DE60036766T2

DE60036766T2 - Verfahren zur Herstellung eines auf Seltenerd-Metall basierten Dauermagneten mit einer korrosionswiderstandsfähigen Schicht

Info

Publication number: DE60036766T2
Application number: DE2000636766
Authority: DE
Inventors: Takeshi Nishiuchi; Atsushi Kikugawa; Fumiaki Minamikawachi-gun KIKUI
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-08-21
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2020-08-22
Also published as: EP1081724B1; MY121489A; JP3159693B1; DE60036766D1; EP1081724A3; CN1215501C; US6376089B1; JP2001143949A; CN1286483A; EP1081724A2; ID27103A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Seltenerdmetall-basierten Permanentmagneten mit einem dünnen und dichten Film auf seiner Oberfläche, der verschiedene Charakteristika, die für die Verwendung als Korrosions-resistentem Film notwendig sind, aufweist.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Ein Seltenerdmetall-basierter Permanentmagnet wie zum Beispiel ein R-Fe-B-basierter Permanentmagnet, für den ein Nd-Fe-B-basierter Permanentmagnet repräsentativ ist, und ein R-Fe-N-basierter Permanentmagnet, für den ein Sm-Fe-N-basierter Permanentmagnet repräsentativ ist, wird aus einem preisgünstigen Material reich an natürlichen Resourcen hergestellt und weist eine hohe magnetische Charakteristik im Vergleich zu einem Sm-Co-basierten Permanentmagneten auf. Aus diesem Grund wird der R-Fe-B-basierte Permanentmagnet zur Zeit auf einer Vielzahl von Gebieten eingesetzt.
Jedoch ist der Seltenerdmetall-basierte Permanentmagnet dafür anfällig, durch Oxidation in der Atmosphäre zu korrodieren, da er hochreaktives Seltenerdmetall (R) enthält. Wenn der Seltenerd-basierte Permanentmagnet verwendet wird, ohne vorher einer Behandlung unterworfen zu werden, schreitet die Korrosion des Magneten von seiner Oberfläche aufgrund der Anwesenheit einer kleinen Menge von Säure, Alkali und/oder Wasser fort, um Rost zu erzeugen, was die Zerstörung und Auflösung der magnetischen Charakteristik mit sich bringt. Wenn weiterhin der Magnet mit daran erzeugtem Rost in eine Vorrichtung, wie etwa eine magnetische Schaltung, eingefügt wird, besteht die Möglichkeit, dass der Rost sich zerstreut, um umgebende Teile der Komponenten zu verschmutzen.
Mit dem vorhergehenden im Blick ist bis jetzt ein Verfahren zur Bildung eines Korrosions-resistenten Films auf der Oberfläche eines Seltenerd-basierten Permanentmagneten untersucht worden. Es existieren konventionell vorgeschlagene Verfahren, wie zum Beispiel ein Verfahren, welches das Aufbringen einer kolloidalen Lösung, umfassend Wasser, einen Alkohol und feine, anorganische Partikel (SiO₂) auf die Oberfläche eines Magneten und Erhitzen sowie Verfestigung der kolloidalen Lösung (siehe japanische Patentveröffentlichung Nr. 63-301506 ) beinhaltet. Ein Verfahren schließt das Eintauchen eines Magneten in eine Behandlungslösung, umfassend eine wässrige Lösung eines Alkalisilikats, die ultrafeine, darin verteilte Silica-Partikel enthält oder das Aufbringen solch einer Behandlungslösung auf den Magneten und anschließendes Erhitzen des Magneten, der die darauf aufgebrachte Behandlungslösung umfasst (siehe japanische Patentveröffentlichung Nr. 9-63833 ) ein. Ein Verfahren umfasst das Eintauchen eines Magneten in eine Behandlungslösung, enthaltend eine wässrige Lösung eines Alkalisilikats, welches feine, darin verteilte Metallpartikel enthält, oder das Aufbringen solch einer Behandlungslösung auf den Magneten und anschließendes Erhitzen des Magneten, der die darauf aufgebrachte Behandlungslösung umfasst (siehe japanische Patentveröffentlichung Nr. 2000-182813 ).
In den letzten Jahren ist eine Verkleinerung der Größe von Teilen in der elektronischen Industrie und der Geräteindustrie, in denen ein Seltenerd-basierter Permanentmagnet verwendet wird, erzielt worden. In Übereinstimmung damit, ist es notwendig, dass der Magnet selber in Bezug auf die Größe und Kosten reduziert wird. Vor diesem Hintergrund muss die Oberflächenbehandlung des Magneten mit höherer Dimensionsgenauigkeit (eine Reduktion der Dicke eines Film und eine Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit eines dünnen Films) durchgeführt werden, verbunden mit einem Anstieg des effektiven Volumens des Magneten und mit niedrigen Kosten. Die folgenden Charakteristika werden von dem Korrosions-resistenten Film verlangt.
Erstens muss der Film dicht sein. Dies ist notwendig, denn wenn der Film nicht dicht ist, ist es unmöglich die Korrosion des Magneten zu verhindern und die Dicke des Films zu reduzieren.
Zweitens sollten, auch wenn der Film dicht ist, keine physikalischen Defekte, wie Risse, vorhanden sein. Falls physikalische Defekte in dem Film vorhanden sind, gelangt Wasser über den defekten Bereich in den Magneten und als Folge beginnt die Korrosion ausgehend von der Oberfläche des Magneten. Drittens muss der Film selber eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Falls der Film anfällig für Korrosion ist, ist es unmöglich, die Korrosion des Magneten zu verhindern. Ferner muss der Film ausgezeichnet nah an dem Magneten haften. Sogar wenn der Film selber ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und ähnliches aufweist, ist es unmöglich die Korrosion des Magneten zu verhindern, wenn der Film anfällig dafür ist, leicht abgelöst zu werden. Schließlich muss der Film dünn sein, um einen Film mit einer hohen Dimensionsgenauigkeit bilden zu können, aber er muss eine gleichmäßige Dicke besitzen und er muss zufrieden stellende Charakteristika, wie sie eingangs beschrieben wurden, aufweisen.
Der Film, der mit dem Verfahren, welches in der japanische Patentveröffentlichung Nr. 63-301506 beschrieben ist, hergestellt wurde, ist nicht mehr als ein Film, der mit den anorganischen, feinen Partikeln lediglich durch Anbindung gebildet wurde. Deshalb existiert in dem Film ein Hohlraum zwischen den benachbarten anorganischen, feinen Partikeln. Aus diesem Grund mangelt es dem Film an Dichte. Der Film besitzt eine schlechte Reaktivität mit der Oberfläche des Magneten. Aus diesem Grund besitzt der Film keine ausgezeichnete, enge Haftung an dem Magneten. In dem Verfahren, welches in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 9-63833 und 2000-182813 beschrieben ist, kann der Gehalt an Alkaliionen in dem Film durch Dispersion ultrafeiner Silica-Partikel oder feiner Metallpartikel in der wässrigen Lösung von Alkalisilikat reduziert werden, wobei die Korrosionsbeständigkeit des Films selber erhöht wird. Wird jedoch der Gehalt an Alkaliionen zu stark reduziert, werden Risse erzeugt. Deshalb ist es schwierig, gleichzeitig einer Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit des Films und eine Inhibierung der Generierung von physikalischen Defekten zu erzielen, was zu dem Problem führt, dass falls eine dieser Charakteristiken vorzugsweise erzielt wird, das andere Charakteristikum schlecht ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Seltenerdmetall-basierten Permanentmagneten, der auf seiner Oberfläche einen dünnen und dichten Film mit verschiedenen Charakteristika, die für einen Einsatz als Korrosions-resistenter Film notwendig sind, aufweist, bereit zustellen.
Die Erfinder haben viele Untersuchungen mit dem oben genannten Aspekt im Auge durchgeführt und haben als ein Ergebnis gefunden, dass bei einer Hitzebehandlung zur Bildung eines Films mittels einer Hydrolysereaktion und einer thermischen Zersetzung einer Silikonverbindung, gefolgt von einer Polymerisationsreaktion, eine Spannung durch das Schrumpfen des Films innerhalb des Films erzeugt wird, aber dieser Spannung durch Verteilung der anorganischen, feinen Partikel mit einer spezifischen durchschnittlichen Partikelgröße in dem Film, der aus der Silikonverbindung gebildet wird, verteilt werden und so die Bildung von physikalischen Defekten, wie Rissen, verhindert werden kann. Es wurde auch gefunden, dass die Fehlstellen zwischen den benachbarten anorganischen, feinen Partikeln mit der Filmphase gefüllt werden, die aus der Silikonverbindung gebildet wird, und dadurch der Film dicht ist. Der Film selber besitzt eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, weil keine Alkaliionen in dem Film enthalten sind und eine ausgezeichnet nahe Haftung des gebildeten Films, da eine ausgezeichnete Reaktivität mit der Oberfläche des Magneten erzielt wird. Weiterhin wurde gefunden, dass die Charakteristika des gebildeten Films mit den Charakteristiken der Behandlungslösung, die zur Bildung des Films eingesetzt wird, verknüpft sind und ein ausgezeichneter Film insbesondere durch Kontrolle der Viskosität der Behandlungslösung gebildet werden kann.
Es ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 7-230906 beschrieben, dass ein festes Pulver, wie zum Beispiel Silica, zu einer Mischung aus einer Silica-Vorstufenverbindung, wie zum Beispiel Tetraethylorthosilicat, und einer organischen Vorstufenverbindung, wie zum Beispiel Vinyltriethoxysilan, gegeben wird, um einen Film zu bilden. Jedoch ist der in diesem Patent beschriebene Film, ein Film der die Silica-Vorstufenverbindung und die organische Vorstufenverbindung als notwendige Verbindungen enthält, und ist verschieden von der technischen Idee der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich ist die Bedeutsamkeit der Partikelgröße des festen Pulvers und die Bedeutsamkeit der Behandlungslösung, die für die Bildung des Films verwendet wird, für den gebildeten Film in keinster Weise beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist mit dem oben beschriebenen Wissen im Blick erreicht worden und um die oben genannte Aufgabe zu lösen, wird gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Seltenerdmetall-basierten Permanentmagneten mit einem Korrosions-resistenten Film, umfassend die Schritte Auftragen einer Behandlungslösung, die eine Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe und anorganischen, feinen Partikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm auf die Oberfläche des Magneten und Unterwerfen des Magneten mit der darauf aufgebrachten Behandlungslösung einer Hitzebehandlung, bereit gestellt.
Gemäß eines zweiten Aspekts und Merkmals der vorliegenden Erfindung weist die Behandlungslösung zusätzlich zu dem ersten Merkmal eine Viskosität auf, die auf 20 cP oder weniger eingestellt ist.
Gemäß eines dritten Aspekts und Merkmals der vorliegenden Erfindung ist die Viskosität der Behandlungslösung zusätzlich zu dem ersten Merkmal durch Verdünnung der Behandlungslösung mit einem organischen Lösungsmittel mit einem Dampfdruck von 1 mmHg oder mehr bei 20°C auf 20 cP oder weniger eingestellt.
Gemäß eines vierten Aspekts und Merkmals der vorliegenden Erfindung ist, zusätzlich zu dem ersten Merkmal, der Seltenerdmetall-basierte Permanentmagnet ein R-Fe-B-basierter Permanentmagnet.
Gemäß eines fünften Aspekts und Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, zusätzlich zu dem ersten Merkmal, der Seltenerdmetall-basierte Permanentmagnet, ein R-Fe-N-basierter Permanentmagnet.
Gemäß eines sechsten Aspekts und Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, zusätzlich zu dem ersten Merkmal, die Behandlungslösung eine Sol-Lösung, die mittels einer Sol-Gel-Reaktion, an der wenigstens die Silicium-Verbindung beteiligt ist, hergestellt worden.
Gemäß eines siebten Aspekts und Merkmals der vorliegenden Erfindung ist, zusätzlich zu dem ersten Merkmal, die Silicium-Verbindung eine Verbindung ist, die durch die allgemeine Formel R¹ _nSiX_4-n dargestellt wird, wobei R¹ eine Niederalkylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann, eine Niederalkenylgruppe oder eine Arylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann, ist, X eine Hydroxylgruppe oder OR² (wobei R² eine Niederalkylgruppe ist, welche eine Substitutentengruppe aufweisen kann, eine Acylgruppe, eine Arylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann, oder eine Alkoxyarylgruppe ist) ist und n eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist.
Gemäß eines achten Aspekts und Merkmals der vorliegenden Erfindung ist, zusätzlich zu dem siebten Merkmal, n in der allgemeinen Formel eine ganze Zahl von 1 bis 3.
Gemäß eines neunten Aspekts und Merkmals der vorliegenden Erfindung sind, zusätzlich zu dem ersten Merkmal, die anorganischen, feinen Partikel feine Partikel eines Metalloxids, welches wenigstens eines ausgewählt aus SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, TiO₂, MgO und BaTiO₃ umfasst.
Gemäß eines zehnten Aspekts und Merkmals der vorliegenden Erfindung sind, zusätzlich zu dem neunten Merkmal, die anorganischen, feinen Partikel feine Partikel eines Metalloxids, welches SiO₂ umfasst.
Gemäß eines elften Aspekts und Merkmals der vorliegenden Erfindung liegt, zusätzlich zu dem ersten Merkmal, das Mischungsverhältnis (Gewichtsverhältnis) der Silicium-Verbindung (in Form von SiO₂) zu den anorganischen, feinen Partikeln in der Behandlungslösung in einem Bereich von 1:0,01 zu 1:100.
Gemäß eines zwölften Aspekts und Merkmals der vorliegenden Erfindung liegt, zusätzlich zu dem ersten Merkmal, die Dicke des Korrosions-resistenten Films in einem Bereich von 0,01 μm bis 10 μm.
Gemäß eines dreizehnten Aspekts und Merkmals der vorliegenden Erfindung wird ein Seltenerd-basierter Permanentmagnet mit einem Film, enthaltend anorganische, feine Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm und dispergiert in einer Filmphase, gebildet aus einer Silicium-Verbindung mit wenigstens einer Hydroxylgruppe und/oder wenigstens einer hydrolysierbaren Gruppe, auf der Oberfläche, bereitgestellt.
Gemäß eines vierzehnten Aspekts und Merkmals der vorliegenden Erfindung wird, zusätzlich zu dem dreizehnten Merkmal, der Magnet durch ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1 hergestellt.
Mit Hilfe des Verfahrens zur Herstellung eines Seltenerd-basierten Permanentmagneten mit dem Korrosion-resistenten Film gemäß der vorliegenden Erfindung, kann der Korrosion-resistente Film, enthaltend anorganische, feine Partikel mit einer spezifischen Partikelgröße und die in der Filmphase, die aus der Siliciumverbindung gebildet wird, verteilt sind, auf der Oberfläche des Magneten gebildet werden.
In einer Hitzebehandlung zur Bildung eines Films mittels einer Hydrolysereaktion und einer thermischen Zersetzungsreaktion einer Silikonverbindung, gefolgt von einer Polymerisationsreaktion, wird eine Spannung durch das Schrumpfen des Films innerhalb des Films erzeugt, aber diese Spannung wird durch Verteilung der anorganischen, feinen Partikel mit einer spezifischen durchschnittlichen Partikelgröße in dem Film, der aus der Silikonverbindung gebildet wird, verteilt und so wird die Bildung von physikalischen Defekten, wie Rissen, verhindert. Zusätzlich sind die Fehlstellen zwischen den benachbarten anorganischen, feinen Partikeln mit der Filmphase, die aus der Silikonverbindung gebildet wird, gefüllt und so das der Film dicht ist. Weiterhin sind keine Alkaliionen in dem Film enthalten und deshalb besitzt der Film selber eine ausgezeichnete Korrosionsresistenz. Ferner besitzt der Film durch eine ausgezeichnete Reaktivität mit der Oberfläche des Magneten eine ausgezeichnet nahe Haftung an den Magneten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Verfahren zur Herstellung eines Seltenerdmetall-basierten Permanentmagneten mit einem Korrosion-resstenten Film gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte Auftragen einer Behandlungslösung, die eine Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe und anorganischen, feinen Partikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm umfasst, auf die Oberfläche des Magneten und Unterwerfen des Magneten mit der darauf aufgebrachten Behandlungslösung einer Hitzebehandlung.
Die Silicium-Verbindung mit wenigstens einer Hydroxylgruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe ist nicht besonders eingeschränkt und kann eine der folgenden Silicium-Verbindungen (a), (b) und (c) sein, falls die Silicium-Verbindung in der Lage ist, homopolymerisiert zu werden oder falls die Silicium-Verbindung in der Lage ist, mit anorganischen, feinen Partikel polymerisiert zu werden, falls diese polymerisierbar sind, was später beschrieben werden wird. Eine solche Verbindung kann zum Beispiel alleine oder in Form einer Mischung eingesetzt werden. Diese Verbindungen können mittels eines bekannten Verfahrens hergestellt werden und die meisten davon sind kommerziell erhältlich.

