CN108631454A

CN108631454A - 永久磁铁、旋转电机及车辆

Info

Publication number: CN108631454A
Application number: CN201710817535.1A
Authority: CN
Inventors: 高桥利英; 真田直幸; 樱田新哉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2018-10-09
Also published as: JP2020080336A; WO2018173783A1

Abstract

本发明的永久磁铁以组成式：RN_X(Cr_pSi_qM_1‑p‑q)_Z表示，包括具有选自Th₂Ni₁₇型、Th₂Zn₁₇型和TbCu₇型的至少一种晶体结构的主相，和包含氧化物相和α‑Fe相的副相。氧化物相相对于主相和副相的总量的体积比例为3％以上8％以下。α‑Fe相的比表面积在5μm^‑1以下。

Description

永久磁铁、旋转电机及车辆

本申请以日本专利申请2017-056047(申请日：3/22/2017)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上述申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及永久磁铁、旋转电机及车辆。

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。稀土类磁铁应用于电动机、扬声器、计量仪器等电器，以及混合动力汽车(Hybrid ElectricVehicle：HEV)和电动汽车(Electric Vehicle：EV)等车辆。近年来，对各种电器的小型化的要求提高，而且HEV和EV中使用的电动机的需求增加。为了应对这些要求，希望开发出以最大磁能积(BH_max)的提高为目标的永久磁铁。

作为用于获得更高性能的永久磁铁的磁铁材料，例如有希望的是稀土元素和Fe等过渡金属元素的组合。Sm-Fe-N系材料具有与Nd-Fe-B系材料匹敌的高饱和磁化强度和超越Nd-Fe-B系材料的较大磁各向异性，因此期待作为高性能磁铁的应用。然而，Sm-Fe-N系磁铁材料具有在约550℃以上的温度下加热时发生热分解的缺点。因此，Sm-Fe-N系材料无法通过烧结而致密化。

针对这一点，提出了如下技术方案：通过将Sm-Fe-N系磁铁材料的Fe的一部分用Cr和Si置换，从而提高热分解温度。Sm-(Fe,Cr,Si)-N系的永久磁铁具有高饱和磁化强度、较大磁各向异性和高热分解温度，因此其应用受到期待。然而，如果欲获得高密度的Sm-(Fe,Cr,Si)-N系的永久磁铁，则在基于烧结的高密度化工艺中，Sm-(Fe,Cr,Si)-N系的永久磁铁被热分解，析出使矫顽力降低的α-Fe相。

发明内容

发明所要解决的技术问题

实施方式所要解决的课题是抑制永久磁铁的矫顽力的降低。

解决技术问题所采用的技术方案

实施方式的永久磁铁以组成式：RN_X(Cr_pSi_qM_1-p-q)_Z表示(R是选自稀土元素、Zr、Nb和Hf的至少一种元素，M是选自Fe和Co的至少一种元素，X是满足0.5≤X≤2.0的原子比，p是满足0.005≤p≤0.2的原子比，q是满足0.005≤q≤0.2的原子比，Z是满足4≤Z≤13的原子比)，包括具有选自Th₂Ni₁₇型、Th₂Zn₁₇型和TbCu₇型的至少一种晶体结构的主相，和包含氧化物相和α-Fe相的副相。氧化物相相对于主相和副相的总量的体积比例为3％以上8％以下。α-Fe相的比表面积在5μm^-1以下。

