特許 7409193 Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石

(51)【国際特許分類】

   H01F 1/057 20060101AFI20231226BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20231226BHJP

   B22F 3/00 20210101ALN20231226BHJP

【ＦＩ】

H01F1/057 170

C22C38/00 303D

C22C38/00 304

B22F3/00 F

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020056466

(22)【出願日】2020-03-26

(65)【公開番号】P2021158205

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-08-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】工藤 光

【審査官】久保田 昌晴

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２９５１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３８９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８３７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２０６０４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２４７３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５０２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１９７５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４６７８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ １／０５７、４１／０２

Ｂ２２Ｆ ３／００

Ｃ２２Ｃ ３８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びＢを含有するＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石であって、
前記Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、Ｒとして、少なくともＮｄを含有し、
前記Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、Ｔとして、少なくともＦｅを含有し、
前記Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、Ｎｄ、Ｔ及びＢを含む複数の主相粒子と、複数の前記主相粒子の間の粒界に含まれる粒界相と、を備え、
一部の前記主相粒子は、粗大主相粒子であり、
他の前記主相粒子は、前記粗大主相粒子の粒径よりも小さい粒径を有する微小主相粒子であり、
前記Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の一つの断面における前記粗大主相粒子の粒径は、１００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記断面の単位面積当たりの前記粗大主相粒子の個数は、０．１０個／ｃｍ^２以上１．００個／ｃｍ^２以下であり、
前記断面における前記微小主相粒子のメジアン径は、１μｍ以上５μｍ以下である、
Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石。

【請求項2】

Ｇａを更に含有する、
請求項１に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石。

【請求項3】

２９．５０～３３．００質量％のＲ、
０．７０～０．９５質量％のＢ、
０．０３～０．６０質量％のＡｌ、
０．０１～１．５０質量％のＣｕ、
０．００～３．００質量％のＣｏ、
０．１０～１．００質量％のＧａ、
０．０５～０．３０質量％のＣ、
０．０３～０．４０質量％のＯ、及び
残部からなり、
前記残部が、Ｆｅのみ、又はＦｅ及びその他の元素である、
請求項１又は２に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石。

【請求項4】

重希土類元素の含有量の合計が、０．００質量％以上１．００質量％以下である、
請求項１～３のいずれか一項に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石。

【請求項5】

前記断面の前記単位面積当たりの前記粗大主相粒子の前記個数は、０．１１個／ｃｍ ^２ 以上０．９８個／ｃｍ ^２ 以下である、
請求項１～４のいずれか一項に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石。

【請求項6】

前記断面の１０ｍｍ×１０ｍｍの領域内に長径が５０μｍ以上１００μｍ未満の粗大粒子が存在する焼結体を除く、
請求項１～５のいずれか一項に記載のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素Ｂを含むＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、優れた磁気特性を有することから、ハイブリッド車、電気自動車、電子機器又は家電製品等に搭載されるモータ又はアクチュエーター等に使用されている。モータ等に使用されるＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石には、高温環境下において高い保磁力（ｃоｅｒｃｉｖｉｔｙ）を有することが要求される。

【0003】

高温でのＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の保磁力（ＨｃＪ）を向上させる手法として、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ相を構成する軽希土類元素（Ｎｄ又はＰｒ）の一部を、Ｄｙ又はＴｂ等の重希土類元素で置換して、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ相の磁気異方性を向上させることが知られている。近年では、多量の重希土類元素を要する高保磁力型のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の需要が急速に拡大しつつある。

【0004】

しかしながら、重希土類元素は、資源として特定の地域に偏在しており、その産出量が限られている。したがって、重希土類元素は、軽希土類元素と比較して高価であり、その供給量は安定しない。そのため、重希土類元素の含有量が少ない場合であっても、高温において高い保磁力を有するＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石が求められている。

【0005】

例えば下記特許文献１には、重希土類元素を使用せずに高い保磁力を有する永久磁石の一例が開示されている。特許文献１に記載の永久磁石は、主相であるＲ_２Ｔ_１４Ｂ結晶粒子と、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ結晶粒子間の粒界相とを含み、永久磁石の任意の断面において主相結晶粒子の断面積分布をヒストグラムで評価したときに、主相結晶粒子の断面積分布が、断面積の平均値を挟んでその両側にそれぞれ少なくとも一つのピークを持つ分布である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１５‐３８９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石における重希土類元素の含有量が少ない場合、車載用駆動モータ等が曝される高温環境下において十分に高い保磁力を達成することは困難であり、高温環境下におけるＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の減磁（ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉоｎ）を十分に抑制することは困難であった。

【0008】

本発明の目的は、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石における重希土類元素の含有量が少ない場合であっても、高温において高い保磁力を有し、且つ高温において減磁され難い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】

【0009】

本発明の一側面に係るＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びＢを含有するＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石であって、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、Ｒとして、少なくともＮｄを含有し、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、Ｔとして、少なくともＦｅを含有し、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、Ｎｄ、Ｔ及びＢを含む複数の主相粒子（ｍａｉｎ ｐｈａｓｅ ｇｒａｉｎ）と、複数の主相粒子の間の粒界（ｇｒａｉｎ ｂоｕｎｄａｒｙ）に含まれる粒界相（ｇｒａｉｎ ｂоｕｎｄａｒｙ ｐｈａｓｅ）と、を備え、一部の主相粒子は、粗大主相粒子（ｃоａｒｓｅ ｍａｉｎ ｐｈａｓｅ ｇｒａｉｎ）であり、他の主相粒子は、粗大主相粒子の粒径（ｇｒａｉｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ）よりも小さい粒径を有する微小主相粒子（ｆｉｎｅ ｍａｉｎ ｐｈａｓｅ ｇｒａｉｎ）であり、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の一つの断面における粗大主相粒子の粒径は、１００μｍ以上１０００μｍ以下であり、上記断面の単位面積当たりの粗大主相粒子の個数は、０．１個／ｃｍ^２以上１個／ｃｍ^２以下であり、上記断面における微小主相粒子のメジアン径は、１μｍ以上５μｍ以下である。

【0010】

本発明の一側面に係るＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、Ｇａを更に含有してよい。

【0011】

Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、２９．５０～３３．００質量％のＲ、０．７０～０．９５質量％のＢ、０．０３～０．６０質量％のＡｌ、０．０１～１．５０質量％のＣｕ、０．００～３．００質量％のＣｏ、０．１０～１．００質量％のＧａ、０．０５～０．３０質量％のＣ、０．０３～０．４０質量％のＯ、及び残部からなっていてよく、残部が、Ｆｅのみ、又はＦｅ及びその他の元素であってよい。

【0012】

Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石における重希土類元素の含有量の合計は、０．００質量％以上１．００質量％以下であってよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石における重希土類元素の含有量が少ない場合であっても、高温において高い保磁力を有し、且つ高温において減磁され難いＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１中の（ａ）は、本発明の一実施形態に係るＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の模式的な斜視図であり、図１中の（ｂ）は、図１中の（ａ）に示されるＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の断面の模式図（ｂ‐ｂ線方向の矢視図）である。

【図2】図２中の（ａ）は、図１中の（ｂ）に示されるＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の断面の一部（領域ＩＩａ）の模式的な拡大図であり、図２中の（ｂ）は、粗大主相粒子を含まない従来のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の断面の一部（領域ＩＩｂ）の模式的な拡大図である。

【図3】図３は、本発明の実施例１のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の断面の一部であり、光学顕微鏡で撮影された画像である。

【図4】図４は、本発明の実施例１のＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の断面の一部であり、走査型電子顕微鏡で撮影された画像である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態は説明される。図面において、同等の構成要素には同等の符号が付される。本発明は下記実施形態に限定されるものではない。以下に記載の「永久磁石」はいずれも、「Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石」を意味する。

