DE112020007065T5

DE112020007065T5 - Seltenerd-sintermagnet, verfahren zum produzieren eines seltenerd-sintermagneten, rotor und rotationsmaschine

Info

Publication number: DE112020007065T5
Application number: DE112020007065.4T
Authority: DE
Inventors: Akito Iwasaki; Yukina Yoshioka; Yoshikazu Nakano; Yasutaka Nakamura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2023-01-26
Also published as: KR102620474B1; WO2021205580A1; JP7214043B2; KR20220144858A; CN115398574B; US20230079836A1; JPWO2021205580A1; CN115398574A

Abstract

Eine Aufgabe besteht darin, einen Seltenerd-Sintermagneten (1) zu erhalten, der in der Lage ist, bei Raumtemperatur Magneteigenschaften aufrechtzuerhalten, die denjenigen von Sintermagneten auf Nd-Fe-B-Basis gleichwertig sind, und zu verhindern, dass sich die Magneteigenschaften mit steigender Temperatur verschlechtern, wodurch die Verwendung von Nd und Dy reduziert wird. Der Seltenerd-Sintermagnet (1) gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: eine Hauptphase (10), welche die allgemeine Formel (Nd, La, Sm)-Fe-B erfüllt und Kristallkörner auf Grundlage von R2Fe14B-Kristallstrukturen beinhaltet; und eine kristalline Subphase (20) auf Grundlage einer Oxidphase, die durch (Nd, La, Sm)-O dargestellt ist. Die Subphase (20) weist eine höhere Sm-Konzentration als die Hauptphase (10) auf.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Seltenerd-Sintermagneten, der ein Dauermagnet ist und der durch Sintern eines Materials, das ein Seltenerdelement enthält, erhalten wird, ein Verfahren zum Produzieren eines Seltenerd-Sintermagneten, einen Rotor und eine Rotationsmaschine.
Hintergrund
Bekannte Dauermagneten auf R-T-B-Basis weisen eine tetragonale intermetallische R₂T₁₄B-Verbindung als Hauptphase auf. R ist ein Seltenerdelement, T ist ein Übergangsmetallelement, wie etwa Fe (Eisen) oder Fe, dessen Anteil durch Kobalt (Co) ersetzt ist, und B ist Bor. Dauermagneten auf R-T-B-Basis werden für verschiedene Komponenten mit hoher Wertschöpfung verwendet, einschließlich Industriemotoren. Insbesondere weisen Sintermagneten auf Nd-Fe-B-Basis, bei denen R Neodym (Nd) ist, hervorragende Magneteigenschaften auf und werden daher für verschiedene Komponenten verwendet. Da Industriemotoren häufig in einer Umgebung mit hohen Temperaturen von über 100 °C verwendet werden, wurde außerdem versucht, die Koerzitivkraft und die Hitzebeständigkeit zu verbessern, indem den Dauermagneten auf Nd-T-B-Basis schwere Seltenerdelemente, wie etwa Dysprosium (Dy), hinzugefügt wurden.
In den letzten Jahren wurde die Produktion von Sintermagneten auf Nd-Fe-B-Basis ausgeweitet und erhöhte sich der Verbrauch von Nd und Dy. Leider sind Nd und Dy teuer und bergen zudem ein Beschaffungsrisiko aufgrund der sehr ungleichmäßigen Verteilung. Eine mögliche Maßnahme zum Reduzieren des Nd- und Dy-Verbrauchs ist daher die Verwendung anderer Seltenerdelemente als R, wie Cer (Ce), Lanthan (La), Samarium (Sm), Scandium (Sc), Gadolinium (Gd), Yttrium (Y) und Lutetium (Lu). Wenn Nd ganz oder teilweise durch diese Elemente substituiert wird, verschlechtern sich leider bekanntlich die Magneteigenschaften signifikant. Im Falle der Verwendung dieser Elemente zum Produzieren von Sintermagneten auf Nd-Fe-B-Basis wurde daher herkömmlicherweise versucht, eine Technologie zu entwickeln, die es ermöglicht, eine Verschlechterung der Magneteigenschaften bei steigender Temperatur zu verhindern.
Patentliteratur 1 offenbart einen Dauermagneten mit einer tetragonalen R₂Fe₁₄B-Kristallstruktur und mit der Zusammensetzungsformel (Nd_1-x-yLa_xSm_y)₂Fe₁₄B, wobei x im Bereich von 0,01 bis 0,16 liegt und y im Bereich von 0,01 bis 0,16 liegt. Gemäß Patentliteratur 1 verhindert die Hinzufügung von La und Sm im vorstehenden Zusammensetzungsbereich zum Dauermagneten auf Nd-Fe-B-Basis eine Verschlechterung der Magneteigenschaften bei steigender Temperatur.
Patentliteratur 2 offenbart einen Seltenerd-Sintermagneten, der durch die Zusammensetzungsformel (R1_x+R2_y)T_100-x-y-zQ_z ausgedrückt ist und Kristallkörner mit Kristallstrukturen vom Nd₂Fe₁₄B-Typ als Hauptphasen beinhaltet, wobei x im Bereich von 8 At-% bis 18 At-% liegt, y im Bereich von 0,1 At-% bis 3,5 At-% liegt, z im Bereich von 3 At-% bis 20 At-% liegt und mindestens ein Teil der Korngrenzphase eine höhere Konzentration von R₂ als die Kristallkörner der Hauptphase aufweist. R1 ist mindestens ein Element, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus allen Seltenerdelementen außer La, Y und Sc, und R2 ist mindestens ein Element, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus La, Y und Sc. T ist mindestens ein Element, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus allen Übergangselementen, und Q ist mindestens ein Element, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus B und Kohlenstoff (C). Gemäß Patentliteratur 2 ermöglicht die Diffusion von Elementen, wie etwa Y, in der gesamten Korngrenzphase, dass die für die Hauptphase wichtigen Seltenerdelemente, wie etwa Nd und Pr, effizient verwendet werden können, ohne in der Korngrenzphase verbraucht zu werden. Dadurch ist es möglich, einen Seltenerd-Sintermagneten bereitzustellen, der eine hohe Magnetisierung der Hauptphase aufrechterhält und hervorragende Magneteigenschaften zeigt.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: PCT-Offenlegungsschrift Nr. 2019/111328
Patentliteratur 2: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-190404

