WO2011030387A1

WO2011030387A1 - 磁石材料、永久磁石、およびそれを用いたモータと発電機

Info

Publication number: WO2011030387A1
Application number: PCT/JP2009/004538
Authority: WO
Inventors: 桜田新哉; 堀内陽介
Original assignee: 株式会社東芝
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2011-03-17
Also published as: US20120169170A1; JPWO2011030387A1

Abstract

　磁石材料は、Ｒ_ｘ（Ｎｂ_１－ｐＺｒ_ｐ）_ｙＢ_ｚ（Ｔ_１－ｑＭ_ｑ）_{１００－ｘ－ｙ－ｚ}（Ｒは希土類元素から選ばれ、少なくとも５０原子％以上がＳｍである元素、ＴはＦｅ単独、もしくはＦｅを５０原子％以上含むＦｅおよびＣｏからなる元素、ＭはＮｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、ＴａおよびＷから選ばれる少なくとも１種の元素、０≦ｐ≦０．５、０≦ｑ≦０．２、４≦ｘ≦１５原子％、１≦ｙ≦４原子％、０．００１≦ｚ＜４原子％）で表される組成を有し、主相としてＴｂＣｕ_７型結晶相を備える。

Description

磁石材料、永久磁石、およびそれを用いたモータと発電機

　本発明は磁石材料、永久磁石、モータおよび発電機に関する。

　現在、高性能永久磁石としてはＳｍ－Ｃｏ系磁石やＮｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石等の希土類磁石が知られている。永久磁石には各種電気機器の小形化や省電力化に対応するために、磁化の向上が求められている。このような永久磁石としては、例えばＴｂＣｕ_７型結晶相を主相とし、希土類元素とジルコニウムとホウ素と鉄とを主成分とする組成を有する希土類磁石が知られている（特許文献１参照）。この永久磁石は主相中の鉄濃度が高く、飽和磁化が高いものの、保磁力が必ずしも十分ではない。

　上記した永久磁石に類似した希土類磁石としては、ホウ素（Ｂ）を４原子％以上含むＲ－Ｆｅ－Ｂ系合金（Ｒ：希土類元素）からなり、ＴｂＣｕ_７型結晶相を主相とすると共に、平均結晶粒径が５ｎｍ未満の微結晶または非晶質相から実質的になる永久磁石が知られている（特許文献２参照）。この永久磁石は保磁力が高いものの、ホウ素を４原子％以上含むことから、磁化の低下が避けられないという難点を有する。このようなことから、保磁力と残留磁化とを両立させた永久磁石が求められている。

特許登録第３７９５６９４号明細書特開２００３－２１３３８４公報

　本発明の目的は、保磁力と残留磁化とを共に向上させた磁石材料と永久磁石、さらにそのような永久磁石を用いた永久磁石モータおよび発電機を提供することにある。

　本発明の磁石材料は、
　一般式：Ｒ_ｘ（Ｎｂ_１－ｐＺｒ_ｐ）_ｙＢ_ｚ（Ｔ_１－ｑＭ_ｑ）_{１００－ｘ－ｙ－ｚ}
（式中、Ｒは希土類元素から選ばれ、少なくとも５０原子％以上がＳｍである元素、ＴはＦｅ単独、もしくはＦｅを５０原子％以上含むＦｅおよびＣｏからなる元素、ＭはＮｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、ＴａおよびＷから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｐ、ｑ、ｘ、ｙおよびｚはそれぞれ０≦ｐ≦０．５、０≦ｑ≦０．２、４≦ｘ≦１５原子％、１≦ｙ≦４原子％、０．００１≦ｚ＜４原子％を満足する数である）
　で表される組成を有する磁石材料であって、主相としてＴｂＣｕ_７型結晶相（ＴｂＣｕ_７型結晶構造を有する相）を備えることを特徴としている。

　本発明の態様に係る永久磁石は、本発明の態様に係る磁石材料を具備することを特徴としている。本発明の態様に係る永久磁石モータは、本発明の態様に係る永久磁石を具備することを特徴としている。本発明の発電機は、本発明の態様に係る永久磁石を具備することを特徴としている。

　本発明の態様に係る磁石材料によれば、大きな保磁力と高い残留磁化とを兼ね備えた永久磁石を提供することができる。このような永久磁石を用いることによって、永久磁石モータや発電機を高効率化することが可能となる。

