本发明涉及r-t-b系永磁体。
背景技术：
含有稀土元素r(钕等)、过渡金属元素t(铁等)、硼b的r-t-b系永磁体具有优异的磁特性。作为表示r-t-b系永磁体的磁特性的指标，一般使用剩余磁通密度br(剩余磁化)和矫顽力hcj。
r-t-b系永磁体为成核型的永磁体。通过对成核型的永磁体施加与磁化方向相反的磁场，容易在构成永磁体的多个晶粒(主相颗粒)的晶界附近产生磁化反转的核。由于该磁化反转的核，永磁体的矫顽力减小。
为了提高r-t-b系永磁体的矫顽力，向r-t-b系永磁体添加镝等的重稀土元素。(参照特开2011-187734号公报。)通过重稀土元素的添加，各向异性磁场容易在晶界附近局部变大，磁化反转的核不易在晶界附近产生，矫顽力增加。但是，在重稀土元素的添加量过多的情况下，r-t-b系永磁体的饱和磁化(饱和磁通密度)减少，剩余磁通密度也减少。因此，期望兼顾含有重稀土元素的r-t-b系永磁体的剩余磁通密度和矫顽力。另外，重稀土元素的价格高，因此，为了降低r-t-b系永磁体的制造成本，也期望降低r-t-b系永磁体中的重稀土元素的含量。
技术实现要素：
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述情况而进行的，目的在于提供磁特性优异的r-t-b系永磁体。
用于解决课题的方法
本发明的一个方面提供一种r-t-b系永磁体，含有稀土元素r、过渡金属元素t和硼b，其中，至少一部分稀土元素r为钕、以及铽和镝中的至少一种，至少一部分过渡金属元素t为铁，r-t-b系永磁体含有多个主相颗粒和被三个以上的主相颗粒包围的晶界三叉点，晶界三叉点包含钕和镨中的至少一种、铽和镝中的至少一种、铁和钴中的至少一种、以及铜，晶界三叉点中的钕的含量的平均值表示为[nd]原子％，晶界三叉点中的镨的含量的平均值表示为[pr]原子％，晶界三叉点中的铽的含量的平均值表示为[tb]原子％，晶界三叉点中的镝的含量的平均值表示为[dy]原子％，晶界三叉点中的铁的含量的平均值表示为[fe]原子％，晶界三叉点中的钴的含量的平均值表示为[co]原子％，晶界三叉点中的铜的含量的平均值表示为[cu]原子％，[nd]、[pr]、[fe]和[co]满足2.00≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤5.00，[tb]、[dy]和[cu]满足1.00≤[cu]/([tb] [dy])≤4.00。
r-t-b系永磁体的整体中的铽和镝的含量的合计值可以为0.20质量％以上5.00质量％以下。
r-t-b系永磁体的整体中的钕、镨、铽和镝的含量的合计值可以为27.00质量％以上33.00质量％以下，r-t-b系永磁体的整体中的铜的含量可以为0.04质量％以上0.50质量％以下，r-t-b系永磁体的整体中的镓的含量可以为0.03质量％以上0.30质量％以下，r-t-b系永磁体的整体中的钴的含量可以为0.30质量％以上3.00质量％以下，r-t-b系永磁体的整体中的铝的含量可以为0.15质量％以上0.30质量％以下，r-t-b系永磁体的整体中的锆的含量可以为0.10质量％以上1.00质量％以下，r-t-b系永磁体的整体中的锰的含量可以为0.02质量％以上0.10质量％以下，r-t-b系永磁体的整体中的硼的含量可以为0.85质量％以上1.05质量％以下。
发明的效果
根据本发明，可以提供磁特性优异的r-t-b系永磁体。
附图说明
图1a是本发明的一个实施方式的r-t-b系永磁体的示意性立体图，图1b是图1a所示的r-t-b系永磁体的截面的示意图(b-b线方向的向视图)。
图2是图1b所示的r-t-b系永磁体的截面的一部分(区域ii)的放大图。
图3是样品nо1的r-t-b系永磁体的截面的背散射电子像。
图4是样品nо2的r-t-b系永磁体的截面的背散射电子像。
图5是样品nо3的r-t-b系永磁体的截面的背散射电子像。
图6是样品nо4的r-t-b系永磁体的截面的背散射电子像。
图7是样品nо5的r-t-b系永磁体的截面的背散射电子像。
图8是样品nо6的r-t-b系永磁体的截面的背散射电子像。
符号说明
2…永磁体，2cs…永磁体的截面，4…主相颗粒，6…晶界三叉点，10…二颗粒晶界。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明优选的实施方式进行说明。附图中，对相等的构成要素标注相等的符号。本发明不限定于下述实施方式。以下所记载的“永磁体”是指r-t-b系永磁体。
(永磁体)
图1a是本实施方式的永磁体2的示意性立体图。图1b是永磁体2的截面2cs的示意图。图2是永磁体2的截面2cs的一部分(区域ii)的放大图。图1a所示的永磁体2为长方体，但永磁体2的形状不限定于长方体。永磁体2的尺寸和形状根据永磁体2的用途而不同，是多种多样的，没有特别限定。永磁体2的形状也可以是例如立方体、矩形(板)、多棱柱、圆弧段形状、扇、环状扇形(annularsector)状、球、圆板、圆柱、环或胶囊。永磁体2的截面的形状也可以是例如多边形、圆弧(圆弦)、弓状、拱门状或圆。
永磁体2包含稀土元素r、过渡金属元素t和硼b。永磁体2也可以称为钕磁铁。
至少一部分稀土元素r为钕(nd)、铽(tb)和镝(dy)中的至少一种。也就是永磁体2含有nd，且还含有tb和dy中的至少一种。永磁体2可以为还含有nd、tb和dy以外的其它稀土元素。例如，作为其它的稀土元素，永磁体2可以为还含有选自钪(sc)、钇(y)、镧(la)、铈(ce)、镨(pr)、钷(pm)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)和镥(lu)中的至少一种。永磁体2中所含的稀土元素r也可以仅为tb和dy中的至少一种以及nd。
至少一部分过渡金属元素t为铁(fe)。t可以为fe和钴(co)。也可以全部的t为fe。也可以全部的t为fe和co。永磁体2可以为还含有fe和co以外的其它过渡金属元素。以下所记载的t是指仅为fe、或指fe和co。
如图2所示，永磁体2具有多个(大量)主相颗粒4。主相颗粒4至少含有nd、fe和b。主相颗粒4也可以含有r2t14b的结晶，至少一部分r可以为nd，至少一部分t可以为fe。主相颗粒4的一部分或整体也可以仅由r2t14b的结晶(单晶或多晶)构成。r2t14b可以为例如nd2fe14b。nd2fe14b中的nd的一部分也可以被pr、tb和dy中的至少一种置换。nd2fe14b中的fe的一部分也可以被co置换。主相颗粒4中除了r、t和b之外，可以还含有其它的元素。主相颗粒4的内部的组成也可以均一。主相颗粒4的内部的组成也可以不均一。
