一种磁性粘结剂及其制备方法、复合永磁材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磁性粘结剂及其制备方法、复合永磁材料的制备方法。该磁性粘结剂以原子百分比表示的组成成分为(R1

【技术实现步骤摘要】
一种磁性粘结剂及其制备方法、复合永磁材料的制备方法
本专利技术涉及稀土永磁材料领域，且特别涉及一种磁性粘结剂及其制备方法、复合永磁材料的制备方法。
技术介绍
稀土永磁材料是现代社会中重要的基础功能材料，在计算机、汽车、仪器、仪表、家用电器、石油化工、医疗保健、航空航天、新能源等行业中广泛应用。1960年代专利技术的Sm-Co永磁是第一代高性能稀土永磁材料。因为含有高比重的昂贵稀缺的战略元素Co，Sm-Co的应用领域受到限制。1982年住友特殊金属的佐川真人(MasatoSagawa)专利技术了烧结Nd-Fe-B永磁体，因其具有到目前为止最高的磁能积，因为不含战略金属，性价比较高、且制备方法简单而得到广泛应用，是目前使用最广泛的稀土永磁材料。使用通用电气公司专利技术的快淬Nd-Fe-B磁粉和有机树脂制备成的粘结磁体因其具有高尺寸精度、方便制备异形磁体也得到市场的广泛认可。继Nd-Fe-B化合物之后，Sm2Fe17Nx(简称钐铁氮)、Nd(Fe,M)12Nx(简称钕铁氮)、和ThMn12型Sm(Fe,M)12(简称1:12型钐铁)等稀土过渡金属化合物也被发现具有优越的内禀磁性能，被认为是下一代稀土永磁材料的候选者。目前这些磁性材料只能制备成超细粉末才具有较高的磁性能，用于制备树脂或者低熔点金属粘结磁体。非磁性粘结剂的加入会严重降低磁性能。因此，需要研究具有永磁性能的粘结剂，将Sm2Fe17Nx、Nd(Fe,M)12Nx、ThMn12型Sm(Fe,M)12、RCo5(1:5型R-Co)、R(Co,Fe,Zr,Cu)z(2:17型R-Co)、R2Fe14B等稀土过渡金属化合物磁性粉末粘结成致密的磁体，制备高性能的复合永磁材料。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种磁性粘结剂，该磁性粘结剂可以将稀土过渡金属化合物磁性粉末粘结成致密的永磁材料，而且较高地保持上述磁性粉末的磁性能。本专利技术的目的之二在于提供一种磁性粘结剂的制备方法，该方法可制备得到各向同性磁性粘结剂和各向异性磁性粘结剂，并提高磁性粘结剂的变形能力，该方法制备效率高。本专利技术的目的之三在于提供一种复合永磁材料的制备方法，该制备方法利用了上述的磁性粘结剂，将Sm2Fe17Nx、Nd(Fe,M)12Nx、ThMn12型Sm(Fe,M)12、RCo5(1:5型R-Co)、R(Co,Fe,Zr,Cu)z(2:17型R-Co)、R2Fe14B等稀土过渡金属化合物磁性粉末粘结成致密的复合永磁材料，使得该复合永磁材料致密度和磁性能保持在较高水平。本专利技术的实施例提出一种磁性粘结剂：磁性粘结剂以原子百分比表示的组成成分为(R11-αR2α)xFe100-x-y-z-vM1yCuzBv；其中，R元素为稀土元素，且R1为Nd和Pr中的至少一种，R2为La、Ce、Ho、Gd、Tb、Dy和Y中的至少一种，Fe元素为铁元素，M1元素为Al、Co、Ga、Si、Zr、Hf、Nb、Ti、V元素中的至少一种；其中，0.01<α<0.8，14≤x≤40，0.1≤y≤10.0，1.0≤z≤10.0，2.5≤v≤6.0。