特開 2022-155356 材料の評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022155356

(43)【公開日】2022-10-13

(54)【発明の名称】材料の評価方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/2251 20180101AFI20221005BHJP

   H01F 1/057 20060101ALI20221005BHJP

【ＦＩ】

G01N23/2251

H01F1/057 110

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021058807

(22)【出願日】2021-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】細野 宇礼武

【テーマコード（参考）】

2G001

5E040

【Ｆターム（参考）】

2G001AA03

2G001BA08

2G001BA15

2G001EA01

2G001HA13

2G001LA02

5E040AA04

5E040CA01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】客観的に材料の微細構造を特定できる評価方法を提供する。
【解決手段】材料の断面の画像を得る工程と、得られた画像を複数の区画に分割する工程と、各区画に含まれる複数の画素の輝度を測定する工程と、各画素の輝度から各区画の輝度ヒストグラムを得る工程と、各区画の輝度ヒストグラムから各区画の微細構造を特定する工程と、を有する材料の評価方法である。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

材料の断面の画像を得る工程と、
得られた画像を複数の区画に分割する工程と、
各区画に含まれる複数の画素の輝度を測定する工程と、
各画素の輝度から各区画の輝度ヒストグラムを得る工程と、
前記各区画の輝度ヒストグラムから各区画の微細構造を特定する工程と、を有する材料の評価方法。

【請求項2】

前記材料が合金である請求項１に記載の材料の評価方法。

【請求項3】

前記合金がＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金であり、Ｒが希土類元素、Ｔが遷移金属元素、Ｂがホウ素である請求項２に記載の材料の評価方法。

【請求項4】

前記各区画の輝度ヒストグラムにおけるピーク位置およびピーク標準偏差から各区画の微細構造の種類を特定する請求項１～３のいずれかに記載の材料の評価方法。

【請求項5】

特定の前記微細構造を有する区画の合計面積割合を算出する工程をさらに有する請求項４に記載の材料の評価方法。

【請求項6】

最小輝度を０、最大輝度を２５５とする２５６階調で前記輝度ヒストグラムを作製する場合において、前記ピーク位置が１３０～２００であり前記ピーク標準偏差が２０～４０である区画の合計面積割合を算出する請求項５に記載の材料の評価方法。

【請求項7】

２種類以上の画像調製用の薄板を基材に埋め込んで電子顕微鏡の同一視野内に含める工程と、
前記視野について調整前輝度ヒストグラムを作成する工程と、
前記調整前輝度ヒストグラムにおける各薄板由来の輝度ピークの位置を所定の位置に調整し、かつ、各薄板由来の輝度ピーク位置の差を所定の大きさに調整する工程と、
を有する電子顕微鏡の調整方法を用いて調整された電子顕微鏡を用いて前記材料の断面の画像を得る請求項１～６のいずれかに記載の材料の評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、材料の評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、希土類含有合金の金属組織の評価方法に関する発明が記載されている。具体的には、希土類含有合金の断面の顕微鏡画像において特定の向きの直線を引き、当該直線と交わる主相の輝度およびＲリッチ相の輝度から主相とＲリッチ相とを判別することが記載されている。特許文献１の評価方法では、主相の輝度からＲリッチ相の輝度へ変化する回数を直線の長さで除した値がＲリッチ相間隔である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－０５８３２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、客観的に材料の微細構造を特定できる評価方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するために、本発明に係る材料の評価方法は、
材料の断面の画像を得る工程と、
得られた画像を複数の区画に分割する工程と、
各区画に含まれる複数の画素の輝度を測定する工程と、
各画素の輝度から各区画の輝度ヒストグラムを得る工程と、
前記各区画の輝度ヒストグラムから各区画の微細構造を特定する工程と、を有する。

【0006】

前記材料が合金であってもよい。

【0007】

前記合金がＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金であってもよく、Ｒが希土類元素、Ｔが遷移金属元素、Ｂがホウ素であってもよい。

【0008】

前記各区画の輝度ヒストグラムにおけるピーク位置およびピーク標準偏差から各区画の微細構造の種類を特定してもよい。

【0009】

特定の前記微細構造を有する区画の合計面積割合を算出する工程をさらに有してもよい。

【0010】

最小輝度を０、最大輝度を２５５とする２５６階調で前記輝度ヒストグラムを作製する場合において、前記ピーク位置が１３０～２００であり前記ピーク標準偏差が２０～４０である区画の合計面積割合を算出してもよい。

【0011】

２種類以上の画像調製用の薄板を基材に埋め込んで電子顕微鏡の同一視野内に含める工程と、
前記視野について調整前輝度ヒストグラムを作成する工程と、
前記調整前輝度ヒストグラムにおける各薄板由来の輝度ピークの位置を所定の位置に調整し、かつ、各薄板由来の輝度ピーク位置の差を所定の大きさに調整する工程と、
を有する電子顕微鏡の調整方法を用いて調整された電子顕微鏡を用いて前記材料の断面の画像を得てもよい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】通常組織の反射電子像である。

【図2】チル晶組織の反射電子像である。

【図3】微細点状Ｒリッチ相含有組織の反射電子像である。

【図4】微細点状Ｒリッチ相含有組織の反射電子像である。

【図5】点状Ｒリッチ相含有組織の反射電子像である。

【図6】微細線状Ｒリッチ相含有組織の反射電子像である。

【図7】微細線状Ｒリッチ相含有組織の反射電子像である。

【図8】大型点状Ｒリッチ相含有組織の反射電子像である。

【図9】評価用サンプルを区画で区切った反射電子像である。

【図10】図９の１区画における輝度ヒストグラムである。

【図11】組織による輝度ヒストグラムのピーク位置およびσの違いを表すグラフである。

【図12】鋳造装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

【0014】

本実施形態に係る材料の評価方法は、
材料の断面の画像を得る工程と、
得られた画像を複数の領域に分割する工程と、
各領域に含まれる複数の画素の輝度を測定する工程と、
各画素の輝度から各領域の輝度ヒストグラムを得る工程と、
前記各領域の輝度ヒストグラムの形状から各領域の微細構造を特定する工程を有する。

【0015】

本実施形態に係る材料の評価方法によれば、複数の種類の組織を有する材料について、各人の経験などによらない客観的な方法で材料のどの区画がどの種類の組織であるかを特定することができる。この方法は、組織の特定に必要な時間が短く自動化が容易である点で簡便である。さらに、この方法は、客観的な方法で特定するために測定者の違いによる誤差が生じない点で正確である。

