定子2中。在转子3的铁芯 4中，设置所述实施方式的永磁体5。基于所述实施方式的永磁体的特性等，可以实现永磁 体发动机1的高效率、小型化以及成本降低等。
[0061] 图4所示是所述实施方式的可变磁通量发动机。在图4所示的可变磁通量发动机 11中，转子3置于定子12中。在转子13的铁芯14中，设置所述实施方式的永磁体作为固 定磁体15和可变磁体16。可变磁体16的磁通密度（磁通量）是可变的。可变磁体16的 磁化方向与Q轴方向正交，因此不受Q-轴电流的影响，可以被D轴电流磁化。在转子13上 提供磁化绕组（magnetizationwinding)(未示出）。其结构使得电流通过磁化绕组，其磁 场直接操作在可变磁体16上。
[0062] 所述实施方式的永磁体使得固体磁体15获得优选的矫顽磁力。当所述实施方式 的永磁体用于可变磁体16时，上文所述的制造方法的各种条件（老化处理条件等）可以发 生改变以将矫顽磁力控制在例如100_500kA/m的范围内。应注意的是，在图4所示的可变 磁通量发动机11中，所述实施方式的永磁体可同时用于固定磁体15和可变磁体16，但是所 述实施方式的永磁体可用于任一一个磁体。可变磁通发电机11能以小的器件尺寸输出大 扭矩，因此优选作为混合动力汽车或者电动汽车等的发动机，这些发动机需要具有高输出 量和小的发动机尺寸。
[0063] 图5显示根据所述实施方式的发电机。图5所示的发电机21包括采用所述实施方 式的永磁体的定子22。设置在定子22内的转子23与提供在发电机21 -端的涡轮24通过 轴25相连。通过例如从外部供给的流体使得涡轮24转动。除了通过流体转动的涡轮24， 轴25可以通过汽车的再生能源等的传动动态旋转进行转动。定子22和转子23可采用各 种公开已知的结构。
[0064] 轴25与设置在涡轮24的相对于转子23的相对侧上的转向器（未示出）接触，转 子23旋转产生的电动作用力通过分离的相母线和主变压器（未示出）传输使系统电压升 高而增加，作为发电机21的输出量输出。发电机21可以是普通的发电机，也可以是可变磁 通发电机。在转子23上发生来自涡轮24的静电或者伴随电能产生的轴电流。因此，发电 机21具有用于对转子23的电荷放电的刷26。
[0065] 接下来将描述具体实施例及其评价结果。
[0066](实施例1-6)
[0067] 通过预定的比例称重和混合各种材料之后，将它们电弧熔于Ar气氛中以产生合 金锭。合金锭进行粗磨，之后浸入乙醇中并用球磨进行研磨，从而制备合金粉末（磁材料粉 末）作为永磁体的原材料粉末。在磁场中对合金粉末进行压模，以产生压模体。接着，将合 金粉末的压模体放在烧制炉的室内，所述室抽真空直至其到达真空状态，使得室内的真空 度小于或等于9.Oxl(T3Pa。在该状态下，将室的温度增加到1160摄氏度，通过在该温度保 持5分钟来进行初步烧结，之后将Ar气体引入室内，以快速冷却烧结压实体。增加引入的 Ar气体量，降低辐射加热，从而增加烧结压实体的快速冷却速率。冷却速率约为10摄氏度 /秒。之后，Ar气氛的室中的温度增加到1195摄氏度，通过在该温度保持3小时进行主烧 结。
[0068] 在主烧结步骤之后，通过将烧结压实体在1140-1150摄氏度保持4小时，来进行溶 体处理。接着，将溶体处理之后的烧结压实体在750摄氏度保持2小时，之后缓慢冷却至室 温，在850摄氏度进一步保持10小时。将在该条件下进行老化处理的烧结压实体缓慢冷却 至400摄氏度，进一步炉冷却至室温，从而获得目标烧结磁体。烧结磁体的组成如表1所示。 通过ICP方法对磁体进行组成分析。分析结果如表1所示。根据如上所述的方法，测量薄 层相的平均厚度。此外，用BH绘图工具（BHtracer)评价烧结磁体的磁特性，并测量矫顽 磁力Hej、残留磁化Mr、（BH)最大和正方度（squareness)。测量结果示于表2。