【0016】

（永久磁石）
本実施形態に係る永久磁石は、少なくとも希土類元素（Ｒ）、遷移金属元素（Ｔ）及びホウ素（Ｂ）を含有する。永久磁石は、ガリウム（Ｇａ）を更に含有してよい。永久磁石がＧａを含有することにより、粒界相として、後述される遷移金属リッチ相が形成され易い。永久磁石は、焼結磁石であってよい。

【0017】

永久磁石は、希土類元素Ｒとして、少なくともネオジム（Ｎｄ）を含有する。永久磁石は、Ｎｄに加えて、さらに他の希土類元素Ｒを含んでもよい。他の希土類元素Ｒは、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。

【0018】

永久磁石は、遷移金属元素Ｔとして、少なくとも鉄（Ｆｅ）を含有する。永久磁石は、遷移金属元素Ｔとして、Ｆｅ及びコバルト（Ｃｏ）の両方を含有してもよい。永久磁石は、遷移金属元素Ｔとして、Ｆｅのみを含有してもよい。

【0019】

図１中の（ａ）は、本実施形態に係る直方体状の永久磁石２の模式的な斜視図である。図１中の（ｂ）は、永久磁石２の断面２ｃｓの模式図である。図２中の（ａ）は、永久磁石２の断面２ｃｓの一部（領域ＩＩ）の拡大図である。永久磁石２の形状は、直方体に限定されない。例えば、永久磁石２の形状は、例えば、立方体、矩形（板）、多角柱、アークセグメント、扇、環状扇形（ａｎｎｕｌａｒ ｓｅｃｔｏｒ）状、球、円板、円柱、筒、リング、又はカプセルであってよい。永久磁石２の断面の形状は、例えば、多角形、円弧（円弦）、弓形、アーチ形、Ｃ字形、又は円であってよい。

【0020】

図２中の（ａ）に示されるように、永久磁石２は、複数（多数）の主相粒子４を備える。主相粒子４は、少なくともＮｄ、Ｔ及びＢを含む。主相粒子４は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂの結晶を含んでよい。Ｒ_２Ｔ_１４Ｂの結晶は、単結晶又は多結晶であってよい。主相粒子４は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂの結晶のみからなっていてよい。Ｒ_２Ｔ_１４Ｂは、例えば、（Ｎｄ_１－ｘＰｒ_ｘ）_２（Ｆｅ_１－ｙＣｏ_ｙ）_１４Ｂと表されてよく、ｘは０以上１未満であってよく、ｙは０以上１未満であってよい。主相粒子４は、Ｎｄ、Ｔ及びＢに加えて他の元素を含んでもよい。主相粒子４内の組成は均一であってよい。主相粒子４内の組成は不均一であってもよい。例えば、主相粒子４におけるＮｄ、Ｔ及びＢそれぞれの濃度分布が勾配を有していてもよい。

【0021】

一部の主相粒子４は、粗大主相粒子４Ａであり、他の主相粒子４は、粗大主相粒子４Ａの粒径よりも小さい粒径を有する微小主相粒子４Ｂである。つまり、全ての主相粒子４のうち粗大主相粒子４Ａを除く残部の全てが、微小主相粒子４Ｂである。

【0022】

粗大主相粒子４Ａの粒径（直径）は、粗大主相粒子４Ａの円相当径であってよい。例えば、各粗大主相粒子４Ａの粒径は、（４Ａ／π）^１／２と表されてよい。Ａは、永久磁石２の一つの断面２ｃｓにおいて測定される粗大主相粒子４Ａの断面積である。（４Ａ／π）^１／２は、面積がＡである円の直径（円相当径）に相当する。つまり粗大主相粒子４Ａの粒径は、粗大主相粒子４Ａの断面積Ａから算出されるＨｅｙｗｏｏｄ径であってよい。粗大主相粒子４Ａの断面積Ａの測定のために、永久磁石２の一つの断面２ｃｓの画像が光学顕微鏡によって撮影されてよい。光学顕微鏡の視野の寸法は、例えば、縦１．６ｍｍ×横２．０ｍｍであってよい。図３に示されるように、粗大主相粒子４Ａは、永久磁石２の断面２ｃｓの画像における明暗の差（コントラスト）に基づいて識別されてよい。図３の中央に位置するにおける暗い部分が、粗大主相粒子４Ａの断面である。粗大主相粒子４Ａの周囲（明るい部分）には、微小主相粒子４Ｂ及び粒界相６が存在する。粗大主相粒子４Ａの断面積Ａは、画像解析ソフトウェアを用いて測定されてよい。画像解析ソフトウェアとしては、例えば、株式会社マウンテック製のＭａｃ‐Ｖｉｅｗが用いられてよい。粗大主相粒子４Ａの粒径は、永久磁石２の一つの断面２ｃｓにおいて測定される粗大主相粒子４Ａの最大幅であってもよい。

【0023】

微小主相粒子４Ｂの粒径（直径）は、微小主相粒子４Ｂの円相当径であってよい。例えば、各微小主相粒子４Ｂの粒径は、（４Ｂ／π）^１／２と表されてよい。Ｂは、永久磁石２の一つの断面２ｃｓにおいて測定される微小主相粒子４Ｂの断面積である。（４Ｂ／π）^１／２は、面積がＢである円の直径（円相当径）に相当する。つまり微小主相粒子４Ｂの粒径は、微小主相粒子４Ｂの断面積Ｂから算出されるＨｅｙｗｏｏｄ径であってよい。微小主相粒子４Ｂの断面積Ｂの測定のために、永久磁石２の一つの断面２ｃｓの画像が走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮影されてよい。ＳＥＭの視野の寸法は、例えば、縦３８．１μｍ×横５０．８μｍであってよい。図４に示されるように、微小主相粒子４Ｂ及び粒界相６は、永久磁石２の断面２ｃｓの画像における明暗の差（コントラスト）に基づいて識別される。図４中の暗い部分が、微小主相粒子４Ｂの断面である。図４中の明るい部分が、粒界相６の断面である。微小主相粒子４Ｂ及び粒界相６其々の反射電子像の明るさに基づいて、永久磁石２の断面２ｃｓの画像が二値化（ｂｉｎａｒｉｚｅ）されてよい。二値化により、微小主相粒子４Ｂ及び粒界相６其々が正確に識別され、個々の微小主相粒子４Ｂの断面積Ｂが測定される。永久磁石２の断面２ｃｓの画像の二値化は、上述の画像解析ソフトウェア又は人力によって行われてよい。微小主相粒子４Ｂの断面積Ｂは、上述の画像解析ソフトウェアを用いて測定されてよい。

【0024】

永久磁石２は、複数の主相粒子４の間に位置する粒界を備える。永久磁石２は、複数（多数）の粒界を備えてよい。永久磁石２は、粒界として、粒界多重点を備えてよい。粒界多重点は、三つ以上の主相粒子４に囲まれた粒界である。永久磁石２は、複数（多数）の粒界多重点を備えてよい。永久磁石２は、粒界として、二粒子粒界を備えてよい。二粒子粒界は、隣り合う二つの主相粒子４の間に位置する粒界である。永久磁石２は、複数（多数）の二粒子粒界を備えてよい。

【0025】

粒界は粒界相６を含む。粒界相６が、隣り合う二つ以上の主相粒子４の間に存在することにより、主相粒子４同士の磁気結合が分断される。つまり、隣り合う二つ以上のＲ_２Ｔ_１４Ｂの結晶粒が、磁化の低い粒界相６を介して、互いに分離される。その結果、高温環境下における永久磁石２の保磁力が向上し、高温環境下において永久磁石２の減磁が抑制される。粒界は粒界相６によって満たされていてよい。