【0016】

以下、材料の一種である合金の中でも特に本実施形態に係る評価方法を好適に適用できるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の場合について説明する。

【0017】

＜Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の組織＞
本実施形態に係る評価方法を適用するＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金は、Ｒ，ＴおよびＢを有し、Ｒが希土類元素、Ｔが遷移金属元素、Ｂがホウ素であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金である。

【0018】

一般的に、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型結晶構造を有する柱状晶である主相と、主相よりもＲの含有量が多いＲリッチ相と、を含む。

【0019】

Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の断面においては、図１の反射電子像に示すように、主相１１とＲリッチ相１３との間に明確な差異が確認でき、かつ、大部分のＲリッチ相１３の形状が線状である組織７（以下、通常組織７と呼ぶ）が大半を占める。通常組織７に含まれる主相１１の大部分が柱状晶である。通常組織７において、形状が線状であるＲリッチ相（以下、線状Ｒリッチ相と呼ぶ）の間隔は平均で２μｍ以上ある。また、通常組織７は合金の凝固の方向、言いかえれば合金の厚み方向に１次デンドライトが伸びた組織である。

【0020】

また、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金は、通常組織７に加えて、柱状晶ではない主相を含む組織を含む。柱状晶ではない主相を非柱状晶と呼び、非柱状晶を含む組織を非柱状晶組織と呼ぶ。また、非柱状晶組織は必ずしも合金の凝固の方向に１次デンドライトが伸びていない組織である。

【0021】

Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金に含まれる非柱状晶組織は、後述する組織１ａと組織１ｂとを区別する場合には６種類に分類される。以下、６種類の非柱状晶組織について図面（反射電子像）を用いて説明する。

【0022】

図２にはチル晶組織１が含まれ、チル晶組織１には組織１ａ、１ｂが含まれる。組織１ａは組織１ｂと比較して通常組織７からの差異が大きい。組織１ａは主相およびＲリッチ相に明確な差異が見られない。組織１ａは反射電子像における輝度が主相とＲリッチ相との中間程度である。さらに、組織１ａは反射電子像における濃淡の変動が滑らかである。

【0023】

組織１ｂは、組織１ａよりは通常組織７に近い組織である。しかし、組織１ｂは主相およびＲリッチ相に明確な差異が見られない。組織１ｂは反射電子像における輝度が主相とＲリッチ相との中間程度である。さらに、組織１ｂは反射電子像における濃淡の変動が滑らかである。また、組織１ａとは異なり、組織１ｂには、一部、線状Ｒリッチ相が含まれる。

【0024】

以下の記載では、単にチル晶組織と記載する場合には組織１ａと組織１ｂとを区別しない。

【0025】

図３、図４には微細点状Ｒリッチ相含有組織３（以下、組織３と記載することがある）が含まれる。なお、図３と図４とでは異なる合金片を観察している。組織３は、主相およびＲリッチ相に明確な差異が見られる。しかし、組織３は図１に示す通常組織７と比較して、Ｒリッチ相が点状に凝集し、かつ、過度に密集している。さらに、後述する点状Ｒリッチ相含有組織４と比較して、点状Ｒリッチ相が微細である。

【0026】

例えば、組織３に含まれる点状Ｒリッチ相の寸法が円相当径で０．３～１．５μｍであってもよく、点状Ｒリッチ相の単位面積中の個数が０．２５個／μｍ^２以上であってもよい。

【0027】

さらに、組織３は、局所的に点状Ｒリッチ相の円相当径および密集状態が微妙に異なる箇所ごとに切り分けることができる。図４には実際に切り分けた状態が点線で示されている。切り分けられた多角形の領域は長径が１０μｍ以上１２０μｍ以下、短径が５μｍ以上８０μｍ以下であってもよい。なお、長径は多角形の両側から接する２本の平行線間の距離の中での最長距離を指し、短径は多角形の両側から接する２本の平行線間の距離の中での最短距離を指す。

【0028】

図５には、点状Ｒリッチ相含有組織４（以下、組織４と記載することがある）が含まれる。組織４は、組織３と比較して、点状Ｒリッチ相自体が大きい。さらに、点状Ｒリッチ相が凝集した部分において、主相よりも暗い相が存在している。

【0029】

図６、図７には微細線状Ｒリッチ相含有組織５（以下、組織５と記載することがある）が含まれる。なお、図６と図７とでは異なる合金片を観察している。組織５は、主相およびＲリッチ相に明確な差異が見られる。しかし、組織５は図１に示す通常組織７と比較して、線状Ｒリッチ相が細く、かつ、過度に密集している。

【0030】

例えば、組織５に含まれる線状Ｒリッチ相の長さが４～１２５μｍ、幅が０．３～１０μｍ、線状Ｒリッチ相の間隔が１．０～１．８μｍであってもよい。

【0031】

さらに、組織５は、局所的に線状Ｒリッチ相の長さ、幅および密集状態が微妙に異なる箇所ごとに切り分けることができる。図７には実際に切り分けた状態が点線で示されている。切り分けられた多角形の領域は長径が３０μｍ以上２００μｍ以下、短径が５μｍ以上１５０μｍ以下であってもよい。

【0032】

図８には大型点状Ｒリッチ相含有組織６（以下、組織６と記載することがある）が含まれる。組織６では、Ｒリッチ相が大きめに凝集している。そして、凝集したＲリッチ相の周囲にある主相の輝度が若干、高くなる。また、大きめに凝集したＲリッチ相同士の間に線状Ｒリッチ相が挟まることがある。

【0033】

本実施形態に係る評価方法では、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の断面における非柱状晶組織の面積比率を目視以外の方法、すなわち、人手によらない方法で評価することができる。

【0034】

＜非柱状晶組織の面積比率の評価方法＞
本実施形態に係る評価方法では、材料の微細構造を評価するにあたって、反射電子像の輝度解析を用いる。以下、特にＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の断面における非柱状晶組織の面積比率を評価する場合における輝度解析の方法について説明するが、材料の種類により各種条件を適宜変更させてもよい。