永磁体2具有多个晶界三叉点6。晶界三叉点6是被至少三个主相颗粒4包围的晶界相。永磁体2也具有多个二颗粒晶界10。二颗粒晶界10是位于相邻的两个主相颗粒4之间的晶界相。一部分或全部的晶界三叉点6的组成也可以均一。例如，各晶界三叉点6也可以由一种金属间化合物构成。各晶界三叉点6也可以由一种共晶构成。各晶界三叉点6也可以由一种合金构成。一部分或全部的晶界三叉点6的组成也可以不均一。例如，各晶界三叉点6也可以含有多种金属间化合物。各晶界三叉点6也可以含有多种共晶。各晶界三叉点6也可以含有多种合金。各晶界三叉点6也可以含有一种以上的金属间化合物和一种以上的共晶。各晶界三叉点6也可以含有一种以上的共晶和一种以上的合金。各晶界三叉点6也可以含有一种以上的金属间化合物和一种以上的合金。各晶界三叉点6也可以含有一种以上的金属间化合物、一种以上的共晶和一种以上的合金。
至少一部分晶界三叉点6含有nd和pr中的至少一种、tb和dy中的至少一种、fe和co中的至少一种、以及铜(cu)。全部的晶界三叉点6也可以含有nd和pr中的至少一种、tb和dy中的至少一种、fe和co中的至少一种、以及cu。为了便于说明，nd和pr中的一方或双方记载为rl。tb和dy中的一方或双方记载为rh。在基于这些记载的情况下，至少一部分晶界三叉点6含有rl、rh、t和cu。晶界三叉点6除了rl、rh、t和cu之外，也可以还含有其它的元素。
晶界三叉点6中的nd的含量的平均值表示为[nd]原子％。[nd]是多个晶界三叉点6各自所测得的nd的含量的平均值。晶界三叉点6中的pr的含量的平均值表示为[pr]原子％。[pr]是多个晶界三叉点6各自所测得的pr的含量的平均值。晶界三叉点中的tb的含量的平均值表示为[tb]原子％。[tb]是多个晶界三叉点6各自所测得的tb的含量的平均值。晶界三叉点中的dy的含量的平均值表示为[dy]原子％。[dy]是多个晶界三叉点6各自所测得的dy的含量的平均值。晶界三叉点中的fe的含量的平均值表示为[fe]原子％。[fe]是多个晶界三叉点6各自所测得的fe的含量的平均值。晶界三叉点中的co的含量的平均值表示为[co]原子％。[co]是多个晶界三叉点6各自所测得的co的含量的平均值。晶界三叉点中的cu的含量的平均值表示为[cu]原子％。[cu]是多个晶界三叉点6各自所测得的cu的含量的平均值。
[nd]、[pr]、[fe]和[co]满足下述的不等式1，[tb]、[dy]和[cu]满足下述不等式2。
2.00≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤5.00(1)
1.00≤[cu]/([tb] [dy])≤4.00(2)
通过满足上述的不等式1和不等式2，永磁体2能够具有优异的磁特性。其原因如下所述。
永磁体2利用含有相互粘结的多个主相颗粒4的磁铁基材和含有rh的扩散材料来制作。通过将附着有扩散材料的磁铁基材加热的扩散工序，扩散材料中的rh从磁铁基材的表面向磁铁基材的内部扩散。形成满足不等式1和2的晶界三叉点6的扩散工序中，在晶界三叉点6中rh不易固定，而在二颗粒晶界10和主相颗粒4的表面附近rh容易固定。换而言之，形成满足不等式1和2的晶界三叉点6的扩散工序中，rh不易在晶界三叉点6固定，因此，rh容易向二颗粒晶界10和主相颗粒4的表面附近扩散，在二颗粒晶界10和主相颗粒4的表面附近，一部分的nd容易被rh置换。其结果，rh容易局部存在于二颗粒晶界10和主相颗粒4的表面附近，各向异性磁场在二颗粒晶界10的附近局部变大，磁化反转的核不易在二颗粒晶界10的附近产生，永磁体2的矫顽力增加。另外，在晶界三叉点6的平均的组成满足不等式1和2的情况下，能够增加永磁体2的矫顽力，并且能够较现有的永磁体降低永磁体2整体中的rh的含量。由于rh的含量降低，因此，永磁体2的剩余磁通密度也不易减少。因此，本实施方式的永磁体2能够具有优异的磁特性。换而言之，能够兼得永磁体2的高的剩余磁通密度和大的矫顽力。
假定在扩散工序中扩散材料中的rh扩散至主相颗粒4的内部(深部)的情况下，主相颗粒中的nd被rh过度置换，因此，损坏主相颗粒4的磁性。因此，在扩散工序中，需要以抑制rh向主相颗粒4的内部的扩散的程度的较低的温度对附着有扩散材料的磁铁基材进行加热。在晶界三叉点6包含含有t和rl的相(t-rl相)、且晶界三叉点6的平均组成满足不等式1的情况下，t-rl相的熔点(或共晶点)比较低，因此，t-rl相容易在比较低的温度成为液相。其结果，与没有t-rl相的情况相比，rh不易在晶界三叉点6固定，rh容易经由t-rl相(液相)扩散至二颗粒晶界10和主相颗粒4的表面附近。例如，一部分或全部的晶界三叉点6也可以含有金属间化合物作为t-rl相，该金属间化合物也可以是选自ndfe5和nd5fe17中的至少一种。一部分或全部的晶界三叉点6也可以含有共晶作为t-rl相，该共晶也可以含有fe和co中的至少一方以及nd和pr中的至少一方。一部分或全部的晶界三叉点6也可以含有合金作为t-rl相，该合金也可以含有fe和co中的至少一方以及nd和pr中的至少一方。
在晶界三叉点6包含含有cu和rh的相(cu-rh相)、且晶界三叉点6的平均组成满足不等式2的情况下，cu-rh相的熔点(或共晶点)比较低，因此，cu-rh相容易在比较低的温度成为液相。其结果，与没有cu-rh相的情况相比，rh不易在晶界三叉点6固定，rh容易经由cu-rh相(液相)扩散至二颗粒晶界10和主相颗粒4的表面附近。一部分或全部的晶界三叉点6也可以含有金属间化合物作为cu-rh相，该金属间化合物也可以是选自cu7tb2和cu2tb中的至少一种。一部分或全部的晶界三叉点6也可以含有共晶作为cu-rh相，该共晶也可以含有cu、以及dy和tb中的至少一方。一部分或全部的晶界三叉点6也可以含有合金作为cu-rh相，该合金也可以含有cu、以及dy和tb中的至少一方。
通过满足不等式1和2从而永磁体2的磁特性提高的原因不限定于上述的机制。
从永磁体2的磁特性容易提高的方面考虑，[nd]、[pr]、[fe]和[co]可以满足选自1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1j、1k、1l、1i、1m、1n和1o中的一个下述不等式，[tb]、[dy]和[cu]可以满足选自2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j、2k、2l、2m、2n、2o和2p中的一个下述不等式。
2.03≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤5.00(1a)
2.05≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤5.00(1b)
2.12≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤5.00(1c)
2.00≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤4.00(1d)
2.03≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤4.00(1e)
2.05≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤4.00(1f)
