專利名稱：永磁體、使用該永磁體的永磁體電動機和發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方式涉及一種永磁體、使用該永磁體的永磁體電動機和發(fā)電機。
背景技術(shù)：
作為高性能稀土類磁體，已知有Sm-Co磁體、Nd-Fe-B磁體等，在當前量產(chǎn)的這些磁體中包含大量的狗或Co，其有助于增大飽和磁化。另外，在這些磁體中還包含Nd或Sm等稀土類元素，會由晶體場中的稀土類元素的 4f電子的行為而帶來較大的磁各向異性。由此，可獲得較大的矯頑力，并可實現(xiàn)高性能磁體。而且，能將這些高性能磁體用于各種電動機、發(fā)電機、揚聲器、測量儀器等電氣設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是，通過在耐熱性良好的Sm-Co磁體中在提高磁化的同時，使其表現(xiàn)出矯頑力，從而提供高性能的永磁體、使用該永磁體的永磁體電動機和發(fā)電機。本發(fā)明的實施方式的永磁體的特征在于，組成式表示為SivxRx (FepMqCurCo1^rr) z (R為選自NdJr的大于等于1種的元素，M 為選自Ti、Zr、Hf的大于等于1種的元素，0. 05彡χ < 0. 5，7彡ζ彡9，0. 22彡ρ彡0. 45， 0. 005彡q彡0. 05，0. 01彡r彡0. 1)，將具有Th2Zn17型結(jié)構(gòu)的相作為主相，在將由粉末X射線衍射所產(chǎn)生的來自上述Th2Si17型結(jié)構(gòu)的晶面、即(113)面的衍射峰強度設(shè)為1(113)、將來自上述Th2Zn17S結(jié)構(gòu)的(300)面的衍射峰強度設(shè)為時，滿足0. 9彡1(113)/1_)彡1. 7 的關(guān)系。另外，用選自Y、La、Ce、Er、Tb、Dy的大于等于1種的元素來替換一部分Sm。另外，本發(fā)明的實施方式的永磁體電動機的特征在于，將所述永磁體用于永磁體電動機。另外，本發(fā)明的實施方式的發(fā)電機的特征在于，將所述永磁體用于發(fā)電機。


圖1是表示實施方式的X射線衍射圖案的圖。圖2是表示實施方式的永磁體電動機的圖。圖3是表示實施方式的發(fā)電機的圖。標號說明1 可變磁通電動機2 定子(stator)3 轉(zhuǎn)子(rotor)
4固定磁體
5可變磁體
10發(fā)電機
11渦輪
12軸
13轉(zhuǎn)子(rotor)
14定子(stator)
15相分離母線
16電刷
具體實施例方式下面，使用附圖來說明實施方式。(第一實施方式)近年來，對于各種電氣設(shè)備的小型輕量化、低功耗化的需求日益提高，為了應(yīng)對這種需求，正尋求一種使永磁體的最大磁能積(BHmax)提高的、更高性能的永磁體。另外，最近，正尋求一種在混合動力汽車(HEV)或電動汽車(EV)的電動機所使用的耐熱性高的永磁體。對于HEV或EV用電動機，雖然當前主要使用Nd-Fe-B磁體，但從高耐熱性的要求出發(fā)，則選擇用Dy來替換一部分Nd、以提高矯頑力的材質(zhì)。Dy是稀有元素之一，在HEV或 EV用電動機真正普及時，對于完全不使用Dy的永磁體有很大需求。作為不使用Dy且耐熱性良好的永磁體，已知有Sm-Co磁體，但存在與Nd-Fe-B磁體相比磁化較小的問題，因而尋求一種磁化更高的Sm-Co磁體。在該Sm-Co磁體中，通過用磁矩較大的Nd或ft·來替換一部分Sm，從而可使磁化提高。然而，若用Nd、ft·來替換Sm，則由于其4f電子軌道的形態(tài)而會使磁各向異性減小，存在難以表現(xiàn)出矯頑力的問題。因此，需要在增加Nd、ft·的替換量的同時、使其表現(xiàn)出矯頑力的技術(shù)。