【0035】

まず、輝度解析の準備として、電子顕微鏡の明るさおよびコントラストを調整する。

【0036】

最初に、標準サンプルに用いる材料としてＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金板を準備する。Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金板をそのまま用いてもよく、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金板に対して熱処理を行った熱処理板を用いてもよい。熱処理を行うことで、主相１１のみを電子顕微鏡の視野に入るようにする工程が容易になる。その結果、電子顕微鏡の明るさおよびコントラストの調整も容易になる。熱処理を行う場合に熱処理時間および温度には特に制限はない。例えば８００～１０００℃で３０～１２０分、熱処理を行う。

【0037】

次に、画像調整用の金属薄板、すなわち、明るさおよびコントラストを調整するための金属薄板を複数枚、準備する。例えば、Ｎｉ薄板、Ｃｕ薄板およびＺｎ薄板を準備する。そして、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金板、Ｎｉ薄板、Ｃｕ薄板およびＺｎ薄板を基材に埋め込む。基材としては、例えば電子顕微鏡観察用の埋込樹脂が挙げられる。この際に、各板の厚さ方向に平行な断面が並ぶように配置し、標準サンプルを作製する。この際のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金板以外の薄板の種類には特に制限はなく、薄板が少なくとも２種類あればよい。後述する各金属の輝度ピーク位置および各金属の輝度ピーク位置の差を薄板の種類により適宜設定すればよい。以下の記載では、Ｎｉ薄板、Ｃｕ薄板およびＺｎ薄板を用いる場合について説明する。

【0038】

次に、標準サンプルの断面を鏡面研磨し、金蒸着を行う。断面を鏡面研磨し、金蒸着を行うことで明るさおよびコントラストを好適に調整することができる。

【0039】

次に、標準サンプルを電子顕微鏡にセットする。撮像モードは反射電子像とする。画素数には特に制限はなく観察する材料により異なる。例えば１２８０×９６０ｐｉｘｅｌとする。倍率には特に制限はないが、Ｎｉ薄板、Ｃｕ薄板およびＺｎ薄板が同一視野に入る倍率とする。

【0040】

次に、Ｎｉ薄板、Ｃｕ薄板およびＺｎ薄板がこの順番で同一視野に含まれるように視野を移動させる。

【0041】

次に、前記視野について最小輝度を０、最大輝度を２５５とする２５６階調で調整前輝度ヒストグラムを作成する。その後、材料の種類および金属薄板の種類により、各金属薄板由来の輝度ピークの位置を所定の位置に調整する。そして、各金属薄板由来の輝度ピークの位置の差を所定の大きさに制御する。本実施形態では、Ｃｕ薄板由来の輝度ピークの位置が１５０程度（１４５～１５５）となるように明るさを調整する。さらに、Ｎｉ薄板由来の輝度ピークの位置とＣｕ薄板由来の輝度ピークの位置との差が５５程度（４５～６５）、Ｃｕ薄板由来の輝度ピークの位置とＺｎ薄板由来の輝度ピークの位置との差が４５程度（３５～５５）となるようにコントラストを調整する。コントラストを調整する際に、Ｃｕ薄板由来の輝度ピークの位置が１５０程度である状態を維持するため、必要に応じて補助的に明るさを調整する。

【0042】

次に、コントラストを維持したまま電子顕微鏡の視野をＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金板が入る位置に移動させる。材料の種類および金属薄板の種類により、明るさを適切に制御する。本実施形態では、倍率を上げて白い相（Ｒリッチ相１３）が視野に入らず主相１１のみが視野に入るようにする。倍率は最大で１００００倍程度としてもよい。さらに、輝度ヒストグラムのピークの位置が１１０程度（１０５～１１５）となるように明るさを調整する。最後に、標準サンプルを電子顕微鏡から回収する。

【0043】

次に、輝度解析の方法について説明する。

【0044】

まず、輝度解析を行う材料を準備する。以下、材料がＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金である場合について説明する。次に、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の断面が観察できるように加工し、評価用サンプルを作製する。評価用サンプルを複数個作製して得られた結果を平均してもよい。

【0045】

次に、撮像モードは反射電子像とし、観察範囲を設定する。材料の種類および評価する微細構造により測定条件は異なるが、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の上記の微細構造について評価する場合には、倍率３５０倍、画素数１２８０×９６０ｐｉｘｅｌとして、観察範囲を設定する。なお、上記の倍率および画素数であると観察範囲は３６０μｍ×２７０μｍとなる。

【0046】

次に、上記の観察範囲に含まれる評価用サンプルである部分を一定間隔の区画で分割する。１区画の寸法には特に制限はなく材料の種類および評価する微細構造により変化する。Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の上記の微細構造について評価する場合には、４０ｐｉｘｅｌ以上６０ｐｉｘｅｌ以下とすることが好ましく、５０ｐｉｘｅｌとすることが特に好ましい。実際に評価用サンプルの断面を観察して１区画の寸法を５０ｐｉｘｅｌとして区切った画像が図９である。Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の厚さ方向に平行な断面を観察しており、図９の画像の大きさは、図９全体で横が１２８０ｐｉｘｅｌ（＝３６０μｍ）、縦が９６０ｐｉｘｅｌ（＝２７０μｍ）である。

【0047】

次に、各区画について輝度ヒストグラムを作製する。例えば、図９のうち、上から７番目、左から３番目の区画について輝度ヒストグラムを作製した結果が図１０である。そして、輝度ヒストグラムの形状から各区画の微細構造を特定する。

【0048】

Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の上記の微細構造について評価する場合には、各区画が通常組織であるか、非柱状晶組織であるかについて、輝度ヒストグラムの形状から特定する。具体的には、各区画について輝度ヒストグラムのピーク位置および標準偏差（σ）を取得し、取得したピーク位置およびσから特定する。以下、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の場合の具体例を述べる。

【0049】

本発明者らは、多数のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金について断面を観察した。そして、上記の方法で得られた断面の反射電子像を目視にて観察し、通常組織および６種類の非柱状晶組織に分類した。そして、各組織について輝度ヒストグラムを作成する場合におけるピークの位置およびσの傾向を観察した。

【0050】

その結果、非柱状晶組織である区画の輝度ヒストグラムは、ほとんどはピークの位置が１３０以上２００以下であり、かつ、σが２０以上４０以下であった。これに対し、通常組織７である区画の輝度ヒストグラムは、ほとんどはσが４０を上回った。

【0051】

図１１は通常組織に該当する区画および６種類の非柱状晶組織に該当する区画の平均ピーク位置および平均σを図示したものである。組織１ａ、組織１ｂ、組織３～組織６のいずれかに該当する区画のほとんどはピークの位置が１３０以上２００以下であり、かつ、σが２０以上４０以下であった。