本专利技术的实施例还提出一种磁性粘结剂的制备方法，包括：制备原子百分比组成成分为(R11-αR2α)xFe100-x-y-z-vM1yCuzBv的合金粉；其中，制备方法为使用快淬法直接制备各向同性磁性粘结剂；或者，在快淬磁粉的基础上进行晶界扩散低共晶合金制备各向同性磁性粘结剂，提高流变性能；或者，使用HDDR工艺直接制备各向异性磁性粘结剂；或者，在HDDRR-Fe-B磁粉的基础上进行晶界扩散低共晶合金制备各向异性磁性粘结剂，提高流变性能；或者，使用热变形工艺直接制备各向异性磁性粘结剂；或者，在热变形R-Fe-B磁粉的基础上进行晶界扩散低共晶合金制备各向异性磁性粘结剂，提高流变性能。本专利技术的实施例还提供一种复合永磁材料的制备方法，包括：采用上述的磁性粘结剂将稀土过渡金属化合物磁性粉末粘结成致密的复合磁体；其中，稀土过渡金属化合物磁性粉末包括Sm2Fe17Nx、Nd(Fe,M)12Nx、ThMn12型Sm(Fe,M)12、RCo5(1:5型R-Co)、R(Co,Fe,Zr,Cu)z(2:17型R-Co)、R2Fe14B。本专利技术实施例的磁性粘结剂及其制备方法、复合永磁材料的制备方法的有益效果是：本专利技术的实施例提供一种磁性粘结剂和提高磁性粘结剂变形能力的方法，使这种磁性粘结剂在较低的温度下具有良好的流变性能，能将Sm2Fe17Nx、Nd(Fe,M)12Nx、ThMn12型Sm(Fe,M)12、RCo5(1:5型R-Co)、R(Co,Fe,Zr,Cu)z(2:17型R-Co)、R2Fe14B等稀土过渡金属化合物磁性粉末粘结成致密的永磁材料，而且较高地保持上述磁性粉末的磁性能。本专利技术的实施例提供的磁性粘结剂的制备方法，可制备得到各向同性磁性粘结剂和各向异性磁性粘结剂，制备效率高。本专利技术的实施例提供的复合永磁材料的制备方法，利用了上述的磁性粘结剂，将Sm2Fe17Nx、Nd(Fe,M)12Nx、ThMn12型Sm(Fe,M)12、RCo5(1:5型R-Co)、R(Co,Fe,Zr,Cu)z(2:17型R-Co)、R2Fe14B等稀土过渡金属化合物磁性粉末粘结成致密的复合永磁材料，使得该复合永磁材料致密度和磁性能保持在较高水平。综上，本专利技术的实施例提供的磁性粘结剂由晶粒细小的R2Fe14B主相和高含量的低熔点富稀土晶界相构成，提高磁性粘结剂的矫顽力；低熔点的富稀土相熔化后成为主相晶粒间的润滑液，提高磁性粘结剂的流变能力，提高磁性粘结剂填充磁粉缝隙的能力。低熔点相在加压烧结过程中从粘结剂中流出，填入粘结剂和主磁粉间的缝隙中，主磁粉间的缝隙、孔洞中，将磁粉粘结成致密磁体，提高复合磁体的磁性能、相对密度和强度等力学性能。因此，使用这种磁性粘结剂能将Sm2Fe17Nx、Nd(Fe,M)12Nx磁粉在低于分解温度下粘结成致密磁体；利用低温粘结能力，还可以将ThMn12型Sm(Fe,M)12、RCo5(1:5型R-Co)、R(Co,Fe,Zr,Cu)z(2:17型R-Co)、R2Fe14B等稀土过渡金属化合物磁性粉末粘结成致密的永磁材料。因此，可以根据复合磁体的性能、成本要求，选择相应的磁性粉末，制备高性能、低成本的磁体，或者制备特定磁性能的磁体。同时，利用磁性粘结剂制备致密磁体也是回收再利用废旧磁体、加工磁体过程中形成的碎片的高效方法。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的磁性粘结剂及其制备方法、复合永磁材料的制备方法进行具体说明。本专利技术的实施例提供了一种磁性粘结剂，该磁性粘结剂以原子百分比表示的组成成分为(R11-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性粘结剂，其特征在于：/n所述磁性粘结剂以原子百分比表示的组成成分为(R1