在Sm-Co磁體中，作為高性能磁體的Sm2Co17磁體會由于2相分離時所產(chǎn)生的晶界中的磁壁的釘扎而表現(xiàn)出矯頑力，其是金屬組織對特性的影響極大的磁體。本發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q上述問題，在用Nd或ft·來替換一部分Sm的合金組分中研究了金屬組織，其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)可在維持高磁化的同時、使其表現(xiàn)出矯頑力、從而實現(xiàn)高特性的永磁體，進而完成了本發(fā)明。本發(fā)明的永磁體的特征在于，組成式表示為SivxRx (FepMqCurCo1^rr) z (R為選自NdJr的大于等于1種的元素，M 為選自Ti、Zr、Hf的大于等于1種的元素，0. 05彡χ < 0. 5，7彡ζ彡9，0. 22彡ρ彡0. 45， 0. 005彡q彡0. 05，0. 01彡r彡0. 1)，將具有Th2Zn17型結(jié)構(gòu)的相作為主相，在將由粉末X射線衍射所產(chǎn)生的來自上述Th2Si17型結(jié)構(gòu)的晶面、即(113)面的衍射峰強度(kcps 千次每秒 (kilo counts per second))設(shè)為I (113)、將來自上述Th2Si17型結(jié)構(gòu)的(300)面的衍射峰強度(kcps)設(shè)為時，滿足0. 9彡I(113)/I(3oo)彡1· 7的關(guān)系。S卩，本實施方式的永磁體在滿足本發(fā)明所規(guī)定的組成式的基礎(chǔ)上，還具有將具有
4Th2Si17型結(jié)構(gòu)的相作為主相的組織，其1\&117型結(jié)構(gòu)的特定面上的峰強度比滿足本發(fā)明所規(guī)定的范圍。下面對本發(fā)明中的各元素進行說明。(Sm 和 R 元素)Sm(釤)是會給永磁體帶來較大的磁各向異性、并且對賦予高矯頑力有效的元素。 若Sm和R元素的總量過少，則大量的α 相會析出，從而無法獲得所想要的高矯頑力。相反地，若Sm和R元素的總量過多，則飽和磁化會減小。因此，Sm和R元素的總量優(yōu)選為使表示與Fe (鐵)、M元素、Cu (銅)和Co (鈷)之間的原子比的ζ值處于7 < ζ < 9的范圍。 ζ值優(yōu)選為處于7. 3彡ζ彡9的范圍，進一步優(yōu)選為處于7. 5彡ζ彡8. 6的范圍。對于R元素，使用選自Nd(釹)和ft·(鐠)的大于等于1種的元素。R元素是對提高磁化有效的元素。相對于Sm和R元素的總量，若R元素量過少，則無法期待獲得提高磁化的效果。相反地，雖然增加R元素量能提高飽和磁化，但若R元素量過多，則可能會使磁各向異性減小，進而使矯頑力減小。因此，R元素量優(yōu)選為使表示相對于Sm和R元素總量的原子比的χ值處于0. 05彡χ < 0. 5的范圍。χ值優(yōu)選為處于0. 1彡χ彡0. 45的范圍，進一步優(yōu)選為處于0. 2彡χ彡0. 4的范圍。這里，可利用選自Y(釔)、La(鑭)、Ce(鈰)、Er(銪)、Tb(鋱)、Dy(鏑)的大于等于1種的元素來替換一部分Sm，由此能減小純化時的成本，在工業(yè)上是有利的。若這些元素相對于Sm過多，則可能會使磁特性減小，因此優(yōu)選以小于等于50原子％的量進行添加。 優(yōu)選為小于等于40原子％，進一步優(yōu)選為小于等于30原子％。(Fe)Fe是主要起到使永磁體磁化的作用的元素。若Fe量過少，則無法期待獲得提高永磁體磁化的效果。相反地，雖然狗量增加能提高永磁體的飽和磁化，但若狗量過多，則可能會由于α相的析出等而使矯頑力減小。因此Je量優(yōu)選為使表示相對于!^e、M元素、Cu 和Co總量的原子比的ρ值處于0. 22彡ρ < 0. 