Kurzdarstellung
Technisches Problem
Der in der Patentliteratur 1 beschriebene Dauermagnet weist keine kristalline Subphase auf und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, dass La und Sm, die zu Nd₂Fe₁₄B hinzugefügt wurden, gleichmäßig im Dauermagneten verteilt sind. Aus diesem Grund kann die Nd-Konzentration in der Hauptphase relativ gesehen niedriger sein als diejenige bei einem normalen Nd₂Fe₁₄B-Magneten, was zu einer Verschlechterung der Magneteigenschaften bei Raumtemperatur führt. Bei dem in der Patentliteratur 2 beschriebenen Seltenerd-Sintermagneten besteht die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Magneteigenschaften bei steigender Temperatur signifikant verschlechtern. Damit der in Patentliteratur 2 beschriebene Seltenerd-Sintermagnet eine hohe Koerzitivkraft aufrechterhält, muss zusätzlich ein Element hinzugefügt werden, das zur Verbesserung der Magneteigenschaften beiträgt, wie etwa Co und Nickel (Ni). Wenn zu dem in Patentliteratur 2 beschriebenen Seltenerd-Sintermagneten Ce hinzugefügt wird, ist das Ce im Sintermagneten darüber hinaus im Wesentlichen gleichmäßig vorhanden, und die Magnetisierung verringert sich mit zunehmender Menge des hinzugefügten Ce monoton. Der in Patentliteratur 2 beschriebene Seltenerd-Sintermagnet weist somit Raum für Verbesserungen in Bezug auf die Magneteigenschaften auf. Aus diesem Grund besteht ein Bedarf an Dauermagneten, die in der Lage sind, bei Raumtemperatur Magneteigenschaften aufrechtzuerhalten, die denjenigen von Sintermagneten auf Nd-Fe-B-Basis gleichwertig sind, sowie zu verhindern, dass sich die Magneteigenschaften mit steigender Temperatur verschlechtern.
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts der vorstehenden Ausführungen gemacht und eine Aufgabe davon besteht darin, einen Seltenerd-Sintermagneten zu erhalten, der in der Lage ist, bei Raumtemperatur die Magneteigenschaften aufrechtzuerhalten, die denjenigen von Sintermagneten auf Nd-Fe-B-Basis gleichwertig sind, und zu verhindern, dass sich die Magneteigenschaften mit steigender Temperatur verschlechtern, wodurch die Verwendung von Nd und Dy reduziert wird.
Lösung des Problems
Um das vorstehende Problem zu lösen und die Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Offenbarung einen Seltenerd-Sintermagneten bereit, der Folgendes umfasst: eine Hauptphase, welche die allgemeine Formel (Nd, La, Sm)-Fe-B erfüllt und ein Kristallkorn auf Grundlage einer R₂Fe₁₄B-Kristallstruktur beinhaltet; und eine kristalline Subphase auf Grundlage einer Oxidphase, die durch (Nd, La, Sm)-O dargestellt ist. Die Subphase weist eine höhere Sm-Konzentration als die Hauptphase auf.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung kann den Effekt des Aufrechterhaltens von Magneteigenschaften bei Raumtemperatur, die denjenigen von Sintermagneten auf Nd-Fe-B-Basis gleichwertig sind, sowie des Verhinderns, dass sich die Magneteigenschaften mit steigender Temperatur verschlechtern, wodurch die Verwendung von Nd und Dy reduziert wird, erreichen.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, die schematisch eine beispielhafte Sinterstruktur eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist eine Darstellung, die Atomorte in einer tetragonalen Nd₂Fe₁₄B-Kristallstruktur veranschaulicht.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Prozedur eines Verfahrens zum Produzieren einer Seltenerd-Magnetlegierung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
4 ist eine Darstellung, die schematisch das Verfahren zum Produzieren einer Seltenerd-Magnetlegierung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Prozedur eines Verfahrens zum Produzieren eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine beispielhafte Konfiguration eines Rotors veranschaulicht, der mit einem Seltenerd-Sintermagneten gemäß einer dritten Ausführungsform ausgestattet ist.
7 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine beispielhafte Konfiguration einer Rotationsmaschine veranschaulicht, die mit einem Rotor gemäß einer vierten Ausführungsform ausgestattet ist.
8 ist ein Zusammensetzungsbild, das durch Analysieren eines Querschnitts eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß den Beispielen 1 bis 5 mit einem Feldemissionselektronensonden-Mikroanalysator erhalten wurde.
9 ist eine Elementkarte von Nd, die durch Analysieren eines Querschnitts eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß den Beispielen 1 bis 5 mit einem FE-EPMA erhalten wurde.
10 ist eine Elementkarte von La, die durch Analysieren eines Querschnitts eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß den Beispielen 1 bis 5 mit einem FE-EPMA erhalten wurde.
11 ist eine Elementkarte von Sm, die durch Analysieren eines Querschnitts eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß den Beispielen 1 bis 5 mit einem FE-EPMA erhalten wurde.
12 ist eine Elementkarte von Fe, die durch Analysieren eines Querschnitts eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß den Beispielen 1 bis 5 mit einem FE-EPMA erhalten wurde.
13 ist eine Elementkarte von B, die durch Analysieren eines Querschnitts eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß den Beispielen 1 bis 5 mit einem FE-EPMA erhalten wurde.
14 ist eine Darstellung, welche die Kern-Hülle-Struktur von Nd in der Hauptphase des Zusammensetzungsbilds in 8 durch Vergleich zwischen dem Zusammensetzungsbild in 8 und der Elementkarte von Nd in 9 veranschaulicht.
15 ist eine Darstellung, welche die Kern-Hülle-Struktur von Nd in der Hauptphase der Elementkarte in 9 durch Vergleich zwischen dem Zusammensetzungsbild in 8 und der Elementkarte von Nd in 9 veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ein Seltenerd-Sintermagnet, ein Verfahren zum Produzieren eines Seltenerd-Sintermagneten, ein Rotor und eine Rotationsmaschine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
Erste Ausführungsform.
1 ist eine Darstellung, die schematisch eine beispielhafte Sinterstruktur eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Der Dauermagnet gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Seltenerd-Sintermagnet 1, der eine Hauptphase 10 und eine kristalline Subphase 20 beinhaltet. Die Hauptphase 10, welche die allgemeine Formel (Nd, La, Sm)-Fe-B erfüllt, ist ein Kristallkorn auf der Grundlage einer tetragonalen R₂Fe₁₄B-Kristallstruktur. Die Subphase 20 basiert auf einer Oxidphase, die durch (Nd, La, Sm)-O dargestellt ist.
Die Hauptphase 10 weist eine tetragonale R₂Fe₁₄B-Kristallstruktur auf, wobei R für Nd, La und Sm steht. Das heißt, die Hauptphase 10 weist die Zusammensetzungsformel (Nd, La, Sm)₂Fe₁₄B auf. Das Ergebnis der Berechnung der Magnetwechselwirkungsenergie unter Verwendung eines Molekülorbitalverfahrens zeigt, dass eine Zusammensetzung, bei der La und Sm zu Nd hinzugefügt werden, einen praktischen Seltenerd-Sintermagneten 1 bildet. Aus diesem Grund handelt es sich bei R des Seltenerd-Sintermagneten 1 mit einer tetragonalen R₂Fe₁₄B-Kristallstruktur um Seltenerdelemente, die aus Nd, La und Sm bestehen. Es ist anzumerken, dass eine übermäßige Hinzufügung von La und Sm eine Verringerung der Menge an Nd verursacht, wobei es sich um ein Element mit einer hohen Magnetanisotropiekonstante und einer hohen Sättigungsmagnetpolarisation handelt. Infolgedessen verschlechtern sich die Magneteigenschaften. Aus diesem Grund ist das Zusammensetzungsverhältnis von Nd, La und Sm vorzugsweise Nd>(La+Sm).
Die durchschnittliche Korngröße des Kristallkorns der Hauptphase 10 beträgt vorzugsweise 100 um oder weniger. Wie in 1 veranschaulicht, beinhaltet das Kristallkorn der Hauptphase 10 einen Kernabschnitt 11 und einen Hüllenabschnitt 12, der am Außenumfang des Kernabschnitts 11 bereitgestellt ist. Der Hüllenabschnitt 12 kann einen Teil des Außenumfangs des Kernabschnitts 11 abdecken. In einem Beispiel ist der Hüllenabschnitt 12 in einer Region bereitgestellt, die in Kontakt mit der Subphase 20 steht.
In der ersten Ausführungsform ist die Nd-Konzentration im Hüllenabschnitt 12 gleich oder höher als die Nd-Konzentration im Kernabschnitt 11. Die Nd-Konzentration im Hüllenabschnitt 12 liegt wünschenswerterweise im Bereich des Ein- bis Fünffachen der Nd-Konzentration im Kernabschnitt 11. Die Nd-Konzentration im Kernabschnitt 11 ist gering und wird teilweise durch La und Sm ersetzt, wodurch es möglich ist, die Materialkosten im Vergleich zu allgemeinen Nd₂Fe₁₄B-Magneten zu reduzieren. Da der Hüllenabschnitt 12, der eine höhere Nd-Konzentration als der Kernabschnitt 11 aufweist, an der Umfangskante der Kristallkörner bereitgestellt ist, ist es außerdem möglich, die Magnetanisotropie zu verbessern und eine Magnetisierungsumkehr zu verhindern. Wie oben beschrieben, ermöglichen es die Kristallkörner der Hauptphase 10 mit einer Kern-Schale-Struktur, eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften zu verhindern und den Einsatz von Nd zu verringern.
Die kristalline Subphase 20 ist zwischen den Hauptphasen 10 vorhanden. Wie vorstehend beschrieben, ist die kristalline Subphase 20 durch (Nd, La, Sm)-O dargestellt, wobei (Nd, La, Sm) bedeutet, dass ein Teil von Nd durch La und Sm ersetzt ist.
In dem Seltenerd-Sintermagneten 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist La in der Subphase 20 segregiert und bedeckt mindestens einen Teil der Oberfläche der Hauptphase 10. Sm ist in der Hauptphase 10 und der Subphase 20 dispergiert, wobei die Sm-Konzentration in der Hauptphase 10 und der Unterphase 20 unterschiedlich ist. Insbesondere ist die Sm-Konzentration in der Unterphase 20 höher als die Sm-Konzentration in der Hauptphase 10. Der relationale Ausdruck 1<Y₂/Y₁<X₂/X₁ ist erfüllt, wobei X₁ die Konzentration von in der Hauptphase 10 enthaltenem La darstellt, X₂ die Konzentration von in der Subphase 20 enthaltenem La darstellt, Y₁ die Konzentration von in der Hauptphase 10 enthaltenem Sm darstellt und Y₂ die Konzentration von in der Subphase 20 enthaltenem Sm darstellt. La wird im Prozess der Produktion, insbesondere bei der Wärmebehandlung, in der Korngrenze segregiert, wodurch Nd in der gesamten Hauptphase 10 relativ diffundiert ist. Infolgedessen stellt der Seltenerd-Sintermagnet 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine verbesserte Magnetisierung bereit, da das Nd in der Hauptphase 10 nicht an der Korngrenze verbraucht wird. Sm, das in der Subphase 20 in einer höheren Konzentration vorhanden ist als in der Hauptphase 10, ermöglicht eine relative Diffusion von Nd in der gesamten Hauptphase 10 wie bei La, was zu einer verbesserten Magnetisierung führt. Darüber hinaus ist Sm, das ebenfalls in den Kristallkörnern der Hauptphase 10 vorhanden ist, mit Fe, einer ferromagnetischen Substanz in derselben Magnetisierungsrichtung, gekoppelt, um dadurch zur Verbesserung der Restmagnetflussdichte beizutragen. Die Struktur, bei der La in der Subphase 20 segregiert ist und Sm in der Subphase 20 in einer höheren Konzentration vorhanden ist als in der Hauptphase 10, beinhaltet die Hauptphase 10 mit einer Kern-Hülle-Struktur mit unterschiedlichen Nd-Konzentrationen.
Der Seltenerd-Sintermagnet 1 gemäß der ersten Ausführungsform kann ein Zusatzelement M enthalten, das die Magneteigenschaften verbessert. Bei dem Zusatzelement M handelt es sich um ein oder mehrere Elemente, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Co, Zirkonium (Zr), Titan (Ti), Gallium (Ga), Praseodym (Pr), Niob (Nb), Dy, Terbium (Tb), Mangan (Mn), Gd und Holmium (Ho).
Der Seltenerd-Sintermagnet 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist daher durch die allgemeine Formel (Nd_aLa_bSm_c) Fe_dB_eM_f ausgedrückt, wobei es sich bei M um ein oder mehrere Elemente handelt, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Al, Cu, Co, Zr, Ti, Ga, Pr, Nb, Dy, Tb, Mn, Gd und Ho. Es ist wünschenswert, dass a, b, c, d, e und f die folgenden relationalen Ausdrücke erfüllen. $5 \leq a \leq 20$
$0 < b + c < a$
$70 \leq d \leq 90$
$0,5 \leq e \leq 10$
$0 \leq f \leq 5$
$a + b + c + e = 100 At - %$
Als Nächstes wird beschrieben, an welchen Atomorten der tetragonalen R₂Fe₁₄B-Kristallstruktur La und Sm die assoziierten Atome ersetzen. 2 ist eine Darstellung, die Atomorte in einer tetragonalen Nd₂Fe₁₄B-Kristallstruktur veranschaulicht (Quelle: J. F. Herbst et al., PHYSICAL REVIEW B, Bd. 29, Nr. 7, S. 4176-4178, 1984). Die Substitutionsorte werden anhand des numerischen Werts der mit der Substitution assoziierten Stabilisierungsenergie bestimmt, die unter Verwendung der Bandberechnung und der Molekularfeldnäherung auf der Grundlage des Heisenberg-Modells berechnet wird.