実施形態に係る可変磁束モータを示す図である。実施形態に係る可変磁束発電機を示す図である。

　以下、本発明を実施するための形態について説明する。この実施形態の磁石材料は、
　一般式：Ｒ_ｘ（Ｎｂ_１－ｐＺｒ_ｐ）_ｙＢ_ｚ（Ｔ_１－ｑＭ_ｑ）_{１００－ｘ－ｙ－ｚ}　…（１）
（式中、Ｒは希土類元素から選ばれ、少なくとも５０原子％以上がＳｍである元素、ＴはＦｅ単独、もしくはＦｅを５０原子％以上含むＦｅおよびＣｏからなる元素、ＭはＮｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、ＴａおよびＷから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｐ、ｑ、ｘ、ｙおよびｚはそれぞれ０≦ｐ≦０．５、０≦ｑ≦０．２、４≦ｘ≦１５原子％、１≦ｙ≦４原子％、０．００１≦ｚ＜４原子％を満足する数である）
　で表される組成を有し、主相としてＴｂＣｕ_７型結晶相を備えている。

　この実施形態の磁石材料において、主相としてのＴｂＣｕ_７型結晶相は磁気特性を担うものである。ここで、主相とは磁石材料中の占有量が最大の相である。ＴｂＣｕ_７型結晶相の含有比率が低すぎると、主相の磁気特性を磁石材料に十分に反映させることができない。このため、ＴｂＣｕ_７型結晶相の含有比率は体積比で５０％以上であることが好ましく、より好ましくは８０体積％以上である。さらに、この実施形態の磁石材料はα－Ｆｅ相等の不純物相を除いて、実質的にＴｂＣｕ_７型結晶相からなることが望ましい。

　磁石材料の主相を構成するＴｂＣｕ_７型結晶相において、格子定数ａに対する格子定数ｃの比（ｃ／ａ）は０．８６０以上であることが好ましい。ＴｂＣｕ_７型結晶相のｃ／ａ比は、ＴｂＣｕ_７型結晶相のＦｅおよびＣｏの濃度に密接に関係しており、ｃ／ａ比の上昇に伴ってＦｅおよびＣｏの濃度が増大する。ＴｂＣｕ_７型結晶相中のＦｅおよびＣｏの濃度を増大させることによって、磁石材料の飽和磁化等の磁気特性を向上させることができる。このような効果はｃ／ａ比が０．８６０以上の場合に顕著となる。ＴｂＣｕ_７型結晶相のｃ／ａ比は磁石材料の構成成分の比率や製造条件により制御することができる。

　ところで、等方性の磁石材料において、個々の結晶粒が独立に振る舞う場合には、一般的に飽和磁化（Ｍｓ）に対する残留磁化（Ｍｒ）の比率（Ｍｒ／Ｍｓ）が０．５を超えることはない。ただし、微細化された結晶粒が結晶粒界を介して交換相互作用により結合すると、等方性の磁石材料であってもＭｒ／Ｍｓ比が０．５を超える場合がある。すなわち、ホウ素（Ｂ）を含む等方性磁石材料の結晶組織を微細化し、結晶粒間の交換相互作用を増大させることによって、残留磁化を向上させることが可能となる。

　これは以下に説明するホウ素の挙動によるものと考えられる。ホウ素は、例えばＴｂＣｕ_７型結晶相のインタースティシャル位置に侵入したり、また希土類元素や遷移金属元素と結合して粒界相を形成する等して磁石材料中に取り込まれる。このような磁石材料中に取り込まれたホウ素は、結晶粒を微細化したり、また粒界構造に影響を与えることで、結晶粒間の交換相互作用を増強する効果を示す。このため、磁石材料にＭｒ／Ｍｓ比が０．５を超える性質を発現させることが可能となる。

　そこで、この実施形態の磁石材料は式（１）で表される合金組成（ホウ素を含む合金組成）を有している。磁石材料はＴｂＣｕ_７型結晶相を主相とする微結晶組織を有することが好ましい。磁石材料の平均結晶粒径は１００ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは５０ｎｍ以下である。ＴｂＣｕ_７型結晶相を主相とする磁石材料を微結晶粒化することによって、磁石材料の残留磁化を高めることができる。ただし、ホウ素は非磁性元素であるため、その含有量が多すぎると磁石材料の飽和磁化の低下が顕著となる。