45的范圍。ρ值優(yōu)選為處于0.沈彡ρ < 0. 45 的范圍，進一步優(yōu)選為處于0. 28 ^ ρ ^ 0. 45的范圍。(Μ 元素)對于M元素，使用選自Ti (鈦)、Zr (鋯)、Hf (鉿)的大于等于1種的元素。M元素是對以較高的狗量的組分使其表現(xiàn)出較大的矯頑力有效的元素。若M元素過少，則無法期待獲得提高矯頑力的效果。相反地，若M元素量過多，則可能會使磁化減小。因此，M元素量優(yōu)選為使表示相對于 ^、Μ元素、Cu和Co總量的原子比的q值處于0. 005 ^ q ^ 0. 05 的范圍。q值優(yōu)選為處于0. 015彡q彡0. 04的范圍，進一步優(yōu)選為處于0. 015 ^ q ^ 0. 035 的范圍。這里，在M元素中，通過將相對于M元素的總量大于等于50原子％替換成^ ，從而能進一步增大提高矯頑力的效果。此外，由于在M元素中Hf的價格較高，因此在工業(yè)上希望Hf相對于M元素的總量小于20原子％。(Cu)Cu是用于使永磁體表現(xiàn)出高矯頑力所必需的元素。若Cu量過少，則難以獲得高矯頑力。相反地，若Cu量過多，則可能會使磁化減小。因此，Cu量優(yōu)選為使表示相對于Fe、M元素、Cu和Co總量的原子比的r值處于0. 01 < r < 0. 1的范圍。r值優(yōu)選為處于 0. 02 ^ r ^ 0. 1的范圍，進一步優(yōu)選為處于0. 03彡r彡0. 08的范圍。(Co)Co是起到使永磁體磁化的作用、并且對使其表現(xiàn)出高矯頑力有效的元素。另外，通過包含較多的Co，從而永磁體可獲得較高的居里溫度，還具有使磁體特性的熱穩(wěn)定性提高的效果。若Co量過少，則無法期待獲得所述效果。相反地，若Co量過多，則相對地狗量會減少，從而可能會導致磁化的減小。這里，通過用Ni (鎳)、V(釩)、Cr (鉻)、Mn (錳)、Al (鋁)、Si (硅)、Ga(鎵)、 Nb (鈮)、Ta (鉭)、W (鎢)來替換相對于Co量小于等于20原子％，從而可提高磁體特性、 例如矯頑力。由于這些元素的過度的替換可能會導致磁化的減小，因此該替換量優(yōu)選為相對于Co量小于等于20原子％。該替換量優(yōu)選為小于等于18原子％，進一步優(yōu)選為處于小于等于15原子％的范圍。此外，可利用ICPanductively Coupled Plasma 高頻感應(yīng)耦合等離子體)發(fā)光分光分析法來測定本發(fā)明的永磁體的組分。而且，具有如下組織將具有Ttl2Zn17型結(jié)構(gòu)的相作為主相。通過采用將具有Th2Si17型結(jié)構(gòu)的相作為主相的組織，從而可獲得高矯頑力等高磁體特性。這里，所述主相表示構(gòu)成永磁體的各晶相和非晶相等構(gòu)成相中體積比最大的相， 具體而言優(yōu)選為體積比大于等于50%。除了作為主相的具有Ttl2Zn17型結(jié)構(gòu)的相以外，還存在具有CaCu5型結(jié)構(gòu)的相。此外，并不排除還包含這兩個相以外的相。本發(fā)明中，在獲得高磁體特性方面，優(yōu)選為具有由Th2Si17型結(jié)構(gòu)的相(2-17相)和具有CaCu5型結(jié)構(gòu)的相(1-5相)經(jīng)兩相分離后所形成的微細組織。該合金相的體積比率可通過同時采用利用電子顯微鏡或光學顯微鏡所進行的觀察、以及X射線衍射等來綜合判斷，且可利用對永磁體截面(難磁化軸面)進行拍攝而獲得的透射型電子顯微鏡照片的面積分析法來求出。永磁體截面使用產(chǎn)品表面具有最大面積的面的實質(zhì)中央部的截面。本發(fā)明的磁體材料允許含有氧化物等不可避免的雜質(zhì)。