采用了稀土类磁钢的电动机由于磁钢能产生较强的磁场，所以输出功率大、体积小；现在这样的小电动机广泛应用在以医疗仪器，分析仪器，精密仪器为中心的各个领域。特别是80年代开发的钕铁硼稀土烧结磁钢由于在性价比上占有优势，现在以电机行业为中新，得到广泛的应用。但是，这种磁钢由于容易氧化造成品质恶化，再加匕微细加工后其性能会大幅下降，所以微电机等所用的微型磁钢在应用上还是有一些困难的。对此，技术人员们发现，如果在微细加工后，在磁钢表面覆盖一层Dy或者Tb等稀土类金属，磁钢的性能又能大幅地恢复。采用这种改良后的磁钢组装的电动机力矩常数大幅提升、也小型化。

    本文重点介绍，微细加工后的钕铁硼烧结磁钢经性能改良处理后的磁性能，以及采用这种改良磁钢制作的外径中2．0mm和1.7mm的无刷直流小电动机的规格和特性，论述采用高性能永磁磁钢使电动机进一步小型化的可能性。

    钕铁硼烧结磁钢是以Nd₂Fe₁₄B（正立方结晶体）作为磁体的主相，加上其他稀土类中富含的成分在烧结时形成液相，促进磁体主相粒子的生长和粒子表面的平滑化，不变形，发现这样一来即使本来该磁体主相化合物的异方性磁场很弱，也能使其具有较高的矫顽力。但是，仅仅这样还不能获得持久、耐用的足够矫顽力，还要以相对应的化合物（Dy₂Fe_l4B，Tb₂Fe₁₄B）用具有更高的异方性磁场的Dy或者Tb适当地置换Nd的成分，这样才能根据不同用途制造和销售具有不同规格矫顽力的永磁钕铁硼微型磁钢。此外，目前有一种倾向尽可能地降低粒界相（用稀释效果使得磁化降低）的比侧，保持形成烧结体组织的磁体主相的粒子直径足够小，研究开发出具有更高磁化性能和加工性能的钕铁硼微型磁钢。

    但是如上所述，钕铁硼微型磁钢一旦经过机械加工磁特性依然会下降，即加工性能恶化问题。这个问题随着磁钢的尺寸越小就越为凸显出来。这种加工性能恶化是指由加工引发的磁体表面层的氧化，组织结构的变形以及细微龟裂等发生的损伤，从而使其产生逆磁区易引起磁化反转。以往MRI用和VCM用的磁体，由于阉磁体体积相比表酝所占比例较小，这类问题可以忽视。但是今后在有巨大发展前景的医疗器械，微型机械等所用的电动机，它采用的微型磁钢体积很小，相比之下表面所占比例就较大，再加上加工之际所引起的磁体性能劣化这个问题就严重了。

 

     对此佐川等人发现，通过在钕铁硼烧结磁体的薄板（50微米）上用Dy金属成膜后热处理，矫顽力明显地得到恢复。一般说来，虽然我们早已经知道通过热处理磁体性能能得到恢复，但在表面导入稀土类金属更进一步恢复矫顽力，这种工艺结果仍受到普遍关注。

    通过对钕铁硼烧结磁体预件的切削、打孔、研削等工序，把它加工成加工精度为±5微米外径~1. 2mm以及由0.9mm(内径0.3mm，长2.9mm)的圆筒形状。其次，根据已有的报道，运用能够立体成膜的三维阴极真空喷镀装置，以数微米的厚度将Dy或者Tb金属均匀地覆盖子圆筒状磁体的表面后，再在氧气和湿度维持在数ppm以下的Ar气体环境中，经过摄氏70-100度的高温一定时间内热处理后，使其磁性能得到恢复。此外，这类处理是在与上述的阴极真空喷镀装置相联接的带真空球状盒的气体循环精密仪器的Ar气体环境下进行的。另外，在热处理后还要继续在摄氏60度下对其进行数十分钟的热处理。

   经Dy或者Tb金属定量成模处理后，再经过各种温度下的热处理，圆筒状钕铁硼烧结磁钢经过径向配向切割（正方结晶钕铁硼的主相呈C轴方向）就具有了磁异方向性。这样的磁钢经过4. 8MA/m的脉冲磁场充磁，就可以用振动试料磁通测试计来评定磁特性了。