　ホウ素を多量に含有する合金材料は、例えばメルトスパン法で急冷合金薄帯を作製する際に、より低いロール周速でアモルファス化を実現することでき、これに適当な条件で熱処理を施すことによって、微細な結晶組織を得ることができる。しかし、ホウ素の含有量が多いと磁化の低下を招くことになる。そこで、この実施形態では磁石材料に必須成分としてニオブ（Ｎｂ）を含有させ、ホウ素の含有量を低減している。ニオブは磁石材料の微結晶粒化を補うため、飽和磁化の低下を抑制しつつ、交換相互作用の増強効果を高めることができる。従って、大きな保磁力（例えば３２０ｋＡ／ｍを超える保磁力）と高い残留磁化（１Ｔを超える残留磁化）とを兼ね備えた磁石材料を実現することが可能となる。

　次に、式（１）で示される磁石材料の各構成成分の働きと含有量について述べる。元素Ｒはイットリウムを含む希土類元素（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ、Ｙ）から選ばれる元素である。元素Ｒは磁石材料に磁気異方性をもたらし、大きな保磁力を付与するものである。特に、サマリウム（Ｓｍ）を使用することで、磁石材料の保磁力が再現性よく向上するため、元素Ｒの５０原子％以上をＳｍとする。Ｓｍ以外の元素はセリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）およびネオジム（Ｎｄ）から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

　元素Ｒの含有量ｘは４～１５原子％の範囲とする。元素Ｒの含有量ｘが４原子％未満であると磁気異方性の低下が著しくなり、大きな保磁力を有する磁石材料が得られない。元素Ｒを過剰に含有すると磁石材料の飽和磁化が低下するため、元素Ｒの含有量ｘは１５原子％以下とする。元素Ｒの含有量ｘは６～１０原子％の範囲であることがより好ましい。

　ホウ素（Ｂ）は微細なＴｂＣｕ_７型結晶相を得るために重要な元素である。ＴｂＣｕ_７型結晶相を微細化することによって、大きな保磁力が得られると共に、前述した結晶粒間の交換相互作用の増強効果に基づいて高い残留磁化が実現される。ただし、ホウ素は非磁性元素であるため、その含有量が多すぎると飽和磁化の低下が顕著となる。このため、ホウ素の含有量ｚは４原子％未満とする。一方、ホウ素の含有量が少なすぎると結晶粒間の交換相互作用の増強効果を十分に得ることができず、これにより飽和磁化が高くても残留磁化の低下が避けられない。このため、ホウ素の含有量ｚは０．００１原子％以上とする。ホウ素の含有量ｚは０．１～３原子％の範囲とすることがより好ましい。

　ニオブ（Ｎｂ）は、ホウ素の含有量を低減した上で、ＴｂＣｕ_７型結晶相を微結晶化するために重要な元素である。言い換えると、ニオブを必須元素として含有させることによって、ホウ素の含有量を低減した磁石材料の微結晶粒化を実現することが可能となる。ニオブの含有量ｙが１原子％未満であると、磁石材料を十分に微結晶粒化することができない。一方、ニオブの含有量ｙが４原子％を超えると磁化が低下する。このため、ニオブの含有量ｙは１～４原子％の範囲とし、より好ましくは２～３原子％の範囲である。

　ニオブ（Ｎｂ）の一部はジルコニウム（Ｚｒ）で置換してもよい。これによって、磁石材料をより容易に微結晶粒化することができる。ただし、ジルコニウムによるニオブの置換量が過剰になると、磁石材料の保磁力の低下が著しくなるため、磁石材料の総合的な磁気特性の向上にはつながらない。このため、ジルコニウムによる置換量はニオブの５０原子％以下とする。ニオブの一部をジルコニウムで置換した場合においても、それらの合計含有量ｙは１～４原子％の範囲とする。

　元素Ｔは鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）から選ばれる元素であり、磁石材料の飽和磁化を増大させる働きを有する。特に、元素ＴとしてＦｅを用いた場合に、磁石材料の飽和磁化を向上させることができる。元素ＴはＦｅ単独、もしくはＦｅを５０原子％以上含むＦｅおよびＣｏの混合系とする。元素Ｔは磁石材料中に７０原子％以上含有させることが好ましい。これによって、磁石材料の飽和磁化を効果的に増大させることができる。

　元素Ｔの一部はニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇａ）、タンタル（Ｔａ）、およびタングステン（Ｗ）から選ばれる少なくとも１種の元素Ｍで置換してもよい。これによって、磁石材料に占める主相の割合を増大させたり、主相中の元素Ｔの量を増加させることができる。元素Ｍによる置換量が過剰になると飽和磁化の低下を招くため、元素Ｍによる置換量は元素Ｔの２０原子％以下とする。元素Ｔの一部を元素Ｍで置換する場合においても、それらの総量に占めるＦｅの割合は５０原子％以上とすることが好ましい。なお、磁石材料は酸化物等の不可避的不純物を含有することを許容する。