【0026】

永久磁石２に含まれる主相粒子４の粒径が小さいほど、個々の主相粒子４の表面積が小さく、主相粒子４の表面における磁化反転核（反転磁区）の生成頻度が低下する。その結果、高温での永久磁石２の保磁力が増加し、高温での永久磁石２の減磁が抑制される。また、各主相粒子４が非磁性の粒界相６で被覆されることにより、隣り合う主相粒子４間の磁気結合が粒界相６によって分断される。粒界相６が厚いほど、主相粒子４間の磁気結合が分断され易い。その結果、高温での永久磁石２の保磁力が増加し、高温での永久磁石２の減磁が抑制される。特に、永久磁石２中のＢの含有量が比較的低い場合、主相粒子４間の磁気結合を粒界相６によって分断することが望ましい。粒界相６の厚みは必ずしも均一ではなく、粒界相６の厚みは限定されない。例えば、粒界相６の厚みは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であってよい。

【0027】

上述のように、高温での永久磁石２保磁力及び減磁は、主相粒子４の粒径、粒界相６による主相粒子４の被覆率、及び主相粒子４を被覆する粒界相６の厚みに依存する。仮に主相粒子４の粒径のみに基づいて保磁力を向上させ、減磁を抑制するためには、微小主相粒子４Ｂのメジアン径ができるだけ小さく、且つ永久磁石２が粗大主相粒子４Ａを含まないことが好ましい。しかしながら、発明者は、敢えて適量の粗大主相粒子４Ａを永久磁石２に含有させることにより、高温での永久磁石２の保磁力が増加し、高温での永久磁石２の減磁が抑制されることを発見した。その理由（仮説）は、後述される焼結工程において、粗大主相粒子４Ａが占める領域に形成されるはずであった粒界相６の成分から、微小主相粒子４Ｂを被覆する十分な粒界相６が形成されるからである。高温での保磁力が増加し、高温での減磁が抑制されるメカニズム（仮説）は、以下のように説明される。

【0028】

図２中の（ａ）は、本実施形態に係る永久磁石２の断面の一部である。本実施形態に係る永久磁石２は、主相粒子４として、粗大主相粒子４Ａ及び微小主相粒子４Ｂの両方を含む。図２中の（ｂ）は、従来の永久磁石の断面の一部である。従来の永久磁石は、主相粒子４として、微小主相粒子４Ｂのみを含む。
本実施形態に係る永久磁石２中の主相粒子４の体積の合計は、従来の永久磁石中の主相粒子４の体積の合計に等しい、と仮定する。また、本実施形態に係る永久磁石２中の粒界相６の体積の合計は、従来の永久磁石中の粒界相６の体積の合計に等しい、と仮定する。
微小主相粒子４Ｂの粒径（メジアン径）は、粗大主相粒子４Ａの粒径よりも小さいので、微小主相粒子４Ｂの比表面積（単位体積当たりの表面積）は、粗大主相粒子４Ａの比表面積よりも大きい。したがって、一つの粗大主相粒子４Ａの体積が、複数の微小主相粒子４Ｂの体積の合計と同じである場合、一つの粗大主相粒子４Ａの被覆に要する粒界相６の体積は、複数の微小主相粒子４Ｂ全ての被覆に要する粒界相６の体積の合計よりも小さい。
本実施形態に係る永久磁石２は、微小主相粒子４Ｂだけではなく粗大主相粒子４Ａも含むので、本実施形態に係る永久磁石２中の主相粒子４の表面積の合計は、従来の永久磁石中の主相粒子４（微小主相粒子４Ｂ）の表面積の合計よりも小さい。換言すれば、従来の永久磁石中の全主相粒子４の表面を被覆するために要する粒界相６の体積は、本実施形態に係る永久磁石２中の全主相粒子４の表面を被覆するために要する粒界相６の体積よりも大きい。しかし、上述の通り、主相粒子４の表面を覆うことができる粒界相６の体積の合計は一定の量に限られる。したがって、従来の永久磁石中の主相粒子４の表面は、本実施形態に係る永久磁石２中の主相粒子４の表面に比べて、粒界相６によって被覆され難い。換言すれば、本実施形態に係る永久磁石２中の主相粒子４の表面は、従来の永久磁石中の主相粒子４の表面に比べて、粒界相６によって確実に被覆され易い。同様の理由から、本実施形態に係る永久磁石２中の主相粒子４を覆う粒界相６の厚みは、従来の永久磁石中の主相粒子４を覆う粒界相６の厚みよりも大きい。
以上のように、本実施形態に係る永久磁石２が、微小主相粒子４Ｂだけではなく粗大主相粒子４Ａも含むことにより、粒界相６による主相粒子４の被覆率が増加し易く、主相粒子４を被覆する粒界相６の厚みが増加し易い。その結果、主相粒子４間の磁気結合が粒界相６によって分断され易く、高温での永久磁石２の保磁力が増加し、高温での永久磁石２の減磁が抑制される。

【0029】

永久磁石２の一つの断面２ｃｓにおける粗大主相粒子４Ａの粒径は、１００μｍ以上１０００μｍ以下である。つまり粗大主相粒子４Ａは、永久磁石２の一つの断面２ｃｓにおいて測定される粒径（円相当径）が１００μｍ以上１０００μｍ以下である主相粒子４と定義されてよい。粗大主相粒子４Ａの粒径が１００μｍ未満である場合、微小主相粒子４Ｂ間に形成される粒界相６が薄くなり易い。その結果、高温での保磁力が低下し易く、高温で永久磁石２が減磁され易い。粗大主相粒子４Ａの粒径が１０００μｍを超えるような諸条件下での焼結工程を経て永久磁石２が製造される場合、微小主相粒子４Ｂが過度に成長してしまい、微小主相粒子４Ｂのメジアン径が後述の上限値を超え易い。その結果、その結果、高温での保磁力が低下し易く、高温で永久磁石２が減磁され易い。したがって、永久磁石２は、永久磁石２の一つの断面２ｃｓにおいて測定される粒径（円相当径）が１０００μｍよりも大きい主相粒子４を含まないことが好ましい。高温での保磁力を増加させ、高温での永久磁石２の減磁を抑制するために、粗大主相粒子４Ａの粒径は、１１０μｍ以上９７０μｍ以下であってもよい。

【0030】

永久磁石２の一つの断面２ｃｓの単位面積当たりの粗大主相粒子４Ａの個数は、０．１０個／ｃｍ^２以上１．００個／ｃｍ^２以下である。例えば、永久磁石２の一つの断面２ｃｓの面積が（Ｓｃｓ）ｃｍ^２と表され、永久磁石２の一つの断面２ｃｓ内に露出する粗大主相粒子４Ａの個数が（Ｎ_Ａ）個と表され、Ｎ_Ａ／Ｓｃｓが０．１０個／ｃｍ^２以上１．００個／ｃｍ^２以下である。以下に記載の「粗大粒頻度」とは、永久磁石２の一つの断面２ｃｓの単位面積当たりの粗大主相粒子４Ａの個数を意味する。粗大粒頻度が１．００個／ｃｍ^２より大きい場合、微小主相粒子４Ｂの個数が相対的に減少する。その結果、高温での保磁力が低下し易く、高温で永久磁石２が減磁され易い。粗大粒頻度が０．１０個／ｃｍ^２未満である場合、粒界相６による主相粒子４の被覆率が低下し易く、微小主相粒子４Ｂを覆う粒界相６の厚みが減少し易い。その結果、高温での保磁力が低下し易く、高温で永久磁石２が減磁され易い。高温での保磁力を増加させ、高温での永久磁石２の減磁を抑制するために、粗大粒頻度は、０．１１個／ｃｍ^２以上０．９８個／ｃｍ^２以下であってもよい。永久磁石２の断面２ｃｓの一部又は全体を光学顕微鏡又は肉眼で観察することにより、永久磁石２の断面２ｃｓ内に存在する粗大主相粒子４Ａの個数が計測されてよい。粗大主相粒子４Ａの個数が計測される場合、粗大主相粒子４Ａの全体が視野内に収まるように、光学顕微鏡の視野の寸法が調整されてよい。

