CN117497275A - 一种永磁体及设备 - Google Patents

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藤原照彦
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Abstract

本公开提供了一种具有优异磁性能的永磁体以及包括该永磁体的设备。该永磁体包括烧结体，该烧结体具有以下组成：R：23wt％至27wt％(R为至少包括Sm的稀土元素的总和)、Fe：22wt％至27wt％、Mn：0.3wt％至2.5wt％、Cu：4.0wt％至5.0wt％、并且余量为Co和不可避免的杂质，其中，该烧结体包含多个晶粒和晶界相，并且至少一部分晶界相中的Cu浓度为45at％以上。

Description

一种永磁体及设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年08月02日提交日本专利局的、申请号为2022-123094的日本专利申请的优先权和权益，该日本专利申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本公开涉及一种永磁体和设备。
背景技术
作为永磁体的一种，已知的是诸如钐-钴磁体之类的稀土钴永磁体。关于稀土钴永磁体，已经从多个方面进行了含Fe、Cu、Zr等的稀土永磁体的研究，例如为了改善它们的磁性能。
例如，日本未审专利申请公开号2017-168827公开了一种永磁体，该永磁体分别包含特定量的稀土元素Fe、Cu、Co、Zr、Ti和Hf，并且具有含有晶粒和晶粒之间的晶界的结构，该晶粒包含具有Th2Zn17型晶相的主相，其中，晶粒的平均晶体粒度为50至100μm。
国际专利公开号WO2015/140829公开了一种特定永磁体，该永磁体分别含特定量的稀土元素Fe、Cu、Co、Zr、Ti和Hf，并且具有含有Th2Zn17型晶相的晶胞相和具有比晶胞相的Cu浓度高的富Cu相，其中晶胞相的平均直径为220nm以下。
进一步地，日本未审专利申请公开号2020-188140公开了一种稀土钴永磁体，该永磁体分别包含特定量的稀土元素R、Fe、Cu、Co和Zr，并且具有含Th2Zn17型晶相和具有围绕晶胞相的RCo5型结构的晶相的细胞壁，其中胞壁中的稀土元素的浓度比晶胞相中的稀土元素的浓度高至少25at％。
发明内容
本公开的目的是提供一种具有优异的磁性能、特别是优异的矫顽力和优异的矩形比的永磁体，并提供包括这种永磁体的设备。
根据本公开的永磁体包括烧结体，该烧结体具有以下组成：R：23wt％至27wt％(R为至少包括Sm的稀土元素的总和)、Fe：22％wt％至27wt％、Mn：0.3wt％至2.5wt％、Cu：4.0wt％至5.0wt％、并且余量为Co和不可避免的杂质，其中烧结体包含多个晶粒和晶界相，且至少部分晶界相中的Cu浓度为45at％以上。
上述永磁体还可以包含Zr：1.7％至2.5wt％。
在上述任何一种永磁体中，晶粒可以具有Th2Zn17型结构的相和RCo5型结构的相。
在上述任何一种永磁体中，晶粒的平均晶体粒度(A.G.)可以为100μm以上。
在上述任何一种永磁体中，晶粒的晶体粒度的变异系数(C.V.)可以为0.60以下。
在上述任何一种永磁体中，晶界相的厚度t可以为5nm至200nm。
在上述任何一种永磁体中，当对永磁体施加反向磁场时，在至少一些晶粒的内部可以出现反向磁畴，并且反向磁畴可以在晶粒的整个内部扩展。
根据本公开的设备包括上述永磁体中的任何一种。
根据本公开，提供了一种具有优异的磁性能、特别是优异的矫顽力和优异的矩形度的永磁体，以及包括该永磁体的设备。
通过下文给出的详细描述和附图，将会更加充分地理解本公开的以上和其他目的、特征和优点，所述详细描述和附图仅以说明方式给出，因此不应被认为是对本公开的限制。
附图说明
图1为示出根据实施方案的永磁体的截面的实施例的示意图；