附图说明

图1是表示永久磁铁的截面的SEM观察图像的一例的图。

图2是表示电动机的结构例的示意图。

图3是表示可变磁通电动机的结构例的示意图。

图4是表示发电机的结构例的示意图。

图5是表示车辆的结构例的示意图。

图6是表示车辆的结构例的示意图。

符号的说明

1…主相、2…氧化物相、3…α-Fe相、21…永久磁铁电动机、22…定子、23…转子、24…铁芯、25…永久磁铁、31…可变磁通电动机、32…定子、33…转子、34…铁芯、35…固定磁铁、36…可变磁铁、41…发电机、42…定子、43…转子、44…涡轮、45…轴、46…电刷、100…铁路车辆、101…旋转电机、200…汽车、201…旋转电机。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。标有相同符号的部件表示同样的部件。另外，附图是示意的或概念性的，各部分的厚度和宽度的关系、部分间的大小的比例系数等未必一定与实际情况相同。此外，即使在表示同一部分的情况下，根据附图的不同，有时也以不同的彼此尺寸和比例系数来表示。

(第一实施方式)

对实施方式的永久磁铁的例子进行说明。图1是表示永久磁铁的截面的SEM(Scanning Electron Microscope，扫描电子显微镜)观察图像的一例的图。图1所示的组织包括主相1、包含氧化物相2和α-Fe相3的副相。主相1是永久磁铁中的各晶相及非晶相中体积占有率最高的相。氧化物相2是体积占有率比主相1低的相。氧化物相2具有与主相1不同的晶相或非晶相。α-Fe相3是与氧化物相2不同的异相。

实施方式的永久磁铁的组成以下述组成式(1)表示。

RN_X(Cr_pSi_qM_1-p-q)_Z…(1)

(式中，R是选自稀土元素、Zr、Nb和Hf的至少一种元素。M是选自Fe和Co的至少一种元素。X是满足0.5≤X≤2.0的原子比。p是满足0.005≤p≤0.2的原子比。q是满足0.005≤q≤0.2的原子比。Z是满足4≤Z≤13的原子比。)

组成式(1)中，R是选自稀土元素、锆(Zr)、铌(Nb)和铪(Hf)的至少一种元素。作为稀土元素，可例举例如钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)和钐(Sm)等。作为R，可以使用1种元素，也可以使用多种元素。R赋予磁铁以较大的磁各向异性和较高的矫顽力。优选R的50原子％以上是Sm。理想的是R的70原子％以上是Sm。通过使用稀土元素作为R，能以良好的再现性提高永久磁铁的性能，尤其是矫顽力。

氮(N)存在于主相1和副相的晶格中。如果晶格中含有氮，则晶格扩大，电子结构发生变化。藉此，永久磁铁的居里温度、磁各向异性和饱和磁化强度提高。当R为1时，氮的原子比为0.5以上2.0以下。即，X是满足0.5≤X≤2.0的原子比。更优选X是满足1.0≤X≤1.5的原子比。X小于0.5的情况下，无法充分地获得在永久磁铁中含有氮所带来的效果。如果X大于2.0，则永久磁铁的饱和磁化强度等降低。

N的一部分可以被选自氢(H)、硼(B)和碳(C)的至少一种元素置换。作为上述置换元素，可以使用1种元素，也可以使用多种元素。上述置换元素呈现出与上述氮同样的效果。但是，如果过量地置换氮，则会招致永久磁铁的磁各向异性的降低等。因此，优选氮的50原子％以下被上述元素置换。

M是选自铁(Fe)和钴(Co)的至少一种元素。作为M，可以使用1种元素，也可以使用多种元素。M是主要承担永久磁铁的磁化的元素。通过比较大量地含有M，可提高永久磁铁的饱和磁化强度。但是，如果M的含量过量，则α-Fe相等析出，矫顽力降低。

优选M的50原子％以上是Fe。更优选M的70原子％以上是Fe。M中的Fe特别有助于永久磁铁的磁化强度的提高。通过使永久磁铁含有Co作为M的一部分，永久磁铁的居里温度提高，永久磁铁的热稳定性提高。此外，永久磁铁的矫顽力也提高。

M的一部分可以被选自钛(Ti)、钒(V)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)、锰(Mn)、镍(Ni)、锌(Zn)和锗(Ge)的至少一种元素置换。作为置换元素，可以使用1种元素，也可以使用多种元素。置换M的一部分的元素有助于磁特性、例如矫顽力的提高。但是，如果将M的一部分过度置换，则永久磁铁的磁化强度降低。因此，优选M的20原子％以下、更优选M的10原子％以下被上述元素置换。

