[发明专利]磁铁材料、永久磁铁、旋转电机及车辆

说明书

本申请以日本专利申请2016-163797(申请日：8/24/2016)和日本专利申请2017-018622(申请日：2/3/2017)为基础，享受上述申请的优先权。本申请通过援引上述申请而包含这些申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及磁铁材料、永久磁铁、旋转电机及车辆。

背景技术

永久磁铁应用于包括例如电动机、发电机等旋转电机，扬声器、计量仪器等电器，汽车、铁路车辆等车辆在内的广泛的领域的产品。近年来，要求上述产品的小型化，要求开发出具有高磁化强度和高矫顽力的高性能的永久磁铁。

作为高性能的永久磁铁的例子，可例举例如Sm-Co系磁铁和Nd-Fe-B系磁铁等稀土类磁铁。这些磁铁中，Fe和Co有利于饱和磁化强度的增大。此外，这些磁铁含有Nd和Sm等稀土元素，由晶体场中的稀土元素的4f电子的行为带来较大的磁各向异性。藉此，可获得较大的矫顽力。

发明内容

本发明所要解决的课题是提高磁铁材料的饱和磁化强度。

实施方式的磁铁材料以组成式1：(R_1-xY_x)_aM_bT_c(式中，R是一种以上的稀土元素，T是选自Ti、V、Nb、Ta、Mo和W的至少一种元素，M是Fe或者是Fe和Co，x是满足0.01≤x≤0.8的数，a是满足4≤a≤20原子％的数，b是满足b＝100-a-c原子％的数，c是满足0＜c＜7原子％的数)表示。磁铁材料具有由ThMn₁₂型晶相构成的主相。组成式1的M元素的30原子％以上是Fe。

附图说明

图1是表示磁铁材料的X射线衍射图案的图。

图2是表示磁铁材料的X射线衍射图案的图。

图3是表示电动机的图。

图4是表示电动机的图。

图5是表示发电机的图。

图6是表示车辆的结构例的示意图。

图7是表示车辆的结构例的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对实施方式进行说明。另外，附图是示意图，例如厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度的比例等有时与实际情况不同。此外，实施方式中，对于实质上相同的构成要素标以相同的符号，省略说明。

(第一实施方式)

本实施方式的磁铁材料含有稀土元素和M元素(M是Fe或者是Fe和Co)。上述磁铁材料具有以晶相为主相的金属组织，通过提高主相中的M元素浓度，可提高饱和磁化强度。主相是磁铁材料中的各晶相及非晶相中体积占有率最高的相。

作为含有高浓度的M元素的晶相，可例举例如ThMn₁₂型晶相。ThMn₁₂型晶相具有正方晶系的晶体结构。以ThMn₁₂型晶相为主相的磁铁材料中，因为M元素浓度高，所以α-(Fe,Co)相容易析出。如果α-(Fe,Co)相等异相析出，则主相中的M元素浓度降低，招致主相的饱和磁化强度降低。此外，α-(Fe,Co)相的析出招致永久磁铁的矫顽力的降低。于是，本实施方式的磁铁材料中，控制主相中所含有的各元素浓度，形成稳定的ThMn₁₂型晶相，并同时减少α-(Fe,Co)相，提高主相中的M元素浓度，藉此抑制饱和磁化强度的降低。

本实施方式的磁铁材料具有以组成式1：(R_1-xY_x)_aM_bT_c(式中，R是一种以上的稀土元素，T是选自Ti、V、Nb、Ta、Mo和W的至少一种元素，M是Fe或者是Fe和Co，x是满足0.01≤x≤0.8的数，a是满足4≤a≤20原子％的数，b是满足b＝100-a-c原子％的数，c是满足0＜c＜7原子％的数)表示的组成。另外，磁铁材料可以含有不可避免的杂质。

钇(Y)是有助于ThMn₁₂型晶相的稳定化的元素。即，Y元素主要可以通过与主相中的R元素进行置换、使晶格缩小等来提高ThMn₁₂型晶相的稳定性。如果Y元素的添加量过少，则无法充分地获得提高ThMn₁₂型晶相的稳定性的效果。如果Y的添加量过多，则磁铁材料的各向异性磁场强度显著减弱。x优选为满足0.01≤x≤0.8的数，更优选为满足0.05≤x＜0.5的数，进一步优选为满足0.1≤x≤0.4的数。