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(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】P2024137722
(43)【公開日】2024-10-07
(54)【発明の名称】Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石
(51)【国際特許分類】
H01F 1/057 20060101AFI20240927BHJP
C22C 38/00 20060101ALI20240927BHJP
B22F 3/00 20210101ALN20240927BHJP
C22C 33/02 20060101ALN20240927BHJP
【ＦＩ】
H01F1/057 170
C22C38/00 303D
B22F3/00 F
C22C33/02 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024015723
(22)【出願日】2024-02-05
(31)【優先権主張番号】P 2023047171
(32)【優先日】2023-03-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】早川 拓馬
【テーマコード（参考）】
4K018
5E040
【Ｆターム（参考）】
4K018AA27
4K018BA18
4K018BD01
4K018CA02
4K018CA04
4K018CA11
4K018DA31
4K018FA08
4K018FA11
4K018KA45
4K018KA58
5E040AA04
5E040AA19
5E040BD01
5E040CA01
5E040NN01
(57)【要約】
【課題】 重希土類元素の含有量が少なくても耐食性および磁気特性（特に室温での保磁力および高温での保磁力）が優れたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を提供する。
【解決手段】 重希土類元素の含有量が０．３０質量％以下（０質量％を含まない）であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石である。少なくとも希土類元素、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ、ＢおよびＣを含み各元素の含有量が所定の範囲内であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石であるか、Ｒ2Ｔ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒子を含む主相粒子、および、隣り合う２つ以上の主相粒子によって形成される粒界を有し、粒界中に、Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部を有するＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石である。
【選択図】 図１
【解決手段】 重希土類元素の含有量が０．３０質量％以下（０質量％を含まない）であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石である。少なくとも希土類元素、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ、ＢおよびＣを含み各元素の含有量が所定の範囲内であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石であるか、Ｒ2Ｔ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒子を含む主相粒子、および、隣り合う２つ以上の主相粒子によって形成される粒界を有し、粒界中に、Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部を有するＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石である。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも希土類元素、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ、ＢおよびＣを含み、
希土類元素として重希土類元素を含み、
希土類元素の含有量が２８．５０質量％以上３１．５０質量％以下、
重希土類元素の含有量が０．３０質量％以下（０質量％を含まない）、
Ｃｏの含有量が０．２０質量％以上０．８０質量％以下、
Ａｌの含有量が０．４０質量％以上０．８５質量％以下、
Ｚｒの含有量が０．２１質量％以上０．８５質量％以下、
Ｇａの含有量が０．０４質量％以上０．４０質量％以下、
Ｂの含有量が０．９０質量％以上１．０２質量％以下、
Ｃの含有量が０．０５質量％以上０．１１質量％以下、
Ｏの含有量が０質量％以上０．１２質量％以下であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石。
希土類元素として重希土類元素を含み、
希土類元素の含有量が２８．５０質量％以上３１．５０質量％以下、
重希土類元素の含有量が０．３０質量％以下（０質量％を含まない）、
Ｃｏの含有量が０．２０質量％以上０．８０質量％以下、
Ａｌの含有量が０．４０質量％以上０．８５質量％以下、
Ｚｒの含有量が０．２１質量％以上０．８５質量％以下、
Ｇａの含有量が０．０４質量％以上０．４０質量％以下、
Ｂの含有量が０．９０質量％以上１．０２質量％以下、
Ｃの含有量が０．０５質量％以上０．１１質量％以下、
Ｏの含有量が０質量％以上０．１２質量％以下であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石。
【請求項2】
質量基準でＧａの含有量をＡｌの含有量で割った値が０．０４以上０．５９以下である請求項１に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石。
【請求項3】
質量基準でＣの含有量をＺｒおよびＢの合計含有量で割った値が０．０２６以上０．０９５以下である請求項１または２に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石。
【請求項4】
磁石表面から内部に向かって低下する重希土類元素の濃度分布を有する請求項１または２に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石。
【請求項5】
Ｒ2Ｔ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒子を含む主相粒子、および、隣り合う２つ以上の前記主相粒子によって形成される粒界を有するＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石であって、
前記粒界中に、Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部を有し、
前記Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部は、Ｆｅを含有し、希土類元素の濃度が主相粒子における希土類元素の平均濃度よりも高く、Ｃｏの濃度が主相粒子におけるＣｏの平均濃度よりも高く、Ｇａの濃度が主相粒子におけるＧａの平均濃度よりも高く、かつ、Ａｌの濃度が主相粒子におけるＡｌの平均濃度よりも高い部分であり、
重希土類元素の含有量が０．３０質量％以下（０質量％を含まない）であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石。
前記粒界中に、Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部を有し、
前記Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部は、Ｆｅを含有し、希土類元素の濃度が主相粒子における希土類元素の平均濃度よりも高く、Ｃｏの濃度が主相粒子におけるＣｏの平均濃度よりも高く、Ｇａの濃度が主相粒子におけるＧａの平均濃度よりも高く、かつ、Ａｌの濃度が主相粒子におけるＡｌの平均濃度よりも高い部分であり、
重希土類元素の含有量が０．３０質量％以下（０質量％を含まない）であるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石。
【請求項6】
前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の中心付近にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部を有する請求項５に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石。
【請求項7】
少なくとも希土類元素、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ、ＢおよびＣを含み、
希土類元素の含有量が２８．５０質量％以上３１．５０質量％以下、
Ｃｏの含有量が０．２０質量％以上０．８０質量％以下、
Ａｌの含有量が０．４０質量％以上０．８５質量％以下、
Ｚｒの含有量が０．２１質量％以上０．８５質量％以下、
Ｇａの含有量が０．０４質量％以上０．４０質量％以下、
Ｂの含有量が０．９０質量％以上１．０２質量％以下、
Ｃの含有量が０．０５質量％以上０．１１質量％以下、