【0031】

永久磁石２の一つの断面２ｃｓにおける微小主相粒子４Ｂのメジアン径（ｄ５０）は、１．０μｍ以上５．０μｍ以下である。つまり、粗大主相粒子４Ａを除く主相粒子４のメジアン径は、１．０μｍ以上５．０μｍ以下である。微小主相粒子４Ｂのメジアン径が小さいほど、高温での永久磁石２の保磁力が増加し、高温での永久磁石２の減磁が抑制される。微小主相粒子４Ｂのメジアン径が５．０μｍよりも大きい場合、高温での保磁力が低下し易く、高温で永久磁石２が減磁され易い。メジアン径が１．０μｍ未満である微小主相粒子４Ｂを含む永久磁石の製造は、現時点の技術水準では困難である。高温での保磁力を増加させ、高温での永久磁石２の減磁を抑制するために、微小主相粒子４Ｂのメジアン径は、１．０μｍ以上４．０μｍ以下、１．０μｍ以上３．０μｍ以下、２．０μｍ以上５．０μｍ以下、２．０μｍ以上４．０μｍ以下、２．０μｍ以上３．０μｍ以下、２．５μｍ以上３．５μｍ以下、又は２．９８μｍ以上３．０４μｍ以下であってもよい。

【0032】

微小主相粒子４Ｂのメジアン径は、微小主相粒子４Ｂの粒度分布に基づいて算出される。微小主相粒子４Ｂの粒度分布は、個数基準の粒度分布（個数分布）である。この粒度分布を構成する微小主相粒子４Ｂの個数Ｎ_Ｂは、例えば、１００個以上２００個以下であってよい。つまり、永久磁石２の断面２ｃｓに露出するＮ_Ｂ個の微小主相粒子４Ｂが無作為に選出され、永久磁石２の断面２ｃｓにおける各微小主相粒子４Ｂの粒径（円相当径）から、微小主相粒子４Ｂのメジアン径が算出されてよい。Ｎ_Ｂ個の微小主相粒子４Ｂ其々の粒径は、永久磁石２の一つの断面２ｃｓのうち粗大主相粒子４Ａを含まない領域（視野）において測定されてよい。

【0033】

本発明の技術的範囲は、上述のメカニズムによって限定されるものではない。

【0034】

粒界多重点又は二粒子粒界は、粒界相６として、遷移金属リッチ相を含んでよい。遷移金属リッチ相は、Ｒ、Ｔ及びＧａを含有し、且つ下記式Ｔ１を満たす相であってよい。遷移金属リッチ相は、Ｒ_６Ｔ_１３Ｇａを含む相であってよい。遷移金属リッチ相は、Ｒ_６Ｔ_１３Ｇａのみからなる相であってもよい。Ｒ_６Ｔ_１３Ｇａは、例えば、Ｎｄ_６Ｆｅ_１３Ｇａであってよい。永久磁石２が遷移金属リッチ相を含むことにより、高温での永久磁石２の保磁力が向上し易い。
１．５０≦（［Ｆｅ］＋［Ｃｏ］）／［Ｒ］≦３．００ （Ｔ１）
上記式Ｔ１中の［Ｆｅ］は、粒界におけるＦｅの濃度であり、上記式Ｔ１中の［Ｃｏ］は、粒界におけるＣｏの濃度であり、上記式Ｔ１中の［Ｒ］は、粒界におけるＲの濃度であり、［Ｆｅ］、［Ｃｏ］及び［Ｒ］其々の単位は、原子％である。

【0035】

粒界多重点又は二粒子粒界は、粒界相６として、Ｒリッチ相を含んでもよい。Ｒリッチ相は、少なくともＲを含み、下記の式Ｒ１及び式Ｒ２を満たす相であってよい。Ｒリッチ相は、遷移金属元素Ｔとして、Ｆｅ及びＣｏのうちＦｅのみを含んでよい。Ｒリッチ相は、遷移金属元素Ｔとして、Ｆｅ及びＣｏの両方を含んでもよい。Ｒリッチ相は、遷移金属元素Ｔを含まなくてもよい。Ｒリッチ相は、Ｏを含んでよい。Ｒリッチ相は、Ｏを含まなくてもよい。
０．００≦（［Ｆｅ］＋［Ｃｏ］）／［Ｒ］＜１．５０ （Ｒ１）
０．００≦［Ｏ］／［Ｒ］＜０．３５ （Ｒ２）
上記式Ｒ１中の［Ｆｅ］は、粒界におけるＦｅの濃度であり、上記式Ｒ１中の［Ｃｏ］は、粒界におけるＣｏの濃度であり、上記式Ｒ２中の［Ｏ］は、粒界におけるＯの濃度であり、上記の式Ｒ１及び式Ｒ２中の［Ｒ］は、粒界におけるＲの濃度であり、［Ｆｅ］、［Ｃｏ］、［Ｏ］及び［Ｒ］其々の単位は、原子％である。

【0036】

一部の粒界相６は、遷移金属リッチ相及びＲリッチ相とは異なる他の相であってもよい。他の相は、例えば希土類酸化物相であってよい。希土類酸化物相とは、Ｒの酸化物を含む相、又はＲの酸化物のみならなる相であってよい。希土類酸化物相における［Ｏ］／［Ｒ］は、０．３５以上であってよい。

【0037】

遷移金属リッチ相、Ｒリッチ相及び他の相は、組成の違いに基づいて客観的且つ明確に識別される全く異なる相である。遷移金属リッチ相、Ｒリッチ相及び他の相は、ＳＥＭで撮影された永久磁石２の断面２ｃｓの画像においても、明暗のコントラストに基づいて識別される。一つの粒界多重点には、遷移金属リッチ相、Ｒリッチ相及びその他の相のうち一種類の相のみが存在する傾向がある。ただし、一つの粒界多重点又は一つの二粒子粒界において、遷移金属リッチ相、Ｒリッチ相及びその他の相のうち二種類以上の相が存在してもよい。

【0038】

永久磁石２における主相粒子４の体積の割合の合計は、特に限定されないが、例えば、７５体積％以上１００体積％未満であってよい。

【0039】

上述の技術的特徴を有する永久磁石２は、重希土類元素を含有しない場合であっても、高温において十分に高い保磁力を有することができる。ただし、高温における永久磁石２の保磁力を更に増加させるために、永久磁石２が重希土類元素を含有してもよい。ただし、重希土類元素の含有量が多すぎる場合、残留磁束密度が減少する傾向がある。例えば、永久磁石２における重希土類元素の含有量の合計は、０．００質量％以上１．００質量％以下であってよい。重希土類元素の使用を極力控えることで、重希土類元素を使用することの資源リスクを軽減できる。重希土類元素は、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。

【0040】

上述された主相粒子４及び粒界相６其々の組成は、エネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）器を用いて永久磁石２の断面２ｃｓを分析することによって特定されてよい。

【0041】

永久磁石２の全体の具体的な組成は、以下に説明される。ただし、永久磁石２の組成の範囲は以下に限定されるものではない。上述した本発明の効果が得られる限りにおいて、永久磁石２の組成は以下の組成の範囲を外れてもよい。