Zunächst wird ein Verfahren zum Berechnen der Stabilisierungsenergie in La beschrieben. Die Stabilisierungsenergie in La kann als die Energiedifferenz zwischen (Nd₇La₁) Fe₅₆B₄+Nd und Nd₈ (Fe₅₅La₁)B₄+Fe unter Verwendung von Nd₈Fe₅₆B₄-Kristallzellen berechnet werden. Ein Ort mit einem geringeren Energiewert wird stabiler, wenn das assoziierte Atom an diesem Ort ersetzt wird. Das heißt, La kann ein Atom an einem Atomort, der die geringste Energie unter den Atomorten aufweist, leicht ersetzen. Bei dieser Berechnung wird angenommen, dass die Differenz im Atomradius keine Änderung der Gitterkonstante in der tetragonalen R₂Fe₁₄B-Kristallstruktur verursacht, wenn La das ursprüngliche Atom ersetzt. Tabelle 1 zeigt die Stabilisierungsenergie von La an jedem Substitutionsort bei verschiedenen Umgebungstemperaturen.
[Tabelle 1] (Tabelle 1)

Substitutionsort für La	Temperatur
Substitutionsort für La	293 K	500 K	1000 K	1300 K	1400 K	1500 K
Nd(f)	-136,372	-84, 943	-48,524	-40,132	-38,132	-35,451
Nd(g)	-132,613	-82,740	-47,442	-38,211	-36,358	-34,753
Fe(k1)	-135,939	-80,596	-41,428	-32,390	-30,237	-17,095
Fe(k2)	-127,480	-75, 638	-38, 948	-30,482	-28,466	-26,719
Fe(jl)	-124,248	-73,076	-38, 003	-29,754	-27,791	-26,089
Fe(j2)	-117,148	-71,400	-35,923	-28,816	-26,917	-25,271
Fe(e)	-130, 814	-77,593	-39, 926	-31,235	-29,164	-27,371
Fe(c)	-148,317	-87,850	-45, 055	-35,179	-32,828	-30,789
Einheit: eV

Tabelle 1 gibt, dass es sich bei den stabilen Substitutionsorten für La um Nd(f)-Orte bei Temperaturen von 1000 K und höher und Fe(c)-Orte bei Temperaturen von 293 K und 500 K handelt. Wie später beschrieben wird, wird das Rohmaterial des Seltenerd-Sintermagneten 1 gemäß der ersten Ausführungsform bei einer Temperatur von 1000 K oder mehr erhitzt und geschmolzen und anschließend schnell abgekühlt. Es wird daher erwogen, dass die Temperatur des Rohmaterials des Seltenerd-Sintermagneten 1 bei 1000 K oder höher, d. h. bei 727 °C oder höher, gehalten wird. Wenn der Seltenerd-Sintermagnet 1 unter Verwendung des später beschriebenen Verfahrens produziert wird, wird erwogen, dass La an den Nd(f)-Orten oder den Nd(g)-Orten auch bei Raumtemperatur für Nd substituiert wird. Es wird erwogen, dass La bevorzugt an energetisch stabilen Nd(f)-Orten für Nd substituiert wird, aber auch an Nd(g)-Orten, die eine geringe Energiedifferenz zu den Nd(f)-Orten aufweisen, für Nd substituiert werden kann. Aus diesem Grund werden Nd(g)-Orte als Kandidaten für die Substitutionsorte für La erwähnt. Dies wird auch durch einen Forschungsbericht unterstützt (Quelle: YAO Qingrong et al., JOURNAL OF RARE EARTHS, Bd. 34, Nr. 11, S. 1121-1125, 2016). Diesem Forschungsbericht zufolge bildet sich, wenn eine La-Fe-B-Legierung bei 1073 K, d. h. 800 °C, geschmolzen und anschließend mit Eiswasser abgekühlt wird, tetragonales La₂Fe₁₄B, d. h., La tritt nicht in Fe(c)-Orte ein, sondern tritt in Orte ein, die den Nd(f)-Orten oder Nd(g)-Orten in 2 entsprechen.

Als Nächstes wird ein Verfahren zum Berechnen der Stabilisierungsenergie in Sm beschrieben. Die Stabilisierungsenergie von Sm kann als die Energiedifferenz zwischen (Nd₇Sm₁) Fe₅₆B₄+Nd und Nd₈(Fe₅₅Sm₁)B₄+Fe berechnet werden. Wie im Falle von La verursacht die Atomsubstitution keine Änderung der Gitterkonstante in der tetragonalen R₂Fe₁₄B-Kristallstruktur. Tabelle 2 zeigt die Stabilisierungsenergie von Sm an jedem Substitutionsort bei verschiedenen Umgebungstemperaturen.
[Tabelle 2] (Tabelle 2)

Substitutionsort für Sm	Temperatur
Substitutionsort für Sm	293 K	500 K	1000 K	1300 K	1400 K	1500 K
Nd (f)	-164,960	-101, 695	-56,921	-46, 589	-44,128	-41,976
Nd(g)	-168,180	-103,583	-57,865	-47,315	-44,803	-42,626
Fe(k1)	-136,797	-80, 098	-41,679	-32,583	-17,350	-16,343
Fe(k2)	-127,769	-75,808	-38,482	-29, 603	-28,528	-25,696
Fe(jl)	-122,726	-73,304	-37,783	-28,392	-26,525	-24,681
Fe (j 2)	-124,483	-73,883	-38,072	-28,483	-26,610	-24,985
Fe (e)	125,937	72,525	35,301	26,633	24,450	22,782
Fe (c)	-155,804	-94,457	-48,359	-37,720	-35,187	-32,992
Einheit: eV

