[发明专利]永磁体、以及利用该永磁体的电动机和发电机

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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

发明内容

本发明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(Fe_pM_qCu_rCo_1-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(Fe_pM_qCu_rCo_1-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。