Ｏの含有量が０質量％以上０．１２質量％以下である請求項５または６に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石。
希土類元素の含有量が２８．５０質量％以上３１．５０質量％以下、
Ｃｏの含有量が０．２０質量％以上０．８０質量％以下、
Ａｌの含有量が０．４０質量％以上０．８５質量％以下、
Ｚｒの含有量が０．２１質量％以上０．８５質量％以下、
Ｇａの含有量が０．０４質量％以上０．４０質量％以下、
Ｂの含有量が０．９０質量％以上１．０２質量％以下、
Ｃの含有量が０．０５質量％以上０．１１質量％以下、
Ｏの含有量が０質量％以上０．１２質量％以下である請求項５または６に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、Ｃｏの含有量が少なく磁気特性および耐食性が優れたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１６１８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示の一側面の目的は、重希土類元素の含有量が少なくても耐食性および磁気特性（特に室温での保磁力および高温での保磁力）が優れたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の目的を達成するため、本開示の一側面に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、少なくとも希土類元素、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ、ＢおよびＣを含み、
希土類元素として重希土類元素を含み、
希土類元素の含有量が２８．５０質量％以上３１．５０質量％以下、
重希土類元素の含有量が０．３０質量％以下（０質量％を含まない）、
Ｃｏの含有量が０．２０質量％以上０．８０質量％以下、
Ａｌの含有量が０．４０質量％以上０．８５質量％以下、
Ｚｒの含有量が０．２１質量％以上０．８５質量％以下、
Ｇａの含有量が０．０４質量％以上０．４０質量％以下、
Ｂの含有量が０．９０質量％以上１．０２質量％以下、
Ｃの含有量が０．０５質量％以上０．１１質量％以下、
Ｏの含有量が０質量％以上０．１２質量％以下である。
希土類元素として重希土類元素を含み、
希土類元素の含有量が２８．５０質量％以上３１．５０質量％以下、
重希土類元素の含有量が０．３０質量％以下（０質量％を含まない）、
Ｃｏの含有量が０．２０質量％以上０．８０質量％以下、
Ａｌの含有量が０．４０質量％以上０．８５質量％以下、
Ｚｒの含有量が０．２１質量％以上０．８５質量％以下、
Ｇａの含有量が０．０４質量％以上０．４０質量％以下、
Ｂの含有量が０．９０質量％以上１．０２質量％以下、
Ｃの含有量が０．０５質量％以上０．１１質量％以下、
Ｏの含有量が０質量％以上０．１２質量％以下である。
【0006】
質量基準でＧａの含有量をＡｌの含有量で割った値が０．０４以上０．５９以下であってもよい。
【0007】
質量基準でＣの含有量をＺｒおよびＢの合計含有量で割った値が０．０２６以上０．０９５以下であってもよい。
【0008】
磁石表面から内部に向かって低下する重希土類元素の濃度分布を有してもよい。
【0009】
上記の目的を達成するため、本開示の他の一側面に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、Ｒ2Ｔ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒子を含む主相粒子、および、隣り合う２つ以上の前記主相粒子によって形成される粒界を有するＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石であって、
前記粒界中に、Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部を有し、
前記Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部は、Ｆｅを含有し、希土類元素の濃度が主相粒子における希土類元素の平均濃度よりも高く、Ｃｏの濃度が主相粒子におけるＣｏの平均濃度よりも高く、Ｇａの濃度が主相粒子におけるＧａの平均濃度よりも高く、かつ、Ａｌの濃度が主相粒子におけるＡｌの平均濃度よりも高い部分であり、
重希土類元素の含有量が０．３０質量％以下（０質量％を含まない）である。
前記粒界中に、Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部を有し、
前記Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部は、Ｆｅを含有し、希土類元素の濃度が主相粒子における希土類元素の平均濃度よりも高く、Ｃｏの濃度が主相粒子におけるＣｏの平均濃度よりも高く、Ｇａの濃度が主相粒子におけるＧａの平均濃度よりも高く、かつ、Ａｌの濃度が主相粒子におけるＡｌの平均濃度よりも高い部分であり、
重希土類元素の含有量が０．３０質量％以下（０質量％を含まない）である。
【0010】
前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の中心付近にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部を有してもよい。
【0011】
少なくとも希土類元素、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ、ＢおよびＣを含んでもよく、
希土類元素の含有量が２８．５０質量％以上３１．５０質量％以下、
Ｃｏの含有量が０．２０質量％以上０．８０質量％以下、
Ａｌの含有量が０．４０質量％以上０．８５質量％以下、
Ｚｒの含有量が０．２１質量％以上０．８５質量％以下、
Ｇａの含有量が０．０４質量％以上０．４０質量％以下、
Ｂの含有量が０．９０質量％以上１．０２質量％以下、
Ｃの含有量が０．０５質量％以上０．１１質量％以下、
Ｏの含有量が０質量％以上０．１２質量％以下であってもよい。
希土類元素の含有量が２８．５０質量％以上３１．５０質量％以下、
Ｃｏの含有量が０．２０質量％以上０．８０質量％以下、
Ａｌの含有量が０．４０質量％以上０．８５質量％以下、
Ｚｒの含有量が０．２１質量％以上０．８５質量％以下、
Ｇａの含有量が０．０４質量％以上０．４０質量％以下、
Ｂの含有量が０．９０質量％以上１．０２質量％以下、
Ｃの含有量が０．０５質量％以上０．１１質量％以下、
Ｏの含有量が０質量％以上０．１２質量％以下であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の模式図である。
【図2】試料Ｎｏ．４の磁石の中心付近における元素マッピングである。
【図3】試料Ｎｏ．４の磁石の表面近傍における元素マッピングである。
【図4】試料Ｎｏ．１５の磁石の中心付近における元素マッピングである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
（第１実施形態）
以下、本開示を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
以下、本開示を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【0014】
＜Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石＞
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、Ｒ2Ｔ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒子を含む主相粒子を有する。さらに、隣り合う２つ以上の主相粒子によって形成される粒界を有する。特に、２つの隣り合う主相粒子によって形成される粒界を二粒子粒界、３つ以上の主相粒子によって形成される粒界を粒界三重点と呼ぶ。
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、Ｒ2Ｔ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒子を含む主相粒子を有する。さらに、隣り合う２つ以上の主相粒子によって形成される粒界を有する。特に、２つの隣り合う主相粒子によって形成される粒界を二粒子粒界、３つ以上の主相粒子によって形成される粒界を粒界三重点と呼ぶ。
【0015】
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石およびＲ2Ｔ14Ｂ型結晶構造において、Ｒは希土類元素、Ｔは遷移金属元素、Ｂはホウ素を表す。
【0016】
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石およびＲ2Ｔ14Ｂ型結晶構造にＲとして含まれる希土類元素はＳｃ、Ｙおよびランタノイドであってもよく、Ｙおよびランタノイドであってもよい。Ｔとして含まれる遷移金属元素には希土類元素が含まれない。Ｔとして含まれる遷移金属元素が鉄族元素であってもよい。Ｂとして含まれるホウ素の一部が炭素に置換されていてもよい。
【0017】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の形状には特に制限はない。
【0018】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、複数の特定の元素を特定の範囲の含有量で含有させることで、残留磁束密度Ｂｒ、保磁力ＨｃＪ、角形比Ｈｋ／ＨｃＪおよび耐食性を向上させることができる。さらに、室温でのＨｃＪと高温でのＨｃＪとの両方を向上させることができる。なお、Ｂｒ、Ｈｋ／ＨｃＪはいずれも室温でのＢｒ、Ｈｋ／ＨｃＪとする。
