[发明专利]永久磁铁

说明书

本申请是申请号为200610168595.7、申请日为2006年12月21日、发明名称为“低损耗磁铁和使用了该磁铁的磁路”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及低损耗磁性材料的制造方法和使用了低损耗材料的磁路，涉及用于得到低损耗磁性体的磁粉。

背景技术

在下述专利文献1中记载了包含氟化合物的稀土类烧结磁铁。在该磁铁中，氟化合物成为粒状的粒界相，粒界相粒子的大小是几μm。

【专利文献1】特开2003-282312号公报

在上述以前的发明中，在表3中记载了NdFeB烧结磁铁用粉末和添加了作为氟化合物的DyF₃制作了的烧结磁铁的磁特性。在添加了5重量％的DyF₃的情况下，残留磁通密度(Br)的值是11.9kG，与不添加的情况的值(13.2kG)比较，减少了约9.8％。通过减少残留磁通密度，能量积((BH)_MAX)也显著地减少。因而，虽然矫顽力增加了，但由于能量积减小，故难以使用于需要高的磁通的磁路或需要高转矩的电机。

发明内容

为了达到上述目的，可举出在粒界上形成板状的氟化合物以增加氟化合物与主相的界面的方法、减薄氟化合物的厚度的方法或使氟化合物成为强磁性相的方法。前者在磁粉表面上形成氟化合物时采用成为层状、板状或扁平状那样的方法是有效的。在作为以前例的特开2003-282312号公报中，在NdF₃的情况下使用自动乳钵混合了平均粒径0.2μm的NdF₃粉末与NdFeB合金粉末，没有关于氟化合物的形状的记载，烧结后的氟化合物的形状成为块状。与此不同，本方法的一例利用表面处理在磁粉表面上将氟化合物的形状形成为层状。表面处理是在磁粉表面上涂敷包含一种或多种碱金属元素、碱土类元素或稀土类元素的氟化合物或氟化合物的方法。在乙醇溶媒中粉碎凝胶状氟化合物并涂敷在磁粉表面上后，利用加热除去溶媒。用200℃至400℃的热处理除去溶媒，用500℃至800℃的热处理中，氧、稀土类元素和氟化合物构成元素在氟化合物与磁粉间扩散。在该热处理中，除了电阻加热炉、红外线加热炉、高频感应加热炉等的外部加热方式以外，可使用毫米波加热。在毫米波加热中，这样来进行材料设计，使得在磁粉表面上形成了的高阻层比磁粉容易发热。即，通过选择材料的组合使得在某个温度下与磁粉相比增大高阻层的介电损耗，与磁粉的主相相比，只加热高阻层，伴随高阻层附近的加热来进行扩散。在磁粉中通常含有氧，作为其它的杂质元素，包含H、C、P、Si、Al等的轻元素。在磁粉中包含的氧不仅作为稀土类氧化物或Si、Al等的轻元素的氧化物存在，而且也作为在母相中或粒界中偏离了化学量论组成的组成的氧存在。这样的包含氧的相使磁粉的磁化减少，也影响磁化曲线的形状。即，与残留磁通密度的值的下降、各向异性磁化的减少、减磁曲线的方形性的下降、矫顽力的减少、不可逆减磁率的增加、热减磁的增加、起磁特性的变动、耐蚀性恶化和机械特性下降等有关，磁铁的可靠性下降。由于氧以这种方式影响很多特性，故考虑了使磁粉中不残留氧的工序。如果在包含氧的磁粉中形成氟化合物并在约大于等于350℃(350℃以上)的温度下加热，则产生氧的扩散。磁粉的氧化物大多与磁粉中的稀土类元素结合了，这些氧利用加热扩散到氟化合物中，形成氧氟化合物(在氟化合物的一部分中混入了氧)。由于该氧氟化合物比氟化合物脆，故容易引起从磁粉的剥离。这是由于，通过在氟化合物中混入氧，硬度增加而难以变形，在氟化合物附近容易产生裂纹，成形性下降，高密度化变得困难。因而，在磁粉表面上形成高阻层的情况下，抑制磁粉的氧浓度是重要的，有必要使形成了氟化合物的磁粉的氧浓度为小于等于5000ppm。在氧浓度比该浓度高的磁粉中，在氟化合物的一部分中容易形成氟氧化物，在成形等的后处理中容易剥离，容易形成裂纹。此外，在与磁粉的界面上容易形成氧化物或氟氧化物，成形能下降。除了表面处理以外，可使在减压气氛中从氟化合物的靶溅射了的氟和稀土类元素附着于磁粉表面上。氟化合物或氧氟化合物的晶体结构是面心立方晶格，其晶格常数是0.54至0.60nm。通过这些氟化合物或氧氟化合物的生长除去磁粉中的氧，具有增加残留磁通密度、增加矫顽力、提高减磁曲线的方形性、提高热减磁特性、提高起磁性、提高各向异性和提高耐蚀性等的效果。但是，由于过剩的氧与稀土类元素结合，故存在导致残留磁通密度的减少、矫顽力减少、方形性下降、热减磁特性下降、起磁性下降、各向异性下降、耐蚀性下降的危险。这一点不仅在高阻层是氟化合物的情况下、而且在其它的可变形的高阻层的情况下也是同样的。所谓可变形的高阻层，是在室温下具有比母相的硬度小的硬度的高阻层，包含氟化合物、氧氟化合物、混合了氮化物或碳化物的氟化合物。此外，在高温下成形的情况下，希望在成形温度下高阻层的硬度比母相的硬度小，根据硬度的温度依存性来选择高阻层和母相材料。