特開 2024-56122 重希土類スラリー及び当該重希土類スラリーを用いたＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造方法

(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】P2024056122

(43)【公開日】2024-04-22

(54)【発明の名称】重希土類スラリー及び当該重希土類スラリーを用いたＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 41/02 20060101AFI20240415BHJP

   H01F 1/057 20060101ALI20240415BHJP

   C04B 35/40 20060101ALI20240415BHJP

   B22F 1/00 20220101ALI20240415BHJP

   B22F 1/12 20220101ALI20240415BHJP

   B22F 1/107 20220101ALI20240415BHJP

   B22F 3/24 20060101ALI20240415BHJP

   B22F 3/00 20210101ALI20240415BHJP

   B22F 9/00 20060101ALI20240415BHJP

   B22F 1/05 20220101ALI20240415BHJP

【ＦＩ】

H01F41/02 G

H01F1/057 170

C04B35/40

B22F1/00 R

B22F1/12

B22F1/107

B22F3/24 L

B22F3/24 K

B22F3/00 F

B22F9/00 B

B22F1/05

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023121441

(22)【出願日】2023-07-26

(31)【優先権主張番号】202211239979.9

(32)【優先日】2022-10-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】310005618

【氏名又は名称】煙台東星磁性材料株式有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100139033

【弁理士】

【氏名又は名称】日高 賢治

(72)【発明者】

【氏名】楊昆昆

(72)【発明者】

【氏名】彭衆傑

(72)【発明者】

【氏名】王伝申

(72)【発明者】

【氏名】丁開鴻

【テーマコード（参考）】

4K017

4K018

5E040

5E062

【Ｆターム（参考）】

4K017AA02

4K017AA08

4K017BA08

4K017CA07

4K017DA04

4K017DA07

4K018AA27

4K018AB01

4K018AB03

4K018AB10

4K018AC01

4K018BA20

4K018BB04

4K018BC12

4K018BD04

4K018FA08

4K018FA11

4K018FA12

4K018KA45

5E040AA04

5E040BD01

5E040CA01

5E040HB17

5E040NN01

5E062CD05

5E062CG02

5E062CG05

(57)【要約】

【課題】拡散処理に用いる重希土類スラリー塗布層の硬度・強度不足、摩耗し易さ、拡散工程における収縮、重希土類元素の短時間での過剰な供給による拡散のばらつき、重希土類元素の浪費を防止する。
【解決手段】Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の拡散処理に用いる重希土類スラリーであって、重希土類粉末、有機接着剤、球状耐熱セラミック粉末及び有機溶剤を含み、前記球状耐熱セラミック粉末の平均粒子径は、前記重希土類粉末の平均粒子径の５～１０倍であり、前記球状耐熱セラミック粉末の重量は、前記重希土類粉末の重量の１０～３０％である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の拡散処理に用いる重希土類スラリーであって、
重希土類粉末、有機接着剤、球状耐熱セラミック粉末及び有機溶剤を含み、
前記球状耐熱セラミック粉末の平均粒子径は、前記重希土類粉末の平均粒子径の５～１０倍であり、前記球状耐熱セラミック粉末の重量は、前記重希土類粉末の重量の１０～３０％である、
ことを特徴とする重希土類スラリー。

【請求項2】

前記重希土類粉末は、純テルビウム粉末、純ジスプロシウム粉末、水素化ジスプロシウム粉末、水素化テルビウム粉末の少なくとも一つであり、平均粒子径は２～１０μｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載の重希土類スラリー。

【請求項3】

前記有機接着剤は、樹脂系接着剤又はゴム系接着剤である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の重希土類スラリー。

【請求項4】

前記球状耐熱セラミック粉末は、球状アルミナセラミック粉末、球状ジルコニアセラミック粉末、球状窒化ホウ素セラミック粉末の少なくとも一つであり、平均粒子径は１０～１００μｍである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の重希土類スラリー。

【請求項5】

前記有機溶剤は、ケトン、ベンゼン又は脂質溶剤である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の重希土類スラリー。

【請求項6】

前記重希土類粉末と前記球状耐熱セラミック粉末の合計重量は、前記重希土類スラリーの４０～８０％であり、
前記有機接着剤の重量は、前記重希土類スラリーの５～１０％であり、
残部は前記有機溶剤である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の重希土類スラリー。

【請求項7】

Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造方法であって、
（ステップ１）請求項１ないし６のいずれか１項に記載の前記重希土類スラリーを拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の表面に塗布・乾燥させて重希土類塗布層を形成し、
（ステップ２）真空又はアルゴンガス雰囲気下において、前記重希土類塗布層で覆われた前記拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体に、拡散処理及び時効処理を行う、
ことを特徴とするＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造方法。

【請求項8】

前記重希土類スラリーの塗布方法は、シルクスクリーン印刷法又はスプレーコーティング法である、
ことを特徴とする請求項７に記載のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造方法。

【請求項9】

前記重希土類塗布層における前記重希土類粉末の重量は、前記拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の０．３～１．５％である、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造方法。

