KR101935164B1

KR101935164B1 - Magnet material, permanent magnet, rotating electric machine, and vehicle

Info

Publication number: KR101935164B1
Application number: KR1020170106656A
Authority: KR
Inventors: 마사야 하기와라; 도모히로 야마시타; 나오유키 사나다; 요스케 호리우치; 신야 사쿠라다
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2017-08-23
Publication date: 2019-01-03
Also published as: KR20180022603A

Abstract

자석 재료의 포화 자화를 높이는 것이다.
자석 재료는, 조성식: (R_1- _xY_x)_aM_bT_cA_d에 의해 표시되는 자석 재료이며, ThMn₁₂형 결정상을 포함하는 주상을 구비한다. 조성식의 M 원소의 30원자% 이상은, Fe이다.Thereby increasing the saturation magnetization of the magnet material.
The magnet material is a magnet material represented by the composition formula: (R _1- _x Y _x ) _a M _b T _c A _{d and} has a columnar phase containing a ThMn ₁₂ -type crystal phase. At least 30 atom% of the M element in the composition formula is Fe.

Description

자석 재료, 영구 자석, 회전 전기 기기, 및 차량{MAGNET MATERIAL, PERMANENT MAGNET, ROTATING ELECTRIC MACHINE, AND VEHICLE}{MAGNET MATERIAL, PERMANENT MAGNET, ROTATING ELECTRIC MACHINE, AND VEHICLE} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

실시 형태의 발명은 자석 재료, 영구 자석, 회전 전기 기기 및 차량에 관한 것이다.The invention of the embodiment relates to a magnet material, a permanent magnet, a rotary electric machine, and a vehicle.

영구 자석은, 예를 들어 모터, 발전기 등의 회전 전기 기기, 스피커, 계측 기기 등의 전기 기기, 자동차, 철도 차량 등의 차량을 포함하는 광범위한 분야의 제품에 사용되고 있다. 최근, 상기 제품의 소형화가 요구되고 있으며, 고자화 및 고보자력을 갖는 고성능의 영구 자석이 요구되고 있다.BACKGROUND ART Permanent magnets are used in a wide range of products including, for example, electric rotating machines such as motors and generators, electric machines such as speakers and measuring instruments, and vehicles such as automobiles and railroad cars. In recent years, miniaturization of the above-mentioned products has been required, and permanent magnets with high performance and high coercive force and high performance have been demanded.

고성능의 영구 자석의 예로서는, 예를 들어 Sm-Co계 자석이나 Nd-Fe-B계 자석 등의 희토류 자석을 들 수 있다. 이들 자석에서는, Fe나 Co가 포화 자화의 증대에 기여하고 있다. 또한, 이들의 자석에는 Nd나 Sm 등의 희토류 원소가 포함되어 있고, 결정장 중에 있어서의 희토류 원소의 4f 전자의 거동에 유래해서 큰 자기 이방성을 초래한다. 이에 의해, 큰 보자력을 얻을 수 있다.Examples of high-performance permanent magnets include rare earth magnets such as Sm-Co magnets and Nd-Fe-B magnets. In these magnets, Fe or Co contributes to an increase in saturation magnetization. These magnets also contain rare earth elements such as Nd and Sm, resulting in large magnetic anisotropy due to the behavior of 4f electrons of the rare earth element in the crystal field. Thereby, a large coercive force can be obtained.

일본특허공개 제2016-058707호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-058707 미국특허공개 제2016/0071635호U.S. Patent Application Publication No. 2016/0071635 일본특허공개 평6-283316호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-283316 일본특허 제3741597호Japanese Patent No. 3741597 미국특허 제6419759호U.S. Patent No. 6419759 일본특허공개 평 4-308062호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 4-308062 미국특허공개 제2016/0148734호U.S. Patent Publication No. 2016/0148734

T. Kuno et al., AIP ADVANCES 6, 025221, 2016 T. Kuno et al., AIP ADVANCES 6, 025221, 2016 S. Suzuki et al., J. Magn. Magn. Mater. 401, 259, 2016 S. Suzuki et al., J. Magn. Magn. Mater. 401, 259, 2016 E. P. Yelsukov et al., J. Magn. Magn. Mater. 115, 271, 1992 E. P. Yelsukov et al., J. Magn. Magn. Mater. 115, 271, 1992 G. Pourroy et al., J. Alloys Compd. 244, 90, 1996 G. Pourroy et al., J. Alloys Comp. 244, 90, 1996

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 자석 재료의 포화 자화를 높이는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to enhance saturation magnetization of a magnet material.

실시 형태의 자석 재료는, 조성식 1: (R_1- _xY_x)_aM_bT_c(식 중, R은 1종류 이상의 희토류 원소이고, T는 Ti, V, Nb, Ta, Mo 및 W에서 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M은 Fe 또는 Fe 및 Co이고, x는 0.01≤x≤0.8을 만족하는 수이고, a는 4≤a≤20원자%를 만족하는 수이고, b는 b=100-a-c원자%를 만족하는 수이고, c는 0＜c＜7원자%를 만족하는 수이다)에 의해 표시된다. 자석 재료는 ThMn₁₂형 결정상을 포함하는 주상을 구비한다. 조성식 1의 M 원소의 30원자% 이상은 Fe이다.Magnetic material of the embodiment, the composition formula _{_{_{1: (R 1- x Y x}}} ) a M b T c ( wherein, R is a rare earth element is one or more kind of, T is from Ti, V, Nb, Ta, Mo and W X is at least one element selected from the group consisting of Fe, Fe and Co, x is a number satisfying 0.01? X? 0.8, a is a number satisfying 4? A? 20 atomic%, b is at least 100 -ac atom%, and c is a number satisfying 0 < c < 7 atom%. The magnet material has a columnar phase including a ThMn ₁₂ type crystal phase. At least 30 atom% of the M element of the composition formula 1 is Fe.

도 1은 조성식:(Sm₀ _. ₈₂Y₀ _. ₁₈)_7.7(Fe_0.70Co_0.30)₈₈ _. ₄Ti₃ _.9로 표현되는 자석 재료의 X선 회절 패턴의 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 조성식:(Sm₀ _. ₆₈Zr₀ _. ₃₂)_7.8(Fe_0.70Co_0.30)₈₈ _. ₂Ti₄ _.0으로 표현되는 자석 재료의 X선 회절 패턴의 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상의 피크를 갖는 X선 회절 패턴의 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 영구 자석 모터를 도시하는 도면이다.
도 5는 가변 자속 모터를 도시하는 도면이다.
도 6은 발전기를 도시하는 도면이다.
도 7은 철도 차량의 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 8은 자동차의 구성예를 도시하는 모식도이다.1 is a _{_{_{_{formula: (.. Sm 0 82 Y}}}} 0 18) 7.7 (Fe 0.70 Co 0.30) 88. ₄ Ti ₃ _.9 . Fig. 5 is a diagram showing an example of an X-ray diffraction pattern of a magnet material.
2 is expressed by a composition _{_{_{_{formula: (.. Sm 0 68 Zr}}}} 0 32) 7.8 (Fe 0.70 Co 0.30) 88. ₂ is a view showing an example of the X-ray diffraction pattern of the magnetic material represented by Ti ₄ _.0.
3 is a diagram showing an example of an X-ray diffraction pattern having a peak of Nd ₃ (Fe, Ti) ₂₉ crystal phase.
4 is a diagram showing a permanent magnet motor.
5 is a view showing a variable magnetic flux motor.
6 is a view showing a generator.
7 is a schematic diagram showing a configuration example of a railway vehicle.
8 is a schematic diagram showing a configuration example of the automobile.

이하, 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면은 모식적인 것이며, 예를 들어 두께와 평면 치수의 관계, 각 층의 두께의 비율 등은 현실의 것과는 다른 경우가 있다. 또한, 실시 형태에 있어서, 실질적으로 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, the drawings are schematic, and for example, the relationship between the thickness and the planar dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like may be different from the reality. In the embodiments, substantially the same constituent elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

(제1 실시 형태)(First Embodiment)

본 실시 형태의 자석 재료는, 희토류 원소와, M 원소(M은 Fe 또는 Fe 및 Co)를 포함한다. 상기 자석 재료는, 결정상을 주상으로 하는 금속 조직을 구비하고, 주상 중의 M 원소 농도를 높임으로써 포화 자화를 향상시킬 수 있다. 주상은 자석 재료 중의 각 결정상 및 비정질상 중, 가장 체적 점유율이 높은 상이다.The magnet material of this embodiment includes a rare earth element and an M element (M is Fe or Fe and Co). The magnet material includes a metal structure having a crystal phase as a main phase, and saturation magnetization can be improved by increasing the concentration of M element in the main phase. The main phase is a phase having the highest volume occupancy among the respective crystalline phases and amorphous phases in the magnet material.

고농도의 M 원소를 포함하는 결정상으로서는, 예를 들어 ThMn₁₂형 결정상을 들 수 있다. ThMn₁₂형 결정상은, 정방정계의 결정 구조를 갖는다. ThMn₁₂형 결정상을 주상으로 하는 자석 재료에서는, M 원소 농도가 높기 때문에, α-(Fe, Co)상이 석출되기 쉽다. α-(Fe, Co)상 등의 이상이 석출되면 주상 중의 M 원소 농도가 저하되어, 주상의 포화 자화 저하를 초래한다. 또한, α-(Fe, Co)상의 석출은 영구 자석의 보자력의 저하를 초래한다. 그래서, 본 실시 형태의 자석 재료에서는, 주상 중에 포함되는 각 원소 농도를 제어하여, 안정된 ThMn₁₂형 결정상을 형성하면서, α-(Fe, Co)상을 저감시켜서 주상 중의 M 원소 농도를 향상시킴으로써, 포화 자화의 저하를 억제한다.As a crystal phase containing a high-concentration M element, for example, a ThMn ₁₂ type crystal phase can be mentioned. The ThMn ₁₂ type crystal phase has a tetragonal crystal structure. In the magnet material having the ThMn ₁₂ -type crystal phase as the main phase, the? - (Fe, Co) phase tends to precipitate because of the high M element concentration. If an abnormality such as an α- (Fe, Co) phase is precipitated, the concentration of M element in the main phase decreases, resulting in a decrease in saturation magnetization of the main phase. Further, precipitation of the? - (Fe, Co) phase causes a decrease in the coercive force of the permanent magnet. Thus, in the magnet material of the present embodiment, by controlling the concentration of each element contained in the main phase, the α- (Fe, Co) phase is reduced while the stable ThMn ₁₂ type crystal phase is formed to improve the M element concentration in the main phase, Thereby suppressing deterioration of saturation magnetization.

