專利名稱：永磁體及其制造方法、以及使用永磁體的電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及永磁體及其制造方法、以及使用永磁體的可變磁通電動機(jī)和可變磁通發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
在可變磁通電動機(jī)或可變磁通發(fā)電機(jī)中，使用可變磁體和固定磁體這兩種磁體。 可變磁體在可變磁通電動機(jī)或可變磁通發(fā)電機(jī)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)時(shí)利用電流磁場進(jìn)行去磁，在需要轉(zhuǎn)矩的運(yùn)行狀況時(shí)再利用電流磁場進(jìn)行磁化。這樣，雖然在可變磁體中有去磁作用和增磁作用，但從將磁通變得特別小的狀態(tài)再回到磁化狀態(tài)的增磁作用是一個問題。由于在增磁作用下鐵心會發(fā)生磁飽和而耗費(fèi)磁通勢，因此，所需要的磁化電流會增加。因此，增磁動作時(shí)的磁化電流比去磁動作時(shí)要大。若在增磁時(shí)能以較小的磁化電流來對可變磁體進(jìn)行磁化，則可以期待能使可變磁通電動機(jī)或可變磁通發(fā)電機(jī)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低功耗化。當(dāng)前，對于可變磁體，使用Al-Ni-Co類磁體(鋁鎳鈷永磁合金磁體)和!^e-Cr-Co 類磁體。為了實(shí)現(xiàn)可變磁通電動機(jī)或可變磁通發(fā)電機(jī)的高性能化和高效率化，對于可變磁體，要求提高矯頑力和磁通密度。作為高性能的永磁體，已知有Sm-Co類磁體。由于在Sm-Co 類磁體之中，Sm2Co17類磁體具有2-17型結(jié)晶相和1-5型結(jié)晶相的二相分離組織，利用磁疇壁釘扎型的矯頑力顯現(xiàn)機(jī)理獲得磁體特性，因此是適用于可變磁體的磁體。然而，在現(xiàn)有的Sm2Co17類磁體中，因釘扎效果過度等會引起增磁時(shí)無法降低磁化所需要的外部磁場、即磁化電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供能使高性能的Sm2Co17類磁體在增磁時(shí)所需要的磁化電流降低的永磁體及其制造方法、以及使用該永磁體的可變磁通電動機(jī)和可變磁通發(fā)電機(jī)。實(shí)施方式的永磁體具有以組成式R(Fe5pMtlCur (CcvsAs) z來表示的組成(式中，R表示從稀土類元素中所選擇的至少一種元素，M表示從Ti、Zr、及Hf中選擇的至少一種元素，A表示從Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta、及W中選擇的至少一種元素， P、q、r、s、及 ζ 分別是原子比滿足 0. 05 彡 ρ 彡 0. 6,0. 005 ^ q ^ 0. 1、0· 01 ^ r ^ 0. 15、 0<s<0.2、4<z<9的數(shù))。永磁體包括含有Tti2Zn17型結(jié)晶相、以及富銅相的組織，并且包含Tti2Zn17型結(jié)晶相的結(jié)晶c軸的截面上的富銅相間的平均距離d在超過120nm、小于500nm的范圍內(nèi)，所述富銅相具有Th2Si17型結(jié)晶相中的銅濃度的大于等于1. 2倍、小于等于5倍的范圍的銅濃度。實(shí)施方式的永磁體的制造方法包括制造合金粉末的工序，該合金粉末具有以組成式R(FiipMtlCur (CcvsAs) z來表示的組成
(式中，R表示從稀土類元素中所選擇的至少一種元素，M表示從Ti、Zr、及Hf中選擇的至少一種元素，A表示從Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta、及W中選擇的至少一種元素， P、q、r、s、及 ζ 分別是原子比滿足 0. 05 彡 ρ 彡 0. 6,0. 005 ^ q ^ 0. 1、0· 01 ^ r ^ 0. 15、 0 ^ s ^ 0. 2,4 ^ ζ ^ 9 的數(shù))；將合金粉末在磁場中進(jìn)行加壓成形、以制造壓粉體的工序；將壓粉體進(jìn)行燒結(jié)、以制造燒結(jié)體的工序；對燒結(jié)體實(shí)施固溶處理的工序；以及對經(jīng)固溶處理后的燒結(jié)體實(shí)施時(shí)效處理的工序。在滿足ΤΒ+50 < T < ΤΒ+150(式中，TB是以式;3500p-5000q-(50p)2來表示的溫度)的溫度T下實(shí)施時(shí)效處理。實(shí)施方式的可變磁通電動機(jī)具備實(shí)施方式的永磁體。實(shí)施方式的可變磁通發(fā)電機(jī)具備實(shí)施方式的永磁體。


圖1是表示實(shí)施方式的永磁體的磁化曲線的一個例子的圖。圖2是表示Sm2Co17類磁體的富銅相的平均間隔d與H (minor)/H (major)比之間的關(guān)系的圖。圖3是將實(shí)施方式的永磁體的金屬組織進(jìn)行放大表示的TEM像。圖4是用于根據(jù)圖3所示的TEM像來測定富銅相的平均間隔的、銅濃度的跡線分析的狀態(tài)的圖。圖5是表示圖4所示的銅濃度的跡線分析結(jié)果的一個例子的圖。圖6是強(qiáng)調(diào)圖5所示的銅濃度的跡線分析結(jié)果的濃度差的圖。圖7是表示實(shí)施方式所涉及的可變磁通電動機(jī)的圖。圖8是表示實(shí)施方式所涉及的可變磁通發(fā)電機(jī)的圖。標(biāo)號說明
1可變磁通電動機(jī)
2定子
3轉(zhuǎn)子
4鐵心
5固定磁體
6可變磁體
11可變磁通發(fā)電機(jī)
12定子
13轉(zhuǎn)子
14渦輪
15軸
16電刷
具體實(shí)施例方式下面，對實(shí)施方式的永磁體進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的永磁體具有以組成式=RO^epMtlCur(C0l_sAs)卜^-丄 ...(1)
來表示的組成(式中，R表示從稀土類元素中所選擇的至少一種元素，M表示從Ti、Zr、及Hf中選擇的至少一種元素，A表示從Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta、及W中選擇的至少一種元素， P、q、r、s、及 ζ 分別是原子比滿足 0. 05 彡 ρ 彡 0. 6,0. 005 ^ q ^ 0. 1、0· 01 ^ r ^ 0. 15、
