本实施方式的磁铁材料具备R1Nx(CrpSiqM1‑p‑q)z(R为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、以及Sm的至少1个元素，M为选自Fe以及Co的至少1个元素，0.5≤x≤1.5(原子比)，0.005≤p≤0.2(原子比)，0.005≤q≤0.2(原子比)，6.0≤z≤7.5(原子比))所表示的组成。磁铁材料的X射线衍射分布中，在将来自α‑Fe相的X射线衍射峰的最大强度设为Iα‑Fe，将来自R2M17N3相的X射线衍射峰的最大强度设为I2‑17‑3时，磁铁材料满足Iα‑Fe/I2‑17‑3＜0.05的条件。
Magnet material, permanent magnet, motor and generator
The magnet material with R1Nx (CrpSiqM1 p q) Z (R, La, Ce from Y, Pr, Nd, and Sm at least 1 elements, at least 1 elements, M is selected from the group consisting of Fe and Co 0.5 = x = 1.5 (atomic ratio), 0.005 P 0.2 (atomic ratio), 0.005 = q = 0.2 (atomic ratio), 6 = z = 7.5 (atomic ratio)) expressed by composition. X - ray diffraction distribution of magnetic material, the maximum intensity in the Fe X from alpha ray diffraction peak is set to I alpha Fe, future X maximum intensity of X-ray diffraction peak from the R2M17N3 phase to I2 17 3, magnet materials meet the I alpha 3 < 17 Fe/I2 0.05.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术实施方式的专利技术涉及磁铁材料、永久磁铁、电动机、以及发电机。
技术介绍
作为高性能的永久磁铁，已知Sm-Co系磁铁和Nd-Fe-B系磁铁等稀土类磁铁。稀土类磁铁用于电动机、扬声器、计量仪器等电气设备，进一步用于混合动力车(HybridElectricVehicle：HEV)或电动车(ElectricVehicle：EV)等。最近，对各种电气设备的小型化的要求变高，而且对HEV或EV中使用的电动机的需要也正在增加。为了应对这些要求，要求最大磁能积((BH)max)进一步提高的永久磁铁。作为用于得到更高性能的永久磁铁的磁铁材料，有希望使用稀土类元素与Fe等过渡金属元素的组合。由于Sm-Fe-N系材料具有与Nd-Fe-B系材料匹敌的高饱和磁化、和超过Nd-Fe-B系材料的较高的磁各向异性，因此期待其作为高性能磁铁的应用。但是，Sm-Fe-N系磁铁材料具有在约550℃以上的温度的加热下发生热分解的缺点。为此，Sm-Fe-N系材料不能通过烧结进行致密化。现在，Sm-Fe-N系磁铁材料的应用限于粘结磁铁。对于这一点，提出了通过用Cr以及Si取代Sm-Fe-N系磁铁材料的Fe的一部分，提高热分解温度。具体而言，通过对Sm2Fe17相的Fe的一部分被Cr和Si所取代了的材料进行氮化处理，Sm2(Fe,Cr,Si)17Nx相的示差扫描热量测定中的热分解的峰值上升至约820～840℃为止。如果采用这样的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系磁铁材料，则可通过较低温下的热压得到烧结磁铁。但是，以往的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系磁铁材料含有较多的α-Fe相。在使用含有α-Fe相的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系磁铁材料的永久磁铁中，由于磁铁材料中的α-Fe相而不能得到足够的磁特性。即，在以往的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系磁铁材料中，作为烧结磁铁等的原料粉末不能得到均质的Sm2Fe17Nx相。因此，要求由均质的Sm2Fe17Nx相构成的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系磁铁材料。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2002-313614号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的课题是，提供减少了α-Fe相等杂质相的含量、提高了磁特性的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系的磁铁材料，使用其的永久磁铁、电动机、以及发电机。实施方式的磁铁材料具备组成式：R1Nx(CrpSiqM1-p-q)z(式中，R为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、以及Sm的至少1个元素，M为选自Fe以及Co的至少1个元素，x为满足0.5≤x≤1.5的原子比，p为满足0.005≤p≤0.2的原子比，q为满足0.005≤q≤0.2的原子比，z为满足6.0≤z≤7.5的原子比)所表示的组成。磁铁材料的X射线衍射分布中，在将来自α-Fe相的X射线衍射峰的最大强度设为Iα-Fe，将来自R2M17N3相的X射线衍射峰的最大强度设为I2-17-3时，实施方式的磁铁材料满足Iα-Fe＜0.05I2-17-3的条件。附图说明图1是表示实施例1的磁铁材料的氮化处理前和氮化处理后的X射线衍射分布的图。图2是表示比较例1的磁铁材料的氮化处理前和氮化处理后的X射线衍射分布的图。图3是表示实施方式的永久磁铁电动机的图。