본 실시 형태의 자석 재료는, 조성식 1: (R_1- _xY_x)_aM_bT_c(식 중, R은 1종류 이상의 희토류 원소이고, T는 Ti, V, Nb, Ta, Mo 및 W에서 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M은 Fe 또는 Fe 및 Co이고, x는 0.01≤x≤0.8을 만족하는 수이고, a는 4≤a≤20원자%를 만족하는 수이고, b는 b=100-a-c원자%를 만족하는 수이고, c는 0＜c＜7원자%를 만족하는 수이다)에 의해 표시되는 조성을 갖는다. 또한, 자석 재료는 불가피 불순물을 포함하고 있어도 된다.The magnet material of the present embodiment has a composition expressed by a composition formula 1 (R ₁ _-x Y _x ) _a M _b T _c (where R is at least one kind of rare-earth element and T is at least one element selected from the group consisting of Ti, V, Nb, Ta, M is at least one element selected from Fe, Fe and Co, x is a number satisfying 0.01? X? 0.8, a is a number satisfying 4? A? 20 atomic%, b is at least one element selected from b = 100-ac atomic%, and c is a number satisfying 0 < c < 7 atomic%). Further, the magnet material may contain unavoidable impurities.

이트륨(Y)은, ThMn₁₂형 결정상의 안정화에 유효한 원소이다. 즉, Y 원소는 주로 주상 중의 R 원소와 치환하여, 결정격자를 축소시키는 것 등에 의해 ThMn₁₂형 결정상의 안정성을 높일 수 있다. Y 원소의 첨가량이 너무 적으면, ThMn₁₂형 결정상의 안정성을 높이는 효과를 충분히 얻을 수 없다. Y의 첨가량이 너무 많으면, 자석 재료의 이방성 자계가 현저하게 저하되어 버린다. x는 0.01≤x≤0.8을 만족하는 수인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05≤x＜0.5를 만족하는 수이고, 더욱 바람직하게는 0.1≤x≤0.4를 만족하는 수이다.Yttrium (Y) is an element effective for stabilizing the ThMn ₁₂ type crystal phase. That is, the stability of the ThMn ₁₂ -type crystal phase can be enhanced by replacing the R element with the R element in the columnar phase and reducing the crystal lattice. If the addition amount of the Y element is too small, the effect of increasing the stability of the ThMn ₁₂ type crystal phase can not be sufficiently obtained. If the added amount of Y is too large, the anisotropic magnetic field of the magnet material is remarkably lowered. x is preferably a number satisfying 0.01? x? 0.8, more preferably a number satisfying 0.05? x <0.5, more preferably 0.1? x? 0.4.

Y 원소의 50원자% 이하는, 지르코늄(Zr) 및 하프늄(Hf)에서 선택되는 적어도 하나의 원소로 치환되어도 된다. Zr 원소 및 Hf 원소는 높은 Fe 농도의 조성으로 큰 보자력을 발현시킬 수 있는 원소이다. Zr 원소 및 Hf 원소로 치환함으로써, 보자력을 높일 수 있다.50 atomic% or less of the Y element may be substituted with at least one element selected from zirconium (Zr) and hafnium (Hf). The Zr element and the Hf element are elements capable of exhibiting a large coercive force with a composition of a high Fe concentration. By substituting Zr element and Hf element, the coercive force can be increased.

R 원소는 희토류 원소이고, 자석 재료에 큰 자기 이방성을 초래하여, 영구 자석에 높은 보자력을 부여할 수 있는 원소이다. R 원소는 구체적으로는, 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pr), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm), 이테르븀(Yb) 및 루테튬(Lu)에서 선택되는 적어도 하나의 원소이고, 특히 Sm을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, R 원소로서 Sm을 포함하는 복수의 원소를 사용하는 경우, Sm 농도를 R 원소로서 적용 가능한 원소 전체의 50원자% 이상으로 함으로써, 자석 재료의 성능, 예를 들어 보자력을 높일 수 있다.The R element is a rare earth element and is an element capable of imparting a high coercive force to the permanent magnet by causing large magnetic anisotropy in the magnet material. Specific examples of the R element include lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pr), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd) At least one element selected from dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu). For example, when a plurality of elements including Sm are used as the R element, the performance of the magnet material, for example, the coercive force can be increased by making the Sm concentration 50 atomic% or more of all applicable elements as the R element .

R 원소 및 Y 원소의 농도 a는, 예를 들어 4≤a≤20원자%를 만족하는 수인 것이 바람직하다. 4원자% 미만인 경우, 다량의 α-(Fe, Co)상이 석출되어 보자력이 저하된다. 20원자%를 초과하는 경우, 입계상이 증가하여 포화 자화가 저하된다. R 원소 및 Y 원소의 농도 a는 5≤a≤18원자%를 만족하는 수, 나아가 7≤a≤15원자%를 만족하는 수인 것이 보다 바람직하다.The concentration a of the R element and the Y element is preferably a number that satisfies, for example, 4? A? 20 atomic%. If it is less than 4 atom%, a large amount of [alpha] - (Fe, Co) phase precipitates and coercive force decreases. If it exceeds 20 atomic%, the grain boundary phase increases and the saturation magnetization decreases. The concentration a of the R element and the Y element is more preferably a number satisfying 5? A? 18 atomic%, and further satisfying 7? A? 15 atomic%.

M 원소는 Fe 또는 Fe 및 Co이고, 자석 재료의 높은 포화 자화를 담당하는 원소이다. Fe와 Co에서는 Fe 쪽이 보다 자화가 높은 점에서 Fe는 필수 원소이고, 본 실시 형태의 자석에서는 M 원소의 30원자% 이상이 Fe이다. M 원소에 Co를 넣음으로써 자석 재료의 퀴리 온도가 상승하여 고온 영역에서의 포화 자화의 저하를 억제할 수 있다. 또한, Co를 소량 넣음으로써 Fe 단독인 경우보다 포화 자화를 높일 수 있다. 한편, Co 비율을 높이면 이방성 자계의 저하를 초래한다. 또한, Co 비율이 너무 높으면 포화 자화의 저하도 초래한다. 그로 인해, Fe와 Co의 비율을 적절하게 제어함으로써, 높은 포화 자화, 높은 이방성 자계, 높은 퀴리 온도를 동시에 실현할 수 있다. 조성식 1의 M을 (Fe₁ _- _yCo_y)로 표기하면, 바람직한 y의 값은 0.01≤y＜0.7이고, 보다 바람직하게는 0.01≤y＜0.5이고, 더욱 바람직하게는 0.01≤y≤0.3이다. M 원소의 20원자% 이하는, 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 갈륨(Ga)에서 선택되는 적어도 하나의 원소로 치환되어도 된다. 상기 원소는, 예를 들어 주상을 구성하는 결정립의 성장에 기여한다.The element M is Fe or Fe and Co, and is an element responsible for high saturation magnetization of the magnet material. In Fe and Co, Fe is an essential element in that Fe is higher in magnetization. In the magnet of this embodiment, at least 30 atom% of M is Fe. By adding Co to the M element, the Curie temperature of the magnet material is increased, and the decrease in saturation magnetization in the high temperature region can be suppressed. In addition, by adding a small amount of Co, the saturation magnetization can be increased as compared with the case of Fe alone. On the other hand, if the Co ratio is increased, the anisotropic magnetic field is lowered. When the Co ratio is too high, the saturation magnetization also decreases. Therefore, by appropriately controlling the ratio of Fe and Co, a high saturation magnetization, a high anisotropic magnetic field, and a high Curie temperature can be simultaneously realized. When M in the composition formula 1 is represented by (Fe ₁ _- _y Co _y ), the value of y is preferably 0.01? Y <0.7, more preferably 0.01? Y <0.5, . 20 atom% or less of the M element is at least one element selected from aluminum (Al), silicon (Si), chromium (Cr), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu) . The element contributes to growth of, for example, crystal grains constituting the columnar phase.

T 원소는, 예를 들어 티타늄(Ti), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다. T 원소를 첨가함으로써, ThMn₁₂형 결정상을 안정시킬 수 있다. 그러나, T 원소의 도입에 의해 M 원소 농도가 저하되고, 그 결과로서 자석 재료의 포화 자화가 저하되기 쉬워진다. M 원소 농도를 높이기 위해서는 T 첨가량을 저감시키면 되지만, 그 경우, ThMn₁₂형 결정상의 안정성이 상실되어, α-(Fe, Co)상이 석출됨으로써 자석 재료의 보자력이 저하되어 버린다. T 원소의 첨가량 c는 0＜c＜7원자%를 만족하는 수인 것이 바람직하다. 이에 의해, α-(Fe, Co)상의 석출을 억제하면서, ThMn₁₂형 결정상을 안정시킬 수 있다. T 원소의 50원자% 이상은, Ti 또는 Nb인 것이 보다 바람직하다. Ti 또는 Nb를 사용함으로써, T 원소의 함유량을 적게 해도 ThMn₁₂형 결정상을 안정시키면서, α-(Fe, Co)상의 석출량을 대폭으로 저감할 수 있다.The T element is at least one element selected from, for example, titanium (Ti), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), molybdenum (Mo) and tungsten (W). By adding the T element, the ThMn ₁₂ type crystal phase can be stabilized. However, by the introduction of the T element, the M element concentration is lowered, and as a result, the saturation magnetization of the magnet material is liable to be lowered. In order to increase the M element concentration, the amount of T added may be reduced. In this case, however, the stability of the ThMn ₁₂ type crystal phase is lost and the coercive force of the magnet material is lowered by precipitating an α- (Fe, Co) phase. The addition amount c of the T element is preferably a number satisfying 0 < c < 7 at%. As a result, the ThMn ₁₂ -type crystal phase can be stabilized while suppressing the precipitation of the? - (Fe, Co) phase. More preferably, at least 50 atom% of the T element is Ti or Nb. By using Ti or Nb, the deposition amount of the? - (Fe, Co) phase can be remarkably reduced while stabilizing the ThMn ₁₂ type crystal phase even if the content of the T element is decreased.