图2为图1所示的A部分(晶粒的部分)的放大示意图；
图3为用于解释诸如矩形比的物理量的永磁体的示意性磁滞曲线；
图4示出了用于解释反向磁畴在普通永磁体内部出现和扩散的过程的示意图；
图5示出了用于解释根据实施方案的永磁体内部出现和扩散反向磁畴的过程的示意图；
图6示出了解释用于制造根据实施方案的永磁体的方法的示意图；
图7为示出根据实施例2的永磁体的晶界相的组成的曲线图；
图8是示出根据比较例5的永磁体的晶界相的组成的曲线图；
图9是示出根据实施例1的永磁体的去磁曲线与其反向磁畴的扩散之间的关系的曲线图。
具体实施方式
下文将描述根据本公开的永磁体和设备。
值得注意的是，以下说明和附图已经适当简化，以用于澄清解释。进一步地，为了说明起见，在附图中，每个组件的比例可以为一个组件显著不同于另一个组件。
进一步地，除非另有说明，否则诸如“n-m”或“n至m”(即，“从n到m”)的数字范围包括下限值和上限值。
[永磁体]
根据本公开的永磁体(以下也简称为永磁体)包括烧结体，该烧结体具有以下组成：R：23wt％至27wt％(R为至少包括Sm的稀土元素的总和)、Fe：22wt％至27wt％、Mn：0.3wt％至2.5wt％、Cu：4.0wt％至5.0wt％、并且余量为Co和不可避免的杂质，其中烧结体包含多个晶粒和晶界相，且至少部分晶界相中的Cu浓度为45at％以上。
将参照图1和图2描述根据本实施方案的永磁体的金相结构。图1为示出了永磁体截面的实施例的示意图，并且图2为图1所示的A部分(晶粒10的一部分)的放大示意图。如图1所示的实施例所示，永磁体100包含多个晶粒10和存在于晶粒10之间的晶界相20。进一步地，如图2所示的实施例所示，每个晶粒10有具有含有Th2Zn17型结构的相11(以下也称为2-17相)和具有RCo5型结构的相12(以下也称为1-5相)，其中2-17相是主相(具有50％以上的体积比)。值得注意的是，晶粒10还可以有具有含有TbCu7型结构的晶相(以下也称为1-7相)(未示出)。
具有Th2Zn17型结构的相11是具有R-3m型空间群的晶体结构。在永磁体中，一般而言，Th部分由稀土元素和Zr占据，而Zn部分由Co、Cu、Fe和Zr占据。进一步地，在具有RCo5型结构的相12中，通常，R部分由稀土元素和Zr占据，而Co部分由Co、Cu和Fe占据。进一步地，在具有TbCu7型结构的晶相中，通常，Tb部分由稀土元素和Zr占据，而Cu部分由Co、Cu和Fe占据。晶体结构可以由X射线衍射法测定。
该永磁体含有0.3wt％至2.5wt％的Mn，并且通过用稍后描述的制造方法制造的永磁体，可以将Cu晶界相20的至少一部分中浓缩至45at％以上。结果，可以获得具有优异是磁性能、特别是高矩形比的永磁体。
将参照图3来描述矩形比等。图3示出了永磁体的示意性磁滞曲线，并且示出了第一象限和第二象限(去磁曲线(demagnetization curve))。竖直轴表示磁化(磁极化)，并且水平轴表示磁场的强度。水平轴上的正值表示在用于磁化永磁体的方向上施加的磁场的强度，并且负值表示在用于使永磁体去磁的方向上施加的磁场的强度。
当将磁场在正方向上施加至永磁体时，根据初始磁化曲线发生磁极化、且达到饱和磁化。下一步，当将磁场在负方向上施加至处于饱和磁化状态的永磁体时，它在到达节点(knick point)后迅速去磁。在磁极化变为零时的磁场的强度是内禀矫顽力(Hcj)。
在本实施方案中，剩余磁化的90％磁化处的磁场被表示为Hk，并且其与内禀矫顽力Hcj的比(Hk/Hcj)被定义为矩形比。关于根据本公开的永磁体，可以实现65％以上的矩形比，并且优选为70％以上。
接下来，将参照图4和图5描述根据本实施方案的永磁体的反向磁畴出现的机制。图4示出了用于解释反向磁畴在普通永磁体内部出现并扩散的过程的示意图，并且图5示出了用于解释反向磁畴在根据本实施方案的永磁体内部出现并扩散的过程的示意图。