0^ s ^ 0. 2,4 ^ ζ ^ 9 的數(shù))，并且包括含有Tti2Zn17型結(jié)晶相0-17型結(jié)晶相)和富銅相(CaCu5型結(jié)晶相(1_5 型結(jié)晶相)等)的兩相組織，所述富銅相具有Th2Si17型結(jié)晶相的銅濃度的大于等于1.2倍、 小于等于5倍的范圍的銅濃度。在上述組成式(1)中，使用從含有釔(Y)的稀土類元素中選擇的至少一種元素來作為元素R。元素R都是使磁體材料具有較大的磁各向異性、并賦予高矯頑力的元素。進(jìn)一步優(yōu)選為從釤(Sm)、鈰(Ce)、釹(Nd)、以及鐠(Pr)中選擇的至少一種元素來作為元素R，特別優(yōu)選為使用Sm。將元素R的大于等于50原子％設(shè)為Sm，從而能提高永磁體的性能、尤其是矯頑力，且重復(fù)性好。此外，優(yōu)選為元素R的大于等于70原子％為Sm。將元素R與除元素R以外的元素(Fe、Μ、Cu、Co、Α)進(jìn)行混合，使它們的原子比在
1 4 1 9的范圍內(nèi)(作為ζ值為4 9的范圍/作為元素R的含量為10 20原子％ 的范圍)。若元素R的含量小于10原子％，則會析出大量的α-i^e相，從而無法獲得足夠的矯頑力。另一方面，若元素R的含量超過20原子％，則飽和磁化會顯著降低。進(jìn)一步優(yōu)選為將元素R的含量設(shè)在10 15原子％的范圍內(nèi)，更進(jìn)一步優(yōu)選為是10. 5 12. 5原子％ 的范圍。使用從鈦(Ti)、鋯(&)、以及鉿(Hf)中選擇的至少一種元素來作為元素Μ。通過混合元素Μ,能以具有較高鐵濃度的組成來顯現(xiàn)較大的矯頑力。將元素M的含量設(shè)在除元素R以外的元素0^、(:ο、αι、Μ)的總量的0.5 10原子％ (0. 005 ^ q ^ 0. 1)的范圍內(nèi)。 若q值超過0. 1，則會顯著降低磁化，另外，若q值小于0. 005，則提高鐵濃度的效果會減小。 進(jìn)一步優(yōu)選為元素M的含量為0. 01 < q < 0. 06，更進(jìn)一步優(yōu)選為是0. 015 < q < 0. 04。元素M也可以是Ti、Zr、Hf中的任意一種元素，但優(yōu)選為至少包含&。特別是通過將元素M的大于等于50原子％設(shè)為Zr，能進(jìn)一步提高增加永磁體的矯頑力的效果。另一方面，由于在元素M之中，Hf尤其昂貴，因此，即使在使用Hf的情況下，也最好減少其使用量。優(yōu)選為將Hf的含量設(shè)為小于元素M的20原子％。銅(Cu)是用于使永磁體顯現(xiàn)較高的矯頑力的元素。將Cu的混合量設(shè)在除元素R 以外的元素O^^CKCiuM)的總量的1 15原子％ (0. 01彡r彡0. 15)的范圍內(nèi)。若r值超過0. 15，則會顯著降低磁化，另外，若r值小于0. 01，則難以獲得較高的矯頑力。進(jìn)一步優(yōu)選為將Cu的混合量設(shè)為0. 02 < r < 0. 1，更進(jìn)一步優(yōu)選為是0. 03 < r < 0. 08。鐵(Fe)主要負(fù)責(zé)永磁體的磁化。通過大量混合狗，能提高永磁體的飽和磁化。但是，若狗的含量過量，則α相會析出，另外，難以獲得2-17型結(jié)晶相和富銅相(1-5型結(jié)晶相等)的兩相組織。由此，永磁體的矯頑力會降低。將狗的混合量設(shè)在除元素R以外的元素O^^CKCiuM)的總量的5 60原子％ (0. 05彡ρ彡0. 6)的范圍內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選為狗的混合量是0.沈< ρ < 0. 5，更進(jìn)一步優(yōu)選為是0.觀< ρ < 0. 48。鈷(Co)負(fù)責(zé)永磁體的磁化，并且是為了顯現(xiàn)較高的矯頑力所需要的元素。此外， 若含有較多的Co，則居里溫度會升高，永磁體的熱穩(wěn)定性也會提高。若Co的混合量較少，則這些效果會減小。然而，若使永磁體過量地含有Co，則由于狗的含量會相對減少，因此，有可能會導(dǎo)致磁化降低。將Co的含量設(shè)在由P、q、r來規(guī)定的范圍(1-p-q-r)內(nèi)。也可以用從鎳(Ni)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鋁(Al)、硅(Si)、鎵(Ga)、鈮(Nb)、 鉭(Ta)、以及鎢(W)中選擇的至少一種元素A來置換Co的一部分。這些置換的元素有助于提高磁體特性、例如矯頑力。但是，由于過量地用元素A來置換Co有可能會導(dǎo)致磁化降低， 因此，將元素A的置換量設(shè)在小于等于Co的20原子％ (0 ^ s ^ 0. 2)的范圍內(nèi)。然而，Sm2Co17類磁體以作為高溫相的TbCu7型結(jié)晶相(1_7型結(jié)晶相)為前驅(qū)體， 對其實(shí)施時(shí)效處理并使其進(jìn)行相分離而形成Th2Si17型結(jié)晶相(2-17型結(jié)晶相)和CaCu5S 結(jié)晶相(1-5型結(jié)晶相)，并基于磁疇壁釘扎型的矯頑力顯現(xiàn)機(jī)理，來獲得磁體特性。2-17 型結(jié)晶相成為主相(晶內(nèi)相)，1-5型結(jié)晶相(晶界相)析出至其晶界并對2-17型結(jié)晶相進(jìn)行劃分，從而形成被稱為晶胞結(jié)構(gòu)的二次結(jié)構(gòu)。通過隱晶分解，1-5型結(jié)晶相變得富含Cu 而缺乏Fe，2-17型結(jié)晶相變得缺乏Cu而富含狗。此外，本實(shí)施方式的永磁體也可以含有2-17型結(jié)晶相、以及除富Cu相以外的結(jié)晶相或非晶質(zhì)相。作為其他的相，可以考慮到元件M的濃度高于晶內(nèi)相的富M相、或以元素R 和狗為主要成分的化合物相等，但優(yōu)選為除富M相以外，其量是雜質(zhì)相程度的量。優(yōu)選為永磁體實(shí)質(zhì)上包括2-17型結(jié)晶相和富Cu相。Sm2Co17類磁體中的矯頑力的起源存在于由相分解所產(chǎn)生的微細(xì)結(jié)構(gòu)中。析出至晶界的1-5型結(jié)晶相的磁疇壁能量比作為主相的2-17型結(jié)晶相的磁疇壁能量要大，該磁疇壁能量之差成為磁疇壁移動的壁壘。即，磁疇壁能量較大的1-5型結(jié)晶相起到作為釘扎位置的作用。這里，可以考慮到磁疇壁能量之差主要是由銅(Cu)的濃度差所產(chǎn)生的。若析出至晶界的相的Cu濃度與晶粒內(nèi)的Cu濃度相比足夠高，則會顯現(xiàn)矯頑力。因此，富Cu相適用于釘扎位置。作為富Cu相的代表例，可以舉出上述CaCu5型結(jié)晶相(1_5型結(jié)晶相)，但并不一定局限于此。富Cu相只要具有大于等于作為主相的2-17型結(jié)晶相的Cu濃度的1. 