자석 재료의 포화 자화를 보다 향상시키기 위해서 T 원소의 첨가량은 적은 것이 바람직하지만, T 원소의 첨가량이 적은 경우, Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상이 석출되기 쉽기 때문에, 오히려 포화 자화가 저하되는 경우가 있다. T 원소의 첨가량이 적은 경우에도 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상의 석출을 억제하기 위해서는, Y의 첨가량을 늘리는 것이 효과적이고, 이에 의해 높은 포화 자화를 실현할 수 있다. 조성식 1 또는 조성식 2에 있어서, 예를 들어 T 원소의 첨가량 c가 0＜c＜4.5원자%를 만족하는 수인 경우, x는 0.1＜x＜0.6을 만족하는 수인 것이 바람직하고, c가 1.5＜c＜4원자%를 만족하는 수인 경우, x는 0.15＜x≤0.55를 만족하는 수인 것이 바람직하고, c가 3＜c≤3.8원자%를 만족하는 수인 경우, x는 0.3＜x≤0.5를 만족하는 수인 것이 바람직하다.In order to further improve the saturation magnetization of the magnet material, it is preferable that the addition amount of the T element is small, but when the addition amount of the T element is small, the Nd ₃ (Fe, Ti) ₂₉ type crystal phase is liable to precipitate, There is a case. It is effective to increase the addition amount of Y to suppress the precipitation of the Nd ₃ (Fe, Ti) ₂₉ type crystal phase even when the addition amount of the T element is small, thereby realizing a high saturation magnetization. In the composition formula 1 or the composition formula 2, for example, when the addition amount c of the T element is a number satisfying 0 < c < 4.5 atomic%, x is preferably a number satisfying 0.1 & In the case of a number satisfying < 4 at%, x is preferably a number satisfying 0.15 < x < = 0.55, and when c is a number satisfying 3 & .

본 실시 형태의 자석 재료는, A 원소를 더 포함하고 있어도 된다. 이때, 자석 재료의 조성은, 조성식 2: (R_1- _xY_x)_aM_bT_cA_d(식 중, R은 1종류 이상의 희토류 원소이고, T는 Ti, V, Nb, Ta, Mo 및 W에서 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M은 Fe 또는 Fe 및 Co이고, A는 N, C, B, H 및 P에서 선택되는 적어도 하나의 원소이고, x는 0.01≤x≤0.8을 만족하는 수, a는 4≤a≤20원자%를 만족하는 수, c는 0＜c＜7원자%를 만족하는 수, b는 b=100-a-c-d원자%를 만족하는 수, d는 0＜d≤18원자%를 만족하는 수이다)에 의해 표시된다.The magnet material of this embodiment may further include element A At this time, the composition of the magnet material is expressed by a composition formula 2: (R ₁ _-x Y _x ) _a M _b T _c A _d (where R is at least one kind of rare earth element, and T is at least one element selected from the group consisting of Ti, V, And W, M is Fe or Fe and Co, A is at least one element selected from N, C, B, H and P, and x satisfies 0.01? X? 0.8 A is a number satisfying 4? A? 20 atomic%, c is a number satisfying 0 <c <7 at%, b is a number satisfying b = 100-acd atomic%, d is 0 <d? And is a number satisfying 18 atomic%).

A 원소는 질소(N), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H) 및 인(P)에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다. A 원소는 ThMn₁₂형 결정상의 결정격자 안으로 침입하고, 예를 들어 결정격자를 확대시키는 것 및 전자 구조를 변화시키는 것 중 적어도 하나를 발생시키는 기능을 갖는다. 이에 의해, 퀴리 온도, 자기 이방성, 포화 자화를 변화시킬 수 있다. A 원소는, 불가피 불순물을 제외하고 반드시 첨가되지는 않아도 된다.The element A is at least one element selected from nitrogen (N), carbon (C), boron (B), hydrogen (H) and phosphorus (P). The element A has a function of invading into the crystal lattice of the ThMn ₁₂ type crystal phase and generating at least one of, for example, enlarging the crystal lattice and changing the electronic structure. As a result, the Curie temperature, magnetic anisotropy, and saturation magnetization can be changed. The element A may not necessarily be added except the inevitable impurities.

R 원소의 50원자% 이상이 Sm인 경우(R 원소의 주성분이 Sm인 경우), A 원소의 침입에 의해 ThMn₁₂형 결정상의 자기 이방성이 c축 방향으로부터 c축에 수직인 면 내로 변화하여, 보자력을 감소시킨다. 이 때문에, 불가피 불순물을 제외하고 A 원소는 첨가되지 않는 것이 바람직하다. 이에 반해, R 원소의 50원자% 이상이 Ce, Pr, Nd, Tb 및 Dy에서 선택되는 적어도 하나의 원소인 경우(R 원소의 주성분이 Ce, Pr, Nd, Tb 및 Dy에서 선택되는 적어도 하나의 원소인 경우), A 원소의 침입에 의해 ThMn₁₂형 결정상의 자기 이방성이 c축에 수직인 면 내로부터 c축 방향으로 변화하여, 보자력을 증가시킬 수 있다. 이 때문에, A 원소는 첨가되는 것이 바람직하다. A 원소를 첨가하는 경우, A 원소 농도 d는 0＜d≤18원자%를 만족하는 수인 것이 바람직하다. 18원자%를 초과하면 ThMn₁₂형 결정상의 안정성이 저하된다. A 원소 농도 d는 0＜d≤14원자%를 만족하는 수인 것이 보다 바람직하다.The magnetic anisotropy of the ThMn ₁₂ -type crystal phase changes from the c-axis direction into the plane perpendicular to the c-axis due to the penetration of the element A, when at least 50 atomic% of the R element is Sm (when the main component of the R element is Sm) Decrease coercivity. Therefore, it is preferable that the element A is not added except the inevitable impurities. On the other hand, when at least 50 atomic% of the R element is at least one element selected from Ce, Pr, Nd, Tb and Dy (at least one element selected from Ce, Pr, Nd, Tb and Dy, Element), the magnetic anisotropy of the ThMn ₁₂ -type crystal phase changes from within the plane perpendicular to the c-axis to the c-axis direction by the penetration of element A, and the coercive force can be increased. For this reason, the element A is preferably added. When the element A is added, the element A concentration d is preferably a number satisfying 0 < d < = 18 atomic%. If it exceeds 18 atomic%, the stability of the ThMn ₁₂ type crystal phase is lowered. It is more preferable that the A element concentration d is a number satisfying 0 < d? 14 atomic%.

도 1은 조성식: (Sm₀ _. ₈₂Y₀ _. ₁₈)_7.7(Fe_0.70Co_0.30)₈₈ _. ₄Ti₃ _.9로 표현되는 자석 재료의 X선 회절 패턴의 예를 나타내는 도면이고, 도 2는 조성식: (Sm_0.68Zr_0.32)_7.8(Fe_0.70Co_0.30)_88.2Ti_4.0으로 표현되는 자석 재료의 X선 회절 패턴의 예를 나타내는 도면이다. 도 1, 2에 나타내는 X선 회절 패턴은, 자석 재료에 대하여 X선 회절(X-ray Diffraction: XRD) 측정을 행함으로써 얻어진다. 도 1, 2에 나타내는 X선 회절 패턴으로부터 자석 재료가 ThMn₁₂형 결정상을 주상으로 하는 금속 조직을 구비함을 알 수 있다.1 is a _{_{_{_{formula: (.. Sm 0 82 Y}}}} 0 18) 7.7 (Fe 0.70 Co 0.30) 88. ₄ is a view showing an example of X-ray diffraction pattern of the magnetic material represented by Ti ₃ _.9, 2 is expressed by a composition _{_{_{formula: (Sm 0.68 Zr 0.32) 7.8}}} (Fe 0.70 Co 0.30) X of the magnet material, which is represented by the _88.2 Ti _4.0 Ray diffraction pattern shown in Fig. The X-ray diffraction pattern shown in Figs. 1 and 2 is obtained by performing X-ray diffraction (XRD) measurement on the magnet material. It can be seen from the X-ray diffraction patterns shown in Figs. 1 and 2 that the magnet material has a metal structure having a ThMn ₁₂ -type crystal phase as a main phase.

도 1에 도시하는 X선 회절 패턴의 α-(Fe, Co)상에 기인하는 피크 강도의 최댓값 I_α _{-(Fe, Co)}는, 도 2에 도시하는 X선 회절 패턴의 α-(Fe, Co)상에 기인하는 피크 강도의 최댓값 I_α _{-(Fe, Co)}보다 작다. 이것은, 본 실시 형태의 자석 재료는, α-(Fe, Co)상의 석출량이 적은 것을 나타내고 있다. 본 실시 형태의 자석 재료의 X선 회절 패턴에 있어서, ThMn₁₂형 결정상에 기인하는 피크 강도의 최댓값 I_ThMn12와 α-(Fe, Co)상에 기인하는 피크 강도의 최댓값 I_α _{-(Fe, Co)}와의 합에 대한 α-(Fe, Co)상에 기인하는 피크 강도의 최댓값의 비(I_α _{-(Fe, Co)/}(I_α _{-(Fe, Co)}+I_ThMn12)는, 0.20 미만, 나아가 0.15 미만, 나아가 0.10 미만인 것이 바람직하다.The maximum value I _? _{- (Fe, Co)} of the peak intensity attributed to _? _{- (Fe, Co)} phase of the X-ray diffraction pattern shown in FIG. the maximum value of the peak intensity attributed to a Co) I _α _{- (Fe,} less than _Co). This indicates that the magnet material of this embodiment has a small amount of precipitation of? - (Fe, Co) phase. In the X-ray diffraction pattern of the magnetic material of the present embodiment, ThMn ₁₂ type crystal phase maximum of the peak intensity caused by the maximum value of the peak intensity I _ThMn12 α- and due to the _{_{(Fe, Co) I α -}} (Fe, Co ₎ (ratio (I _α of the maximum of the peak intensity attributed to the Fe, Co) _{- (Fe, Co)} of the sum with α- _/ (I _α _{- (Fe, Co)} + _ThMn12 I) is less than 0.20, Further preferably less than 0.15, and more preferably less than 0.10.