Tabelle 2 gibt an, dass stabile Substitutionsorte für Sm bei einer beliebigen Temperatur Nd(g)-Orte sind. Es wird erwogen, dass Sm bevorzugt an energetisch stabilen Nd(g)-Orten für Nd substituiert wird, aber auch an Nd(f)-Orten, die eine geringe Energiedifferenz zu den Nd(g)-Orten aufweisen, für Nd substituiert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, beinhaltet der Seltenerd-Sintermagnet 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Hauptphase 10 und die kristalline Subphase 20, wobei die Hauptphase 10 die allgemeine Formel (Nd, La, Sm)-Fe-B erfüllt und ein Kristallkorn auf der Grundlage einer R₂Fe₁₄B-Kristallstruktur beinhaltet, wobei die Subphase 20 auf einer Oxidphase basiert, die durch (Nd, La, Sm)-O dargestellt ist. Die Subphase 20 weist eine höhere Sm-Konzentration als die Hauptphase 10 auf. Folglich trägt Sm dazu bei, zu ermöglichen, dass ND in der gesamten Hauptphase 10 relativ diffundiert, was zu einer verbesserten Magnetisierung der Hauptphase 10 und einer verbesserten Restmagnetflussdichte führt. Das heißt, eine relative Verringerung der Nd-Konzentration in der Hauptphase 10 wird verhindert. Infolgedessen kann der Seltenerd-Sintermagnet 1 seine hohen Magneteigenschaften bei Raumtemperatur aufrechterhalten und verhindert, dass sich die Magneteigenschaften bei steigender Temperatur verschlechtern, wodurch die Verwendung von Nd und Dy reduziert wird.
In dem Seltenerd-Sintermagneten 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist La in der Subphase 20 segregiert. Dementsprechend ermöglicht La eine relative Diffusion von Nd in der gesamten Hauptphase 10 und wird Nd in der Hauptphase 10 nicht an der Korngrenze verbraucht, was zu einer verbesserten Magnetisierung führt. Infolgedessen ist es möglich, hohe Magneteigenschaften bei Raumtemperatur aufrechtzuerhalten und zu verhindern, dass sich die Magneteigenschaften bei steigender Temperatur verschlechtern. Außerdem ist es möglich, eine hohe Koerzitivkraft auch ohne Hinzufügung eines Elements aufrechtzuerhalten, das zur Verbesserung der Magneteigenschaften beiträgt, wie etwa Co und Ni, wie in Patentliteratur 2.
Darüber hinaus beinhaltet die Hauptphase 10 den Kernabschnitt 11 und den Hüllenabschnitt 12, der am Außenumfang des Kernabschnitts 11 platziert ist, und weist der Hüllenabschnitt 12 eine höhere Nd-Konzentration als der Kernabschnitt 11 auf. Folglich ist es möglich, die Magnetanisotropie zu verbessern, eine Magnetisierungsumkehr zu verhindern und hohe Magneteigenschaften bei Raumtemperatur aufrechtzuerhalten.
Außerdem bedeckt das in der Subphase 20 segregierte La mindestens einen Teil der Oberfläche der Hauptphase 10. Darüber hinaus gilt 1<Y₂/Y₁<X₂/X₁, wobei X₁ die Konzentration von in der Hauptphase 10 enthaltenem La darstellt, X₂ die Konzentration von in der Subphase 20 enthaltenem La darstellt, Y₁ die Konzentration von in der Hauptphase 10 enthaltenem Sm darstellt und Y₂ die Konzentration von in der Subphase 20 enthaltenem Sm darstellt. Folglich wird La im Prozess der Produktion an der Korngrenze segregiert und ermöglicht, dass Nd in der gesamten Hauptphase 10 relativ diffundiert. Infolgedessen ist es möglich, eine relative Verringerung der Nd-Konzentration in der Hauptphase 10 aufgrund des Verbrauchs des Nd an der Korngrenzen zu verhindern und hohe Magneteigenschaften bei Raumtemperatur aufrechtzuerhalten und zu verhindern, dass sich die Magneteigenschaften bei steigender Temperatur verschlechtern.
Zweite Ausführungsform.
In der zweiten Ausführungsform wird ein Verfahren zum Produzieren des in der ersten Ausführungsform beschriebenen Seltenerd-Sintermagneten 1 beschrieben. Da ein solches Verfahren in ein Verfahren zum Produzieren einer Seltenerd-Magnetlegierung, die das Rohmaterial für den Seltenerd-Sintermagneten 1 ist, und ein Verfahren zum Produzieren des Seltenerd-Sintermagneten 1 unter Verwendung der Seltenerd-Magnetlegierung unterteilt ist, werden diese beiden Verfahren nachfolgend einzeln beschrieben.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Prozedur eines Verfahrens zum Produzieren einer Seltenerd-Magnetlegierung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. 4 ist eine Darstellung, die schematisch das Verfahren zum Produzieren einer Seltenerd-Magnetlegierung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
Wie in 3 veranschaulicht, beinhaltet das Verfahren zum Produzieren einer Seltenerd-Magnetlegierung zunächst einen Schmelzschritt (Schritt S1) zum Erhitzen und Schmelzen des Rohmaterials der Seltenerd-Magnetlegierung bei einer Temperatur von 1000 K oder höher, einen primären Abkühlschritt (Schritt S2) zum Abkühlen des geschmolzenen Rohmaterials auf einem rotierenden Körper, um eine erstarrte Legierung zu erhalten, und einen sekundären Abkühlschritt (Schritt S3) zum weiteren Abkühlen der erstarrten Legierung in einem Behälter. Jeder Schritt wird nachstehend beschrieben.
Im Schmelzschritt S1, wie in 4 veranschaulicht, wird das Rohmaterial der Seltenerd-Magnetlegierung bei einer Temperatur von 1000 K oder höher in einem Tiegel 31 in einer Atmosphäre, die ein Inertgas, wie etwa Argon (Ar), enthält, oder in einem Vakuum erhitzt und geschmolzen. Folglich schmilzt die Seltenerd-Magnetlegierung zu einer geschmolzenen Legierung 32. Als Rohmaterial kann eine Kombination von Materialien von Nd, La, Sm, Fe und B verwendet werden. Zu diesem Zeitpunkt können ein oder mehrere Elemente, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Al, Cu, Co, Zr, Ti, Ga, Pr, Nb, Dy, Tb, Mn, Gd und Ho, als Zusatzelement M im Rohmaterial enthalten sein.
Als Nächstes wird im primären Abkühlschritt S2, wie in 4 veranschaulicht, die im Schmelzschritt hergestellte geschmolzene Legierung 32 einem Zwischenbehälter 33 zugeführt und anschließend einer einzelnen Walze 34 zugeführt, bei der es sich um einen rotierenden Körper handelt, der in die Richtung des Pfeils rotiert. Folglich wird die geschmolzene Legierung 32 auf der einzelnen Walze 34 schnell abgekühlt, sodass auf der einzelnen Walze 34 aus der geschmolzenen Legierung 32 eine erstarrte Legierung 35 hergestellt wird, die dünner ist als die Blocklegierung. In diesem Beispiel wird eine einzelne Walze 34 als Rotationskörper verwendet, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt und es können Zwillingswalzen, eine Rotationsscheibe, eine zylindrische Rotationsform oder dergleichen für die schnelle Kontaktabkühlung verwendet werden. Unter dem Gesichtspunkt des effizienten Erhaltens der dünnen erstarrten Legierung 35 liegt die Abkühlrate im primären Abkühlschritt vorzugsweise im Bereich von 10 °C/s bis 10⁷ °C/s, und weiter bevorzugt im Bereich von 10³ °C/s bis 10⁴ °C/s. Die Dicke der erstarrten Legierung 35 liegt im Bereich von 0,03 mm bis 10 mm. Die geschmolzene Legierung 32 beginnt an dem Abschnitt zu erstarren, der mit der einzelnen Walze 34 in Kontakt steht, was ermöglicht, dass Kristalle von der Kontaktfläche mit der einzelnen Walze 34 aus säulenförmig oder nadelförmig die Dickenrichtung wachsen.
Danach wird im sekundären Abkühlschritt S3, wie in 4 veranschaulicht, die im primären Abkühlschritt hergestellte dünnen erstarrte Legierung 35 in einem Schalenbehälter 36 platziert und abgekühlt. Beim Eintritt in den Schalenbehälter 36 wird die dünne erstarrte Legierung 35 in schuppenförmige Stücke der Seltenerd-Magnetlegierung 37 zerkleinert und abgekühlt. In Abhängigkeit von der Abkühlungsrate können anstelle von schuppenförmigen Stücken auch bandförmige Stücke der Seltenerd-Magnetlegierung 37 erhalten werden. Unter dem Gesichtspunkt des Erhaltens der Seltenerd-Magnetlegierung 37 mit einer Struktur mit vorteilhaften Temperatureigenschaften der Magneteigenschaften liegt die Abkühlrate in dem sekundären Abkühlschritt vorzugsweise im Bereich von 10^-2 °C/s bis 10⁵ °C/s und weiter bevorzugt im Bereich von 10^-1 °C/s bis 10² °C/s.
Die durch diese Schritte erhaltene Seltenerd-Magnetlegierung 37 weist eine feine Kristallstruktur auf, die eine (Nd, La, Sm)-Fe-B-Kristallphase mit einer Nebenachsengröße von 3 um bis 10 um und einer Hauptachsengröße von 10 um bis 300 um und eine kristalline Oxid-Subphase, die durch (Nd, La, Sm)-O dargestellt ist, enthält. Die kristalline Oxid-Subphase, die durch (Nd, La, Sm)-O dargestellt ist, wird nachfolgend als (Nd, La, Sm)-O-Phase bezeichnet. Die (Nd, La, Sm)-O-Phase ist eine nicht magnetische Phase, die aus einem Oxid mit einer relativ hohen Konzentration an Seltenerdelementen besteht. Die Dicke der (Nd, La, Sm)-O-Phase beträgt 10 um oder weniger, was der Breite der Korngrenze entspricht. Nach dem Schritt des schnellen Abkühlens weist die durch das vorstehende Produktionsverfahren produzierte Seltenerd-Magnetlegierung 37 eine verfeinerte Struktur und eine kleine Kristallkorngröße im Vergleich zu der durch Formgießen erhaltenen Seltenerd-Magnetlegierung auf.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Prozedur eines Verfahrens zum Produzieren eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 5 veranschaulicht, beinhaltet das Verfahren zum Produzieren des Seltenerd-Sintermagneten 1 einen Pulverisierungsschritt (Schritt S21) zum Pulverisieren der Seltenerd-Magnetlegierung 37 mit der (Nd, La, Sm)-Fe-B-Kristallphase und der (Nd, La, Sm)-O-Phase, einen Formschritt (Schritt S22) zum Herstellen eines Formkörpers durch Formen der pulverisierten Seltenerd-Magnetlegierung 37, einen Sinterschritt (Schritt S23) zum Erhalten eines Sinterkörpers durch Sintern des Formkörpers und einen Alterungsschritt (Schritt S24) zum Altern des Sinterkörpers.
In dem Pulverisierungsschritt S21 wird die Seltenerd-Magnetlegierung 37, die gemäß dem Verfahren zum Produzieren der Seltenerd-Magnetlegierung 37 in 3 produziert wurde, zu Seltenerd-Magnetlegierungspulver mit einer Korngröße von 200 um oder weniger, vorzugsweise im Bereich von 0,5 um bis 100 um, pulverisiert. Die Pulverisierung der Seltenerd-Magnetlegierung 37 zum Beispiel unter Verwendung eines Achatmörsers, eines Stampfwerks, eines Backenbrechers oder einer Strahlmühle durchgeführt. Insbesondere wird es zur Reduzierung der Korngröße des Pulvers bevorzugt, die Seltenerd-Magnetlegierung 37 in einer Atmosphäre zu pulverisieren, die ein Inertgas enthält. Durch das Pulverisieren der Seltenerd-Magnetlegierung 37 in einer Atmosphäre, die ein Inertgas enthält, ist es möglich, zu verhindern, dass sich Sauerstoff in das Pulver mischt. Sofern die Pulverisierungsatmosphäre die Magneteigenschaften des Magneten nicht beeinträchtigt, kann die Seltenerd-Magnetlegierung 37 an der Luft pulverisiert werden.
Im Formschritt S22 wird das Pulver der Seltenerd-Magnetlegierung 37 in einer Form unter einem Magnetfeld formgepresst, um einen Formkörper einzustellen. Das angelegte Magnetfeld kann in einem Beispiel 2 T betragen. Es ist anzumerken, dass das Formen möglicherweise nicht in einem Magnetfeld, sondern ohne Anlegen eines Magnetfeldes durchgeführt werden kann.
Im Sinterschritt S23 wird der durch Formpressen erzeugte Formkörper bei einer Sintertemperatur im Bereich von 600 °C bis 1300 °C für einen Zeitraum im Bereich von 0,1 Stunden bis 10 Stunden gehalten, wodurch ein Sinterkörper erhalten wird. Das Sintern wird vorzugsweise in einer Atmosphäre, die ein Inertgas enthält, oder in einem Vakuum durchgeführt, um eine Oxidation zu verhindern. Das Sintern kann unter Anlegen eines Magnetfelds durchgeführt werden. Außerdem kann der Sinterschritt zusätzlich einen Schritt der Warmumformung oder Alterungsbehandlung beinhalten, um die Magneteigenschaften zu verbessern, d. h., um eine Magnetfeldanisotropie zu induzieren oder die Koerzitivkraft zu verbessern. Der Sinterschritt kann ferner einen Schritt zum Einsickern einer Verbindung, die CU, Al, ein schweres Seltenerdelement und dergleichen enthält, in die Kristallkorngrenze, d. h. die Grenze zwischen den Hauptphasen 10, beinhalten.
Im Alterungsschritt S24 wird der Sinterkörper bei einer Temperatur, die gleich oder geringer als die Sintertemperatur ist, für einen Zeitraum im Bereich von 0,1 Stunden bis 20 Stunden gehalten, wodurch die Magnetstruktur optimiert wird. Das Altern kann unter Anlegen eines Magnetfelds durchgeführt werden.
Durch Steuern der Temperatur und des Zeitraums in dem vorstehend beschriebenen Sinter- und Alterungsschritt ist es möglich, den Seltenerd-Sintermagneten 1 zu produzieren, der die Hauptphase 10 und die Subphase 20 mit darin segregiertem La beinhaltet, wobei die Sm-Konzentration in der Subphase 20 höher ist als in der Hauptphase 10, wobei die Hauptphase 10 den Kernabschnitt 11 und den Hüllenabschnitt 12 um den Kernabschnitt 11 herum beinhaltet, wobei die Nd-Konzentration im Hüllenabschnitt 12 höher ist als im Kernabschnitt 11.
In der zweiten Ausführungsform wird die Seltenerd-Magnetlegierung 37 mit der (Nd, La, Sm)-Fe-B-Kristallphase und der (Nd, La, Sm)-O-Phase zu Seltenerd-Magnetlegierungspulver pulverisiert, das dann geformt wird. Danach wird der Formkörper gesintert, um einen Sinterkörper zu bilden, und der Sinterkörper wird zu einem Seltenerd-Sintermagneten 1 gealtert. Somit kann der Seltenerd-Sintermagnet 1 gemäß der ersten Ausführungsform produziert werden. Durch Halten des Sinterkörpers in dem Alterungsschritt bei einer Temperatur gleich der oder geringer als die Sintertemperatur für einen Zeitraum im Bereich von 0,1 Stunden bis 20 Stunden ist es möglich, den Seltenerd-Sintermagneten 1 zu produzieren, der die Hauptphase 10 und die Subphase 20 mit darin segregiertem La beinhaltet, wobei die Sm-Konzentration in der Subphase 20 höher ist als in der Hauptphase 10, wobei die Hauptphase 10 den Kernabschnitt 11 und den Hüllenabschnitt 12 um den Kernabschnitt 11 herum beinhaltet, wobei die Nd-Konzentration im Hüllenabschnitt 12 höher ist als im Kernabschnitt 11.
Dritte Ausführungsform.
Als Nächstes wird ein Rotor beschrieben, der mit dem Seltenerd-Sintermagneten 1 gemäß der ersten Ausführungsform ausgestattet ist. 6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine beispielhafte Konfiguration eines Rotors veranschaulicht, der mit einem Seltenerd-Sintermagneten gemäß der dritten Ausführungsform ausgestattet ist. 6 zeigt einen Querschnitt in einer Richtung senkrecht zu einer Rotationsachse RA eines Rotors 100.
Der Rotor 100 ist um die Rotationsachse RA rotierbar. Der Rotor 100 beinhaltet einen Rotorkern 101 und den Seltenerd-Sintermagneten 1, der in ein Magneteinsetzloch 102 eingesetzt ist, das im Rotorkern 101 entlang der Umfangsrichtung des Rotors 100 bereitgestellt ist. In 6 werden vier Seltenerd-Sintermagneten 1 verwendet, aber die Anzahl der Seltenerd-Sintermagneten 1 ist nicht darauf beschränkt und kann in Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Rotors 100 geändert werden. In 6 sind vier Magneteinsetzlöcher 102 bereitgestellten, aber die Anzahl der Magneteinsetzlöcher 102 ist nicht darauf beschränkt und kann in Abhängigkeit von Anzahl der Seltenerd-Sintermagneten 1 geändert werden. Der Rotorkern 101 ist durch eine Vielzahl scheibenförmiger elektromagnetischer Stahlbleche gebildet, die in der axialen Richtung der Rotationsachse RA gestapelt sind.
Die Seltenerd-Sintermagneten 1 weisen die in der ersten Ausführungsform beschriebenen Struktur auf und werden gemäß dem in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Produktionsverfahren produziert. Jeder der vier Seltenerd-Sintermagneten 1 ist in das entsprechende Magneteinsetzloch 102 eingesetzt. Die vier Seltenerd-Sintermagneten 1 sind so magnetisiert, dass sich die Magnetpole benachbarter Seltenerd-Sintermagneten 1 auf der radial äußeren Seite des Rotors 100 voneinander unterscheiden.
Eine Verringerung der Koerzitivkraft der Seltenerd-Sintermagneten 1 in einer Umgebung mit hohen Temperaturen macht den Betrieb des Rotors 100 instabil. Falls die Seltenerd-Sintermagneten 1, die gemäß dem in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Produktionsverfahren produziert wurden, als die Seltenerd-Sintermagneten 1 verwendet werden, sind die absoluten Werte der Temperaturkoeffizienten der Magneteigenschaften klein, wie später in den Beispielen beschrieben wird. Dadurch wird eine Verschlechterung der Magneteigenschaften selbst in einer Umgebung mit hohen Temperaturen von mehr als 100 °C verhindert.
Der Rotor 100 gemäß der dritten Ausführungsform beinhaltet die Seltenerd-Sintermagneten 1, die gemäß dem in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Produktionsverfahren produziert wurden. Da die Seltenerd-Sintermagneten 1 kleine absolute Werte der Temperaturkoeffizienten der Magneteigenschaften aufweisen, ist es möglich, den Betrieb des Rotors 100 selbst in einer Umgebung mit hohen Temperaturen von mehr als 100 °C zu stabilisieren und bei Raumtemperatur Magneteigenschaften aufrechtzuerhalten, die gleichwertig zu denjenigen von Sintermagneten auf Nd-Fe-B-Basis sind.
Vierte Ausführungsform.
Als Nächstes wird eine Rotationsmaschine beschrieben, die mit dem Rotor 100 gemäß der vierten Ausführungsform ausgestattet ist. 7 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine beispielhafte Konfiguration einer Rotationsmaschine veranschaulicht, die mit einem Rotor gemäß der vierten Ausführungsform ausgestattet ist. 7 zeigt einen Querschnitt in einer Richtung senkrecht zu der Rotationsachse RA des Rotors 100.
Die Rotationsmaschine 120 beinhaltet den in der dritten Ausführungsform beschriebenen Rotor 100, der um die Rotationsachse RA rotierbar ist, und einen ringförmigen Stator 130, der koaxial zu dem Rotor 100 bereitgestellt ist und dem Rotor 100 zugewandt ist. Der Stator 130 ist aus einer Vielzahl elektromagnetischer Stahlbleche gebildet, die in der axialen Richtung der Rotationsachse RA gestapelt sind. Eine andere existierende Konfiguration kann anstelle der in dieser Schrift beschriebenen als Konfiguration des Stators 130 eingesetzt werden. Im Stator 130 sind entlang der Innenfläche des Stators 130 Zähne 131 bereitgestellt, die in Richtung des Rotors 100 vorstehen. Auf den Zähnen 131 sind Wicklungen 132 bereitgestellt. Der Wicklungstyp der Wicklungen 132 ist nicht auf eine konzentrierte Wicklung beschränkt, sondern kann eine verteilte Wicklung sein. Die Anzahl der Magnetpole des Rotors 100 in der Rotationsmaschine 120 sollte nicht weniger als zwei betragen, d. h., die Anzahl der Seltenerd-Sintermagneten 1 sollte nicht weniger als zwei betragen. Obwohl der Rotor 100 des Innenmagnettyps in 7 eingesetzt wird, kann der Rotor 100 des Oberflächenmagnettyps eingesetzt werden, der die Seltenerd-Sintermagneten 1 beinhaltet, die am Außenumfang mit einem Klebstoff befestigt sind.
Eine Verringerung der Koerzitivkraft der Seltenerd-Sintermagneten 1 in einer Umgebung mit hohen Temperaturen macht den Betrieb des Rotors 100 instabil. Falls die Seltenerd-Sintermagneten 1, die mit dem in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Produktionsverfahren produziert wurden, als die Seltenerd-Sintermagneten 1 verwendet werden, sind die absoluten Werte der Temperaturkoeffizienten der Magneteigenschaften klein, wodurch eine Verschlechterung der Magneteigenschaften selbst in einer Umgebung mit hohen Temperatur von mehr als 100 °C verhindert wird.
Die Rotationsmaschine 120 gemäß der vierten Ausführungsform beinhaltet den Rotor 100 und den ringförmigen Stator 130. Der Rotor 100 weist die Seltenerd-Sintermagneten 1 auf, die gemäß dem in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Produktionsverfahren produziert wurden. Der ringförmige Stator 130 ist dem Rotor 100 zugewandt und beinhaltet auf der Innenfläche auf einer Seite, auf welcher der Rotor 100 platziert ist, die Zähne 131, die in Richtung des Rotors 100 vorstehen, und die Wicklungen 132, die auf den Zähnen 131 bereitgestellt sind. Die in dem Rotor 100 verwendeten Seltenerd-Sintermagneten 1 weisen kleine absolute Werte des Temperaturkoeffizienten der Magneteigenschaften auf. Infolgedessen ist es möglich, den Rotor 100 stabil anzutreiben und den Betrieb der Rotationsmaschine 120 selbst in einer Umgebung mit hohen Temperaturen von mehr als 100 °C zu stabilisieren und bei Raumtemperatur Magneteigenschaften aufrechtzuerhalten, die gleichwertig zu denjenigen von Sintermagneten auf Nd-Fe-B-Basis sind.
[Beispiel 1]
Der Seltenerd-Sintermagnet 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele detailliert beschrieben.