如图4所示，在永磁体的去磁曲线中，在初始状态(其中没有施加反向磁场的状态)中没有出现反向磁畴。当将H1反向磁场施加至永磁体时，通常，反向磁畴首先出现在晶粒10与晶界相20之间的界面(晶界)处或其附近。此后，当加强反向磁场时，反向磁畴从晶界相20扩散到晶粒10中(反向磁场H2)。当反向磁场进一步增强时，反向磁畴14在晶粒10内部传播，并且另一个反向磁畴15出现在晶粒10内部(反向磁场H3)。然后，当反磁场进一步增强时(H4至H5)，晶粒10内的反向磁畴14进一步扩散，并且在晶粒10内产生的反向磁畴15在晶粒10的内部扩散。此外，反向磁畴16在整个晶粒10中传播，并且永磁体的磁反转结束。值得注意的是，图4和图5中的H1至H5具有负值，并且假设它们的绝对值的大小为约H1、H2、……、H5。
假定，在根据本实施方案的永磁体中，由于晶界相20内的Cu的浓度高并且明显未磁化，所以在晶界处不太可能出现反向磁畴。因此，假定反向磁畴出现和扩散的主要机制如下，即，当向永磁体施加一定水平的反向磁场(例如，H3)时，首先在晶粒10内出现反向磁畴15，并且该反向磁畴15在晶粒的整个内部扩散。因此，还假定，在图3中的去磁因子(第二象限)中，反向磁场的小区域内的曲线倾斜变得比节点处的曲线倾斜小，从而大大改善了矩形比。
接下来，将描述根据本实施方案的永磁体的金相结构，例如组成。
在本实施方案中，术语“稀土元素R”是Sc、Y和镧系元素(原子序数为57至71的元素)的总称，并且包括至少作为稀土元素R的Sm。作为稀土元素R，可以仅使用Sm，或者可以使用Sm和至少一种其他稀土元素的组合。作为其他稀土元素，从磁性方面考虑，优选Pr、Nd、Ce和La。进一步地，从磁性方面考虑，基于稀土元素R的总量，Sm的含量优选为80wt％以上，更优选为90wt％以上，且最优选为95wt％以上。
永磁体含有23wt％至27wt％的稀土元素R。通过使永磁体以上述比例包含稀土元素，可以获得具有高磁各向异性和高矫顽力的永磁体。
永磁体含有22wt％至27wt％的Fe。通过使永磁体中含有22wt％以上的Fe来提高饱和磁化。进一步地，通过将Fe含量调整至27wt％以下，永磁体具有高矫顽力。
本永磁体含有4.0wt％至5.0wt％的Cu。通过使永磁体含有4.0wt％以上的Cu，可以将晶界相中的Cu浓度提高到45at％以上，从而使永磁体具有高的矫顽力。此外，通过将Cu含量调整到5.0wt％以下，抑制了磁化的劣化。
这种永磁体含有0.3wt％至2.5wt％的Mn。通过使永磁体含有0.3wt％以上的Mn，可以提高晶界相中的Cu浓度。进一步地，通过使永磁体含有上述范围内的Mn，可以容易地获得包含具有相对大且均匀的晶体粒度的晶粒的晶体结构，从而提高了矩形比。然而，当Mn含量超过2.5wt％时，晶体粒度趋于变小，而不是变大。
据推测，通过使永磁体中含有0.3wt％以上的Mn时，熔点会降低，使得在烧结过程中会出现更多的液相，并且形成Cu等的浓度分布。进一步地，据推测，由于液相出现较多，晶粒的晶体粒度增大。进一步地，据推测，Mn还有助于晶界相的非磁化，从而抑制了晶界相中反向磁畴的出现。
优选地，永磁体还含有1.7wt％至2.5wt％的Zr。进一步地，通过使永磁体含有1.7％至2.5％的Zr，有可能增加永磁体的最大能积(energy product,BH)m，该最大能积是磁体可以承受的最大静磁能量。
进一步地，永磁体的余量包含Co和不可避免的杂质。通过使永磁体含有Co，提高了永磁体的热稳定性。然而，当Co含量过大时，Fe含量相对减少。
不可避免的杂质是指从原材料或制造过程中不可避免地混合在永磁体中的元素。不可避免的杂质的实施例包括但不限于C、N、P、S、Al、Ti、Cr、Ni、Hf、Sn和W。在永磁体中，基于永磁体的总量，不可避免的杂质的总比例优选为5wt％以下，更优选为1wt％以下，最优选为0.1wt％以下。
永磁体的局部区域(即，小区域)中包含的各元素的含量比可以例如通过使用能量色散X射线光谱术(EDX：能量色散X射线光谱法)来测量。