2.12≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤4.00(1g)
2.00≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤3.97(1h)
2.03≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤3.97(1i)
2.05≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤3.97(1j)
2.12≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤3.97(1k)
2.00≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤3.50(1l)
2.03≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤3.50(1m)
2.05≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤3.50(1n)
2.12≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤3.50(1o)
1.20≤[cu]/([tb] [dy])≤4.00(2a)
2.00≤[cu]/([tb] [dy])≤4.00(2b)
2.06≤[cu]/([tb] [dy])≤4.00(2c)
1.00≤[cu]/([tb] [dy])≤3.50(2d)
1.20≤[cu]/([tb] [dy])≤3.50(2e)
2.00≤[cu]/([tb] [dy])≤3.50(2f)
2.06≤[cu]/([tb] [dy])≤3.50(2g)
1.00≤[cu]/([tb] [dy])≤3.00(2h)
1.20≤[cu]/([tb] [dy])≤3.00(2i)
2.00≤[cu]/([tb] [dy])≤3.00(2j)
2.06≤[cu]/([tb] [dy])≤3.00(2k)
1.00≤[cu]/([tb] [dy])≤2.80(2l)
1.20≤[cu]/([tb] [dy])≤2.80(2m)
2.00≤[cu]/([tb] [dy])≤2.80(2n)
2.06≤[cu]/([tb] [dy])≤2.80(2o)
1.20≤[cu]/([tb] [dy])≤2.06(2p)
从永磁体2的磁特性容易提高的方面考虑，[tb]和[cu]可以满足选自3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g和3h中的一个下述不等式。
2.00≤[cu]/[tb]≤4.00(3a)
2.06≤[cu]/[tb]≤4.00(3b)
2.73≤[cu]/[tb]≤4.00(3c)
2.75≤[cu]/[tb]≤4.00(3d)
2.00≤[cu]/[tb]≤3.50(3e)
2.06≤[cu]/[tb]≤3.50(3f)
2.73≤[cu]/[tb]≤3.50(3g)
2.75≤[cu]/[tb]≤3.50(3h)
晶界三叉点6中的nd的含量的平均值[nd]可以为10原子％以上25原子％以下。晶界三叉点6中的pr的含量的平均值[pr]可以为0.1原子％以上6.0原子％以下。晶界三叉点中的tb的含量的平均值[tb]可以为0.05原子％以上3.0原子％以下。晶界三叉点中的dy的含量的平均值[dy]可以为0.05原子％以上2.4原子％以下。晶界三叉点中的fe的含量的平均值[fe]可以为31原子％以上75原子％以下。晶界三叉点中的co的含量的平均值[co]可以为0.1原子％以上3.0原子％以下。晶界三叉点中的cu的含量的平均值[cu]可以为0.5原子％以上5.0原子％以下。在[nd]、[pr]、[tb]、[dy]、[fe]、[co]和[cu]各自为上述的范围内的情况下，容易满足不等式1和2，永磁体2的磁特性容易提高。
永磁体2整体中的tb和dy的含量的合计值可以为0.20质量％以上5.00质量％以下。根据情况，永磁体的整体中的tb和dy的含量的合计值记为ctb dy。通过使永磁体2的ctb dy为0.20质量％以上，永磁体2的磁特性(特别是矫顽力)容易提高。另外，在永磁体2的ctb dy为上述范围内的情况下，与ctb dy相同的现有的永磁体相比，本实施方式的永磁体2容易具有优异的磁特性。换而言之，即使在本实施方式的永磁体2的ctb dy为现有的永磁体的ctb dy以下的情况下，本实施方式的永磁体2能够具有比现有的永磁体优异的磁特性。即，根据本实施方式的永磁体2，能够不损及磁特性地比现有的永磁体的ctb dy降低ctb dy。出于同样的原因，永磁体2整体中的tb和dy的含量的合计值可以为0.20质量％以上2.00质量％以下、0.20质量％以上1.50质量％以下、0.20质量％以上1.00质量％以下、0.20质量％以上0.90质量％以下、0.20质量％以上0.60质量％以下、0.20质量％以上0.50质量％以下、0.20质量％以上0.40质量％以下。
永磁体2整体中的nd、pr、tb和dy的含量的合计值可以为27.00质量％以上33.00质量％以下。在nd、pr、tb和dy的含量的合计值为27.00质量％以上的情况下，永磁体2的矫顽力容易增加。在nd、pr、tb和dy的含量的合计值为33.00质量％以下的情况下，剩余磁通密度容易增加。
永磁体2整体中的cu的含量可以为0.04质量％以上0.50质量％以下。在cu的含量为0.04质量％以上的情况下，永磁体2的矫顽力容易增加，永磁体2的耐腐蚀性容易提高。在cu的含量为0.50质量％以下的情况下，永磁体2的矫顽力和剩余磁通密度容易增加。
永磁体2整体中的镓(ga)的含量可以为0.03质量％以上0.30质量％以下。在ga的含量为0.03质量％以上的情况下，永磁体2的矫顽力容易增加。在ga的含量为0.30质量％以下的情况下，抑制副相(例如含有r、t和ga的相)的生成，永磁体2的剩余磁通密度容易增加。
永磁体2整体中的co的含量可以为0.30质量％以上3.00质量％以下。在co的含量为0.30质量％以上的情况下，永磁体2的耐腐蚀性容易提高。在co的含量大于3.00质量％的情况下，永磁体的耐腐蚀性提高的效果达到最高，与co所花费的成本相平衡的优点消失。
永磁体2整体中的铝(al)的含量可以为0.15质量％以上0.30质量％以下。在al的含量为0.15质量％以上的情况下，永磁体2的矫顽力容易增加。另外，在al的含量为0.15质量％以上的情况下，具有随着后述的时效处理或热处理的温度的变化的永磁体2的磁特性(特别是矫顽力)的变化量小的倾向，且具有抑制量产的永磁体2的磁特性的不均的倾向。在al的含量为0.30质量％以下的情况下，永磁体2的剩余磁通密度容易增加。另外，在al的含量为0.30质量％以下的情况下，容易抑制伴随温度变化的矫顽力的变化。