2倍、小于等于5倍的Cu濃度即可。若富Cu相的Cu濃度大于等于2-17型結(jié)晶相的Cu濃度的1. 2 倍，則能起到作為釘扎位置的功能。但是，若富Cu相的Cu濃度超過2-17型結(jié)晶相的Cu濃度的5倍，則矯頑力會變得巨大，從而會變得不適用于可變磁體。作為除1-5型結(jié)晶相以外的富Cu相，可以舉出作為高溫相的1-7型結(jié)晶相或1-7型結(jié)晶相的兩相分離的初始階段所產(chǎn)生的1-5型結(jié)晶相的前驅(qū)體相等。如上所述，Sm2Co17類晶體的磁特性會受到富Cu相的影響。例如，若富Cu相的厚度較厚，則磁疇壁的釘扎效果會變得過大，從而有可能會產(chǎn)生巨大的矯頑力。在使用永磁體作為可變磁體的情況下，優(yōu)選為永磁體具有適度的矯頑力。具體而言，用作為可變磁體的永磁體的矯頑力優(yōu)選為在100 500kA/m的范圍內(nèi)。若永磁體的矯頑力超過500kA/m，則難以將其用作為可變磁體。另一方面，若永磁體的矯頑力小于100kA/m，則無法力圖充分實(shí)現(xiàn)可變磁體的高性能化。從這樣的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選為富Cu相的平均厚度t小于等于20nm。將富Cu相的平均厚度t設(shè)為小于等于20nm，從而能獲得適度的磁疇壁的釘扎效果。因而，能穩(wěn)定地提供具有對可變磁體較為理想的140 500kA/m的范圍內(nèi)的矯頑力的永磁體。進(jìn)一步優(yōu)選為永磁體的矯頑力在200 400kA/m的范圍內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選為富Cu相的平均厚度t小于等于
715nm，更進(jìn)一步優(yōu)選為是小于等于lOnm。但是，若富Cu相的平均厚度t過小，則磁疇壁的釘扎效果會變得過弱，從而矯頑力有可能會過度降低。因此，優(yōu)選為富Cu相的平均厚度t大于等于lnm。此外，富Cu相的析出間隔會對磁疇壁釘扎行動造成較大的影響。例如，在致密地析出富Cu相、富Cu相的間隔較小的情況下，磁疇壁會被牢固地釘住。因此，增磁所需要的外部磁場變得基本與矯頑力相等，無法期望磁化電流會降低。即，若能對金屬組織進(jìn)行控制， 使富Cu相的析出間隔變大，則在將Sm2Co17類磁體進(jìn)行增磁時(shí)，能以較小的外部磁場、即較小的磁化電流來進(jìn)行磁化。由此，能得到可使可變磁通電動機(jī)或可變磁通發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)低功耗化的磁體。Sm2Co17類磁體的金屬組織很大程度上取決于制造工藝。在時(shí)效處理中，在大約 750 950°C的溫度下進(jìn)行熱處理，然后實(shí)施控制冷卻，從冷卻到某個溫度的時(shí)刻起進(jìn)行急冷。若時(shí)效處理溫度過低，則不會充分析出富Cu相，不會產(chǎn)生阻礙晶內(nèi)相與富Cu相之間的磁疇壁發(fā)生移動的那樣程度的能量差。作為其結(jié)果，由磁疇壁能量之差所產(chǎn)生的矯頑力顯現(xiàn)機(jī)理不起作用。另一方面，在時(shí)效處理溫度過高的情況下，富Cu相會變得粗大，從而無法獲得與可變磁體相適應(yīng)的特性。若能對這樣的永磁體的制造工藝進(jìn)行控制，以維持富Cu相的厚度t，并將富Cu相的析出間隔控制在適度的范圍內(nèi)，則能降低增磁時(shí)的磁化所需要的磁場而不使矯頑力變得巨大。這里，用根據(jù)磁化曲線求出的H(minor)與H(major)之比來對永磁體的磁化性的好壞進(jìn)行評價(jià)。使用去磁狀態(tài)的長方體形狀的燒結(jié)體磁體來定義H(Hiajor)。如下所述那樣求出HOnajor)。首先，相對于去磁狀態(tài)的長方體形狀的燒結(jié)體磁體的易磁化軸沿正方向施加1200kA/m的外部磁場(增磁)。此時(shí)所獲得的最大的磁化是飽和磁化Ms。在施加1200kA/ m的磁場之后，沿負(fù)方向施加外部磁場(去磁)，直至達(dá)到_1200kA/m。將此時(shí)所獲得的絕對值為最大的磁化定義為-Ms。之后，再沿正方向施加1200kA/m的外部磁場(增磁)。在該增磁時(shí)，將達(dá)到Ms的80%的磁化時(shí)的磁場定義為HOnajor)。將由此所獲得的磁化曲線稱為主磁滯回線。如下所述那樣求出HOiiinor)。首先，基于上述步驟，通過沿正負(fù)各方向施加外部磁場來進(jìn)行增磁-去磁-增磁，從而描繪出主磁滯回線，然后沿負(fù)方向施加磁場(去磁)。此時(shí)，使所施加的磁場相對于-Ms成為90%的大小的磁化。在磁化相對于-Ms成為90%的大小之后，再沿正方向施加外部磁場，施加1200kA/m的外部磁場(增磁)。在該增磁時(shí)，將達(dá)到Ms的80%的磁化時(shí)的磁場定義為HOiiinor)。將由此所獲得的磁化曲線稱為局部磁滯回線。H (minor)與H (major)之比(H (minor)/H (major))較小，這意味著能在增磁時(shí)以較小的磁場進(jìn)行磁化。在現(xiàn)有的Sm2Co17類磁體中，相對于H(major)，H(minor)為95%左右。 因而，滿足H(minor) /H(major) < 0. 95... (2)的Sm2Co17類磁體能使再磁化所需要的磁場比現(xiàn)有的Sm2Co17類磁體要小。根據(jù)這樣的Sm2Co17類磁體，能提供可使可變磁通電動機(jī)或可變磁通發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)省電的可變磁體。 優(yōu)選為H(minor)/H(major)比小于等于0. 9，由此，能有望顯著省電。優(yōu)選為H(minor)/ H(major)比小于等于0· 85。