(a) Eine Silicium-Verbindung, welche durch eine allgemeine Formel R¹ _nSiX_4-n, wobei R¹ eine Niederalkylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann, eine Niederalkenylgruppe oder eine Arylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann, ist, X eine Hydroxylgruppe oder OR² (wobei R² eine Niederalkylgruppe ist, welche eine Substitutentengruppe aufweisen kann, eine Acylgruppe, eine Arylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann, oder eine Alkoxyarylgruppe ist) ist und n eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist
(b) Eine Silicium-Verbindung, welche durch eine allgemeine Formel Z¹ _3-m-Si(R³)_m-Y-Si(R⁴)_p-Z² _3-p dargestellt ist, wobei R³ und R⁴ gleich oder verschieden sein können und jeweils eine Niederalkylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann, eine Niederalkenylgruppe oder eine Arylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann, sind, Z¹ und Z² gleich oder verschieden sein können und jeweils eine Hydroxylgruppe oder OR⁵ als eine hydrolysierbare Gruppe (wobei R⁵ eine Niederalkylgruppe, welche eine Substitutengruppe aufweisen kann, eine Niederalkenylgruppe oder eine Arylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann, ist) sind, Y eine Alkylengruppe ist und m und p können gleich oder verschieden sein und sind jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 2.
(c) Ein Oligomer (ein Trimer, ein Tetramer oder ähnliches) der oben beschriebenen Verbindungen.