In den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 wird der Seltenerd-Sintermagnet 1 durch das in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Verfahren unter Verwendung von R-Fe-B-Proben aus einer Vielzahl von Seltenerd-Magnetlegierungen 37 produziert, die sich in der Zusammensetzung der Hauptphase 10 voneinander unterscheiden. Die Proben der Beispiele 1 bis 5 und die Vergleichsbeispiele 1 bis 6 unterscheiden sich in R voneinander. In den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1, 3 bis 6 wird der Seltenerd-Sintermagnet 1 unter Verwendung von Seltenerd-Magnetlegierungen 37 produziert, die sich voneinander im Gehalt an Nd, La und Sm in R unterscheiden. In Vergleichsbeispiel 2 wird der Seltenerd-Sintermagnet 1 unter Verwendung der Seltenerd-Magnetlegierung 37 hergestellt, in der R Nd und das schwere Seltenerdelement Dy beinhaltet. Tabelle 3 zeigt die allgemeinen Formeln der Seltenerd-Sintermagneten gemäß den Beispielen und Vergleichsbeispielen, den Gehalt an Elementen von R und die Ergebnisse der Bestimmung der Magneteigenschaften. Tabelle 3 zeigt die allgemeine Formel der Hauptphase 10 jeder Probe, bei der es sich um den Seltenerd-Sintermagneten 1 gemäß den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 handelt.
[Tabelle 3] (Tabelle 3)