而且，本發(fā)明中，在將來自由粉末X射線衍射所產(chǎn)生的上述Th2Si17型結(jié)構(gòu)的晶面、 即(113)面的衍射峰強度設(shè)為1(113)、將來自上述Th2Si17型結(jié)構(gòu)的晶面、即(300)面的衍射強度設(shè)為Ι(3Μ)時，滿足0. 9 ( Ι(113)/Ι(3οο) ( 1· 7的關(guān)系。通過采用所述本發(fā)明的范圍，從而在本發(fā)明所規(guī)定的組分中，可使其表現(xiàn)出較大的矯頑力，可獲得磁化高、高性能的永磁體。若、⑶/^·)的值過低，則作為永磁體無法表現(xiàn)出足夠的矯頑力。相反地，若 1 (113)/1 (300)的值過大，則會導致磁化的減小。ι(113)/1 _)的值優(yōu)選為0. 95 ^Iais/I(300) ^1.6 的關(guān)系，進一步優(yōu)選為I (113)/1 (300) 彡1.5的關(guān)系。本發(fā)明中，Iai3)和1 (300)根據(jù)由來自Th2Zn17型結(jié)構(gòu)的(113)面和(300)面的粉末 X射線衍射所產(chǎn)生的衍射峰強度來定義。下面示出本發(fā)明中的粉末X射線衍射的具體測定方法。
首先，利用交流磁場對永磁體(在使用于產(chǎn)品的情況下，將其與該產(chǎn)品分離)進行消磁，并對處于消磁狀態(tài)的永磁體進行粉碎，以獲得平均粒徑為10 μ m左右的粉末。向試樣保持架中填充足夠量的所獲得的粉末，使得X射線所入射的試樣面成為平面。利用粉末X射線衍射(X-ray diffraction)的θ -2 θ法來進行測定，對于X射線使用CuKa射線。以小于等于0.04度的采樣角度、并以1分鐘小于等于2度的步調(diào)的掃描速度來進行測定。將在與測定數(shù)據(jù)的兩端相接的直線、即近似線上、從所獲得的積分強度減去本底后的值作為所要的衍射峰強度。在所獲得的衍射峰強度中，如圖1所示的衍射圖案所示，利用衍射角2 θ為30度附近出現(xiàn)的、來自Th2Zn17S結(jié)構(gòu)的(113)面的衍射峰強度1_、與2 θ為37度附近出現(xiàn)的、來自Th2Si17型結(jié)構(gòu)的(300)面的衍射峰強度之比，來計算出 I (113)/1 (300)。接著，對本發(fā)明所涉及的永磁體的制造方法的一個示例進行說明。首先，制成包含預(yù)定量各元素的合金粉末。合金粉末被調(diào)和成使得滿足本發(fā)明所規(guī)定的組成式的組分。利用薄片鑄造法等來制成薄片狀的合金薄帶，對其進行粉碎從而制備合金粉末。 在薄片鑄造法中，例如通過將合金熔液向以轉(zhuǎn)速0. 1 20m/秒進行旋轉(zhuǎn)的冷卻輥進行射出，從而能獲得連續(xù)凝固成小于等于Imm厚度的薄帶。在冷卻輥的轉(zhuǎn)速小于0. Im/秒的情況下，會在薄帶中產(chǎn)生組分的偏差。若冷卻輥的轉(zhuǎn)速超過20m/秒，則晶粒會微細化成小于等于單磁區(qū)尺寸從而無法獲得良好的磁特性。冷卻輥的更優(yōu)選的轉(zhuǎn)速為0. 3 15m/秒，進一步優(yōu)選為0. 5 12m/秒。另外，也可通過對合金鑄塊進行粉碎，從而制備滿足本發(fā)明所規(guī)定的組成式的組分的合金粉末，上述合金鑄塊是通過對合金原料進行電弧熔解或高頻熔解之后進行鑄造而獲得的。作為合金粉末的其他制備方法，可舉出機械合金化法、機械磨削法、氣體霧化法、 還原擴散法等。合金的粉碎使用噴磨機、球磨機等來實施。合金的粉碎優(yōu)選在惰性氣體氣氛中或乙醇中進行，以防止合金粉末氧化。對于這樣獲得的合金粉末或粉碎前的合金，也可根據(jù)需要實施熱處理以進行均勻化。接著，在設(shè)置于由電磁體等所產(chǎn)生的磁場中的模具內(nèi)填充合金粉末，一邊外加磁場一邊進行加壓成形，從而制成使合金粉末的晶軸進行取向的壓粉體。