永磁体、以及利用该永磁体的电动机和发电机制造技术

实施方式的永磁体具备：以如下成分式所表示的成分：R(FepMqCurCol-p-q-r)z(R为从稀土类元素中选出的至少一种元素，M为从Zr、Ti以及Hf中选出的至少一种元素，0.3≦p≦0.4，0.01≦q≦0.05，0.01≦r≦0.1，7≦r≦8.5(原子比))；以及如下结构，该结构包括具有Th2Zn17型晶相的胞相和以包围胞相的方式存在的胞壁相。胞壁相的平均磁化在0.2T以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及永磁体以及利用该永磁体的电动机和发电机。
技术介绍
作为高性能的永磁体已知有Sm-Co类磁体和Nd-Fe-B类磁体等稀土类磁体。在混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle：HEV)或电动汽车(Electric Vehicle：EV)的电动机中使用永磁体的情况下，对永磁体有耐热性要求。在HEV或EV用的电动机中，采用了将Nd-Fe-B类磁体的钕(Nd)的一部分置换为镝(Dy)来提高耐热性的永磁体。由于Dy为稀有元素的一种，因此希望永磁体不使用Dy。已知由于Sm-Co类磁体的居里温度高，因此作为不使用Dy的成分系表现了优异的耐热性。可以预期，使用了Sm-Co类磁体的电动机等能在高温下实现良好的动作特性。然而，Sm-Co类磁体比Nd-Fe-B类磁体的磁化低，最大能量积((BH)max)方面也无法实现足够充分的值。为了提高Sm-Co类磁体的磁化，有效的方法为将Co的一部分置换为Fe，并且提高Fe的浓度。然而，在Fe浓度高的成分区域中，Sm-Co类磁体的矫顽力有减少的倾向，并且磁滞回线的矩形比也有恶化的倾向。因此，正在寻求一种技术，使具有高Fe浓度的Sm-Co类磁体保持高磁化，并且提高Sm-Co类磁体的矫顽力和矩形比。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2010－121167号公报专利文献2：日本专利特开2011－114236号公报专利文献3：日本专利特开2013－074235号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种永磁体以及利用该永磁体的电动机以及发电机，能以具有高Fe浓度成分的Sm-Co类磁体显现较大的矫顽力并且能提高矩形比。实施方式的永磁体具备：以如下成分式所表示的成分：R(FepMqCurCo1-p-q-r)z(式中，R为从稀土类元素中选出的至少一种元素，M为从Zr、Ti以及Hf中选出的至少一种元素，p为满足0.3≦p≦0.4的数(原子比)，q为满足0.01≦q≦0.05的数(原子比)，r为满足0.01≦r≦0.1的数(原子比)，以及z为满足7≦r≦8.5的数(原子比))；以及包括胞相和胞壁相的结构。胞相具有Th2Zn17型晶相。胞壁相以包围胞相的方式存在。在所述永磁体中，胞壁相的平均磁化为0.2T以下。附图说明图1是表示实施方式的永磁体中胞壁相附近的原子浓度分布的一例的图。图2是表示实施方式的永磁体电动机的图。图3是表示实施方式的可变磁通电动机的图。图4是表示实施方式的发电机的图。具体实施方式以下，对实施方式的永磁体进行详细说明。实施方式的永磁体具有，以成分式(1)所表示的成分：R(FepMqCurCo1-p-q-r)z…(1)(式中，R为从稀土类元素中选出的至少一种元素，M为从Zr、Ti以及Hf中选出的至少一种元素，p为满足0.3≦p≦0.4的数(原子比)，q为满足0.01≦q≦0.05的数(原子比)，r为满足0.01≦r≦0.1的数(原子比)，以及z为满足7≦r≦8.5的数(原子比))成分式(1)中，从包含钇(Y)的稀土类元素中选出至少一种元素作为元素R使用。元素R都会导致永磁体产生较大的磁各向异性，从而赋予其较高的矫顽力。优选地从钐(Sm)、铈(Ce)、钕(Nd)、以及镨(Pr)中选出的至少一种元素作为元素R使用，特别是期望使用Sm。若元素R的50原子％以上为Sm，则能使永磁体的矫顽力等提高并具有良好的再现性。进一步地，期望元素R的70原子％以上为Sm。含有的元素R与除它以外的元素(Fe、M、Cu、Co)的原子比在1:7～1:8.5的范围，即z的值在7～8.5的范围。若其它的元素相对于元素R的比率不足7(z值不足7)，则饱和磁化显著下降。