根据本实施方案的永磁体优选具有金相结构，其中晶粒的平均晶体粒度(A.G.)为100μm以上。进一步地，根据本实施方案的永磁体的晶粒的晶体粒度的变异系数(C.V.)可以为0.6以下。
将描述用于测量永磁体的晶粒的平均晶体粒度(A.G.)和变异系数(C.V.)的方法。
首先，用耐水砂纸抛光待测的永磁体。对于耐水砂纸，先用粗砂纸，再用细砂纸反复更换。通过多张耐水砂纸抛光之后，永磁体通过使用抛光机等进行镜面抛光。镜面抛光的永磁体的蚀刻是通过用酸性溶剂浸渍永磁体(或将永磁体浸没在酸性溶剂中)来进行的。在这个过程中，由于晶界20比晶粒10腐蚀得更快，因此清晰地出现晶界，从而可以清楚地观察各晶粒。接下来，永磁体用纯水等清洗，然后干燥。可以通过用光学显微镜观察获得的永磁体的加工表面来观察晶粒。
在本实施方案中，使用晶粒的最大费雷特(Feret)直径(或费雷特长度)用作晶粒的晶体粒度。费雷特直径定义为位于晶粒两侧的两条平行线之间的距离，并且在本公开中，将这种费雷特直径的最大值用作晶粒的晶体粒度。值得注意的是，通过使用图像处理软件可以更准确地测量晶粒的晶体粒度。
获得(即，测定)500μm×500μm的测量区域中含有的晶粒的晶体粒度，并且由这些值来计算晶粒的平均晶体粒度(A.G.)和变异系数(C.V.)。
平均晶体粒度(A.G.)可以是100μm以上，优选为120μm以上。进一步地，虽然对平均晶体粒度的上限没有特别的限制，但平均晶体粒度通常为1,000μm以下，优选为500μm以下。
进一步地，变异系数(C.V.)可以是0.6以下，优选为0.5以下。
进一步地，永磁体的晶界相的厚度t优选为5nm至200nm。在晶体的晶体粒度的上述测量中，晶界相的厚度可以从晶粒之间的平均距离获得。然而，在本实施方案中，由于形成了具有100nm以下厚度的晶界相，因此在上述能量色散X射线光谱术中Cu浓度为10at％以上的范围被用作晶界相的厚度。
<用于制造永磁体的方法>
上述永磁体的晶界相的Cu浓度可以通过例如但不限于调整热处理条件来增加。这种方法的实施例是烧结后固溶处理(solution treatment)步骤分两个阶段进行的方法(参见图6)。在图6所示的实施例中，在第一固溶处理中，在大多数晶粒中加速固相的扩散，而液相被保持在晶界相中。接下来，通过控制降温速率，将除Cu之外的元素从液相排出到固相，因此Cu在液相中浓缩。降温速率优选为0.1℃/min至5℃/min。接下来，在第二固溶处理中，使液相完全消失，并且通过固相的扩散使组合物均质化。通过上述制造方法可以提高晶界相中的Cu浓度。制造方法的每个步骤将在下文中以更详细的方式描述。
首先，制备具有以下组成的合金：R：23wt％至27wt％(R为至少包括Sm的稀土元素的总和)、Fe：22wt％至27wt％、Mn：0.3wt％至2.5wt％、Cu：4.0wt％至5.0wt％、并且余量为Co和不可避免的杂质。关于用于制备合金的方法，该合金可以通过获得具有所需组成的可商购获得的合金来制备，或者可以通过共混上述元素以使所述共混物具有所需组成来制备。
下面将通过使用实施例来描述元素的共混的具体实施例。
首先，作为原料，制备所需的稀土元素，Fe、Mn、Co各金属元素，以及基体合金(basealloy)。值得注意的是，优选选择具有低共熔温度的组成作为基体合金，因为通过这样做，容易使所得合金的组成均质。在本公开中，优选选择FeZr或CuZr并且使其用作基体合金。作为FeZr的实施例，含有约20％的Fe和约80％的Zr的FeZr是合适的。进一步地，作为CuZr的实施例，含有约50％的Cu和约50％的Zr的CuZr是合适的。
可以通过以下来得到均质的合金：将上述原料共混使得该共混物具有所需的组成，将共混物放入由氧化铝等制造的坩埚中，并且在1×10-2托以下的真空中或在惰性气体气氛中、通过使用高频熔化炉使共混物熔解。进一步地，本公开可以包括通过使用模具来铸造熔融合金，从而获得合金锭(alloy ingot)的步骤。或者，作为不同的方法，可以通过将熔融合金滴落到铜辊上来制造具有约1mm厚度的片状合金(速凝铸造(strip casting)法)。