在1100°C 1300°C的溫度下，在0. 5小時 15小時的條件下對該壓粉體進行燒結(jié)，從而獲得致密的燒結(jié)體。燒結(jié)優(yōu)選在真空中或氬氣等惰性氣體氣氛中實施，以防止氧化寸。該燒結(jié)溫度若過低，則燒結(jié)體的密度減小，相反地若過高，則合金粉末中的Sm等蒸發(fā)而無法獲得良好的磁特性，因此優(yōu)選為所述范圍。燒結(jié)溫度優(yōu)選為1150 1250°C，進一步優(yōu)選為1180°C 1230°C。燒結(jié)時間若過短則燒結(jié)體的密度不均勻，相反地若過長則合金粉末中的Sm等蒸發(fā)而無法獲得良好的磁特性。燒結(jié)時間優(yōu)選為1小時 10小時，進一步優(yōu)選為1小時 4小時。接著，對燒結(jié)體實施固溶熱處理和時效熱處理，以控制結(jié)晶組織。為了使具有Th2Si17型結(jié)構(gòu)的相(2-17相)作為主相而進行的，具體而言，是為了獲得作為使得相分離成2-17相和具有CaCu5型結(jié)構(gòu)的相(1-5相)的前驅(qū)體的、具有 ΗΧι7型結(jié)構(gòu)的相(1-7相)，而在1130 1230°C的范圍的溫度下進行實施的。固溶熱處理時間優(yōu)選處于0. 5 8小時的范圍。若固溶熱處理溫度過低，則無法充分地提高1-7相的比例，無法獲得良好的磁特性。相反地，若固溶熱處理溫度過高，則1-7相的比例減小，無法獲得良好的磁特性。因此， 采用所述范圍的溫度。固溶熱處理溫度更優(yōu)選為處于1150 1210°C的范圍，進一步優(yōu)選為處于1160°C 1190°C的范圍。通過采用這種固溶熱處理溫度，從而可進一步高效地獲得高 Fe濃度的1-7相。若固溶熱處理時間過短，則可能會產(chǎn)生構(gòu)成相的不均勻性。相反地，若固溶熱處理時間過長，則燒結(jié)體中的Sm等會蒸發(fā)，無法獲得良好的磁特性。因此，采用所述范圍的時間。固溶熱處理時間更優(yōu)選為處于1 8小時的范圍，進一步優(yōu)選為處于1 4小時的范圍。該固溶熱處理優(yōu)選在真空中或氬氣等惰性氣體氣氛中實施，以防止氧化。接著，例如通過在700 900°C的范圍的溫度下保持0. 5 20小時之后退火至 400°C，并繼續(xù)爐冷至室溫，從而實施時效熱處理，以用于使作為前驅(qū)體的1-7相相分離成作為主相的2-17相和1-5相。無論時效熱處理溫度過低，還是相反地過高，都無法獲得均勻的2-17相和1-5相的混合相。時效熱處理溫度更優(yōu)選為750 900°C，進一步優(yōu)選為800 850°C。若時效熱處理時間過短，則無法完成從1-7相向2-17相和1_5相的相分離。相反地若過長，則由于晶粒的粗大化等而會使磁特性減小。因此，采用所述范圍的時間。時效熱處理時間優(yōu)選為1 15小時，進一步優(yōu)選為5 10小時。該時效熱處理優(yōu)選在真空中或氬氣等惰性氣體氣氛中實施，以防止氧化。另外，時效熱處理后的退火優(yōu)選以0. 5 5°C /分鐘的范圍的冷卻速度來實施。本發(fā)明的永磁體的特征之一為I(113)/I(3(1C1)的值較高。1(113)/1(3。。)的值根據(jù)時效后的組織狀態(tài)而變化。例如，若以1-5型晶相為代表的晶界相的存在比率增大，則I(113)/I(3(ICI) 的值變大。為了提高晶界相的存在比率，可選擇增加Cu量、降低溶體化處理溫度等方法。 1 (113)/1 (300)的值還根據(jù)合金組分而變化，通過提高M元素的混合比例，也可提高該值。本發(fā)明所涉及的永磁體例如主要用于永磁體電動機和發(fā)電機。