永磁体2整体中的锆(zr)的含量可以为0.10质量％以上1.00质量％以下。在zr的含量为0.10质量％以上的情况下，容易抑制后述的烧结工序中主相颗粒的异常粒生长，永磁体2的矩形比(hk/hcj)容易接近1.0，在低磁场下永磁体2容易磁化。hk是与剩余磁通密度(br)的90％相当的磁场的强度。在zr的含量为1.00质量％以下的情况下，永磁体2的剩余磁通密度容易增加。
永磁体2整体中的锰(mn)的含量可以为0.02质量％以上0.10质量％以下。在mn的含量为0.02质量％以上的情况下，永磁体2的剩余磁通密度和矫顽力容易增加。在mn的含量为0.10质量％以下的情况下，永磁体2的矫顽力容易增加。
永磁体2整体中的b的含量可以为0.85质量％以上1.05质量％以下。在b的含量为0.85质量％以上的情况下，永磁体2的剩余磁通密度容易增加。在b的含量为1.05质量％以下的情况下，永磁体2的矫顽力容易增加。在b的含量为上述的范围内的情况下，永磁体2的矩形比容易接近1.0。
永磁体2除了上述的元素之外，也可以含有选自碳(c)、氮(n)、氧(o)、钙(ca)、镍(ni)、硅(si)、氯(cl)、硫(s)和氟(f)中的至少一种。
从永磁体2除去上述的元素的剩余部可以为fe。
主相颗粒4的平均粒径没有特别限定，例如可以为1.0μm以上10.0μm以下。永磁体2中的主相颗粒4的体积的比例的合计值没有特别限定，例如可以为75体积％以上且低于100体积％。
主相颗粒4和晶界三叉点6各自的组成也可以通过使用了能量色散型x射线分光(eds)法的永磁体2的截面2cs的分析来确定。永磁体2的整体的组成也可以通过例如荧光x射线(xrf)分析法、高频电感耦合等离子体(icp)发光分析法、惰气熔融－非分散型红外线吸收法、氧气流中燃烧－红外吸收法和惰气熔融－热传导度法等的分析方法来确定。
本实施方式的永磁体2也可以在混合动力汽车、电动汽车、硬盘驱动器、核磁共振图像装置(mri)、智能手机、数码相机、薄型tv、扫描仪、空调、热泵、冰箱、吸尘器、洗涤干燥机、电梯和风力发电机等各种各样的领域中利用。本实施方式的永磁体2也可以用作构成马达、发电机或致动器的材料。
(永磁体的制造方法)
以下，说明上述的永磁体的制造方法的一例。
可以从含有构成上述的永磁体的各元素的金属(原料金属)，通过带铸法等制作原料合金。原料合金至少含有nd、fe和b。原料合金也可以含有pr。原料合金也可以不含有pr。原料合金也可以含有tb和dy中的一方或双方。原料合金也可以不含有tb和dy中的一方或双方。原料合金也可以含有co。原料合金也可以不含有co。原料合金也可以含有cu。原料合金也可以不含有cu。原料金属也可以是例如稀土元素的单质(金属单质)、含有稀土元素的合金、纯铁、硼铁合金或含有它们的合金。这些原料金属以与期望的磁铁基材的组成一致的方式称取。作为原料合金，也可以制作组成不同的两种以上的合金。
[粉碎工序]
可以通过将上述的原料合金在非氧化的气氛中粉碎，制备合金粉末。原料合金也可以在粗粉碎工序和微粉碎工序的两个阶段中粉碎。粗粉碎工序中，例如可以使用捣碎机、颚式破碎机或布朗研磨机等的粉碎方法。粗粉碎工序可以在不活泼气体气氛中进行。也可以使氢吸留于原料合金之后，粉碎原料合金。即，作为粗粉碎工序，也可以进行氢吸留粉碎。粗粉碎工序中，原料合金可以被粉碎至其粒径成为数百μm程度。继粗粉碎工序之后的微粉碎工序中，经过了粗粉碎工序的原料合金可以进一步被粉碎至其平均粒径成为数μm。微粉碎工序中，例如可以使用喷射磨。原料合金也可以仅通过一个阶段的粉碎工序被粉碎。例如，也可以仅进行微粉碎工序。在使用多种原料合金的情况下，也可以分别粉碎各原料合金之后，混合各原料合金。合金粉末也可以含有选自脂肪酸、脂肪酸酯和脂肪酸的金属盐(金属皂)中的至少一种润滑剂(粉碎助剂)。换而言之，原料合金也可以与润滑剂(粉碎助剂)一起被粉碎。
[成型工序]
成型工序中，通过将上述的合金粉末在磁场中成型，可以得到包含沿着磁场取向的合金粉末的成型体。例如，可以通过一边对模具内的合金粉末施加磁场，一边利用模具对合金粉末加压，得到成型体。模具对合金粉末施加的压力可以为20mpa以上300mpa以下。施加于合金粉末的磁场的强度可以为950ka/m以上1600ka/m以下。
[烧结工序]
烧结工序中，可以通过将上述的成型体在真空或不活泼气体气氛中烧结，得到烧结体。烧结条件可以根据目标的永磁体的组成、原料合金的粉碎方法和粒度等适当设定。烧结温度也可以为例如1000℃以上1200℃以下。烧结时间也可以为1小时以上20小时以下。
[时效处理工序]
时效处理工序中，烧结体可以以比烧结温度低的温度加热。时效处理工序中，烧结体可以在真空或不活泼气体气氛中加热。后述的扩散工序也可以兼作时效处理工序。在该情况下，也可以不在扩散工序以外另外实施时效处理工序。时效处理工序可以由第一时效处理和继第一时效处理之后的第二时效处理构成。第一时效处理可以以700℃以上900℃以下的温度加热烧结体。第一时效处理的时间可以为1小时以上10小时以下。第二时效处理中，烧结体可以以500℃以上700℃以下的温度加热。第二时效处理的时间可以为1小时以上10小时以下。
通过以上的工序，得到烧结体。烧结体是用于以下的扩散工序的磁铁基材。通过对磁铁基材实施扩散工序，得到永磁体。也可以在扩散工序前，通过切削和研磨等的加工方法，调整磁铁基材的尺寸和形状。磁铁基材(烧结体)具有相互烧结的多个(大量)主相颗粒。但是，磁铁基材中包含的主相颗粒的平均组成与完成后的永磁体中包含的主相颗粒的平均组成不同。磁铁基材中的主相颗粒至少含有nd、fe和b。主相颗粒也可以含有r2t14b的结晶，至少一部分r可以为nd，至少一部分t可以为fe。主相颗粒的一部分或整体也可以仅由r2t14b的结晶(单晶或多晶)构成。r2t14b可以为例如nd2fe14b。nd2fe14b中的nd的一部分也可以被tb和dy中的至少任一种置换。nd2fe14b中的fe的一部分也可以被co置换。主相颗粒除了r、t和b之外，可以还含有其它的元素。磁铁基材还具有多个晶界三叉点。但是，磁铁基材中包含的晶界三叉点的平均组成与完成后的永磁体中包含的晶界三叉点的平均组成不同。磁铁基材还具有多个二颗粒晶界。但是，磁铁基材中包含的二颗粒晶界的平均组成与完成后的永磁体中包含的二颗粒晶界的平均组成不同。晶界相可以至少含有nd，晶界相中的nd的含量可以大于主相颗粒中的nd的含量。即，晶界相可以为富nd相。晶界相除了nd之外，可以还含有fe和b中的至少一种。
[扩散工序]
扩散工序中，使扩散材料附着于磁铁基材的表面，并加热附着有扩散材料的磁铁基材。扩散材料可以含有下述的第一成分、第二成分和第三成分，第一成分、第二成分和第三成分可以分别为粉末。扩散材料除了第一成分、第二成分和第三成分之外，可以还还含有其它的成分。为了便于以下的说明，tb和dy中的一方或双方记载为rh。nd和pr中的一方或双方记载为rl。
第一成分可以为tb的单质和dy的单质中的至少一种。只要不由rh和rl形成合金，第一成分也可以含有极微量的rl。即，作为不可避免的杂质，第一成分也可以含有rl以外的元素。合金是固溶体、共晶和金属间化合物中的至少任一种。