在本實(shí)施方式的永磁體中，永磁體具有包括2-17型結(jié)晶相的晶內(nèi)相(主相)、和析出至其晶界的富Cu相(1-5型結(jié)晶相等)的兩相分離組織，在該永磁體中，適用與合金組成相對應(yīng)的時(shí)效處理?xiàng)l件等，對金屬組織進(jìn)行控制，從而將包含2-17型結(jié)晶相的結(jié)晶c軸的截面上的富Cu相(晶界相)之間的平均距離d設(shè)在超過120nm、小于500nm的范圍(120nm < d < 500nm)內(nèi)。由此，Sm2Co17類磁體的磁化曲線中的局部磁滯回線的形狀變得不對稱， 從而能降低增磁時(shí)的磁化所需要的磁場。圖1是表示將富Cu相的平均間隔d處于120nm <d< 500nm的范圍內(nèi)的磁體(實(shí)施例)的磁化曲線的一個例子、與富Cu相的平均間隔d小于等于120nm的磁體(比較例) 的磁化曲線進(jìn)行比較的圖。如圖1所示，對于富Cu相的平均間隔d小于等于120nm的磁體 (比較例)，磁化曲線中的局部磁滯回線的形狀基本與主磁滯回線的形狀相同，與此不同的是，對于富Cu相的平均間隔d在120nm <d< 500nm的范圍內(nèi)的磁體(實(shí)施例)，磁化曲線中的局部磁滯回線的形狀是不對稱的，從而能在增磁時(shí)減小磁化所需要的磁場。由此，根據(jù)富Cu相的平均厚度t小于等于20nm、且富Cu相的平均間隔d在120nm <d< 500nm的范圍內(nèi)的Sm2Co17類磁體，能維持與可變磁體相適應(yīng)的矯頑力和可變寬度，并能基于適度的磁疇壁釘扎效果，降低增磁時(shí)的磁化所需要的外部磁場、即磁化電流。具體而言，能使H(minor)/H(major)比小于0. 95。圖2是表示富Cu相的平均間隔d與H(minor)/ H(major)比之間的關(guān)系的圖。如圖2所示，使富Cu相分散析出，使得富Cu相的平均間隔d 超過120nm，從而能使H (minor)/H (major)比小于0. 95、進(jìn)而小于等于0. 90。若富Cu相的平均間隔d小于等于120nm，則磁疇壁的釘扎效果會變得顯著，磁化性會惡化。優(yōu)選為富Cu相的平均間隔d大于等于130nm，進(jìn)一步優(yōu)選為大于等于150nm。但是，若富Cu相的平均間隔d大于等于500nm，則磁疇壁釘扎效果不起作用，由于矯頑力機(jī)理發(fā)生變化等原因，在去磁后的增磁時(shí)，會發(fā)生磁化曲線陡然上升的現(xiàn)象，從而無法確保可變磁體所要求的可變寬度。進(jìn)一步優(yōu)選為富Cu相的平均間隔d小于等于450nm。圖3表示實(shí)施方式的永磁體的截面的一個例子。如上所述，富Cu相是具有大于等于2-17型結(jié)晶相(晶內(nèi)相)的Cu濃度的1.2倍、 小于等于5倍的范圍內(nèi)的Cu濃度的區(qū)域。因而，用能量色散型X射線熒光分析裝置(EDX) 等對包含2-17型結(jié)晶相的c軸的截面進(jìn)行組成分析，從而能求出富Cu相的平均間隔d。利用透射電子顯微鏡(TEM)，以100k的倍率對包含2-17型結(jié)晶相的結(jié)晶c軸的截面進(jìn)行觀察，對所獲得的像進(jìn)行組成跡線分析以確定富Cu相的位置，將富Cu相的平均間隔d定義作為某個富Cu相到下一個富Cu相的距離的平均值。首先對一定方向(第一方向)以30 50nm的間隔實(shí)施組成跡線分析，接著，在同一平面內(nèi)對與第一方向正交的方向(第二方向) 也以同樣的間隔實(shí)施組成跡線分析。將平均間隔d設(shè)為所有的組成跡線分析所獲得的富Cu 相之間的距離的平均值。富Cu相的平均間隔d的求出方法的具體例子如下所述。(1)截面觀察步驟首先，利用TEM對永磁體(時(shí)效處理后經(jīng)磁場取向后的燒結(jié)體)的包含2-17型結(jié)晶相的c軸的截面進(jìn)行觀察。圖3表示作為實(shí)施方式的Sm2Co17類磁體的截面觀察結(jié)果的 TEM像(100k倍)的一個例子。在圖3中，對比度均勻的部分是2-17型結(jié)晶相(晶內(nèi)相)， 存在于其間的板狀的部分(發(fā)黑的區(qū)域)是富Cu相。
(2)組成跡線分析步驟接著，對作為永磁體的截面觀察結(jié)果的TEM像進(jìn)行組成跡線分析。圖4表示TEM 像的組成跡線分析的狀態(tài)。此外，雖然圖4示出了與圖3不同的TEM像，但這是為了對以下的組成跡線分析步驟進(jìn)行說明而簡單地示出的圖，并非對本發(fā)明作任何限定。首先，以相等的間隔沿TEM像的第一方向進(jìn)行跡線分析(Lal Lan)。以相等的間隔平行地實(shí)施跡線分析。將跡線分析的間隔設(shè)為30 50nm。接著，在相同的TEM像中，以相等的間隔沿與第一方向正交的第二方向進(jìn)行跡線分析(Lbl Lbn)。也以30 50nm的相等的間隔平行地實(shí)施此時(shí)的跡線分析。在圖4中，將跡線分析(平行線)的間隔設(shè)為50nm。(3)富Cu相的位置確定步驟接著，根據(jù)TEM像的各跡線分析結(jié)果(Lal Lan和Lbl Lbn)，求出Cu濃度。圖 5表示根據(jù)跡線分析La4所求出的Cu濃度的測定結(jié)果。此外，為了明確Cu濃度之差，對由跡線分析所獲得的Cu濃度求2次方 16次方，將該值形成曲線并求出平均值。圖6表示將對圖5的Cu濃度求4次方而求得的數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制而獲得的曲線。圖中，實(shí)線是各點(diǎn)的Cu 濃度的數(shù)據(jù)值G次方值)，虛線是將其平均值乘以2倍而獲得的值。在圖6中，將Cu濃度的數(shù)據(jù)值(Cu濃度的4次方值)連續(xù)比平均值的2倍值多的部分的寬度大于等于2nm的區(qū)域看成富Cu相，將該區(qū)域中的Cu濃度的數(shù)據(jù)值最大的位置看成富Cu相的中心位置。(4)富Cu相的平均間隔的測定步驟將步驟3中所確定的富Cu相的中心位置之間的距離(表示Cu濃度為最大值的峰值之間的距離/圖6的dl、d2…dn)分別看成富Cu相之間的距離，并對它們進(jìn)行測定。 作為各峰值之間的距離dl、d2…dn的平均值，求出在一次的組成跡線分析中的富Cu相之間的距離dal，。對所有跡線分析結(jié)果實(shí)施這樣的相間距離的測定，求出各跡線分析結(jié)果的相間距離(dal dan和dbl dbn)的平均值。將該相間距離的平均值[(dal+da2… +dan+dbl+db2...+dbn)/2n]定義為富Cu相間的平均距離(富Cu相的平均間隔)d。在包含2-17型結(jié)晶相的結(jié)晶c軸的截面的TEM像中，富Cu相的厚度是對比度均勻的晶粒0-17型結(jié)晶相)與相鄰的對比度均勻的晶粒(2-17型結(jié)晶相)之間的對比度不同的區(qū)域的寬度。在IOOk倍的倍率的TEM像(圖3所示的TEM像)中，測定5點(diǎn)對比度不同的區(qū)域的寬度，設(shè)富Cu相的平均厚度t表示它們的平均值。具體而言，選擇任意的板狀、 棒狀、或筋狀的、能確定對比度的部位。對該對比度不同的部位的觀察像上的短軸方向的長度(厚度)進(jìn)行測定，將其長度設(shè)為富Cu相的厚度tl。實(shí)施5次這樣的測定，將富Cu相的厚度tl t5的平均值設(shè)為富Cu相的平均厚度t。在無法在觀察像上確認(rèn)出明確的富Cu相的情況下，如上述富Cu相的平均間隔d 的求出方法的步驟3所示的那樣，也可以將圖6中的Cu濃度的數(shù)據(jù)值(Cu濃度的4次方值)連續(xù)比平均值的2倍值要多的部分的寬度大于等于2nm的區(qū)域看成富Cu相，對該區(qū)域的寬度進(jìn)行測定，從而求出富Cu相的平均厚度t。例如，也可以在Cu濃度的數(shù)據(jù)值(Cu濃度的4次方值)上求出5處的富Cu相的厚度tl t5，并將它們的平均值設(shè)為富Cu相的平均厚度t。根據(jù)本實(shí)施方式的永磁體，由于在含有2-17型結(jié)晶相和富Cu相的兩相組織的 Sm2Co17類磁體中，基于富Cu相的平均間隔d，對磁疇壁釘扎效果進(jìn)行控制，因此，能確?？勺儗挾?，并能降低增磁時(shí)磁化所需要的磁化電流。此外，對富Cu相的平均厚度t進(jìn)行控制，