【0019】
また、本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、重希土類元素の濃度が、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石１の外側から内側に向かって低下する濃度分布を有してもよい。重希土類元素の種類には特に制限はない。例えばＤｙまたはＴｂであってもよく、Ｔｂであってもよい。
【0020】
具体的には、図１で示すように、本実施形態に係る直方体形状のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石１は表面部および中心部を有し、表面部における重希土類元素の含有量を、中心部における重希土類元素の含有量よりも質量基準で２％以上高くしてもよく、５％以上高くしてもよく、１０％以上高くしてもよい。なお、前記表面部とは、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石１の表面をいう。例えば、図１のＰＯＩＮＴ Ｃ、Ｃ´（図１の互いに向かい合う表面の重心）は表面部である。前記中心部とは、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石１の中心をいう。例えば、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石１の厚みの半分の部分をいう。例えば、図１のＰＯＩＮＴ Ｍ（ＰＯＩＮＴ ＣとＰＯＩＮＴ Ｃ´との中点）は中心部である。なお、図１のＰＯＩＮＴ Ｃ、Ｃ´は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石１の表面のうち最も面積が広い表面の重心、および当該表面に向かい合う表面の重心であってもよい。
【0021】
一般に希土類元素は軽希土類元素と重希土類元素とに分類される。本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石における軽希土類元素はＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕであり、重希土類元素はＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕである。
【0022】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石に前述の重希土類元素の濃度分布を形成させる方法に特に制限はない。例えば、後述する重希土類元素の粒界拡散によりＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石内に重希土類元素の濃度分布を形成させることができる。
【0023】
また、本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の主相粒子は、コアと、コアを被覆するシェルとからなるコアシェル粒子であってもよい。そして、少なくともシェルには重希土類元素が存在してもよく、ＤｙまたはＴｂが存在してもよく、Ｔｂが存在していてもよい。
【0024】
重希土類元素をシェルに存在させることで、効率的に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。
【0025】
本実施形態においては、軽希土類元素に対する重希土類元素の割合（重希土類元素／軽希土類元素（モル比））が、主相粒子中心部における前記割合の２倍以上となっている部分をシェルと規定する。なお、主相粒子中心部における前記割合は、例えば、主相粒子の粒子表面からの深さが粒径の３０％以上である部分における前記割合としてもよい。
【0026】
シェルの厚みには特に制限はないが、平均で５００ｎｍ以下であってもよい。また、主相粒子の粒径にも特に制限はないが、平均で１．０μｍ以上６．５μｍ以下であってもよい。なお、上記の平均を算出する際には、ＳＥＭを用いてＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の断面を観察してもよい。そして、コアシェル粒子が５０個以上入る大きさの観察範囲を設定してもよい。そして、観察範囲内の全てのコアシェル粒子についてシェルの厚みを測定し、平均してもよい。また、観察範囲内の全ての主相粒子について粒径を測定し、平均してもよい。なお、観察範囲は例えば１００μｍ×１００μｍであってもよい。
【0027】
主相粒子を上記のコアシェル粒子とする方法には特に制限はない。例えば、後述する粒界拡散による方法がある。重希土類元素が粒界に拡散し、当該重希土類元素が主相粒子の表面の希土類元素と置換することで重希土類元素の割合が高いシェルが形成され、前記のコアシェル粒子となる。
【0028】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、軽希土類元素として少なくともＮｄおよびＰｒから選択される１種以上を含んでもよく、重希土類元素としてＤｙおよびＴｂから選択される１種以上を含んでもよい。また、本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、少なくともＮｄおよびＴｂを含むことが好ましい。
【0029】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、Ｎｄ、Ｐｒ、ＤｙおよびＴｂ以外の希土類元素の含有量が合計で０．３質量％以下であってもよく、Ｎｄ、ＰｒおよびＴｂ以外の希土類元素の含有量が合計で０．３質量％以下であってもよい。
【0030】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石における希土類元素の合計含有量（ＴＲＥ）は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、２８．５０質量％以上３１．５０質量％以下である。２９．５０質量％以上３１．１０質量％以下であってもよい。ＴＲＥが少ない場合には室温（２３±１℃）でのＨｃＪ、高温（１００℃以上２００℃以下）でのＨｃＪおよびＨｋ／ＨｃＪが低下しやすい。ＴＲＥが多い場合にはＢｒおよび耐食性が低下しやすい。
【0031】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石における軽希土類元素の合計含有量には特に制限はないが、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、２８．２５質量％以上３１．２５質量％以下であってもよく、２９．２５質量％以上３０．８５質量％以下であってもよい。
【0032】
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石がＮｄおよびＰｒから選択される１種以上を含む場合において、Ｐｒの含有量は０．０質量％以上１０．０質量％以下であってもよく、０．０質量％以上７．６質量％以下であってもよい。
【0033】
質量基準でＰｒの含有量をＮｄとＰｒとの合計含有量で割った値が０以上０．３５以下であってもよい。
【0034】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石はＰｒを意図的に含まなくてもよい。Ｐｒを意図的に含まない場合には高温でのＨｃＪが高くなりやすい。なお、Ｐｒを意図的に含まない場合には、不純物としてＰｒを０．２質量％未満含んでもよく、０．１質量％以下含んでもよい。
【0035】
また、本実施形態のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、重希土類元素の含有量（ＨＲＥ）が合計で０．３０質量％以下（０質量％を含まない）である。重希土類元素が多すぎると原料コストが増大する。さらに、Ｂｒが低下しやすくなる。重希土類元素の含有量が合計で０．１０質量％以上０．３０質量％以下であってもよく、０．１５質量％以上０．２５質量％以下であってもよい。
【0036】
Ｃｏの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．２０質量％以上０．８０質量％以下である。０．４０質量％以上０．７０質量％以下であってもよい。Ｃｏが多い場合には原料コストが増大しやすい。Ｃｏが少ない場合には耐食性が低下しやすい。
【0037】
Ｆｅの含有量はＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の実質的な残部である。Ｆｅの含有量がＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の実質的な残部であるとは、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石において、前述の希土類元素およびＣｏと、後述のＢ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｃｕ、ＣおよびＯと、を除いた残部が実質的にＦｅのみであるという意味である。例えば、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、希土類元素、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｂ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｃｕ、ＣおよびＯ以外の元素の含有量が合計で１．０質量％以下であってもよい。