在第一成分为tb的单质和dy的单质中的至少一种的情况下，能够仅通过金属单质的粉碎，容易地制作第一成分。也就是说，在第一成分为tb的单质和dy的单质中的至少一种的情况下，不需要制作含有rh的合金、或含有rh和rl的合金的工艺，也不需要粉碎比单质硬的合金的工艺。由于不需要合金的制作和粉碎，因此，永磁体的制造成本降低。
第二成分可以为含有nd和pr中的至少一种且不含tb和dy的金属。例如，第二成分可以为选自nd的单质、pr的单质、以及含有nd和pr的合金中的至少一种。含有nd和pr的合金也可以含有永磁体中可以包含的上述的元素中除tb和dy之外的至少一种元素。第二成分也可以为仅由nd和pr构成的合金。只要不由rh和rl形成合金，第二成分也可以含有极微量的rh。即，作为不可避免的杂质，第二成分也可以含有rh以外的元素。
在第二成分为nd的单质和pr的单质中的至少一种的情况下，能够仅通过金属单质的粉碎，容易制作第二成分。即，在第二成分为nd的单质和pr的单质中的至少一种的情况下，不需要制作含有rl的合金、或含有rh和rl的合金的工艺，也不需要粉碎比单质硬的合金的工艺。由于不需要合金的制作和粉碎，永磁体的制造成本降低。
第一成分和第二成分可以分别为氢化物。即，第一成分可以为tb的氢化物和dy的氢化物中的至少一种。第二成分可以为nd的氢化物和pr的氢化物中的至少一种。tb的氢化物可以为例如tbh2和tbh3中的至少任一种。tb的氢化物可以为例如由tb和fe构成的合金的氢化物。dy的氢化物可以为例如dyh2和dyh3中的至少任一种。dy的氢化物可以为例如由dy和fe构成的合金的氢化物。tb的氢化物和dy的氢化物可以为例如由tb、dy、fe构成的合金的氢化物。nd的氢化物可以为例如ndh2和ndh3中的至少任一种。pr的氢化物可以为例如prh2和prh3中的至少任一种。nd的氢化物和pr的氢化物可以为由nd和pr构成的合金的氢化物。
第三成分可以为选自cu的单质、含有cu的合金、以及cu的化合物中的至少一种，第三成分也可以不含有nd、pr、tb和dy。含有cu的合金也可以含有永磁体可以包含的上述的元素中除nd、pr、tb和dy之外的至少一种元素。铜的化合物可以为例如选自氢化物和氧化物中的至少一种。cu的氢化物可以为例如cuh。cu的氧化物可以为例如cu2o和cuo中的至少任一种。
第一成分、第二成分和第三成分可以分别通过粗粉碎工序和微粉碎工序制作。粗粉碎工序和微粉碎工序各自的方法可以与上述的原料合金的粉碎工序相同。第一成分、第二成分或第三成分也可以一起同时粉碎。可以通过粗粉碎工序和微粉碎工序自如地控制第一成分、第二成分和第三成分各自的粒径。例如，也可以使氢吸留于金属单质之后，使金属单质脱氢。其结果，得到由金属的氢化物构成的粗粉末。将氢化物的粗粉末利用喷射磨进一步粉碎，由此，得到由金属的氢化物构成的微粉末。该微粉末可以用作第一成分、第二成分或第三成分。
即使在扩散材料仅含有第一成分、第二成分和第三成分中的第一成分的情况下，也能够制造本实施方式的永磁体。但是，通过使扩散材料不仅含有第一成分，而且还含有第二成分和第三成分，容易满足上述的不等式1和2，永磁体的磁特性更容易提高。
通过加热附着有扩散材料的磁铁基材，来自第一成分的rh向磁铁基材的内部扩散，来自第二成分的rl向磁铁基材的内部扩散，来自第三成分的cu向磁铁基材的内部扩散。本发明的发明人推测，rh、rl和cu通过以下的机制从磁铁基材的表面向磁铁基材的内部扩散。但是，扩散的机制不限定于以下的机制。
假设作为扩散材料使用含有rh和rl的合金的情况下，附着于磁铁基材的表面的合金容易在rh和rl的共晶点急剧熔融。其结果，合金容易作为液相停滞于磁铁基材的表面，液相中的rh难以向磁铁基材的内部扩散。即，大量rh容易停滞于磁铁基材的表面。而且，rh向位于磁铁基材的表面附近的主相颗粒的内部扩散，损害位于磁铁基材的表面附近的主相颗粒的磁性，永磁体的残留磁通密降低。
另一方面，在扩散材料含有第一成分(rh)、第二成分(rl)和第三成分(cu)的情况下，第二成分的熔点比第三成分的熔点低，第三成分的熔点比第一成分的熔点低，因此，第二成分容易比第三成分更早熔融，第三成分容易比第一成分更早熔融。例如，nd的熔点为约1024℃，pr的熔点为约935℃，cu的熔点为约1085℃，tb的熔点为约1356℃，dy的熔点为约1407℃。来自首先熔融的第二成分的rl经由磁铁基材的晶界向磁铁基材的内部扩散。在磁铁基材内的晶界(晶界三叉点和二颗粒晶界)中，rl作为液相存在。另外，分别包含于磁铁基材的主相颗粒中的一部分的nd(rl的一种)也向晶界渗出。即，由来自第二成分的rl和来自主相颗粒的nd形成丰富的rl的液相。第三成分容易继第二成分之后熔融，因此，来自第三成分的cu能够由于位于晶界内的rl的液相的存在而以快速的扩散速度向磁铁基材的内部扩散。cu容易局部存在于rl的液相所存在的晶界(晶界三叉点和二颗粒晶界)。第一成分容易在最后熔融，因此，来自第一成分的rh与位于磁铁基材的表面附近的液相中的rl置换，rh向磁铁基材的内部扩散。cu比rh先向晶界三叉点扩散，因此，rh不易被晶界三叉点捕集。并且，位于二颗粒晶界的cu作为rh的路径发挥作用，由此，rh容易向二颗粒晶界扩散。cu位于二颗粒晶界，由此，与没有cu的情况相比，抑制rh向主相颗粒的内部的过度扩散。通过使rh经过以上的扩散过程，rh容易局部存在于二颗粒晶界和主相颗粒的表面附近，各向异性磁场在二颗粒晶界的附近局部变大，磁化反转的核不易在二颗粒晶界的附近产生，永磁体的矫顽力增加。
扩散材料含有熔点比第一成分(rh)低的第二成分(rl)和第三成分(cu)，因此，与扩散材料仅为第一成分的情况相比，rh容易在更低的温度下向二颗粒晶界扩散，rh容易在更短的时间内向二颗粒晶界扩散。因此，与扩散材料仅为第一成分的情况相比，rh的扩散所需要的温度和时间降低，rh的向主相颗粒的内部(深部)的过度扩散被抑制。另外，来自第二成分的rl作为液相存在于晶界(晶界三叉点和二颗粒晶界)，因此，与扩散材料不含第二成分的情况相比，主相颗粒中的nd不会向晶界过度渗出，主相颗粒中的nd不会被rh过度置换。由于这些原因，各主相颗粒的磁性的劣化被抑制，抑制永磁体的剩余磁通密度的减少。
扩散材料含有熔点比第一成分(rh)低的第二成分(rl)和第三成分(cu)，因此，与扩散材料仅为第一成分(rh)的情况相比，rh能够向二颗粒晶界更可靠地扩散。因此，与扩散材料仅为第一成分(rh)的情况相比，永磁体的矫顽力的增加所需要的第一成分(rh)的量降低，永磁体的制造成本降低。
扩散工序中，可以使含有第一成分、第二成分、第三成分和溶剂的浆料作为扩散材料附着于磁铁基材的表面。浆料是液体状的混合物。浆料所含的溶剂可以为水以外的溶剂。溶剂可以为例如醇、醛或酮等的有机溶剂。为了使扩散材料容易附着于磁铁基材的表面，扩散材料还可以包含粘合剂。浆料也可以含有第一成分、第二成分、第三成分、溶剂和粘合剂。可以通过第一成分、第二成分、第三成分、粘合剂和溶剂的混合，形成具有高于浆料的粘性的膏，该膏也可以附着于磁铁基材的表面。膏是具有流动性和高的粘性的混合物。在扩散工序之前，可以通过加热附着有浆料或膏的磁铁基材，除去浆料或膏所含的溶剂。