铬(Cr)或硅(Si)使R-M-N系永久磁铁的热分解温度升高。铬(Cr)或硅(Si)主要置换主相中的M所占的位点。Cr可通过改变晶体内的d电子的数量来提高晶体的热稳定性。Si可通过缩小晶格的大小来提高晶体的热稳定性。通过使永久磁铁中含有Cr和Si这两者，可将R-M-N系永久磁铁的热稳定性提高至能够适用烧结工序的状态。

永久磁铁中的Cr的含量相对于M和Cr和Si的总含量为0.5原子％以上20原子％以下(0.005≤p≤0.2)。如果Cr的含量过少，则无法充分地获得效果。如果Cr的含量过多，则会招致永久磁铁的饱和磁化强度等的降低。Cr的含量相对于M和Cr和Si的总含量更优选为3原子％以上18原子％以下。Cr的含量相对于M和Cr和Si的总含量进一步优选为5原子％以上15原子％以下。

永久磁铁中的Si的含量相对于M和Cr和Si的总含量为0.5原子％以上20原子％以下(0.005≤q≤0.2)。如果Si的含量过少，则无法充分地获得Si的效果。如果Si的含量过多，则会招致永久磁铁的饱和磁化强度等的降低。Si的含量相对于M和Cr和Si的总含量优选为1原子％以上15原子％以下。Si的含量相对于M和Cr和Si的总含量更优选为1原子％以上10原子％以下。

Cr和Si的总含量相对于M和Cr和Si的总含量优选为5原子％以上20原子％以下。Cr和Si的总含量相对于M和Cr和Si的总含量更优选为8原子％以上15原子％以下。

主相1具有选自Th₂Ni₁₇型、Th₂Zn₁₇型和TbCu₇型的至少一种晶体结构。主相1具有例如Sm₂(Fe,Cr,Si)₁₇N₃相等R-(M,Cr,Si)-N相。

作为氧化物相2，可例举例如R的氧化物相等。永久磁铁中的氧化物相2如果大量存在，则会使永久磁铁的饱和磁化强度降低，因此优选较少。此外，如果在永久磁石中存在α-Fe相3，则在与主相的界面附近容易生成反磁化核，成为永久磁铁的矫顽力降低的主要原因。此外，永久磁铁中的α-Fe相3的体积比例相同的情况下，α-Fe相3的形状越成为针状，比表面积越增加，与主相的接触界面越增加，矫顽力越容易降低。

实施方式的永久磁铁中，因为在主相1的晶粒间或粒子表面上具有适量的氧化物相2，所以可将通过烧结时的热分解而生成的α-Fe相3的形状控制为粒状，使α-Fe相3的比表面积减小。α-Fe相3的比表面积优选在5μm^-1以下。通过减小α-Fe相3的比表面积，可提高永久磁铁的矫顽力。α-Fe相3的比表面积也可以通过例如α-Fe相3的每单位体积的表面积来定义。比表面积达到最小值的是晶粒为球体的情况。因此，比表面积的下限值可以独一无二地求得。

为了防止饱和磁化强度的降低，氧化物相2的总量的体积比例优选在8％以下，但为了获得通过氧化物相2的存在来减小α-Fe相3的比表面积的效果，氧化物相2的总量的体积比例优选在3％以上。此外，永久磁铁中的α-Fe相3的总量的体积比例优选在5％以下。

永久磁铁的组成的分析例如通过电感耦合发光等离子体(Inductively CoupledPlasma：ICP)发射光谱法来进行。永久磁铁的组成的分析中，使用将磁铁用喷射磨或球磨机等粉碎成粒径为10μm以上的粉末以体积％计占整体的3％以下的粉末(合金粉末)。从所得粉末中随机采集10次试样，对该试样进行分析。从分析的测定值中去掉最大值和最小值后取平均值，作为永久磁铁的组成。