【0038】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石におけるＢの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．９０質量％以上１．０２質量％以下である。０．９０質量％以上０．９８質量％以下であってもよい。Ｂが少ない場合にはＨｋ／ＨｃＪおよび高温でのＨｃＪが低下しやすくなる。Ｂが多い場合には、ＨｃＪおよび高温でのＨｃＪが低下しやすくなる。
【0039】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、さらにＡｌを含む。Ａｌの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．４０質量％以上０．８５質量％以下である。０．４８質量％以上０．８０質量％以下であってもよい。Ａｌが少ない場合には、室温でのＨｃＪおよび高温でのＨｃＪが低下しやすい。Ａｌが多い場合には、Ｂｒおよび高温でのＨｃＪが低下しやすい。
【0040】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、さらにＺｒを含む。Ｚｒの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．２１質量％以上０．８５質量％以下である。０．３２質量％以上０．６８質量％以下であってもよい。Ｚｒが少ない場合には、室温でのＨｃＪ、高温でのＨｃＪおよびＨｋ／ＨｃＪが低下しやすくなる。Ｚｒが多い場合にはＢｒが低下しやすくなる。
【0041】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、さらにＧａを含む。Ｇａの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．０４質量％以上０．４０質量％以下である。０．０８質量％以上０．３６質量％以下であってもよい。Ｇａが少ない場合には、室温でのＨｃＪおよび高温でのＨｃＪが低下しやすくなる。Ｇａが多い場合にはＢｒが低下しやすくなる。
【0042】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、さらにＣｕを含んでもよい。Ｃｕの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．０３質量％以上０．５０質量％以下であってもよく、０．０４質量％以上０．４５質量％以下であってもよく、０．０５質量％以上０．４０質量％以下であってもよい。
【0043】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、さらにＣを含む。Ｃの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．０５質量％以上０．１１質量％以下である。０．０７質量％以上０．０９質量％以下であってもよい。Ｃが少ない場合には、Ｂｒが低下しやすくなる。Ｃが多い場合には室温でのＨｃＪ、高温でのＨｃＪおよびＨｋ／ＨｃＪが低下しやすくなる。
【0044】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、さらにＯを含んでもよい。Ｏの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０質量％以上０．１２質量％以下である。０．０６質量％以上０．１１質量％以下であってもよい。Ｏが少ないＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を製造するためには製造時の雰囲気中の酸素濃度を低下させる必要があるため、Ｏが少ない場合にはＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の製造コストが上昇しやすい。Ｏが多い場合にはＢｒ、室温でのＨｃＪおよび高温でのＨｃＪが低下しやすくなる。
【0045】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、質量基準でＧａの含有量をＡｌの含有量で割った値（以下、単にＧａ／Ａｌと記載することがある）が０．０４以上０．５９以下であってもよく、０．１０以上０．５３以下であってもよい。Ｇａ／Ａｌが上記の範囲内であることにより、Ｂｒ、室温でのＨｃＪ、高温でのＨｃＪ、Ｈｋ／ＨｃＪおよび耐食性が全て良好なＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石が得られやすくなる。
【0046】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、質量基準でＣの含有量をＺｒおよびＢの合計含有量で割った値（以下、単にＣ／（Ｚｒ＋Ｂ）と記載することがある）が０．０２６以上０．０９５以下であってもよく、０．０３１以上０．０９０以下であってもよい。Ｃ／（Ｚｒ＋Ｂ）が上記の範囲内であることにより、Ｂｒ、室温でのＨｃＪ、高温でのＨｃＪ、Ｈｋ／ＨｃＪおよび耐食性が全て良好なＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石が得られやすくなる。
【0047】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、上記した希土類元素、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｂ、ＣおよびＯ以外の元素を他元素として含んでもよい。他元素の含有量には特に制限はなく、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の磁気特性や耐食性に大きな影響を与えない量であればよい。例えば、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、それぞれ０．１０質量％以下、合計で１．０質量％以下であってもよい。
【0048】
なお、本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石中に含まれる各種成分の測定法は、従来から一般的に知られている方法を用いることができる。各種元素量については、例えば、蛍光Ｘ線分析および誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ分析）等により測定される。Ｏの含有量は、例えば、不活性ガス融解－非分散型赤外線吸収法により測定される。Ｃの含有量は、例えば、酸素気流中燃焼－赤外線吸収法により測定される。
【0049】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の形状には特に制限はない。例えば、直方体、Ｃ型などの形状が挙げられる。
【0050】
以下、本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の製造方法の一例として、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法について詳しく説明していくが、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の製造方法はこれに制限されず、その他の公知の方法を用いてもよい。
【0051】
［原料粉末の準備工程］
原料粉末は、公知の方法により作製することができる。本実施形態では、単独の合金を使用する１合金法の場合について説明するが、組成の異なる２種類以上の合金を混合して原料粉末を作製するいわゆる２合金法でもよい。
原料粉末は、公知の方法により作製することができる。本実施形態では、単独の合金を使用する１合金法の場合について説明するが、組成の異なる２種類以上の合金を混合して原料粉末を作製するいわゆる２合金法でもよい。
【0052】
まず、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の原料合金を準備する（合金準備工程）。合金準備工程では、本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の組成に対応する原料金属を公知の方法で溶解した後、鋳造することによって所望の組成を有する原料合金を作製する。
【0053】
原料金属としては、例えば、希土類元素の単体、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ等の金属元素の単体、複数種類の金属からなる合金（例えばＦｅ－Ｃｏ合金）、または複数種類の元素からなる化合物（例えばフェロボロン）を適宜、使用することができる。原料金属から原料合金を鋳造する鋳造方法には特に制限はない。磁気特性の高いＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を得るためにストリップキャスト法を用いてもよい。得られた原料合金は、必要に応じて既知の方法で均質化処理を行ってもよい。
【0054】
前記原料合金を作製した後、粉砕する（粉砕工程）。なお、粉砕工程から焼結工程までの各工程の雰囲気は、高い磁気特性を得る観点から、低酸素濃度とすることができる。例えば、各工程での雰囲気中の酸素濃度を２００ｐｐｍ以下としてもよい。各工程の雰囲気中の酸素濃度を制御することで、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石におけるＯの含有量を制御することができる。
【0055】
以下、前記粉砕工程として、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の２段階で実施する場合を以下に記述するが、微粉砕工程のみの１段階で実施してもよい。
