一种磁性材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种磁性材料及其制备方法和应用。所述R

【技术实现步骤摘要】
一种磁性材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于稀土永磁材料领域，涉及一种高性能R
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Fe
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B类烧结磁性材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]Nd
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Fe
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B系磁体因其优越的性能被广泛应用，由于汽车和电子应用领域对节能电动机的需求，烧结钕铁硼的市场应用会进一步扩大。钕铁硼材料剩磁和矫顽力的提高有利于其在电动机市场的快速增长，但是传统工艺矫顽力的提高总是以牺牲剩磁为代价，且为提高矫顽力必须使用较大比重的重稀土元素Dy/Tb，造成磁体成本的剧增，所以降低重稀土元素使用量成为稀土永磁领域的研究热点。通过对磁体微观组织的分析，确认了晶界扩散重稀土元素的方式，可以有效地减少晶粒边界散射场，减弱磁交换耦合作用，使晶粒边界磁硬化，在磁体剩磁基本不降低的前提下，矫顽力得到大幅度提高，通过这种方式提高磁体性能可以有效控制磁体成本。
[0003]晶界扩散法为了提高Nd
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Fe
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B系烧结磁体的矫顽力，其主要从磁体表面将Dy或Tb元素沿晶界扩散至磁体内部。
[0004]专利文献1(CN101521068B)公开了一种表面涂覆扩散法，在烧结阶段，在磁铁表面包覆含有重稀土类元素RH的金属、合金或化合物，进行热处理使之扩散。但由于涂布不均匀，会造成渗透量不均衡，最终导致磁性能的差异，且该方法不适用于生产异形瓦状产品。
[0005]专利文献2(CN101331566B)公开了一种蒸发扩散法，通过加热的方式使重稀土元素形成蒸汽，然后缓慢扩散至磁体内部。蒸发法通过支架等部件隔离磁体和重稀土扩散源，在实际操作过程中支撑架的布置较为复杂，大大增加摆料时的难度，蒸发法中的蒸汽浓度较难控制，存在批量生产性变差的问题。
[0006]专利文献3(CN102473515B)和专利文献4(CN10404654B)公开了一种磁体与扩散源混合的动态接触式扩散方法。根据专利文献3的方法，在500℃
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850℃的温度下，RH扩散源与R
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T
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B系烧结磁体动态接近或接触，使得RH扩散源供给重稀土元素RH，通过晶界扩散到其内部。方法所采用的扩散源是Dy金属、或Tb金属、或Dy＞70％的Dy合金、或Tb＞70％的Tb合金，但该种RH扩散源在850℃以上的处理温度中，会与磁体发生熔接，因此不能通过提高处理温度加快扩散进程，扩散温度必须低于850℃，导致扩散效率低，生产周期长。专利文献4通过改进扩散源的成分，以重稀土元素RH和Fe的合金作为扩散源，其中Fe的含量在30
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80％范围内，并且限定基材中R的含量，提高富R相的比率增宽晶界，在860
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970℃的扩散温度下，进行动态接触式扩散。该方法可以提高扩散温度，缩短扩散时间，且磁体和扩散源之间不会发生熔接。为了避免磁体与扩散源之间发生熔接，降低了扩散源中重稀土含量，更多地通过接触扩散，使得重稀土元素RH与磁体中的Nd、Pr进行扩散置换。但由于稀土含量的降低，导致扩散效率降低。同时，专利文献3和专利文献4所记载的扩散装置还存在如下问题：扩散处理后，需要将扩散源、磁体全部取出后进行筛分才能得到扩散品，此工序需要等待磁体及扩散源完全冷却后才可进行，导致处理量降低，产量降低。