主相1、氧化物相2和α-Fe相3例如可通过SEM-EDX(扫描电子显微镜－能量色散X射线光谱，Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)、TEM-EDX(透射电子显微镜－能量色散X射线光谱Transmission Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)等方法来确定。通过TEM-EDX，将电子束集中照射在主相部分和晶界相部分等，可对各部分的构成元素比进行定量，并且可鉴定晶体结构。

下面对使用SEM-EDX的主相1、氧化物相2、α-Fe相3的鉴定方法进行说明。获取观察面积50μm×50μm的SEM图像。在SEM图像内，将O元素的浓度在40原子％以上的连续区域定义为氧化物相2，将O元素的浓度低于40原子％且R元素的浓度在10原子％以上的连续区域定义为主相1，将O元素的浓度低于40原子％且R元素的浓度低于10原子％且Fe浓度在90原子％以上的连续区域定义为α-Fe相3。

在同一观察视野内，将按上述方式定义的主相1、α-Fe相3与氧化物相2的面积比例直接作为体积比例算出，将该值定义为永久磁铁中的氧化物相的体积比例。同样地将主相1、氧化物相2与α-Fe相3的面积比例直接作为体积比例算出，将该值定义为永久磁铁中的α-Fe相的体积比例。对于每一块永久磁铁，在5个观察视野内通过以上所述的方法分别算出氧化物相的体积比例、α-Fe相3的体积比例，将其算术平均，将所得值定义为该永久磁铁的氧化物相的体积比例、α-Fe相3的体积比例。

对于SEM图像内被定义为α-Fe相的连续区域，分别测量长轴和短轴方向的长度，将其假定为旋转椭球体的长轴和短轴长度，算出比表面积。长轴例如可以通过作将连续区域的周缘上的2点连结的直线时的最长的直线(第一直线)来定义。短轴例如可以通过作与第一直线垂直并且将连续区域的周缘上的2点连结的直线时的最长的直线(第二直线)来定义。对于每一块永久磁铁，针对5个观察视野，算出在同一观察视野内被定义为α-Fe相的所有连续区域的比表面积，将其算术平均，将所得值定义为该永久磁铁的α-Fe相的比表面积。

实施方式的永久磁铁通过减小热稳定性低的α-Fe相的比表面积，可在不降低矫顽力的情况下提高永久磁铁的密度。例如，实施方式的永久磁铁具有6.5g/cm³以上的密度。永久磁铁的密度是分别测定永久磁铁在大气中和水中的质量、通过阿基米德法算出的。此时，对于每一份试样分别计算10次，从所得的永久磁铁的密度中去掉最大值和最小值后取平均值，定义为永久磁铁的密度。

接着，对实施方式的永久磁铁的制造方法例进行说明。首先，制造含有规定量的元素的合金粉末。合金粉末以组成式(2)表示。另外，合金粉末的一部分可以被选自氢、硼和碳的至少一种元素置换。

R(Cr_pSi_qM_1-p-q)_Z…(2)

组成式(2)中，原子比Z是满足4≤Z≤13的数，该原子比Z表示R以外的元素M、Cr、Si的总含量相对于R的比值。原子比p是满足0.005≤p≤0.2的数。原子比q是满足0.005≤q≤0.2的数。

合金粉末例如可通过将由电弧熔化法或高频熔化法得到的熔液进行铸造而得的合金铸锭或者通过熔液骤冷法制得的合金薄带粉碎来制备。作为合金粉末的其它制备方法，可例举机械合金化法和机械研磨法、气体雾化法、还原扩散法等。对于合金粉末或粉碎前的合金，也可以根据需要实施热处理使其均质化。