【0042】

永久磁石におけるＲの含有量は、２９．５０～３３．００質量％であってよい。永久磁石がＲとして重希土類元素を含む場合、重希土類元素も含む全ての希土類元素の合計の含有量が２９．５～３３質量％であってよい。Ｒの含有量がこの範囲であることにより、残留磁束密度及び保磁力が増加する傾向にある。Ｒの含有量が少なすぎる場合、主相粒子（Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ）が形成され難く、軟磁性を有するα‐Ｆｅ相が形成され易い。その結果、保磁力が減少する傾向がある。一方、Ｒの含有量が多すぎる場合、主相粒子の体積比率が低くなり、残留磁束密度が減少する傾向がある。主相粒子の体積比率が高くなり、残留磁束密度が高まり易いことから、Ｒの含有量は、３０．００～３２．５０質量％であってもよい。残留磁束密度及び保磁力が増加し易いことから、全希土類元素Ｒに占めるＮｄ及びＰｒの割合の合計は、８０～１００原子％又は９５～１００原子％であってよい。

【0043】

永久磁石におけるＢの含有量は、０．７０～０．９５質量％であってよい。Ｂの含有量が、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂで表される主相の組成の化学量論比よりも少ないことにより、遷移金属リッチ相が形成され易く、保磁力が向上し易い。Ｂの含有量が少なすぎる場合、Ｒ_２Ｔ_１７相が析出し易く、保磁力が減少する傾向がある。一方、Ｂの含有量が多すぎる場合、遷移金属リッチ相が十分に形成され難く、保磁力が減少する傾向がある。残留磁束密度及び保磁力が増加し易いことから、Ｂの含有量は、０．７５～０．９０質量％又は０．８０～０．８８質量％であってもよい。

【0044】

永久磁石は、アルミニウム（Ａｌ）を含有してもよい。永久磁石におけるＡｌの含有量は、０．０３～０．６０質量％、又は０．０３～０．３０質量％以下であってよい。Ａｌの含有量が上記範囲であることにより、永久磁石の保磁力及び耐食性が向上し易い。

【0045】

永久磁石におけるＣｕの含有量は０．０１～１．５０質量％、又は０．０３～１．００質量％、又は０．０５～０．５０質量％であってよい。Ｃｕの含有量が上記範囲であることにより、永久磁石の保磁力、耐食性及び温度特性が向上し易い。保磁力が高まり易いことから、Ｃｕの含有量は、０．０１～０．５０質量％であってもよい。

【0046】

永久磁石におけるＣｏの含有量は、０．００～３．００質量％であってよい。Ｃｏは、Ｆｅと同様に、主相粒子（Ｒ_２Ｔ_１４Ｂの結晶粒）を構成する遷移金属元素Ｔであってよい。永久磁石がＣｏを含ことにより、永久磁石のキュリー温度が向上し易い。また永久磁石がＣｏを含ことにより、粒界相の耐食性が向上し易く、永久磁石全体の耐食性が向上し易い。これら効果が得られ易いことから、永久磁石におけるＣｏの含有量は、０．３０～２．５０質量％であってもよい。

【0047】

Ｇａの含有量は、０．１０～１．００質量％、又は０．２０～０．８０質量％であってよい。Ｇａの含有量が少なすぎる場合、遷移金属リッチ相が十分に形成されず、保磁力が減少する傾向がある。Ｇａの含有量が多すぎる場合、遷移金属リッチ相が過剰に形成され、主相粒子の体積比率が減少し、残留磁束密度が減少する傾向がある。残留磁束密度及び保磁力が増加し易いことから、Ｇａの含有量は、０．２０～０．８０質量％であってもよい。

【0048】

永久磁石は、炭素（Ｃ）を含有してよい。永久磁石におけるＣの含有量は、０．０５～０．３０質量％、または０．１０～０．２５質量％であってよい。Ｃの含有量が少なすぎる場合、Ｒ_２Ｔ_１７相が析出し易く、保磁力が減少する傾向がある。Ｃの含有量が多すぎる場合、遷移金属リッチ相が十分に形成されず、保磁力が減少する傾向がある。保磁力が向上し易いことから、Ｃの含有量は０．１０～０．２５質量％であってよい。

【0049】

永久磁石における酸素（Ｏ）の含有量は、０．０３～０．４０質量％であってよい。Ｏの含有量が少なすぎる場合、永久磁石の耐食性が低減する傾向がある、Ｏの含有量が多過ぎる場合、保磁力が減少する傾向がある。耐食性及び保磁力が向上し易いことから、Ｏの含有量は、０．０５～０．３０質量％、又は０．０５～０．２５質量％であってもよい。

【0050】

永久磁石は窒素（Ｎ）を含有してもよい。永久磁石におけるＮの含有量は、０．００～０．１５質量％であってよい。Ｎの含有量が多すぎる場合、保磁力が減少する傾向にある。

【0051】

永久磁石から上述の元素を除いた残部は、Ｆｅのみであってよい。又は、永久磁石から上述の元素を除いた残部は、Ｆｅ及びその他の元素であってよい。永久磁石が十分な磁気特性を有するためには、残部のうち、Ｆｅ以外の元素の含有量の合計は、永久磁石の全質量に対して５質量％以下であってよい。

【0052】

永久磁石はジルコニウム（Ｚｒ）を含有してよい。永久磁石におけるＺｒの含有量は、０．００～１．５０質量％、又は０．０３～０．８０質量％、又は０．１０～０．６０質量％であってよい。Ｚｒは、永久磁石の製造過程（焼結工程）で、主相粒子（結晶粒）の異常粒成長を抑制し、永久磁石の組織を均一且つ微細にして、永久磁石の磁気特性を向上させる。

【0053】

永久磁石は、チタン（Ｔｉ）を含有してよい。永久磁石におけるＴｉの含有量は、０．００～１．５０質量％、又は０．０３～０．８０質量％、又は０．１０～０．６０質量％であってよい。Ｔｉは、永久磁石の製造過程（焼結工程）で、主相粒子（結晶粒）の異常粒成長を抑制し、永久磁石の組織を均一且つ微細にして、永久磁石の磁気特性を向上させる。

【0054】

永久磁石は、不可避不純物として、マンガン（Ｍｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、塩素（Ｃｌ）、硫黄（Ｓ）及びフッ素（Ｆ）からなる群より選ばれる少なくとも一種を含有してよい。永久磁石における不可避不純物の含有量の合計は、０．００１～０．５０質量％であってよい。

【0055】

以上の永久磁石全体の組成は、例えば、蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）分析法、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析法、及び不活性ガス融解‐非分散型赤外線吸収（ＮＤＩＲ）法によって特定されてよい。

【0056】

本実施形態に係る永久磁石は、モータ又はアクチュエーター等に適用されてよい。例えば、永久磁石は、ハイブリッド自動車、電気自動車、ハードディスクドライブ、磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）、スマートフォン、デジタルカメラ、薄型ＴＶ、スキャナー、エアコン、ヒートポンプ、冷蔵庫、掃除機、洗濯乾燥機、エレベーター及び風力発電機等の様々な分野で利用される。

【0057】

（永久磁石の製造方法）
以下では、上述の永久磁石の製造方法の一例として、焼結磁石の製造方法が説明される。

【0058】

上述された永久磁石を構成する各元素を含む金属（原料金属）から、ストリップキャスティング法等により、原料合金が作製される。原料金属は、例えば、希土類元素の単体（金属単体）、希土類元素を含む合金、純鉄、フェロボロン、又はこれらを含む合金であってよい。これらの原料金属は、所望の永久磁石の組成に一致するように秤量される。