　この実施形態の磁石材料は、例えば以下のようにして作製される。まず、各元素を所定量含む合金インゴットを、アーク溶解法や高周波溶解法で調製する。次いで、合金インゴットを小片に切り出し、これらを高周波誘導加熱等で溶融した後、メルトスパン法を適用して急冷合金薄帯を作製する。メルトスパン法においては、合金溶湯を２０ｍ／秒以上の周速で回転する冷却ロール（単ロールまたは双ロール）に傾注して、平均厚さが１０～３０μｍの範囲の急冷合金薄帯を作製することが好ましい。

　次いで、急冷合金薄帯に３００～１０００℃の温度で０．１～１０時間の熱処理を施す。平均厚さが１０～３０μｍの範囲の急冷合金薄帯に熱処理を施すことによって、微結晶組織を有する磁石材料を得ることができる。メルトスパン法における冷却ロールの周速が２０ｍ／秒未満であると、急冷合金薄帯のアモルファス化が不十分となり、熱処理後に磁石材料を構成する結晶粒の粗大化を招きやすい。冷却ロールの周速は３０ｍ／秒以上とすることがより好ましい。さらに、溶湯を噴出するノズルと冷却ロールとのギャップや噴出時の圧力を調整することによっても、急性合金薄帯の厚さを制御することができる。

　磁石材料はメルトスパン法に代えて、回転ディスク法やガスアトマイズ法等の急冷法を適用して作製してもよい。さらに、各元素を所定量含む原料混合物に機械的エネルギーを付与し、固相反応により合金化させるメカニカルアロイング法やメカニカルグラインディング法を適用して磁石材料を作製することも可能である。これらの方法で作製した磁石材料素材には必要に応じて熱処理が施される。磁石材料の各製造工程（急冷工程、固相反応工程、熱処理工程）は、酸化による磁気特性の劣化を抑制するために、ＡｒやＨｅ等の不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。

　上述したように、この実施形態の磁石材料は平均厚さが１０～３０μｍの範囲の急冷合金薄帯に熱処理を施した合金薄帯からなることが好ましい。これによって、残留磁化の向上に寄与する微結晶組織を再現性よく得ることができる。永久磁石の製造工程で加熱処理される場合には、急冷合金薄帯の熱処理工程を省くことができる。磁石材料は必要に応じて粉砕した後に永久磁石の製造に供される。磁石材料を粉砕して使用する場合、粉末（合金粉末）の粒径は数１０μｍ～数１００μｍの範囲とすることが好ましい。合金薄帯を粉砕する場合においても、平均厚さが１０～３０μｍの薄帯形状の痕跡は残存する。

　この実施形態の磁石材料は、ボンド磁石や焼結磁石を適用して永久磁石として使用される。ボンド磁石は、通常、粉砕された磁石材料（合金粉末）とバインダとを混合し、これを圧縮成形または射出成形することにより製造される。バインダとしてはエポキシ樹脂やナイロン等の合成樹脂が用いられる。バインダとしてエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を用いる場合には、圧縮成形後に１００～２００℃の温度でキュア処理を施すことが好ましい。バインダとしてナイロンのような熱可塑性樹脂を用いる場合には、射出成形法を用いることが望ましい。圧縮成形工程において、磁場を印加して磁石材料（合金粉末）の結晶方位を揃えることによって、磁化の高いボンド磁石を得ることができる。

　ボンド磁石を製造するにあたって、磁石材料（合金粉末）と低融点金属または低融点合金との混合物を適用することも可能である。このような混合物を圧縮成形することによって、メタルボンド磁石が製造される。メタルボンド磁石の製造に適用される低融点金属としては、Ａｌ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｇ等の金属を用いることができる。低融点合金としては前記金属の合金を用いることができる。

　焼結磁石を製造する場合には、磁石材料（合金粉末）をホットプレス、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）、放電プラズマ焼結等の加圧焼結法を適用し、高密度の成形体として一体化することが好ましい。焼結磁石を製造する際の加圧工程において、磁場を印加して磁石材料の結晶方位を揃えることによって、高い磁化を有する焼結磁石を得ることができる。また、加圧工程後に３００～７００℃の温度で加圧しながら塑性変形加工を施すことによって、磁石材料の磁化容易軸方向を配向させた焼結磁石を得ることも可能である。