도 3은 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상의 피크를 갖는 X선 회절 패턴의 예를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상의 석출은, X선 회절 패턴의 2θ가 39도 이상 40도 이하로 나타나는 피크로부터 판정할 수 있다. 본 실시 형태의 자석 재료의 X선 회절 패턴에 있어서, ThMn₁₂형 결정상에 기인하는 피크 강도의 최댓값 I_ThMn12와 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상에 기인하는 피크 강도의 최댓값 I_3-29와의 합에 대한 Nd₃(Fe, Ti)₂₉ 결정상에 기인하는 피크 강도의 최댓값 I_3-29의 비(I_3-29/(I_3-29+I_ThMn12))로부터 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상의 석출량을 평가할 수 있다. I_3-29/(I_3-29+I_ThMn12)는 0.070 이하, 나아가 0.050 미만, 나아가 0.040 미만인 것이 바람직하다.3 is a diagram showing an example of an X-ray diffraction pattern having a peak of Nd ₃ (Fe, Ti) ₂₉ crystal phase. As shown in FIG. 3, the precipitation of the Nd ₃ (Fe, Ti) ₂₉ crystal phase can be determined from peaks in which the 2? Of the X-ray diffraction pattern is 39 degrees or more and 40 degrees or less. In the X-ray diffraction pattern of the magnetic material of this embodiment, with the maximum value I ThMn _ThMn12 of the peak intensity due to the ₁₂ type crystal phase and Nd ₃ (Fe, Ti) the maximum value of the peak intensity due to the ₂₉ type crystal phase I _3-29 to the sum _{Nd 3 (Fe, Ti) Nd} 3 (Fe, Ti) from the ₂₉ non-crystal phase _(3-29 I / (I + I _ThMn12 _3-29)) of the maximum value I _3-29 of the peak intensity caused by the ₂₉ Type crystal phase can be evaluated. I _3-29 / (I _3-29 + I _{ThMn 12} ) is preferably 0.070 or less, more preferably less than 0.050, further preferably less than 0.040.

본 실시 형태의 자석 재료는, 주상 중의 M 원소 농도가 높을수록, 자석 재료의 포화 자화를 높일 수 있다. 자석 재료의 주상 중의 M 원소 농도는, 주상 중의 A 원소를 제외한 원소(R 원소, Y 원소, M 원소 및 T 원소)의 총량의 85원자% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 87.4원자% 이상이고, 더욱 바람직하게는 87.6원자% 이상, 나아가 88.0원자% 이상인 것이 보다 바람직하다.The magnet material of the present embodiment can increase the saturation magnetization of the magnet material as the M element concentration in the main phase is higher. The M element concentration in the main phase of the magnet material is preferably at least 85 atomic%, more preferably at least 87.4 atomic%, of the total amount of elements (R element, Y element, M element and T element) , More preferably at least 87.6 atomic%, further preferably at least 88.0 atomic%.

본 실시 형태의 자석 재료에서는, 주상 중의 M 원소 농도를 주상 중의 A 원소를 제외한 원소(R 원소, Y 원소, M 원소 및 T 원소)의 총량의 87.4원자% 이상으로 함으로써, 종래보다 높은 포화 자화를 갖는 자석 재료를 제공할 수 있다. 자석 재료 전체의 포화 자화는, 예를 들어 1.48T보다 높은, 나아가 1.52T 이상인 것이 바람직하다. 또한, α-(Fe, Co)상의 포화 자화의 기여를 제외한 주상의 포화 자화는, 예를 들어 1.41T보다 높은, 나아가 1.50T 이상인 것이 바람직하다. 포화 자화 등의 자기 물성은, 예를 들어 진동 시료형 자력계(Vibrating Sample Magnetometer: VSM)를 사용해서 산출된다.In the magnet material of the present embodiment, the M element concentration in the main phase is 87.4 atom% or more of the total amount of the elements (R element, Y element, M element and T element) except for the A element in the main phase, Can be provided. The saturation magnetization of the entire magnet material is preferably, for example, higher than 1.48 T, and more preferably 1.52 T or higher. Further, the saturation magnetization of the main phase other than the contribution of saturation magnetization on? - (Fe, Co) phase is preferably, for example, higher than 1.41 T, and more preferably 1.50 T or higher. The magnetic properties such as saturation magnetization are calculated using, for example, a vibrating sample magnetometer (VSM).

자석 재료의 조성은, 예를 들어 ICP-AES(고주파 유도 결합 플라즈마-발광 분광 분석법: Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy), SEM-EDX(주사 전자 현미경-에너지 분산형 X선 분광법: Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), TEM-EDX(투과 전자 현미경-에너지 분산형 X선 분광법: Transmission Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) 등에 의해 측정된다. 각 상의 체적 비율은, 전자 현미경이나 광학 현미경에 의한 관찰과 X선 회절 등을 병용해서 종합적으로 판단된다.The composition of the magnet material is, for example, ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy), SEM-EDX (Scanning Electron Microscope- Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), TEM-EDX (Transmission Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy). The volume ratio of each phase can be judged comprehensively by using an electron microscope or an optical microscope and X-ray diffraction.

주상의 각 원소의 농도는, 예를 들어 SEM-EDX를 사용하여 측정된다. 예를 들어, SEM에 의한 관찰상과 SEM-EDX에 의한 자석 재료의 측정 샘플의 각 원소의 맵핑상으로부터 주상을 특정할 수 있다.The concentration of each element of the column phase is measured using, for example, SEM-EDX. For example, the main phase can be identified from the mapping image of each element of the measurement sample of the magnet material by SEM-SEM and SEM-EDX.

이어서, 본 실시 형태의 자석 재료의 제조 방법예에 대해서 설명한다. 먼저, 자석 재료에 필요한 소정의 원소를 포함하는 합금을 제조한다. 예를 들어, 아크 용해법, 고주파 용해법, 금형 주조법, 메커니컬 알로잉법, 메커니컬 그라인딩법, 가스 아토마이즈법, 환원 확산법 등을 사용해서 합금을 제조할 수 있다. 제조된 합금 중에 α-(Fe, Co)상이 생성되면, 이 합금으로 제조한 영구 자석의 보자력의 저하를 초래해버린다.Next, an example of a manufacturing method of the magnet material of the present embodiment will be described. First, an alloy containing predetermined elements necessary for the magnet material is manufactured. For example, an alloy can be produced by using an arc melting method, a high frequency melting method, a metal casting method, a mechanical alloying method, a mechanical grinding method, a gas atomization method, a reduction diffusion method, or the like. If an α- (Fe, Co) phase is produced in the alloy thus produced, the coercive force of the permanent magnet made of this alloy is lowered.

또한, 상기 합금을 용해해서 급냉한다. 이에 의해, α-(Fe, Co)상의 석출량을 저감할 수 있다. 용해된 합금은, 예를 들어 스트립 캐스트법을 사용하여 급냉된다. 스트립 캐스트법에서는, 냉각 롤에 합금 용탕을 경주(傾注)함으로써, 합금 박대를 제조할 수 있다. 이때, 롤의 회전 속도를 제어함으로써, 용탕의 냉각 속도를 제어할 수 있다. 롤은 단롤형이나 쌍롤형이나 상관없다.Further, the alloy is melted and quenched. Thereby, the precipitation amount of the? - (Fe, Co) phase can be reduced. The molten alloy is quenched, for example, using a strip casting process. In the strip casting method, the alloy thin ribbons can be produced by raising (casting) the alloy molten metal in the cooling roll. At this time, the cooling rate of the molten metal can be controlled by controlling the rotation speed of the roll. The rolls may be roll-type or twin-roll type.

상기 합금 박대에 대하여 열처리를 실시해도 된다. 이에 의해, 해당 재료를 균질화하는 것이 가능하다. 예를 들어, 800 내지 1300℃에서 2 내지 120시간 가열한다. 이에 의해, ThMn₁₂형 결정상의 안정성을 높여서, 포화 자화, 이방성 자계의 양 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.The alloy thin ribbons may be subjected to heat treatment. This makes it possible to homogenize the material. For example, at 800 to 1300 占 폚 for 2 to 120 hours. As a result, the stability of the ThMn ₁₂ -type crystal phase can be enhanced and both characteristics of the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field can be further improved.

상기 합금 박대에 A 원소를 침입시켜도 된다. A 원소를 합금에 침입시키는 공정 전에, 합금을 분쇄해서 분말로 해 두는 것이 바람직하다. A 원소가 질소인 경우, 약 0.1 내지 100기압의 질소 가스나 암모니아 가스 등의 분위기 중에서, 200 내지 700℃의 온도 범위에서 합금 박대를 1 내지 100시간 가열함으로써, 합금 박대를 질화시켜서, N 원소를 합금 박대에 침입시킬 수 있다. A 원소가 탄소인 경우, 약 0.1 내지 100 기압의 C₂H₂, CH₄, C₃H₈, 또는 CO 가스 혹은 메탄올의 가열 분해 가스의 분위기 중에서, 300 내지 900℃의 온도 범위에서 합금 박대를 1 내지 100시간 가열함으로써, 합금 박대를 탄화시켜서, C 원소를 합금 박대에 침입시킬 수 있다. A 원소가 수소인 경우, 약 0.1 내지 100 기압의 수소 가스나 암모니아 가스 등의 분위기 중에서, 200 내지 700℃의 온도 범위에서 합금 박대를 1 내지 100시간 가열함으로써, 합금 박대를 수소화시켜서, H 원소를 합금 박대에 침입시킬 수 있다. A 원소가 붕소인 경우, 합금을 제조할 때 원료에 붕소를 포함함으로써, 합금 박대중에 붕소를 함유시킬 수 있다. A 원소가 인인 경우, 합금 박대를 인화시켜서, P 원소를 합금 박대에 침입시킬 수 있다.The element A may be introduced into the alloy thin ribbons. Before the step of introducing element A into the alloy, it is preferable to pulverize the alloy into powder. When the element A is nitrogen, the alloy thin ribbons are nitrided by heating the alloy thin ribbons for 1 to 100 hours in a temperature range of 200 to 700 캜 in an atmosphere of nitrogen gas or ammonia gas of about 0.1 to 100 atmospheres, Alloy thin strips. When the element A is carbon, the alloy thin ribbons are heated in an atmosphere of C ₂ H ₂ , CH ₄ , C ₃ H ₈ , or CO 2 gas or a heated cracking gas of methanol at a temperature of 300 to 900 ° C. at a pressure of about 0.1 to 100 atm By heating for 1 to 100 hours, the alloy thin ribbons can be carbonized to allow the C element to enter the alloy thin ribbons. When the element A is hydrogen, the alloy thin ribbons are heated for 1 to 100 hours in a temperature range of 200 to 700 캜 in an atmosphere of hydrogen gas or ammonia gas of about 0.1 to 100 atmospheres to hydrogenate the alloy thin ribbons, Alloy thin strips. When the element A is boron, boron may be contained in the alloy foil by incorporating boron in the raw material when the alloy is produced. If the element A is phosphorous, the alloy ribbon may be printed, allowing the element P to enter the alloy ribbon.