【0059】

原料合金として、一種類の原料合金が用いられてよい。つまり、一合金法によって永久磁石が製造されてよい。一種類の原料合金が用いられる場合、原料合金の組成は、最終的に得られる永久磁石の組成と略一致してよい。原料合金として、複数種の原料合金が用いられてもよい。例えば、原料合金として、主相合金及び粒界相合金が用いられてよい。つまり、二合金法によって永久磁石が製造されてよい。永久磁石中の主相粒子は、主相合金に由来する。永久磁石中の粒界相は、粒界相合金に由来する。ただし、永久磁石中の主相粒子の組成は、主相合金の組成と必ずしも一致せず、永久磁石中の粒界相の組成は、粒界相合金の組成と必ずしも一致しない。後述される焼結工程及び時効処理工程において、主相合金及び粒界相合金其々の組成が変化し得るからである。

【0060】

上記の原料合金を以下の方法で粉砕することにより、原料合金粉末が調製される。

【0061】

一種類の原料合金のみが永久磁石の製造に用いられる場合、原料合金の一部は、粗粉砕工程（ｃｏａｒｓｅ ｐｕｌｖｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｔｅｐ）及び微粉砕工程（ｆｉｎｅ ｐｕｌｖｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｔｅｐ）の二段階で粉砕され、微粉末になる。原料合金の残部は、粗粉砕工程のみによって粉砕され、粗粉末になる。粗粉砕工程では、例えば、スタンプミル、ジョークラッシャー、又はブラウンミル等の粉砕方法が用いられてよい。粗粉砕工程は、不活性ガス雰囲気中で行われてよい。水素を原料合金へ吸蔵させた後、原料合金が粉砕されてよい。つまり、粗粉砕工程として水素吸蔵粉砕が行われてよい。微粉砕工程では、例えば、ジェットミルを用いてよい。

【0062】

粗粉砕工程では、原料合金の粉砕後、原料合金の粒径が１０００μｍ未満になるように、原料合金が分級されてよい。つまり、粗粉砕工程では、粒径が１０００μｍ未満である粗粉末（ｃоａｒｓｅ ｐоｗｄｅｒ）が原料合金から作製されてよい。粗粉末は、永久磁石に含まれる粗大主相粒子の前駆体であってよい。後述される焼結工程及び時効処理工程を経て、粗粉末が粗大主相粒子になってよい。したがって、粗粉末の粒径は、粗大主相粒子の粒径とほぼ同じであってよい。つまり、粗粉砕工程における粗粉末の粒径の調整によって、永久磁石中の粗大主相粒子の粒径が制御されてよい。粗粉末の粒径又は粒度分布は、例えば、レーザー回折散乱式の粒度分布測定装置によって測定されてよい。なお、粗粉末を構成する一つの合金粒子（例えば二次粒子）が後工程において複数の粒子へ分かれることにより、複数の粗大主相粒子が形成されてよい。したがって、粗粉末を構成する一部の合金粒子の粒径は、粗大主相粒子の粒径よりも大きくてもよい。

【0063】

粗粉砕工程に続く微粉砕工程では、粗粉砕工程で得られた粗粉末の一部が更に粉砕される。微粉砕工程では、粗粉末のメジアン径（ｄ５０）が１μｍ以上５μｍ未満となるまで、粗粉末が粉砕される。つまり、微粉砕工程では、メジアン径が１μｍ以上５μｍ未満である微粉末（ｆｉｎｅ ｐоｗｄｅｒ）が粗粉末から作製される。微粉末は、永久磁石に含まれる微小主相粒子の前駆体であってよい。後述される焼結工程及び時効処理工程を経て、微粉末が微小主相粒子になってよい。したがって、微粉末のメジアン径は、微小主相粒子のメジアン径とほぼ同じであってよい。つまり、微粉砕工程における微粉末のメジアン径の調整によって、永久磁石中の微小主相粒子のメジアン径が制御されてよい。微粉末のメジアン径は、微粉末の粒度分布に基づいて算出される。微粉末の粒度分布は、微粉末の体積に基づく粒度分布であってよい。微粉末の粒度分布は、例えば、レーザー回折散乱式の粒度分布測定装置によって測定されてよい。

【0064】

上記の方法で得られた粗粉末及び微粉末を混合することにより、原料合金粉末が調製されてよい。１００質量部の微粉末に対する粗粉末の相対的質量は、０．０２質量部以上０．１０質量部以下である。つまり、０．０２質量部以上０．１０質量部以下である粗粉末を、１００質量部の微粉末へ添加することにより、原料合金粉末が得られてよい。以下に記載の「粗粉添加量」とは、１００質量部の微粉末に対する粗粉末の相対的質量を意味する。粗粉添加量が０．０２質量部未満である場合、永久磁石における粗大粒頻度が０．１個／ｃｍ^２未満になり易い。粗粉添加量が０．１０質量部より大きい場合、永久磁石における粗大粒頻度が１個／ｃｍ^２を超え易い。

【0065】

複数種の原料合金を用いる場合、各原料合金を別々に粉砕してから、混合してもよい。例えば、二合金法によって永久磁石が製造される場合、上記の粗粉砕工程により、主相合金から主相粗粉末が調製されてよい。また上記の粗粉砕工程及び微粉砕工程により、一部の主相粗粉末から主相微粉末から調製されてよい。そして、上記の粗粉添加量で主相粗粉末を主相微粉末へ添加することにより、主相合金粉末が調製されてよい。また上記の粗粉砕工程及び微粉砕工程により、粒界相合金から粒界相合金粉末（粒界相微粉末）が調製されてよい。そして主相合金粉末及び粒界相合金粉末を所定の比率で混合することにより、原料合金粉末が調製されてよい。所定の比率とは、原料合金粉末の全体的な組成が、目的とする永久磁石の組成に略一致する比率である。

【0066】

上述の方法で得られた原料合金粉末の粒度分布は、少なくとも二つのピークを有してよい。二つのピークのうち第一のピークに対応する粒径は、微粉末のメジアン径又は永久磁石中の微小主相粒子のメジアン径と略同じであってよい。二つのピークのうち第二のピークに対応する粒径は、粗粉末の粒径又は永久磁石中の粗大主相粒子の粒径と略同じであってよい。第一のピークの強度（頻度）は、第二のピークの強度（頻度）より高くてよい。換言すれば、第一のピークの積分は、第二のピークの積分より大きくてよい。原料合金粉末の粒度分布が上記の二つのピークを有することにより、粗大主相粒子及び微小主相粒子に係る上記技術的特徴を有する永久磁石が得られやすい。原料合金粉末の粒度分布は、体積基準の粒度分布であってよい。原料合金粉末の粒度分布は、例えば、レーザー回折散乱式の粒度分布測定装置によって測定されてよい。

【0067】

上述の方法で得られた原料合金粉末を磁場中で成形することにより、成形体（ｇｒｅｅｎ ｃоｍｐａｃｔ）が得られる。例えば、金型内の原料合金粉末に磁場を印加しながら、原料合金粉末を金型で加圧することにより、成形体が得られる。金型が原料合金粉末に及ぼす圧力は、３０～３００ＭＰａであってよい。原料合金粉末に印加される磁場の強度は、９５０～１６００ｋＡ／ｍであってよい。

【0068】

焼結工程（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｓｔｅｐ）では、真空又は不活性ガス雰囲気中において、上述の成形体が所定の焼結温度で加熱される。その結果、成形体が焼結され、焼結体が得られる。永久磁石の一つの断面における粗大主相粒子の粒径が、１００μｍ以上１０００μｍ以下であり、上記断面の単位面積当たりの粗大主相粒子の個数が、０．１個／ｃｍ^２以上１個／ｃｍ^２以下であり、上記断面における微小主相粒子のメジアン径が、１μｍ以上５μｍ以下である限りにおいて、微粉末及び粗粉末其々の粒成長が焼結工程中に進行してよく、微粉末同士の焼結、粗粉末同士の焼結、並びに、微粉末及び粗粉末の焼結が焼結工程中に進行してよい。