10從而獲得適度的矯頑力。因而，能提供具有與可變磁體相適應(yīng)的矯頑力和可變寬度、而且進(jìn)行增磁時(shí)的磁化所需要的磁化電流較小的永磁體。將這樣的永磁體適用于可變磁通電動機(jī)或可變磁通發(fā)電機(jī)的可變磁體，從而能使可變磁通電動機(jī)或可變磁通發(fā)電機(jī)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低功耗化。例如如下所述那樣地制造本實(shí)施方式的永磁體。首先，制造含有規(guī)定量的元素的合金粉末。例如在用薄帶連鑄法制造片狀的合金薄帶之后，將其進(jìn)行粉碎，以制備合金粉末。在薄帶連鑄法中，優(yōu)選為將熔融金屬傾注于以0. 1 20m/秒的線速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的冷卻輥，從而連續(xù)獲得凝固成厚度小于等于Imm的薄帶。若冷卻輥的線速度小于0. Im/秒，則薄帶中容易產(chǎn)生組成的偏差，若線速度超過20m/秒，則會使晶粒微細(xì)化而形成小于等于單磁疇尺寸，從而無法獲得良好的磁特性。進(jìn)一步優(yōu)選為冷卻輥的線速度在0. 3 15m/秒的范圍內(nèi)，更進(jìn)一步優(yōu)選為是0. 5 12m/秒的范圍。也可以將利用電弧熔解法或高頻熔解法所形成的熔融金屬進(jìn)行鑄造，將所獲得的合金鑄塊進(jìn)行粉碎，從而制備合金粉末。作為合金粉末的其他制備方法，可以舉出機(jī)械合金化法、機(jī)械磨削法、氣體霧化法、以及還原擴(kuò)散法等，也可以使用以這些方法制備而成的合金粉末。根據(jù)需要，也可以對于像這樣獲得的合金粉末或粉碎前的合金實(shí)施熱處理，并進(jìn)行均勻化。使用噴磨機(jī)或球磨機(jī)等來對鑄片或鑄塊實(shí)施粉碎。為了防止合金粉末發(fā)生氧化， 優(yōu)選為在惰性氣體氣氛中或有機(jī)溶劑中進(jìn)行粉碎。接著，將合金粉末填充至設(shè)置于電磁體等之中的模具內(nèi)，一邊施加磁場，一邊進(jìn)行加壓成形，從而制造對結(jié)晶軸進(jìn)行了磁場取向的壓粉體。在1100 1300°C的溫度下將該壓粉體燒結(jié)0. 5 15小時(shí)，從而獲得致密的燒結(jié)體。若燒結(jié)溫度小于1100°C，則燒結(jié)體的密度不夠，若超過1300°C，則Sm等稀土類元素會蒸發(fā)，從而無法獲得良好的磁特性。進(jìn)一步優(yōu)選為將燒結(jié)溫度設(shè)在1150 1250°C的范圍內(nèi)，更進(jìn)一步優(yōu)選為是1180 1230°C的范圍。另外，在燒結(jié)時(shí)間小于0. 5小時(shí)的情況下，燒結(jié)體的密度有可能會不均勻。另一方面，若燒結(jié)時(shí)間超過15小時(shí)，則Sm等稀土類元素會蒸發(fā)，從而無法獲得良好的磁特性。進(jìn)一步優(yōu)選為將燒結(jié)時(shí)間設(shè)在1 10小時(shí)的范圍內(nèi)，更進(jìn)一步優(yōu)選為是1 4小時(shí)的范圍。 為了防止發(fā)生氧化，優(yōu)選為在真空中或氬氣等惰性氣體氣氛中進(jìn)行壓粉體燒結(jié)。對所獲得的燒結(jié)體實(shí)施固溶處理和時(shí)效處理，以控制結(jié)晶組織。為了獲得作為相分離組織的前驅(qū)體的1-7型結(jié)晶相，固溶處理優(yōu)選為在1130 1230°C的范圍的溫度下進(jìn)行 0. 5 8小時(shí)熱處理。在小于1130°C的溫度和超過1230°C的溫度下，固溶處理后的試料中的1-7型結(jié)晶相的比例較小，從而不能獲得良好的磁特性。進(jìn)一步優(yōu)選為固溶處理溫度在 1150 1210°C的范圍內(nèi)，更進(jìn)一步優(yōu)選為是1160°C 1190°C的范圍。在固溶處理時(shí)間小于0. 5小時(shí)的情況下，結(jié)構(gòu)相容易變得不均勻。另外，若進(jìn)行固溶處理超過8小時(shí)，則燒結(jié)體中的Sm等稀土類元素會發(fā)生蒸發(fā)等，從而有可能無法獲得良好的磁特性。進(jìn)一步優(yōu)選為將固溶處理時(shí)間設(shè)在1 8小時(shí)的范圍內(nèi)，更進(jìn)一步優(yōu)選為是 1 4小時(shí)的范圍。為了防止發(fā)生氧化，優(yōu)選為在真空中或氬氣等惰性氣體氣氛中進(jìn)行固溶處理。接著，對經(jīng)固溶處理后的燒結(jié)體實(shí)施時(shí)效處理。時(shí)效處理?xiàng)l件成為對富Cu相的平均間隔d或平均厚度t進(jìn)行控制的主要因素。此外，最合適的時(shí)效處理?xiàng)l件會隨著合金組成的不同而變化。即，富Cu相的析出行動會隨著構(gòu)成永磁體(燒結(jié)體)的元素的組成比例的不同而變化。因此，對于燒結(jié)體的時(shí)效處理?xiàng)l件，優(yōu)選為根據(jù)合金組成來選擇能使富Cu 相分散并析出在組織內(nèi)、從而使得平均間隔d適度增大的溫度。在本實(shí)施方式的永磁體的制造工序中，在滿足以下所示的式C3)和式的溫度 T下實(shí)施時(shí)效處理。TB+50 < T < TB+150... (3)TB = 3500p-5000q_(50p)2…(4)在式(4)中，ρ是表示式⑴的組成式中的狗的濃度的值，q是表示式⑴的組成式中的元素M的濃度的值。在滿足式C3)和式的溫度T下進(jìn)行時(shí)效處理，從而能將富 Cu相的平均間隔d控制在120nm< d< 500nm的范圍內(nèi)。關(guān)于富Cu相的平均厚度t，也能通過在溫度T下對燒結(jié)體進(jìn)行時(shí)效處理，使平均厚度t小于等于20nm。