdH3(活性 度大NdH2(活性度小）’藉此降低藉由氫中預燒處理而活 化之預燒體82之活性度。藉此，即便於將藉由氫中預燒處 理進行預燒之預燒體82於隨後移動到大氣中之情形時，亦 可防止Nd與氧結合，且不會降低殘留磁通密度或保磁力。 其後藉由成形裝置50而將進行脫氫處理之粉末狀之預 燒體82壓粉成形為特定形狀。由於成形裝置5〇之詳細情況 155066.doc 17 '吏用圖3既已說明之第i製造方法中之製造步驟相同，因 此省略說明。 其後’進行將已成形之預燒㈣進行燒結之燒結處理。 再者’燒結處理係與上述第i製造方法相同地藉由真空 燒結或加壓燒結等進行。由於燒結條件之詳細内容與既已 說明之第1製造方法中之製造步驟相同，因此省略說明。 繼而，燒結之結果，製造永久磁石1。 於上述第2製造方法中’由於對粉末狀之磁石粒 子進仃氫中預燒處理，因此與對成形後之磁石粒子進行氣 I預燒處理之上述第1製造方法相比，具有對於磁石粒子 整體而言可更容易進行有機金屬化合物之熱分解之優點。 第1製造方法相比’可更確實地減少預燒體中 之碳量。 另方面，於第1製造方法甲，成形體71係於氫預燒後 不與外部氣體相接觸地移至炮燒，故而不需要脫氣步^。 此與上述第2製造方法相比，可使製造步驟簡化。其 中’於上述第2製造方法中，亦於氣預燒後不與外部氣體 相接觸地進行錢之情料，不需要脫氫㈣。’ [實施例] 以下，對本發明之實施例，一面與比較例進行比一 面進行說明》 ’ (實施例） 貫施例之钕磁石粉末之合金組成係較基於化學計量組成 ^^^(Nd:26.7 wt〇/〇，Fe(t^^} ： 72.3 wt〇/〇 , I55066.doc ·18· ^74460 相比更提高Nd之比率，例如以wt%計設為Nd/Fe/B = 32·7/65.96/1.34。又，於已粉碎之鈦磁石粉末中，添加乙 醇鋁5 wt%作為含有cu或Α1之有機金屬化合物。又，預燒 處理係藉由於氫氣環境下以6〇〇它將成形前之磁石粉末保 持5小時而進行。繼而’將預燒中之氫供給量設為$ L/min°又’已成形之預燒體之燒結係藉由SPS燒結而進 仃。再者’將其他步驟設為與上述[永久磁石之製造方法2] 相同之步驟。 (比較例） 將需添加之有機金屬化合物設為乙醯丙酮銅。其他條件 係與實施例相同。 (實施例與比較例之殘碳量之比較討論） 圖ό係分別表示實施例與比較例之永久磁石之永久磁石 中之殘存碳量[wt%]之圖。 如圖6所示，可知實施例係與比較例相比可大幅度減少 殘存於磁石粒子中之碳量。尤其是，於實施例中，可將殘 存於磁石粒子中之碳量設為〇·2 wt%以下、更具體而言設 為0.1 wt°/〇以下。 又，若將實施例與比較例進行比較’則可知於添加由M_ (〇R)x(式中’ Μ係Cu或Al ’ R係烷基，既可為直鏈亦可為 支鏈’ X係任意之整數）所表示之有機金屬化合物之情形 時’較添加其他有機金屬化合物之情形相比，可大幅度減 少磁石粒子中之碳量。即，可知藉由將需添加之有機金屬 化合物設為由M-(OR)x(式中，Μ係Cu或A卜R係含有烴之 155066.doc 19 1374460 取代基，既可為直鏈亦可為支鏈，x係任意之整數）所表示 之有機金屬化合物，可於氫中預燒處理中容易進行脫碳。 作為其結果，可防止磁石整體之緻密燒結或保磁力之下 降又，尤其疋作為需添加之有機金屬化合物，若使用含 有碳數為2〜6之烷基之有機金屬化合物，則於氫氣環境下 預燒磁石粉末時，可於低溫下進行有機金屬化合物之熱分 解。