【0069】

焼結条件は、目的とする永久磁石の組成、原料合金の粉砕方法及び粒度等に応じて、適宜設定されてよい。焼結温度Ｔｓは、例えば、１０００～１０９０℃であってよい。焼結時間は、１時間以上２４時間以下であってよい。焼結温度が低過ぎる場合、成形体が十分に焼結されず、焼結体が十分な磁気特性及び機械的強度を有することが困難である。焼結温度が１０９０℃より高い場合、原料合金粉末（主相合金粉末）の焼結及び粒成長が過度に進行し易い。したがって、焼結温度が１０９０℃より高い場合、粗大主相粒子の粒径が１０００μｍを超え易く、微小主相粒子のメジアン径が増加し易い。その結果、高温における永久磁石の保磁力が低下し易く、高温において永久磁石が減磁され易い。

【0070】

焼結工程に続く時効処理工程が実施されてよい。時効処理工程では、焼結体が、真空又は不活性ガス雰囲気中において、所定の時効処理温度で加熱される。時効処理温度は、焼結温度よりも低くてよい。例えば、時効処理温度は、４５０℃以上９４０℃以下、又は４７０℃以上９２０℃以下であってよい。時効処理工程は、第一時効処理と、第一時効処理に続く第二時効処理とから構成されてよい。第一時効処理では、焼結体が第一温度Ｔ１で加熱されてよい。第二時効処理では、焼結体が第二温度Ｔ２で加熱されてよい。第一温度Ｔ１は第二温度Ｔ２よりも高くてよい。第一温度Ｔ１は、７００～９４０℃又は８００～９２０℃であってよい。第二温度Ｔ２は、４５０～５７０℃又は４７０～５４０℃であってよい。

【0071】

焼結工程を開始するために、雰囲気の温度をＴｓ未満の温度（例えば室温）からＴｓまで上げる場合、昇温速度は０．１～２０℃／分であってよい。「雰囲気の温度」とは、焼結体の周りの雰囲気の温度であり、例えば加熱炉内の温度である。焼結工程後、雰囲気の温度をＴｓからＴ１未満の温度（例えば室温）まで下げる場合、降温速度は１～５０℃／分であってよい。第一時効処理を開始するために、雰囲気の温度をＴ１未満の温度（例えば室温）からＴ１まで上げる場合、昇温速度は０．１～２０℃／分であってよい。第一時効処理後、雰囲気の温度をＴ１からＴ２未満の温度（例えば室温）まで下げる場合、降温速度は１～５０℃／分であってよい。第二時効処理を開始するために、雰囲気の温度をＴ２未満の温度（例えば室温）からＴ２まで上げる場合、昇温速度は０．１～５０℃／分であってよい。第一時効処理後、雰囲気の温度をＴ１からＴ２まで下げて、第一時効処理に連続して第二時効処理を実施してもよい。第二時効処理後、時効処理の雰囲気の温度をＴ２から室温まで下げる場合、降温速度は１～５０℃／分であってよい。

【0072】

以上の方法により、本実施形態に係る永久磁石（焼結磁石）が得られる。

【0073】

重希土類元素を含む永久磁石が製造する場合、重希土類元素又はその化合物（例えば水素化物）を上記の焼結体の表面に付着させた後、焼結体を加熱してもよい。この熱拡散処理により、重希土類元素を焼結体の表面から内部へ拡散させることができる。例えば、焼結工程に続いて熱拡散処理を実施した後、第一時効処理及び第二時効処理を実施してよい。第一時効処理に続いて熱拡散処理を実施した後、第二時効処理を実施してもよい。

【0074】

本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、熱間加工磁石（ｈоｔ‐ｄｅｆоｒｍｅｄ ｍａｇｎｅｔ）であってよい。

【実施例】

【0075】

以下では実施例により本発明がさらに詳細に説明されるが、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。

【0076】

（実施例１）
［永久磁石の作製］
ストリップキャスティング法により、永久磁石の原料金属から原料合金が作製された。原料金属の秤量により、原料合金の組成が調整された。原料合金中の各元素の濃度は、原料合金の組成が下記表１に示される永久磁石の組成に一致するように調整された。下記の表１中のＲは、Ｎｄ及びＰｒを意味する。Ｎｄ、Ｐｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ及びＺｒ其々の濃度は、蛍光Ｘ線分析により測定された。Ｂの濃度は、ＩＣＰ発光分析により測定された。

【0077】

以下の水素粉砕処理から焼結工程までの各工程は、酸素濃度が１００ｐｐｍ未満である非酸化的雰囲気下で実施した。

【0078】

水素を原料合金へ吸蔵させた後、Ａｒ雰囲気中において原料合金を３５０℃で１時間加熱して脱水素することにより、粗粉末が得られた。つまり粗粉砕工程として、水素粉砕処理が行われた。分級機を用いた粗粉末の分級により、粒径が１０００μｍ以上である粒子が粗粉末から除かれた。つまり、粗粉末の粒径の最大値は、１０００μｍ未満に調整された。一部の粗粉末を用いて微粉砕工程が行われた。微粉砕工程では、粉砕助剤としてオレイン酸アミドが粗粉末へ添加され、これらが混合された。オレイン酸アミドの添加後、ジェットミルを用いて粗粉末を粉砕することにより、微粉末が得られた。微粉末のメジアン径は、２．８μｍに調整された。微粉末のメジアン径は、微粉末の粒度分布に基づいて算出された。微粉末の粒度分布は、微粉末の体積に基づく粒度分布であった。粗粉末の粒径の最大値は、市販のレーザー回折散乱式の粒度分布測定装置によって測定された。微粉末の粒度分布も、上記のレーザー回折散乱式の粒度分布測定装置によって測定された。

【0079】

上記の方法で得られた粗粉末及び微粉末を混合することにより、原料合金粉末が調製された。１００質量部の微粉末に対する粗粉末の相対的質量は、０．０２質量部であった。以下に記載の「粗粉添加量」とは、１００質量部の微粉末に対する粗粉末の相対的質量を意味する。

【0080】

成形工程では、原料合金粉末が金型内に充填された。そして、１２００ｋＡ／ｍの磁場を金型内の原料粉末へ印加しながら、原料粉末を１２０ＭＰａで加圧することにより、成形体が得えられた。

【0081】

焼結工程では、真空中において成形体を焼結温度Ｔｓで１０時間加熱してから急冷することにより、焼結体を得た。実施例１の焼結温度Ｔｓは、下記表２に示される。

【0082】

時効処理工程として、第一時効処理と、第一時効処理に続く第二時効処理を実施した。第一時効処理及び第二時効処理のいずれにおいても、焼結体をＡｒ雰囲気中で加熱した。

【0083】

第一時効処理では、焼結体を９００℃（第一温度Ｔ１）で６０分間加熱した。

【0084】

第二時効処理では、５２０℃（第二温度Ｔ２）で焼結体を６０分間加熱した。

【0085】

以上の方法により、実施例１の永久磁石が得られた。

【0086】

［永久磁石の組成分析］
蛍光Ｘ線分析及びＩＣＰ発光分析により、永久磁石全体の組成を分析した。永久磁石中の各元素の濃度は、下記表１に示される値に一致した。

【0087】

［磁気特性の測定］
１５０℃（高温）において、永久磁石の及び保磁力ＨｃＪ及び減磁界Ｈｋが測定された。Ｈｋは、永久磁石の磁化Ｊが残留磁束密度Ｂｒの９５％に対応する減磁界である。保磁力ＨｃＪの単位は、ｋＡ／ｍである。減磁界Ｈｋの単位は、ｋＡ／ｍである。ＨｃＪ及びＨｋの測定には、Ｂ‐Ｈトレーサーが用いられた。実施例１のＨｃＪ及びＨｋは、下記表２に示される。減磁界Ｈｋの値が高いほど、高温において永久磁石が減磁され難い。