	Allgemeine Formel	Gehalt				Bestimmung
	Allgemeine Formel	Nd	La	SM	Dy	Restmagnetflu ssdichte	Koerzitivkra ft	Temperaturko effizient der Restmagnetfl ussdichte Gleichwertig	Temperaturko effizient der Koerzitivkra ft Gleichwertig
Vergleichsbe ispiel 1	Nd-Fe-B	11,23	-	-	-	-	-	-	-
Vergleichsbe ispiel 2	(Nd, Dy) -Fe-B	10,01	-	-	1, 12	Schlecht	Gut	Gleichwertig	Gleichwertig
Vergleichsbe ispiel 3	(Nd, La) -Fe-B	10,98	0,31	-	-	Gut	Schlecht	Schlecht	Schlecht
Vergleichsbe ispiel 4	(Nd, La) -Fe-B	10, 22	1, 01	-	-	Schlecht	Schlecht	Schlecht	Schlecht
Vergleichsbe ispiel 5	(Nd, Sm) -Fe-B	11,02	-	0,29	-	Schlecht	Schlecht	Schlecht	Schlecht
Vergleichsbe ispiel 6	(Nd, Sm) -Fe-B	10, 22	-	1, 01	-	Schlecht	Schlecht	Schlecht	Schlecht
Beispiel 1	(Nd, La, Sm) -Fe-B	10, 97	0,09	0, 07	-	Gut	Gut	Gut	Gut
Beispiel 2	(Nd, La, Sm) -Fe-B	10, 73	0,25	0,25	-	Gut	Gut	Gut	Gut
Beispiel 3	(Nd, La, Sm) -Fe-B	10,27	0,51	0,45	-	Gut	Gut	Gut	Gut
Beispiel 4	(Nd, La, Sm) -Fe-B	10, 55	0,35	0,33	-	Gut	Gut	Gut	Gut
Beispiel 5	(Nd, La, Sm) -Fe-B	8,41	1, 01	1, 01	-	Gut	Gut	Gut	Gut