【0052】

以上より、輝度ヒストグラムのピークの位置が１３０以上２００以下であり、かつ、σが２０以上４０以下である区画を非柱状晶組織であるとみなすことができる。そして、全ての区画に対する輝度ヒストグラムのピークの位置およびσが上記の範囲内である区画の個数割合を非柱状晶組織の面積比率であるとみなすことができる。

【0053】

そして、上記の方法で特定した非柱状晶組織の面積比率が１．０％以上３０．０％以下であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を用いて作製したＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は磁気特性が良好であることが判明した。特に、１．０％以上である場合に高温でのＨｃＪが高くなりやすいことが判明した。また、３０％以下である場合に室温でのＨｋ／ＨｃＪが高くなりやすいことが判明した。非柱状晶組織の面積比率が４．０％以上３０．０％以下であることが好ましいことが判明した。

【0054】

さらに、輝度ヒストグラムのピークの位置が１３０以上２００以下であり、かつ、σが３０以上４０以下である区画を前記非柱状晶組織における前記チル晶組織以外の組織であるとみなすことができる。そして、前記非柱状晶組織における前記チル晶組織以外の組織の面積比率が５０％以上であってもよく、８５％以上９５％以下であることが好ましく、８７％以上９１％以下であることがさらに好ましいことが判明した。

【0055】

なお、輝度ヒストグラムを作製するための各区画について、１区画の寸法が大きすぎる場合には、同一区画内に２種以上の異なる組織が含まれる場合が多くなる。１区画の寸法が小さすぎる場合には、各区画に含まれる画素数が減少するために各区画について作成する輝度ヒストグラムの精度が低下する。その結果、輝度ヒストグラムのピーク位置およびσが不明瞭になる。すなわち、１区画の寸法には、材料の種類などに応じて適切な範囲がある。

【0056】

＜Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の組成＞
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の組成には特に制限はない。Ｒは、希土類元素の少なくとも１種を表す。希土類元素とは、長周期型周期表の第３族に属するＳｃとＹとランタノイド元素とのことをいう。ランタノイド元素には、例えば、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等が含まれる。希土類元素は、軽希土類元素および重希土類元素に分類され、重希土類元素とは、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕをいい、軽希土類元素は重希土類元素以外の希土類元素である。本実施形態においては、製造コストおよび磁気特性を好適に制御する観点から、ＲとしてＮｄおよび／またはＰｒを含んでもよい。また、特にＨｃＪを向上させる観点から軽希土類元素と重希土類元素との両方を含んでもよい。重希土類元素の含有量には特に制限はなく、重希土類元素を含まなくてもよい。重希土類元素の含有量は例えば５質量％以下（０質量％を含む）である。

【0057】

Ｒの含有量は、２９．０質量％以上３３．５質量％以下であってもよい。Ｒの含有量が小さい場合には、得られるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石のＨｃＪが低下しやすくなる。Ｒの含有量が大きい場合には、Ｂｒが低下しやすくなる。

【0058】

Ｂの含有量は０．７０質量％以上であってもよく０．８０質量％以上であってもよい。Ｂの含有量の上限は１．０質量％未満であってもよく、０．９６質量％未満であってもよく、０．９０質量％以下であってもよい。Ｂの含有量が化学量論比よりも小さい場合、具体的には１．０質量％未満である場合には、非柱状晶組織の面積比率を１．０～３０．０％としやすくなる。また、Ｂの含有量が小さい場合には、Ｈｋ／ＨｃＪが低下しやすくなる。さらに、高温で焼結する場合に異常粒成長が生じやすくなる。また、低温で焼結する場合にはＨｋ／ＨｃＪが高くなりにくくなる。Ｂの含有量が大きい場合には、異常粒成長が生じやすくなる。そして、Ｂｒが低下しやすくなる。

【0059】

Ｔは遷移金属元素である。Ｆｅ単独またはＦｅおよびＣｏであってもよい。Ｃｏの含有量は０質量％以上２．０質量％以下であってもよい。Ｃｏの含有量が小さいほど、高温で焼結する場合に異常粒成長が生じやすくなる。また、低温で焼結する場合にはＨｋ／ＨｃＪが高くなりにくくなる。Ｃｏの含有量が大きい場合には、ＢｒおよびＨｃＪが低下する。また、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金が高価となる傾向がある。

【0060】

Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金はＭを含んでもよい。ＭはＣｕ，Ｇａ，ＺｒおよびＡｌから選択される１種以上である。Ｍの合計含有量には特に制限はない。０．１質量％以上２．０質量％以下であってもよい。

【0061】

Ｃｕの含有量には特に制限はない。例えば０．０５質量％以上０．５０質量％以下であってもよい。Ｃｕを０．０５質量％以上含むことにより高温で焼結する場合に異常粒成長が生じにくくなる。また、低温で焼結する場合でもＨｋ／ＨｃＪが十分に高くなりやすくなる。Ｃｕを０．５０質量％以下、含むことにより、Ｂｒが向上しやすくなる。

【0062】

Ｇａの含有量には特に制限はない。例えば０質量％以上１．０質量％以下であってもよい。Ｇａを含むことにより高温で焼結する場合に異常粒成長が生じにくくなる。さらに、低温で焼結する場合でもＨｋ／ＨｃＪが十分に高くなりやすくなる。さらに、ＨｃＪも向上しやすくなる。Ｇａを１．０質量％以下含むことによりＢｒが向上しやすくなる。

【0063】

Ａｌの含有量には特に制限はない。例えば０．０５質量％以上１．００質量％以下であってもよい。Ａｌを０．０５質量％以上含むことによりＨｃＪが向上しやすくなる。また、高温で焼結する場合でも異常粒成長が生じにくくなる。さらに低温で焼結する場合でもＨｋ／ＨｃＪが十分に高くなりやすくなる。Ａｌを１．００質量％以下含むことによりＢｒが向上しやすくなる。

【0064】

Ｚｒの含有量には特に制限はない。例えば０．０５質量％以上１．００質量％以下であってもよい。Ｚｒを０．０５質量％以上含むことにより、低温で焼結する場合でもＨｋ／ＨｃＪが十分に高くなりやすくなる。また、高温で焼結する場合でも異常粒成長が生じにくくなる。Ｚｒを１．００質量％以下含むことによりＢｒが向上しやすくなる。