Es ist wünschenswert, dass unter den oben beschriebenen Verbindungen eine Verbindung mit n in der allgemeinen Formel, welches eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, und eine Verbindung mit m + p in der allgemeinen Formel, welches ganze Zahlen von 1 bis 4 sind, eingesetzt werden. Dies ist so, weil der Einsatz einer solchen Verbindung sicher stellt, dass eine Spannung, die in dem Film durch Schrumpfen des Films in der Hitzebehandlung zur Bildung des Films erzeugt wird, weiter verteilt werden kann und die Bildung von Rissen weiter verhindert werden kann. Auf der anderen Seite ist es wünschenswert, dass die Zahl an Hydroxylgruppen und/oder hydrolysierbaren Gruppen der Silicium-Verbindung groß ist, um den Grad der Polymerisation der Silicium-Verbindung zur Bildung des dichten Films zu erhöhen. Aus diesem Grund ist es insbesondere wünschenswert, eine Verbindung mit n in der allgemeinen Formel, welches gleich 1 ist, und eine Verbindung mit m + p in der allgemeinen Formel, welche gleich 1 oder 2 sind, zu verwenden, um gleichzeitig eine effektive Inhibierung der Bildung von Rissen und die Bildung eines dichten Films zu erzielen.
Der Begriff „Niederalkylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann" steht für eine Alkylgruppe, welche 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist und welche eine Substituentengruppe haben kann. Besondere Beispiele von Alkylgruppen, die jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatome besitzen, sind Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Butylgruppen oder ähnliche. Beispiele für Substituentengruppen sind Phenyl-, Amino-, Cyano-, Nitro-, Mercapto-, Halogen-, Hydroxyl-, Carbonyl- und Epoxygruppen oder ähnliche. Der Begriff „Niederalkenylgruppe" steht für eine Alkenylgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und ausgewählte Beispiele an Niederalkenylgruppen sind Vinyl-, Allyl-, 1-Propenyl- und 2-Butenylgruppen oder ähnliche. Beispiele an Arylgruppen, welche jeweils eine Substituentengruppe aufweisen können, sind eine Phenylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann. Beispiele an Substituentengruppen sind eine Niederalkylgruppe wie Methyl, Amino-, Cyano,- Nitro-, Mercapto-, Formyl-, Halogen- und Hydroxylgruppen oder ähnliche. Beispiele für Acylgruppen sind Formyl-, Acetyl-, Propionyl- und Butyrylgruppen oder ähnliche. Beispiele für Alkoxyalkylgruppen sind Methoxymethyl-, 2-Methoxyethyl-, Ethoxymethyl-, 2-Ethoxyethyl- und 4-Ethoxybutylgruppen oder ähnliche. Beispiele für Alkylengruppen sind Methylen-, Ethylen- und Trimethylengruppen oder ähnliche.
Beispiele für die anorganischen, feinen Partikel, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, sind feine Partikel eines Metalloxids, welches wenigstens eines ausgewählt aus SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, TiO₂, MgO und BaTiO₃ oder ähnliche umfasst, feine Partikel eines Metalls, welches wenigstens eines ausgewählt aus Fe, Co, Ni, Al und Cu oder ähnliche umfasst, feine Partikel eines Metallnitrids, welches wenigstens eines ausgewählt aus AlN, TiN oder ähnliche umfasst, feine Partikel eines Metallcarbids, welches wenigstens eines ausgewählt aus TiC oder ähnliche umfasst und feine Partikel eines Metallcarbidnitrids, welches wenigstens eines ausgewählt aus TiCN oder ähnliche umfasst. Diese Typen an anorganischen, feinen Partikeln können alleine oder in der Form einer Mischung eingesetzt werden. Die feinen Partikel der Metalloxide und die feinen Partikel der Metalle weisen in einer üblichen Betriebsumgebung Hydroxylgruppen auf ihren Oberflächen auf und folglich können sie mit der Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe oder mit einer anderen, je nachdem welche passt, polymerisiert werden. Jedoch ist es von Gesichtspunkten der Einfachheit der Kontrolle der Form der Hydroxylgruppen und der Einfachheit der Handhabung der feinen Partikel vorteilhaft, feine Partikel von Metalloxiden, welche wenigstens eines ausgewählt aus SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, TiO₂, MgO und BaTiO₃ umfassen, und insbesondere feine Partikel des Metalloxids, umfassend SiO₂, einzusetzen.
In der vorliegenden Erfindung werden anorganische, feine Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm eingesetzt. Der Grund ist der folgende: Falls die durchschnittliche Partikelgröße kleiner als 1 nm ist, besteht die Möglichkeit, dass eine sekundäre Agglomeration in der Behandlungslösung auftritt, die zu Schwierigkeiten in der Handhabung führt. Auf der anderen Seite besteht die Möglichkeit, dass keine gute Verteilung erreicht wird und es aus diesem Grund scheitert, einen Film mit einer ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit zu bilden, wenn die durchschnittliche Partikelgröße größer als 100 nm ist. Die Verteilung einer großen Anzahl an feinen Partikeln mit kleineren, durchschnittlichen Partikelgrößen in dem Film stellt sicher, dass die Bildung von Rissen effektiver verhindert werden kann. Aus diesem Grund ist die durchschnittliche Partikelgröße der anorganischen, feinen Partikel vorzugsweise in einem Bereich von 2 nm bis 50 nm und mehr bevorzugt in einem Bereich von 3 nm bis 30 nm.
Das Verfahren zur Herstellung der anorganischen, feinen Partikel ist nicht besonders limitiert und die anorganischen, feinen Partikel können mittels eines bekannten Verfahrens hergestellt werden. So können zum Beispiel die feinen Partikel des Metalloxids, welches SiO₂ umfasst, mittels eines Flüssigphasenverfahrens oder eines Gasphasenverfahrens hergestellt werden, wobei die feinen Partikel, die mittels des Flüssigphasenverfahrens hergestellt wurden, vom Gesichtspunkt der Verteilbarkeit in der Behandlungslösung, der Polymerisationsreaktivität mit der oben genannten Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe und der Einfachheit der Kontrolle der Form der Hydroxyl-Gruppen bevorzugt sind. Beispiele für die Flüssigphasenverfahren, welche eingesetzt werden können, sind ein Verfahren zur Bildung von feinen Partikeln unter Verwendung von Wasserglas als Ausgangsmaterial, welches die Entfernung von Na₂O mittels eines Ionenaustausches und anschließender Zugabe einer Säure (ein so genanntes kolloidales Silica-Herstellungsverfahren) einschliesst und ein Verfahren zur Bildung von feinen Partikeln, welches die Verdünnung einer Metall-Verbindung (Alkoxid) mit einem Alkohol, Zugabe von Wasser und anschließender Zugabe einer Säure oder eines Alkali (ein so genanntes Sol-Gel-Verfahren) beinhaltet. Um die Verteilbarkeit in der Behandlungslösung zu erhöhen, kann die Oberfläche der feinen Partikel mittels eines bekannten Verfahrens verbessert werden.
Es ist vom Gesichtspunkt der Einfachheit der Handhabung wünschenswert, dass die anorganischen, feinen Partikel in einem Zustand verwendet werden, bei dem sie in einem Lösungsmittel verteilt sind. Wenn die feinen, anorganischen Partikel dispergiert in Wasser eingesetzt werden, besteht jedoch die Möglichkeit, dass nach dem Mischen der anorganischen, feinen Partikel, dispergiert in Wasser, mit der Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe, dass die Hydrolysereaktion und/oder die Polymerisationsreaktion der Silicium-Verbindung gestartet wird und dabei einen Einfluss auf die Stabilität der Behandlungslösung und ihrerseits auf die ausgezeichneten Filmbildungseigenschaften ausübt. Aus diesem Grund ist es wünschenswerter, dass die anorganischen, feinen Partikel in einem organischen Lösungsmittel, wie einem niederen Alkohol dispergiert, sind. Insbesondere kolloidales Silica wird in einem Zustand hergestellt, bei dem es in Wasser dispergiert wurde und deshalb ist es besser, dass ein Organo-Silica-Sol hergestellt wird, bei dem ein organisches Lösungsmittel anstelle von Wasser verwendet wird.
Die Behandlungslösung, die die Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe und die anorganischen, feinen Partikel enthält, kann eine Lösung sein, die durch bloßes Mischen der Silicium-Verbindung und der anorganischen, feinen Partikel unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels, wie einem niederem Alkohol, hergestellt wurde. Es ist aber wünschenswert, dass eine Sol-Lösung, die durch eine Sol-Gel-Reaktion an der zumindest die Silicium-Verbindung beteiligt ist, als Behandlungslösung eingesetzt wird. Der Grund liegt darin, dass die Spannung, die innerhalb des Films durch das Schrumpfen des Films während der Hitzebehandlung entsteht, weiter verteilt werden kann, um die weitere Entstehung von Rissen zu verhindern, in dem die Sol-Gel-Reaktion, an der zumindest die Silicium-Verbindung teilnimmt, im Stadium der Behandlungslösung stattfindet und so einen kolloidalen Zustand bereitstellt, bei dem die Silicium-Verbindung homopolymerisiert wurde oder die Silicium-Verbindung und die anorganischen, feinen Partikel copolymerisiert wurden oder die anorganischen, feinen Partikel homopolymerisiert wurden, falls die anorganischen, feinen Partikel homopolymerisierbar sind.
Das Herstellungsverfahren der Sol-Lösung wird im Folgenden beschrieben. Die Sol-Lösung wird durch Zugabe einer Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe, anorganischen, feinen Partikeln, Wasser und eines organisches Lösungsmittels und, falls notwendig, ein Katalysator, ein Stabilisator und ähnliches hergestellt.
Das Mischungsverhältnis (Gewichtsverhältnis) der Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe zu den anorganischen, feinen Partikeln in der Sol-Lösung liegt wünschenswerterweise in einem Bereich von 1:0,01 bis 1:100 (wobei der Anteil an Silicium-Verbindung in Form von SiO₂ vorliegt) und mehr bevorzugt in einem Bereich von 1:0,1 bis 1:10. Falls der Gehalt an den anorganischen, feinen Partikeln kleiner als 1:0,01 ist, besteht die Möglichkeit, dass der Anteil der vorhandenen anorganischen, feinen Partikel in dem Film kleiner ist und dadurch die Bildung von Rissen herbeigeführt wird. Falls der Gehalt an anorganischen, feinen Partikeln größer als 1:100 ist, besteht die Möglichkeit, dass Fehlstellen zwischen benachbarten anorganischen, feinen Partikeln nicht ausreichend mit der Filmphase, die von der Silicium-Verbindung gebildet wird, gefüllt werden und es besteht auch die Möglichkeit, dass die Reaktivität mit der Oberfläche des Magneten schlecht ist, wodurch eine ausgezeichnete enge Haftung an den Magneten nicht gewährleistet werden kann.
Der Gesamtanteil an der Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe und anorganischen, feinen Partikeln, der in die Sol-Lösung eingebracht ist, liegt wünschenswerterweise in einem Bereich von 1 Gew.-% bis 40 Gew.-% (wobei der Anteil an Silicium-Verbindung in Form von SiO₂ vorliegt). Falls der Gesamtanteil niedriger als 1 Gew.-% ist, kann es möglicherweise notwendig sein, die Anzahl an Schritten zu erhöhen, um einen Film mit einer zufrieden stellenden Leistung zu bilden. Falls der Gesamtanteil mehr als 40 Gew.-% beträgt, besteht die Möglichkeit, dass ein Einfluss auf die Stabilität der Sol-Lösung ausgeübt wird und es dadurch schwierig wird, einen gleichmäßigen Film zu bilden.
Wasser, welches in der Sol-Lösung enthalten ist, kann direkt oder indirekt mittels einer chemischen Reaktion, beispielsweise durch Einsatz von Wasser, welches in einer Veresterungsreaktion eines Alkohols mit einer Carbonsäure entsteht, falls ein solcher Alkohol als ein organisches Lösungsmittel verwendet wird, oder durch Einsatz von Wasserdampf in der Atmosphäre zugeführt werden. Die Menge an Wasser, die zugeführt wird, liegt vorteilhaft bei einem Molverhältnis von 150 oder weniger bezogen auf die Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe. Falls das Molverhältnis 150 überschreitet, besteht die Möglichkeit, dass ein Einfluss auf die Stabilität der Sol-Lösung ausgeübt wird. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die Korrosion des Magneten während der Filmbildung herbeigeführt wird und dass die Verschmutzung und Zerstörung der Sol-Lösung aufgrund der Magnetkomponenten durch die Korrosion des Magneten herbeigeführt wird.