【請求項10】

前記拡散処理の温度は８５０～９５０℃、処理時間は３～４８時間であり、前記時効処理の温度は４５０～６５０℃、処理時間は３～１０時間である、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の技術分野に属し、特にＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体を拡散処理するために用いる重希土類スラリー、及び当該重希土類スラリーを用いたＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁性体は、空調、自動車、医療機器を始めとする各種技術分野で広く応用されており、更なる小型化及び薄片化と共に、残留磁気及び保磁力の更なる向上が求められている。

【0003】

Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁性体の合金では、テルビウムやジスプロシウム元素を添加することで、いずれもＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁性体の保磁力を向上させることができるが、従来の配合方法では、主相結晶粒界にジスプロシウムやテルビウム元素が入り込んでしまうことから、その残留磁気が顕著に低下し、かつ大量の重希土類元素を浪費していた。

【0004】

中国特許公開番号ＣＮ１０７５７８９１２Ａには、高い保磁力を備えるＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造方法が開示されており、重希土類粉末に酸化防止剤、接着剤、有機溶剤を混合して懸濁液を形成した後にＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の表面に塗布し、乾燥した後に拡散処理及び時効処理を行うことで、磁性体の保磁力を向上させている。当該方法は、製造効率が高く、材料の利用率も高いことから広く用いられているが、この方法で製造された重希土類塗布層は、硬度と強度が低く、傷つき摩耗し易いことから、重希土類元素が局所的に欠損し、拡散効果に影響を及ぼす。しかも、塗布層は拡散処理工程で不規則な収縮が生じ易く、Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の表面で重希土類元素が局所的に欠損し、一部の領域で重希土類元素が過度に集中し、拡散処理後のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の磁気特性は不均一性であった。

【0005】

Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体表面の塗布層は、高温で拡散処理すると重希土類元素が短時間で過剰に供給され、Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体表面と重希土類元素とが過度に反応して大量の重希土類元素を浪費してしまい、重希土類元素の供給不足となり、Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体内部への拡散が不足してしまう。最終的に拡散処理後の磁性体表層と中心部とで大きな性能差が生じ、重希土類元素の浪費も甚大であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】中国特許ＣＮ１０７５７８９１２Ａ公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本願発明は、従来技術に存在する重希土類スラリーを用いた塗布層の硬度・強度不足、摩耗し易さ、拡散工程における収縮、重希土類元素の短時間での過剰な供給による拡散のばらつき、重希土類元素の浪費といった問題を解消することが可能なＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の拡散処理に用いる重希土類スラリー、及び当該重希土類スラリーを用いたＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造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】

【0008】

上記した目的を達成するため、本願の第一発明は、Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の拡散処理に用いる重希土類スラリーであって、
重希土類粉末、有機接着剤、球状耐熱セラミック粉末及び有機溶剤を含み、
前記球状耐熱セラミック粉末の平均粒子径は、前記重希土類粉末の平均粒子径の５～１０倍であり、前記球状耐熱セラミック粉末の重量は、前記重希土類粉末の重量の１０～３０％である、ことを特徴とする。

【0009】

前記重希土類粉末は、純テルビウム粉末、純ジスプロシウム粉末、水素化ジスプロシウム粉末、水素化テルビウム粉末の少なくとも一つであり、平均粒子径は２～１０μｍである、ことを特徴とする。

【0010】

前記有機接着剤は、樹脂系接着剤又はゴム系接着剤である、ことを特徴とする。

【0011】

前記球状耐熱セラミック粉末は、球状アルミナセラミック粉末、球状ジルコニアセラミック粉末、球状窒化ホウ素セラミック粉末の少なくとも一つであり、平均粒子径は１０～１００μｍである、ことを特徴とする。

【0012】

前記有機溶剤は、ケトン、ベンゼン又は脂質溶剤である、ことを特徴とする。

【0013】

前記重希土類粉末と前記球状耐熱セラミック粉末の合計重量は、前記重希土類スラリーの４０～８０％であり、前記有機接着剤の重量は、前記重希土類スラリーの５～１０％であり、残部は前記有機溶剤である、ことを特徴とする。

【0014】

また上記した目的を達成するため、本願の第二発明は、Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造方法であって、（ステップ１）上記した前記重希土類スラリーを拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の表面に塗布・乾燥させて重希土類塗布層を形成し、
（ステップ２）真空又はアルゴンガス雰囲気下において、前記重希土類塗布層で覆われた前記拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体に、拡散処理及び時効処理を行う、ことを特徴とする。

【0015】

前記重希土類スラリーの塗布方法は、シルクスクリーン印刷法又はスプレーコーティング法である、ことを特徴とする。

【0016】

前記重希土類塗布層における前記重希土類粉末の重量は、前記拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の０．３～１．５％である、ことを特徴とする。