【0065】

Ｆｅの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の構成要素における実質的な残部である。Ｆｅの含有量が実質的な残部であるとは、Ｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｂ、Ｍ以外の元素の合計含有量が１．０質量％以下である場合を指す。

【0066】

上記のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を用いて作製されるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、任意の形状に加工されて使用される。Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の形状は特に限定されるものではなく、例えば、直方体、六面体、平板状、四角柱などの柱状、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の断面形状がＣ型の円筒状等の任意の形状とすることができる。

【0067】

また、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石には、当該磁石を加工して着磁した磁石製品と、当該磁石を着磁していない磁石製品との両方が含まれる。

【0068】

＜Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の製造方法＞
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を製造する方法の一例として、図１２に示す鋳造装置を用いるストリップキャスト法により製造する方法を説明する。

【0069】

図１２に示す鋳造装置は、冷却ロール２１、タンディッシュ２３を有する。また、図１２には図示していないが、鋳造装置は耐火物るつぼおよび捕集コンテナなど、鋳造装置の部品として周知の部品を有していてもよい。耐火物るつぼの種類には特に制限はない。例えばアルミナるつぼ、ムライトるつぼ、ジルコニアるつぼなどが挙げられる。冷却ロール２１の材質には特に制限はない。例えば、銅、銅合金、銅の表面にメッキまたは溶射を行ったもの、銅合金の表面にメッキまたは溶射を行ったものなどが挙げられる。

【0070】

まず、目的とするＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の合金組成となるように原料金属を秤量し、混合して原料混合物を得る。

【0071】

次に、得られた原料混合物を耐火物るつぼに装填し、装填された原料混合物を溶融させて合金溶湯を得る。原料混合物を溶融させる方法には特に制限はない。例えば、原料混合物を装填した耐火物るつぼを高周波真空誘導炉内に設置して加熱する方法が挙げられる。

【0072】

そして、図１２に示す鋳造装置を用いるストリップキャスト法により、得られた合金溶湯を鋳造して鋳造合金薄帯（Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金）を得る。具体的には、タンディッシュ２３を介して、内部が水冷された冷却ロール２１に合金溶湯２５を供給する。冷却ロール２１上に供給された合金溶湯２５は冷却されてタンディッシュ２３の反対側で冷却ロール２１から離脱し、鋳造合金薄帯として回収される。

【0073】

鋳造合金薄帯のうち、冷却ロール２１に接する面がロール面、ロール面の反対側の面が自由面である。ロール面は自由面と比較して冷却ロール２１により急激に冷却される。ここで、非柱状晶組織は通常組織よりも冷却速度が速い場合に生成しやすい。非柱状晶組織の中でもチル晶組織は冷却速度が特に速い場合に生成しやすい。したがって、ロール面は自由面と比較してチル晶組織が生成しやすく非柱状晶組織が生成しやすい。なお、図１～図９は全て左側にロール面がある。

【0074】

非柱状晶組織（チル晶組織）の面積割合は、主に合金溶湯２５の温度（鋳造温度）、合金溶湯２５の組成、冷却ロール２１のロール面粗さＲｚ、ロール面粗さＲｚに影響を及ぼす凹凸の形状、溶湯ヘッド圧２７、冷却ロール２１のロール周速度、および冷却ロール２１への合金溶湯２５の供給速度（合金溶湯２５と冷却ロール２１との単位接触幅あたりの供給速度）により変化する。合金溶湯２５の温度は例えば１３００～１６００℃である。冷却ロール２１のロール面粗さＲｚは例えば１０～５０μｍである。冷却ロール２１のロール周速度は例えば０．５～２．５ｍ／ｓである。冷却ロール２１への合金溶湯２５の供給速度は例えば０．５～２．５ｋｇ／（ｍｉｎ・ｃｍ）である。

【0075】

以下、溶湯ヘッド圧２７について説明する。溶湯ヘッド圧２７とは、冷却ロール２１に接触する合金溶湯２５の深さのことである。溶湯ヘッド圧２７が大きいほど、合金溶湯２５が自重により冷却ロール２１に押し付けられる圧力が強くなる。そのため、溶湯ヘッド圧２７が大きいほど、合金溶湯２５と冷却ロール２１とが強く密着し、合金溶湯２５から冷却ロール２１への熱伝達率が高くなる。同時に、冷却ロール２１と接触する合金溶湯２５の長さも変化する。したがって、他の条件が同一であれば、溶湯ヘッド圧２７が高い方が、鋳造合金薄帯が厚くなる。実際には他の鋳造条件とあわせて溶湯ヘッド圧２７を適宜選択する。

【0076】

上記の通り、冷却速度が速いほど非柱状晶組織（チル晶組織）が生成しやすくなる。したがって、溶湯ヘッド圧２７が大きいほど非柱状晶組織（チル晶組織）の面積割合が大きくなる傾向にある。

【0077】

溶湯ヘッド圧２７を大きくする方法としては、タンディッシュ２３内における合金溶湯２５の量を増やす方法が挙げられる。タンディッシュ２３内における合金溶湯２５の量を増やす方法としては、タンディッシュ２３への合金溶湯２５の供給速度を速くする方法が挙げられる。タンディッシュ２３への合金溶湯２５の供給速度が速くなれば鋳造合金薄帯が厚くなる。鋳造合金薄帯の厚さを変化させずに溶湯ヘッド圧２７を大きくする方法としては、冷却ロール２１の周速度を速くする方法が挙げられる。

【0078】

すなわち、同じ厚さの鋳造合金薄帯を作製する場合には、合金溶湯２５の供給速度が速く、冷却ロール２１の周速度が速い場合には溶湯ヘッド圧２７が大きくなり、合金溶湯２５の供給速度が遅く、冷却ロール２１の周速度が遅い場合には溶湯ヘッド圧２７が小さくなる。

【0079】

上記の方法で製造したＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を用いてＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を製造する方法には特に制限はない。

【0080】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。各種測定条件を変化させることで、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金以外の合金の微細構造や合金以外の材料の微細構造を特定することにも用いることができる。

【0081】

＜Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の製造方法＞
上記の方法で製造したＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を用いてＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を製造する方法には特に制限はない。例えば、以下の工程を有する方法が挙げられる。
（ａ）Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を粉砕する粉砕工程
（ｂ）得られた合金粉末を成形する成形工程
（ｃ）成形体を焼結し、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を得る焼結工程
（ｄ）Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を時効処理する時効処理工程
（ｅ）Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を冷却する冷却工程
（ｆ）Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を加工する加工工程
（ｇ）Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の粒界に重希土類元素を拡散させる粒界拡散工程
（ｈ）Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石に表面処理する表面処理工程