　この実施形態の永久磁石（ボンド磁石または焼結磁石）は、永久磁石モータや永久磁石発電機に好適に使用される。永久磁石を用いたモータや発電機は、従来の誘導モータや発電機と比較して効率に優れ、小型化や低騒音化等を図ることができる。このため、各種家電モータや鉄道車両、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）の駆動モータ、発電機等として普及している。この実施形態の永久磁石を搭載した永久磁石モータや発電機によれば、さらなる高効率化、小型化、低コスト化を図ることが可能となる。

　この実施形態の永久磁石を使用したモータや発電機の具体例としては、可変磁束モータや可変磁束発電機が挙げられる。この実施形態の永久磁石は、可変磁束モータや可変磁束発電機の可変磁石および固定磁石のいずれにも適用可能であるが、特に可変磁石として好適な特性を有する。この実施形態の永久磁石を可変磁束モータや可変磁束発電機に適用することによって、システムの高効率化、小型化、低コスト化等を図ることができる。可変磁束モータの構成やドライブシステムには、特開２００８－２９１４８公報や特開２００８－４３１７２公報に開示されている技術を適用することができる。

　図１に示すように、可変磁束モータ１は鉄心２中に固定磁石３と可変磁石４とを配置したロータ５と、従来のモータと同様な構成を有するステータ６とを具備している。図２に示すように、可変磁束発電機１１は固定磁石と可変磁石とを有するロータコイル１２とステータコイル１３とブラシ１４とを具備する。可変磁束発電機１１はロータコイル１２に装着されたシャフト１５をタービン１６で回転させることにより発電動作する。

　次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。

　（実施例１）
まず、高純度のＳｍ、Ｎｂ、Ｆｅ、ＣｏおよびＢの各原料を所定量秤量し、Ａｒガス雰囲気中でアーク溶解してインゴットを調製した。このインゴットを小片に切り出した後に石英製ノズルに装填し、Ａｒガス雰囲気中で高周波誘導加熱により溶融した。次いで、合金溶湯を周速３０ｍ／秒で回転する銅製の単ロール上に噴出して急冷合金薄帯を作製した。得られた急冷合金薄帯の中から任意に２０個サンプリングし、それらの厚みをマイクロメータで測定したところ、それらの平均値（平均厚さ）は２２μｍであった。

　続いて、急冷合金薄帯を石英管に真空封入し、この状態で６５０℃×１時間の条件で熱処理を施した。熱処理後の急冷合金薄帯における生成相をＸ線回折にて調べた。その結果、Ｘ線回折パターンにおいて、微小なα－Ｆｅの回折ピークの他は全ての回折ピークが六方晶系のＴｂＣｕ_７型結晶構造で指数付けされ、不可避不純物としてのα－Ｆｅ相を除いて、実質的にＴｂＣｕ_７型結晶相からなることが確認された。また、Ｘ線回折の結果から、ＴｂＣｕ_７型結晶相の格子定数はａ＝０．４８４４ｎｍ、ｃ＝０．４２３１ｎｍと評価でき、格子定数比（ｃ／ａ）は０．８７３５であることが分かった。

　さらに、ＩＣＰによる組成分析の結果、熱処理後の急冷合金薄帯はＳｍ_８．０Ｎｂ_３．４Ｂ_３．８Ｃｏ_１４．４Ｆｅ_ｂａｌ．の組成を有することが確認された。熱処理後の急冷合金薄帯のＴＥＭ組織写真から結晶粒界を写し取り、結晶粒径を円相当の直径として測定して平均結晶粒径を求めたところ、結晶相（実質的にＴｂＣｕ_７型結晶相からなる）の平均結晶粒径は３０ｎｍであった。熱処理後の急冷合金薄帯の磁気特性をＶＳＭ（試料振動型磁力計）で測定した結果、残留磁化は１．０３Ｔ、保磁力は３６０ｋＡ／ｍであった。この際、反磁界補正は行わなかった。

　次に、熱処理後の急冷合金薄帯を、乳鉢を用いて粒径１００μｍ以下に粉砕した。なお、粉砕後においても急冷合金薄帯の痕跡（厚さ）は残っていた。この磁石材料粉末にエポキシ樹脂を２重量％添加して混合した後、８００ＭＰａの圧力で圧縮成形した。さらに、圧縮成形体に１５０℃×２．５時間の条件でキュア処理を施してボンド磁石を製造した。得られたボンド磁石の室温における磁気特性を測定したところ、残留磁化は０．８４Ｔ、保磁力は３５０ｋＡ／ｍであった。