图4是表示实施方式的可变磁通量电动机的图。图5是表示实施方式的发电机的图。具体实施方式下面，对实施方式的磁铁材料进行说明。实施方式的磁铁材料具备组成式：R1Nx(CrpSiqM1-p-q)z…(1)(式中，R为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、以及Sm的至少1个元素，M为选自Fe以及Co的至少1个元素，x为满足0.5≤x≤1.5的原子比，p为满足0.005≤p≤0.2的原子比，q为满足0.005≤q≤0.2的原子比，z为满足6.0≤z≤7.5的原子比)所表示的组成。在表示实施方式的磁铁材料的组成的组成式(1)中，R元素使用选自钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、以及钐(Sm)中的至少1个。这些轻稀土类元素(R元素)均给磁铁材料带来较大磁各向异性，赋予高矫顽磁力。优选R元素的50原子％以上为Sm，进一步优选R元素的70原子％以上为Sm。通过使用这样的R元素，可进一步再现性良好地提高永久磁铁的性能、尤其是矫顽磁力。以使R元素和其以外的金属元素(M、Cr、Si)的原子比达到1∶6～1∶7.5的范围(作为z的值，在6～7.5的范围内)的方式来含有R元素。如果R元素与其以外的金属元素的原子比z超过7.5，则α-Fe相等异相的析出量增加。但是，如果原子比z低于6，则饱和磁化的下降变得显著。原子比z优选6.3以上，更优选6.7以上。而且，原子比z优选7.3以下，更优选7.1以下。对于这一点，以下进行详述。氮(N)主要存在于结晶中的主相的间质性位置(侵入位置)，与不含有氮的情况相比，晶格扩大，电子构造变化。藉此，提高磁铁材料的固化温度、磁各向异性、饱和磁化。以使R元素和氮的原子比达到1∶0.5～1∶1.5的范围(作为x的值，为0.5～1.5的范围)的方式来含有氮。如果R元素和氮的原子比x低于0.5，则不能充分得到氮的含有效果。如果原子比x超过1.5，则饱和磁化等下降。原子比x优选1～1.5的范围。氮的一部分可被选自氢(H)、硼(B)、以及碳(C)的至少1个元素(X)所取代。X元素也显示出与氮相同的效果。但是，过多用X元素取代氮会导致磁各向异性的下降等。X元素的取代量优选氮的50原子％以下。作为M元素，使用选自铁(Fe)以及钴(Co)的至少1个元素。M元素是主要承担磁铁材料的磁化的元素。通过较大量地含有M元素，可提高磁铁材料的饱和磁化。但是，如果M元素的含量过多，则α-Fe相析出、矫顽磁力下降。优选M元素的50原子％以上为Fe，进一步优选M元素的70原子％以上为Fe。M元素中的Fe尤其有助于磁铁材料的磁化的提高。磁铁材料通过含有Co作为M元素的一部分，磁铁材料的固化温度变高，热稳定性提高。而且，磁铁材料的矫顽磁力也变高。从该观点出发，优选作为M元素的一部分含有Co。而且，M元素的一部分也可被选自钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铝(Al)、镓(Ga)以及锗(Ge)的至少1个元素(A)所取代。这些A元素有助于磁特性、例如矫顽磁力的提高。但是，过多用A元素取代M元素会导致磁化的下降。A元素的取代量优选M元素的20原子％以下。铬(Cr)以及硅(Si)是改善R-M-N系磁铁材料的热稳定性、使热分解温度上升有效的元素。这些元素(Cr、Si)主要取代主相中的M元素所占的位置。Cr通过使结晶内的d电子数变化来提高结晶的热稳定性。Si通过缩小晶格的大小来提高结晶的热稳定性。因此，通过使Cr以及Si同时存在于结晶中，将R-M-N系磁铁材料的热稳定性提高到能够适用于烧结工序的状态。Cr的含量相对于M元素和Cr和Si的总量，为0.5原子％以上20原子％以下。如果Cr的含量过少，则不能充分得到含有Cr的效果。如果Cr的含量过多，则导致磁铁材料的饱和磁化等下降。Cr的含量相对于M元素和Cr和Si的总量，优选3～18原子％，更优选5～15原子％。Si的含量相对于M元素和Cr和Si的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁铁材料，其是具备组成式：R1Nx(CrpSiqM1‑p‑q)z所表示的组成的磁铁材料，式中，R为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、以及Sm的至少1个元素，M为选自Fe以及Co的至少1个元素，x为满足0.5≤x≤1.5的原子比，p为满足0.005≤p≤0.2的原子比，q为满足0.005≤q≤0.2的原子比，z为满足6.0≤z≤7.5的原子比；其中，在所述磁铁材料的X射线衍射分布中，在将来自α‑Fe相的X射线衍射峰的最大强度设为Iα‑Fe，将来自R2M17N3相的X射线衍射峰的最大强度设为I2‑17‑3时，满足Iα‑Fe/I2‑17‑3＜0.05的条件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种磁铁材料，其是具备组成式：R1Nx(CrpSiqM1-p-q)z所表示的组成的磁铁材料，式中，R为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、以及Sm的至少1个元素，M为选自Fe以及Co的至少1个元素，x为满足0.5≤x≤1.5的原子比，p为满足0.005≤p≤0.2的原子比，q为满足0.005≤q≤0.2的原子比，z为满足6.0≤z≤7.5的原子比；其中，在所述磁铁材料的X射线衍射分布中，在将来自α-Fe相的X射线衍射峰的最大强度设为Iα-Fe，将来自R2M17N3相的X射线衍射峰的最大强度设为I2-17-3时，满足Iα-Fe/I2-17-3＜0.05的条件。2.如权利要求1所述的磁铁材料，其特征在于，在所述磁铁材料的X射线衍射分布中，在将来自RM2相的X射线衍射峰的最大强度设为I1-2，将来自RM3相的X射线衍射峰的最大强度设为I1-3时，所述磁铁材料满足I1-2/...
【专利技术属性】
技术研发人员：真田直幸，樱田新哉，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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