    经过表面改良处理，可以明显地看到磁钢的矫顽力H。．提高和磁能积(BH)一的恢复。特别是用Dy1.4微米成膜，再经过900℃/l0min．+600℃/20min+的热处理后，审0.9mm的磁钢的H_cj值从1. 18MA／m增大到1.39MA／m。但是（阴）。也只能达到与原材料毛胚特性几乎相同的水平379KJ/m³。表1所示是原材料毛胚和改良前后代表性的磁体特性。此外，用Tb成膜处理后，H_cj值也同样增大。但是，角型性(H_k/H_cj)在处理后比原来降低了一些。

    图3是Dv成膜后，在各个温度热处理后磁体典型的去磁曲线。据图，在900摄氏度以下的热处理中矫顽力以及曲线的角型性随着温度升高而向上，在100℃时达到****的改良结果。但是，l000摄氏度下处理后的矫顽力与机械加工后的磁体相比都有大幅下降。为了查明其原因，我们研究一下改良处理前后的磁体断砸的EPMA图像（如图4）。结果表明对于Dy的成膜、热处理前Dy的少量粒界相（图4b，橙色部分）、Dy沿着改良处理后磁体表面以及粒界相发生了偏移（图4a，红色部分）。

    通过以上，可以明白通过改良处理Dy能够有选择性地扩散进低融点稀土类金属的主粒界相内，也能渗入磁体内部，Dy不仅仅能到达各个钕铁硼磁体主相粒子的表面，修复因加工被破坏的粒界相，还可以推知它能有效地恢复矫顽力。对于这一点，1000℃热时，虽然Dy也混入钕铁硼磁体主相粒子内部但由于没有形成均一的粒界相，所以结果就使磁化和矫顽力大幅下降。   

   

   另外，改怠处理后磁石的矫顽力比实施细微加工前的散装材料大大增加。即是说通过此次改良处理Dy成分可以有选择性地扩散导入粒界相，与以往的1100摄氏度左右下没有经过烧结过程，能有效地避免钕铁原料合金中的情况不同，1100℃左右下没有经过烧结过程，能有效地避免钕铁硼磁体主相粒子内Dy的混入。结果是能做到不使磁化降低，矫顽力有效提高。使用Tb也能观察到同样的结果。因面，该改良处理适用于预先限制Dy以及Tb各金属添加量后的高磁化型钕铁硼烧结磁钢，期待今后有更高磁化性能磁钢适用于微型电动机。

  

    把上文所说的改进后的圆筒磁钢作为转子，分别试制外径2. 0mm以及1.7mm的无刷直流小电动机。先测初始特性即测定端子闻电阻、空载转速及空载电流，运用这些实测值，算出起动力矩，力矩常数以及****效率。

    表2同时列出了试制的由2．0mrn的无刷直流小电动机初期特性和已有的蓝木精密宝石株式会社所生产的SBL02-06HI型号的初期特性。并且，该试制电动挑除了变换了转子磁体的材料以外，其他规格都和已有的电动机相同。

  通过表2可知，电动机用了该改良磁钢以后，起动力矩大约提升了百分之26，力矩常数提高了百分之23，****效率提高了百分之11，:特别是同磁气隙中的和磁通密度密切相关的力矩常数的提高，可以明显看出该改良磁体对电动机性能的改良效果。

 

    图5是由1. 7mm无刷直流小电动机的外形。表3将其的初期特性和并木精密宝石株式会社所生产的SBL-06H1型电动机并排列出。

   如表3所示，该改良磁钢在电动机上和特殊线圈的适用，外径1. 7mm的小电动机可以获得和已知的电动机(φ2.0 mm)同等程度以上的扭矩。

    上文以钕铁硼小型烧结磁钢的高性能化和在小型电动机中的应用实例为中心，论述了电动机更进一步小型化的可能性。因为钕铁硼烧结磁钢是稀土类磁体中性价比****的，通过上述的改良处理可以籍其用于微型电动机。特别是，通过对磁钢的改建处理，有选择形地使处理条件的****化来达到所希望的磁化和矫顽力，能够得到比目前方法生产的钕铁硼烧结磁钢性能更高的磁钢，这对微型电动机性能提高有重大意义，我们把高力矩化、小型化上的期望寄托在磁钢性能的提高上。