【0017】

前記拡散処理の温度は８５０～９５０℃、処理時間は３～４８時間であり、前記時効処理の温度は４５０～６５０℃、処理時間は３～１０時間である、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明の重希土類スラリー及びこれを用いたＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の製造方法によって、以下の技術的効果を実現することができる。
（１）重希土類スラリーに所定の大きさの球状耐熱セラミック粉末を所定の割合で添加することで、これを吹き付けて乾燥させた後に形成された重希土類塗布層は、球状耐熱セラミック粉末を構成の基礎とする骨格構造及び骨格構造の隙間に三次元網目構造状に連続して分布する重希土類を含む構造となる。重希土類塗布層中の球状耐熱セラミック粉末は基本的な骨格を形成し、膜層全体の硬度及び強度を高めて膜層の耐摩耗性及び耐スクラッチ性を向上させる一方、拡散処理工程における重希土類膜層の収縮を防止し、拡散処理工程における重希土類元素の分布をより均等化することができる。

【0019】

（２）重希土類塗布層は、重希土類拡散源が球状耐熱セラミック粉末で形成される骨格構造の隙間に三次元網目構造状に連続して存在することから、重希土類塗布層中の重希土類は、拡散処理工程において、セラミック粉末間の隙間に沿って安定して持続的にＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体に拡散する。これによって重希土類の一時的な過剰供給が解消され、拡散性能と拡散均一性が向上し、重希土類元素の浪費を防ぐことができる。更に、球状耐熱セラミック粉末が存在することで、重希土類塗布層中の重希土類元素が均等且つ連続した網目構造の内部にとどまり、重希土類塗布層表面から内部への大気中の酸素の浸入を軽減することができ、重希土類塗布層の抗酸化性が向上する。

【0020】

（３）重希土類スラリーの塗布工程において、球状耐熱セラミック粉末の添加によりスラリーの流動性及び懸濁性が増大し、コーティングの精度と安定性が向上する。更に、球状耐熱セラミック粉末を添加することで、重希土類元素の脱気経路が改善され、重希土類スラリー中の有機溶剤等の揮発が促進され、製造上の安定性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体表面に重希土類塗布層を形成した状態を示す模式図。

【図2】拡散処理後のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体を拡散方向に沿って切断した状態を示す模式図。

【0022】

図１において、符号１は拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体、符号２は重希土類スラリー塗布層、符号３は球状耐熱セラミック粉末、符号４は重希土類粉末を含む樹脂層を示す。

【0023】

図２において、１＃及び５＃は拡散方向に沿った最も外側の切断サンプルを示し、３＃は最も中央の切断サンプルを示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図１及び図２を用いて本願発明の原理及び特徴を詳細に説明する。下記実施例は、本発明の解釈のみに用いるものであり、本願発明に係る構成を限定するものではない。

【0025】

実施例１
（ステップ１）平均粒子径２．０μｍの純Ｔｂ粉末、ゴム系接着剤、ケトン系有機溶剤及び平均粒子径１０．０μｍの球状アルミナセラミック粉末の四つを重希土類スラリーの原料とした。まず、純Ｔｂ粉末と球状アルミナセラミック粉末とを混合し、球状アルミナセラミック粉末の重量は純Ｔｂ粉末の重量の１０％であり、混合後の粉末を拡散源中間体とした。拡散源中間体、ゴム系接着剤及びケトン系有機溶剤をそれぞれ４０％、５％、５５％の割合で混合し、均一に撹拌し、実施例１に係る重希土類スラリーを作成した。

【0026】

（ステップ２）作成した重希土類スラリーを、シルクスクリーン印刷法で平面１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の上下二つの平面に塗布し、スラリーを乾燥させて重希土類塗布層を形成した。塗布層中の重希土類元素の重量を拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の重量の０．８％とした。Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体は、溶錬、製粉、成型、焼結及び時効処理工程を経て作成したＮ４８Ｈグレードの磁性体であり、これを１０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍに加工したものである。

【0027】

実施例１に係る重希土類塗布層は、図１の模式図に示すとおり、球状アルミナセラミック粉末を基礎とする骨格構造を有しており、重希土類粉末は、この球状アルミナセラミック粉末によって構成される骨格構造の隙間に分布し、かつ三次元網目構造を構成している。

【0028】

（ステップ３）重希土類塗布層を有するＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体を、真空中で拡散処理及び時効処理した。拡散処理は８５０℃で４８時間、時効処理は５００℃で５時間であった。拡散処理完了後の磁性体の磁気特性を測定した。測定結果を表１に示す。

【0029】

実施例１と対比するため、以下の比較例１を作成した。

【0030】

比較例１
（ステップ１）平均粒子径２．０μｍの純Ｔｂ粉末、ゴム系接着剤及びケトン系有機溶剤の三つを重希土類スラリーの原料とした。純Ｔｂ粉末、ゴム系接着剤及びケトン系有機溶剤をそれぞれ４０％、５％、５５％の割合で混合し、均一に撹拌して比較例１に係る重希土類スラリーを作成した。

