[发明专利]稀土磁铁

说明书

技术领域

本发明涉及稀土磁铁。

背景技术

Nd-Fe-B烧结磁铁发明于1982年，现在仍是世界上具有最高性能的永久磁铁材料，用于以硬盘驱动器(HDD)的音圈发动机(VCM)、核磁共振断层成像装置(MRI)、发电机为首的许多制品。Nd-Fe-B烧结磁铁的产量因为节能对策，在发动机和发电机用途中特别存在增加的倾向。另外，还是因对环境污染的担忧而正在进行开发的混合动力车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)的驱动用大型发动机中最有希望的磁性材料，正预想进一步扩大产量。

作为显示磁铁材料的性能的指标，有最大磁能积和矫顽力。最大磁能积表示磁铁可产生的最大能量。矫顽力是向被磁化的磁铁施加反向磁场的情况下磁化消失的磁场。

Nd-Fe-B磁铁自1982年发明之后得到改良，与在那之前具有最高性能的Sm-Co磁铁相比，现在具有约2倍的最大磁能积。另一方面，Nd-Fe-B磁铁的矫顽力停滞于Sm-Co磁铁的一半左右。

一般为了提高作为永久磁铁的性能指数的最大磁能积，需要具有大的饱和磁化强度和大的矫顽力。现在作为使Nd-Fe-B烧结磁铁高矫顽力化的基本技术，已知通过作为重稀土的Dy来部分置换Nd，来增强磁晶各向异性的方法。例如，专利文献1中公开了通过将Dy化合物和磁铁原料湿式混合，在磁铁原料的表面被覆Dy化合物，将该磁铁原料和树脂粘合剂混合，将成形的生坯片烧结而成的永久磁铁。另外，专利文献2中公开了一种稀土烧结磁铁，其包含多个R₂T₁₄B(R为Nd、Dy等稀土元素，T为Fe等过渡金属元素)的晶粒和存在于邻接的所述晶粒之间、与所述晶粒的表面相比Nd和Cu的量较多、且Dy的量较少的晶体晶界。

但是，Dy的磁矩因为存在与Nd和Fe反向平行地键合的性质，所以虽然通过Dy的添加，Nd-Fe-B烧结磁铁的矫顽力增加，但随着其添加量的增大，磁化减少，结果存在最大磁能积降低这样的问题。MRI、扬声器等的磁铁使用时的工作温度低的制品，因为不谋求高温时的高矫顽力，所以几乎不添加Dy，使用最大磁能积高达约50MGOe的Nd-Fe-B磁铁。另一方面，在HEV中使用的发动机，因为工作环境达200℃以上，所以如果考虑到矫顽力的温度变化，则需要在室温时具有30kOe的高矫顽力的Nd-Fe-B磁铁。在这种情况下，产生了添加10％左右的Dy的需要，最大磁能积降低至30MGOe左右。即，向Nd-Fe-B磁铁添加Dy牺牲了作为Nd-Fe-B磁铁特征的最大磁能积的大小，提高了矫顽力。

另外，因为Dy在稀土矿石中的含量少，原产地也集中在中国，所以如果为了HEV用途而进行Nd-Fe-B磁铁的大量供给，则存在不久的将来Dy的市场价格高涨，HEV的生产实际上变得不可能的担忧。由于这样的背景，现在急切开发不添加Dy或降低Dy添加量同时获得高矫顽力，同时具有高的最大磁能积和高耐热性的高性能的永久磁铁。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009-224671号公报

专利文献2：特开2011-187734号公报

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明目的在于提供矫顽力高的稀土磁铁的结构。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明人进行了锐意研究的结果是找到了通过使稀土元素位于具有牢固的共价键的片的2维面内，使该片与包含过渡金属元素的层进行层叠，可获得高的矫顽力，而完成了本发明。

即，本发明的稀土磁铁，其特征在于，层叠通过共价键而键合的元素的片和包含过渡金属元素的层，稀土元素位于所述片的面内。

发明效果

根据本发明，因为稀土元素位于具有牢固的共价键的片内，所以在晶界面附近的晶体结构难以变紊乱，获得了晶界面附近的磁各向异性高、矫顽力大的稀土磁铁。以上所述以外的课题、构成及效果可通过以下实施方案的说明而明确。

附图说明

[图1]是示意性表示本发明的稀土磁铁的一个实施方案的截面结构的图。

[图2]是表示本发明的稀土磁铁中的片的结构的一个实施方案的图。

[图3]是表示为了求得晶体场参数而使用的Nd₂Fe₁₄B晶体结构的图。

[图4]是表示晶体场参数的解析结果的图。

[图5]是说明晶体场参数随着表面模型而变动的机制的图。

[图6]是说明晶体场参数随着表面模型而变动的机制的图。