由于永磁體電動機(發(fā)電機)與現(xiàn)有的感應(yīng)電動機(發(fā)電機)相比效率更高，且具有小型化、和低噪聲化等優(yōu)點，因而在鐵道車輛、混合動力汽車(HEV)、電動汽車(EV)的驅(qū)動電動機、發(fā)電機等中廣泛普及。通過在永磁體電動機或發(fā)電機上裝載本發(fā)明的永磁體，從而可進一步實現(xiàn)高效率化、小型化、低成本化。另外，由于本發(fā)明的永磁體是以Sm-Co系作為基礎(chǔ)，因此耐熱性也較好。(第二實施方式)接著，對使用了本發(fā)明的永磁體的永磁體電動機進行說明。本發(fā)明的永磁體被用于各種永磁體電動機。圖2是表示作為永磁體電動機的一個實施方式的可變磁通電動機1的剖視圖。
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可變磁通電動機1能以較小的裝置尺寸輸出較大的轉(zhuǎn)矩，其適用于要求電動機高輸出小型化的混合動力車和電動汽車等。其結(jié)構(gòu)為在定子(stat0r)2內(nèi)配置轉(zhuǎn)子(rotor) 3，在轉(zhuǎn)子3內(nèi)的鐵芯中，將使用了本發(fā)明的永磁體的固定磁體4、和使用了矯頑力比本發(fā)明的固定磁體低的永磁體的可變磁體5進行組合配置?？勺兇朋w5的磁通密度(磁通量)可以改變。可變磁體5由于其磁化方向與Q軸方向正交，因此不受到Q軸電流的影響，可由D軸電流進行磁化。另外，采用如下結(jié)構(gòu)通過在轉(zhuǎn)子3上設(shè)置磁化繞組(未圖示)，并使電流從磁化回路流向該磁化繞組， 從而使該磁場直接作用于可變磁體5。本發(fā)明中，通過改變所述制造方法的各種條件，從而例如可獲得矯頑力大于等于 2. 5k0e的固定磁體、和矯頑力小于等于2. OkOe的可變磁體。此外，圖2中，固定磁體4和可變磁體5兩者都使用了本發(fā)明的永磁體，但也可對于一個磁體使用本發(fā)明的永磁體。本發(fā)明的永磁體電動機通過將第一實施方式所示的永磁體用于固定磁體5，從而可進一步實現(xiàn)高效率化、小型化、低成本化。(第三實施方式)接著，對使用了本發(fā)明的永磁體的發(fā)電機進行說明。本發(fā)明的永磁體被使用于在各種發(fā)電機中使用的永磁體。圖3是表示將作為一個實施方式的本發(fā)明的永磁體用于定子(stator) 14的發(fā)電機10的簡要圖。在發(fā)電機10的一端具有渦輪11，該渦輪11具有利用從外部提供的流體進行旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，渦輪11通過軸12與轉(zhuǎn)子(rotor)13相連接。此外，這里也可通過傳遞汽車的再生能量等的動態(tài)旋轉(zhuǎn)從而使軸12進行旋轉(zhuǎn)，以取代利用流體進行旋轉(zhuǎn)的渦輪11。通過軸12 與所述渦輪11相連接的轉(zhuǎn)子(rotor) 13和配置在其外部的定子(stator) 14可使用公知的永磁體電動機。然后，與相對轉(zhuǎn)子13配置在軸12的與渦輪11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)生的電動勢作為發(fā)電機10的輸出經(jīng)由相分離母線15 和主變壓器(未圖示)升壓成系統(tǒng)電壓并進行輸電。由于在轉(zhuǎn)子13上會因軸電流而引起帶電，該軸電流是伴隨著因來自渦輪11的靜電所引起的帶電或發(fā)電而產(chǎn)生的，因此具有電刷16以用于使轉(zhuǎn)子13的帶電釋放。本發(fā)明的發(fā)電機通過將第一實施方式所示的永磁體使用于固定磁體5，從而可進一步實現(xiàn)高效率化、小型化、低成本化。接著，對本發(fā)明的具體實施例進行說明。