【0088】

［永久磁石の断面の分析］
永久磁石が、その磁化方向に対して垂直に切断された。永久磁石の断面をイオンミリングで削り、断面に形成された酸化物等の不純物が除去された。永久磁石の断面は長方形であり、断面全体の寸法は、縦５４ｍｍ×横９．４ｍｍであった。永久磁石の断面の一部が、光学顕微鏡で撮影された。光学顕微鏡で撮影された永久磁石の断面は、図３に示される。図３に示されるように、永久磁石は、粗大主相粒子４Ａを含んでいた。

【0089】

続いて、永久磁石の断面のうち粗大主相粒子が存在しない領域が、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）とエネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）装置で分析された。ＳＥＭとしては、株式会社日立ハイテクノロジーズ製のショットキー走査電子顕微鏡「ＳＵ５０００」が用いられた。ＥＤＳ装置としては、株式会社堀場製作所製の「エネルギー分散型Ｘ線分析装置ＥＭＡＸ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ／ＥＭＡＸ ＥＮＥＲＧＹ（ＥＭＡＸ Ｘ－ＭａｘＮ検出器仕様）」が用いられた。測定条件は以下のように設定された。
電子線の加速電圧： １５ｋＶ
スポット強度： ３０
ワーキングディスタンス： １０ｍｍ

【0090】

ＳＥＭで撮影された永久磁石の断面は、図４に示される。図４に示されるように、永久磁石は、多数の微小主相粒子４Ｂと、複数の微小主相粒子４Ｂの間に存在する粒界相６と、を含んでいた。各微小主相粒子４Ｂは、（Ｎｄ_１－ｘＰｒ_ｘ）_２（Ｆｅ_１－ｙＣｏ_ｙ）_１４Ｂの結晶粒であった。ｘは０以上１未満であり、ｙは０以上１未満であった。また一部の粒界相６は、遷移金属リッチ相であり、他の一部の粒界相６は、Ｒリッチ相であった。ＥＤＳを用いて、上記の粗大主相粒子４Ａの組成も分析された。粗大主相粒子４Ａの組成は、微小主相粒子４Ｂの組成と略同じであった。

【0091】

永久磁石の断面全体を光学顕微鏡及び肉眼で観察することにより、永久磁石の断面内に存在する粗大主相粒子４Ａの個数が計測された。また光学顕微鏡で撮影された各粗大主相粒子４Ａの画像を、画像解析ソフトウェアを用いて解析することにより、各粗大主相粒子４Ａの断面積Ａが測定された。画像解析ソフトとしては、株式会社マウンテック製のＭａｃ－Ｖｉｅｗが用いられた。各粗大主相粒子４Ａの断面積Ａから、各粗大主相粒子４Ａの粒径（円相当径）が算出された。粗大主相粒子４Ａの円相当径は、（４Ａ／π）^１／２と表される。以上の方法により、永久磁石の断面内で発見された全ての粗大主相粒子４Ａの粒径のうちの最大値（最大粒径）が特定された。実施例の粗大主相粒子の最大粒径は、下記表２に示される。また永久磁石の断面の単位面積当たりの粗大主相粒子４Ａの個数が算出された。以下に記載の「粗大粒頻度」とは、永久磁石の断面の単位面積当たりの粗大主相粒子４Ａの個数を意味する。実施例１の粗大粒頻度は、下記表２に示される。実施例１の永久磁石は、断面において測定される粒径が１０００μｍよりも大きい主相粒子を含んでいなかった。

【0092】

永久磁石の断面内の複数の領域をＳＥＭで撮影することにより、永久磁石の断面内に存在する１７０個の微小主相粒子４Ｂが無作為に選出された。ＳＥＭで撮影された画像を、上記の画像解析ソフトウェアを用いて二値化及び解析することにより、各微小主相粒子４Ｂの断面積Ｂが測定された。各微小主相粒子４Ｂの断面積Ｂから、微小主相粒子４Ｂの粒径（円相当径）が算出された。微小主相粒子４Ｂの円相当径は、（４Ｂ／π）^１／２と表される。１７０個の微小主相粒子４Ｂの粒径（円相当径）から、微小主相粒子４Ｂのメジアン径ｄ５０が算出された。実施例１の微小主相粒子のメジアン径ｄ５０は、下記表２に示される。

【0093】

（実施例２、３及び比較例１～４）
実施例２、３及び比較例２、３其々の原料合金粉末は、下記表２に示される粗粉添加量で調製された。粗粉添加量を除いて実施例１と同様の方法で、実施例２、３及び比較例２、３其々の永久磁石が作製された。

【0094】

比較例１の場合、全ての粗粉末をジェットミルで粉砕することにより、微粉末を得た。つまり、比較例１の原料合金粉末は、微粉末のみからなり、粗粉末を含んでいなかった。したがって、比較例１の粗粉添加量は、ゼロ質量部であった。原料合金粉末が粗粉末を含まないことを除いて実施例１と同様の方法で、比較例１の永久磁石が作製された。

【0095】

比較例４の場合、全ての粗粉末をジェットミルで粉砕することにより、微粉末を得た。つまり、比較例４の原料合金粉末は、微粉末のみからなり、粗粉末を含んでいなかった。したがって、比較例４の粗粉添加量は、ゼロ質量部であった。また比較例４の焼結温度Ｔｓは１０７０℃であった。これらの事項を除いて実施例１と同様の方法で、比較例１の永久磁石が作製された。

【0096】

実施例１と同法の方法で、実施例２、３及び比較例１～４其々の永久磁石を用いた測定及び分析が行われた。

【0097】

実施例２、３及び比較例１～４のいずれの場合も、永久磁石は、複数の粗大主相粒子４Ａ、複数の微小主相粒子４Ｂ及び粒界相６を含んでいた。実施例２、３及び比較例１～４のいずれの場合も、粗大主相粒子４Ａ、微小主相粒子４Ｂ及び粒界相６其々の組成は、実施例１の場合と略同じであった。
実施例２、３及び比較例１～４其々のＨｃＪ及びＨｋは、下記表２に示される。

【0098】

実施例２、３及び比較例１～４其々の粗大主相粒子の最大粒径は、下記表２に示される。
ただし、比較例１の永久磁石は、粗大主相粒子を含んでいなかった。実施例２及び３其々の永久磁石は、断面において測定される粒径が１０００μｍよりも大きい主相粒子を含んでいなかった。一方、比較例４の永久磁石に含まれる主相粒子の最大粒径は、１１００μｍであった。比較例４と実施例１～３及び比較例１～３を比較するために、比較例４の場合に限り、粒径が１００μｍ以上１０００μｍ以下である主相粒子だけではなく、粒径が１０００μｍよりも大きい主相粒子も、粗大主相粒子に分類された。つまり、比較例４の場合に限り、粗大粒頻度の算出において、粒径が１０００μｍよりも大きい主相粒子の個数も、粗大主相粒子の個数として計測された。
実施例２、３及び比較例１～４其々の粗大粒頻度は、下記表２に示される。
実施例２、３及び比較例１～４其々の微小主相粒子のメジアン径ｄ５０は、下記表２に示される。

【0099】

【表1】

【0100】

【表2】

【産業上の利用可能性】

【0101】

本発明に係るＲ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石は、高温での磁気特性に優れるため、例えば、ハイブリッド車又は電気自動車に搭載されるモータに適用される。

【符号の説明】

【0102】

２…Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石、２ｃｓ…Ｒ‐Ｔ‐Ｂ系永久磁石の断面、４…主相粒子、４Ａ…粗大主相粒子、４Ｂ…微小主相粒子、６…粒界相。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】