合金铸锭或合金薄带等的粉碎优选实施到使得合金粉末的粒径达到45μm以下。如果合金粉末的粒径在45μm以下，则可使氮充分地侵入至粒子内部，对整个粒子进行均质的氮化处理。合金铸锭或合金薄带等的粉碎例如使用喷射磨或球磨机来实施。为了防止合金粉末的氧化，合金铸锭或合金薄带等的粉碎优选在惰性气体气氛中等进行。

接着，对合金粉末实施氮化处理。氮化处理中，在0.1～100个大气压的氮气气氛中，在300～900℃的温度下进行0.1～100小时的热处理。为了提高R-(M,Cr,Si)-N相的均质性，更优选在氮气气氛的压力为0.5～10个大气压、温度为450～750℃的条件下进行2～24小时的氮化处理。合金粉末的氮化处理时的气氛也可以使用氨等氮化合物气体来代替氮气。通过使用由氮气或氮化合物气体与氢混合而成的气体，也可控制氮化反应。

通过使用氨等氮化合物气体或者氮气与氢气的混合气体，可以将磁铁材料中的氮的一部分用氢置换。将氮的一部分用碳或硼置换的情况下，可以在氮化处理前的合金粉末中含有碳或硼，也可以用碳化合物气体或硼化合物气体等来实现碳或硼的含有。

在实施了氮化处理的合金粉末中添加含氧原子的有机化合物。作为含氧原子的有机化合物，例如可使用硬脂酸和油酸等脂肪酸。脂肪酸具有羟基，挥发性差，因此直到后续的烧结工序为止都能保护粉末表面，防止由表面氧化等导致的性能的劣化，而且一般来说，即使是高级脂肪酸，只要加热至400℃左右就会挥发或热分解，因此在烧结工序中作为使粉末表面均一且适度地氧化的氧原子的供给源有效地起作用。根据以上特性，可以说脂肪酸适合作为制造永久磁铁时添加的有机化合物。

有机化合物的添加采用通过混合器等与氮化合金粉末混炼、作为分散剂添加至球磨机中、作为涂布剂添加至喷射磨中等方法。藉此，可获得在氮化合金粉末表面附着或被覆有脂肪酸的粉末。添加的脂肪酸的量如果过少，则无法充分地获得被覆带来的效果，如果过多，则被覆的厚度、即被覆部分的体积比例增大，使永久磁铁的磁化强度降低。添加的脂肪酸的量相对于氮化合金粉末以重量比计优选为0.01％以上10％以下。

接着，向设置于电磁铁中的模具内填充上述粉末(氮化合金粉末)，一边施加磁场一边加压成形，藉此制造晶轴发生了取向的压粉体。

接着，进行压粉体的烧结。作为烧结方法，优选采用放电等离子体烧结法。放电等离子体烧结中，认为电流容易选择性地向粉末粒子的表面流动，合适的是一边抑制施加于R-(M,Cr,Si)-N相的热负荷，一边使永久磁铁高密度化。

烧结优选在真空气氛中或氩气等惰性气体气氛中进行。放电等离子体烧结时，在比添加的有机化合物的沸点或分解温度更高的温度下进行。特别是通过使烧结温度达到400～700℃，可获得致密的永久磁铁。低于400℃时，无法获得具有足够密度的永久磁铁。如果高于700℃，则发生永久磁铁的热分解，在永久磁铁中生成α-Fe相等，因此永久磁铁的磁特性显著降低。

经以上工序可获得永久磁铁。所得永久磁铁的磁特性可以用振动试样型磁力计测定。剩余磁化强度的测定可如下所述进行。在与烧结前所取向的磁化方向平行的方向上施加外部磁场直至+1600kA/m，然后将磁场恢复至零，将此时测定的磁化强度的值定义为永久磁铁的剩余磁化强度。在永久磁铁试样的测定之外，对于与所测定的试样形状类似的镍标准试样(磁化强度的绝对值已知的试样)也另行进行同样的测定，校正磁化强度的绝对值。