(實施例1至4)調(diào)整各種原料使得成為表1的實施例1至4所示的組分，在Ar (氬)氣氛中進行電弧熔解，獲得合金鑄塊。在真空中以1170°C對所獲得的合金鑄塊實施1小時的熱處理。利用研缽粉碎將該合金鑄塊進行粗粉碎之后，利用噴磨機進行粉碎，獲得粒徑小于等于10 μ m 的合金粉末。在2T (特斯拉)的磁場中，以壓力30kgf/cm3對該合金粉末進行沖壓，從而獲得壓縮成形體。在Ar氣氛中，以1190°C對該壓縮成形體進行3小時的燒結(jié)，并繼續(xù)在Ar氣氛中，以1150°C實施3小時的熱處理，從而制成燒結(jié)體。將所獲得的燒結(jié)體在Ar氣氛中，以 830°C保持4小時，并以1.2°C /分鐘的冷卻速度進行退火直至600°C，從而獲得永磁體。
(實施例5至9)調(diào)整各種原料使得成為表1的實施例5至9所示的組分，在Ar氣氛中進行電弧熔解，獲得合金鑄塊。將所獲得的合金鑄塊填裝在石英制的噴嘴中，利用高頻感應(yīng)加熱進行熔融之后，將熔液傾注到以轉(zhuǎn)速0. 6m/秒進行旋轉(zhuǎn)的冷卻輥，制成連續(xù)使其凝固的合金薄帶。 將該合金薄帶進行粗粉碎之后，利用噴磨機進行粉碎，獲得粒徑小于等于10 μ m的合金粉末。在2T的磁場中，以壓力30kgf/cm3對該合金粉末進行沖壓，從而獲得壓縮成形體。在 Ar氣氛中，以1200°C對該壓縮成形體進行1小時的燒結(jié)，并繼續(xù)在Ar氣氛中，以1160°C實施4小時的熱處理，從而制成燒結(jié)體。將所獲得的燒結(jié)體在Ar氣氛中，以850°C保持1. 5小時，并繼續(xù)以875°C保持4小時，且以1. 3°C /分鐘的冷卻速度進行退火直至450°C，從而獲得永磁體。(比較例1)相對于實施例1的組分，調(diào)整各種原料使得Cu量成為表1所示的組分，利用與實施例1相同的方法、條件來獲得壓縮成形體。在Ar氣氛中，以1200°C對該壓縮成形體進行 3小時的燒結(jié)，并繼續(xù)在Ar氣氛中，以1180°C實施3小時的熱處理，從而制成燒結(jié)體。將所獲得的燒結(jié)體在Ar氣氛中，以850°C保持4小時，并以1. 2V /分鐘的冷卻速度進行退火直至600°C，從而獲得永磁體。(比較例2)相對于實施例5的組分，調(diào)整各種原料使得ττ量成為表1所示的組分，利用與實施例5相同的方法、條件來獲得壓縮成形體。在Ar氣氛中，以1210°C對該壓縮成形體進行 1小時的燒結(jié)，并繼續(xù)以1180°C實施4小時的熱處理，從而制成燒結(jié)體。將所獲得的燒結(jié)體在Ar氣氛中，以830°C保持1. 5小時，并繼續(xù)以870°C保持4小時，并以1. 3°C /分鐘的冷卻速度進行退火直至450°C，從而獲得永磁體。(比較例3、4)調(diào)整各種原料使得成為表1的比較例3、4所示的組分，在Ar (氬)氣氛中進行電弧熔解，獲得合金鑄塊。利用噴磨機將所獲得的該合金鑄塊進行粉碎，獲得粒徑小于等于 10 μ m的合金粉末。在2T的磁場中，以壓力30kgf/cm3對該合金粉末進行沖壓，從而獲得壓縮成形體。在Ar氣氛中，以1190°C對該壓縮成形體進行3小時的燒結(jié)，并繼續(xù)在Ar氣氛中，以1150°C實施3小時的熱處理，從而制成燒結(jié)體。將所獲得的燒結(jié)體在Ar氣氛中，以 830°C保持4小時，并以1.2°C /分鐘的冷卻速度進行退火直至600°C，從而獲得永磁體。對所獲得的實施例1至9和比較例1至4的永磁體中的Tti2Zn17型結(jié)構(gòu)的1(113)/ 1(3。。)、矯頑力(Hcj)、剩磁(Mr)進行測定。將其結(jié)果示于表1。