【0031】

（ステップ２）上記重希土類スラリーをシルクスクリーン印刷法で平面１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ５ｍｍのＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の上下二つの平面に塗布し、スラリーを乾燥させ、重希土類塗布層を形成した。塗布層中の重希土類元素の重量をＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の重量の０．８％とした。Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体は、溶錬、製粉、成型、焼結及び時効処理工程を経て作成したＮ４８Ｈグレードの磁性体であり、これを１０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍに加工したものである。

【0032】

（ステップ３）重希土類塗布層を有するＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体を真空中で拡散及び時効処理した。拡散処理は８５０℃で４８時間、時効処理は５００℃で５時間であった。拡散処理完了後の磁性体の磁気特性を測定した。測定結果を表１に示す。

【0033】

実施例１及び比較例１における重希土類塗布層の耐スクラッチ性を対比するために、実施例１の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面と、比較例１の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面とを接触させ相互摩擦試験を行った。

【0034】

実施例１のサンプル表面と比較例１のサンプル表面とが擦れて削れ落ちた重希土類塗布層の面積が塗布面の総面積に占める比率を算出した。算出結果を表１に示す。ここでは、その比率を「削れ率」として定義する（以下、実施例２～４、比較例２～４も同様）。

【0035】

実施例１及び比較例１の重希土類塗布層の拡散処理工程における耐収縮性を対比するために、実施例１及び比較例１からそれぞれ１００枚の拡散処理後の磁性体を選択し、拡散処理後の重希土類塗布層に収縮現象が生じたサンプルの数量とサンプルの総数とを比較して収縮率を算出した。算出結果を表１に示す。

【0036】

表１

【0037】

表１に示すとおり、実施例１の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面は、比較例１の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面と接触し摩擦し合っても傷は付かなかったが、比較例１のサンプルは傷が付き、その削れ率は２０％であり、実施例１の重希土類塗布層の耐スクラッチ性が比較例１より強いことを示している。

【0038】

また、拡散処理工程における比較例１のサンプル表面の重希土類塗布層の収縮率は７％であったが、実施例１のサンプル表面の重希土類塗布層は拡散処理工程においても収縮しなかった。これは、実施例１の重希土類塗布層が、比較例１の重希土類塗布層に比べてより高い耐収縮性を有することを示している。

【0039】

表１に示すとおり、重希土類元素の総量が同一の場合、実施例１の磁性体は、拡散処理後に残留磁気Ｂｒが０．１８ｋＧｓ低下し、保磁力Ｈｃｊが１０．４ｋＯｅ増加し、角型比Ｈｋ／Ｈｃｊが０．００７低下したことが分かる。比較例１の磁性体は、拡散処理後にＢｒが０．２０ｋＧｓ低下し、Ｈｃｊが９．８ｋＯｅ増加し、Ｈｋ／Ｈｃｊが０．０１４低下したことが分かる。

【0040】

上記結果から、実施例１及び比較例１は、いずれも重希土類元素の総量が同一であり、Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の磁気特性が向上しているものの、実施例１の方が残留磁気の低下幅がより低く、保磁力の増加幅が大きく、角形比の低下幅がより小さくなっていることが分かる。

【0041】

拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体、実施例１の拡散完了後のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体及び比較例１の拡散完了後のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体を、図２に示すように拡散方向（厚み方向）に沿って５等分に切断し、拡散方向に沿って異なる位置の磁気特性を測定した。測定結果を表２に示す。

【0042】

表２

【0043】

表２に示すとおり、重希土類元素の総量と拡散処理工程の条件が同一の実施例１と比較例２とを対比すると、実施例１の磁性体の拡散方向の最も外側に位置する第１層サンプルと第３層サンプルの保磁力の差は２．２０ｋＯｅであり、且つ第３層サンプルの保磁力は第３層拡散処理前よりも８．７０ｋＯｅ向上しているのに対し、比較例１の磁性体の拡散方向の最も外側に位置する第１層サンプルと第３層サンプルの保磁力の差は２．９ｋＯｅであり、且つ第３層サンプルの保磁力は第３層拡散処理前よりも８．００ｋＯｅの増加であった。

【0044】

更に、拡散処理後の実施例１の磁性体の第３層における磁気特性は、拡散処理後の比較例１の磁性体の第３層における磁気特性と対比して、０．７０ｋＯｅ向上した。上記対比の結果、実施例１の磁性体は、比較例１に比べて拡散深さがより深く、拡散もより均等であることが分かる。

【0045】

実施例２
（ステップ１）平均粒子径５．０μｍの水素化ジスプロシウム粉末及び純Ｄｙ粉末の１：１混合物、樹脂系接着剤、エステル系有機溶剤及び平均粒子径３５．０μｍの球状ジルコニアセラミック粉末の四つを重希土類スラリーの原料とした。まず、重希土類拡散源粉末と球状ジルコニアセラミック粉末とを混合し、球状ジルコニアセラミック粉末の重量は重希土類拡散源粉末の重量の１５％であり、混合後の粉末を拡散源中間体とした。拡散源中間体、樹脂系接着剤及びエステル系有機溶剤をそれぞれ６０％、１０％、３０％の割合で混合し、均一に撹拌して重希土類スラリーを作成した。