Als Nächstes wird ein Verfahren zum Analysieren der Struktur des Seltenerd-Sintermagneten 1 gemäß den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 beschrieben. Die Strukturform des Seltenerd-Sintermagneten 1 wird durch eine Elementanalyse unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (scanning electron microscope - SEM) und eines Elektronensonden-Mikroanalysators (electron probe microanalyzer - EPMA) bestimmt. Ein Feldemissionselektronensonden-Mikroanalysator (produziert von JEOL Ltd., Produktname: JXA-8530F) wird als das SEM und der EPMA verwendet. Die Bedingungen für die Elementaranalyse sind wie folgt: Beschleunigungsspannung: 15,0 kV, Bestrahlungsstrom: 2,271 e^-oos A, Bestrahlungszeit: 130 ms, Anzahl der Pixel: 512 Pixel×512 Pixel, Vergrößerung: 5000-fach, Anzahl der Integrationen: eins.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Bewerten der Magneteigenschaften des Seltenerd-Sintermagneten 1 gemäß den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 beschrieben. Die Bewertung der Magneteigenschaften wird durch Messen der Koerzitivkraft einer Vielzahl von Proben unter Verwendung eines impulsangeregten BH-Tracers durchgeführt. Das maximale angelegte Magnetfeld, das durch den BH-Taster erhalten wird, ist gleich oder größer als 6 T, wobei die Seltenerd-Magnetlegierung 37 vollständig magnetisiert ist. Der impulsangeregte BH-Tracer kann durch ein selbstregistrierendes Gleichstrom-Magnetometer, auch Gleichstrom-BH-Tracer genannt, ein Vibrationsprobenmagnetometer (vibrating sample magnetometer - VSM), ein System zur Messung von Magneteigenschaften (magnetic property measurement system - MPMS), ein System zur Messung physikalischer Eigenschaften (physical property measurement system - PPMS) oder dergleichen ersetzt werden, unter der Voraussetzung, dass ein maximales angelegtes Magnetfeld von 6 T oder mehr erzeugt werden kann. Die Messung wird in einer Atmosphäre durchgeführt, die ein Inertgas, wie etwa Stickstoff, enthält. Die Magneteigenschaften jeder Probe werden bei einer ersten Messtemperatur T1 und einer zweiten Messtemperatur T2 gemessen, die sich voneinander unterscheiden. Der Temperaturkoeffizient α [%/°C] der Restmagnetflussdichte ist ein Wert, der erhalten wird durch Berechnen des Verhältnisses der Differenz zwischen der Restmagnetflussdichte bei der ersten Messtemperatur T1 und der Restmagnetflussdichte bei der zweiten Messtemperatur T2 zur Restmagnetflussdichte bei der ersten Messtemperatur T1 und Dividieren des Verhältnisses durch die Differenz der Temperatur (T2-T1). Der Temperaturkoeffizient β [%/°C] der Koerzitivkraft ist ein Wert, der erhalten wird durch Berechnen des Verhältnisses der Differenz zwischen der Koerzitivkraft bei der ersten Messtemperatur T1 und der Koerzitivkraft bei der zweiten Messtemperatur T2 zur Koerzitivkraft bei der ersten Messtemperatur T1 und Dividieren des Verhältnisses durch die Differenz der Temperatur (T2-T1). Je kleiner also die absoluten Werte |α| und |β| der Temperaturkoeffizienten der Magneteigenschaften sind, desto effektiver wird somit eine Verschlechterung der Magneteigenschaften des Magneten in Bezug auf den Temperaturanstieg verhindert.
Zunächst werden die Ergebnisse der Analyse der Proben gemäß den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 beschrieben. 8 ist ein Zusammensetzungsbild, das durch Analysieren eines Querschnitts eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß den Beispielen 1 bis 5 mit einem Feldemissionselektronensonden-Mikroanalysator (field emission electron probe microanalyzer - FE-EPMA) erhalten wurde. Die 9-13 sind Elementkarten, die durch Analysieren eines Querschnitts eines Seltenerd-Sintermagneten gemäß den Beispielen 1 bis 5 mit dem FE-EPMA erhalten wurden. 9 ist eine Elementkarte von Nd, 10 ist eine Elementkarte von La, 11 ist eine Elementkarte von Sm, 12 ist eine Elementkarte von Fe und 13 ist eine Elementkarte von B. Es ist anzumerken, dass die 9 bis 13 die Elementkarten sind, die der in 8 veranschaulichten Region entsprechen. Da die Seltenerd-Sintermagneten 1 gemäß den Beispielen 1 bis 5 alle ähnliche Ergebnisse hervorbringen, beziehen sich die 8 bis 13 auf ein repräsentatives der Beispiele 1 bis 5.
Anhand von 8 wird bestätigt, dass jede der Proben der Beispiele 1 bis 5 die Hauptphase 10, die ein Kristallkorn auf der Grundlage einer R₂Fe₁₄B-Kristallstruktur ist, und die kristalline Subphase 20, welche die (Nd, La, Sm)-O-Phase ist, beinhaltet. Anhand von 10 wird zudem bestätigt, dass in jeder der Proben der Beispiele 1 bis 5 La in der Subphase 20 segregiert ist und die Subphase 20, in der La segregiert ist, mindestens einen Teil der Oberfläche der Hauptphase 10 bedeckt. Anhand von 11 wird bestätigt, dass Sm in der Hauptphase 10 und der Subphase 20 mit einer Konzentrationsdifferenz zwischen der Hauptphase 10 und der Subphase 20 dispergiert ist und die Sm-Konzentration in der Subphase 20 höher ist als in der Hauptphase 10.
Außerdem wird anhand des Intensitätsverhältnisses der Elementkarten, die durch Analyse mit FE-EPMA erhalten wurden, bestätigt, dass 1<Y₂/Y₁<X₂/X₁ gilt, wobei X₁ die Konzentration von in der Hauptphase 10 vorhandenem La darstellt, X₂ die Konzentration von in der Subphase 20 vorhandenem La darstellt, Y₁ die Konzentration von in der Hauptphase 10 vorhandenem Sm darstellt und Y₂ die Konzentration von in der Subphase 20 vorhandenem Sm darstellt.
14 ist eine Darstellung, welche die Kern-Hülle-Struktur von Nd in der Hauptphase des Zusammensetzungsbilds in 8 durch Vergleich zwischen dem Zusammensetzungsbild in 8 und der Elementkarte von Nd in 9 veranschaulicht. 15 ist eine Darstellung, welche die Kern-Hülle-Struktur von Nd in der Hauptphase der Elementkarte in 9 durch Vergleich zwischen dem Zusammensetzungsbild in 8 und der Elementkarte von Nd in 9 veranschaulicht. In den 14 und 15 ist der Umriss der Hauptphase 10 durch schwarze Linien angegeben. Anhand der 14 und 15 wird bestätigt, dass die Hauptphase 10 den Kernabschnitt 11 und den Hüllenabschnitt 12, der an der Umfangskante davon vorhanden ist, beinhaltet und dass die Nd-Konzentration im Hüllenabschnitt 12 höher ist als im Kernabschnitt 11.
Es ist anzumerken, dass Fe im Wesentlichen gleichmäßig in der Hauptphase 10 verteilt ist, wie in 12 veranschaulicht, und B im Wesentlichen gleichmäßig in der gesamten Probe verteilt ist, wie in 13 veranschaulicht.
Als Nächstes werden die Ergebnisse der Messung der Magneteigenschaften in jeder Probe gemäß den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 beschrieben. Die Form jeder Probe, die einer Magnetmessung unterzogen wird, ist eine Blockform mit einer Länge, einer Breite und einer Höhe, die alle 7 mm betragen. Die erste Messtemperatur T1 beträgt 23 °C, die zweite Messtemperatur T2 beträgt 200 °C. 23 °C ist die Raumtemperatur. 200 °C ist eine Temperatur, die eine mögliche Temperatur wie in einer Umgebung ist, unter welcher Automobilmotoren und Industriemotoren betrieben werden. Die Restmagnetflussdichte und die Koerzitivkraft werden im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 bestimmt. Wenn die Werte der Restmagnetflussdichte und der Koerzitivkraft jeder Probe bei 23 °C innerhalb eines zulässigen Messfehlers von 1 % im Vergleich zu den Werten des Vergleichsbeispiels 1 liegen, werden die Werte als „gleichwertig“ eingestuft. Werte der Restmagnetflussdichte und der Koerzitivkraft, die den Fehler von 1 % oder mehr darüber aufweisen, werden als „gut“ eingestuft. Werte der Restmagnetflussdichte und der Koerzitivkraft, die den Fehler von 1 % oder mehr darunter aufweisen, werden als „schlecht“ eingestuft.
Der Temperaturkoeffizient α der Restmagnetflussdichte wird unter Verwendung der Restmagnetflussdichte bei 23 °C und der Restmagnetflussdichte bei 200 °C berechnet. Der Temperaturkoeffizient β der Koerzitivkraft wird unter Verwendung der Koerzitivkraft bei 23 °C und der Koerzitivkraft bei 200 °C berechnet. Der Temperaturkoeffizient der Restmagnetflussdichte und der Temperaturkoeffizient der Koerzitivkraft in jeder Probe gemäß den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 2 bis 6 werden im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 bestimmt. Wenn die Werte des Temperaturkoeffizienten der Restmagnetflussdichte und des Temperaturkoeffizienten der Koerzitivkraft für jede Probe innerhalb eines zulässigen Messfehlers von ±1 % im Vergleich mit dem Absolutwert |α| des Temperaturkoeffizienten der Restmagnetflussdichte und dem Absolutwert |β| des Temperaturkoeffizienten der Koerzitivkraft in der Probe des Vergleichsbeispiels 1 liegen, werden die Werte als „gleichwertig“ eingestuft. Werte des Temperaturkoeffizienten der Restmagnetflussdichte und des Temperaturkoeffizienten der Koerzitivkraft, die den Fehler von 1 % oder mehr darunter aufweisen, werden als „gut“ eingestuft. Werte des Temperaturkoeffizienten der Restmagnetflussdichte und des Temperaturkoeffizienten der Koerzitivkraft, die den Fehler von 1 % oder mehr darüber aufweisen, werden als „schlecht“ eingestuft. Die Ergebnisse der Bestimmung der Restmagnetflussdichte, der Koerzitivkraft, des Temperaturkoeffizienten der Restmagnetflussdichte und des Temperaturkoeffizienten der Koerzitivkraft sind in Tabelle 3 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1 ist eine Probe des Seltenerd-Sintermagneten 1, der in Form von Nd-Fe-B gemäß dem Produktionsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform unter Verwendung von Nd, Fe und FeB als Rohmaterialien hergestellt wurde. Die Bewertung der Magneteigenschaften dieser Probe gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zeigt, dass die Restmagnetflussdichte 1,3 T beträgt und die Koerzitivkraft 1000 kA/m beträgt. Die Temperaturkoeffizienten der Restmagnetflussdichte und der Koerzitivkraft betragen |α|=0,191 %/°C bzw. |β|=0,460 %/°C. Diese Werte von Vergleichsbeispiel 1 werden als Referenz verwendet.
Vergleichsbeispiel 2 ist eine Probe des Seltenerd-Sintermagneten 1, der in Form von (Nd, Dy)-Fe-B gemäß dem Produktionsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform unter Verwendung von Nd, Dy, Fe und FeB als Rohmaterialien hergestellt wurde. Die Bewertung der Magneteigenschaften dieser Probe gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zeigt, dass die Restmagnetflussdichte „schlecht“ ist, die Koerzitivkraft „gut“ ist, der Temperaturkoeffizient der Restmagnetflussdichte „gleichwertig“ ist und die Bewertung der Temperatureigenschaft der Koerzitivkraft „gleichwertig“ ist. Dieses Ergebnis gibt an, dass die Koerzitivkraft verbessert wird, indem Dy mit einer hohen magnetokristallinen Anisotropie für einen Teil von Nd substituiert wird.
Vergleichsbeispiel 3 ist eine Probe des Seltenerd-Sintermagneten 1, der in Form von (Nd, La)-Fe-B gemäß dem Produktionsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform unter Verwendung von Nd, La, Fe und FeB als Rohmaterialien hergestellt wurde. Die Bewertung der Magneteigenschaften dieser Probe gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zeigt, dass die Restmagnetflussdichte „gut“ ist, die Koerzitivkraft „schlecht“ ist, der Temperaturkoeffizient der Restmagnetflussdichte „schlecht“ ist und die Bewertung der Temperatureigenschaft der Koerzitivkraft „schlecht“ ist. Dieses Ergebnis gibt an, dass sich durch das Segregieren des La-Elements in der Korngrenze die Konzentration des in der Hauptphase 10 vorhandenen Nd erhöht und eine hervorragende Magnetflussdichte bei Raumtemperatur erhalten wird.
Vergleichsbeispiel 4 ist eine Probe des Seltenerd-Sintermagneten 1, der in Form von (Nd, La)-Fe-B gemäß dem Produktionsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform unter Verwendung von Nd, La, Fe und FeB als Rohmaterialien hergestellt wurde. Die Bewertung der Magneteigenschaften dieser Probe gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zeigt, dass die Restmagnetflussdichte „schlecht“ ist, die Koerzitivkraft „schlecht“ ist, der Temperaturkoeffizient der Restmagnetflussdichte „schlecht“ ist und die Bewertung der Temperatureigenschaft der Koerzitivkraft „schlecht“ ist. Dieses Ergebnis gibt an, dass aufgrund des zu hohen La-Gehalts im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 3 keine optimale Magnetstruktur gebildet wird.
Die Vergleichsbeispiele 5 und 6 sind Proben des Seltenerd-Sintermagneten 1, der in Form von (Nd, Sm)-Fe-B gemäß dem Produktionsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform unter Verwendung von Nd, Sm, Fe und FeB als Rohmaterialien hergestellt wurde. Die Bewertung der Magneteigenschaften dieser Proben gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zeigt, dass die Restmagnetflussdichte „schlecht“ ist, die Koerzitivkraft „schlecht“ ist, der Temperaturkoeffizient der Restmagnetflussdichte „schlecht“ ist und die Bewertung der Temperatureigenschaft der Koerzitivkraft „schlecht“ ist. Dieses Ergebnis gibt an, dass die Hinzufügung von Sm zu Nd-Fe-B nicht zur Verbesserung der Magneteigenschaften beiträgt.
Die Beispiele 1 bis 5 sind Proben des Seltenerd-Sintermagneten 1, der in Form von (Nd, La, Sm)-Fe-B gemäß dem Produktionsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform unter Verwendung von Nd, La, Sm, Fe und FeB als Rohmaterialien hergestellt wurde. Die Bewertung der Magneteigenschaften dieser Proben gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zeigt, dass die Restmagnetflussdichte „gut“ ist, die Koerzitivkraft „gut“ ist, der Temperaturkoeffizient der Restmagnetflussdichte „gut“ ist und die Bewertung der Temperatureigenschaft der Koerzitivkraft „gut“ ist.
Bei den Proben der Beispiele 1 bis 5 handelt es sich um die Seltenerd-Sintermagneten 1, die Folgendes beinhalten: die Hauptphase 10, welche die allgemeine Formel (Nd, La, Sm)-Fe-B erfüllt und aus Kristallkörnern auf Grundlage von R₂Fe₁₄B-Kristallstrukturen besteht; und die kristalline Subphase 20 auf Grundlage einer Oxidphase, die durch (Nd, La, Sm)-O dargestellt ist. Wie vorstehend beschrieben ist in den Seltenerd-Sintermagneten 1 der Beispiele 1 bis 5 Sm in der Hauptphase 10 und der Subphase 20 mit einer Konzentrationsdifferenz zwischen der Hauptphase 10 und der Subphase 20 dispergiert und ist die Sm-Konzentration in der Subphase 20 höher als in der Hauptphase 10. Infolgedessen können diese Seltenerd-Sintermagneten 1 bei Raumtemperatur Magneteigenschaften aufrechterhalten, die denjenigen von Sintermagneten auf Nd-Fe-B-Basis gleichwertig sind, sowie verhindern, dass sich die Magneteigenschaften mit steigender Temperatur verschlechtern, und zwar trotz der Verwendung günstiger Seltenerdelemente als Ersatz für Nd und Dy, die teuer sind und aufgrund großer Verteilungsungleichmäßigkeiten ein hohes Beschaffungsrisiko aufweisen.
Die in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen geben Beispiele an. Die Ausführungsformen können mit einer anderen hinreichend bekannten Technik und miteinander kombiniert werden und einige der Konfigurationen können in einem Bereich, der nicht vom Kern abweicht, weggelassen oder verändert werden.
Bezugszeichenliste