进一步地，在通过上述铸造获得合金锭的情况下，该合金锭可以在固溶处理温度(solution-treatment temperature)下热处理1至20小时。值得注意的是，可以根据合金的组成等适当地调整合金锭的固溶处理温度。
接下来，将合金粉碎成粉末。用于粉碎合金的方法不仅限于任何特定方法，可以视情况从已知方法中选择。例如，首先通过已知的粉碎机将合金锭或片状合金粗粉碎至约100μm至500μm的尺寸，然后通过球磨机或气流粉碎机进行细粉碎。尽管粉末的平均晶体粒度不限于任何特定尺寸，但也可以将合金锭或片状合金粉碎成以下粉末：60质量％以上的粉末的平均晶体粒度为不小于1μm且不大于10μm，优选为约8μm以下、更优选为6μm以下，从而能够缩短烧结步骤(将稍后描述)的烧结时间、并且可以制造均质永磁体。
接下来，将所获得的粉末进行加压成型，从而获得具有所需形状的模制体。在根据本公开的制造方法中，优选将所得粉末在恒定磁场中加压成型，以使粉末的晶体取向一致，从而改善粉末的磁特性。对磁场方向与加压方向之间的关系没有特别的限制，并且它们可以视情况根据产品形状等适当地选择。例如，在制造环状磁体或薄板状磁体时，可以使用平行磁场加压，其中在与加压方向平行的方向上施加磁场。另一方面，为了实现优异的磁特性，优选使用直角磁场加压，其中，以相对于加压方向成直角来施加磁场。
磁场的大小不限于任何特定值，根据产品的用途等，磁场可以是例如15Koe以下的磁场，或者可以是15Koe以上的磁场。然而，为了获得优异的磁性能，优选在15kOe以上的磁场中执行加压成型。进一步地，可以根据产品的尺寸、形状等适当地调整加压成型时的压力。例如，压力可以是0.5至2.0ton/cm2。也就是说，在用于制造根据本公开的永磁体的方法中，为了改善磁性能，尤其优选在15kOe以上的磁场中、在0.5至2.0ton/cm2以下的压力下对粉末进行加压成型，其中垂直于磁场施加压力。
接下来，对模制体进行加热，从而得到烧结体。在根据本公开的该制造方法中，只要使获得的烧结体充分致密化，可以任意确定用于烧结的条件。例如，可以使用已知的条件。为了使烧结体致密化，烧结温度优选为1170至1215℃、更优选为1180至1205℃。通过将温度调节到1215℃以下，可以防止稀土元素(特别是Sm)挥发，从而可以制造具有优异磁特性的永磁体。进一步地，在本公开中，由于Mn的存在而使熔点趋于降低，因此可以在1215℃以下的温度下充分地执行烧结。
关于烧结步骤中的升温条件，为了除去模制体中所含的吸附气体，优选在室温下开始抽真空，并且以1至10℃/min的速率升高温度。在升温过程中，可以使用氢气气氛来代替进行抽真空。即使在这种情况下，优选在1,150℃以下的温度范围内将氢气氛切换为真空气氛。
在防止Sm挥发的情况下，为了使烧结体充分致密化，烧结时间优选为20至210分钟、更优选为30至150分钟。进一步地，为了防止氧化，上述烧结步骤优选在1000Pa以下的真空或惰性气体气氛中执行。进一步地，为了提高烧结体的密度，更优选在100Pa以下的真空中执行烧结步骤。
烧结后，将温度降低至固溶处理温度，并进行固溶处理过程。为了使晶粒的晶体粒度均匀(以抑变异系数(C.V.)的增大)，直至固溶处理温度的降温速率优选为0.01至3℃/min。
固溶处理过程是用于形成1-7相(TbCu7型结构)的步骤，该1-7相是用于分离成2-17相和1-5相的前体。在该制造方法中，分两个阶段进行固溶处理。为了使液相保持在晶界相中，第一固溶处理的温度优选为1,130至1,180℃，更优选为1,140至1,170℃。进一步地，从除Cu之外的元素的均质化方面考虑，第一固溶处理的时间优选为5至150小时，更优选为10至100小时。接下来，通过控制降温速率，将除Cu之外的元素从液相排出到固相，从而在液相中浓缩Cu。降温速率优选为0.1至5℃/min。在第二固溶处理中，使液相完全消失，并且通过固相的扩散来进行组成的均质化。第二固溶的温度优选为1110至1165℃，并且更优选为1120至1160℃。进一步地，从均质化方面考虑，第二固溶处理的时间优选为5至150小时，且更优选为10至100小时。优选在1000pa以下的真空中或在惰性气氛中执行固溶处理。
