磁性材料及旋转电机制造技术

实施方式的磁性材料是包含选自由Fe、Co及Ni构成的组中的至少一种第1元素X的磁性材料，具有母相和包含选自Ta、W、Nb及Mo中的至少1种第2元素Y和C的粒子。第2元素Y和C的粒子。第2元素Y和C的粒子。

【技术实现步骤摘要】
磁性材料及旋转电机
[0001]关联申请的引用
[0002]本申请以日本专利申请2022
‑
039090(申请日：2022年3月14日)及日本专利申请2022
‑
195701(申请日：2022年12月7日)作为基础，由该申请享有优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。


[0003]本专利技术的实施方式涉及磁性材料及旋转电机。

技术介绍

[0004]目前，软磁性材料被应用于旋转电机(例如电动机、发电机等)、变压器、感应器、变换器、磁性油墨、天线装置等各种系统、设备的部件的芯、磁性楔(楔)等，是非常重要的材料。需要说明的是，所谓磁性楔是在旋转电机中放有线圈的槽部的盖那样的部件，通常使用非磁性的楔，但通过采用磁性的楔，可缓和磁通密度的疏密，降低高次谐波损耗，电动机效率、发电效率提高。软磁性材料要求在所使用的频率频带中具有高导磁率、低损耗，为了防止磁饱和，变得还需要高饱和磁化。损耗主要由磁滞损耗、涡流损耗构成，但为了降低磁滞损耗，顽磁力降低是重要的，为了降低涡流损耗，电阻率的提高、金属成分的尺寸降低等是重要的。此外，作为在组装入各种系统、设备中时要求的其他特性，还可列举出高热稳定性、高强度、高韧性等。此外，为了适用于复杂的形状，与板、条带的形状相比，更优选压粉体、烧结体。需要说明的是，已知在压粉体、烧结体的情况下，在饱和磁化、导磁率、损耗、强度、韧性等方面特性劣化，优选特性的提高。
[0005]接着，对于现有的软磁性材料，对其种类和问题进行说明。作为10kH以下的系统用的现有的软磁性材料，可列举出硅钢板(FeSi)。硅钢板历史悠久，是大部分处理大电力的旋转电机、变换器的芯材料中采用的材料。从无方向硅钢板向方向性硅钢板谋求高特性化，与发现当初相比一直在进步，但是近年来特性改善已经到了最大限度。作为特性，同时满足高饱和磁化、高导磁率、低损耗是特别重要的。目前，超过硅钢板的材料的研究以无定型系、纳米晶系的组成为中心正在积极地进行，但是，在所有方面超过硅钢板的材料组成尚未被找到。另外还进行了能够适用于复杂形状的压粉体、烧结体的研究，但是，关于压粉体、烧结体，与板、条带相比，具有特性差的缺点。
[0006]作为10kHz～100kHz的系统用的现有的软磁性材料，可列举出铁硅铝磁合金(Fe
‑
Si
‑
Al)、纳米晶系Finemet(Fe
‑
Si
‑
B
‑
Cu
‑
Nb)、Fe基或Co基无定型/玻璃的条带/压粉体、或MnZn系铁氧体材料。然而，均不完全满足高导磁率、低损耗、高饱和磁化、高热稳定性、高强度、高韧性，不充分。
[0007]作为100kHz以上(MHz频带以上)的现有的软磁性材料，可列举出NiZn系铁氧体、六方晶铁氧体等，但高频下的磁特性不充分。
[0008]由于以上的情况，优选开发具有高饱和磁化、高导磁率、低损耗、高热稳定性、优异的机械特性的磁性材料。特别优选开发具有高饱和磁化、低损耗、高热稳定性、高强度的特
性的磁性材料。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的课题在于提供具有优异的磁特性及机械特性及热稳定性的磁性材料、及旋转电机。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]实施方式的磁性材料是包含选自由Fe、Co及Ni构成的组中的至少一种第1元素X的磁性材料，具有母相和包含选自Ta、W、Nb及Mo中的至少1种第2元素Y和C的粒子。
[0012]根据上述构成，可提供具有优异的磁特性及机械特性及热稳定性的磁性材料、及旋转电机。
附图说明
[0013]图1是表示第1实施方式的磁性材料中析出粒子的形态的示意图。
[0014]图2是表示第1实施方式的磁性材料中评价Si比例时的截面的示意图。
[0015]图3是第2实施方式的电动机系统的概念图。
[0016]图4是第2实施方式的电动机的概念图。