【0046】

（ステップ２）作成した重希土類スラリーを、シルクスクリーン印刷法で平面１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の上下二つの平面に塗布し、スラリーを乾燥させて重希土類塗布層を形成した。塗布層中の重希土類元素の重量をＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の重量の０．３％とした。Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体は、溶錬、製粉、成型、焼結及び時効処理工程を経て作成したＮ５５Ｈグレードの磁性体であり、これを１０ｍｍ×１０ｍｍ×３ｍｍに加工したものである。

【0047】

実施例２に係る重希土類塗布層は、図１の模式図に示すとおり、球状ジルコニアセラミック粉末を基礎とする骨格構造を有しており、重希土類粉末は、この球状ジルコニアセラミック粉末によって構成される骨格構造の隙間に分布し、かつ三次元網目構造を構成している。

【0048】

（ステップ３）重希土類塗布層を有するＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体をアルゴンガス雰囲気中で拡散処理及び時効処理した。拡散処理は９００℃で３時間、時効処理は４５０℃で３時間であった。拡散処理完了後の磁性体の磁気特性を測定した。測定結果を表３に示す。

【0049】

実施例１と対比するため、以下の比較例２を作成した。

【0050】

比較例２
（ステップ１）平均粒子径５．０μｍの水素化ジスプロシウム粉末及び純Ｄｙ粉末の１：１混合物、樹脂系接着剤及びエステル系有機溶剤の三つを重希土類スラリーの原料とした。重希土類粉末、樹脂系接着剤及びエステル系有機溶剤をそれぞれ６０％、１０％、３０％の割合で混合し、均一に撹拌して比較例２に係る重希土類スラリーを作成した。

【0051】

（ステップ２）上記重希土類スラリーをシルクスクリーン印刷法で平面１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ３ｍｍのＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の上下二つの平面に塗布し、スラリーを乾燥させ、重希土類塗布層を形成した。塗布層中の重希土類元素の重量をＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の重量の０．３％とした。Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体は、溶錬、製粉、成型、焼結及び時効処理工程を経て作成したＮ５５Ｈグレードの磁性体であり、これを１０ｍｍ×１０ｍｍ×３ｍｍに加工したものである。

【0052】

（ステップ３）重希土類塗布層を有するＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体をアルゴンガス雰囲気中で拡散及び時効処理した。拡散処理は９００℃で３時間、時効処理は４５０℃で３時間であった。拡散処理完了後の磁性体の磁気特性を測定した。測定結果を表３に示す。

【0053】

実施例２及び比較例２における重希土類塗布層の耐スクラッチ性を対比するために、実施例２の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面と、比較例２の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面とを接触させ相互摩擦試験を行った。

【0054】

実施例２のサンプル表面と比較例２のサンプル表面とが擦れて削れ落ちた重希土類塗布層の面積が塗布面の総面積に占める削れ率を算出した。算出結果を表３に示す。

【0055】

実施例２及び比較例２の重希土類塗布層の拡散工程における耐収縮性を対比するために、実施例２及び比較例２からそれぞれ１００枚の拡散処理後の磁性体を選択し、拡散処理後の重希土類塗布層に収縮現象が生じたサンプルの数量とサンプルの総数とを比較して収縮率を算出した。算出結果を表３に示す。

【0056】

表３

【0057】

表３に示すとおり、実施例２の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面は、比較例２の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面と接触し摩擦し合っても傷は付かなかったが、比較例２のサンプルは傷が付き、その削れ率は１０％であり、実施例２の重希土類塗布層の耐スクラッチ性が比較例２より強いことを示している。

【0058】

また、拡散処理工程における比較例２のサンプル表面の重希土類塗布層の収縮率は１１％であったが、実施例２のサンプル表面の重希土類塗布層は拡散処理工程においても収縮しなかった。これは、実施例２の重希土類塗布層が、比較例２の重希土類塗布層と比べてより高い耐収縮性を有することを示している。

【0059】

表３に示すとおり、重希土類元素の総量が同一の場合、実施例２の磁性体は、拡散処理後に残留磁気Ｂｒが０．０９ｋＧｓ低下し、保磁力Ｈｃｊが３．８１ｋＯｅ増加し、角型比Ｈｋ／Ｈｃｊが０．００８低下したことが分かる。比較例２の磁性体は、拡散処理後にＢｒが０．１０ｋＧｓ低下し、Ｈｃｊが３．３ｋＯｅ増加し、Ｈｋ／Ｈｃｊが０．００９低下したことが分かる。

【0060】

上記結果から、実施例２及び比較例２は、いずれも重希土類元素の総量が同一であり、Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の磁気特性が向上しているものの、実施例２の方が保磁力の増加幅がより大きいことが分かる。

【0061】

拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体、実施例２の拡散完了後のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体及び比較例２の拡散完了後のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体を、拡散方向（厚み方向）に沿って３等分に切断し、拡散方向に沿って異なる位置の磁気特性を測定した。測定結果を表４に示す。