技术实现思路

[0007]为了改善上述技术问题，本专利技术提供一种R
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T
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B系磁体，所述R
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T
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B系磁体含有Al元素，所述Al元素在晶界中的浓度大于其在晶粒中的浓度；
[0008]优选地，将所述Al元素在晶界中的浓度记为A，所述Al元素在晶粒中的浓度记为a，A/a的取值范围为1.5～4，例如1.7～3，示例性为1.5、1.53、1.78、2、2.06、2.38、2.5、2.63、2.68、3或任意两点之间的数。其中，所述浓度为距离所述R
‑
T
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B系磁体表面500
±
10μm处的浓度值。
[0009]根据本专利技术的实施方案，所述Al元素富集在R
‑
T
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B系磁体的晶界处和三相点处。例如，所述Al元素在所述R
‑
T
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B系磁体内的EPMA图基本如图2所示。
[0010]根据本专利技术的实施方案，所述Al元素沿所述R
‑
T
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B系磁体的表面至中心处呈梯度分布。例如，所述Al元素在所述R
‑
T
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B系磁体内的浓度分布基本如图3所示。
[0011]根据本专利技术的实施方案，所述R
‑
T
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B系磁体中Al的质量含量为0.5
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2.5％。
[0012]根据本专利技术的实施方案，所述R
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T
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B系磁体含有重稀土元素RH，例如所述重稀土元素RH选自Dy或Tb的至少一种，示例性为Tb。
[0013]根据本专利技术的实施方案，所述RH元素在晶界中的浓度大于其在晶粒中的浓度；
[0014]优选地，将所述RH元素在晶界中的浓度记为C，所述RH元素在晶粒中的浓度记为c，C/c的取值范围＞2，例如为3～8，示例性为3.26、4、5、5.60。其中，所述浓度为距离所述R
‑
T
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B系磁体表面500
±
10μm处的浓度值。
[0015]根据本专利技术的实施方案，所述RH元素在所述R
‑
T
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B系磁体内的EPMA图基本如图4所示。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述RH元素沿所述R
‑
T
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B系磁体的表面至中心处呈梯度分布。例如，所述RH元素在所述R
‑
T
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B系磁体内的浓度分布基本如图5所示。
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述R
‑
T
‑
B系磁体的Hcj不低于1800。
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述R
‑
T
‑
B系磁体由扩散源对R
‑
T
‑
B系烧结基体进行扩散处理得到。
[0019]根据本专利技术的实施方案，所述R
‑
T
‑
B系烧结基体的原料中含有Al、B和Co中的一种、两种或三种；
[0020]例如，Al在所述原料中的质量含量为0
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1.0％，优选为0
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0.3％，例如为0、0.05％、0.10％、0.15％、0.20％、0.25％、0.30％；
[0021]优选地，B在所述原料中的质量含量为0.8
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1.15％，优选为0.8
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种R
‑
T
‑
B系磁体，其特征在于，所述R
‑
T
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B系磁体含有Al元素，所述Al元素在晶界中的浓度大于其在晶粒中的浓度。2.根据权利要求1所述的R
‑
T
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B系磁体，其特征在于，将所述Al元素在晶界中的浓度记为A，所述Al元素在晶粒中的浓度记为a，A/a的取值范围为1.5～4；其中，所述浓度为距离所述R
‑
T
‑
B系磁体表面500
±
10μm处的浓度值。优选地，所述Al元素富集在R
‑
T
‑
B系磁体的晶界处和三相点处。优选地，所述Al元素沿所述R
‑
T
‑
B系磁体的表面至中心处呈梯度分布。根据本发明的实施方案，所述R
‑
T
‑
B系磁体中Al的质量含量为0.5
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2.5％。3.根据权利要求1或2所述的R
‑
T
‑
B系磁体，其特征在于，所述R
‑
T
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B系磁体含有重稀土元素RH，例如所述重稀土元素RH选自Dy或Tb的至少一种。优选地，所述RH元素在晶界中的浓度大于其在晶粒中的浓度；优选地，将所述RH元素在晶界中的浓度记为C，所述RH元素在晶粒中的浓度记为c，C/c的取值范围＞2，例如为3～8；其中，所述浓度为距离所述R
‑
T
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B系磁体表面500
±
10μm处的浓度值。优选地，所述RH元素沿所述R
‑
T
‑
B系磁体的表面至中心处呈梯度分布。优选地，所述R
‑
T
‑
B系磁体的Hcj不低于1800。优选地，所述R
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T
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B系磁体由扩散源对R
‑
T
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B系烧结基体进行扩散处理得到。优选地，所述扩散处理包括：使所述R
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T
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B系烧结基体与所述辅助扩散源和所述重稀土元素RH扩散源发生动态接触，进行充分扩散。4.根据权利要求1
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3任一项所述的R
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T
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B系磁体，其特征在于，所述R
‑
T
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B系烧结基体的原料中含有Al、B和Co中的一种、两种或三种；优选地，所述扩散源包括重稀土元素RH扩散源和辅助扩散源；例如，所述重稀土元素RH扩散源中重稀土元素RH的质量含量不低于60％；优选地，所述RH扩散源为块状。优选地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：于永江，宿云婷，王聪，金艳梅，
申请(专利权)人：烟台正海磁性材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：