实施方式的永久磁铁的制造方法例中，通过在烧结时采用比氮化合金粉末中添加的有机化合物的沸点或分解温度更高的温度，使氮化合金粉末表面与有机化合物中所含的氧原子反应，在氮化合金粉末表面形成微小的氧化物相。通过该微小的氧化物相的存在，在烧结时因R-(M,Cr,Si)-N相的热分解而在晶粒间生成的α-Fe相的连续的形成被阻断，α-Fe相的比表面积减小。其结果是，如上所述，可抑制由α-Fe相的生成导致的永久磁铁的矫顽力降低。

(第二实施方式)

第一实施方式的永久磁铁可以用于旋转电机、例如电动机和发电机。这些旋转电机至少由定子(固定子)和转子(旋转子)构成。

图2是表示作为使用实施方式的永久磁铁的旋转电机的永久磁铁电动机的结构例的图。永久磁铁电动机21由定子(固定子)22、转子(旋转子)23构成。在定子22内配置有转子23。定子22使转子23旋转。转子23由铁芯24和实施方式的永久磁铁25构成。基于永久磁铁25的特性等，可实现永久磁铁电动机21的高效率化和小型化、低成本化等。永久磁铁电动机21适合用作要求电动机的高输出功率和电动机的小型化的混合动力车和电动汽车等车辆用的电动机。

图3是表示作为旋转电机的可变磁通电动机的结构例的图。可变磁通电动机31由定子32、转子33构成。在定子32内配置有转子33。转子33由铁芯34、固定磁铁35、可变磁铁36构成。固定磁铁35和可变磁铁36采用实施方式的永久磁铁。将固定磁铁35和可变磁铁36中的至少一个用于转子33即可。

可变磁铁36的磁通密度(磁通量)是可变的。图3中的D表示可变磁铁36的磁化方向(由S朝向N的方向)。将该可变磁铁36的磁化方向称为D轴。D轴表示的方向根据可变磁铁36而不同。将与D轴正交的方向称为Q轴。可变磁铁36的磁通密度(磁通量)不受在与可变磁铁36的磁化方向(D轴方向)正交的Q轴方向上产生磁场的Q轴电流的影响。可变磁铁36的磁通密度(磁通量)只能通过在D轴方向上产生磁场的D轴电流来改变。

转子33上设置有未图示的磁化绕组。通过使电流流入该磁化绕组，形成为其磁场直接作用于可变磁铁36的结构。可变磁通电动机31虽然是小型的装置，却能输出较大的转矩。可变磁通电动机31适合用作要求电动机的高输出功率和电动机的小型化的混合动力车和电动汽车等车辆用的电动机。

图4是表示发电机的结构例的图。发电机41由使用实施方式的永久磁铁的定子42、转子43、涡轮44、轴45和电刷46构成。转子43经由轴45与涡轮44连接。涡轮44在从外部供给的流体的作用下旋转。作为涡轮44的替代，也可以通过传递汽车等车辆的再生能量等动态旋转来使轴45旋转。轴45与相对于转子43配置于涡轮44的相反侧的未图示的整流子连接。通过转子43的旋转而产生的电动势作为发电机41的输出，经由相分离母线和主变压器被升压至系统电压，然后供电。电刷46使转子43所带的电释放。

发电机41可以是普通的发电机和可变磁通发电机中的任一种。转子43因涡轮44的静电和伴随发电产生的轴电流而发生带电。

上述旋转电机例如可以装载于铁路交通用的铁路车辆(车辆的一例)。图5是表示具有旋转电机101的铁路车辆100的一例的图。作为旋转电机101，可使用上述图3、4的电动机、图4的发电机等。作为旋转电机101装载上述旋转电机的情况下，旋转电机101例如可以作为利用从架设电线供给的电力或从装载于铁路车辆100的二次电池供给的电力来输出驱动力的电动机(motor)使用，也可以作为将动能转化成电力、向铁路车辆100内的各种负载供给电力的发电机(generator)使用。通过使用实施方式的旋转电机这样的高效率的旋转电机，可使铁路车辆节能地行驶。