【0082】

［粉砕工程］
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を粉砕する（粉砕工程）。粉砕工程は、粒径が数百μｍ～数ｍｍ程度になるまで粉砕する粗粉砕工程と、粒径が数μｍ程度になるまで微粉砕する微粉砕工程とがある。

【0083】

（粗粉砕工程）
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を粒径が数百μｍ～数ｍｍ程度になるまで粗粉砕する（粗粉砕工程）。これにより、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の粗粉砕粉末を得る。粗粉砕は、例えばＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金に水素を吸蔵させた後、異なる相間の水素吸蔵量の相違に基づいて水素を放出させ、脱水素を行なうことで自己崩壊的な粉砕を生じさせる（水素吸蔵粉砕）ことによって行うことができる。

【0084】

なお、粗粉砕工程は、上記のように水素吸蔵粉砕を用いる以外に、不活性ガス雰囲気中にて、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等の粗粉砕機を用いて行うようにしてもよい。

【0085】

また、酸素濃度は、各製造工程における雰囲気の制御等により調節される。高い磁気特性を得る観点からは、最終的に得られるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の酸素量を低くしてもよい。このためには、粉砕工程から後述する焼結工程までの各工程の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下としてもよい。

【0086】

（微粉砕工程）
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を粗粉砕した後、得られたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の粗粉砕粉末を平均粒子径が数μｍ程度になるまで微粉砕する（微粉砕工程）。これにより、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の微粉砕粉末を得る。粗粉砕した粉末を更に微粉砕することで、例えば１μｍ以上１０μｍ以下、または３μｍ以上５μｍ以下の粒子を有する微粉砕粉末を得ることができる。

【0087】

微粉砕は、粉砕時間等の条件を適宜調整しながら、ジェットミル、ボールミル、振動ミル、湿式アトライター等の微粉砕機を用いて粗粉砕した粉末の更なる粉砕を行なうことで実施される。ジェットミルは、高圧の不活性ガス（たとえば、Ｎ_２ガス）を狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、この高速のガス流により原料合金の粗粉砕粉末を加速して原料合金の粗粉砕粉末同士の衝突やターゲットまたは容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法である。

【0088】

原料合金の粗粉砕粉末を微粉砕する際、ステアリン酸亜鉛、尿素、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等の粉砕助剤を添加することにより、成形時に配向性の高い微粉砕粉末を得ることができる。

【0089】

［成形工程］
微粉砕粉末を目的の形状に成形する（成形工程）。成形工程では、微粉砕粉末を、電磁石に抱かれた金型内に充填して加圧することによって、微粉砕粉末を任意の形状に成形する。このとき、磁場を印加しながら行い、磁場印加によって微粉砕粉末に所定の配向を生じさせ、結晶軸を配向させた状態で磁場中成形する。これにより成形体が得られる。得られる成形体は、特定方向に配向するので、より磁性の強い異方性を有するＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石が得られる。

【0090】

成形時の加圧は、３０ＭＰａ～３００ＭＰａで行ってもよい。印加する磁場は、９５０ｋＡ／ｍ～１６００ｋＡ／ｍであってもよい。印加する磁場は静磁場に限定されず、パルス状磁場とすることもできる。また、静磁場とパルス状磁場とを併用することもできる。

【0091】

なお、成形方法としては、上記のように微粉砕粉末をそのまま成形する乾式成形のほか、微粉砕粉末を油等の溶媒に分散させたスラリーを成形する湿式成形を適用することもできる。

【0092】

微粉砕粉末を成形して得られる成形体の形状は特に限定されるものではなく、例えば直方体、平板状、柱状、リング状等、所望とするＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の形状に応じて任意の形状とすることができる。

【0093】

［焼結工程］
磁場中で成形し、目的の形状に成形して得られた成形体を真空または不活性ガス雰囲気中で焼結し、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を得る（焼結工程）。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要がある。成形体に対して、例えば、真空中または不活性ガスの存在下、１０００℃以上１２００℃以下で１時間以上４８時間以下、加熱することにより焼結する。これにより、微粉砕粉末が液相焼結を生じ、主相粒子の体積比率が向上したＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石（Ｒ－Ｔ－Ｂ系磁石の焼結体）が得られる。成形体を焼結して焼結体を得た後は、生産効率を向上させる観点から焼結体を急冷してもよい。

【0094】

［時効処理工程］
成形体を焼結した後、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を時効処理する（時効処理工程）。焼結後、得られたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を焼結時よりも低い温度で保持することなどによって、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石に時効処理を施す。時効処理は、例えば、７００℃以上１０００℃以下の温度で１０分から６時間、更に５００℃から７００℃の温度で１０分から６時間加熱する２段階加熱や、６００℃付近の温度で１０分から６時間加熱する１段階加熱等、時効処理を施す回数に応じて適宜処理条件を調整する。このような時効処理によって、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の磁気特性を向上させることができる。また、時効処理工程は後述する加工工程の後に行ってもよい。

【0095】

［冷却工程］
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石に時効処理を施した後、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石はＡｒガス雰囲気中で急冷を行う（冷却工程）。これにより、上記のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を得ることができる。冷却速度は、特に限定されるものではなく、３０℃／ｍｉｎ以上としてもよい。

【0096】

［加工工程］
得られたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、必要に応じて所望の形状に加工してもよい（加工工程）。加工方法は、例えば切断、研削などの形状加工や、バレル研磨などの面取り加工などが挙げられる。

【0097】

［粒界拡散工程］
加工されたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の粒界に対して、さらに重希土類元素を拡散させてもよい（粒界拡散工程）。粒界拡散の方法には特に制限はない。例えば、塗布または蒸着等により重希土類元素を含む化合物をＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の表面に付着させた後に熱処理を行うことで実施してもよい。また、重希土類元素の蒸気を含む雰囲気中でＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石に対して熱処理を行うことで実施してもよい。粒界拡散により、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石のＨｃＪをさらに向上させることができる。

【0098】

［表面処理工程］
以上の工程により得られたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、めっきや樹脂被膜や酸化処理、化成処理などの表面処理を施してもよい（表面処理工程）。

