[發明專利]永磁體以及使用所述永磁體的電動機和發電機

有效

• 申請號: 201310037681.4
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103312055A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 堀內陽介;櫻田新哉;小林剛史;岡本佳子;萩原將也
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H02K1/02
• 分類號: H02K1/02;H01F1/053
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡嘉倩

相關申請的交叉參考

本申請基于并要求2012年3月15日提交的在先日本專利申請第2012-058867號的優先權，該申請全文通過引用納入本文。

技術領域

本文公開的實施方式總體上涉及一種永磁體,以及使用所述永磁體的電動機和發電機。

背景技術

已知稀土磁體如Sm-Co基磁體和Nd-Fe-B基磁體可以作為高性能永磁體。永磁體用于混合電動車（HEV）或電動車（EV）的發動機時，需要所述永磁體具有耐熱性。在HEV或EV的電動機中，在使用的永磁體中，通過Dy代替Nd-Fe-B基磁體中的部分Nd而提高其耐熱性。由于Dy是一種稀有元素，因此需要不使用Dy的永磁體。已知使用可變磁體和固定磁體的可變磁通電動機和可變磁通發電機是具有高效率的電動機和發電機。為了改進可變磁通電動機和可變磁通發電機的性能和效率，需要提高可變磁體和固定磁體的矯頑力和磁通密度。

已知由于Sm-Co基磁體的居里溫度高，Sm-Co基磁體在不使用Dy的情況下表現出優異的耐熱性，并且在高溫下能實現良好的電動機特性等等。Sm-Co基磁體中，Sm₂Co₁₇型磁體由于其矯頑力顯示機理等等可以用作可變磁體。Sm-Co基磁體也需要改進矯頑力和磁通密度。為了增加Sm-Co基磁體的磁通密度，增大Fe濃度是有效的，但組分中Fe濃度高時矯頑力會減小。在這種情況下，需要一種制備具有高Fe濃度同時具有高矯頑力的Sm-Co基磁體的技術。

附圖簡要說明

圖1示出一個實施方式的永磁體中胞壁相(cell?wall?phase)附近的構成元素的濃度曲線的一個實例。

圖2示出一個實施方式的永磁體電動機。

圖3示出一個實施方式的可變磁通電動機。

圖4示出一個實施方式的發電機。

具體實施方式

根據本發明的一個實施方式，提供一種永磁體，其包括：組成由以下組成式表示：R_pFe_qM_rCu_sCo_100-p-q-r-s...(1)，其中R是選自稀土元素的至少一種元素，M是選自Zr,Ti和Hf的至少一種元素，p滿足10.8原子％≤p≤13.5原子％，q滿足28原子％≤q≤40原子％，r滿足0.88原子％≤r≤7.2原子％，以及s滿足3.5原子％≤s≤13.5原子％；以及其金屬結構，其包括胞相(cell?phase)和胞壁相。所述胞相具有Th₂Zn₁₇晶相。所述胞壁相包圍(surround)所述胞相。在上述永磁體中，所述胞壁相中Cu濃度為30原子％-70原子％。

下面將更詳細地描述本發明實施方式的永磁體。在組成式(1)中，使用選自稀土元素的至少一種元素作為元素R，所述稀土元素包括釔(Y)。任一元素R能使所述永磁體具有大的磁各向異性和高矯頑力。優選使用選自釤(Sm)、鈰(Ce)、釹(Nd)和鐠(Pr)的至少一種元素作為元素R，特別優選使用Sm。當大于或等于50原子％的元素R是Sm時，可以提高永磁體的性能，特別是矯頑力，同時具有良好的再現性。此外，優選大于或等于70原子％的元素R是Sm。

元素R的含量p的范圍為10.8原子％≤p≤13.5原子％。當元素R的含量p小于10.8原子％時，由于各種原因例如大量α-Fe相沉淀，不能獲得足夠的矯頑力。另一方面，當元素R的含量p大于13.5原子％時，飽和磁化強度明顯降低。元素R的含量p的優選范圍為11.0原子％≤p≤13原子％，更優選11.2原子％≤p≤12.5原子％。

永磁體磁化主要歸功于鐵(Fe)元素。含有大量Fe時，可以增加永磁體的飽和磁化強度。但是，含Fe量過大時，α-Fe相沉淀，難以得到下述所需的兩相分離結構，可能導致矯頑力變小。因此，Fe的含量q的范圍為28原子％≤q≤40原子％。Fe的含量q的優選范圍為29原子％≤q≤38原子％，更優選30原子％≤q≤36原子％。