一种高性能高丰度稀土铁硼永磁材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高性能高丰度稀土铁硼永磁材料及其制备方法。所述制备方法包括：由两种主相磁粉和辅相合金混合进行压型、烧结和回火处理。所述两种主相磁粉分别为RE

【技术实现步骤摘要】
一种高性能高丰度稀土铁硼永磁材料及其制备方法
本专利技术涉及一种稀土铁硼永磁材料，具体涉及一种高性能高丰度稀土铁硼永磁材料及其制备方法，属于稀土永磁材料

技术介绍
钕铁硼作为第三代稀土永磁材料，具有极高的磁能积和矫顽力。其制备主要消耗Pr、Nd、Dy、Tb等中重稀土。近年来，由于重稀土价格持续增长，磁体成本大幅提升，引起稀土永磁行业的担忧，因此减少重稀土的使用及开发高丰度稀土永磁成为本行业关注的焦点。La/Ce/Y元素丰度高，原料价格低，能够形成具有一定硬磁特性的2:14:1主相，但其内禀磁性远低于Nd2Fe14B，目前主要通过La/Ce/Y部分替代Nd、Pr制备高性价比磁体。而高掺杂La/Ce/Y稀土铁硼磁体的综合磁性能损失较为严重，这是制约大规模生产高性价比高掺杂La/Ce/Y稀土铁硼磁体的关键因素。磁体的综合磁性能与2：14：1主相的硬磁性能和微观结构密切相关，调节晶界成分及其分布可以有效提高磁体矫顽力。例如，在CN106710768A中，公开了一种添加氢化物提高钕铈铁硼烧结磁体矫顽力的方法，矫顽力随氢化物的添加而线性增长。然而，常规的晶界添加方法只是增加了磁体中的稀土含量，辅相RE均匀进入两种主相，然而从整体看，两种主相磁各向异性场差别仍较大。同时，常规的晶界添加方法主要着重于改善主相，对晶界的调整作用尚不明显。因此，亟需提供一种对晶界和主相均明显优化的辅相合金及高性价比高掺杂高丰度稀土铁硼磁体。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种高性能高丰度稀土铁硼永磁材料及其制备方法，以克服现有技术的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种高性能高丰度稀土铁硼永磁材料的制备方法，其采用多合金工艺，将两种主相合金粉与辅相合金粉按比例机械混合均匀，经压制成型、烧结和回火处理得到高性能高丰度稀土铁硼磁体，其具体步骤包括：分别提供第一主相合金、第二主相合金和辅相合金，所述第一主相合金的化学式为RExFe(98.56-x-y)ByM1.44(简称：无LRE)，所述第二主相合金的化学式为[RE(100-a)LREa]xFe(98.56-x-y)ByM1.44(简称：富LRE)，其中，RE包括Pr、Nd中的任意一种或两种的组合，LRE包括La、Ce、Y中的任意一种或两种以上的组合，M包括Al、Cu、Zr和Co中的任意一种或两种以上的组合，a、x、y分别满足以下关系：40≤a≤100，29≤x≤34，0.9≤y≤0.93；所述辅相合金的化学式为RE(100-i-j)FeiM’j，RE包括Nd、Pr中的任意一种或两种的组合，M’包括Ga、Al、Cu中的任意一种或两种以上的组合，i和j分别满足以下关系：6≤i≤6.5，11.5≤j≤12；将所述第一主相合金、第二主相合金和辅相合金机械混合得到均匀的混合磁粉；对所述混合磁粉依次进行压制成型、烧结和回火处理，获得高性能高丰度稀土铁硼永磁材料。本专利技术实施例还提供了由前述方法制备的高性能高丰度稀土铁硼永磁材料，其包括富LRE主相、无LRE主相及连续晶界相，其中，富LRE主相具有富LRE壳层，无LRE主相具有贫LRE壳层。进一步地，所述高性能高丰度稀土铁硼永磁材料具有连续的薄层晶界结构，其包含由RE、Fe和M’形成的6：13：1非铁磁性晶间相。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)本专利技术提供的高性能高丰度稀土铁硼永磁材料的制备方法，在使用高掺杂的La/Ce稀土的情况下，也可以明显地提升稀土铁硼永磁材料的矫顽力；2)本专利技术提供的高性能高丰度稀土铁硼永磁材料的制备方法，辅相所含RE元素优先扩散到富LRE主相，提高其磁晶各向异性场HA，削弱了LRE取代引起的磁稀释作用同时不改变2：14：1相结构的稳定性，以此提高磁体整体HA，从而显著提高稀土铁硼永磁材料的矫顽力；3)本专利技术提供的高性能高丰度稀土铁硼永磁材料的制备方法，能有效降低晶界REFe2相体积分数，有效改善高掺杂LRE导致的磁性能恶化，同时由于稀土元素的置换，原富LRE主相中的稀土元素进入晶界，晶界生成连续的由RE、Fe和M’组成的RE6Fe13M’(M’为Al、Ga或Cu的一种或组合)非铁磁性晶界相，降低晶界铁磁性，有效改善高丰度稀土铁硼磁体晶界分布，增强磁解耦能力，降低晶界铁磁性、提高晶界与主相的润湿性，从而显著提高稀土铁硼永磁材料的矫顽力；4)本专利技术提供的高性能高丰度稀土铁硼永磁材料的制备方法经烧结、回火处理后，辅相成分的RE元素优先扩散进富LRE的主相，形成了(La,Ce,Pr,Nd)-Fe-B硬磁壳层，增强了富LRE主相的磁晶各向异性场，明显提高了高丰度稀土铁硼磁体的矫顽力；5)本专利技术提供的高性能高丰度稀土铁硼永磁材料的制备方法，原材料价格低廉，方法简单易行，可以进行工业化生产。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为对照例1得到的稀土铁硼永磁材料的背散射扫描电子显微镜照片；图2为本专利技术实施例1得到的高性能高丰度稀土铁硼永磁材料的背散射扫描电子显微镜照片；图3为本专利技术实施例1得到的高性能高丰度稀土铁硼永磁材料的背散射扫描电子显微镜照片；图4为本专利技术实施例1得到的高性能高丰度稀土铁硼永磁材料的背散射扫描电子显微镜照片。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践发现，得以提出本专利技术的技术方案，其主要是提供一种高性能高丰度稀土铁硼永磁材料及其制备方法，该制备方法，可以有效改善高掺杂LRE导致的磁性能恶化，同时晶界生成连续的由RE、Fe和Ga形成的非铁磁性相，增强磁解耦能力，有效提高磁体矫顽力。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例的一个方面提供的一种高性能高丰度稀土铁硼永磁材料，其是由两种主相合金和辅相合金制备形成的，两种主相合金通式按质量百分比分别为RExFe(98.56-x-y)ByM1.44和[RE(100-a)LREa]xFe(98.56-x-y)ByM1.44，RE为Pr、Nd中的一种或两种的组合，LRE为La、Ce、Y中的任意一种或两种的组合，M包括Al、Cu、Zr和Co中的任意一种或两种的组合，Fe为铁元素，B为硼元素；a、x、y分别满足以下关系：40≤a≤100，29≤x≤34，0.9≤y≤0.93；辅相合金通式按质量百分比为RE(100-i-j)FeiM’j，RE为Nd、Pr中的任意一种或两种的组合，M’为Ga、Al、Cu中的任意一种或两种的组合；i和j分别满足以下关系：6≤i≤6.5，11.5≤j≤12。本专利技术实施例的另一个方面提供的一种其采用多合金工艺，将两种主相合金粉与辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能高丰度稀土铁硼永磁材料的制备方法，其特征在于包括：/n分别提供第一主相合金、第二主相合金和辅相合金，所述第一主相合金的化学式为RE