扩散材料可以附着于磁铁基材的表面的一部分或整体。扩散材料的附着方法没有限定。例如，上述的浆料或膏可以向磁铁基材的表面涂布。扩散材料本身或浆料也可以向磁铁基材的表面喷射。也可以使扩散材料向磁铁基材的表面蒸镀。磁铁基材也可以浸渍于浆料中。扩散材料也可以经由覆盖磁铁基材的表面的粘合剂而附着于磁铁基材。使用浆料或膏的扩散工序与利用粘合剂覆盖磁铁基材的表面的情况相比，容易降低粘合剂的使用量。因此，在使用浆料或膏的情况下，脱粘合剂工序不是必须的，来自粘合剂的碳不易残留于永磁体中，容易抑制因碳引起的永磁体的磁特性的劣化。
扩散工序中的磁铁基材的温度(扩散温度)可以为第一成分、第二成分和第三成分各自的熔点或分解温度以上，也可以低于上述的烧结温度(或低于磁铁基材的熔点)。扩散温度也可以根据第一成分、第二成分和第三成分各自的组成和熔点或分解温度来调整。例如，在第一成分和第二成分的任意一种成分为金属的情况下，扩散温度可以为800℃以上950℃以下。在第一成分和第二成分的任意一种成分为氢化物的情况下，扩散温度可以为800℃以上950℃以下。扩散工序中，可以使磁铁基材的温度从比扩散温度低的温度逐渐上升至扩散温度。例如，在600℃左右的低温区域中，nd容易作为液相(nd-rich相)从磁铁基材的主相颗粒向晶界渗出。在800℃左右的温度域中，容易进行dy的氢化物的熔融。磁铁基材的温度维持在扩散温度的时间(扩散时间)例如可以为1小时以上50小时以下。扩散工序中的磁铁基材的气氛可以为非氧化的气氛。非氧化的气氛可以为例如氩等稀有气体。
扩散材料中的tb、dy、nd、pr和cu的质量的合计可以表示为melements。扩散材料中tb和dy的质量的合计值相对于melements可以为55质量％以上85质量％以下、55质量％以上80质量％以下、或59质量％以上75质量％以下。tb和dy的质量的合计值还可以称为扩散材料中rh的质量的合计值。在rh的质量的合计值为55质量％以上的情况下，容易降低永磁体的矫顽力的增加所需要的扩散材料的总量。在rh的质量的合计值为85质量％以下的情况下，容易抑制永磁体的剩余磁通密度的减少，降低永磁体的制造成本。
扩散材料中nd和pr的质量的合计值相对于melements可以为10质量％以上37质量％以下、15质量％以上37质量％以下、或15质量％以上32质量％以下。nd和pr的质量的合计值还可以称为扩散材料中rl的质量的合计值。在rl的质量的合计值为10质量％以上的情况下，扩散工序中丰富的rl的液相容易存在于晶界，容易促进rh经由rl的液相向二颗粒晶界的扩散。在rl的质量的合计值为37质量％以下的情况下，第一成分(rh)不会被第二成分(rl)过度稀释，永磁体的矫顽力容易增加。
扩散材料中cu的含量相对于melements可以为4质量％以上30质量％下、8质量％以上25质量％以下、或8质量％以上20质量％以下。在cu的含量为4质量％以上的情况下，rh容易向二颗粒晶界和主相颗粒的表面附近扩散，容易抑制rh向主相颗粒的内部的扩散。在cu的含量为30质量％以下的情况下，容易抑制永磁体的矫顽力和剩余磁通密度的减少。在磁铁基材含有cu的情况下，来自磁铁基材的cu也可以呈现与来自扩散材料的cu同样的上述效果。但是，难以仅通过来自磁铁基材的cu得到与来自扩散材料的cu同样的效果。
第一成分、第二成分和第三成分的粒径可以为0.3μm以上32μm以下、或0.3μm以上90μm以下的范围内。第一成分、第二成分和第三成分的粒径还可以称为扩散材料的粒径。随着扩散材料的粒径的增加，扩散材料所含的氧降低，rh、rl和cu的扩散不易受氧阻碍。其结果，永磁体的矫顽力容易增加。随着扩散材料的粒径的减少，第一成分、第二成分和第三成分各自的熔融所花费的时间变短，rh、rl和cu各自容易向磁铁基材的内部扩散。其结果，永磁体的矫顽力容易增加。另外，随着扩散材料的粒径的减少，扩散材料容易均匀地附着于磁铁基材的表面，rh、rl和cu各自容易均匀地向磁铁基材的内部扩散。其结果，永磁体的矫顽力的不均被抑制，矩形比容易接近1.0。
磁铁基材的质量可以表示为100质量份，扩散材料中的tb和dy的质量的合计值相对于100质量份的磁铁基材可以为0.0质量份以上2.0质量份以下。在tb和dy的质量相对于磁铁基材的合计值为上述的范围内的情况下，永磁体整体的tb和dy的含量的合计值容易控制在0.20质量％以上2.00质量％以下，容易满足上述的不等式1和2。
磁铁基材中nd和pr的含量的合计值可以为23.0质量％以上32.0质量％以下。磁铁基材中tb和dy的含量的合计值可以为0.0质量％以上5.0质量％以下。磁铁基材中fe和co的含量的合计值可以为63质量％以上72质量％以下。磁铁基材中cu的含量可以为0.04质量％以上0.5质量％以下。在磁铁基材具有上述的组成的情况下，容易满足上述的不等式1和2。
[热处理工序]
经过了扩散工序的磁铁基材可以用作永磁体的完成品。或者，也可以在扩散工序之后，进行热处理工序。热处理工序中，磁铁基材可以以450℃以上600℃以下加热。热处理工序中，磁铁基材也可以在1小时以上10小时以下的期间以上述的温度加热。通过热处理工序，永磁体的磁特性(特别是矫顽力)容易提高。
可以通过切削和研磨等的加工方法，调整经过了扩散工序或热处理工序的磁铁基材的尺寸和形状。
通过以上的方法，得到本实施方式的永磁体。
本发明不限定于上述实施方式。例如，扩散工序中使用的磁铁基材也可以不是烧结体，而是热加工磁铁。热加工磁铁可以通过如下所述的制法制作。
热加工磁铁的原料可以为与烧结体的制作中使用的合金同样的合金。通过将该合金熔融，并进一步骤冷，得到由合金构成的薄带。通过薄带的粉碎，得到片状的原料粉末。通过原料粉末的冷压(室温下的成型)，得到成型体。使成型体预热后，通过成型体的热压，得到各向同性磁铁。通过各向同性磁铁的热塑性加工，得到各向异性磁铁。通过各向异性磁铁的时效处理，得到由热加工磁铁构成的磁铁基材。由热加工磁铁构成的磁铁基材与上述的烧结体同样，含有相互粘接的多个主相颗粒。
实施例
以下，通过实施例和比较例更详细地说明本发明，但本发明不受这些例子任何限定。
＜磁铁基材1的制作＞
通过带铸法，由原料金属制作原料合金1。通过原料金属的称取，调整原料合金1的组成，使得烧结后的原料合金1的组成与下述表1中的磁铁基材1的组成一致。
使氢在室温下吸留至原料合金1后，在ar气氛中将原料合金1以600℃加热1小时进行脱氢，由此，得到原料合金粉末。即，进行氢粉碎处理。
向原料合金粉末添加硬脂酸锌作为粉碎助剂，这些原料利用圆锥型混合机混合。原料合金粉末中的硬脂酸锌的含量调整为0.1质量％。在接下来的微粉碎工序中，使用喷射磨，将原料合金粉末的平均粒径调整为4.0μm。在接下来的成型工序中，将原料合金粉末填充于模具内。然后，一边向模具内的原料粉末施加1200ka/m的磁场，一边将原料粉末以120mpa加压，由此，得到成型体。