上述旋转电机也可以装载于混合动力汽车和电动汽车等汽车(车辆的另一例)。图6是表示具有旋转电机201的汽车200的一例的图。作为旋转电机201，可使用上述图2、3的电动机、图4的发电机等。作为旋转电机201装载上述旋转电机的情况下，旋转电机201可以用作为输出汽车200的驱动力的电动机、或者将汽车200行驶时的动能转化成电力的发电机。

实施例

(实施例1)

将原料按规定比例调配，使其达到表1所示的合金粉末组成、Sm(Cr_0.08Si_0.03Fe_0.89)_8.3的组成。将调配好的原料在氩气气氛中电弧熔化，制成合金铸锭。将合金铸锭在氩气气氛中在约1000℃下进行约3天的热处理。然后，用研钵将合金铸锭粉碎，得到合金粉末。将合金粉末用孔径25μm的筛子筛分。将合金粉末在约1个大气压的氮气气氛中、在700℃下进行4小时的热处理，从而得到氮化合金粉末。按照相对于所得的氮化合金粉末以重量比计为5％的条件添加油酸，用球磨机混炼。将所得的粉末一边在磁场中进行取向加压，一边填充到模具中，然后对粉末以压力1.0GPa、烧结温度600℃的条件实施放电等离子体烧结，得到永久磁铁。永久磁铁的组成是表1所示的磁铁组成。

表2所示为实施例1的永久磁铁的α-Fe相的比表面积、氧化物相的体积比例和矫顽力的值。矫顽力以将下述比较例1的永久磁铁的矫顽力设为100时的相对值表示。

(实施例2～14)

将原料按规定比例调配，使合金粉末组成达到表1所示的值。此外，添加以重量比计为5％的油酸或硬脂酸，以使氮化合金粉末中添加的有机化合物成为表1所示的组合，用球磨机混炼。除此之外通过与实施例1相同的方法制成永久磁铁。与实施例1同样地评价所得永久磁铁的特性。表2所示为实施例2～14的永久磁铁的α-Fe相的比表面积、氧化物相的体积比例和矫顽力的值。

(比较例1)

除了不在氮化合金粉末中添加油酸就直接进行后续工序之外，通过与实施例1同样的方法制成永久磁铁。与实施例1同样地评价所得永久磁铁的特性。表2所示为比较例1的永久磁铁的α-Fe相的比表面积、氧化物相的体积比例和矫顽力的值。

(比较例2)

除了放电等离子体烧结中的烧结温度为350℃之外，通过与实施例1相同的方法制成永久磁铁。与实施例1同样地评价所得永久磁铁的特性。表2所示为比较例2的永久磁铁的α-Fe相的比表面积、氧化物相的体积比例和矫顽力的值。

[表1]

[表2]

可以确认在氮化合金粉末中添加油酸或硬脂酸、在比它们的沸点更高的温度下实施了烧结的永久磁铁(实施例1～14)，具有比比较例1和2更高的矫顽力。这就表示，通过在氮化合金粉末表面形成微小的氧化物相，可减小α-Fe相的比表面积，抑制永久磁铁的矫顽力降低。

说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式仅是作为例子而举出，并不是用来限定本发明的范围。这些新实施方式可以通过其它各种方式来实施，可以在不脱离发明的技术思想的范围内进行各种省略、置换、改变。这些实施方式及其变形都包括在发明的范围和技术思想内，并且也包括在权利要求书中记载的发明及其等同的范围内。

上述实施方式可以归纳为以下技术方案。

(技术方案1)