藉此，對於磁石粒子整體而言可更容易進行有機金屬 化合物之熱分解。 如上說明般，於本實施形態之永久磁石丨及永久磁石 製造方法中，向已粉碎之鈥磁石之微粉末加入添加有由m_ (OR)x(式中，MSCu4A1，R係含有烴之取代基既可為 直鏈亦可為支鏈，X係任意之整數）所表示之有機金屬化合 物之有機金屬化合物溶液，從而使有機金屬化合物均勻地 附著於鈥磁石之粒子表面。其後，於氫氣環境下以200它〜 900°C將已壓粉成形之成形體保持數小時，藉此進行氫中 預燒處理。其後，藉由進行真空燒結或加壓燒結而製造永 久磁石1。藉此，可使有機金屬化合物中所含之以或乂在 燒結之前預先偏在配置於磁石之晶界。因此，與以將Cu* A1預先包含於磁石原料之狀態進行粉碎及燒結之情形相 比，於永久磁石之製造步驟中不需要進行燒結溫度之高溫 化或燒結時間之長時間化等。其結果，可防止主相之晶粒 成長，並且可均勻地分散富相。其結果，可提高永久磁石 1之保磁力。 ， 又，將添加有有機金屬化合物之磁石在燒結之前於氫氣 155066.doc -20· 1374460 環境下進行預燒’藉此使有機金屬化合物熱分解而可預先 燒去（減少碳量）磁石粒子中所含之碳，於燒結步驟中幾乎 不會形成有碳化物。其結果，於燒結後之磁石之主相與晶 界相之間不會產生空隙，又，可緻密地燒結磁石整體，且 可防止保磁力下降》又，於燒結後之磁石之主相内不會析 出aFe，不會大幅度降低磁石特性。 又’尤其疋作為需添加之有機金屬化合物，若使用含有 烷基之有機金屬化合物、更佳為含有碳數為2〜6之烷基之 有機金屬化合物’則於氫氣環境下預燒磁石粉末或成形體 時，可於低溫下進行有機金屬化合物之熱分解。藉此，對 於磁石粉末整體或成形體整體而言可更容易進行有機金屬 化合物之熱分解。 進而’將磁石粉末或成形體進行預燒之步驟係藉由於尤 佳為200°C〜900°C、更佳為400。(：〜900°C之溫度範圍内將成 形體保持特定時間而進行，因此可燒去必要量以上之磁石 粒子中之所含碳。 其結果’燒結後殘存於磁石之碳量成為〇·2 wt%以下、 更佳成為0 · 1 wt%以下，因此於磁石之主相與晶界相之間 不會產生空隙’又’可設為緻密地燒結磁石整體之狀態， 且可防止殘留磁通密度下降。又，於燒結後之磁石之主相 内不會析出aF e，不會大幅度降低磁石特性。 又’尤其是第2製造方法中’由於對粉末狀之磁石粒子 進行預燒，因此與對成形後之磁石粒子進行預燒之情形相 比’對於磁石粒子整體而言可更容易進行有機金屬化合物 155066.doc •21 · 1374460 之熱分解。即’可更確實地減少預燒體中之碳量。又，於 預燒處理後進行脫氫處理，藉此可降低藉由預燒處理而活 化之預燒體之活性度。藉此，防止隨後磁石粒子與氧結 合’且不會降低殘留磁通密度或保磁力。 又’由於進行脫氫處理之步驟係藉由於200。〇〜600。〇之 /ja度範圍内將磁石粉末保持特定時間而進行，因此即便於 進行氫中預燒處理之Nd系磁石中生成活性度較高之NdH3 之凊形時’亦不殘留地而可過渡到活性度較低之NdH2。 再者’當然本發明並不限定於上述實施例，於不脫離本 發明之主旨之範圍内可進行各種改良、變形。 又，磁石粉末之粉碎條件、混煉條件、預燒條件、脫氫 條件、燒結條件等並不限定於上述實施例所揭示之條件。 