[发明专利]磁铁材料、永久磁铁、电动机、以及发电机

说明书

技术领域

本发明实施方式的发明涉及磁铁材料、永久磁铁、电动机、以及发电机。

背景技术

作为高性能的永久磁铁，已知Sm-Co系磁铁和Nd-Fe-B系磁铁等稀土类磁铁。稀土类磁铁用于电动机、扬声器、计量仪器等电气设备，进一步用于混合动力车(Hybrid Electric Vehicle：HEV)或电动车(Electric Vehicle：EV)等。最近，对各种电气设备的小型化的要求变高，而且对HEV或EV中使用的电动机的需要也正在增加。为了应对这些要求，要求最大磁能积((BH)_max)进一步提高的永久磁铁。

作为用于得到更高性能的永久磁铁的磁铁材料，有希望使用稀土类元素与Fe等过渡金属元素的组合。由于Sm-Fe-N系材料具有与Nd-Fe-B系材料匹敌的高饱和磁化、和超过Nd-Fe-B系材料的较高的磁各向异性，因此期待其作为高性能磁铁的应用。但是，Sm-Fe-N系磁铁材料具有在约550℃以上的温度的加热下发生热分解的缺点。为此，Sm-Fe-N系材料不能通过烧结进行致密化。现在，Sm-Fe-N系磁铁材料的应用限于粘结磁铁。

对于这一点，提出了通过用Cr以及Si取代Sm-Fe-N系磁铁材料的Fe的一部分，提高热分解温度。具体而言，通过对Sm₂Fe₁₇相的Fe的一部分被Cr和Si所取代了的材料进行氮化处理，Sm₂(Fe,Cr,Si)₁₇N_x相的示差扫描热量测定中的热分解的峰值上升至约820～840℃为止。如果采用这样的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系磁铁材料，则可通过较低温下的热压得到烧结磁铁。

但是，以往的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系磁铁材料含有较多的α-Fe相。在使用含有α-Fe相的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系磁铁材料的永久磁铁中，由于磁铁材料中的α-Fe相而不能得到足够的磁特性。即，在以往的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系磁铁材料中，作为烧结磁铁等的原料粉末不能得到均质的Sm₂Fe₁₇N_x相。因此，要求由均质的Sm₂Fe₁₇N_x相构成的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系磁铁材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002-313614号公报

发明内容

本发明所要解决的课题是，提供减少了α-Fe相等杂质相的含量、提高了磁特性的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系的磁铁材料，使用其的永久磁铁、电动机、以及发电机。

实施方式的磁铁材料具备组成式：R₁N_x(Cr_pSi_qM_1-p-q)_z(式中，R为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、以及Sm的至少1个元素，M为选自Fe以及Co的至少1个元素，x为满足0.5≤x≤1.5的原子比，p为满足0.005≤p≤0.2的原子比，q为满足0.005≤q≤0.2的原子比，z为满足6.0≤z≤7.5的原子比)所表示的组成。磁铁材料的X射线衍射分布中，在将来自α-Fe相的X射线衍射峰的最大强度设为I_α-Fe，将来自R₂M₁₇N₃相的X射线衍射峰的最大强度设为I_2-17-3时，实施方式的磁铁材料满足I_α-Fe＜0.05I_2-17-3的条件。

附图说明

图1是表示实施例1的磁铁材料的氮化处理前和氮化处理后的X射线衍射分布的图。

图2是表示比较例1的磁铁材料的氮化处理前和氮化处理后的X射线衍射分布的图。

图3是表示实施方式的永久磁铁电动机的图。

图4是表示实施方式的可变磁通量电动机的图。

图5是表示实施方式的发电机的图。

具体实施方式

下面，对实施方式的磁铁材料进行说明。实施方式的磁铁材料具备