Das organische Lösungsmittel ist nicht besonders beschränkt und kann jedes Lösungsmittel sein, solange es in der Lage ist, die Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe homogen zu lösen, die anorganischen feinen Partikeln und das Wasser, welche Komponenten der Sol-Lösung sind, homogen zu lösen und das erhaltene Kolloid gleichmäßig zu dispergieren. Beispiele an solchen organischen Lösungsmitteln, welche eingesetzt werden können, sind ein niederer Alkohol, für den Ethanol beispielhaft ist, ein Kohlenwasserstoffetheralkohol, für den Ethylenglycol-mono-alkylether beispielhaft ist, ein Acetat eines Kohlenwasserstoffetheralkohols, für den Ethylenglycol-mono-alkyletheracetat beispielhaft ist, ein Acetat eines niederen Alkohols, für das Ethoxyethylacetat und Ethylacetat beispielhaft sind, ein Keton, für das Aceton beispielhaft ist, ein Glycol wie Ethylenglycol, ein aromatischer Kohlenwasserstoff wie Toluol und Xylol und ein halogenierter Kohlenwasserstoff wie Trichlormethan. Jedoch ist es vom Gesichtspunkt der Sicherheit während der Behandlung und den Kosten wünschenswert, dass niedere Alkohole wie Ethanol, Isopropylalkohol, 1-Butanol alleine oder in der Form von Mischungen eingesetzt werden, um die die Bildung eines dünnen Films mit gleichmäßiger Dicke zu erleichtern, wie im Folgenden beschrieben werden wird. Das organische Lösungsmittel kann ein organisches Lösungsmittel sein, welches als Dispergiermittel für das Organo-Silica-Sol verwendet wird.
Die Viskosität der Sol-Lösung hängt von der Kombination der Komponenten für die Sol-Lösung ab, ist aber wünschenswert im Allgemeinen auf 100 cP oder weniger eingestellt. Dies liegt daran, dass es im Fall, dass die Viskosität der Sol-Lösung 100 cP überschreitet, schwierig ist, einen Film zu bilden, der eine gleichmäßige Dicke aufweist und dass eine Möglichkeit besteht, dass Risse während der Hitzebehandlung erzeugt werden. Es ist mehr bevorzugt, dass die Viskosität der Sol-Lösung auf 20 cP oder weniger eingestellt ist. Es ist durch Einstellung der Viskosität der Sol-Lösung einfach möglich, einen Film zu bilden, welcher dünn ist, aber eine gleichmäßige Dicke aufweist, wie oben beschrieben ist.
Die Einstellung der Viskosität der Sol-Lösung kann durchgeführt werden, in dem die Menge an zugegebenem, organischen Lösungsmittel reguliert wird. In diesem Fall kann eines der eingangs beschriebenen organischen Lösungsmittel verwendet werden, es ist aber wünschenswert, dass ein organisches Lösungsmittel mit einem Dampfdruck von 1 mmHg oder mehr bei 20°C verwendet wird. Der Grund dafür ist wie folgt: wenn ein organisches Lösungsmittel mit einem Dampfdruck niedriger 1 mmHg eingesetzt wird, besteht eine erhöhte Tendenz für das organische Lösungsmittel in der Sol-Lösung, die auf die Oberfläche eines Magneten aufgebracht ist, oder in einem Film, der auf der Oberfläche des Magneten aufgebracht ist, zu verbleiben und es besteht eine Möglichkeit, dass kleine Löcher in einem Film durch schnelles Verdampfen des organischen Lösungsmittels während der Hitzbehandlung zur Erzeugung des Films erzeugt werden, wodurch es schwierig wird, einen Film mit einer ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit zu erzeugen. Wenn ein Tauchbeschichtungsverfahren, das im Folgenden beschrieben werden wird, als ein Verfahren eingesetzt wird, um die Sol-Lösung auf die Oberfläche des Magneten aufzubringen, besteht eine Möglichkeit, dass die Sol-Lösung nicht schnell auf der Oberfläche gelatiniert, wenn der Magnet aus der Sol-Lösung heraus gezogen wird. Als eine Folge findet ein Ablaufen der Sol-Lösung statt, was zu der Zerstörung der dimensionalen Genauigkeit des gebildeten Films führt. Wenn ein organisches Lösungsmittel mit einem Dampfdruck von 1 mmHg oder mehr verwendet wird, verdampft das organische Lösungsmittel sofort und dadurch kann ein solches Problem vermieden werden.
Die obere Grenze des Dampfdrucks des organischen Lösungsmittels beträgt vorzugsweise 300 mmHg oder weniger bei 20°C. Falls ein organisches Lösungsmittel mit ein Dampfdruck von mehr als 300 mmHg eingesetzt wird, besteht eine Möglichkeit, dass die Konzentrationsschwankung einer Sol-Lösung mit der Zeit aufgrund von Verdampfung des organischen Lösungsmittels während der Herstellung eines Films erhöht wird und es dadurch schwer wird, stabil einen Film zu erzeugen.
Beispiele an organischen Lösungsmitteln, die vorteilhaft in der vorliegenden Erfindung sind und einen Dampfdruck im Bereich von von 1 mmHg bis 300 mmHg bei 20°C besitzen, sind Methanol (95), Ethanol (44), Isopropylalkohol (32), 1-Butanol (5,5), Cyclohexan (100), Ethylenglycol-mono-methylether (6.2), Ethylenglycolmono ethylether (3.8), Ethylacetat (74), Aceton (180), Toluol (22) und Xylol (6) (wobei die Zahl in Klammern einen Dampfdruck in der Einheit mmHg bei 20°C angibt). Diese können alleine oder in Form einer Mischung eingesetzt werden.
Der pH-Wert der Sol-Lösung liegt vorteilhaft in einem Bereich von 2 bis 7. Falls der pH-Wert niedriger als 2 ist oder 7 überschreitet, besteht eine Möglichkeit, dass die Hydrolysereaktion und die Polymerisationsreaktion bei der Herstellung einer Sol-Lösung, die für die Bildung eines Films geeignet ist, nicht kontrolliert werden könne.
Die Zeit und die Temperatur bei der Herstellung der Sol-Lösung hängen von der Kombination der Komponenten, die in der Sol-Lösung enthalten sind, ab, aber meistens liegt die Zeit der Herstellung in einem Bereich von 1 Minute bis 72 Stunden und die Temperatur liegt während der Herstellung in einem Bereich von 0°C bis 100°C.
Falls notwendig, kann ein Katalysator zu der Sol-Lösung gegeben werden. Beispiele an Katalysatoren sind Säuren wie Essigsäure, Salpetersäure, Salzsäure und ähnliche. Diese können alleine oder in der Form einer Mischung eingesetzt werden. Die geeignete Menge an zugegebenem Katalysator wird durch die Wasserstoffionen-Konzentration der hergestellten Sol-Lösung definiert und es ist wünschenswert, dass der Katalysator zugegeben wird, so dass der pH-Wert der Sol-Lösung in einem Bereich von 2 bis 7 liegt.
Falls notwendig, kann ein Stabilisator zu der Sol-Lösung gegeben werden, um die Sol-Lösung zu stabilisieren. Der Stabilisator wird passend in Übereinstimmung mit der chemischen Stabilität der Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe und der chemischen Stabilität der anorganischen, feinen Partikel ausgewählt. Zum Beispiel können ein saures Ammoniumfluorid oder ein Ethylendiamin als eine Verbindung zur Bildung eines Komplexes mit dem Silicium-Atom eingesetzt werden.
Wie eingangs beschrieben, kann die Behandlungslösung, die die Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe und die anorganischen feinen Partkel enthält, eine Lösung sein, die nur durch Mischen der Silicium-Verbindung und der anorganischen feinen Partikel unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels, wie einen niederen Alkohol, hergestellt werden. Auch wenn eine solche Behandlungslösung eingesetzt wird, falls die Behandlungslösung auf die Oberfläche eines Magneten aufgebracht wird und der Magnet der Hitzebehandlung mittels eines Verfahrens, welches im Folgenden beschrieben werden wird, unterworfen wird, kann mittels thermischer Zersetzungsreaktion der Silicium-Verbindung und der anschließenden Homopolymerisierungsreaktion der Silicium-Verbindung und ähnlichen, ein Film mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit auf der Oberfläche des Magneten gebildet werden. Das Mischungsverhältnis der Silicium-Verbindung zu den anorganischen, feinen Partikeln, eingebracht in der Behandlungslösung, das organische Lösungsmittel, welches eingesetzt werden kann, und ähnliches kann auf dem Inhalt der Beschreibung der Sol-Lösung basieren.
Um die Behandlungslösung, die die Silicium-Verbindung mit mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe und die anorganischen feinen Partkel enthält, auf die Oberfläche des Magneten aufzubringen, kann ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Sprüh-Verfahren, ein Spin-Coating-Verfahren und ähnliches eingesetzt werden.
Die Hitzebehandlung nach der Aufbringung der Behandlungslösung auf die Oberfläche des Magneten benötigt eine Temperatur, die ausreicht, um wenigstens das organische Lösungsmittel zu verdampfen. Zum Beispiel wenn Ethanol als organisches Lösungsmittel eingesetzt wird, werden 80°C, was dem Siedepunkt von Ethanol entspricht, benötigt. Auf der anderen Seite besteht im Fall eines gesinterten Magneten die Möglichkeit, dass falls die Temperatur der Hitzebehandlung 500°C überschreitet, eine Zerstörung der Magnetcharakteristik herbei geführt wird. Aus diesem Grund liegt die Temperatur der Hitzebehandlung vorteilhaft in einem Bereich von 80°C bis 500°C und mehr bevorzugt in einem Bereich von 80°C bis 250°C, auch im Hinblick darauf, die Bildung von Rissen während der Kühlbehandlung, die der Hitzebehandlung folgt, auf das Äußerste zu verhindern. Im Fall eines gebundenen Magneten, müssen die Temperaturbedingungen für die Hitzebehandlung unter Berücksichtigung der Hitzebeständigkeitstemperatur des eingesetzten Harzes eingestellt werden. Zum Beispiel im Fall eines gebundenen Magneten, der unter Verwendung eines Epoxy-Harzes oder eines Polyamid-Harzes hergestellt wurde, ist es wünschenswert, dass unter Berücksichtigung der Hitzebeständigkeitstemperatur dieser Harze die Temperatur der Hitzebehandlung in einem Bereich von 80°C bis 200°C liegt. Gewöhnlich, wenn die Produktivität berücksichtigt wird, kann die Zeit für die Hitzebehandlung in einen Bereich von 1 Minute bis 1 Stunde eingestellt werden.
Es ist wünschenswert, dass zumindest ein Seltenerdmetall (R), welches, aus der Gruppe bestehend aus Nd, Pr, Dy, Ho, Tb, Sm oder zumindest ein Seltenerdmetall (R), welches, aus der Gruppe bestehend aus La, Ce, Gd, Er, Eu, Tm, Yb, Lu und Y in einem Seltenerdmetall-basierten-Permanentmagneten, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthalten ist.
Üblicherweise genügt eines von den oben beschriebenen Seltenerdmetallen (R), wobei jedoch in der Praxis eine Mischung von zwei oder mehrerer der oben genannten Seltenerdmetallen (Mischmetall und Didymium) aus dem Grund einer Beschaffungserleichterung verwendet werden kann.
Der Gehalt an R in einem R-Fe-B-Permanentmagneten liegt bevorzugt in einem Bereich von 10 Atomprozent bis 30 Atomprozent der Zusammensetzung. Wenn der R-Gehalt kleiner als 10 Atomprozent ist, ist die Kristallstruktur gleich wie bei -Fe, und aus diesem Grund wird eine hohe magnetische Charakteristik, insbesondere eine hohe Koerzitivkraft (HcJ) nicht erhalten. Wenn dagegen der Gehalt an R 30 Atomprozent übersteigt, wird der Gehalt an einer R-reichen, nicht magnetischen Phase vergrößert, und die Restmagnet-Flussdichte (Br) wird reduziert, wodurch ein Magnet, der eine ausgezeichnete Charakteristik hat, nicht erzeugt wird.
Der Fe-Gehalt liegt insbesondere in einem Bereich von 65 Atomprozent bis 80 Atomprozent. Wenn der Fe-Gehalt kleiner als 65 Atomprozent ist, wird die Restmagnet-Flussdichte (Br) reduziert. Wenn der Fe-Gehalt 80 Atomprozent übersteigt, wird eine hohe Koerzitivkraft (HcJ) nicht erhalten.
Es ist möglich, die Temperaturcharakteristik ohne Verschlechterung der Magnetcharakteristik des hergestellten Magneten zu verbessern, indem ein Teil von Fe durch Co ersetzt wird. Wenn jedoch die Menge an Co, die ersetzt wird, 20 Atomprozent von Fe übersteigt, wird die Magnetcharakteristik verschlechtert, und folglich ist eine solche Menge nicht bevorzugt. Die Menge an Co, welche in einem Bereich von 5 Atomprozent bis 15 Atomprozent ersetzt wird, ist wünschenswert, um eine hohe Magnetflussdichte bereitzustellen, da die Restmagnet-Flussdichte (Br) vergrößert wird, verglichen mit einem Fall, wo ein Teil von Fe nicht ersetzt wird.