【0062】

表４

【0063】

表４に示すとおり、重希土類元素の総量と拡散処理工程の条件が同一の実施例２と比較例２とを対比すると、実施例２の磁性体の拡散方向の最も外側に位置する第１層サンプルと第２層サンプルの保磁力の差は０．７９ｋＯｅであり、サンプルの第２層におけるＨｃｊは３．０ｋＯｅ増加しているのに対し、比較例２の磁性体の拡散方向の最も外側に位置する第１層サンプルと第２層サンプルの保磁力の差は１．３３ｋＯｅであり、且つ第２層サンプルの保磁力は第２層拡散処理前よりも２．０６ｋＯｅの増加であった。

【0064】

更に、拡散処理後の実施例２の磁性体の第２層における磁気特性は、拡散処理後の比較例２の磁性体の第２層における磁気特性と対比して、０．９４ｋＯｅ増加した。上記対比の結果、実施例２の磁性体は、比較例２に比べて拡散深さがより深く、拡散もより均等であることが分かる。

【0065】

実施例３
（ステップ１）平均粒子径１０．０μｍの水素化テルビウム粉末、ゴム系接着剤、ベンゼン系有機溶剤及び平均粒子径１００μｍの球状窒化ホウ素セラミック粉末の四つを重希土類スラリーの原料とした。まず、水素化テルビウム粉末と球状窒化ホウ素セラミック粉末とを混合し、球状窒化ホウ素粉末の重量は水素化テルビウム粉末の重量の１０％であり、混合後の粉末を拡散源中間体とした。拡散源中間体、ゴム系接着剤及びベンゼン系有機溶剤をそれぞれ８０％、６％、１４％の割合で混合し、均一に撹拌し、実施例３に係る重希土類スラリーを作成した。

【0066】

（ステップ２）作成した重希土類スラリーを、スプレーコーティング法で平面１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ６ｍｍの拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の二つの平面に塗布し、スラリーを乾燥させて重希土類塗布層を形成した。塗布層中の重希土類元素の重量を拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の重量の１．０％とした。Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体は、溶錬、製粉、成型、焼結及び時効処理工程を経て作成したＮ５５Ｈグレードの磁性体であり、これを加工して１０ｍｍ×１０ｍｍ×６ｍｍに加工したものである。

【0067】

実施例３に係る重希土類塗布層は、図１の模式図に示すとおり、球状窒化ホウ素セラミック粉末を基礎とする骨格構造を有しており、重希土類粉末は、この球状窒化ホウ素セラミック粉末によって構成される骨格構造の隙間に分布し、かつ三次元網目構造を構成している。

【0068】

（ステップ３）重希土類塗布層を有するＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体をアルゴンガス雰囲気中で拡散処理及び時効処理した。拡散処理は９５０℃で３０時間、時効処理は６００℃で１０時間であった。拡散処理完了後の磁性体の磁気特性を測定した。測定結果を表５に示す。

【0069】

実施例３と対比するため、以下の比較例３を作成した。

【0070】

比較例３
（ステップ１）平均粒子径１０．０μｍの水素化テルビウム粉末、ゴム系接着剤及びベンゼン系有機溶剤の三つを重希土類スラリーの原料とした。水素化テルビウム粉末、ゴム系接着剤及びベンゼン系有機溶剤をそれぞれ８０％、６％、１４％の割合で混合し、均一に撹拌して比較例３に係る重希土類スラリーを作成した。

【0071】

（ステップ２）上記重希土類スラリーをスプレーコーティング法で平面１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ６ｍｍのＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体素の上下二つの平面に塗布し、乾燥した後に特殊な構造を備える重希土類塗布層を形成し、塗布層中の重希土類元素の重量をＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体素地の重量の１．０％とした。Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体は、溶錬、製粉、成型、焼結及び時効処理工程を経て作成したＮ５５Ｈグレードの磁性体であり、これを１０ｍｍ×１０ｍｍ×６ｍｍに加工したものである。

【0072】

（ステップ３）重希土類塗布層を有するＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体をアルゴンガス雰囲気中で拡散及び時効処理した。拡散処理は９５０℃で３０時間、時効処理は６００℃で１０時間であった。拡散処理完了後の磁性体の磁気特性を測定した。測定結果を表５に示す。

【0073】

実施例３及び比較例３における重希土類塗布層の耐スクラッチ性を対比するために、実施例３の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面と、比較例３の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面とを接触させ相互摩擦試験を行った。

【0074】

実施例３のサンプル表面と比較例３のサンプル表面とが擦れて削れ落ちた重希土類塗布層の面積が塗布面の総面積に占める削れ率を算出した。算出結果を表５に示す

【0075】

実施例３及び比較例３の重希土類塗布層の拡散処理工程における耐収縮性を対比するために、実施例３及び比較例３からそれぞれ１００枚の拡散処理後の磁性体を選択し、拡散処理後の重希土類塗布層に収縮現象が生じたサンプルの数量とサンプルの総数とを比較して収縮率を算出した。算出結果を表５に示す。