又’關於氫中預燒處理或脫氫步驟，亦可省略。 又’於上述實施例中’作為添加至磁石粉末之有機金屬 化合物，使用乙酵鋁，但若係由M_(〇R)x(式中，或 Al ’ R係含有烴之取代基，既可為直鏈亦可為支鏈，χ係任 意之整數）所表示之有機金屬化合物，則亦可為其他有機 金屬化合物。例如’亦可使用含有碳數為7以上之烷其之 有機金屬化合物或包含除烧基以外之含有煙之取代笑之有 機金屬化合物。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之永久磁石之整體圖； 圖2係將本發明之永久磁石之晶界附近放大表厂、 、不之模式 XSJi · 園， 155066.doc •22· 1374460 圖3係表示本發明之永久磁石之第i製造方 驟之說明圖； 中之製造少 圖4係表示本發明之永久磁石之第2製造方 驟之說明圖； 之製造步 之情形時 圖5係表示進行氫中預燒處理之情形與未進行 之氧量變化之圖；及 圖6係表示實施例與比較例之永久磁石之永久磁石中之 殘存碳量之圖。

【主要元件符號說明】 1 永久磁石 11 主相 12 富R相 41 喷射磨機 42 漿料 43 磁石粉末 50 成形裝置 51 鑄模 52 下衝頭 53 上衝頭 54 模腔 55 ' 56 磁場產生線圈 61 ' 62 前頭 71 成形體 82 預燒體 155066.doc -23· 1374460 D 粒徑 d 厚度 155066.doc

Claims (1)

1. 七 、申請專利範圍： 第100111450號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(101年8月） ^ 7

   —種永久磁石，其特徵在於其係藉由如下步驟製造而 成： 將磁石原料粉碎成磁石粉末； 於上述已粉碎之磁石粉末中添加由以下結構式所表示 之有機金屬化合物，藉此使上述有機金屬化合物附著於 上述磁石粉末之粒子表面： M-(〇R)x (式中，Μ為Cu或A1 ’ R為含有烴之取代基，既可為直鏈 亦可為支鏈，X為任意之整數）； 藉由將粒子表面上附著有上述有機金屬化合物之上述 磁石粉末成形而形成成形體；以及 對上述成形體進行燒結； 其中形成上述有機金屬化合物之M係於燒結後偏在於 上述永久磁石之晶界。 2-如請求項1之永久磁石，其中上述結構式中之尺為烷基。 3.如請求項2之永久磁石，其中上述結構式中之^碳數為 2〜6之烧基中之任一者。 4· 一種永久磁石之製造方法，其特徵在於包含如下步驟： 將磁石原料粉碎成磁石粉末； 於上述已粉碎之磁石粉末中添加由以下結構式所表示 之有機金屬化合物，藉此使上述有機金屬化合物附著於 上述磁石粉末之粒子表面： M-(OR)x 155066-1010814.doc ^74460 (式中，Μ為Cu或Al，R為含有烴之取代基，既可為直鏈 亦可為支鍵，X為任意之整數）； 藉由將粒子表面上附著有上述有機金屬化合物之上述 磁石粉末成形而形成成形體；以及 對上述成形體進行燒結； 其中形成上述有機金屬化合物之Μ係於燒結後偏在於 上述永久磁石之晶界。 5，如請求項4之永久磁石之製造方法，其中上述結構式中 之R為烧基。 6.如請求項5之永久磁石之製造方法，其中上述結構式中 之R為碳數為2〜6之烷基中之任一者。 155066-1010814.doc 2-