【0099】

なお、本実施形態では、加工工程、粒界拡散工程、表面処理工程を行っているが、これらの工程は必ずしも行う必要はない。

【0100】

以上のようにして得られるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、良好な磁気特性を有するとともに、焼結温度幅が広い。その結果、上記のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、安定して生産が可能な磁石となる。

【0101】

このようにして得られる上記のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、例えば、ロータ表面に磁石を取り付けた表面磁石型（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ：ＳＰＭ）回転機、インナーロータ型のブラシレスモータのような内部磁石埋込型（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ：ＩＰＭ）回転機、ＰＲＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ）などの磁石として好適に用いられる。具体的には、上記のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、ハードディスクドライブのハードディスク回転駆動用スピンドルモータやボイスコイルモータ、電気自動車やハイブリッドカー用モータ、自動車の電動パワーステアリング用モータ、工作機械のサーボモータ、携帯電話のバイブレータ用モータ、プリンタ用モータ、発電機用モータ等の用途として好適に用いられる。

【実施例0102】

以下、実施例により発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0103】

（Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の作製）
Ｎｄメタル（純度９９質量％以上）、ＮｄとＰｒとの合金（ジジム、純度９９質量％以上）、Ｔｂメタル（純度９９質量％以上）と、フェロボロン（Ｆｅ含有量８０質量％、Ｂ含有量２０質量％）、Ｆｅメタル（純度９９質量％以上）、Ｃｏメタル（純度９９質量％以上）、Ｚｒメタル（純度９９質量％以上）、Ｃｕメタル（純度９９質量％）、Ａｌメタル（純度９９質量％以上）、Ｇａメタル（純度９９質量％以上）を、下記の表１に示す合金組成になるように秤量し、混合して原料混合物を得た。表１における「Ｔ．ＲＥ」は希土類元素（Ｎｄ、Ｐｒ、ＤｙおよびＴｂ）の合計含有量（質量％）、「Ｔ．ＲＬ」は軽希土類元素（ＮｄおよびＰｒ）の合計含有量（質量％）である。「ｂａｌ．」は残部である。Ｆｅの含有量を「ｂａｌ．」と記載するのは、Ｆｅの含有量が表１に記載した元素以外の元素を含むＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金全体を１００質量％とした場合の残部であることを示すためである。

【0104】

得られた原料混合物をアルミナるつぼに装填した。原料混合物を装填したアルミナるつぼを高周波真空誘導炉内に設置した後に高周波真空誘導炉内をＡｒで置換した。そして、高周波真空誘導炉内を加熱することでアルミナるつぼに装填された原料混合物を溶融させて合金溶湯を得た。図１２に示す鋳造装置を用いるストリップキャスト法により、得られた合金溶湯を鋳造して鋳造合金薄帯（Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金）を得た。鋳造はＡｒ雰囲気中で行った。

【0105】

合金溶湯の温度、冷却ロールのロール面粗さＲｚ、および溶湯ヘッド圧は表２に記載されたＲ－Ｔ－Ｂ系希永久磁石用合金が得られるように適宜選択した。具体的には、合金溶湯の温度（鋳造温度）が１３００～１６００℃、冷却ロールのロール面粗さＲｚが５～５０μｍ、溶湯ヘッド圧が５～２５ｍｍの範囲内で適宜、選択した。また、冷却ロールの材質は銅合金とした。冷却ロールのロール周速度、および冷却ロールへの溶湯の供給速度（溶湯と冷却ロールの単位接触幅あたりの供給速度）は下記の表２に示す値となるように調整した。

【0106】

（電子顕微鏡の調整）
得られたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の断面を電子顕微鏡（日本電子製）で観察して輝度解析により非柱状晶組織の面積比率を算出するための準備として、電子顕微鏡の明るさおよびコントラストを調整した。

【0107】

まず、得られたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金に対して、１０００℃で１２０分、熱処理を行い、標準サンプルに組み込むための熱処理板を２枚得た。

【0108】

次に、０．１ｍｍ厚のＮｉ薄板、０．１ｍｍ厚のＣｕ薄板および０．１ｍｍ厚のＺｎ薄板を準備した。次に、熱処理板、Ｎｉ薄板、Ｃｕ薄板およびＺｎ薄板を電子顕微鏡観察用の埋込樹脂に埋め込んだ。この際に、熱処理板、Ｎｉ薄板、Ｃｕ薄板、Ｚｎ薄板、熱処理板の順に各板の厚さ方向に平行な断面が並ぶように配置して標準サンプルを作製した。

【0109】

次に、標準サンプルの断面を鏡面研磨し、金蒸着を行った。

【0110】

次に、標準サンプルを電子顕微鏡にセットした。撮像モードは反射電子像とし、倍率１５０倍、画素数１２８０×９６０ｐｉｘｅｌとした。

【0111】

次に、Ｎｉ薄板、Ｃｕ薄板およびＺｎ薄板がこの順番で同一視野に入るように視野を調整した。

【0112】

次に、最小輝度を０、最大輝度を２５５とする２５６階調で調整前輝度ヒストグラムを作製し、Ｃｕの輝度ピークの位置が１５０程度（１４５～１５５）となるように明るさを調整した。さらに、Ｎｉの輝度ピークの位置とＣｕの輝度ピークの位置との差が５５程度（４５～６５）、Ｃｕの輝度ピークの位置とＺｎの輝度ピークの位置との差が４５程度（３５～５５）となるようにコントラストを調整した。コントラストを調整する際に、Ｃｕの輝度ピークの位置が１５０程度である状態を維持するため、必要に応じて補助的に明るさを調整した。

【0113】

次に、コントラストを維持したまま視野を熱処理品が入る位置に移動させた。そして、倍率を上げて白い相（Ｒリッチ相１３）が視野に入らず主相１１のみが視野に入るようにした。倍率は最大で１００００倍程度とした。さらに、輝度ヒストグラムのピークの位置が１１０程度（１０５～１１５）となるように明るさを調整した。最後に、標準サンプルを電子顕微鏡から回収した。

【0114】

（Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の評価）
上記の方法で明るさおよびコントラストを調整した電子顕微鏡を用いてＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の微細構造を評価した。

【0115】

まず、評価用サンプルを採取した。具体的には、１製造ロット分のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金が上記のストリップキャスト法により供給される工程にて、一定時間間隔で供給されるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金から合金片をサンプリングした。Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金から無作為に３０枚の合金片を採取して各合金片を評価用サンプルとした。