【技术特征摘要】
1.一种磁性粘结剂，其特征在于：
所述磁性粘结剂以原子百分比表示的组成成分为(R11-αR2α)xFe100-x-y-z-vM1yCuzBv；
其中，R元素为稀土元素，且R1为Nd和Pr中的至少一种，R2为La、Ce、Ho、Gd、Tb、Dy和Y中的至少一种，Fe元素为铁元素，M1元素为Al、Co、Ga、Si、Zr、Hf、Nb、Ti、V元素中的至少一种；
其中，0.01<α<0.8，14≤x≤40，0.1≤y≤10.0，1.0≤z≤10.0，2.5≤v≤6.0。


2.根据权利要求1所述的磁性粘结剂，其特征在于：
所述磁性粘结剂由主相和低熔点富稀土相构成，主相为R2Fe14B相，所述富稀土相由R相、RCu相和R6Fe13Cu相组成；
其中，所述R2Fe14B相、所述R相、所述RCu相和所述R6Fe13Cu相占据合金粉的90V％以上。


3.根据权利要求2所述的磁性粘结剂，其特征在于：
所述R2Fe14B相、所述R相、所述RCu相和所述R6Fe13Cu相占据合金粉的97V％以上。


4.根据权利要求3所述的磁性粘结剂，其特征在于：
所述主相占所述合金粉的50-95V％，所述富稀土相相占据合金粉的5-50V％；且当温度为在400℃-550℃时，所述富稀土相熔化成液相，所述液相占据合金的2-50V％。


5.一种权利要求1至4中任一项所述的磁性粘结剂的制备方法，其特征在于，包括：
制备原子百分比组成成分为(R11-αR2α)xFe100-x-y-z-vM1yCuzBv的合金粉；
其中，制备方法为使用快淬法直接制备各向同性磁性粘结剂；或者，在快淬磁粉的基础上进行晶界扩散低共晶合金制备各向同性磁性粘结剂；或者，使用HDDR工艺直接制备各向异性磁性粘结剂；或者，在HDDRR-Fe-B磁粉的基础上进行晶界扩散低共晶合金制备各向异性磁性粘结剂；或者，使用热变形工艺直接制备各向异性磁性粘结剂；或者，在热变形R-Fe-B磁粉的基础上进行晶界扩散低共晶合金制备各向异性磁性粘结剂。


6.根据权利要求5所述的磁性粘结剂的制备方法，其特征在于：
所述磁性粘结剂中，R2Fe14B主相晶粒尺寸范围为10-1000nm，富稀土相分布在主相晶界上，且所述磁性粘结剂研磨成粉末后仍然由主相和富稀土相构成。


7.根据权利要求5所述的磁性粘结剂的制备方法，其特征在于：
在快淬磁粉的基础上进行晶界扩散低共晶合金制备所述各向同性磁性粘结剂具体包括：
以杂质含量低于1wt％的稀土金属R和Cu为原料，根据化学式R100-x-yCuxAly配料，其中，20<x<40，0<y<10，形成熔点低于550℃的合金；
将金属原料装入坩埚中，感应熔炼成为均匀的熔体；
将所述熔体浇注到水冷铜辊上，将合金熔体进行快淬，制备非晶或者纳米晶快淬薄带，且铜辊的表面转速为10-40m/s；
将薄带使用高能球磨机或者气流磨研磨成为细粉末，粉末直径范围为0.1-15μm；
将低共晶合金粉末和商用R-Fe-B快淬磁粉比如MQ磁粉混合均匀，使混合后合金粉具有化学式(R11-αR2α)xFe100-x-y-z-vM1yCuzBv规定的成分；
混合料在N2气或者Ar气保护下的混料机中混合均匀后，置于真空或者Ar保护下热处理，热处理温度为500-750...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢赐福，唐仁衡，周庆，肖方明，孙泰，
申请(专利权)人：广东省稀有金属研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44