Es ist wünschenswert, dass der Gehalt an B in einem Bereich von 2 Atomprozent bis 28 Atomprozent liegt. Wenn der B-Gehalt kleiner als 2 Atomprozent ist, ist eine rhomboedrische Struktur eine Hauptphase, und es wird keine hohe Koerzitivkraft (HcJ) erhalten. Wenn der Gehalt an B 28 Atomprozent übersteigt, wird der Gehalt an einer B-reichen, nicht magnetischen Phase vergrößert, und es wird die Restmagnet-Flussdichte (Br) reduziert, wodurch ein Permanentmagnet, der eine ausgezeichnete Charakteristik aufweist, nicht erzeugt wird.
Um die Herstellung des Magneten zu verbessern und um die Herstellungskosten zu reduzieren, kann zumindest eines von 2,0 Gewichtsprozent oder weniger P und 2,0 Gewichtsprozent oder weniger S in einer Gesamtmenge von 2,0% oder weniger im Magneten enthalten sein. Außerdem kann die Korrosionsbeständigkeit des Magneten dadurch verbessert werden, dass ein Teil von B durch 30 Gew.-% oder weniger Kohlenstoff (C) ersetzt wird.
Ausserdem bewirkt die Zugabe von zumindest einem von Al, Ti, V, Cr, Mn, Bi, Nb, Ta, Mo, W, Sb, Ge, Sn, Zr, Ni, Si, Zn, Hf und Ga, dass die Koerzitivkraft und die Rechtwinkeligkeit einer Entmagnetisierungskurve verbessert und dass die Herstellung und die Reduktion der Herstellungskosten verbessert werden. Es ist ebenfalls wünschenswert, dass zumindest eines von diesen in einer Menge innerhalb eines Bereichs hinzugefügt wird, die einen Zustand erfüllt, dass zumindest 0,9 T oder mehr an Br erforderlich sind, um sicherzustellen, dass das maximale Energieprodukt (Bh)max gleich oder größer als 159 kJ/m³ ist.
Zusätzlich zu R, Fe und B kann der R-Fe-B-Permanentmagnet Verunreinigungen enthalten, die bei der industriellen Herstellung des Magneten unvermeidlich sind.
Die R-Fe-B-Permanentmagneten, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen einen gesinterten Magneten mit einem Merkmal, dass er eine Hauptphase aufweist, die eine Verbindung mit einer tetragonalen Kristallstruktur mit einer durchschnittlichen Kristallkorngröße in einem Bereich von 1 μm bis 80 μm, und 1 bis 50 Volumenprozent einer nicht magnetischen Phase (ausschließlich einer Oxidphase) aufweist. Der gesinterte Magnet zeigt HcJ ≥ 80 kA/m, Br > 0,4 T und (BH)max ≥ 80 kJ/m³, wobei der Maximalwert von (BH)max 199 kJ/m³ oder mehr erreicht.
Weitere Beispiele an anderen als den oben beschriebenen R-Fe-B-basierten Permanentmagneten sind ein anisotroper R-Fe-B-basierter gebundener Magnet, wie er in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 9-92515 beschrieben ist, ein Nd-Fe-B-basierter Nanokompositmagnet mit einer weichen magnetischen Phase (zum Beispiel α-Fe oder Fe₃B) und einer harten magnetischen Phase (Nd₂Fe₁₄B) wie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-203714 beschrieben, ein gebundener Magnet, hergestellt unter Verwendung eines isotropen Nd-Fe-B-basierten Magnetpulvers (zum Beispiel MQP-B (ein Markenname), hergestellt durch MQI, Co.), welches mittels eines Schmelzquench-Verfahrens, welches üblicherweise breit eingesetzt wird, hergestellt wurde oder dergleichen. Jeder von diesen wird in einem Zustand eingesetzt, bei dem er in eine vorbestimmte Form unter Verwendung eines Bindemittels, wie einem Epoxy-Harz, geformt wurde.
Beispiele an den R-Fe-N-basierten Magneten sind Permanentmagnete dargestellt durch (Fe_1-xR_x)_1-yN (wobei 0,07 < x ≤ 0,3 und 0,001 ≤ y ≤ 0,2) wie zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5-82041 beschrieben.
Gemäß des Verfahrens zur Herstellung des Seltenerdmetall-basierten Permanentmagneten mit dem Korrosions-resistenten Film gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Film zu bilden, der anorganische, feine Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm und dispergiert in der Filmphase, die aus der Siliciumverbindung auf der Oberfläche des Magneten gebildet ist, enthält. Dieser Film ist sehr klein in der Dicke, aber dicht und stark in enger Haftung zu dem Magneten. Aus diesem Grund wird, falls die Dicke gleich oder größer als 0,01 μm ist, eine zufrieden stellende Korrosionsbeständigkeit erhalten. Die anorganischen, feinen Partikel besitzen eine im hohen Maße niedrige Wasserdurchlässigkeit und dadurch kann die Wasserdurchlässigkeit des Films selber mittels Dispersion der anorganischen, feinen Partikel in dem gebildeten Film reduziert werden. Dieser Effekt steht im Zusammenhang mit der Dicke und ist besonders deutlich bei einem Film mit einer Dicke in einem Bereich von 1 μm bis 5 μm. Die obere Grenze der Dicke eines Films, die möglich ist, gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt zu werden, ist nicht beschränkt. Jedoch ist das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet, einen Seltenerdmetall-basierten Magneten mit einem Korrosions-resistenten Film mit einer Dicke, die gleich oder kleiner als 10 μm, mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 5 μm, mehr bevorzugt, gleich oder kleiner 3 μm, ist im Hinblick auf den Bedarf einer Reduktion der Größe des Magneten selber, herzustellen.
Ein weiterer anderer Film kann auf dem Korrosions-resistenten Film gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet werden. Durch Anwendung einer solchen Konfiguration kann die Charakteristik des Korrosions-resistenten Films verbessert werden und ein eine weitere funktionelle Eigenschaft bereitgestellt werden.
BEISPIELE
Beispiel 1
Ein bekannter Gussblock wurde, wie in der US 4,770,723 beschrieben, pulverisiert und dann nachfolgend einem Druckvorgang, einem Sintervorgang, einer Hitzebehandlung und einer Oberflächenbearbeitung unterworfen, wodurch ein gesinteter Magnet erzeugt wurde, der eine Größe von 23 mm × 10 mm × 6 mm hatte und eine Zusammensetzung von 17Nd-1Pr-75Fe-76 aufwies. Dieser gesinterte Magnet wurde dann Tests unterworfen, die im Folgenden beschrieben werden.
Der Magnet wurde einer Strahlreinigung und weiter einer Entfettung mittels eines Lösungsmittels unterworfen, wodurch seine Oberfläche gereinigt wurde.
Eine Sol-Lösung wurde mit einer Zusammensetzung, einer Viskosität und einem pH-Wert, wie in Tabelle 1 gezeigt, unter Verwendung der folgenden Komponenten hergestellt:
Tetraethoxysilan als Siliciumverbindung, feine Partikel eines Metalloxids umfassend SiO₂, hergestellt mittels eines Gasphasenverfahrens und mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 12 nm als anorganische, feine Partikel, eine Mischung aus Salpetersäure und Essigsäure als ein Katalysator, Wasser und eine Mischung aus Ethanol und Isopropylalkohol als ein organisches Lösungsmittel. Die Sol-Lösung wurde mittels eines Tauchbeschichtungsverfahrens bei einer Ziehgeschwindigkeit wie in Tabelle 2 gezeigt, auf den Magneten aufgebracht. Der Magnet mit der auf seiner Oberfläche aufgebrachten Sol-Lösung wurde bei Bedingungen, wie in Tabelle 2 gezeigt, einer Hitzebehandlung unterworfen, um einen Korrosions-resistenten Film zu erzeugen.
Der gebildete Korrosions-resistente Film wies eine Dicke von 0,7 μm (bestimmt an einer gebrochenen Seite des Films mittels eines Elektronenmikroskops) auf. Die Oberfläche des Films wurde mittels eines Elektronenmikroskops untersucht und als ein Ergebnis wurden nur wenige Risse gefunden. Der Magnet mit dem Korrosions-resistenten Film auf seiner Oberfläche wurde einem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest unterworfen, wobei man ihn unter Hochtemperatur/Hochfeuchtigkeitszuständen einer Temperatur von 80°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90% unterwarf. Das Ergebnis zeigte, dass 200 Stunden nach Beginn des Tests kein Rost gebildet worden war.
Folglich hat der gebildete Korrosions-resistente Film keine problematischen Risse während der Hitzebehandlung zur Erzeugung des Films erzeugt, war dünn, aber dicht, war ausgezeichnet in enger Haftung zu dem Magneten, war in der Lage, für eine lange Zeit dem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, in dem der Magnet unter Hochtemperatur- und Hochluftfeuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt wurde, zu widerstehen und erfüllte eine geforderte Korrosionsbeständigkeit ausreichend.
Beispiel 2
Eine Sol-Lösung wurde mit einer Zusammensetzung, einer Viskosität und einem pH-Wert, wie in Tabelle 1 gezeigt, unter Verwendung der folgenden Komponenten hergestellt:
Tetraethoxysilan als Siliciumverbindung, feine Partikel eines Metalloxids umfassend Al₂O₃, hergestellt mittels eines Gasphasenverfahrens und mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 13 nm als anorganische, feine Partikel, eine Mischung aus Salpetersäure und Essigsäure als ein Katalysator, Wasser und eine Mischung aus Ethanol und Isopropylalkohol als ein organisches Lösungsmittel. Die Sol-Lösung wurde mittels eines Tauchbeschichtungsverfahrens bei einer Ziehgeschwindigkeit wie in Tabelle 2 gezeigt, auf den gesinterten Magneten (hergestellt und gereinigt mittels eines Verfahrens wie in Beispiel 1 beschrieben) aufgebracht. Der Magnet mit der auf seiner Oberfläche aufgebrachten Sol-Lösung wurde bei Bedingungen, wie in Tabelle 2 gezeigt, einer Hitzebehandlung unterworfen, um einen Korrosions-resistenten Film zu erzeugen.
Der gebildete Korrosions-resistente Film wies eine Dicke von 0,8 μm (bestimmt an einer gebrochenen Seite des Films mittels eines Elektronenmikroskops) auf. Die Oberfläche des Films wurde mittels eines Elektronenmikroskops untersucht und als ein Ergebnis wurden nur wenige Risse gefunden. Der Magnet mit dem Korrosions-resistenten Film auf seiner Oberfläche wurde einem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, wie in Beispiel 1 beschrieben, unterworfen. Das Ergebnis zeigte, dass über 200 Stunden nach Beginn des Tests kein Rost gebildet worden war.
Folglich hat der gebildete Korrosions-resistente Film keine problematischen Risse während der Hitzebehandlung zur Erzeugung des Films erzeugt, war dünn, aber dicht, war ausgezeichnet in enger Haftung zu dem Magneten, war in der Lage, für eine lange Zeit dem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, bei dem der Magnet Hochtemperatur- und Hochluftfeuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt wurde, zu widerstehen und erfüllte eine geforderte Korrosionsbeständigkeit ausreichend.
Beispiel 3
Eine Sol-Lösung wurde mit einer Zusammensetzung, einer Viskosität und einem pH-Wert, wie in Tabelle 1 gezeigt, unter Verwendung der folgenden Komponenten hergestellt:
Monomethyltriethoxysilan als Siliciumverbindung, feine Partikel eines Metalloxids umfassend SiO₂, hergestellt mittels eines Flüssigphasenverfahrens und mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 25 nm als anorganische, feine Partikel (ein Dispergiermittel: Methanol), Wasser und Isopropylalkohol als ein organisches Lösungsmittel. Die Sol-Lösung wurde mittels eines Tauchbeschichtungsverfahrens bei einer Ziehgeschwindigkeit wie in Tabelle 2 gezeigt, auf den gesinterten Magneten (hergestellt und gereinigt nach dem Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben) aufgebracht. Der Magnet mit der auf seiner Oberfläche aufgebrachten Sol-Lösung wurde bei Bedingungen, wie in Tabelle 2 gezeigt, einer Hitzebehandlung unterworfen, um einen Korrosions-resistenten Film zu erzeugen.
Der gebildete Korrosions-resistente Film wies eine Dicke von 2,0 μm (bestimmt an einer gebrochenen Seite des Films mittels eines Elektronenmikroskops) auf. Die Oberfläche des Films wurde mittels eines Elektronenmikroskops untersucht und als ein Ergebnis wurden keinerlei Risse gefunden. Der Magnet mit dem Korrosions-resistenten Film auf seiner Oberfläche wurde einem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, wie in Beispiel 1 beschrieben, unterworfen. Das Ergebnis zeigte, dass 350 Stunden nach Beginn des Tests kein Rost gebildet worden war.