【0116】

次に、採取した評価用サンプルの厚さを測定した。

【0117】

そして、３０枚の評価用サンプルのうち、厚さが２、３、４番目に厚いサンプルを厚めサンプル、１４、１５、１６番目に厚いサンプルを平均付近サンプル、２７、２８、２９番目に厚いサンプルを薄めサンプルとして選別した。

【0118】

次に、選別した９枚の評価用サンプルを瞬間接着剤で貼り付け、厚さ方向に平行な断面が観察できるように加工した。なお、評価用サンプルを張り付ける際には、どの評価用サンプルが厚めサンプル、平均付近サンプルまたは薄めサンプルであるかがわかるように配列させた。

【0119】

次に、瞬間接着剤で張り付けた９枚の評価用サンプルが１個の埋込樹脂サンプルとなるようにまとめて樹脂埋込した。そして、厚さ方向に平行な断面を鏡面加工して観察面とした。

【0120】

次に、撮像モードは反射電子像とし、倍率３５０倍、画素数１２８０×９６０ｐｉｘｅｌとして、観察範囲を設定した。観察範囲としては、各評価用サンプルの観察面のうち、平均的な状態である部分を選択した。次に、観察範囲における非柱状晶組織の面積比率を解析により算出した。

【0121】

以下、具体的な解析手順について説明する。まず、上記の観察範囲を一定間隔の区画で区切った。１区画の寸法は５０ｐｉｘｅｌとした。

【0122】

次に、各区画について輝度ヒストグラムを作製した。そして、各区画について輝度ヒストグラムのピーク位置およびσを取得した。

【0123】

次に、各区画が非柱状晶組織であるか否かについて判定した。具体的には、輝度ヒストグラムのピーク位置が１３０以上２００以下であり、かつ、σが２０以上４０以下である区画を非柱状晶組織であるとした。輝度ヒストグラムのピーク位置またはσが上記の範囲外である区画を非柱状晶組織ではないとした。観察範囲に含まれる全ての区画について非柱状晶組織であるか否かを判定し、観察範囲に含まれる非柱状晶組織である区画の数を全ての区画の数で割ることにより各評価用サンプルの断面における非柱状晶組織の面積比率とした。

【0124】

そして、各評価用サンプルの断面における非柱状晶組織の面積比率を平均して１製造ロット分のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金の断面における非柱状晶組織の面積比率を算出した。結果を表２に示す。

【0125】

（Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の作製）
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金に対して室温で水素を吸蔵させた後、真空中で６００℃、１時間の脱水素を行う水素粉砕処理（粗粉砕）を行い、合金粉末（粗粉砕粉末）を得た。なお、本実施例では、水素粉砕処理から焼結までの各工程（微粉砕および成形）を、５０ｐｐｍ未満の酸素濃度のＡｒ雰囲気下または真空中で行った。

【0126】

次に、合金粉末に対して、粉砕助剤として、ステアリン酸亜鉛およびステアリン酸アミドを添加し、ナウタミキサを用いて混合した。ステアリン酸亜鉛の添加量は粗粉砕粉末１００質量部に対して０．０５質量部である。ステアリン酸アミドの添加量は粗粉砕粉末１００質量部に対して０．０５質量部である。その後、ジェットミルを用いて微粉砕を行い、平均粒径が３．０μｍ程度の微粉砕粉末とした。

【0127】

得られた微粉砕粉末を、電磁石中に配置された金型内に充填し、１２００ｋＡ／ｍの磁場を印加しながら１２０ＭＰａの圧力を加える磁場中成形を行い、成形体を得た。

【0128】

その後、得られた成形体を、真空中にて１０５０℃で４時間保持して焼結した後、急冷して、表１に示す磁石組成を有する焼結体を得た。そして、得られた焼結体に対して、９００℃で１時間、および、５００℃で１時間（ともにＡｒ雰囲気下）の２段階の時効処理を施し、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石（Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石）を得た。

【0129】

［磁気特性］
各試料のＢｒ、ＨｃＪおよびＨｋ／ＨｃＪはＢ－Ｈトレーサーを用いて測定した。全ての試料について室温でＢｒを測定した。試料番号１～５ではＨｃＪおよびＨｋ／ＨｃＪを室温で測定した。その他の試料ではＨｃＪおよびＨｋ／ＨｃＪを１５０℃で測定した。なお、本実施例でのＨｋは、減磁曲線の第二象限において磁化がＢｒ×０．９であるときの磁界の値である。

【0130】

【表1】

【0131】

【表2】

【0132】

試料番号１～５より、非柱状晶組織の面積比率、すなわちピーク位置が１３０～２００でありσが２０～４０である区画の面積比率が１．０％以上３０．０％以下であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を用いて作製された試料番号１～４のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、非柱状晶組織の面積比率が上記の範囲外である点以外は同条件で作製されたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を用いて作製された試料番号５のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石と比較してＢｒが高く、ＨｃＪが同程度であり、Ｈｋ／ＨｃＪが高くなった。特に室温でのＨｋ／ＨｃＪが高くなった。

【0133】

試料番号６～１２より、非柱状晶組織の面積比率が４．０％以上３０．０％以下であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金を用いて作製された試料番号７～１２のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、非柱状晶組織の面積比率が１．０％以上４．０％未満である点以外は同条件で作製された試料番号６と比較してＨｃＪが高くなった。

【0134】

試料番号７～１２より、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金における非柱状晶組織の面積比率を４．０％以上３０．０％以下で変化させた点以外は同条件で作製されたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石用合金における非柱状晶組織の面積比率が高いほどＨｃＪが高くなる傾向にあった。

【0135】

試料番号１３はＢの含有量が０．９６質量％であり他の試料よりも高い。そのため、他の試料に近い鋳造条件としても非柱状晶組織の面積比率が低下した。その結果、他の試料と比較してＨｃＪが低下した。

【0136】

また、全ての非柱状晶組織の面積比率が１．０％以上３０．０％以下である試料では、非柱状晶組織におけるチル晶組織以外の組織の面積比率が８５％以上９５％以下であることを確認した。

【符号の説明】

【0137】

１…チル晶組織
３…微細点状Ｒリッチ相含有組織
４…点状Ｒリッチ相含有組織
５…微細線状Ｒリッチ相含有組織
６…大型点状Ｒリッチ相含有組織
７…通常組織
１１…主相
１３…Ｒリッチ相
２１…冷却ロール
２３…タンディッシュ
２５…合金溶湯
２７…溶湯ヘッド圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】