【0056】
粗粉砕工程では、粒径が数百μｍ～数ｍｍ程度になるまで粗粉砕する。これにより、粗粉砕粉末を得る。粗粉砕の方法には特に限定はなく、水素吸蔵粉砕を行う方法や粗粉砕機を用いる方法など、公知の方法で行うことができる。
【0057】
次に、得られた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、微粉砕粉末（原料粉末）を得る。前記微粉砕粉末の平均粒径は、１μｍ以上１０μｍ以下、２μｍ以上６μｍ以下、または２μｍ以上４μｍ以下であってもよい。
【0058】
微粉砕の方法には特に制限はない。例えば、各種微粉砕機を用いる方法で実施される。
【0059】
前記粗粉砕粉末を微粉砕する際、ラウリン酸アミド、オレイン酸アミド等の各種粉砕助剤を添加することにより、磁場中で加圧して成形する際に結晶粒子が特定の方向に配向しやすい微粉砕粉末を得ることができる。また、粉砕助剤の添加量を変化させることにより、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石におけるＣの含有量を制御することができる。
【0060】
［成形工程］
成形工程では、上記微粉砕粉末を目的の形状に成形する。成形方法には特に制限はない。本実施形態では、上記微粉砕粉末を金型内に充填し、磁場中で加圧する。これにより得られた成形体は、結晶粒子が特定方向に配向しているので、よりＢｒの高いＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石が得られる。
成形工程では、上記微粉砕粉末を目的の形状に成形する。成形方法には特に制限はない。本実施形態では、上記微粉砕粉末を金型内に充填し、磁場中で加圧する。これにより得られた成形体は、結晶粒子が特定方向に配向しているので、よりＢｒの高いＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石が得られる。
【0061】
成形時の加圧は、２０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下で行うことができる。印加する磁場は、９５０ｋＡ／ｍ以上とすることができ、９５０ｋＡ／ｍ以上１６００ｋＡ／ｍ以下とすることもできる。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。
【0062】
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他、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。
【0063】
微粉砕粉末を成形して得られる成形体の形状には特に制限はない。また、この時点での成形体の密度は４．０Ｍｇ／ｍ3～４．３Ｍｇ／ｍ3とすることができる。
【0064】
［焼結工程］
焼結工程は、成形体を真空中または不活性ガス雰囲気中で焼結し、焼結体を得る工程である。焼結条件は、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。例えば、成形体に対して、例えば、真空中または不活性ガス雰囲気中、１０００℃以上１２００℃以下、１時間以上２０時間以下で加熱する処理を行うことにより焼結する。上記の焼結条件で焼結することにより、高密度の焼結体が得られる。本実施形態では、少なくとも７．４５Ｍｇ／ｍ3以上の密度の焼結体を得る。焼結体の密度は７．５０Ｍｇ／ｍ3以上であってもよい。
焼結工程は、成形体を真空中または不活性ガス雰囲気中で焼結し、焼結体を得る工程である。焼結条件は、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。例えば、成形体に対して、例えば、真空中または不活性ガス雰囲気中、１０００℃以上１２００℃以下、１時間以上２０時間以下で加熱する処理を行うことにより焼結する。上記の焼結条件で焼結することにより、高密度の焼結体が得られる。本実施形態では、少なくとも７．４５Ｍｇ／ｍ3以上の密度の焼結体を得る。焼結体の密度は７．５０Ｍｇ／ｍ3以上であってもよい。
【0065】
［時効処理工程］
時効処理工程は、焼結体を焼結温度より低温で熱処理（時効処理）する工程である。時効処理を行うか否かには特に制限はなく、時効処理の回数にも特に制限はない。以下、時効処理を２回行う実施形態について説明する。
時効処理工程は、焼結体を焼結温度より低温で熱処理（時効処理）する工程である。時効処理を行うか否かには特に制限はなく、時効処理の回数にも特に制限はない。以下、時効処理を２回行う実施形態について説明する。
【0066】
１回目の時効工程を第一時効工程、２回目の時効工程を第二時効工程とし、第一時効工程の時効温度をＴ１、第二時効工程の時効温度をＴ２とする。
【0067】
第一時効工程におけるＴ１および時効時間には、特に制限はない。Ｔ１は７００℃以上９５０℃以下とすることができる。時効時間は１時間以上１０時間以下とすることができる。
【0068】
第二時効工程におけるＴ２および時効時間には、特に制限はない。Ｔ２は４５０℃以上７００℃以下とすることができる。時効時間は１時間以上１０時間以下とすることができる。
【0069】
［加工工程（粒界拡散前）］
必要に応じて、本実施形態に係る焼結体を所望の形状に加工する工程を有してもよい。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。
必要に応じて、本実施形態に係る焼結体を所望の形状に加工する工程を有してもよい。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。
【0070】
［粒界拡散工程］
粒界拡散工程は、焼結体の表面に、拡散材を付着させ、拡散材が付着した焼結体を加熱することにより、実施できる。そして、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石が得られる。本実施形態では、拡散材の種類には特に制限はない。拡散材が重希土類元素（例えばＴｂ）の水素化物を含んでもよく、拡散材が重希土類元素とＣｕとを含んでもよい。
粒界拡散工程は、焼結体の表面に、拡散材を付着させ、拡散材が付着した焼結体を加熱することにより、実施できる。そして、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石が得られる。本実施形態では、拡散材の種類には特に制限はない。拡散材が重希土類元素（例えばＴｂ）の水素化物を含んでもよく、拡散材が重希土類元素とＣｕとを含んでもよい。
【0071】
粒界拡散工程では、温度上昇に伴い、磁石基材（焼結体）の粒界に存在する希土類元素の濃度が高い粒界相が液相となり、その液相へ拡散材が溶解することにより、拡散材の成分が磁石基材の表面から磁石基材の内部へと拡散する。
【0072】
本実施形態に係る磁石基材はＡｌの含有量が所定の範囲内であるなどの特徴を有する。本実施形態に係る拡散材は上記の特徴を有する。
【0073】
そのため、本実施形態では加熱時に生じる液相がＡｌを所定の範囲内で含む。そして、磁石基材がＡｌを含まない場合と比較すると、Ａｌを含有する磁石基材では拡散材の成分と液相との反応速度が低下する。また、重希土類元素の主相粒子への体積拡散が抑制されるため、重希土類元素が磁石基材の中心部まで拡散されやすくなる。このため、比較的小さい重希土類元素の拡散量で良好な特性が得られる。
【0074】
また、粒界拡散前の磁石基材では、主相粒子と粒界相とでＡｌの濃度が同程度である。したがって、粒界拡散時において主相粒子近傍の界面整合性が高い微細組織となる。そのため、時効処理の有無に関わらず十分に高い特性、特に十分に高い保磁力が得られると考えられる。時効処理を行わない場合には製造コストが低減できる。
【0075】
拡散材は、上記の重希土類元素の水素化物等に加えて溶媒を含むスラリーであってもよい。スラリーに含まれる溶媒は、水以外の溶媒であってもよい。例えば、アルコール、アルデヒド、ケトン等の有機溶媒であってもよい。さらに、拡散材は、バインダを含んでもよい。バインダの種類には特に制限はない。例えば、アクリル樹脂等の樹脂をバインダとして含んでもよい。バインダを含むことにより、拡散材が焼結体の表面に付着しやすくなる。
【0076】
拡散材は、上記の重希土類元素の水素化物等に加えて溶媒およびバインダを含むペーストであってもよい。ペーストは、流動性および高い粘性を有する。ペーストの粘性は、スラリーの粘性よりも高い。
【0077】
後述する拡散処理前にスラリーまたはペーストを付着させた焼結体を乾燥させて溶媒およびバインダを除去してもよい。
【0078】
乾燥時の保持温度は２００℃以上８００℃以下であってもよく、保持時間は１０分以上１０時間以下であってもよい。乾燥時の雰囲気は不活性ガス中とする。スラリーまたはペーストを付着させた焼結体を乾燥させることにより、磁石基材の表面に形成される重希土類元素の炭化物の生成を抑制することができ、重希土類元素の使用量をさらに低減することができる。
【0079】
本実施形態に係る粒界拡散工程における拡散処理は、上記の乾燥から連続して実施してもよい。また、上記の乾燥後に一度、室温に冷却してから改めて加熱して実施してもよい。拡散処理時の保持温度は、７００℃以上１０００℃以下であってもよい。粒界拡散工程では、拡散処理温度よりも低い温度から拡散処理温度に至るまで、磁石基材の温度を徐々に上昇させてよい。
【0080】
基材の温度が拡散処理温度で維持される時間（拡散処理時間）は、例えば、１時間以上５０時間以下であってよい。拡散処理工程における基材周囲の雰囲気は、非酸化的雰囲気であってよい。非酸化的雰囲気は、例えば、アルゴン等の希ガスであってよい。拡散工程における磁石基材周囲の雰囲気の圧力は、１ｋＰａ以下であってよい。このような減圧雰囲気とすることで、水素化物の脱水素反応が促進され、液相への拡散材の溶解が進行しやすい。