　（実施例２）
上述した実施例１と同様にして作製した急冷合金薄帯に熱処理を施すことなく、乳鉢を用いて粒径１００μｍ以下に粉砕した。この合金粉末を７００℃×１５分の条件で放電プラズマ焼結することによって、外径１０ｍｍ、厚さ７ｍｍの円板状焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の室温における磁気特性を測定したところ、残留磁化は１．０１Ｔ、保磁力は３４５ｋＡ／ｍであった。

　（実施例３～７）
表１に組成を示す急冷合金薄帯を実施例１と同様にして作製した後、それぞれ石英管に真空封入して、表１に示す温度で１時間の熱処理を施した。急冷合金薄帯の作製にあたっては、表１に示すロール周速を適用した。得られた磁石材料（合金薄帯）の磁気特性を実施例１と同様にして測定した。磁石材料の組成、平均厚さ、製造条件、磁気特性を表１に示す。なお、各磁石材料はいずれも実施例１と同様に実質的にＴｂＣｕ_７型結晶相からなり、ＴｂＣｕ_７型結晶相の格子定数比（ｃ／ａ）も実施例１と同等であることが確認された。磁石材料の平均結晶粒径も実施例１と同様な値を有することが確認された。

　（比較例１～３）
表１に組成を示す急冷合金薄帯を実施例１と同様にして作製した後、それぞれ石英管に真空封入して、表１に示す温度で１時間の熱処理を施した。得られた磁石材料（合金薄帯）の磁気特性を実施例１と同様にして測定した。磁石材料の組成、平均厚さ、製造条件、磁気特性を表１に示す。

　表１から明らかなように、各実施例の磁石材料はいずれも保磁力および残留磁化が共に優れている。これに対して、ホウ素量が多い比較例１の磁石材料と、ホウ素量を低減しているものの、ニオブ量が不足している比較例２の磁石材料は、いずれも残留磁化が不十分な値となっている。さらに、希土類元素量（Ｓｍ量）が少ない比較例３の磁石材料は、保磁力および残留磁化がいずれも不十分な値となっている。

　本発明の磁石材料は永久磁石の構成材料として有効に利用することができる。さらに、永久磁石は永久磁石モータや発電機に有効に利用することができる。

　１…可変磁束モータ、２…鉄心、３…固定磁石、４…可変磁石、５…ロータ、６…ステータ、１１…可変磁束発電機、１２…ロータコイル、１３…ステータコイル、１４…ブラシ、１５…シャフト、１６…タービン。

Claims

　一般式：Ｒ_ｘ（Ｎｂ_１－ｐＺｒ_ｐ）_ｙＢ_ｚ（Ｔ_１－ｑＭ_ｑ）_{１００－ｘ－ｙ－ｚ}
（式中、Ｒは希土類元素から選ばれ、少なくとも５０原子％以上がＳｍである元素、ＴはＦｅ単独、もしくはＦｅを５０原子％以上含むＦｅおよびＣｏからなる元素、ＭはＮｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、ＴａおよびＷから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｐ、ｑ、ｘ、ｙおよびｚはそれぞれ０≦ｐ≦０．５、０≦ｑ≦０．２、４≦ｘ≦１５原子％、１≦ｙ≦４原子％、０．００１≦ｚ＜４原子％を満足する数である）
　で表される組成を有する磁石材料であって、
　主相としてＴｂＣｕ_７型結晶相を備えることを特徴とする磁石材料。
　請求項１記載の磁石材料において、
　前記ＴｂＣｕ_７型結晶相の格子定数ａに対する格子定数ｃの比（ｃ／ａ）が０．８６０以上であることを特徴とする磁石材料。
　請求項２記載の磁石材料において、
　平均厚さが１０μｍ以上３０μｍ以下の合金薄帯からなることを特徴とする磁石材料。
　請求項１記載の磁石材料を具備することを特徴とする永久磁石。
　請求項４記載の永久磁石において、
　前記磁石材料とバインダとの混合体を具備することを特徴とする永久磁石。
　請求項４記載の永久磁石において、
　前記磁石材料の加圧焼結体を具備することを特徴とする永久磁石。
　請求項４記載の永久磁石を具備することを特徴とする永久磁石モータ。
　請求項７記載の永久磁石モータにおいて、
　前記永久磁石は可変磁石であることを特徴とする永久磁石モータ。
　請求項４記載の永久磁石を具備することを特徴とする発電機。
　請求項９記載の発電機において、
　前記永久磁石は可変磁石であることを特徴とする発電機。