【0076】

表５

【0077】

表５に示すとおり、実施例３の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面は、比較例３の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面と接触し摩擦し合っても傷は付かなかったが、比較例３のサンプルは傷が付き、その削れ率は９％であり、実施例３の重希土類塗布層の耐スクラッチ性が比較例３より強いことを示している。

【0078】

また、拡散処理工程における比較例３のサンプル表面の重希土類塗布層の収縮率は６％であったが、実施例３のサンプル表面の重希土類塗布層は拡散処理工程においても収縮しなかった。これは、実施例３の重希土類塗布層が、比較例３の重希土類塗布層と比べてより高い耐収縮性を有することを示している。

【0079】

表５に示すとおり、重希土類元素の総量が同一の場合、実施例３の磁性体は、拡散処理後に残留磁気Ｂｒが０．２３ｋＧｓ低下し、保磁力Ｈｃｊが１１．２８ｋＯｅ増加し、角型比Ｈｋ／Ｈｃｊが０．００９低下したことが分かる。比較例３の磁性体は、拡散処理後にＢｒが０．２５ｋＧｓ低下し、Ｈｃｊが１０．４８ｋＯｅ増加し、Ｈｋ／Ｈｃｊが０．０１４低下したことが分かる。

【0080】

上記結果から、実施例３及び比較例３は、いずれも重希土類元素の総量が同一であり、Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の磁気特性が向上しているものの、実施例３の方が保磁力の増加幅がより大きいことが分かる。

【0081】

拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体、実施例３の拡散完了後のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体及び比較例３の拡散完了後のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体を、図２に示すように拡散方向（厚み方向）に沿って５等分に切断し、拡散方向に沿って異なる位置の磁気特性を測定した。測定結果を表６に示す。

【0082】

表６

【0083】

表６に示すとおり、重希土類元素の総量と拡散処理工程の条件が同一の実施例３と比較例３を対比すると、実施例３の磁性体の拡散方向の最も外側に位置する第１層サンプルと中心に位置する第３層サンプルの保磁力の差は１．７０ｋＯｅであり、且つ第３層サンプルの保磁力は第３層拡散処理前よりも９．９９ｋＯｅ向上しているのに対し、比較例３の磁性体の拡散方向の最も外側に位置する第１層サンプルと中心に位置する第３層サンプルの保磁力の差は２．５５ｋＯｅであり、且つ第３層サンプルの保磁力は第３層拡散処理前よりも８．７９ｋＯｅの増加であった。

【0084】

更に、拡散処理後の実施例３の磁性体の第３層における磁気特性は、拡散処理後の比較例３の磁性体の第３層における磁気特性と対比して、１．２０ｋＯｅ向上した。上記対比の結果、実施例３の磁性体は、比較例３に比べて拡散深さがより深く、拡散もより均等であることが分かる。

【0085】

実施例４
（ステップ１）平均粒子径５．０μｍの水素化テルビウム粉末、樹脂系接着剤、エステル系有機溶剤及び平均粒子径５００μｍの球状酸化ジルコニウムセラミック粉末の四つを重希土類スラリーの原料とした。まず、水素化テルビウム粉末と球状酸化ジルコニウムセラミック粉末とを混合し、球状酸化ジルコニウム粉末の重量は水素化テルビウム粉末の重量の３０％であり、混合後の粉末を拡散源中間体とした。その後、拡散源中間体、樹脂系接着剤及びエステル系有機溶剤をそれぞれ６０％、８％、３２％の割合で混合し、均一に撹拌し、実施例４に係る重希土類スラリーを作成した。

【0086】

（ステップ２）作成した重希土類スラリーを、スプレーコーティング法で平面１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ８ｍｍの拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の上下二つの平面に塗布し、スラリーを乾燥させて重希土類塗布層を形成した。塗布層中の重希土類元素の重量を拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の重量の１．５％とした。Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体は、溶錬、製粉、成型、焼結及び時効処理工程を経て作成したＮ４２Ｈグレードの磁性体であり、これを１０ｍｍ×１０ｍｍ×８ｍｍに加工したものである。

【0087】

実施例４に係る重希土類塗布層は、図１の模式図に示すとおり、球状酸化ジルコニウム粉末を基礎とする骨格構造を有しており、重希土類粉末は、この球状酸化ジルコニウム粉末によって構成される骨格構造の隙間に分布し、かつ三次元網目構造を構成している。

【0088】

（ステップ３）重希土類塗布層を有するＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体を真空中で拡散処理及び時効処理した。拡散処理は９００℃で４０時間、時効処理は６５０℃で８時間であった。拡散処理完了後の磁性体の磁気特性を測定した。測定結果を表７に示す。