【0081】
［加工工程（粒界拡散後）］
粒界拡散工程の後には、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の表面に残存する拡散材を除去するために研磨を行ってもよい。また、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石に対してその他の加工を行ってもよい。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の表面加工を行ってもよい。
粒界拡散工程の後には、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の表面に残存する拡散材を除去するために研磨を行ってもよい。また、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石に対してその他の加工を行ってもよい。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の表面加工を行ってもよい。
【0082】
なお、本実施形態では、粒界拡散前および粒界拡散後の加工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。
【0083】
特に、粒界拡散を行った後のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、重希土類元素の濃度が、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の外側から内側に向かって低下する濃度分布を有しやすい。また、粒界拡散を行った後のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石に含まれる主相粒子は上記のコアシェル構造を有しやすい。
【0084】
このようにして得られる本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、所望の特性を有する。具体的には、Ｂｒ、室温でのＨｃＪ、高温でのＨｃＪおよびＨｋ／ＨｃＪが高く、耐食性も優れている。
【0085】
以上の方法により得られた本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、着磁することにより、磁気を帯びたＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石となる。
【0086】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、モーター、発電機等の用途に好適に用いられる。
【0087】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明するが、特に記載のない事項については第１実施形態と同様である。
以下、第２実施形態について説明するが、特に記載のない事項については第１実施形態と同様である。
【0088】
＜Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石＞
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、Ｒ2Ｔ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒子を含む主相粒子を有する。さらに、隣り合う２つ以上の主相粒子によって形成される粒界を有する。特に、２つの隣り合う主相粒子によって形成される粒界を二粒子粒界、３つ以上の主相粒子によって形成される粒界を粒界三重点と呼ぶ。
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、Ｒ2Ｔ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒子を含む主相粒子を有する。さらに、隣り合う２つ以上の主相粒子によって形成される粒界を有する。特に、２つの隣り合う主相粒子によって形成される粒界を二粒子粒界、３つ以上の主相粒子によって形成される粒界を粒界三重点と呼ぶ。
【0089】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は、粒界中にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部が形成されていても良い。Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部は、Ｆｅを含有し、希土類元素の濃度が主相粒子における希土類元素の平均濃度よりも高く、Ｃｏの濃度が主相粒子におけるＣｏの平均濃度よりも高く、Ｇａの濃度が主相粒子におけるＧａの平均濃度よりも高く、かつ、Ａｌの濃度が主相粒子におけるＡｌの平均濃度よりも高い部分である。
【0090】
Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部は磁石の中心付近に形成されていても良い。磁石が直方体などの形状を有する場合には、磁石と重心の位置が同一であり、磁石と略相似形状を有し、かつ、体積が磁石の５０％である領域を磁石の中心付近としても良い。また、磁石の断面を観察する場合には、当該磁石の断面において、磁石と重心の位置が同一であり、磁石と略相似形状を有し、かつ、面積が磁石の５０％である領域を磁石の中心付近としても良い。磁石がＣ型などの形状を有する場合には、磁石の全ての表面から磁石厚みの１０％以上内側の領域を磁石の中心付近としても良い。磁石がＣ型形状を有する場合には、磁石の内弧から外弧へ略垂線を引く場合に最も長い距離を磁石厚みとしてもよい。磁石の中心付近以外の部分を磁石の表面近傍としてもよい。粒界中にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部が形成されることで高い耐食性およびＨｃＪを得ることができる。
【0091】
磁石の粒界中にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部が形成されることにより比較的耐食性が低いＲ－Ｏ相の比率が低下するために、磁石の耐食性が向上すると考えられる。なお、Ｒ－Ｏ相とは、Ｒの濃度が主相におけるＲの平均濃度よりも高く、かつ、Ｏの濃度が主相におけるＯの平均濃度よりも高い相を指す。Ｒ－Ｏ相がさらにＲ、Ｏ以外の元素、例えばＣ、Ｎ等を含んでもよい。
【0092】
磁石の粒界中にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部が形成される場合には後述する粒界拡散によりＨｃＪが高い磁石が得られる。Ｔｂを粒界拡散させる場合においてＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部がＲ－Ｏ相と比較してＴｂを含有しにくいため、Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部を粒界に分散させることでＴｂが効率よく磁石内部まで拡散し、磁石のＨｃＪが向上すると考えられる。
【0093】
本実施形態においては、上記の第１実施形態とは異なり、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の組成については、重希土類元素の含有量以外には特に制限はない。Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の粒界中にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部が形成されることを考慮すれば、少なくともＲ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＧａおよびＡｌを含む。さらに、重希土類元素を含む。重希土類元素の含有量は第１実施形態と同様である。
【0094】
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石における希土類元素の合計含有量（ＴＲＥ）は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、２８．５０質量％以上３１．５０質量％以下であってもよく、２９．５０質量％以上３１．１０質量％であってもよい。
【0095】
Ｃｏの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．２０質量％以上０．８０質量％以下であってもよく、０．４０質量％以上０．７０質量％以下であってもよい。
【0096】
Ｆｅの含有量はＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の実質的な残部であってもよい。
【0097】
Ｂの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．９０質量％以上１．０２質量％以下であってもよく、０．９０質量％以上０．９８質量％以下であってもよい。Ｂの含有量が０．９０質量％以上であることにより、二粒子粒界の平均厚みが３０ｎｍ以下になりやすい。
【0098】
Ａｌの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．４０質量％以上０．８５質量％以下であってもよく、０．４８質量％以上０．８０質量％以下であってもよい。
【0099】