상기 공정에 의해 자석 재료가 제조된다. 또한, 상기 자석 재료를 사용해서 영구 자석이 제조된다. 예를 들어, 상기 자석 재료를 분쇄하고, 그 후 소결 등의 열처리를 행함으로써 상기 자석 재료의 소결체를 포함하는 소결 자석이 제조된다. 또한, 상기 자석 재료를 분쇄하여, 수지 등으로 고화함으로써 상기 자성 재료를 포함하는 본드 자석이 제조된다.The magnet material is produced by the above process. Further, permanent magnets are manufactured by using the above-mentioned magnet material. For example, a sintered magnet including the sintered body of the magnet material is produced by pulverizing the magnet material, and then performing heat treatment such as sintering. Further, the magnetic material is pulverized and solidified with a resin or the like to produce a bonded magnet including the magnetic material.

(제2 실시 형태)(Second Embodiment)

제1 실시 형태의 자석 재료의 소결체를 구비하는 영구 자석은, 각종 모터나 발전기에 사용할 수 있다. 또한, 가변 자속 모터나 가변 자속 발전기의 고정 자석이나 가변 자석으로서 사용하는 것도 가능하다. 제1 실시 형태의 영구 자석을 사용함으로써, 각종 모터나 발전기가 구성된다. 제1 실시 형태의 영구 자석을 가변 자속 모터에 적용하는 경우, 가변 자속 모터의 구성이나 드라이브 시스템에는, 예를 들어 일본특허공개 제2008-29148호 공보나 일본특허공개 제2008-43172호 공보에 개시되어 있는 기술을 적용할 수 있다.The permanent magnet including the sintered body of the magnet material of the first embodiment can be used for various motors and generators. It is also possible to use it as a fixed magnet or a variable magnet of a variable magnetic flux motor or a variable magnetic flux generator. By using the permanent magnet of the first embodiment, various motors and generators are constructed. When the permanent magnet of the first embodiment is applied to a variable magnetic flux motor, the configuration and drive system of the variable magnetic flux motor are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2008-29148 and 2008-43172 Can be applied.

이어서, 상기 영구 자석을 구비하는 모터와 발전기에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 도 4는 영구 자석 모터를 도시하는 도면이다. 도 4에 도시하는 영구 자석 모터(1)에서는, 스테이터(고정자)(2) 내에 로터(회전자)(3)가 배치되어 있다. 로터(3)의 철심(4) 안에는, 제1 실시 형태의 영구 자석인 영구 자석(5)이 배치되어 있다. 제1 실시 형태의 영구 자석을 사용함으로써, 각 영구 자석의 특성 등에 기초하여, 영구 자석 모터(1)의 고효율화, 소형화, 저비용화 등을 도모할 수 있다.Next, a motor and a generator provided with the permanent magnet will be described with reference to the drawings. 4 is a diagram showing a permanent magnet motor. In the permanent magnet motor 1 shown in Fig. 4, a rotor (rotor) 3 is disposed in a stator (stator) 2. In the iron core 4 of the rotor 3, permanent magnets 5 which are permanent magnets of the first embodiment are arranged. By using the permanent magnet of the first embodiment, it is possible to achieve a high efficiency, a small size, a low cost, and the like of the permanent magnet motor 1 based on the characteristics and the like of each permanent magnet.

도 5는 가변 자속 모터를 도시하는 도면이다. 도 5에 도시하는 가변 자속 모터(11)에 있어서, 스테이터(고정자)(12) 내에는 로터(회전자)(13)가 배치되어 있다. 로터(13)의 철심(14) 안에는, 제1 실시 형태의 영구 자석이 고정 자석(15) 및 가변 자석(16)으로서 배치되어 있다. 가변 자석(16)의 자속 밀도(자속량)는 가변하는 것이 가능하게 되어 있다. 가변 자석(16)은 그 자화 방향이 Q축 방향과 직교하기 때문에, Q축 전류의 영향을 받지 않고, D축 전류에 의해 자화할 수 있다. 로터(13)에는 자화 권선(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 이 자화 권선에 자화 회로로부터 전류를 흘림으로써, 그 자계가 직접적으로 가변 자석(16)에 작용하는 구조로 되어 있다.5 is a view showing a variable magnetic flux motor. In the variable magnetic flux motor 11 shown in Fig. 5, a rotor (rotor) 13 is disposed in a stator (stator) 12. In the iron core 14 of the rotor 13, the permanent magnets of the first embodiment are arranged as the fixed magnet 15 and the variable magnet 16. The magnetic flux density (magnetic flux amount) of the variable magnet 16 can be varied. Since the magnetization direction of the variable magnet 16 is orthogonal to the Q-axis direction, it can be magnetized by the D-axis current without being affected by the Q-axis current. A magnetization winding (not shown) is provided in the rotor 13. And the magnetic field is directly applied to the variable magnet 16 by flowing a current from the magnetizing circuit to the magnetizing coil.

제1 실시 형태의 영구 자석에 따르면, 고정 자석(15)에 적합한 보자력을 얻을 수 있다. 제1 실시 형태의 영구 자석을 가변 자석(16)에 적용하는 경우에는, 제조 조건을 변경함으로써, 예를 들어 보자력을 100㎄/m 이상 500㎄/m 이하의 범위로 제어하면 된다. 또한, 도 5에 도시하는 가변 자속 모터(11)에 있어서는, 고정 자석(15) 및 가변 자석(16)의 어느 쪽에도 제1 실시 형태의 영구 자석을 사용할 수 있지만, 어느 한쪽의 자석에 제1 실시 형태의 영구 자석을 사용해도 된다. 가변 자속 모터(11)는, 큰 토크를 작은 장치 사이즈로 출력 가능하기 때문에, 모터의 고출력·소형화가 요구되는 하이브리드차나 전기 자동차 등의 모터에 적합하다.According to the permanent magnet of the first embodiment, a coercive force suitable for the stationary magnet 15 can be obtained. When the permanent magnet of the first embodiment is applied to the variable magnet 16, the coercive force may be controlled to be in the range of, for example, 100 m / m to 500 m / m by changing the manufacturing conditions. In the variable magnetic flux motor 11 shown in Fig. 5, the permanent magnet of the first embodiment can be used for both the stationary magnet 15 and the variable magnet 16. However, Type permanent magnet may be used. Since the variable magnetic flux motor 11 is capable of outputting a large torque in a small device size, the variable magnetic flux motor 11 is suitable for a motor such as a hybrid car or an electric car which requires high output and miniaturization of the motor.

도 6은 발전기를 나타내고 있다. 도 6에 도시하는 발전기(21)는 상기 영구 자석을 사용한 스테이터(고정자)(22)를 구비하고 있다. 스테이터(고정자)(22)의 내측에 배치된 로터(회전자)(23)는 발전기(21)의 일단부에 설치된 터빈(24)과 샤프트(25)를 통해서 접속되어 있다. 터빈(24)은, 예를 들어 외부로부터 공급되는 유체에 의해 회전한다. 또한, 유체에 의해 회전하는 터빈(24) 대신에, 자동차의 회생 에너지 등의 동적인 회전을 전달함으로써, 샤프트(25)를 회전시키는 것도 가능하다. 스테이터(22)와 로터(23)에는 각종 공지된 구성을 채용할 수 있다.6 shows a generator. The generator 21 shown in Fig. 6 is provided with a stator (stator) 22 using the above permanent magnets. A rotor (rotor) 23 disposed inside the stator 22 is connected to a turbine 24 provided at one end of the generator 21 via a shaft 25. [ The turbine 24 is rotated by, for example, a fluid supplied from the outside. It is also possible to rotate the shaft 25 by transmitting a dynamic rotation such as a regenerative energy of an automobile in place of the turbine 24 rotating by the fluid. Various known constructions can be adopted for the stator 22 and the rotor 23.

샤프트(25)는 로터(23)에 대하여 터빈(24)과는 반대측에 배치된 정류자(도시하지 않음)와 접촉하고 있고, 로터(23)의 회전에 의해 발생한 기전력이 발전기(21)의 출력으로서 상분리 모선 및 주변압기(도시하지 않음)를 통해서, 계통 전압으로 승압되어 송전된다. 발전기(21)는 통상의 발전기 및 가변 자속 발전기 중 어느 것이어도 된다. 또한, 로터(23)에는 터빈(2)으로부터의 정전기나 발전에 수반하는 축 전류에 의한 대전이 발생한다. 이 때문에, 발전기(21)는 로터(23)의 대전을 방전시키기 위한 브러시(26)를 구비하고 있다.The shaft 25 is in contact with a commutator (not shown) disposed on the side opposite to the turbine 24 with respect to the rotor 23 and an electromotive force generated by the rotation of the rotor 23 is output as an output of the generator 21 Phase voltage bus, and a main transformer (not shown). The generator 21 may be any of a normal generator and a variable magnetic flux generator. Also, the rotor 23 is charged with static electricity from the turbine 2 and charging by shaft current accompanying power generation. For this reason, the generator 21 is provided with a brush 26 for discharging the charging of the rotor 23.

이상과 같이, 상기 영구 자석을 발전기에 적용함으로써, 고효율화, 소형화, 저비용화 등의 효과가 얻어진다.As described above, by applying the permanent magnet to the generator, effects such as high efficiency, miniaturization, and low cost can be obtained.