【0089】

実施例４と対比するため、以下の比較例４を作成した。

【0090】

比較例４
（ステップ１）平均粒子径５．０μｍの水素化テルビウム粉末、樹脂系接着剤及びエステル系有機溶剤の三つを重希土類スラリーの原料とした。水素化テルビウム粉末、樹脂系接着剤及びエステル系有機溶剤をそれぞれ６０％、８％、３２％の割合で混合し、均一に撹拌して比較例４に係る重希土類スラリーを作成した。

【0091】

（ステップ２）上記重希土類スラリーをスプレーコーティング法で平面１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ８ｍｍのＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体素の二つの平面に塗布し、乾燥させて重希土類塗布層を形成した。塗布層中の重希土類元素の重量をＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の重量の１．５％とした。Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体は、溶錬、製粉、成型、焼結及び時効処理工程を経て作成したＮ４２Ｈグレードの磁性体であり、これを１０ｍｍ×１０ｍｍ×８ｍｍに加工したものである。

【0092】

（ステップ３）重希土類塗布層を有するＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体を真空中で拡散及び時効処理した。拡散処理は９００℃で４０時間、時効処理は６５０℃で８時間であった。拡散処理完了後の磁性体の磁気特性を測定した。測定結果を表７に示す。

【0093】

実施例４及び比較例４における重希土類塗布層の耐スクラッチ性を対比するために、実施例４の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面と、比較例４の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面とを接触させ相互摩擦試験を行った。

【0094】

実施例４のサンプル表面と比較例４のサンプル表面とが擦れて素地から削れ落ちた重希土類塗布層の面積が塗布面の総面積に占める削れ率を算出した。算出結果を表７に示す。

【0095】

実施例４及び比較例４の重希土類塗布層の拡散処理工程における耐収縮性を対比するために、実施例４及び比較例４からそれぞれ１００枚の拡散処理後の磁性体を選択し、拡散処理後の重希土類塗布層に収縮現象が生じたサンプルの数量とサンプルの総数とを比較して収縮率を算出した。算出結果を表７に示す。

【0096】

表７

【0097】

表７に示すとおり、実施例４の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面は、比較例４の重希土類塗布層を有するサンプルの塗布面と接触し摩擦し合っても傷は付かなかったが、比較例４のサンプルは傷が付き、その削れ率は２１％であり、実施例４の重希土類塗布層の耐スクラッチ性が比較例４より強いことを示している。

【0098】

また、拡散処理工程における比較委例４のサンプル表面の重希土類塗布層の収縮率は１３％であったが、実施例４のサンプル表面の重希土類塗布層は拡散処理工程においても収縮しなかった。これは、実施例４の重希土類塗布層が、比較例４の重希土類塗布層と比べてより高い耐収縮性を有することを示している。

【0099】

表７に示すとおり、重希土類元素の総量が同一の場合、実施例４の磁性体は、拡散処理後に残留磁気Ｂｒが０．２８ｋＧｓ低下し、保磁力Ｈｃｊが１１．９５ｋＯｅ増加し、角型比Ｈｋ／Ｈｃｊが０．００９低下したことが分かる。比較例４の磁性体は、拡散処理後にＢｒが０．３２ｋＧｓ低下し、Ｈｃｊが１１．４０ｋＯｅ増加し、Ｈｋ／Ｈｃｊが０．０１３低下したことが分かる。

【0100】

上記結果から、実施例４及び比較例４は、いずれも重希土類元素の総量が同一であり、Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体の磁気特性が向上しているものの、実施例４の方が重保磁力の増加幅がより大きいことが分かる。

【0101】

拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体、実施例４の拡散完了後のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体及び比較例４の拡散完了後のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体を、図２に示すように拡散方向（厚み方向）に沿って５等分に切断し、拡散方向に沿って異なる位置の磁気特性を測定した。測定結果を表８に示す。

【0102】

表８

【0103】

表８に示すとおり、重希土類元素の総量と拡散処理工程の条件が同一の実施例４と比較例４を対比すると、実施例４の磁性体の拡散方向の最も外側に位置する第１層サンプルと中心に位置する第３層サンプルの保磁力の差は２．８１ｋＯｅであり、且つ第３層サンプルの保磁力は第３層拡散処理前よりも１０．２０ｋＯｅ向上した一方、比較例４の磁性体の拡散方向の最も外側に位置する第１層サンプルと中心に位置する第３層サンプルの保磁力の差は３．７０ｋＯｅであり、且つ第３層サンプルの保磁力は第３層拡散処理前よりも９．０９ｋＯｅの増加であった。

【0104】

更に、拡散処理後の実施例４の磁性体の第３層における磁気特性は、拡散処理後の比較例４の磁性体の第３層における磁気特性と対比して、１．１１ｋＯｅ向上した。上記対比の結果、実施例４の磁性体は、比較例４に比べて拡散深さがより深く、拡散もより均等であることが分かる。

【符号の説明】

【0105】

１ 拡散処理前のＲ－Ｆｅ－Ｂ系磁性体
２ 重希土類スラリー塗布層
３ 球状耐熱セラミック粉末
４ 重希土類粉末を含む樹脂層

【図1】

【図2】