Ｚｒの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．２１質量％以上０．８５質量％以下であってもよく、０．３２質量％以上０．６８質量％以下であってもよい。
【0100】
Ｇａの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．０４質量％以上０．４０質量％以下であってもよく、０．０８質量％以上０．３６質量％以下であってもよい。
【0101】
Ｃｕの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．０３質量％以上０．５０質量％以下であってもよく、０．０４質量％以上０．４５質量％以下であってもよく、０．０５質量％以上０．４０質量％以下であってもよい。
【0102】
Ｃの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０．０５質量％以上０．１１質量％以下であってもよく、０．０７質量％以上０．０９質量％以下であってもよい。
【0103】
Ｏの含有量は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体の質量を１００質量％として、０質量％以上０．１２質量％以下であってもよく、０．０６質量％以上０．１１質量％以下であってもよい。
【0104】
以下、本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の製造方法の一例として、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法について説明する。本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法は、下記の点を除いて第１実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法と同様である。
【0105】
２合金法を採用する場合において、粒界相合金のＡｌ量を３質量％以上とすることで粒界中にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部を形成しやすい。
【0106】
第二時効工程における時効時間を５時間以下としてもよい。時効時間を５時間以下とすることによりＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部を磁石の中心付近に形成しやすい。
【0107】
なお、本開示は、上述した実施形態に制限されるものではなく、本開示の範囲内で種々に改変することができる。
【0108】
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の製造方法は上記の方法に制限されず、適宜変更してもよい。例えば、上記のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の製造方法は焼結による製造方法であるが、本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石は熱間加工によって製造されていてもよい。熱間加工によってＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を製造する方法は、以下の工程を有する。
（ａ）原料金属を溶解し、得られた浴湯を急冷して薄帯を得る溶解急冷工程
（ｂ）薄帯を粉砕してフレーク状の原料粉末を得る粉砕工程
（ｃ）粉砕した原料粉末を冷間成形する冷間成形工程
（ｄ）冷間成形体を予備加熱する予備加熱工程
（ｅ）予備加熱した冷間成形体を熱間成形する熱間成形工程
（ｆ）熱間成形体を所定の形状に塑性変形させる熱間塑性加工工程
（ｇ）Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を時効処理する時効処理工程
時効処理工程は省略してもよい。時効処理工程以降の工程は焼結により製造する場合と同様である。
（ａ）原料金属を溶解し、得られた浴湯を急冷して薄帯を得る溶解急冷工程
（ｂ）薄帯を粉砕してフレーク状の原料粉末を得る粉砕工程
（ｃ）粉砕した原料粉末を冷間成形する冷間成形工程
（ｄ）冷間成形体を予備加熱する予備加熱工程
（ｅ）予備加熱した冷間成形体を熱間成形する熱間成形工程
（ｆ）熱間成形体を所定の形状に塑性変形させる熱間塑性加工工程
（ｇ）Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を時効処理する時効処理工程
時効処理工程は省略してもよい。時効処理工程以降の工程は焼結により製造する場合と同様である。
【実施例0109】
以下、本開示を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本開示は、これら実施例に限定されない。
【0110】
（Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の作製）
ストリップキャスト法により、最終的に得られるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の組成が表１～表３に示す各試料の組成となるように原料合金を作製した。Ｐｒの含有量は０質量％以上１２質量％以下であった。Ｔｂは原料合金には含ませず、後述する拡散材ペーストのみに含ませた。表１～表３に記載していない他元素としてＮ、Ｈ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃｒ等が検出される場合がある。Ｓｉは主にフェロボロン原料および合金溶解時のるつぼから混入する可能性がある。Ｃａ、Ｌａ、Ｃｅは希土類の原料から混入する可能性がある。また、Ｃｒは電解鉄から混入する可能性がある。表１～表３においてＦｅの含有量をｂａｌ．と記載しているのは、Ｆｅの含有量がこれらの他元素を含むＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体を１００質量％とした場合の実質的な残部であることを示すためである。
ストリップキャスト法により、最終的に得られるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の組成が表１～表３に示す各試料の組成となるように原料合金を作製した。Ｐｒの含有量は０質量％以上１２質量％以下であった。Ｔｂは原料合金には含ませず、後述する拡散材ペーストのみに含ませた。表１～表３に記載していない他元素としてＮ、Ｈ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃｒ等が検出される場合がある。Ｓｉは主にフェロボロン原料および合金溶解時のるつぼから混入する可能性がある。Ｃａ、Ｌａ、Ｃｅは希土類の原料から混入する可能性がある。また、Ｃｒは電解鉄から混入する可能性がある。表１～表３においてＦｅの含有量をｂａｌ．と記載しているのは、Ｆｅの含有量がこれらの他元素を含むＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石全体を１００質量％とした場合の実質的な残部であることを示すためである。
【0111】
次いで、前記原料合金に対して室温で１時間、水素ガスをフローさせて水素を吸蔵させた。次いで雰囲気をＡｒガスに切り替え、５００℃で１時間、脱水素処理を行い、原料合金を水素吸蔵粉砕した。
【0112】
次いで、原料合金の粉末に対し、質量比で０．１％のオレイン酸アミドを粉砕助剤として添加し、ナウタミキサを用いて混合した。
【0113】
次いで、衝突板式のジェットミル装置を用いて窒素気流中で微粉砕し、平均粒径が３．０μｍ程度である微粉（原料粉末）を得た。なお、前記平均粒径は、レーザ回折式の粒度分布計で測定した平均粒径Ｄ５０である。
【0114】
得られた微粉を磁界中で成形して成形体を作製した。このときの印加磁場は１２００ｋＡ／ｍの静磁界である。また、成形時の加圧力は１２０ＭＰａとした。なお、磁界印加方向と加圧方向とを直交させるようにした。
【0115】
次に、前記成形体を焼結し、焼結体を得た。焼結条件は、組成等により最適条件が異なるが、１０３０℃～１０７０℃の範囲内で４時間保持とした。焼結雰囲気は真空中とした。このとき焼結密度は７．５１Ｍｇ／ｍ3～７．５５Ｍｇ／ｍ3の範囲にあった。以上より、粒界拡散により表１～表３に示す各試料が得られる焼結体を作製した。
【0116】
（拡散材ペーストの作製）
次に、粒界拡散に用いる拡散材ペーストを作製した。
次に、粒界拡散に用いる拡散材ペーストを作製した。
【0117】
まず、純度９９．９％の金属Ｔｂに対して室温で水素ガスをフローさせて水素を吸蔵させた。次いで雰囲気をＡｒガスに切り替え、５００℃で１時間、脱水素処理を行い、金属Ｔｂを水素吸蔵粉砕した。次に、粉砕助剤として、ステアリン酸亜鉛を金属Ｔｂ１００質量％に対して０．０５質量％を添加し、ナウタミキサを用いて混合した。その後、酸素３０００ｐｐｍを含んだ雰囲気中、ジェットミルを用いて微粉砕を行い、平均粒径が１０．０μｍ程度であるＴｂ水素化物の微粉砕粉末を得た。
【0118】
Ｔｂ水素化物の微粉砕粉末６０質量部と、金属Ｃｕ粉末１０質量部と、アルコール２５質量部と、アクリル樹脂５質量部と、を混練し、拡散材ペーストを作製した。なお、アルコールは溶媒であり、アクリル樹脂はバインダである。
【0119】
（拡散材ペーストの塗布および熱処理）
上記の焼結体を、縦１１ｍｍ×横１１ｍｍ×厚み４．２ｍｍ（磁化容易軸方向厚み４．２ｍｍ）に加工した。そして、エタノール１００質量％に対し硝酸３質量％とした硝酸とエタノールとの混合溶液に３分間浸漬させた後にエタノールに１分間浸漬するエッチング処理を行った。混合溶液に３分間浸漬させた後にエタノールに１分間浸漬させるエッチング処理は２回行った。