若時(shí)效處理溫度小于[TB+50 (°C )],則會微細(xì)地析出富Cu相，平均間隔d容易變得小于等于120nm。另一方面，若時(shí)效處理溫度超過[TB+150 (°C )]，則容易產(chǎn)生粗大的富 Cu相，且富Cu相的平均間隔d容易變得大于等于500nm。在這種情況下，由于磁疇壁釘扎效果不起作用、矯頑力機(jī)理例如會變成成核型等原因，在去磁后的增磁時(shí)，磁化曲線會陡然上升，會發(fā)生所謂的反彈(spring back)現(xiàn)象，從而無法確保作為可變磁體而求出的可變寬度。因此，作為可變磁體無法獲得良好的磁特性。優(yōu)選為將時(shí)效處理時(shí)間設(shè)在0.25 8小時(shí)的范圍內(nèi)。在時(shí)效處理時(shí)間小于0.25 小時(shí)的情況下，有可能無法充分產(chǎn)生富Cu相的核生成。若時(shí)效處理時(shí)間超過8小時(shí)，則富 Cu相會變得粗大，或者平均間隔d會過度變大。進(jìn)一步優(yōu)選為將時(shí)效處理時(shí)間設(shè)在0. 5 6小時(shí)的范圍內(nèi)，更進(jìn)一步優(yōu)選為是1 4小時(shí)的范圍。這樣，基于合金組成，在所設(shè)定的溫度T下，對固溶處理后的燒結(jié)體進(jìn)行時(shí)效處理，從而能使富Cu相分散在組織內(nèi)，從而使得平均間隔d處于120nm <d< 500nm的范圍內(nèi)。此外，也可以在滿足溫度T的溫度Tl下對燒結(jié)體進(jìn)行熱處理(第一時(shí)效處理)，然后在比溫度Tl要高的溫度T2下進(jìn)行熱處理(第二時(shí)效處理)等，從而實(shí)施多次時(shí)效處理。優(yōu)選為在實(shí)施了上述時(shí)效處理之后，以0. 2 2V /min的范圍的冷卻速度進(jìn)行冷卻。在時(shí)效處理后的冷卻速度小于0. 2V /min的情況下，矯頑力會因富Cu相的厚度增大而變得巨大，或者晶粒會變得粗大，從而無法獲得良好的磁特性。若冷卻速度超過2°C /min, 則由于無法充分進(jìn)行元素?cái)U(kuò)散，因此，有可能無法充分獲得2-17型結(jié)晶相與富Cu相之間的 Cu濃度差。進(jìn)一步優(yōu)選為將時(shí)效處理后的冷卻速度設(shè)在0. 4 1. 5°C /min的范圍內(nèi)，更進(jìn)一步優(yōu)選為是0. 5 1. 3°C /min的范圍。為了防止發(fā)生氧化，優(yōu)選為在真空中或氬氣等惰性氣體氣氛中進(jìn)行時(shí)效處理。本實(shí)施方式的永磁體適合作為可變磁體。將本實(shí)施方式的永磁體用作為可變磁體，從而構(gòu)成可變磁通電動機(jī)或可變磁通發(fā)電機(jī)。對于可變磁通電動機(jī)的結(jié)構(gòu)或驅(qū)動系統(tǒng)， 可以適用日本專利特開2008-29148號公報(bào)或日本專利特開2008-43172號公報(bào)所揭示的技術(shù)。將本實(shí)施方式的永磁體用作為可變磁通驅(qū)動系統(tǒng)中的可變磁體，從而能力圖實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效化、小型化、低成本化等。接著，參照附圖，對實(shí)施方式的可變磁通電動機(jī)和可變磁通發(fā)電機(jī)進(jìn)行說明。圖7 表示實(shí)施方式的可變磁通電動機(jī)，圖8表示實(shí)施方式的可變磁通發(fā)電機(jī)。實(shí)施方式的永磁體適用于可變磁通電動機(jī)或可變磁通發(fā)電機(jī)的磁體，但并不妨礙將實(shí)施方式的永磁體適用于永磁體電動機(jī)等。在圖7所示的可變磁通電動機(jī)1中，在定子2內(nèi)配置有轉(zhuǎn)子3。在轉(zhuǎn)子3內(nèi)的鐵心 4中，配置有使用實(shí)施方式的永磁體的固定磁體5、及使用矯頑力低于固定磁體5的永磁體的可變磁體6。能使可變磁體6的磁通密度(磁通量)可變。由于可變磁體6的磁化方向與Q軸方向正交，因此，可變磁體6能利用D軸電流進(jìn)行磁化，而不受Q軸電流的影響。采用以下結(jié)構(gòu)即，在轉(zhuǎn)子3中設(shè)有磁化線圈(未圖示)，使電流從磁化電路流過該磁化線圈， 從而使電流的磁場直接作用于可變磁體6。根據(jù)實(shí)施方式的永磁體，變更所述制造方法的各種條件，從而能獲得例如矯頑力大于等于200kA/m的固定磁體5和矯頑力小于等于160kA/m的可變磁體6。此外，在圖7所示的可變磁通電動機(jī)1中，固定磁體5和可變磁體6都可以使用實(shí)施方式的永磁體，但也可以將實(shí)施方式的永磁體用于兩種磁體中的任意一種磁體。由于可變磁通電動機(jī)1能以較小的裝置尺寸輸出較大的轉(zhuǎn)矩，因此，適用于要求電動機(jī)實(shí)現(xiàn)高輸出和小型化的混合動力汽車或電動汽車等的電動機(jī)。圖8所示的可變磁通發(fā)電機(jī)11包括使用實(shí)施方式的永磁體的定子12。配置于定子12的內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子13通過軸15與設(shè)置于可變磁通發(fā)電機(jī)11的一端的渦輪14相連接。渦輪14采用例如利用從外部提供的流體來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。此外，也可以傳遞汽車的再生能量等動態(tài)的旋轉(zhuǎn)，從而使軸15旋轉(zhuǎn)，以代替利用流體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的渦輪14。對于定子12和轉(zhuǎn)子13，可以采用各種公知的結(jié)構(gòu)。然后，軸15與相對轉(zhuǎn)子13配置于與渦輪14相反一側(cè)的換向器(未圖示)相接觸， 將由轉(zhuǎn)子13的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的電動勢作為可變磁通發(fā)電機(jī)11的輸出，經(jīng)由相分離母線和主變壓器(未圖示)升壓成系統(tǒng)電壓后進(jìn)行輸電。由于在轉(zhuǎn)子13上會因軸電流而發(fā)生帶電等，所述軸電流伴隨來自渦輪14的靜電所引起的帶電或發(fā)電而產(chǎn)生，因此，可變磁通發(fā)電機(jī)11包括用于使轉(zhuǎn)子13的帶電進(jìn)行放電的電刷16。[實(shí)施例]接著，對實(shí)施例及其評價(jià)結(jié)果進(jìn)行敘述。