Folglich hat der gebildete Korrosions-resistente Film keine Risse während der Hitzebehandlung zur Erzeugung des Films erzeugt, war dünn, aber dicht, war ausgezeichnet in enger Haftung zu dem Magneten, war in der Lage, für eine lange Zeit dem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, in dem der Magnet Hochtemperatur- und Hochluftfeuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt wurde, zu widerstehen und erfüllte eine geforderte Korrosionsbeständigkeit ausreichend. Tabelle 1

	A Anm. 1	B Anm. 2	Verhältnis an eingebrachten Komponenten (molares Verhältnis)				Viskosität (cP)	pH
	A Anm. 1	B Anm. 2	Si-Verbindung	Salpeter-säure	Essig-säure	Wasser
Beispiel 1	1:1	10	1	0,01	1,5	2,5	1,4	3,8
Beispiel 2	1:1	10	1	0,01	1,5	2,5	1,4	4,0
Beispiel 3	1:1	15	1	--	--	2,4	1–2	4,5

(Anm. 1) A: Mischungsverhältnis der Siliciumverbindung zu anorganischen feinen Partikeln in der Sol-Lösung (Gew.-%) • Verhältnis der Siliciumverbindung in Form von SiO₂
(Anm. 2) B: Gesamtverhältnis (Gew.-%) an Siliciumverbindung und an organischen feinen Partikeln, eingebracht in die Sol-Lösung • Verhältnis der Siliciumverbindung in Form von SiO₂

