[发明专利]磁性粉末的制造方法及其制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁性粉末的制造方法及其制造装置，特别是涉及可以很好地利用于制造磁特性优异的烧结磁石的磁性粉末的制造方法及其制造装置。

背景技术

烧结了Nd-Fe-B系等磁性粉末的永久磁石(稀土类磁石)因其优异的磁特性，近年来其用途不断扩大。为了应对环境问题，伴随着磁石在以家电为代表的产业设备、电动汽车、风力发电中的应用的范围扩大，要求这样的烧结了粉末的Nd₂Fe₁₄B系等永久磁石的高性能化。

作为磁石的性能指标，可以举出剩磁束密度和矫顽力的大小。例如，为了增大Nd-Fe-B系烧结磁石的剩磁束密度，可以通过增大Nd₂Fe₁₄B化合物的体积分数、提高晶体取向度来达成，为了达到这一目标，目前进行了各种工艺的改善。

另一方面，为了增大矫顽力，可以通过实现晶粒的微细化的方法、使用增加了Nd量的组合合金的方法、或者添加有效果的元素的方法等各种方法来达成。特别是在这些方法中，通过使用用Dy、Tb置换了Nd的一部分的组合合金来实现矫顽力的增大是最一般的方法。具体而言，通过将Nd₂Fe₁₄B化合物的Nd用这些元素置换，化合物的各向异性磁场增大，从而矫顽力增大。

但是，Dy由于其使用量大大超过稀土类元素的自然存在比，而且现在商业上开发的矿床的估测埋藏量少，矿床存在地域在世界上也不均匀，因此已经认识到了元素战略的必要性。以实现高矫顽力为目的，作为与Dy发挥同样效果的稀土类元素，可以举出Tb，但Tb的相对丰度远低于Dy。目前为止，Nd-Fe-B系烧结磁石的矫顽力通过这样的微量元素的添加、热处理条件的探索，已经与开发初期相比有了显著改善。因此，鉴于这样的改善效果，削减作为微量元素的Dy或Tb的添加量是不可避免的。

另一方面，通过Dy、Tb的置换使化合物的饱和磁极化减少。因此，只要是以上述方法实现矫顽力的增大，就无法避免剩磁束密度的降低。进而，由于Dy、Tb昂贵且埋藏量也少，所以作为资源来利用的风险也高。因此，希望尽可能减少使用量。

从这样的观点考虑，采用了使Dy、Tb的浓度仅在磁石的晶界或其附近增加的方法。例如提出了将比主相(Nd₂Fe₁₄B)含有更多Dy、Tb的粉末与不含有这些元素的粉末预先混合，将得到的粉末进行烧结的二合金法(例如，参照专利文献1)。另外，作为其他方法，提出了在烧结磁石的表面涂布Dy、Tb的氟化合物，通过热处理使Dy、Tb扩散浸透至表面附近的晶界的方法(例如，参照专利文献2)。

另一方面，作为通过将Dy、Tb集中于磁石的晶界来减少其使用量使得该区域到达厚度数mm的成型体磁石的中心的方法，还考虑了将烧结用粉末预先用Dy、Tb进行涂布的方法。

专利文献1：日本特开平6-207203号公报

专利文献2：日本特开2006-303433号公报

发明内容

但是，现在的稀土类磁石的烧结用的硬磁性粉末的粒径为3～5μm左右，将这些过渡元素(过渡金属)等以数nm～数十nm的厚度均匀地涂布于磁性粉末周围是极其困难的。

例如，在过渡金属中，稀土类金属容易与水分反应，基本上，在湿式环境下，难以将稀土类金属被覆于粉末的周围。另外，3～5μm左右的磁性粉末容易互相凝集，形成由数十个这些磁性粉末凝结的粒子，不容易在各个磁性粉末的表面均匀地被覆过渡元素。

考虑到这一点而想用干式在该硬磁性粉末上被覆过渡金属等金属，也由于稀土类金属的性质，而且是粒径为3～5μm的微粉，因此难以避免硬磁性粉末的表面氧化。利用表面氧化的磁性粉末来成型烧结磁石时，导致磁特性的降低。另外，即使以干式进行，也不能避免上述的磁性粉末的凝结。

本发明鉴于上述问题而进行，目的在于提供通过在硬磁性粉末的表面均匀地被覆过渡金属等金属而可以实现烧结磁石磁特性提高的磁性粉末的制造方法和磁性粉末的制造装置。

为了达到上述目的，本发明的发明人反复进行研究，结果着眼于作为在硬磁性粉末的表面附着过渡金属等金属的原理的热泳现象，得到了通过利用该现象，可以使金属少量且均匀地附着(被覆)在磁性粉末表面的新见解。

本发明是基于上述本发明的发明人的新见解的发明，本发明的磁性粉末的制造方法包括：将硬磁性粉末利用惰性气体进行气溶胶化的工序，将金属在惰性气体气氛下加热而进行蒸气化的工序，以及使该蒸气化的金属附着于所述气溶胶化的硬磁性粉末的表面的工序。