(實(shí)施例1)稱量各原料，使得成為(Sma85Ndai5)(Fe0.28Zr0.025Cu0.05Co0.47)7.8 組成，然后，在 Ar 氣體氣氛中進(jìn)行電弧熔解，以制造合金鑄塊。在Ar氣體氣氛中，在1170°C Xl小時(shí)的條件下， 將合金鑄塊進(jìn)行熱處理之后，將其進(jìn)行粗粉碎，再用噴磨機(jī)將其進(jìn)行微粉碎，以制備合金粉末。在磁場中將該合金粉末進(jìn)行沖壓而制成壓粉體，然后，在Ar氣氛中，在1190°C下燒結(jié)3 小時(shí)，接著在1170°C下進(jìn)行3小時(shí)熱處理，以制造燒結(jié)體。燒結(jié)后的熱處理是為了進(jìn)行固溶處理而實(shí)施的處理。接著，作為時(shí)效處理，在805°C X6小時(shí)的條件下，對經(jīng)固溶處理后的燒結(jié)體實(shí)施熱處理，然后，以2V Mn的冷卻速度退火至600°C，以獲得作為目標(biāo)的燒結(jié)磁體。這里，基于合金組成(p = 0. ^、q = 0. 025)的溫度TB約為659°C。因而，時(shí)效處理溫度T (805°C ) 滿足[TB+50(709°C ) < T < TB+150(809°C)]的范圍。利用ICP法來確定磁體的組成。將由此所獲得的燒結(jié)磁體供后述的特性評價(jià)使用。(實(shí)施例2 4)除了使用表1所示組成的合金粉末以外，與實(shí)施例1相同地分別制造燒結(jié)磁體。將時(shí)效處理?xiàng)l件設(shè)為與實(shí)施例1相同。這里，基于各合金組成的溫度TB(°C )、[TB+50(°C )]、 [TB+150CC)]如表2所示。將由此所獲得的燒結(jié)磁體供后述的特性評價(jià)使用。(比較例1)使用與實(shí)施例1相同組成的合金粉末，在與實(shí)施例1相同的條件下制造燒結(jié)體。作為時(shí)效處理，在705°C X6小時(shí)的條件下，對該燒結(jié)體實(shí)施熱處理，然后，以2V /min的冷卻速度退火至600°C。這里，由于基于合金組成的溫度TB與實(shí)施例1相同，約為659°C，因此， 時(shí)效處理溫度 T(705°C )超出[TB+50(709°C ) < T < TB+150 (809°C )]的范圍。(比較例2)使用與實(shí)施例1相同組成的合金粉末，在與實(shí)施例1相同的條件下制造燒結(jié)體。作為時(shí)效處理，在870°C X6小時(shí)的條件下，對該燒結(jié)體實(shí)施熱處理，然后，以2V /min的冷卻速度退火至600°C。這里，由于基于合金組成的溫度TB與實(shí)施例1相同，約為659°C，因此， 時(shí)效處理溫度 T (870°C )超出[TB+50(709°C ) < T < TB+150 (809°C )]的范圍。(實(shí)施例5)稱量各原料，使得成為(Sma9Ndai) (Fea34Zraci3Cucici5C0a58)U組成，然后，在Ar氣體氣氛中進(jìn)行電弧熔解，以制造合金鑄塊。將該合金鑄塊裝填至石英制的噴頭中，進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱而使其熔融，然后，將熔融金屬傾注于以線速度0. 6m/秒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的冷卻輥，連續(xù)使其凝固，以制造薄帶。在將該薄帶進(jìn)行粗粉碎之后，利用噴磨機(jī)將其進(jìn)行微粉碎，以制備合金粉末。在磁場中將該合金粉末進(jìn)行沖壓而制成壓粉體，然后，在Ar氣氛中，在1200°C下燒結(jié)1小時(shí)，接著在1180°C下進(jìn)行4小時(shí)熱處理，以制造燒結(jié)體。該經(jīng)燒結(jié)后的熱處理是為了固溶處理而實(shí)施的處理。接著，作為對固溶處理后的燒結(jié)體所進(jìn)行的時(shí)效處理，在860°C X4小時(shí)的條件下實(shí)施熱處理，然后，以1. 3°C /min的冷卻速度退火至500°C，以獲得作為目標(biāo)的燒結(jié)磁體。 這里，基于合金組成(P = 0.34、q = 0.03)的溫度TB約為751°C。因而，時(shí)效處理溫度 T (860 0C )滿足[TB+50(801°C ) < T < TB+150 (901°C )]的范圍。利用 ICP 法來確定磁體的組成。將由此所獲得的燒結(jié)磁體供后述的特性評價(jià)使用。(實(shí)施例6 7)除了使用表1所示組成的合金粉末以外，與實(shí)施例5相同地分別制造燒結(jié)磁體。將時(shí)效處理?xiàng)l件設(shè)為與實(shí)施例5相同。這里，基于各合金組成的溫度TB(°C )、[TB+50CC )]、 [TB+150CC)]如表2所示。將由此所獲得的燒結(jié)磁體供后述的特性評價(jià)使用。(比較例3)使用與實(shí)施例5相同組成的合金粉末，在與實(shí)施例5相同的條件下制造燒結(jié)體。作為時(shí)效處理，在775°C X4小時(shí)的條件下，對該燒結(jié)體實(shí)施熱處理，然后，以1. 30C /min的冷卻速度退火至500°C。這里，由于基于合金組成的溫度TB與實(shí)施例5相同，約為751°C，因此，時(shí)效處理溫度 T(775°C )超出[TB+50(801°C ) < T < TB+50(901°C )]的范圍。(比較例4) 使用與實(shí)施例5相同組成的合金粉末，在與實(shí)施例5相同的條件下制造燒結(jié)體。作為時(shí)效處理，在925°C X4小時(shí)的條件下，對該燒結(jié)體實(shí)施熱處理，然后，以1. 30C /min的冷卻速度退火至500°C。這里，由于基于合金組成的溫度TB與實(shí)施例5相同，約為751°C，因此，時(shí)效處理溫度 T (925 °C )超出[TB+50(801°C ) < T < TB+50(901°C )]的范圍。
(實(shí)施例8 10)除了使用表1所示組成的合金粉末以外，在與實(shí)施例1相同的條件下制造燒結(jié)磁體。將時(shí)效處理?xiàng)l件設(shè)為與實(shí)施例1相同。這里，基于各合金組成的溫度TB(°C)、 [TB+50 (0C)], [TB+150 (°C )]如表2所示。將由此所獲得的燒結(jié)磁體供后述的特性評價(jià)使用。[表1]