1: Seltenerd-Sintermagnet;
10: Hauptphase;
11: Kernabschnitt;
12: Hüllenabschnitt;
20: Subphase;
31: Tiegel;
32: geschmolzene Legierung;
33: Zwischenbehälter;
34: einzelne Walze;
35: erstarrte Legierung;
36: Schalenbehälter;
37: Seltenerd-Magnetlegierung;
100: Rotor;
101: Rotorkern;
102: Magneteinsetzloch;
120: Rotationsmaschine;
130: Stator;
131: Zähne;
132: Wicklungen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002190404 [0005]

Claims

Seltenerd-Sintermagnet, umfassend: eine Hauptphase, welche die allgemeine Formel (Nd, La, Sm)-Fe-B erfüllt und ein Kristallkorn auf Grundlage einer R₂Fe₁₄B-Kristallstruktur beinhaltet; und eine kristalline Subphase auf Grundlage einer Oxidphase, die durch (Nd, La, Sm)-O dargestellt ist, wobei die Subphase eine höhere Sm-Konzentration als die Hauptphase aufweist.
Seltenerd-Sintermagnet nach Anspruch 1, wobei La in der Subphase segregiert ist.
Seltenerd-Sintermagnet nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Hauptphase einen Kernabschnitt und einen an einem Außenumfang des Kernabschnitts bereitgestellten Hüllenabschnitt beinhaltet, und der Hüllenabschnitt eine höhere Nd-Konzentration als der Kernabschnitt aufweist.
Seltenerd-Sintermagnet nach Anspruch 2, wobei La, das in der Subphase segregiert ist, mindestens einen Teil einer Oberfläche der Hauptphase bedeckt.
Seltenerd-Sintermagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei 1<Y₂/Y₁<X₂/X₁ erfüllt ist, wobei X₁ die Konzentration von in der Hauptphase enthaltenem La darstellt, X₂ die Konzentration von in der Subphase enthaltenem La darstellt, Y₁ die Konzentration von in der Hauptphase enthaltenem Sm darstellt und Y₂ die Konzentration von in der Subphase enthaltenem Sm darstellt.
Verfahren zum Produzieren eines Seltenerd-Sintermagneten, wobei der Seltenerd-Sintermagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: einen Pulverisierungsschritt zum Pulverisieren einer Seltenerd-Magnetlegierung, die (Nd, La, Sm)-Fe-B erfüllt; einen Formschritt zum Herstellen eines Formkörpers durch Formen eines Pulvers aus der Seltenerd-Magnetlegierung; einen Sinterschritt zum Herstellen eines Sinterkörpers durch Halten des Formkörpers bei einer Sintertemperatur im Bereich von 600 °C bis 1300 °C für einen Zeitraum im Bereich von 0,1 Stunden bis 10 Stunden; und einen Alterungsschritt zum Altern des Sinterkörpers.
Verfahren zum Produzieren eines Seltenerd-Sintermagneten nach Anspruch 6, wobei der Sinterkörper im Alterungsschritt bei einer Temperatur, die gleich der Sintertemperatur oder geringer als diese ist, in einem Bereich von 0,1 Stunden bis 20 Stunden gehalten wird.
Rotor, umfassend: einen Rotorkern; und den Seltenerd-Sintermagneten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der im Rotorkern bereitgestellt ist.
Rotationsmaschine, umfassend: den Rotor nach Anspruch 8; und einen ringförmigen Stator, der dem Rotor zugewandt ist und auf einer Innenfläche auf einer Seite, auf welcher der Rotor platziert ist, Zähne, die in Richtung des Rotors vorstehen, und Wicklungen, die auf den Zähnen bereitgestellt sind, beinhaltet.