	Ziehgeschwindigkeit (cm/min)	Hitzebehandlung
Beispiel 1	10	200°C × 20 min
Beispiel 2	10	200°C × 20 min
Beispiel 2	5	200°C × 20 min

Vergleichsbeispiel 1
Feine Partikel eines Metalloxids, umfassend SiO₂, welche mittels eines Flüssigphasenverfahrens hergestellt wurden, und mit einem Partikeldurchmesser von 12 nm (Dispergiermittel: Wasser) wurden in einer wässrigen Lösung, die Wasserglas (SiO₂/Na₂O = 5 (molares Verhältnis) in einer Menge von 100 g/L in Form von SiO₂ enthielt, gemischt, so dass eine Konzentration an 5 g/L bereit und dadurch eine Behandlungslösung hergestellt wurde. Diese Behandlungslösung wurde auf die Oberfläche des gesinterten Magneten (mit dem Verfahren hergestellt und gereinigt wie in Beispiel 1 beschrieben) bei einer Ziehgeschwindigkeit von 10 cm/min in einem Tauchbeschichtungsverfahren aufgebracht. Der Magnet mit der auf seiner Oberfläche aufgebrachten Behandlungslösung wurde bei Bedingungen von 200°C × 20 Minuten einer Hitzebehandlung unterworfen, um einen Film zu erzeugen.
Der gebildete Film wies eine Dicke von 2,0 μm (bestimmt an einer gebrochenen Seite des Films mittels eines Elektronenmikroskops) auf. Die Oberfläche des Films wurde mittels eines Elektronenmikroskops untersucht und als ein Ergebnis wurden überhaupt keine Risse gefunden. Jedoch als ein Ergebnis eines Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, durchgeführt auf die selbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, zeigte, dass nach Ablauf von 150 Stunden nach Beginn des Tests Rost gebildet worden war.
Folglich hatte der gebildete Korrosions-resistente Film keine Risse während der Hitzebehandlung zur Erzeugung des Films erzeugt, war aber nicht in der Lage, für eine lange Zeit dem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, in dem der Magnet Hochtemperatur- und Hochluftfeuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt wurde, zu widerstehen und erfüllte nicht eine geforderte Korrosionsbeständigkeit.
Vergleichsbeispiel 2
Eine Isopropylalkohol-Lösung, enthaltend 30 Gew.-% SiO₂, wurde auf die Oberfläche des gesinterten Magneten (hergestellt und gereinigt mit dem Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben) aufgesprüht. Der Magnet mit der auf seiner Oberfläche aufgesprühten Lösung wurde bei Bedingungen von 200°C × 20 Minuten einer Hitzebehandlung unterworfen, um einen Film zu erzeugen.
Der gebildete Film wies eine Dicke von 2,0 μm (bestimmt an einer gebrochenen Seite des Films mittels eines Elektronenmikroskops) auf. Die Oberfläche des Films wurde mittels eines Elektronenmikroskops untersucht und als ein Ergebnis wurde eine große Zahl an Rissen gefunden. Als ein Ergebnis eines Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, durchgeführt auf die selbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, zeigte, dass nach Ablauf von 24 Stunden nach Beginn des Tests Rost gebildet worden war.
Folglich hatte der gebildete Korrosions-resistente Film eine große Zahl an Rissen während der Hitzebehandlung zur Erzeugung des Films erzeugt, war nicht dicht, war nicht in der Lage, für eine lange Zeit dem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, in dem der Magnet Hochtemperatur- und Hochluftfeuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt wurde, zu widerstehen und erfüllte nicht eine geforderte Korrosionsbeständigkeit.
Beispiel 4
Ein Epoxy-Harz wurde in einer Menge von 2 Gew.-% zu einem Legierungspulver, welches mittels eines schnellen Verfestigungsverfahrens hergestellt worden war und einen Partikeldurchmesser von 150 μm sowie eine Zusammensetzung, umfassend 12 Atomprozent Nd, 77 Atomprozent Fe, 6 Atomprozent B und 5 Atomprozent Co, aufwies, gegeben und das Ganze geknetet. Die erhaltene Mischung wurde einer Formpressung bei einem Druck von 7 Tonnen/cm² unterworfen und dann für 1 Stunde bei 170°C ausgehärtet, wodurch ein gebundener Magnet mit einer Größe von 30 mm × 20 mm × 8 mm erzeugt wurde. Dieser gebundene Magnet wurde dann Tests unterworfen, die im Folgenden beschrieben werden.
Eine Sol-Lösung wurde mit einer Zusammensetzung, einer Viskosität und einem pH-Wert, wie in Tabelle 3 gezeigt, unter Verwendung der folgenden Komponenten hergestellt:
Monomethyltriethoxysilan als Siliciumverbindung, feine Partikel eines Metalloxids umfassend SiO₂, hergestellt mittels eines Flüssigphasenverfahrens und mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 25 nm als anorganische, feine Partikel (ein Dispergiermittel: Methanol), Wasser und Isopropylalkohol als ein organisches Lösungsmittel. Die Sol-Lösung wurde mittels eines Tauchbeschichtungsverfahrens bei einer Ziehgeschwindigkeit wie in Tabelle 4 gezeigt, auf die Oberfläche des Magneten aufgebracht. Der Magnet mit der auf seiner Oberfläche aufgebrachten Sol-Lösung wurde bei Bedingungen, wie in Tabelle 4 gezeigt, einer Hitzebehandlung unterworfen, um einen Korrosions-resistenten Film zu erzeugen.
Der gebildete Korrosions-resistente Film wies eine Dicke von 2,5 μm (bestimmt an einer gebrochenen Seite des Films mittels eines Elektronenmikroskops) auf. Die Oberfläche des Films wurde mittels eines Elektronenmikroskops untersucht und als ein Ergebnis wurden überhaupt keine Risse gefunden. Der Magnet mit dem Korrosions-resistenten Film auf seiner Oberfläche wurde einem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, wie in Beispiel 1 beschrieben, unterworfen. Das Ergebnis zeigte, dass 350 Stunden nach Beginn des Tests kein Rost gebildet worden war.

Folglich hat der gebildete Korrosions-resistente Film keine Risse während der Hitzebehandlung zur Erzeugung des Films erzeugt, war dünn, aber dicht, war ausgezeichnet in enger Haftung zu dem Magneten, war in der Lage, für eine lange Zeit dem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, bei dem der Magnet Hochtemperatur- und Hochluftfeuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt wurde, zu widerstehen und erfüllte eine geforderte Korrosionsbeständigkeit ausreichend. Tabelle 3

	A Anm. 1	B Anm. 2	Verhältnis an eingebrachten Komponenten (molares Verhältnis)				Viskosität (cP)	pH
							Viskosität (cP)	pH
			Si-Verbindung	Salpeter-säure	Essig-säure	Wasser
Beispiel 4	1:1	15	1	--	--	2,4	1–2	4,5

	Ziehgeschwindigkeit (cm/min)	Hitzebehandlung
Beispiel 4	5	150°C × 30 min

Beispiel 5 bis 8
Eine Sol-Lösung wurde mit einer Zusammensetzung, einer Viskosität und einem pH-Wert, wie in Tabelle 5 gezeigt, unter Verwendung der folgenden Komponenten hergestellt:
Monomethyltriethoxysilan als Siliciumverbindung, feine Partikel eines Metalloxids umfassend SiO₂, hergestellt mittels eines Flüssigphasenverfahrens und mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 15 nm als anorganische, feine Partikel (ein Dispergiermittel: Isopropylalkohol), Wasser und Isopropylalkohol als ein organisches Lösungsmittel. Die Sol-Lösung wurde mittels eines Tauchbeschichtungsverfahrens bei einer Ziehgeschwindigkeit wie in Tabelle 6 gezeigt, auf die Oberfläche des gesinterten Magneten (hergestellt und gereinigt mit dem Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben) aufgebracht. Der Magnet mit der auf seiner Oberfläche aufgebrachten Sol-Lösung wurde bei Bedingungen, wie in Tabelle 6 gezeigt, einer Hitzebehandlung unterworfen, um einen Korrosions-resistenten Film zu erzeugen. Die Dicke des gebildeten Korrosions-resistenten Films und das Ergebnis des Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, wie in Beispiel 1 beschrieben, sind in Tabelle 7 gezeigt.