在固溶处理过程之后，优选将模制体快速冷却到600℃以下。快速冷却的冷却速率优选为80℃/min以上。通过执行快速冷却，维持了1-7相的晶体结构。同时，尽管取决于模制体的形状，但是冷却速率的上限优选为例如250℃/min以下。
接下来，在快速冷却步骤之后，模制体经受老化过程(aging process)，从而形成2-17相和1-5相。尽管老化温度不限于任何特定温度，但为了获得含有2-17相作为主相、且均质地(或均一地)含有2-17相和1-5相的永磁体，优选使用以下方法：将模制体在700至900℃的温度下保持2至20小时，然后将冷却速率设定为2℃/min以下直至模制体冷却至400℃以下。通过模制体在700℃至900℃的温度下保持模制体2至20小时，可以均质地形成2-17相和1-5相。特别地，优选老化处理在800至850℃的温度范围内进行。进一步地，为了得到令人满意的磁特性，冷却速率优选调节至2℃/min以下，更优选为0.5℃/min以下。
通过上述制造方法，可以获得包含多个晶粒和晶界相的永磁体，其中至少一部分晶界相中的Cu浓度为45at％以上。进一步地，根据上述制造方法，可以容易地制造晶粒的平均晶体粒度(A.G.)为100μm以上、并且晶粒的平均晶体粒度的变异系数(C.V.)为0.60以下的永磁体。
[设备]
本公开还可以提供一种包括上述永磁体的设备。这种设备的实施例包括时钟(手表)、电动电机、各种仪器、通信装置、计算机终端、扬声器、视频盘和传感器。进一步地，由于根据本公开的永磁体具有如上所述的高剩余磁通密度、高矫顽力和高矩形比，因此它尤其可以被适当地应用于可变磁场电机等，从而可以获得能够在从低速到高速的宽速率范围内实现高效率的可变磁场电机。
[实施例]
在下文中，将通过使用实施例和比较例来具体描述本公开。值得注意的是，本公开不限于下面对实施例等的描述。
(实施例1至3)
制备(即，混合)各自含有20％的Fe和80％的Zr的基体合金和各种原材料，从而获得表1中所示的实施例1至3的组成。然后，通过高频熔炼炉将它们熔解，并将熔化物铸造成合金锭。
将得到的各基体合金在惰性气体中粗粉碎，使得平均尺寸为约100至500μm，然后使用球磨机在惰性气体中细粉碎成粉末，使得平均尺寸为约6μm。
通过在15kOe的磁场和1ton/cm2的压力下压制粉末来获得模制体。
将各模制体在低于1000Pa的真空中以1200℃烧结80分钟后，随后以1150℃执行第一固溶处理过程20小时。进一步地，以1.0℃/min速率来缓慢冷却模制体，并以1,135℃下执行第二固溶处理过程50小时。接下来，以80℃/min的冷却速率将模制体快速冷却至1000至600℃。快速冷却后，将模制体在850℃保持12小时，然后在模制体以0.5℃/min的冷却速率缓慢冷却至350℃的条件下经受老化过程。通过这些过程，获得了永磁体。
(比较例1和2)
除了将组成改变成表1所示的比较例1、2的组成之外，以与实施例1至3相同的方式得到永磁体。
(实施例4至6)
除了将组成改变为表2所示的实施例4至6的组成，并且将第一固溶处理过程到第二固溶处理过程的缓慢冷却中的降温速度改变为表2所示的实施例4至6的降温速率之外，以与实施例1至3相同的方式得到永磁体。
(比较例3至4)
除了将组成改变为表2所示的比较例3和4的组成，并且将第一固溶处理过程到第二固溶处理过程的缓慢冷却中的降温速率改变为表2所示的比较例3和4的降温速率之外，以与实施例1至3相同的方式获得永磁体。
(比较例5)
除了没有添加Mn之外，以与实施例1相同的方式获得根据比较例5的永磁体。
[评估]
<矩形比的测量>