在烧结工序中，通过在真空中将成型体以1060℃加热4小时后进行骤冷，得到烧结体。
作为时效处理工序，实施第一时效处理和与继第一时效处理之后的第二时效处理。在第一时效处理和第二时效处理的任一个处理中，烧结体均在ar气氛中加热。第一时效处理中，烧结体以850℃加热1小时。第二时效处理中，烧结体以540℃加热2小时。
通过以上的方法，得到磁铁基材1。磁铁基材1的组成示于下述表1。
＜磁铁基材2的制作＞
通过带铸法，由原料金属制作原料合金2。通过原料金属的称取，调整原料合金2的组成，使得烧结后的原料合金2的组成与下述表中的磁铁基材2的组成一致。
由原料合金2制作磁铁基材2。除了原料合金的组成之外，磁铁基材2的制作方法与磁铁基材1的制作方法相同。磁铁基材2的组成示于下述表1。
＜磁铁基材3的制作＞
通过带铸法，由原料金属制作原料合金3。通过原料金属的称取，调整原料合金3的组成，使得烧结后的原料合金3的组成与下述表中的磁铁基材3的组成一致。
由原料合金3制作磁铁基材3。除了原料合金的组成之外，磁铁基材3的制作方法与磁铁基材1的制作方法相同。磁铁基材3中各元素的含量示于下述表1。
[表1]
＜扩散材料a的制作＞
作为扩散材料a的原料，使用了tb的单质(金属单质)。tb的单质的纯度为99.9质量％。
使氢在室温吸留至tb的单质后，在ar气氛中将tb的单质以600℃加热1小时并脱氢，由此，得到由tb的氢化物构成的粉末。即，进行氢粉碎处理。
向tb的氢化物的粉末添加硬脂酸锌作为粉碎助剂，这些原料利用圆锥型混合机混合。tb的氢化物的粉末中的硬脂酸锌的含量调整为0.1质量％。在接下来的微粉碎工序中，在氧的含量为3000ppm的非氧化的气氛下，使tb的氢化物的粉末进一步粉碎。微粉碎工序中使用了喷射磨。由tb的氢化物构成的粉末的平均粒径调整为约10.0μm。
通过以上的方法，得到由tb的氢化物(tbh2)构成的粉末(第一成分)。通过将由tb的氢化物构成的粉末、醇(溶剂)和丙烯酸树脂(粘合剂)混炼，制作膏状的扩散材料a。扩散材料a中第一成分的质量的比例为75.0质量份。扩散材料a中溶剂的质量的比例为23.0质量份。扩散材料a中粘合剂的质量的比例为2.0质量份。
＜扩散材料b的制作＞
由nd的单质(金属单质)制作由nd的氢化物(ndh2)构成的粉末(第二成分)。nd的单质的纯度为99.9质量％。由nd的氢化物构成的粉末的平均粒径为约10.0μm。除了原料中使用nd的单质之外，由nd的氢化物构成的粉末的制作方法与由tb的氢化物构成的粉末的制作方法相同。
通过将由tb的氢化物构成的粉末(第一成分)、由nd的氢化物构成的粉末(第二成分)、由cu的单质(金属单质)构成的粉末(第三成分)、醇(溶剂)和丙烯酸树脂(粘合剂)混炼，制作膏状的扩散材料b。扩散材料b中第一成分的质量的比例为46.8质量份。扩散材料b中第二成分的质量的比例为17.0质量份。扩散材料b中第三成分的质量的比例为11.2质量份。扩散材料b中溶剂的质量的比例为23.0质量份。扩散材料b中粘合剂的质量的比例为2.0质量份。
＜样品no1的制作＞
通过磁铁基材1的机械加工，磁铁基材1的尺寸调整为长14mm×宽10mm×厚4.2mm。磁铁基材1的尺寸调整后，进行磁铁基材1的蚀刻处理。蚀刻处理中，磁铁基材1的整个表面利用硝酸的水溶液进行清洗。接着，磁铁基材1的整个表面利用纯水进行清洗。清洗后的磁铁基材1被干燥。硝酸的水溶液的浓度为0.3质量％。蚀刻处理后，进行以下的扩散工序。
扩散工序中，扩散材料b涂布于磁铁基材1的整个表面。调整涂布于磁铁基材1的扩散材料b的质量，使得扩散材料b所含的tb的质量相对于100质量份的磁铁基材1为0.5质量份。将涂布有扩散材料b的磁铁基材1设置于烤炉内，将磁铁基材1以160℃加热，由此，除去扩散材料b中的溶剂。除去溶剂后，将涂布有扩散材料b的磁铁基材1在ar气中以900℃加热6小时。
在继扩散工序之后的热处理工序中，将磁铁基材1在ar气中以540℃加热2小时。
通过以上的方法，制作样品no1的永磁体。样品no1的永磁体的整体中各元素的含量示于下述表2。
＜样品no2的制作＞
样品no2的扩散工序中，将扩散材料b涂布于磁铁基材2的整个表面。除磁铁基材的组成之外，通过与样品no1同样的方法，制作样品no2的永磁体。样品no2的永磁体的整体中各元素的含量示于下述表2。
＜样品no3的制作＞
样品no3的扩散工序中，将扩散材料b涂布于磁铁基材3的整个表面。除磁铁基材的组成之外，通过与样品no1同样的方法，制作样品no3的永磁体。样品no3的永磁体的整体中各元素的含量示于下述表2。
＜样品no4的制作＞
样品no4的扩散工序中，将扩散材料a涂布于磁铁基材1的整个表面。除扩散材料的组成之外，通过与样品no1同样的方法，制作样品no4的永磁体。样品no4的永磁体的整体中各元素的含量示于下述表2。
＜样品no5的制作＞
样品no5的扩散工序中，将扩散材料a涂布于磁铁基材2的整个表面。除磁铁基材和扩散材料各自的组成之外，通过与样品no1同样的方法，制作样品no5的永磁体。样品no5的永磁体的整体中各元素的含量示于下述表2。
＜样品no6的制作＞
样品no6的扩散工序中，将扩散材料a涂布于磁铁基材3的整个表面。除磁铁基材和扩散材料各自的组成之外，通过与样品no1同样的方法，制作样品no6的永磁体。样品no6的永磁体的整体中各元素的含量示于下述表2。
[磁特性的评价]
通过各永磁体的表面的切削，除去距表面的深度为0.1mm以下的部分。接着，利用bh示踪器测定各永磁体的剩余磁通密度br和矫顽力hcj。br(单位：mt)在室温(rt)下测定。hcj(单位：ka/m)在160℃下测定。
永磁体用于例如搭载于电动汽车或混合动力汽车的马达或发电机。随着马达或发电机的工作，永磁体的温度上升。随着永磁体的温度的上升，永磁体的矫顽力减小。由于车辆的设计上的制约和制造成本，在车辆不一定会搭载用于永磁体的冷却器。因此，要求永磁体即使在高温下也具有充分的矫顽力。160℃下的矫顽力是用于评价永磁体的高温下的磁特性的指标。
算出由下述数学式定义的各永磁体的性能指数pi(potentialindex)。下述数学式中的br是室温下的剩余磁通密度的测定值。下述数学式中的hcj是160℃下的矫顽力的测定值。剩余磁通密度与矫顽力具有此消彼长的关系。即，存在随着剩余磁通密度的增加则矫顽力减小，且随着矫顽力的增加则剩余磁通密度减少的倾向。由br和hcj算出的pi是用于综合评价剩余磁通密度和矫顽力的指标。pi优选为1500以上。
pi＝br 25×hcj×4π/2000
样品no1～6各自的br、hcj和pi示于下述表3。
[表3]
样品nо1～4的pi均为1500以上。样品nо1～4的pi均大于样品nо5和6的pi。
比较磁铁基材的组成相同的样品nо1和4。样品nо1的br与样品nо4的br大致相等。样品nо1的hcj显著大于样品nо4的hcj。样品nо1的pi大于样品nо4的pi。
