[发明专利]Sm-Fe-N磁体材料和Sm-Fe-N粘结磁体

说明书

本发明涉及一种Sm‑Fe‑N磁体材料，其包含：7.0‑12原子％的Sm；0.1‑1.5原子％的选自由Hf、Zr和Sc构成的组中的至少一种元素；0.1‑0.5原子％的Mn；10‑20原子％的N；和0‑35原子％的Co，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明还涉及包含所述Sm‑Fe‑N磁体材料的粉末和粘合剂的Sm‑Fe‑N粘结磁体。本发明的Sm‑Fe‑N磁体材料和Sm‑Fe‑N粘结磁体是各向同性的，并且适合于在高温环境中长期使用。

技术领域

本发明涉及适用于需要小尺寸、小厚度或复杂形状的应用中的Sm-Fe-N(钐-铁-氮)磁体以及各向同性的Sm-Fe-N粘结磁体。

背景技术

目前，Nd-Fe-B(钕-铁-硼)磁体主要用作用于需要高磁力(最大能积)的应用的永磁体。然而，已知Sm-Fe-N磁体的性能优于Nd-Fe-B磁体(专利文献1和非专利文献1)。Sm-Fe-N磁体的优点在于其具有与Nd-Fe-B磁体相当的饱和磁极化，并且具有比Nd-Fe-B磁体更高的各向异性磁场和居里温度，且不易氧化和生锈。

通常而言，用作磁体原料的粉末根据磁性分为各向同性磁体粉末和各向异性磁体粉末。术语“各向同性磁体粉末”是指这样的粉末，其中每个合金粉末颗粒由大量的微细晶粒构成并且各晶粒易磁化方向是随机的。同时，术语“各向异性磁性粉末”是指这样的粉末，其中每个合金粉末颗粒是单晶，或者其中每个合金粉末颗粒由大量的晶粒构成，并且每个颗粒中各晶粒的易磁化方向沿特定方向取向。Sm-Fe-N合金粉末主要包括：各向同性磁体粉末，其中其主相具有亚稳定的六方晶体结构，并称为TbCu₇型，并且其是通过(例如)熔融淬火法获得的；和各向异性磁体粉末，其中其主相具有称为Th₂Zn₁₇型的菱形晶体结构并且其是稳定相。

构成Sm-Fe-N磁体的晶体在加热至超过约500℃的温度时分解。因此，Sm-Fe-N磁体用作粘结磁体而不能制备为烧结磁体，因为烧结磁体在制备期间需要加热到约1000℃的温度。通常，通过将磁体粉末和粘合剂混合并用压缩成型机、注射成型机等使所得到的化合物成型来制备粘结磁体。因此，粘结磁体的磁通密度比烧结磁体的磁通密度低一定的量，所述量对应于粘合剂和空隙的存在，然而粘结磁体的优点在于可以容易地获得小或薄或形状复杂的粘结磁体。与由Th₂Zn₁₇型各向异性磁体的粉末制备的各向异性Sm-Fe-N粘结磁体相比，由TbCu₇型各向同性磁体的粉末制备的各向同性Sm-Fe-N粘结磁体的最大能积低，但是其优点在于：由于成型时不需要施加磁场，因此生产效率高，并且设计磁化模式的自由度高。由于这种各向同性粘结磁体的优点和Sm-Fe-N磁体的优点(高各向异性磁场、高居里温度和低的氧化和生锈易感性)，因此，各向同性的Sm-Fe-N粘结磁体用于(例如)在恶劣环境中使用的汽车电动机。

专利文献1：JP-A-2002-057017

非专利文献1：Ryo Omatsuzawa、Kimitoshi Murashige和Takahiko Iriyama,Structure and Magnetic Properties of SmFeN Prepared by Rapid-Quenching Method(通过快速淬火方法制备的SmFeN的结构和磁性能),DENKI-SEIKO(Electric FurnaceSteel),Daido Steel Co.,Ltd.，第73卷，第4期，第235-242页，2002年10月出版

发明内容