永磁体、以及利用该永磁体的电动机和发电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式设及永磁体W及利用该永磁体的电动机和发电机。
【背景技术】
[000引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±类磁体。在混 合动力汽车化ybridElectricVehicle;肥V)或电动汽车巧lectricVehicle;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。在肥V或EV用的电动机中，采用了 将Nd-Fe-B类磁体的钦（Nd)的一部分置换为铺值y)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。
[0003] 可W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（炬H)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的一部分置换为化，并且提 高化的浓度。然而，在化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，使具有高化浓度的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
[0004] 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】
[0005] 本发明的目的在于提供一种永磁体W及利用该永磁体的电动机化及发电机，能W 具有高化浓度成分的Sm-Co类磁体显现较大的矫顽力并且能提高矩形比。
[0006] 实施方式的永磁体具备： W如下成分式所表示的成分；R(FepM。化tC〇i_p_g_t), (式中，R为从稀上类元素中选出的至少一种元素，M为从Zr、Ti化及Hf中选出的至少 一种元素，P为满足0. 3兰P兰0. 4的数（原子比），q为满足0. 01兰q兰0. 05的数（原 子比），r为满足0. 01兰r兰0. 1的数（原子比），W及Z为满足7兰r兰8. 5的数（原子 比））； W及包括胞相和胞壁相的结构。胞相具有化2化17型晶相。胞壁相W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. 2TW下。
【附图说明】
[0007] 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】
[000引 W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，W成分式（1) 所表不的成分；R(FepM。CUrCOl_p_。_r)z…（l) (式中，R为从稀上类元素中选出的至少一种元素，M为从Zr、TiW及Hf中选出的至少 一种元素，P为满足0. 3兰P兰0. 4的数（原子比），q为满足0. 01兰q兰0. 05的数（原 子比），r为满足0. 01兰r兰0. 1的数（原子比），W及Z为满足7兰r兰8. 5的数（原子 比））
[0009] 成分式（1)中，从包含锭（Y)的稀±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。优选地从衫 (Sm)、锦（Ce)、钦（Nd)、W及错（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％W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％W上为Sm。
[0010] 含有的元素R与除它W外的元素（Fe、MXu、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a-化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。
[0011] 铁（Fe)是主要用于永磁体磁化的元素。通过大量含有化，能提高永磁体的饱和磁 化。但是，若含有过剩的Fe，则由于析出了a-化相，或者由于难W得到下文所述的期望的 两相分离结构，矫顽力降低。相对于元素RW外的元素（Fe、M、化、Co)的总量，化的比率 在30~40原子％范围内。即，化的含有量P(原子比）在0.3~0.4的范围内。化的含 有量P更优选地为0. 3~0. 37,进一步优选地为0. 31~0. 35。
[0012] 从铁（Ti)、错狂r)、W及給化f)中选择至少一种元素作为元素M使用。由于含有 元素M，W具有高化浓度的成分体现出良好的矫顽力。相对于元素RW外的元素（Fe、M、 化、Co)的总量，元素M的比率在1~5原子％范围内。即，元素M的含有量q(原子比）在 0. 01~0. 05的范围内。由于元素M的含有量q为0. 01W上，能提高化浓度，进一步地在 具有该样成分的永磁体中体现出良好的矫顽力。若元素M的含有量q超过0. 05,则容易生 成富含元素M的非均相，磁化和矫顽力共同降低。元素M的含有量q更优选地为0. 01~ 0. 03,进一步优选地为0. 015~0. 025。
[001引元素M可为Ti、Zr、Hf的任意一种，但优选地至少含有Zr。特别地，若元素M的50 原子％W上为Zr，能将提高永磁体的矫顽力的效果进一步提升。由于在元素M中Hf尤其昂 贵，因此即便在使用Hf的情况下，也优选减少其使用量。Hf的含有量优选地为低于元素M 的20原子％。
[0014] 铜（化）是用来在永磁体中体现高矫顽力的元素。相对于元素RW外的元素（Fe、M、 化、Co)的总量，化的比率在1~10原子％范围内。即，化的含有量r(原子比）在0.01~ 0.1的范围内。若化的含有量r不足0.01，则难w得到高矫顽力。若Cu的含有量r超过 0. 1，则磁化显著降低。化的含有量r更优选地为0. 02~0. 08,进一步优选地为0. 04~ 0. 06。
[0015] 钻（Co)不仅是用于永磁体的磁化，并且是永磁体体现高矫顽力所必须的元素。进 一步地，若多含有Co则居里温度升高，永磁体的热稳定性提高。若Co的含有量过少，则无 法充分的得到该些效果。若Co的含有量过剩，则相对的化的含有比例下降，磁化下降。由 此，在考虑了元素R、元素MW及化的含有量的基础上设定Co的含有量，使化的含有量P 满足上述范围。
[0016]也可从镶（Ni)、饥（V)、铭（Cr)、铺（Mn)、侣（A1)、娃（Si)、嫁佑a)、魄（佩）、粗（Ta) W及鹤（W)中选出至少一种元素A来置换Co的一部分。该些置换元素A有助于磁特性、例 如矫顽力的提高。由于利用元素A过量置换Co有可能导致磁化下降，因此优选元素A的置 换量在Co的20原子％W下。
[0017] 优选地，实施方式的永磁体是由具有成分式（1)所示成分的烧结体形成的烧结磁 体。烧结磁体（烧结体）将含有化2化17型晶相的区域作为主相。烧结磁体的主相是在W 扫描电子显微镜（ScanningElectronMicroscope;SEM)观察烧结体的截面等时，在观察图 像（SEM图像）内面积比率最大的相。优选地，烧结磁体的主相具有将通过溶体化处理形成 的化化7型晶相（1-7相/高温相）作为前驱体、对其实施了时效处理