상기 회전 전기 기기는, 예를 들어 철도교통에 이용되는 철도 차량(차량의 일례)에 탑재되어도 된다. 도 7은 회전 전기 기기(101)를 구비하는 철도 차량(100)의 일례를 도시하는 도면이다. 회전 전기 기기(101)로서는, 상기 도 4, 5의 모터, 도 6의 발전기 등을 사용할 수 있다. 회전 전기 기기(101)로서 상기 회전 전기 기기가 탑재된 경우, 회전 전기 기기(101)는, 예를 들어 가선으로부터 공급되는 전력이나, 철도 차량(100)에 탑재된 이차 전지로부터 공급되는 전력을 이용함으로써 구동력을 출력하는 전동기(모터)로서 이용되어도 되고, 운동 에너지를 전력으로 변환하여, 철도 차량(100) 내의 각종 부하에 전력을 공급하는 발전기(제네레이터)로서 이용되어도 된다. 실시 형태의 회전 전기 기기와 같은 고효율의 회전 전기 기기를 이용함으로써, 에너지 절약으로 철도 차량을 주행시킬 수 있다.The rotating electric machine may be mounted on a railway vehicle (an example of a vehicle) used for railroad traffic, for example. Fig. 7 is a diagram showing an example of a railway vehicle 100 having a rotating electric machine 101. Fig. As the rotating electrical machine 101, the motors of Figs. 4 and 5, the generator of Fig. 6, and the like can be used. When the rotating electrical machine is mounted as the rotating electrical machine 101, the rotating electrical machine 101 uses, for example, electric power supplied from a wire or power supplied from a secondary battery mounted on the railway vehicle 100 Or may be used as a generator (generator) that converts kinetic energy into electric power and supplies electric power to various loads in the railway car 100. [ By using a rotary electric machine of high efficiency such as the rotary electric machine of the embodiment, the railway vehicle can be driven by energy saving.

상기 회전 전기 기기는, 하이브리드 자동차나 전기 자동차 등의 자동차(차량의 다른 예)에 탑재되어도 된다. 도 8은 회전 전기 기기(201)를 구비하는 자동차(200)의 일례를 도시하는 도면이다. 회전 전기 기기(201)로서는, 상기 도 4, 5의 모터, 도 6의 발전기 등을 사용할 수 있다. 회전 전기 기기(201)로서 상기 회전 전기 기기가 탑재된 경우, 회전 전기 기기(201)는, 자동차(200)의 구동력을 출력하는 전동기, 또는 자동차(200)의 주행 시의 운동 에너지를 전력으로 변환하는 발전기로서도 이용되어도 된다.The rotating electrical machine may be mounted on a car (another example of a vehicle) such as a hybrid car or an electric car. Fig. 8 is a diagram showing an example of a car 200 having a rotating electrical machine 201. Fig. As the rotating electrical machine 201, the motors of Figs. 4 and 5, the generator of Fig. 6, and the like can be used. When the rotary electric machine is mounted as the rotary electric machine 201, the rotary electric machine 201 converts the kinetic energy at the time of running of the motor 200 into electric power for outputting the driving force of the automobile 200, As shown in Fig.

실시예Example

(실시예 1-38)(Example 1-38)

원료를 적량 칭량하여, 아크 용해법을 사용해서 합금을 제작했다. 이어서, 합금을 용해하고, 얻어진 용탕을 스트립 캐스트법에 의해 급냉하여, 합금 박대를 제작했다. 상기 합금 박대를 Ar 분위기 하에서 1100℃, 4시간 가열했다. 그 후, ICP-AES를 사용해서 가열 후의 합금 박대의 조성을 분석했다. ICP-AES를 사용해서 구해진 자석 재료의 조성을 표 1에 나타낸다.The raw materials were precisely weighed and alloyed using an arc melting method. Subsequently, the alloy was dissolved, and the obtained molten metal was quenched by the strip cast method to prepare alloy thin ribbons. The alloy thin ribbons were heated at 1100 DEG C for 4 hours in an Ar atmosphere. Thereafter, the composition of the alloy thin ribbons after heating by using ICP-AES was analyzed. Table 1 shows the composition of the magnet material obtained using ICP-AES.

이어서, 합금 박대를 유발로 분쇄해서 합금 분말을 제작했다. 그 후, CuKα를 선원으로 하는 XRD 측정에 의해 상기 합금 분말의 결정 구조를 해석했다. 도 1은 실시예 1의 자석 재료의 X선 회절 패턴이다. XRD 측정의 결과, 합금 분말은, ThMn₁₂형 결정상을 주상으로 하는 금속 조직을 구비하는 것이 확인되었다. 또한, I_{α-(Fe, Co)}/(I_α _{-(Fe, Co)}+I_ThMn12)를 산출함으로써 α-(Fe, Co)상의 석출량을 평가했다. 또한, I_3-29/(I_3-29+I_ThMn12)를 산출함으로써 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상의 석출량을 평가했다.Then, the alloy thin ribbons were pulverized with induction to prepare an alloy powder. Thereafter, the crystal structure of the alloy powder was analyzed by XRD measurement using CuK? As a source. 1 is an X-ray diffraction pattern of the magnet material of Example 1. Fig. As a result of the XRD measurement, it was confirmed that the alloy powder had a metal structure having a ThMn ₁₂ type crystal phase as a main phase. Further, the precipitation amount of? - (Fe, Co) phase was evaluated by calculating I _? _- _{(Fe, Co)} / (I _? _{- (Fe, Co)} + I _ThMn12 ). The precipitation amount of the Nd ₃ (Fe, Ti) ₂₉ crystal phase was evaluated by calculating I _3-29 / (I _3-29 + I _ThMn12 ).

또한, VSM 장치를 사용해서 자석 재료의 자기 물성을 평가했다. 합금 박대의 면 내 방향으로 자계를 5.0T 인가한 후, 자계를 -5.0T까지 소인하여, 자계 H와 자화 M을 측정했다. 인가 자계를 5.0T로부터 4.5T까지 낮추는 동안의 자화 M과 자석장의 강도 H의 관계에 정방정에 대한 하기 식 (1)로 표시되는 포화 점근 법칙을 적용함으로써, 자석 재료 전체의 포화 자화 Ms와 이방성 자계 H_A를 산출했다.Further, the magnetic properties of the magnet material were evaluated using a VSM device. After applying a magnetic field of 5.0 T in the in-plane direction of the alloy thin ribbon, the magnetic field was swept to -5.0 T, and the magnetic field H and the magnetization M were measured. By applying the saturated asymptotic law expressed by the following equation (1) to tetragonality in the relationship between the magnetization M and the intensity H of the magnetic field while lowering the applied magnetic field from 5.0T to 4.5T, the saturation magnetization Ms and the anisotropy And the magnetic field H _A was calculated.

M=Ms(1-H_A ²/15H²)(Ms는 포화 자화, H_A는 이방성 자계를 나타낸다) (1)M = Ms (1-H _A ² / 15H ² ) (Ms represents saturation magnetization and H _A represents anisotropic magnetic field) (1)

X선 회절 패턴에 있어서의 α-(Fe, Co)상에 기인하는 피크 강도를 바탕으로, α-(Fe, Co)상의 포화 자화에 대한 기여를 평가하고, 이것을 자석 재료 전체의 포화 자화로부터 뺌으로써, 주상의 포화 자화를 구하였다. 구체적으로는, X선 회절 패턴으로 α-(Fe, Co)상에 기인하는 피크 강도를 갖지 않는 분말 시료를 제작하고, 여기에 α-(Fe, Co)상을 갖는 분말 시료를 첨가해서 충분히 혼합해서 복수의 시료를 제작했다. 복수의 시료 중의α-Fe상을 갖는 분말 시료의 질량 비율은, 각각 0질량% 이상 21질량% 이하의 범위에서 다르다. 상기 시료의 결정 구조를 XRD 측정에 의해 해석한바, α-(Fe, Co)상을 갖는 분말 시료의 질량 비율과 피크 강도의 최댓값의 비 I_α _{-(Fe, Co)}/(I_α _{-(Fe, Co)}+I_ThMn12)의 관계가 선형이 되는 것을 확인했다. 이것을 바탕으로 X선 회절 패턴의 α-(Fe, Co)상의 피크 강도로부터 α-(Fe, Co)상의 질량 비율을 구하고, 이것을 α-(Fe, Co)상의 포화 자화에 대한 기여로 환산했다.The contribution to the saturation magnetization of? - (Fe, Co) phase is evaluated based on the peak intensity attributable to? - (Fe, Co) phase in the X-ray diffraction pattern and this is evaluated from the saturation magnetization of the entire magnet material , And the saturation magnetization of the columnar phase was obtained. Specifically, a powder sample having no peak intensity attributable to? - (Fe, Co) phase is prepared by an X-ray diffraction pattern, and a powder sample having an? - (Fe, Co) To prepare a plurality of samples. The mass ratios of the powder samples having the? -Fe phase in the plurality of samples differ from each other in the range of 0 mass% to 21 mass%. Hanba interpreted by the crystal structure of the sample to XRD measurement, α- (Fe, Co) ratio (I) of the maximum value of the mass ratio and peak intensity of a powder sample having a _{_{α - (Fe, Co) /}} (I α - (Fe _{, Co)} + I _ThMn12 ) was found to be linear. Based on this, the mass ratio of the? - (Fe, Co) phase was calculated from the peak intensity of the? - (Fe, Co) phase of the X-ray diffraction pattern and converted into a contribution to the saturation magnetization of? - (Fe, Co).

이어서, SEM-EDX 측정에 의해 3개의 관찰 시야로 주상의 원소 농도를 각각 5점씩 측정하고, 이들 15점의 단순 평균을 산출함으로써 주상 중의 M 원소 농도를 산출했다. 측정점으로서, SEM상으로 반경 5㎛ 이내에 α-(Fe, Co)상이 존재하지 않는 점을 선택했다. SEM 관찰에서는, 히타치 하이테크놀러지즈사 제조 SU8020을 사용해서 가속 전압 30㎸로 관찰했다. 또한, SEM-EDX 측정에서는, 에닥스사 제조 Octan-super(반도체 소자 사이즈 60㎟)를 사용하여, 워킹 디스턴스를 15㎜로 하고, 라이브 타임을 100초로 하여 측정했다. 원소 농도의 산출에서는, 각 시료의 구성 원소만을 산출 대상으로 하고, Sm, Zr, Y에 대해서는 Lα선, Fe, Co, Ti에 대해서는 Kα선을 사용했다.Subsequently, the concentration of element M in the columnar phase was calculated by measuring SEM-EDX measurement at five points of each columnar element concentration in three observation fields and calculating a simple average of these 15 points. As a measurement point, a point where no α- (Fe, Co) phase exists within a radius of 5 μm on the SEM was selected. In the SEM observation, an acceleration voltage of 30 kV was observed using SU8020 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. In the SEM-EDX measurement, Octan-super (semiconductor element size 60 mm2) manufactured by EDSA Co., Ltd. was used and the working distance was set to 15 mm and the live time was measured to be 100 seconds. In calculation of the element concentration, only the constituent elements of each sample are to be calculated, and K, for Sm, Zr, and Y, and Kα for Fe, Co, and Ti.