Folglich hat der gebildete Korrosions-resistente Film keine Risse während der Hitzebehandlung zur Erzeugung des Films erzeugt, war dünn, aber dicht, war ausgezeichnet in enger Haftung zu dem Magneten, war in der Lage, für eine lange Zeit dem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, bei dem der Magnet Hochtemperatur- und Hochluftfeuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt wurde, zu widerstehen und erfüllte eine geforderte Korrosionsbeständigkeit ausreichend. Tabelle 5

	A Anm. 1	B Anm. 2	Verhältnis an eingebrachten Komponenten (molares Verhältnis)				Viskosität (cP)	pH
	A Anm. 1	B Anm. 2					Viskosität (cP)	pH
			Si-Verbindung	Salpeter-säure	Essig-säure	Wasser
Beispiel 5	1:1	15	1	--	--	2,9	3,0	5,3
Beispiel 6	1:1	15	1	--	--	2,9	9,2	5,7
Beispiel 7	1:1	15	1	--	--	2,9	18,9	5,9
Beispiel 8	1:1	15	1	--	--	2,9	31,5	6,1

	Ziehgeschwindigkeit (cm/min)	Hitzebehandlung
Beispiel 5	5	200°C × 20 min
Beispiel 6	1,5	200°C × 20 min
Beispiel 7	0,7	200°C × 20 min
Beispiel 8	0,2	200°C × 20 min

	Filmdicke (μm)	Ergebnis des Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest
Beispiel 5	2,7	350 Stunden nach Beginn des Tests Kein Rost erzeugt
Beispiel 6	3,1	350 Stunden nach Beginn des Tests Kein Rost erzeugt
Beispiel 7	3,3	350 Stunden nach Beginn des Tests Kein Rost erzeugt
Beispiel 8	4,1	350 Stunden nach Beginn des Tests Kein Rost erzeugt

Beispiele 9 und 10
Eine Sol-Lösung wurde mit einer Zusammensetzung, einer Viskosität und einem pH-Wert, wie in Tabelle 9 gezeigt, unter Verwendung der folgenden Komponenten hergestellt:
eine Siliciumverbindung, anorganische, feine Partikel und ein organisches Lösungsmittel, wie in Tabelle 8 gezeigt, und Wasser. Die Sol-Lösung wurde mittels eines Tauchbeschichtungsverfahrens bei einer Ziehgeschwindigkeit wie in Tabelle 10 gezeigt, auf die Oberfläche des gesinterten Magneten (hergestellt und gereinigt mit dem Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben) aufgebracht. Der Magnet mit der auf seiner Oberfläche aufgebrachten Sol-Lösung wurde bei Bedingungen, wie in Tabelle 10 gezeigt, einer Hitzebehandlung unterworfen, um einen Korrosions-resistenten Film zu erzeugen. Die Dicke des gebildeten Korrosions-resistenten Films und das Ergebnis des Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, wie in Beispiel 1 beschrieben, sind in Tabelle 11 gezeigt.
Folglich hat der in Beispiel 9 gebildete Korrosions-resistente Film keine Risse während der Hitzebehandlung zur Erzeugung des Films erzeugt, war dünn, aber dicht, war ausgezeichnet in enger Haftung zu dem Magneten, war in der Lage, für eine lange Zeit dem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, bei dem der Magnet Hochtemperatur- und Hochluftfeuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt wurde, zu widerstehen und erfüllte eine geforderte Korrosionsbeständigkeit ausreichend.
Der in Beispiel 10 gebildete Korrosions-resistente Film hat wenige Risse während der Hitzebehandlung zur Erzeugung des Films erzeugt, war dünn, aber dicht, war ausgezeichnet in enger Haftung zu dem Magneten, war in der Lage, für eine lange Zeit dem Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest, bei dem der Magnet Hochtemperatur- und Hochluftfeuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt wurde, zu widerstehen und erfüllte eine geforderte Korrosionsbeständigkeit ausreichend.
Vergleichsbeispiel 3
Ein Versuch wurde unternommen, eine Sol-Lösung mit einer Zusammensetzung, einer Viskosität und einem pH-Wert, wie in Tabelle 9 gezeigt, unter Verwendung der folgenden Komponenten herzustellen:
eine Siliciumverbindung, anorganische, feine Partikel und ein organisches Lösungsmittel, wie in Tabelle 8 gezeigt, und Wasser.

Jedoch setzen sich die feinen Partikel aufgrund ihres extrem großen durchschnittlichen Partikeldurchmessers ab und so gelang es nicht, eine homogene Sol-Lösung herzustellen. Als ein Ergebnis gelang es nicht, einen Film auf der Oberfläche des Magneten zu bilden. Tabelle 8

	Si-Verbindung	Anorganische, feine Partikel				Organische Lösungsmittel
	Si-Verbindung	Feine Partikel des metalloxids	Durchschnittlicher Partikeldurchmesser	Herstellungsverfahren	Dispergiermittel	Organische Lösungsmittel
Beispiel 9	Monomethyltriethoxysilan	SiO₂	15 nm	Flüssigphasenverfahren	Ethylenglycol	Ethanol
Beispiel 10	Monomethyltriethoxysilan	SiO₂	85 nm	Flüssigphasenverfahren	Ethylenglycol	Ethanol
Vergleichsbeispiel 3	Monomethyltriethoxysilan	SiO₂	420 nm	Flüssigphasenverfahren	nicht verwendet	Ethanol

Tabelle 9

	A Anm. 1	B Anm. 2	Verhältnis an eingebrachten Komponenten (molares Verhältnis)				Viskosität (cP)	pH
							Viskosität (cP)	pH
			Si-Verbindung	Salpeter-säure	Essig-säure	Wasser
Beispiel 9	1:0,25	10	1	--	--	2,4	3,3	4,8
Beispiel 10	1:0,25	10	1	--	--	2,4	3,2	4,9
Vergleichsbeispiel 3	1:0,25	10	1	--	--	2,4	--	--

	Ziehgeschwindigkeit (cm/min)	Hitzebehandlung
Beispiel 9	5	200°C × 20 min
Beispiel 10	5	200°C × 20 min
Vergleichsbeispiel 3	--	--

	Filmdicke (μm)	Ergebnis des Korrosionsbeständigkeits-Beschleunigungstest
Beispiel 9	1,7	300 Stunden nach Beginn des Tests kein Rost erzeugt
Beispiel 10	1,6	200 Stunden nach Beginn des Tests kein Rost erzeugt
Vergleichsbeispiel 3	--	--

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Seltenerdmetall-basierten Permanentmagneten mit einem Korrosion-resistenten Film, umfassend die Schritte Auftragen einer Behandlungslösung, die eine Silicium-Verbindung mit 1) mindestens einer Hydroxyl-Gruppe und/oder mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe und 2) anorganischen, feinen Partikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm enthält, auf die Oberfläche des Magneten und Unterwerfen des Magneten mit der darauf aufgebrachten Behandlungslösung einer Hitzebehandlung.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Behandlungslösung eine Viskosität aufweist, die auf 20 cP oder weniger eingestellt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Viskosität der Behandlungslösung durch Verdünnung der Behandlungslösung mit einem organischen Lösungsmittel mit einem Dampfdruck von 1 mmHg oder mehr bei 20°C auf 20 cP oder weniger eingestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Seltenerdmetall-basierte Permanentmagnet ein R-Fe-B-basierter Permanentmagnet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Seltenerdmetall-basierte Permanentmagnet ein R-Fe-N-basierter Permanentmagnet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Behandlungslösung eine Sol-Lösung ist, die mittels einer Sol-Gel-Reaktion, an der wenigstens die Silicium-Verbindung beteiligt ist, hergestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Silicium-Verbindung eine Verbindung ist, die durch die allgemeine Formel R¹ _nSiX_4-n dargestellt wird, wobei R¹ eine Niederalkylgruppe, welche eine Substitutengruppe aufweisen kann, eine Niederalkenylgruppe oder eine Arylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann, ist, X eine Hydroxylgruppe oder OR² (wobei R² eine Niederalkylgruppe ist, welche eine Substitutentengruppe aufweisen kann, eine Acylgruppe, eine Arylgruppe, welche eine Substituentengruppe aufweisen kann, oder eine Alkoxyarylgruppe ist) ist und n eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei n in der allgemeinen Formel eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die anorganischen, feinen Partikel feine Partikel eines Metalloxids, welches wenigstens eines ausgewählt aus SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, TiO₂, MgO und BaTiO₃ umfasst, sind.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die anorganischen, feinen Partikel feine Partikel eines Metalloxids, welches SiO₂ umfasst, sind.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Mischungsverhältnis (Gewichtsverhältnis) der Silicium-Verbindung (in Form von SiO₂) zu den anorganischen, feinen Partikeln in der Behandlungslösung in einem Bereich von 1:0,01 zu 1:100 liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Dicke des Korrosions-resistenten Films in einem Bereich von 0,01 μm bis 10 μm liegt.
Seltenerd-basierter Permanentmagnet mit einem Film auf seiner Oberfläche, der anorganische, feine Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm enthält, welche in einer Filmphase, gebildet aus einer Silicium-Verbindung mit wenigstens einer Hydroxylgruppe und/oder wenigstens einer hydrolysierbaren Gruppe dispergiert sind.
Seltenerd-basierter Permanentmagnet gemäß Anspruch 13, wobei der Magnet durch ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1 hergestellt wurde.