使用B-H示踪剂测量了得到的永磁体的磁性能，并且得到了它们的矩形比，该矩形比表示为当磁化达到剩余磁化的90％时，磁场(HK)与矫顽力(Hcj)的比值(HK/Hcj)。表1至表2显示了结果。
<在晶界相中Cu浓度的测量>
对每个所得到的永磁体进行切割，并且对于它们的每一者，使用能量色散X射线光谱仪测量(即，观察)包含晶界相的截面(即，在其上可以看到晶界相的截面)。Cu的最大浓度在表1和表2中示出。进一步地，图7和图8示出了实施例2和比较例5的测量结果。
<出现反向磁畴的机制>
对所得到的永磁体中的每一者，在施加磁场的情况下，用克尔效应显微镜观察磁畴，并确定出现反向磁畴的主要机制。结果在表1和表2中示出。
[表1]
表1(当Mn的量改变时)
[表2]
表2(当缓慢冷却速率改变时)
如图7和图8所示，在实施例2和比较例5中都观察到了晶界相中的Cu浓度，但与实施例2的情况一样，由于永磁体中含有0.3至2.5wt％的Mn，Cu的浓度很容易增加。结果，在实施例2中，观察到晶界相中的Cu浓度为45at％以上的部分。类似地，在实施例1和3至6中的每一者中，观察到晶界相中的Cu浓度为45at％以上的部分。
图9为示出了根据实施例1的永磁体的去磁曲线与其反向磁畴的扩散之间的关系的曲线图。在图9中，图是用于一个晶体10的曲线图。在该晶粒10中，当反向磁场在0与-8Koe之间时，没有观察到反向磁畴15，并且当反向磁场为-8Koe时，第一次在晶粒中观察到反向磁畴15。进一步地，当反向磁场为-13Koe时，完成磁反转。如上所述，假设根据本公开的永磁体从出现反向磁畴到完成磁反转需要强的反转磁场，并且因此，在去磁曲线中，反向磁场的小区域中的曲线的倾斜度变得小于节点(knick point)处的倾斜度，从而大大改善了矩形度。在其他实施例中也得到了类似的结果。
如表1和表2所示，已经确认根据实施例1至6的每个永磁体包含多个晶粒和晶界相，并且在每个晶界相中，至少一部分晶界相中的Cu浓度为45at％以上。已经确认，在根据实施例1至6的每个永磁体中，在晶粒内部出现了反向磁畴，并且矩形比(Hk/Hcj)为65％以上。
尽管已经用上述实施方案描述了本公开，但是本公开不限于上述实施方案的配置。也就是说，毋庸讳言，本公开的范围包括本领域技术人员可以进行的各种修改、修正和组合，而不背离本申请的权利要求所规定的本公开的范围和精神。
从如此描述的公开内容可以明显地看出，本公开的实施方案可以以许多方式改变。这些变化不应被视为背离了本公开的精神和范围，并且本领域技术人员显而易见的所有这样的修改旨在包括在所附权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种永磁体，所述永磁体包括烧结体，所述烧结体具有以下组成：
R：23wt％至27wt％，其中R为至少包括Sm的稀土元素的总和；Fe：22wt％至27wt％；Mn：0.3wt％至2.5wt％；Cu：4.0wt％至5.0wt％；并且余量为Co和不可避免的杂质，
其中，所述烧结体包含多个晶粒和晶界相，并且至少部分所述晶界相中的Cu浓度为45at％以上。
2.根据权利要求1所述的永磁体，所述永磁体还包括Zr：1.7wt％至2.5wt％。
3.根据权利要求1所述的永磁体，其中，所述晶粒具有Th2Zn17型结构的相和RCo5型结构的相。
4.根据权利要求1所述的永磁体，其中，所述晶粒的平均晶体粒度A.G.为100μm以上。
5.根据权利要求4所述的永磁体，其中，所述晶粒的晶体粒度的变异系数C.V.为0.60以下。
6.根据权利要求1所述的永磁体，其中，所述晶界相的厚度t为5nm至200nm。
7.根据权利要求1所述的永磁体，其中，当对所述永磁体施加反向磁场时，在至少一些所述晶粒的内部出现反向磁畴，并且所述反向磁畴在所述晶粒的整个内部扩散。
8.一种设备，所述设备包括根据权利要求1至7中任一项所述的永磁体。
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