一种永久磁铁，其是以组成式：RN_X(Cr_pSi_qM_1-p-q)_Z表示的永久磁铁，

(R是选自稀土元素、Zr、Nb和Hf的至少一种元素，M是选自Fe和Co的至少一种元素，X是满足0.5≤X≤2.0的原子比，p是满足0.005≤p≤0.2的原子比，q是满足0.005≤q≤0.2的原子比，Z是满足4≤Z≤13的原子比；)

其中，包括

具有选自Th₂Ni₁₇型、Th₂Zn₁₇型和TbCu₇型的至少一种晶体结构的主相，和

包含氧化物相和α-Fe相的副相；

所述氧化物相的总量相对于所述主相和所述副相的总量的体积比例为3％以上8％以下；

所述α-Fe相的比表面积在5μm^-1以下。

(技术方案2)

如技术方案1所述的永久磁铁，其中，所述氧化物相含有所述R的氧化物。

(技术方案3)

如技术方案1或2所述的永久磁铁，其中，所述R的50原子％以上是Sm。

(技术方案4)

如技术方案1～3中任一项所述的永久磁铁，其中，所述M的50原子％以上是Fe。

(技术方案5)

如技术方案1～4中任一项所述的永久磁铁，其中，所述M的20原子％以下被选自Ti、V、Ta、Mo、W、Mn、Ni、Zn和Ge的至少一种元素置换。

(技术方案6)

如技术方案1～5中任一项所述的永久磁铁，其中，所述N的50原子％以下被选自H、B和C的至少一种元素置换。

(技术方案7)

如技术方案1～6中任一项所述的永久磁铁，其中，所述永久磁铁的密度在6.5g/cm³以上。

(技术方案8)

如技术方案1～7中任一项所述的永久磁铁，其中，所述永久磁铁中的α-Fe相的总量的体积比例在5％以下。

(技术方案9)

一种旋转电机，其中，具有转子和定子，所述转子或所述定子具有技术方案1～8中任一项所述的永久磁铁。

(技术方案10)

如技术方案9所述的旋转电机，其是电动机或发电机。

(技术方案11)

一种车辆，其中，具有技术方案9或10所述的旋转电机。

(技术方案12)

一种车辆，其中，具有技术方案9所述的旋转电机，旋转被传递给设置于所述旋转电机的一端的轴。

Claims

1.一种永久磁铁，其是以组成式：RN_X(Cr_pSi_qM_1-p-q)_Z表示的永久磁铁，

R是选自稀土元素、Zr、Nb和Hf的至少一种元素，M是选自Fe和Co的至少一种元素，X是满足0.5≤X≤2.0的原子比，p是满足0.005≤p≤0.2的原子比，q是满足0.005≤q≤0.2的原子比，Z是满足4≤Z≤13的原子比；

其中，包括

包含氧化物相和α-Fe相的副相；

所述α-Fe相的比表面积在5μm^-1以下。

2.如权利要求1所述的永久磁铁，其中，所述氧化物相含有所述R的氧化物。

3.如权利要求1或2所述的永久磁铁，其中，所述R的50原子％以上是Sm。

4.如权利要求1～3中任一项所述的永久磁铁，其中，所述M的50原子％以上是Fe。

5.如权利要求1～4中任一项所述的永久磁铁，其中，所述M的20原子％以下被选自Ti、V、Ta、Mo、W、Mn、Ni、Zn和Ge的至少一种元素置换。

6.如权利要求1～5中任一项所述的永久磁铁，其中，所述N的50原子％以下被选自H、B和C的至少一种元素置换。

7.如权利要求1～6中任一项所述的永久磁铁，其中，所述永久磁铁的密度在6.5g/cm³以上。

8.如权利要求1～7中任一项所述的永久磁铁，其中，所述永久磁铁中的α-Fe相的总量的体积比例在5％以下。

9.一种旋转电机，其中，具有转子和定子，所述转子或所述定子具有权利要求1～8中任一项所述的永久磁铁。

10.一种车辆，其中，具有权利要求9所述的旋转电机。