比较磁铁基材的组成相同的样品nо2和5。样品nо2的br与样品nо5的br大致相等。样品nо2的hcj显著大于样品nо5的hcj。样品nо2的pi大于样品nо5的pi。
比较磁铁基材的组成相同的样品nо3和6。样品nо3的br与样品nо6的br大致相等。样品nо3的hcj显著大于样品nо6的hcj。样品nо3的pi大于样品nо6的pi。
[晶界三叉点的组成的分析]
将样品no1～6各自的永磁体沿着与其表面垂直的方向切断。各永磁体的截面的背散射电子像利用扫描型电子显微镜(sem)拍摄。
样品no1的截面的背散射电子像如图3所示。背散射电子像中暗的部分(灰色的部分)相当于主相颗粒的截面，背散射电子像中亮的部分(白色的部分)相当于晶界的截面。样品no1的永磁体具有多个主相颗粒和被三个以上的主相颗粒包围的晶界三叉点。图3中的测定点1～10中各元素的含量利用能量色散型荧光x射线分光分析装置(eds装置)测定。测定点1～10均为晶界三叉点。各测定点中各元素的含量(单位：原子％)示于下述表4。
表4～9中记载的(fe co)/(nd pr)中的fe为各测定点中的fe的含量。(fe co)/(nd pr)中的co为各测定点中的co的含量。(fe co)/(nd pr)中的nd为各测定点中的nd的含量。(fe co)/(nd pr)中的pr为各测定点中的pr的含量。表4～9中记载的cu/tb和cu/(tb dy)中的cu为各测定点中的cu的含量。cu/tb和cu/(tb dy)中的tb为各测定点中的tb的含量。cu/(tb dy)中的dy为各测定点中的dy的含量。
样品nо1的测定点1～10中各元素的含量的平均值示于下述表10。由测定点1～10中各元素的含量的平均值算出([fe] [co])/([nd] [pr])、[cu]/[tb]和[cu]/([tb] [dy])。这些值示于下述表10。
样品no2的截面的背散射电子像如图4所示。样品no2的永磁体具有多个主相颗粒和被三个以上的主相颗粒包围的晶界三叉点。图4中的测定点11～20中各元素的含量利用eds装置测定。测定点11～20均为晶界三叉点。各测定点中各元素的含量(单位：原子％)示于下述表5。测定点11～20中各元素的含量的平均值示于下述表10。由测定点11～20中各元素的含量的平均值算出([fe] [co])/([nd] [pr])、[cu]/[tb]和[cu]/([tb] [dy])。这些值也示于下述表10。
样品no3的截面的背散射电子像如图5所示。样品no3的永磁体具有多个主相颗粒和被三个以上的主相颗粒包围的晶界三叉点。图5中的测定点21～30中各元素的含量利用eds装置测定。测定点21～30均为晶界三叉点。各测定中各元素的含量(单位：原子％)示于下述表6。测定点21～30中各元素的含量的平均值示于下述表10。由测定点21～30中各元素的含量的平均值算出([fe] [co])/([nd] [pr])、[cu]/[tb]和[cu]/([tb] [dy])。这些值也示于下述表10。
样品no4的截面的背散射电子像如图6所示。样品no4的永磁体具有多个主相颗粒和被三个以上的主相颗粒包围的晶界三叉点。图6中的测定点31～40中各元素的含量利用eds装置测定。测定点31～40均为晶界三叉点。各测定中各元素的含量(单位：原子％)示于下述表7。测定点31～40中各元素的含量的平均值示于下述表10。由测定点31～40中各元素的含量的平均值算出([fe] [co])/([nd] [pr])、[cu]/[tb]和[cu]/([tb] [dy])。这些值也示于下述表10。
样品no5的截面的背散射电子像如图7所示。样品no5的永磁体具有多个主相颗粒和被三个以上的主相颗粒包围的晶界三叉点。图7中的测定点41～50中各元素的含量利用eds装置测定。测定点41～50均为晶界三叉点。各测定中各元素的含量(单位：原子％)示于下述表8。测定点41～50中各元素的含量的平均值示于下述表10。由测定点41～50中各元素的含量的平均值算出([fe] [co])/([nd] [pr])、[cu]/[tb]和[cu]/([tb] [dy])。这些值也示于下述表10。
样品no6的截面的背散射电子像如图8所示。样品no6的永磁体具有多个主相颗粒和被三个以上的主相颗粒包围的晶界三叉点。图8中的测定点51～60中各元素的含量利用eds装置测定。测定点51～60均为晶界三叉点。各测定中各元素的含量(单位：原子％)示于下述表9。测定点51～60中各元素的含量的平均值示于下述表10。由测定点51～60中各元素的含量的平均值算出([fe] [co])/([nd] [pr])、[cu]/[tb]和[cu]/([tb] [dy])。这些值也示于下述表10。
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
工业上的可利用性
本发明的永磁体的磁特性优异，因此，适用于例如搭载于混合动力车或电动汽车的马达或发电机。
1.一种含有稀土元素r、过渡金属元素t和硼b的r-t-b系永磁体，其特征在于：
至少一部分所述稀土元素r为钕、以及铽和镝中的至少一种，
至少一部分所述过渡金属元素t为铁，
所述r-t-b系永磁体含有多个主相颗粒和被三个以上的所述主相颗粒包围的晶界三叉点，
所述晶界三叉点包含钕和镨中的至少一种、铽和镝中的至少一种、铁和钴中的至少一种、以及铜，
所述晶界三叉点中的钕的含量的平均值表示为[nd]原子％，
所述晶界三叉点中的镨的含量的平均值表示为[pr]原子％，
所述晶界三叉点中的铽的含量的平均值表示为[tb]原子％，
所述晶界三叉点中的镝的含量的平均值表示为[dy]原子％，
所述晶界三叉点中的铁的含量的平均值表示为[fe]原子％，
所述晶界三叉点中的钴的含量的平均值表示为[co]原子％，
所述晶界三叉点中的铜的含量的平均值表示为[cu]原子％，
[nd]、[pr]、[fe]和[co]满足2.00≤([fe] [co])/([nd] [pr])≤5.00，
[tb]、[dy]和[cu]满足1.00≤[cu]/([tb] [dy])≤4.00。
2.如权利要求1所述的r-t-b系永磁体，其特征在于：
所述r-t-b系永磁体的整体中的铽和镝的含量的合计值为0.20质量％以上5.00质量％以下。
3.如权利要求1或2所述的r-t-b系永磁体，其特征在于：
所述r-t-b系永磁体的整体中的钕、镨、铽和镝的含量的合计值为27.00质量％以上33.00质量％以下，
所述r-t-b系永磁体的整体中的铜的含量为0.04质量％以上0.50质量％以下，
所述r-t-b系永磁体的整体中的镓的含量为0.03质量％以上0.30质量％以下，
所述r-t-b系永磁体的整体中的钴的含量为0.30质量％以上3.00质量％以下，
所述r-t-b系永磁体的整体中的铝的含量为0.15质量％以上0.30质量％以下，
所述r-t-b系永磁体的整体中的锆的含量为0.10质量％以上1.00质量％以下，
所述r-t-b系永磁体的整体中的锰的含量为0.02质量％以上0.10质量％以下，
所述r-t-b系永磁体的整体中的硼的含量为0.85质量％以上1.05质量％以下。
技术总结