【技术特征摘要】
1.一种高性能高丰度稀土铁硼永磁材料的制备方法，其特征在于包括：
分别提供第一主相合金、第二主相合金和辅相合金，所述第一主相合金的化学式为RExFe(98.56-x-y)ByM1.44，所述第二主相合金的化学式为[RE(100-a)LREa]xFe(98.56-x-y)ByM1.44，其中，RE包括Pr、Nd中的任意一种或两种的组合，LRE包括La、Ce、Y中的任意一种或两种以上的组合，M包括Al、Cu、Zr和Co中的任意一种或两种以上的组合，a、x、y分别满足以下关系：40≤a≤100，29≤x≤34，0.9≤y≤0.93；所述辅相合金的化学式为RE(100-i-j)FeiM’j，RE包括Nd、Pr中的任意一种或两种的组合，M’包括Ga、Al、Cu中的任意一种或两种以上的组合，i和j分别满足以下关系：6≤i≤6.5，11.5≤j≤12；
将所述第一主相合金、第二主相合金和辅相合金机械混合得到均匀的混合磁粉；
对所述混合磁粉依次进行压制成型、烧结和回火处理，获得高性能高丰度稀土铁硼永磁材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一主相合金或第二主相合金的粒径为2μm～3μm，优选的，在所述第一主相合金或第二主相合金的化学式中，30≤x≤30.5，0.9≤y≤0.93。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：采用熔炼成片-氢破脱氢-气流磨工艺制备获得所述的辅相合金，所述辅相合金的粒径为0.5μm～2μm。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述混合磁粉中辅相合金的含量为1wt％～8wt％。

【专利技术属性】
技术研发人员：樊思宁，丁广飞，金哲欢，范晓东，郭帅，郑波，陈仁杰，闫阿儒，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33