[发明专利]R-T-B系永久磁铁

说明书

本发明提供一种R‑T‑B系永久磁铁，其矫顽力及磁化磁场较低，即使在磁化磁场较低的状态下也具有较高的残留磁通密度，并且小曲线平坦性较高。R‑T‑B系永久磁铁，其特征在于：具有主相结晶颗粒和晶界相，所述主相结晶颗粒由具有R₂T₁₄B型四方晶结构的化合物构成，所述晶界相存在于所述主相结晶颗粒之间，R为选自含有钪及钇的稀土元素中的1种以上，T为含有铁的1种以上的过渡金属元素、或含有铁及钴的2种以上的过渡金属元素，主相结晶颗粒的平均晶粒直径D50为1.00μm以下，R‑T‑B系永久磁铁中所含的碳量为3000ppm以上。

技术领域

本发明涉及R-T-B系永久磁铁。特别是涉及适合用于构成可变磁力马达的可变磁通磁铁的永久磁铁。

背景技术

作为民用、产业、输送设备的动力装置，一直使用能够通过逆变器控制进行节能化且高效率的永久磁铁同步马达。但是，永久磁铁的磁通恒定的永久磁铁同步马达的感应电压与转速成比例地变高，因此，难以实现在宽范围的转速条件下的驱动。因此，为了在中高速区域及轻负载时，感应电压不会成为电源电压以上，使通过电枢电流的退磁场相抵永久磁铁的磁通且减少交链磁通的弱励磁控制的方法应用于永久磁铁同步马达。但是，其中存在如下问题：为了持续施加退磁场，需要总是持续流通无助于马达输出的电枢电流，其结果，会降低马达的效率。

为了解决这种问题，例如，专利文献1中记载有一种可变磁力马达，其组合了通过从外部施加磁场而可逆地变化磁化的低矫顽力的Sm-Co系永久磁铁(可变磁通磁铁)和对可变磁通磁铁施加磁场的固定磁通磁铁。可变磁力马达中，通过在中高速区域及轻负载时减小可变磁通磁铁的磁化，能够抑制以往那样的弱励磁引起的马达的效率降低。

但是，对于专利文献1所记载的Sm-Co系永久磁铁而言，其主要原料即Co的价格高，存在高成本的问题。另外，作为可变磁通磁铁的Sm-Co系永久磁铁的饱和磁化即使最大也仅为12.5kG程度，达不到作为固定磁通磁铁的钕磁铁的饱和磁化。因此，存在产生固定磁通磁铁与可变磁通磁铁的磁力上的差异，且可变磁力马达的输出及效率降低的问题。

因此，作为可变磁通磁铁用的永久磁铁，考虑应用R-T-B系永久磁铁。

专利文献2中记载有一种R-T-B系永久磁铁，其残留磁通密度Br为11kG以上，矫顽力HcJ为5kOe以下，用于将残留磁通密度Br设为0而所需要的外部磁场为1.10HcJ以下。其中记载了：该R-T-B系永久磁铁具备含有稀土元素R、过渡金属元素T及硼B的结晶颗粒，结晶颗粒内的Cu的含有率相对于结晶颗粒内的所有元素为0.5～0.6原子％。

专利文献3中记载有一种组成为(Ce_1-x-yR1_xR2_y)_aFe_bCo_cB_dM_eX_fC_gA_h的永久磁铁。R1为选自Nd、Pr、Sm、La中的至少1种，R2为选自Tb、Dy、R1中未选择的元素中的至少1种。另外，M为Ti等的元素，X为Ga等的元素，A为选自F及O中的至少1种。其中记载了该永久磁铁能够改变磁化状态，且为低矫顽力。

专利文献4中记载有一种R-Fe-B系磁铁。该R-Fe-B系磁铁中，结合有平均结晶粒径为0.01μm以上2μm以下且具有Nd₂T₁₄B型结晶相的集合组织的粉末颗粒，在位于该粉末颗粒间的区域存在富稀土相，该富稀土相的个数密度为1.6×10⁴个/mm²以上。但是，该R-Fe-B系磁铁以得到高矫顽力为目的，不具有能够适用于可变磁通磁铁的磁特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-34522号公报