(실시예 39-41)(Examples 39-41)

원료를 적량 칭량하여, 아크 용해법을 사용해서 합금을 제작했다. 이어서, 합금을 용해하고, 얻어진 용탕을 스트립 캐스트법에 의해 급냉하여, 합금 박대를 제작했다. 상기 합금 박대를 Ar 분위기 하에서 1100℃, 4시간 가열했다. 그 후 합금 박대를 유발로 분쇄하고, 얻어진 분말을 질소 가스 분위기에 있어서, 450℃에서 4시간 가열했다. 그 후, ICP-AES를 사용해서 합금 분말의 조성을 분석했다. ICP-AES를 사용해서 구해진 자석 재료의 조성을 표 1에 나타낸다.The raw materials were precisely weighed and alloyed using an arc melting method. Subsequently, the alloy was dissolved, and the obtained molten metal was quenched by the strip cast method to prepare alloy thin ribbons. The alloy thin ribbons were heated at 1100 DEG C for 4 hours in an Ar atmosphere. Thereafter, the alloy thin ribbons were pulverized with induction, and the obtained powder was heated at 450 캜 for 4 hours in a nitrogen gas atmosphere. The composition of the alloy powder was then analyzed using ICP-AES. Table 1 shows the composition of the magnet material obtained using ICP-AES.

이어서, CuKα를 선원으로 하는 XRD 측정에 의해 상기 합금 분말의 결정 구조를 해석했다. XRD 측정의 결과, 합금 분말은, ThMn₁₂형 결정상을 주상으로 하는 금속 조직을 구비하는 것이 확인되었다. 또한, I_α _{-(Fe, Co)}/(_Iα _{-(Fe, Co)}+I_ThMn12)를 산출함으로써α-(Fe, Co)상의 석출량을 평가했다. 또한, I_3-29/(I_3-29+I_ThMn12)를 산출함으로써 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상의 석출량을 평가했다.Then, the crystal structure of the alloy powder was analyzed by XRD measurement using CuK? As a source. As a result of the XRD measurement, it was confirmed that the alloy powder had a metal structure having a ThMn ₁₂ type crystal phase as a main phase. In addition, _α I _- to evaluate the precipitation amount on the _{- ((Fe, Co) +} I ThMn12 Iα) the α- (Fe, Co) by calculating _{(Fe, Co)} /. The precipitation amount of the Nd ₃ (Fe, Ti) ₂₉ crystal phase was evaluated by calculating I _3-29 / (I _3-29 + I _ThMn12 ).

또한, 아크릴제 각형 셀 중에 파라핀을 사용해서 합금 분말을 굳히고, VSM을 사용해서 자석 재료의 자기 물성을 평가했다. 측정 조건 및 포화 자화 및 이방성 자계의 산출 방법은, 실시예 1 내지 30의 경우와 마찬가지이다.Further, the alloy powder was hardened by using paraffin in the acrylic square cell, and the magnetic properties of the magnet material were evaluated using VSM. The measurement conditions and the method of calculating the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field are the same as those in the first to thirty embodiments.

이어서, SEM-EDX 측정에 의해 3개의 관찰 시야로 주상의 각 원소 농도를 각각 5점씩 측정하고, 이들 15점의 단순 평균을 산출함으로써 주상 중의 M 원소 농도를 산출했다.Subsequently, the concentration of M element in the main phase was calculated by measuring the concentration of each element in the main phase by five points in each of three observation fields by SEM-EDX measurement and calculating a simple average of these 15 points.

(실시예 42, 43)(Examples 42 and 43)

원료를 적량 칭량하여, 아크 용해법을 사용해서 합금을 제작했다. 이어서, 합금을 용해 및 급냉하지 않고, Ar 분위기 하에서 1100℃, 4시간 가열했다. 그 후, ICP-AES를 사용해서 가열 후의 합금 조성을 분석했다. ICP-AES를 사용해서 구해진 자석 재료의 조성을 표 1에 나타낸다.The raw materials were precisely weighed and alloyed using an arc melting method. Subsequently, the alloy was heated at 1100 占 폚 for 4 hours in an Ar atmosphere without dissolving and quenching. Thereafter, the alloy composition after heating was analyzed using ICP-AES. Table 1 shows the composition of the magnet material obtained using ICP-AES.

이어서, 합금 박대를 유발로 분쇄해서 합금 분말을 제작했다. 그 후, CuKα를 선원으로 하는 X선 회절 측정에 의해 상기 합금 분말의 결정 구조를 해석했다. XRD 측정의 결과, 합금 분말은, ThMn₁₂형 결정상을 주상으로 하는 금속 조직을 구비하는 것이 확인되었다. 또한, I_α _{-(Fe, Co)}/(I_α _{-(Fe, Co)}+I_ThMn12)를 산출함으로써 α-(Fe, Co)상의 석출량을 평가했다. 또한, I_3-29/(I_3-29+I_ThMn12)을 산출함으로써 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상의 석출량을 평가했다.Then, the alloy thin ribbons were pulverized with induction to prepare an alloy powder. Thereafter, the crystal structure of the alloy powder was analyzed by X-ray diffraction measurement using CuK? As a source. As a result of the XRD measurement, it was confirmed that the alloy powder had a metal structure having a ThMn ₁₂ type crystal phase as a main phase. Further, the precipitation amount of? - (Fe, Co) phase was evaluated by calculating I _? _{- (Fe, Co)} / (I _? _{- (Fe, Co)} + I _ThMn12 ). The precipitation amount of the Nd ₃ (Fe, Ti) ₂₉ crystal phase was evaluated by calculating I _3-29 / (I _3-29 + I _ThMn12 ).

또한, VSM을 사용해서 자석 재료의 자기 물성을 평가했다. 측정 조건 및 포화 자화 및 이방성 자계의 산출 방법은, 실시예 1 내지 43의 경우와 마찬가지이다.In addition, the magnetic properties of the magnet material were evaluated using a VSM. The measurement conditions and the method of calculating the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field are the same as those in the first to the fifth embodiments.

(비교예 1 내지 5)(Comparative Examples 1 to 5)

이어서, 합금 박대를 유발로 분쇄해서 합금 분말을 제작했다. 그 후, CuKα를 선원으로 하는 X선 회절 측정에 의해 상기 합금 분말의 결정 구조를 해석했다. 도 2는 비교예 1의 자석 재료의 X선 회절 패턴이다. XRD 측정의 결과, 합금 분말은, ThMn₁₂형 결정상을 주상으로 하는 금속 조직을 구비하는 것이 확인되었다. 또한, I_α _{-(Fe, Co)}/(I_α _{-(Fe, Co)}+I_ThMn12)를 산출함으로써 α-(Fe, Co)상의 석출량을 평가했다. 또한, I_3-29/(I_3-29+I_ThMn12)를 산출함으로써 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상의 석출량을 평가했다.Then, the alloy thin ribbons were pulverized with induction to prepare an alloy powder. Thereafter, the crystal structure of the alloy powder was analyzed by X-ray diffraction measurement using CuK? As a source. 2 is an X-ray diffraction pattern of the magnet material of Comparative Example 1. Fig. As a result of the XRD measurement, it was confirmed that the alloy powder had a metal structure having a ThMn ₁₂ type crystal phase as a main phase. Further, the precipitation amount of? - (Fe, Co) phase was evaluated by calculating I _? _{- (Fe, Co)} / (I _? _{- (Fe, Co)} + I _ThMn12 ). The precipitation amount of the Nd ₃ (Fe, Ti) ₂₉ crystal phase was evaluated by calculating I _3-29 / (I _3-29 + I _ThMn12 ).

또한, VSM을 사용해서 자석 재료의 자기 물성을 평가했다. 측정 조건 및 포화 자화 및 이방성 자계의 산출 방법은, 실시예 1 내지 35의 경우와 마찬가지이다.In addition, the magnetic properties of the magnet material were evaluated using a VSM. The measurement conditions and the method of calculating the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field are the same as those in the first to the third embodiments.

표 1에서 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 43의 자석 재료는 M 원소의 30원자% 이상이 Fe이고, 높은 포화 자화를 갖는다. 또한, 실시예 1 내지 27, 31 내지 37 및 39 내지 41의 자석 재료의 주상 중의 M 원소 농도는, R 원소, Y 원소, M 원소 및 T 원소의 총량의 87.4원자% 이상이고, 특히 높은 포화 자화를 갖는다. 실시예 21 내지 26 및 28, 29, 31 내지 38, 41의 자석 재료는 (Fe₁ _- _yCo_y)라 했을 때, y의 값은 0.01 이상 0.3 미만이고, 특히 높은 이방성 자계를 갖는다. 또한, 실시예 1 내지 27, 31 내지 37 및 39 내지 41의 자석 재료의 I_α _{-(Fe, Co)}/(I_α _{-(Fe, Co)}+I_ThMn12)은 0.15 미만이다. 또한, 실시예 31 내지 37의 자석 재료의 I_3-29/(I_3-29+I_ThMn12)는 0.020 미만이고, 주상의 포화 자화가 1.52T 이상이다. 또한, 실시예 1 내지 27, 31 내지 37 및 39 내지 41의 자석 재료의 주상 포화 자화는 1.48T 이상이고, 실시예 1 내지 35의 이방성 자계는 모두 3MA/m 이상이다.As can be seen from Table 1, in the magnet materials of Examples 1 to 43, at least 30 atom% of the M element is Fe and has a high saturation magnetization. The M element concentration in the main phase of the magnet materials of Examples 1 to 27, 31 to 37 and 39 to 41 is 87.4 atom% or more of the total amount of the R element, Y element, M element and T element, . When the magnet materials of Examples 21 to 26 and 28, 29, 31 to 38 and 41 are (Fe ₁ _- _y Co _y ), the value of y is 0.01 or more and less than 0.3, and has a particularly high anisotropic magnetic field. I _? _{- (Fe, Co)} / (I _? _{- (Fe, Co)} + I _ThMn12 ) of the magnet materials of Examples 1 to 27, 31 to 37 and 39 to 41 is less than 0.15. I _3-29 / (I _3-29 + I _{ThMn 12} ) of the magnet materials of Examples 31 to 37 is less than 0.020, and the saturation magnetization of the main phase is 1.52T or more. The magnetization directions of the magnet materials of Examples 1 to 27, 31 to 37 and 39 to 41 were 1.48 T or more, and the anisotropic magnetic fields of Examples 1 to 35 were all 3MA / m or more.