若其它的元素相对于元素R的比率超过8.5(z值超过8.5)，则析出大量的α-Fe相而无法得到足够的矫顽力。z值更优选地为7.2～8.0，进一步优选地为7.3～7.8。铁(Fe)是主要用于永磁体磁化的元素。通过大量含有Fe，能提高永磁体的饱和磁化。但是，若含有过剩的Fe,则由于析出了α-Fe相，或者由于难以得到下文所述的期望的两相分离结构，矫顽力降低。相对于元素R以外的元素(Fe、M、Cu、Co)的总量，Fe的比率在30～40原子％范围内。即，Fe的含有量p(原子比)在0.3～0.4的范围内。Fe的含有量p更优选地为0.3～0.37，进一步优选地为0.31～0.35。从钛(Ti)、锆(Zr)、以及铪(Hf)中选择至少一种元素作为元素M使用。由于含有元素M，以具有高Fe浓度的成分体现出良好的矫顽力。相对于元素R以外的元素(Fe、M、Cu、Co)的总量，元素M的比率在1～5原子％范围内。即，元素M的含有量q(原子比)在0.01～0.05的范围内。由于元素M的含有量q为0.01以上，能提高Fe浓度，进一步地在具有这样成分的永磁体中体现出良好的矫顽力。若元素M的含有量q超过0.05，则容易生成富含元素M的非均相，磁化和矫顽力共同降低。元素M的含有量q更优选地为0.01～0.03，进一步优选地为0.015～0.025。元素M可为Ti、Zr、Hf的任意一种，但优选地至少含有Zr。特别地，若元素M的50原子％以上为Zr，能将提高永磁体的矫顽力的效果进一步提升。由于在元素M中Hf尤其昂贵，因此即便在使用Hf的情况下，也优选减少其使用量。Hf的含有量优选地为低于元素M的20原子％。铜(Cu)是用来在永磁体中体现高矫顽力的元素。相对于元素R以外的元素(Fe、M、Cu、Co)的总量，Cu的比率在1～10原子％范围内。即，Cu的含有量r(原子比)在0.01～0.1的范围内。若Cu的含有量r不足0.01，则难以得到高矫顽力。若Cu的含有量r超过0.1，则磁化显著降低。Cu的含有量r更优选地为0.02～0.08，进一步优选地为0.04～0.06。钴(Co)不仅是用于永磁体的磁化，并且是永磁体体现高矫顽力所必须的元素。进一步地，若多含有Co则居里温度升高，永磁体的热稳定性提高。若Co的含有量过少，则无法充分的得到这些效果。若Co的含有量过剩，则相对的Fe的含有比例下降，磁化下降。由此，在考虑了元素R、元素M以及Cu的含有量的基础上设定Co的含有量，使Fe的含有量p满足上述范围。也可从镍(Ni)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铝(Al)、硅(Si)、镓(Ga)、铌(Nb)、钽(Ta)以及钨(W)中选出至少一种元素A来置换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁体，该永磁体具备：以如下成分式所表示的成分：R(FepMqCurCol‑p‑q‑r)z(式中，R为从稀土类元素中选出的至少一种元素，M为从Zr、Ti以及Hf中选出的至少一种元素，p为满足0.3≦p≦0.4的数(原子比)，q为满足0.01≦q≦0.05的数(原子比)，r为满足0.01≦r≦0.1的数(原子比)，以及z为满足7≦r≦8.5的数(原子比))；以及如下的结构，该结构包括：具有Th2Zn17型晶相的胞相和以包围所述胞相的方式存在的胞壁相，所述胞壁相的平均磁化在0.2T以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种永磁体，该永磁体具备：
以如下成分式所表示的成分：R(FepMqCurCol-p-q-r)z(式中，R为从稀土类元素中选出的至少一种元素，M为从Zr、Ti以
及Hf中选出的至少一种元素，p为满足0.3≦p≦0.4的数(原子比)，q
为满足0.01≦q≦0.05的数(原子比)，r为满足0.01≦r≦0.1的数(原
子比)，以及z为满足7≦r≦8.5的数(原子比))；
以及如下的结构，该结构包括：具有Th2Zn17型晶相的胞相和以包围所
述胞相的方式存在的胞壁相，
所述胞壁相的平均磁化在0.2T以下。
2.如权利要求1所述的永磁体，其特征在于所述胞壁相具有Cu浓度为

【专利技术属性】
技术研发人员：樱田新哉，堀内阳介，冈本佳子，萩原将也，小林刚史，远藤将起，小林忠彦，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP