[發明專利]永磁體、電動機及發電機

有效

• 申請號: 201380045774.X
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN104641429B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 堀內陽介;櫻田新哉;岡本佳子;萩原將也;小林剛史;遠藤將起;小林忠彥
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01F1/055
• 分類號: H01F1/055;C22C1/04;C22F1/10;H01F1/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 宋俊寅

技術領域

實施方式的發明涉及永磁體、電動機及發電機。

背景技術

高性能稀土類磁體例如已知有Sm-Co類磁體、Nd-Fe-B類磁體等。這些磁體中，Fe、Co有助于飽和磁化的增大。這些磁體中還包含Nd、Sm等稀土類元素，從而會由于晶場中稀土類元素的4f電子的運動帶來很大的磁各向異性。由此，可得到很大的矯頑力，從而實現高性能的磁體。

這樣的高性能磁體主要用于電動機、揚聲器、測量儀等電氣設備。近年來，各種電氣設備的小型輕量化、低功耗化的要求越來越高，為了應對這種要求，追求永磁體的最大磁能積(BHmax)得到了提高的更高性能的永磁體。另外，近年來提出了可變磁通型電動機的技術，其有助于電動機的高效化。

Sm-Co類磁體的居里溫度較高，因此能夠在高溫下實現良好的電動機特性，但希望實現進一步的高矯頑力化和高磁化，并希望進一步改善矩形比。對于Sm-Co類磁體的高磁化，認為提高Fe的濃度是有效的，但在現有的制造方法中提高Fe的濃度會導致矩形比有下降的趨勢。因此，為了實現高性能的電動機用磁體，需要有在高Fe濃度組成下既能改善磁化又能實現良好的矩形比的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2010－121167號公報

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，通過控制Sm-Co類磁體中的金屬組織來提供高性能的永磁體。

實施方式的永磁體具備：以組成式R_pFe_qM_rCu_tCo_100-p-q-r-t(式中，R是選自稀土類元素中的至少一種元素、M是選自Zr、Ti、Hf中的至少一種元素、p是滿足10.5≤p≤12.5原子％的數、q是滿足23≤q≤40原子％的數、r是滿足0.88≤r≤4.5原子％的數、t是滿足4.5≤t≤10.7原子％的數)所表示的組成；以及包含Th₂Zn₁₇型晶相和Cu濃度要比Th₂Zn₁₇型晶相要高的富Cu相的金屬組織，其中，在Th₂Zn₁₇型晶相的包含c軸的截面上，存在于1μm見方的面積內的富Cu相彼此的交點數為10點以上。

附圖說明

圖1是表示TEM明亮視野圖像的一個示例的圖。

圖2是表示TEM-EDX的匹配結果的一個示例的圖。

圖3是表示永磁體電動機的圖。

圖4是表示可變磁通電動機的圖。

圖5是表示發電機的圖。

具體實施方式

(實施方式1)

以下，對本實施方式的永磁體進行說明。

<永磁體的結構例>

本實施方式的永磁體具備以如下組成式表示的組成：

R_pFe_qM_rCu_tCo_100-p-q-r-t(式中，R是選自稀土類元素中的至少一種元素、M是選自Zr、Ti、Hf中的至少一種元素、p是滿足10.5≤p≤12.5原子％的數、q是滿足23≤q≤40原子％的數、r是滿足0.88≤r≤4.5原子％的數、t是滿足4.5≤t≤10.7原子％的數)。

上述組成式中的R是能夠給磁體材料帶來很大的磁各向異性的元素。R元素可以使用例如選自包含釔(Y)的稀土類元素中的一種或多種元素等，可以使用例如釤(Sm)、鈰(Ce)、釹(Nd)、鐠(Pr)等，特別優選使用Sm。例如，在使用含Sm在內的多個元素來作為R元素的情況下，通過將Sm的濃度設為能適用于R元素的所有元素的50原子％以上，從而能夠提高磁體材料的性能例如矯頑力。

更優選的是將Sm設為能適用于R元素的元素的70原子％以上。能適用于R元素的元素均可以給磁體材料帶來很大的磁各向異性，例如通過將能適用于R元素的元素的濃度設為10.5原子％以上且12.5原子％以下，從而能夠增大矯頑力。當能適用于R元素的元素的濃度小于10.5原子％時，多余的α-Fe會析出從而使矯頑力變小，而當能適用于R元素的元素的濃度超過12.5原子％時，飽和磁化會下降。從而，能適用于R元素的元素的濃度優選為10.7原子％以上且12.3原子％以下，更優選的是10.9原子％以上且12.1原子％以下。