이에 반해, 비교예 5의 자석 재료는 Fe가 M 원소의 30원자% 미만이고, 포화 자화 및 이방성 자계가 낮음을 알 수 있다. 또한, 비교예 1 내지 4는 Y의 첨가량이 본 발명의 범위 밖이며, α-(Fe, Co)상의 석출량이 많다.On the other hand, in the magnet material of Comparative Example 5, Fe is less than 30 atomic% of the M element, and the saturation magnetization and the anisotropic magnetic field are low. In addition, in Comparative Examples 1 to 4, the addition amount of Y is outside the scope of the present invention, and the amount of precipitation of the? - (Fe, Co) phase is large.

상기 실시예 1 내지 43 및 비교예 1 내지 5의 포화 자화와 이방성 자계의 값은 모두 평가에 사용한 인가 자계의 값에 의존한다.The saturation magnetization and the anisotropic magnetic field values of Examples 1 to 43 and Comparative Examples 1 to 5 all depend on the value of the applied magnetic field used for the evaluation.

또한, 상기 실시 형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것을 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시할 수 있는 것이며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.It should be noted that the above-described embodiment is presented as an example, and is not intended to limit the scope of the invention. These new embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and alterations can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications fall within the scope and spirit of the invention, and are included in the scope of the invention as defined in the claims and their equivalents.

1 : 영구 자석 모터
2 : 터빈
3 : 로터
4 : 철심
5 : 영구 자석
11 : 가변 자속 모터
13 : 로터
14 : 철심
15 : 고정 자석
16 : 가변 자석
21 : 발전기
22 : 스테이터
23 : 로터
24 : 터빈
25 : 샤프트
26 : 브러시
100 : 철도 차량
101 : 회전 전기 기기
200 : 자동차
201 : 회전 전기 기기1: permanent magnet motor
2: Turbine
3: Rotor
4: iron core
5: permanent magnet
11: Variable magnetic flux motor
13: Rotor
14: iron core
15: Fixed magnet
16: variable magnet
21: generator
22:
23: Rotor
24: Turbine
25: Shaft
26: Brush
100: Railway vehicles
101: Electric rotary machines
200: Cars
201: Electric rotary machines

Claims

조성식: (R_1-xY_x)_aM_bT_cA_d
(식 중, R은 1종류 이상의 희토류 원소이고, T는 Ti, V, Nb, Ta, Mo 및 W에서 선택되는 적어도 하나의 원소이고, M은 Fe 또는 Fe 및 Co이고, A는 N, C, B, H 및 P에서 선택되는 적어도 하나의 원소이고, x는 0.01≤x≤0.8을 만족하는 수, a는 4≤a≤20원자%를 만족하는 수, c는 0＜c＜7원자%를 만족하는 수, b는 b=100-a-c-d원자%를 만족하는 수, d는 0≤d≤18원자%를 만족하는 수이다)에 의해 표시되는 자석 재료이며,
ThMn₁₂형 결정상을 포함하는 주상을 구비하고,
상기 조성식의 M 원소의 30원자% 이상은 Fe이고,
상기 자석 재료의 X선 회절 패턴에 있어서, 상기 ThMn₁₂형 결정상에 기인하는 피크 강도의 최댓값과 α-(Fe, Co)상에 기인하는 피크 강도의 최댓값의 합에 대한 상기 α-(Fe, Co)상에 기인하는 피크 강도의 최댓값의 비는, 0.20 미만인 자석 재료.Composition formula: (R _1-x Y _x ) _a M _b T _c A _d
T is at least one element selected from Ti, V, Nb, Ta, Mo and W, M is Fe or Fe and Co, A is at least one rare earth element selected from N, C, B, H and P, x is a number satisfying 0.01? X? 0.8, a is a number satisfying 4? A? 20 atomic%, c is 0 <c <7 at% B is a number satisfying b = 100-acd atom%, and d is a number satisfying 0? D? 18 atom%),
A ThMn ₁₂ -type crystal phase,
At least 30 atom% of the M element of the composition formula is Fe,
(Fe, Co) on the sum of the maximum value of the peak intensity attributable to the ThMn ₁₂ -type crystal phase and the maximum value of the peak intensity attributed to? - (Fe, Co) phase in the X- ) &Lt; / RTI > of the peak intensity is less than 0.20.

제1항에 있어서,
상기 d는 d=0원자%를 만족하는 수이고,
상기 조성식의 R 원소의 50원자% 이상은 Sm인 자석 재료.The method according to claim 1,
D is a number satisfying d = 0 atomic%
And at least 50 atom% of the R element of the composition formula is Sm.

제1항에 있어서,
상기 d는 0＜d≤18원자%를 만족하는 수이고,
상기 조성식의 R 원소의 50원자% 이상은 Ce, Pr, Nd, Tb 및 Dy에서 선택되는 적어도 하나의 원소인 자석 재료.The method according to claim 1,
D is a number satisfying 0 < d < = 18 atomic%
Wherein at least 50 atom% of the R element of the composition formula is at least one element selected from Ce, Pr, Nd, Tb and Dy.

제1항에 있어서,
상기 자석 재료의 X선 회절 패턴에 있어서, 상기 ThMn₁₂형 결정상에 기인하는 피크 강도의 최댓값과 α-(Fe, Co)상에 기인하는 피크 강도의 최댓값의 합에 대한 상기 α-(Fe, Co)상에 기인하는 피크 강도의 최댓값의 비는, 0.15 미만인 자석 재료.The method according to claim 1,
(Fe, Co) on the sum of the maximum value of the peak intensity attributable to the ThMn ₁₂ -type crystal phase and the maximum value of the peak intensity attributed to? - (Fe, Co) phase in the X- ) &Lt; / RTI > is less than 0.15.

제1항에 있어서,
상기 조성식의 Y 원소의 50원자% 이하는, Zr 및 Hf에서 선택되는 적어도 하나의 원소로 치환되고 있는 자석 재료.The method according to claim 1,
Wherein at least 50 atomic percent of the Y element of the composition formula is substituted with at least one element selected from Zr and Hf.

제1항에 있어서,
상기 조성식의 T 원소의 50원자% 이상은 Ti 또는 Nb인 자석 재료.The method according to claim 1,
Wherein at least 50 atom% of the T element of the composition formula is Ti or Nb.

제1항에 있어서,
상기 조성식의 M 원소의 20원자% 이하는 Al, Si, Cr, Mn, Ni, Cu 및 Ga에서 선택되는 적어도 하나의 원소로 치환되고 있는 자석 재료.The method according to claim 1,
Wherein at least 20 atomic% of the M element of the composition formula is substituted with at least one element selected from Al, Si, Cr, Mn, Ni, Cu and Ga.

제1항에 있어서,
상기 주상 중의 M 원소의 농도는 상기 주상 중의 R 원소, Y 원소, M 원소 및T 원소의 총량의 87.4원자% 이상인 자석 재료.The method according to claim 1,
And the concentration of M element in the main phase is at least 87.4 atom% of the total amount of R element, Y element, M element and T element in the main phase.

제1항에 있어서,
상기 조성식의 상기 M은 Fe₁ _- _yCo_y로 표현되고,
상기 y는, 0.01≤y≤0.3을 만족하는 수인 자석 재료.The method according to claim 1,
The M in the composition formula is represented by Fe ₁ _- _y Co _y ,
And y is a number satisfying 0.01? Y? 0.3.

제1항에 있어서,
상기 조성식에 있어서 상기 x는 0.3＜x≤0.6을 만족하는 수이고, 상기 c는 3＜c≤3.8원자%를 만족하는 수인 자석 재료.The method according to claim 1,
X is a number satisfying 0.3 < x < = 0.6, and c is a number satisfying 3 < c <

제10항에 있어서,
상기 자석 재료의 X선 회절 패턴에 있어서, 상기 ThMn₁₂형 결정상에 기인하는 피크 강도의 최댓값과 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상에 기인하는 피크 강도의 최댓값의 합에 대한 상기 Nd₃(Fe, Ti)₂₉형 결정상에 기인하는 피크 강도의 최댓값의 비는, 0.040 미만인 자석 재료.11. The method of claim 10,
The X-ray diffraction pattern of the magnetic material, the ThMn of the peak intensity due to the ₁₂ type crystal phase maximum value and Nd ₃ (Fe, Ti) above to the sum of the maximum value of the peak intensity due to the ₂₉ type crystal phase Nd ₃ (Fe , Ti) The ratio of the maximum value of the peak intensity due to the ₂₉ type crystal phase is less than 0.040.

제1항에 기재된 자석 재료를 포함하는 영구 자석.A permanent magnet comprising the magnet material according to claim 1.

제1항에 기재된 자석 재료의 소결체를 구비하는 영구 자석.A permanent magnet comprising the sintered body of the magnet material according to claim 1.

스테이터와,
로터를 구비하고,
상기 스테이터 또는 상기 로터는 제13항에 기재된 영구 자석을 갖는 회전 전기 기기.A stator,
And a rotor,
The stator or the rotor has the permanent magnet according to claim 13.

제14항에 있어서,
상기 로터는, 샤프트를 개재해서 터빈에 접속되어 있는 회전 전기 기기.15. The method of claim 14,
Wherein the rotor is connected to the turbine via a shaft.

제14항에 기재된 회전 전기 기기를 구비하는 차량.A vehicle comprising the electric rotating machine according to claim 14.

제16항에 있어서,
상기 로터는 샤프트에 접속되어 있고,
상기 샤프트에 회전이 전달되는 차량.17. The method of claim 16,
The rotor is connected to the shaft,
And the rotation is transmitted to the shaft.