磁體組成(原子比)實(shí)施例1(Sfflo. 15) (Fe0.28Zr0. Q25Cu0. 05CO0. 47) 7.8實(shí)施例2Sm(Fe0 31 (Ti0. iZr0.9)0·04Cu0.06Co0_59)8·2實(shí)施例3(Snio. 9sPro. 05) (Fe0.3Zr0.。3Cu0.。7Go0.60) 8.1實(shí)施例4Sm (Fe0 32Zr0. Q35Cu0.06Go0.585) 7.9比較例1(Sfflo. 85^^0.15) (Fe0.28Zr0. Q25Cu0.05Co0.47) 7· 8比較例2(Sfflo. 85^^0.15) (Fe0.28Zr0. Q25Cu0.05Co0.47) 7· 8實(shí)施例5(Sm0.9Nd0_ 1) (Fe0 34Zr0_ 03Cu0_ 05Co0_ 58) 7· 5實(shí)施例6Sm (Fe0 38 (Tl0 2Zr0. 8) 0.035^ 10_ 06^°0. 525) 7. 7實(shí)施例7Sm(Fe0 4(Ti0 ^r0i9)0.。37Cu0.。55Co0.508) 7-6比較例3(Sm0.9Nd0_ 1) (Fe0 34Zr0_ 03Cu0_ 05Co0_ 58) 7· 5比較例4(Sm0.9Nd0_ 1) (Fe0 34Zr0_ 03Cu0_ 05Co0_ 58) 7· 5實(shí)施例8(Sm0.8Nd0_ 2) (Fe0 32Zr0.028Cu0.055Mn0.02Co0.577) 8.2實(shí)施例9Sm (Fe0 30Zr0.03Cu0.05Co0.605Ga0_ 015) 7· 9實(shí)施例10(Snio. 7sPr0.25) (Fe0 29Zr0. ^8S i0.02Cu0.。6Co0.602) s. 35 [表 2]
權(quán)利要求
1.一種永磁體，所述永磁體具有以組成式R (Fe5pMtlCur (CcvsAs) 來表示的組成(式中，R表示從稀土類元素中所選擇的至少一種元素，M表示從Ti、Zr、及Hf中選擇的至少一種元素，A表示從Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta、及W中選擇的至少一種元素， P、q、r、s、及 ζ 分別是原子比滿足 0. 05 彡 ρ 彡 0. 6,0. 005 ^ q ^ 0. 1、0· 01 ^ r ^ 0. 15、 0 ^ s ^ 0. 2,4 ^ ζ ^ 9 的數(shù))， 其特征在于，所述永磁體包括含有Th2Si17型結(jié)晶相、以及富銅相的組織，并且包含所述Th2Si17型結(jié)晶相的結(jié)晶c軸的截面上的所述富銅相間的平均距離d在超過120nm、小于500nm的范圍內(nèi)，所述富銅相具有所述Th2Si17型結(jié)晶相中的銅濃度的大于等于1. 2倍、小于等于5倍的范圍的銅濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的永磁體，其特征在于，所述富銅相的平均厚度在大于等于lnm、小于等于20nm的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的永磁體，其特征在于， 所述元素R的大于等于50原子％是釤。
4.如權(quán)利要求1或2所述的永磁體，其特征在于， 所述元素R的大于等于50原子％是鋯。
5.一種永磁體的制造方法，其特征在于，包括 制造合金粉末的工序，所述合金粉末具有以組成式R (Fe5pMtlCur (CcvsAs)來表示的組成(式中，R表示從稀土類元素中所選擇的至少一種元素，M表示從Ti、Zr、及Hf中選擇的至少一種元素，A表示從Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta、及W中選擇的至少一種元素， P、q、r、s、及 ζ 分別是原子比滿足 0. 05 彡 ρ 彡 0. 6,0. 005 ^ q ^ 0. 1、0· 01 ^ r ^ 0. 15、 0 ^ s ^ 0. 2,4 ^ ζ ^ 9 的數(shù))；將所述合金粉末在磁場中進(jìn)行加壓成形、以制造壓粉體的工序； 將所述壓粉體進(jìn)行燒結(jié)、以制造燒結(jié)體的工序； 對所述燒結(jié)體實(shí)施固溶處理的工序；以及在滿足ΤΒ+50 < T < ΤΒ+150(式中，TB是以式;3500p-5000q-(50ρ)2來表示的溫度) 的溫度T下、對經(jīng)所述固溶處理后的燒結(jié)體實(shí)施時(shí)效處理的工序。
6.如權(quán)利要求5所述的永磁體的制造方法，其特征在于，實(shí)施了所述時(shí)效處理的燒結(jié)體包括含有Th2Si17型結(jié)晶相、以及富銅相的組織，并且包含所述Th2Si17型結(jié)晶相的結(jié)晶c軸的截面上的所述富銅相間的平均距離d在超過120nm、 小于500nm的范圍內(nèi)，所述富銅相具有所述Th2Si17型結(jié)晶相中的銅濃度的大于等于1. 2倍、 小于等于5倍的范圍的銅濃度。
7.如權(quán)利要求5所述的永磁體的制造方法，其特征在于，實(shí)施了所述時(shí)效處理的燒結(jié)體的所述富銅相的平均厚度在大于等于lnm、小于等于 20nm的范圍內(nèi)。
8.一種可變磁通電動機(jī)，其特征在于，所述可變磁通電動機(jī)具備如權(quán)利要求1所述的永磁體。
9.一種可變磁通發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述可變磁通發(fā)電機(jī)具備如權(quán)利要求1所述的永磁體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能使高性能的Sm2Co17類磁體在增磁時(shí)所需要的磁化電流降低的永磁體。實(shí)施方式的永磁體具有以組成式R(FepMqCur(Co1-sAs)1-p-q-r)z(R稀土類元素，MTi、Zr、Hf，ANi、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta、W，0.05≤p≤0.6，0.005≤q≤0.1，0.01≤r≤0.15，0≤s≤0.2，4≤z≤9)來表示的組成，包括Th2Zn17型結(jié)晶相和富銅相的二相組織。在永磁體的包含Th2Zn17型結(jié)晶相的結(jié)晶c軸的截面上，富銅相間的平均距離在超過120nm、小于500nm的范圍內(nèi)。
文檔編號B22F3/16GK102447314SQ20111029117
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月24日
發(fā)明者岡本佳子, 堀內(nèi)陽介, 櫻田新哉, 萩原將也 申請人:株式會社東芝