此外，利用對永磁體截面(難磁化軸面)進行拍攝而獲得的透射型電子顯微鏡照片的面積分析法，對所獲得的永磁體的合金相進行確認，其結(jié)果是，每種情況都確認為 Th2Si17型結(jié)構(gòu)是主相。根據(jù)由粉末X射線衍射所產(chǎn)生的衍射峰強度，對Th2Si17型結(jié)構(gòu)1(113)/1(_的值進行了計算。具體而言，在對試樣進行粉碎，使其成為平均粒徑為IOym左右的粉末之后，利用XRD裝置(裝置名稱=RIGAKU公司制，型號RINT_1000)對衍射峰進行了測定。此時，對管球使用Cu，在管電壓40kV、管電流40mA下，使用CuKa射線。另外，采樣角度為0. 020度，掃描速度為1分鐘2次的步調(diào)。圖1中示出實施例1的X射線衍射圖案。另外，對于矯頑力、
10剩磁，利用BH描繪器(裝置名稱Y0K0GAWA公司制，型號3257擴 HYSTERESISLOOP TRACER))進行了測定。
[表 1]
權(quán)利要求
1.一種永磁體，其特征在于，組成式表示為(SivxRx) 100-z(FepMqCurCOl_p_q_r) z (R為選自 Nd、ft·的大于等于 1 種的元素，M為選自 Ti、Zr、 Hf的大于等于1種的元素，0. 05彡χ < 0. 5，7彡ζ彡9，0. 22彡ρ彡0. 45，0. 005彡q彡0. 05， 0. 01 ^ r ^ 0. 1),將具有Th2Si17型結(jié)構(gòu)的相作為主相，在將由粉末X射線衍射所產(chǎn)生的來自所述Th2Si17 型結(jié)構(gòu)的(113)面的衍射峰強度設(shè)為1(113)、將來自(300)面的衍射峰強度設(shè)為Ι(3ω)時，滿足 0.9 彡 Ι(113)/Ι(3οο)彡 1.7 的關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的永磁體，其特征在于，用選自Y、La、Ce、Er、Tb、Dy的大于等于1種的元素來替換一部分Sm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的永磁體，其特征在于，用Ni、V、Cr、Mn、Al、Ga、Nb、Ta、W來替換小于等于Co的20原子％。
4 如權(quán)利要求1或2所述的永磁體，其特征在于， 用ττ來替換大于等于M的總量的50原子％。
5.一種永磁體電動機，其特征在于，使用權(quán)利要求1至4中的任一項所述的永磁體。
6.一種發(fā)電機，其特征在于，使用權(quán)利要求1至4中的任一項所述的永磁體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高性能的永磁體、使用該永磁體的永磁體電動機和發(fā)電機。本發(fā)明的永磁體的組成式表示為(Sm1-xRx)100-z(FepMqCurCo1-p-q-r)z(R為選自Nd、Pr的大于等于1種的元素，M為選自Ti、Zr、Hf的大于等于1種的元素，0.05≤x＜0.5，7≤z≤9，0.22≤p≤0.45，0.005≤q≤0.05，0.01≤r≤0.1)，將具有Th2Zn17型結(jié)構(gòu)的相作為主相，在將由粉末X射線衍射所產(chǎn)生的來自所述Th2Zn17型結(jié)構(gòu)的(113)面的衍射峰強度設(shè)為I(113)、將來自(300)面的衍射峰強度設(shè)為I(300)時，滿足0.9≤I(113)/I(300)≤1.7的關(guān)系。
文檔編號H02K1/02GK102420037SQ201110291158
公開日2012年4月18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, 加治志織, 堀內(nèi)陽介, 小林剛史, 櫻田新哉, 萩原將也 申請人:株式會社東芝