上記の焼結体を、縦１１ｍｍ×横１１ｍｍ×厚み４．２ｍｍ（磁化容易軸方向厚み４．２ｍｍ）に加工した。そして、エタノール１００質量％に対し硝酸３質量％とした硝酸とエタノールとの混合溶液に３分間浸漬させた後にエタノールに１分間浸漬するエッチング処理を行った。混合溶液に３分間浸漬させた後にエタノールに１分間浸漬させるエッチング処理は２回行った。
【0120】
次いで、エッチング処理後の焼結体の全面に対し、上記の拡散材ペーストを塗布した。拡散材ペーストの塗布量は、最終的に得られるＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石におけるＴｂの含有量が表１～表３に記載の値となるようにした。
【0121】
次に、焼結体を乾燥した。具体的には、拡散材ペーストを塗布した焼結体をＡｒガス雰囲気中、４００℃のオーブン中に３時間、放置し、拡散材ペースト中の溶媒およびバインダを除去した。そして、大気圧（１ａｔｍ）でＡｒをフローしながら９００℃で３０時間、加熱した。さらに、大気圧（１ａｔｍ）でＡｒをフローしながら５００℃で１時間加熱することで時効処理を行った。以上より、表１～表３に示す各試料のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を得た。
【0122】
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の表面を各面あたり０．１ｍｍ削り落とした後に、組成、微細組織、元素分布、磁気特性および耐食性を評価した。
【0123】
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石をバーチカルにより縦１１ｍｍ×横１１ｍｍ×厚さ４．２ｍｍ（磁化容易軸方向が４．２ｍｍ）に加工し、ＢＨトレーサーで室温での磁気特性の評価を行った。なお、磁気特性の測定前に４０００ｋＡ／ｍのパルス磁場によりＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を着磁した。また、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の厚みが薄いため、磁石を３枚重ねて磁気特性を評価した。なお、本実施例ではＨｋ／ＨｃＪは磁化J－磁場Ｈ曲線の第２象限（Ｊ－Ｈ減磁曲線）において、磁化がＢｒの９０％となったときの磁場をＨｋ（ｋＡ／ｍ）として、Ｈｋ／ＨｃＪ×１００（％）で計算した。また、高温でのＨｃＪ、すなわち１５０℃に加熱した場合のＨｃＪも測定した。
【0124】
本実施例では、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石のＢｒは１４００ｍＴ以上を良好とし、１４１０ｍＴ以上をさらに良好とした。Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の室温でのＨｃＪは１８５０ｋＡ／ｍ以上を良好とし、１９００ｋＡ／ｍ以上をさらに良好とした。Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の高温ＨｃＪは７００ｋＡ／ｍ以上を良好とし、７１５ｋＡ／ｍ以上をさらに良好とした。Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石のＨｋ／ＨｃＪは９３．０％以上を良好とし、９５．０％以上をさらに良好とした。
【0125】
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の微細組織および元素分布を確認した。具体的には、日本電子株式会社製のフィールドエミッション型のＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いて、微細組織の観察および元素マッピングを行った。観察サンプルは、磁石の中心付近を含み一辺１０ｍｍ以下の立方体に収まるように磁石を切断し、切断後の磁石に対して樹脂包埋後に鏡面研磨することにより作製した。測定条件は加速電圧１５ｋＶ、照射電流１００ｎＡとし、倍率２０００倍で５１．２μｍ×５１．２μｍの視野を観察対象とした。
【0126】
Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石に対し、耐食性試験を行った。耐食性試験は、飽和蒸気圧下におけるＰＣＴ試験（プレッシャークッカー試験：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｏｋｅｒ Ｔｅｓｔ）により実施した。具体的には、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石を２気圧、１００％ＲＨの環境下に１０００時間おいて、試験前後での質量変化を測定した。Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石の表面積あたりの質量変化の絶対値が０．３ｍｇ／ｃｍ2以下である場合に耐食性が良好であるとし、０．１ｍｇ／ｃｍ2以下である場合に耐食性がさらに良好であるとした。なお、Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石自体が粉々に崩壊した場合については、耐食性の欄に崩壊と記載した。
【0127】
表１～表３の各試料について総合評価を行った。Ｂｒ、室温でのＨｃＪ、高温でのＨｃＪ、Ｈｋ／ＨｃＪおよび耐食性が全てさらに良好である場合をＡとした。Ｂｒ、室温でのＨｃＪ、高温でのＨｃＪ、Ｈｋ／ＨｃＪまたは耐食性が良好ではない場合をＣとした。上記のいずれでもない場合をＢとした。結果を表１～表３に示す。
【0128】
【表1】
【0129】
【表2】
【0130】
【表3】
【0131】
表１～表３より、全ての組成が特定の範囲内である各実施例は良好な磁気特性および耐食性が得られた。
【0132】
表１より、Ａｌの含有量が少なすぎる試料Ｎｏ．１４、１５は室温でのＨｃＪおよび高温でのＨｃＪが低下した。Ｃｏの含有量が少なすぎる試料Ｎｏ．２０は耐食性が低下した。
【0133】
表２より、Ｇａの含有量が少なすぎる試料Ｎｏ．３３は室温でのＨｃＪおよび高温でのＨｃＪが低下した。
【0134】
表３より、ＨＲＥが多すぎる試料Ｎｏ．５３はＢｒが低下した。
【0135】
なお、全ての実施例および比較例のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石について、電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いてＴｂ濃度分布を分析し、Ｔｂの濃度分布が、外側から内側に向かって低下する濃度分布であることを確認した。
【0136】
全ての実施例のＲ－Ｔ－Ｂ系永久磁石について、二粒子粒界の平均厚みが３０ｎｍ以下であることを確認した。
【0137】
図２には試料Ｎｏ．４の磁石の中心付近として磁石表面から２ｍｍの部分の、図３には試料Ｎｏ．４の磁石の表面近傍として磁石表面から１００μｍの部分の、図４には試料Ｎｏ．１５の磁石の中心付近として磁石表面から２ｍｍの部分の、ＥＰＭＡによる元素マッピングの結果をそれぞれ示す。各図面は、左からＮｄマッピング画像、Ｔｂマッピング画像、Ｆｅマッピング画像、Ｃｏマッピング画像、Ｇａマッピング画像、Ａｌマッピング画像の順番に並べている。Ａｌマッピング画像にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部１１の位置を示す。図２、図３の元素マッピングの結果より、試料Ｎｏ．４の磁石においては粒界中にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部１１が存在することがわかる。なお、図２から図４の元素マッピングにおいてＲ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＧａおよびＡｌの濃度が高い部分が一致している領域がＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部１１である。特に、磁石の表面近傍と比較して磁石の中心付近の粒界にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部１１が多く存在している。一方で、試料Ｎｏ．１５においては粒界中にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部１１が見られなかった。
【0138】
また、全ての実施例の磁石においては、試料Ｎｏ．４の磁石と同様に粒界中にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部１１が存在し、特に、磁石の表面近傍と比較して磁石の中心付近の粒界にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部１１が多く存在していることが確認された。一方、試料Ｎｏ．１４、２０、３３においては試料Ｎｏ．１５と同様に粒界中にＲ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部１１が見られないことが確認された。
【符号の説明】
【0139】
１…Ｒ－Ｔ－Ｂ系永久磁石
１１…Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部
１１…Ｒ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｇａ－Ａｌ濃縮部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】