[0017]图5是第2实施方式的电动机芯(定子)的概念图。
[0018]图6是第2实施方式的电动机芯(转子)的概念图。
[0019]图7是第2实施方式的变压器/变换器的概念图。
[0020]图8是第2实施方式的感应器(环状感应器、棒状感应器)的概念图。
[0021]图9是第2实施方式的感应器(小片感应器、平面感应器)的概念图。
[0022]图10是第2实施方式的发电机的概念图。
[0023]符号的说明
[0024]2：析出粒子
[0025]4：母相
[0026]6：晶界
[0027]8：表面
[0028]100：磁性材料
[0029]200：电动机(旋转电机)
[0030]300：电动机芯
[0031]400：变压器/变换器
[0032]500：感应器
[0033]600：发电机(旋转电机)
[0034]610：涡轮
[0035]620：轴
[0036]630：第2定子(定子)
[0037]640：第2转子(转子)
[0038]650：刷子
具体实施方式
[0039]实施方式的磁性材料是包含选自由Fe、Co及Ni构成的组中的至少一种第1元素X的磁性材料，是具有母相和包含选自Ta、W、Nb及Mo中的至少1种第2元素Y和C的粒子的磁性材料。
[0040]以下，使用附图对实施方式进行说明。需要说明的是，附图中，对同一或类似的部位标注有同一或类似的符号。
[0041](第1实施方式)
[0042]本实施方式的磁性材料是包含选自由Fe、Co及Ni构成的组中的至少一种第1元素的磁性材料，具有母相和包含Ta和C的析出粒子。
[0043]本实施方式的磁性材料是包含选自由Fe、Co及Ni构成的组中的至少一种第1元素X的磁性材料，是具有母相和包含选自Ta、W、Nb及Mo中的至少1种第2元素Y和C的粒子的磁性材料。该粒子也称为析出粒子。
[0044]此外，上述粒子优选具有立方晶型晶体结构，包含上述第1元素X，具有X3Y3C型的化合物相。例如，优选具有Ta3Co3C、Nb3Fe3C、Nb3Co3C、W3Fe3C、W3Co3C、W3Ni3C、Mo3Fe3C、Mo3Co3C、Mo3Ni3C等化合物相。此时，晶体结构更优选具有Fd3m的空间组。晶格常数根据Fe、Si等的含量而发生改变，但例如优选左右等。此外，配置有上述析出粒子的母相优选具有立方晶型晶体结构，更优选具有体心立方晶型晶体结构。晶格常数根据含有元素和其含量而发生改变，但例如优选左右等。此外，优选具有上述析出粒子中的相对于上述母相进行了取向的上述析出粒子。需要说明的是，取向的关系例如优选具有(0
‑
40)
粒子
//(0
‑
10)
母相
或(
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性材料，其是包含选自由Fe、Co及Ni构成的组中的至少一种第1元素X的磁性材料，具有母相和包含选自Ta、W、Nb及Mo中的至少1种第2元素Y和C的粒子。2.根据权利要求1所述的磁性材料，其中，所述粒子具有立方晶型晶体结构，包含所述第1元素X，具有X3Y3C型的化合物相。3.根据权利要求1所述的磁性材料，其中，所述粒子存在于所述母相的晶界处。4.根据权利要求1所述的磁性材料，其中，所述第1元素X为Co，所述第2元素Y为Ta。5.根据权利要求1所述的磁性材料，其中，所述粒子包含Fe和Si中的至少一种。6.根据权利要求1所述的磁性材料，其中，所述粒子包含配置有所述粒子的所述母相中所含的元素。7.根据权利要求1所述的磁性材料，其中，所述粒子具有Ta3Co3C的立方晶型晶体结构。8.根据权利要求1所述的磁性材料，其中，配置有所述粒子的所述母相具有体心立方晶型晶体结构。9.根据权利要求1所述的磁性材料，其中，所述粒子相对于所述母相进行了取向。10.根据权利要求9所述的磁性材料，其中，相对于所述母相进行了取向的所述粒子的相对于所述母相的晶格失配为10％以下。11.根据权利要求9所述的磁性材料，其中，一个所述母相内所含的2个以上的所述粒子彼此进行取向。12.根据权利要求9所述的磁性材料，其中，相对于所述母相，所述粒子以(020)
粒子
//(0
‑
10)
母相
或(20<...

【专利技术属性】
技术研发人员：末纲伦浩，真田直幸，木内宏彰，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：