[0069] 根据如下过程通过ICP法进行组成分析。首先，对研钵中研磨的预定量的样品进 行称量，并将其放入石英烧杯。将混合酸（含有硝酸和盐酸）放入其中，在热板上将烧杯加 热至约140摄氏度，从而使得样品完全熔化。在使得样品冷却之后，将样品移动到具有恒 定体积的PFA容量瓶中，其是样品溶液。在该样品溶液中，采用ICP发射光谱仪，通过校准 曲线法对所含组分进行定量化。使用SII纳米技术公司（SIINanoTechnology)制造的 SPS4000 (商品名）作为ICP发射光谱仪。
[0070](比较例1)
[0071] 类似于实施例1生产具有表1所示组成的烧结磁体，不同之处在于，在压模体 的真空气氛中的初步烧结之后的冷却速率减慢至约3摄氏度/秒。类似于实施例1，测 量所得到的烧结磁体的薄层相的平均厚度、矫顽磁力H。」、残留磁化Mr、（BH) 和正方度 (squareness)。测量结果一起示于表2。
[0072]表1
【主权项】
1. 一种永磁体，其包括： 由如下组成化学式表示的组成： Rp 化。MfCUsCo …叶_。_,_日 其中，R是至少一种选自稀上元素的元素， M是至少一种选自下组的元素；Zr、Ti和Hf， P大于或等于8. 0原子％且小于或等于13. 5原子％， q大于或等于25原子％且小于或等于40原子％， r大于或等于0. 88原子％且小于或等于7. 2原子％，W及 S大于或等于3. 5原子％且小于或等于13. 5原子％ 及 金属结构，所述金属结构包括具有化2化17晶相的胞相、W绕着胞相的形式存在的胞壁 相W及沿着化2化17晶相的C平面存在的薄层相， 其中，薄层相的平均厚度范围为2. 5-20nm。
2. 如权利要求1所述的永磁体，其特征在于，薄层相中的元素M的浓度是胞相中的元素 M的浓度的1.2倍或更高。
3. 如权利要求1所述的永磁体，其特征在于，薄层相中的元素M的浓度大于或等于2原 子％。
4. 如权利要求1所述的永磁体，其特征在于，薄层相的平均厚度范围为3-15nm。
5. 如权利要求1所述的永磁体，其特征在于，所述永磁体的矫顽磁力大于或等于 650kA/m，所述永磁体的残留磁化大于或等于1. 15T。
6. 如权利要求1所述的永磁体，其特征在于，大于或等于50原子％的元素R是Sm。
7. 如权利要求1所述的永磁体，其特征在于，大于或等于50原子％的元素M是Zr。
8. 如权利要求1所述的永磁体，其特征在于，小于或等于20原子％的Co元素被选自 Ni、V、Cr、Mn、A1、Ga、佩、化和W的至少一种元素A取代。
9. 一种包含如权利要求1所述的永磁体的发动机。
10. -种包含如权利要求1所述的永磁体的发电机。
【专利摘要】在一个实施方式中，永磁体具有如下组成化学式表示的组成：RpFeqMrCusCo100-p-q-r-s，其中R是稀土元素，M是选自Zr、Ti和Hf的至少一种元素，p大于或等于8.0原子％且小于或等于13.5原子％，q大于或等于25原子％且小于或等于40原子％，r大于或等于0.88原子％且小于或等于7.2原子％，以及s大于或等于3.5原子％且小于或等于13.5原子％，所述永磁体具有如下金属结构，所述金属结构包括具有Th2Zn17晶相的胞相、胞壁相以及沿着Th2Zn17晶相的c平面存在的薄层相。薄层相的平均厚度范围为2.5-20nm。
【IPC分类】H01F1-055
【公开号】CN104685581
【申请号】CN201480002172
【发明人】远藤将起, 樱田新哉, 堀内阳介, 小林刚史, 冈本佳子, 萩原将也
【申请人】株式会社东芝
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年3月14日
【公告号】US20150147228, WO2014156031A1