一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及NdFeB系烧结磁体技术领域，特别是一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法。本发明专利技术通过在烧结磁体表面布置含M1和Co的金属粉末(金属粉末中元素Co的含量为10～50wt％)、防氧化剂和有机溶剂配制而成的扩散浆料，经烘干处理，然后在真空条件、850～950℃下对烘干后的磁体进行晶界扩散处理3h以上，即可获得元素Co的浓度从磁体表面向中心呈梯度分布、距离磁体表面0～400μm处分布在晶粒的晶界相的元素Co的含量大于等于分布在晶粒的主相中的元素Co的含量的烧结钕铁硼磁体，在提高钕铁硼磁体耐蚀性和居里温度的同时保持磁体的高磁性能。蚀性和居里温度的同时保持磁体的高磁性能。蚀性和居里温度的同时保持磁体的高磁性能。

【技术实现步骤摘要】
一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及NdFeB系烧结磁体
，特别是一种具有高耐蚀性、高居里温度和高磁性能的烧结钕铁硼磁体及其制备方法。

技术介绍

[0002]钕铁硼永磁材料自发现以来，以其优异的磁性能和高的性价比而被广泛应用于通讯、医疗、汽车、电子、航空等领域，成为制造效能高、体积小、质量轻的磁性功能材料的理想材料，对许多应用领域产生革命性的影响。但这类材料的温度稳定性差。同时该材料的主要成分含有较高的稀土元素，因此耐蚀性较差。这两类问题严重限制其应用范围的拓展。
[0003]现有技术为改善钕铁硼材料的耐蚀性和温度稳定性，通常在钕铁硼材料中引入元素Co。直接添加元素Co对钕铁硼材料的耐蚀性和温度稳定性增幅有限，且元素Co主要分布在主相晶粒内部，对于磁性能造成一定损害；使用元素Co作为扩散源对钕铁硼材料进行晶界扩散处理，由于元素Co熔点1495℃，从而需要更高的扩散温度，这又会导致主相晶粒的熔化，从而改变主相的成分及组织形态，降低磁体的性能。这最终导致通过直接添加元素Co和使用元素Co作为扩散源的方法来提高钕铁硼材料的耐蚀性和温度稳定性的同时保持磁体的高磁性能变的不可行。

技术实现思路

[0004]本申请的专利技术人在对上述问题进行深入研究后发现，在晶界相的元素Co对提高磁体耐蚀性、磁性能起主要作用，晶界扩散处理的优势在于引入的元素富集在晶界相，而不会大量进入晶粒的主相中。由于金属Co其高熔点被限制作为单一扩散源的使用，而当金属Co与其他组分如RL和/或RH作为扩散源进行复合扩散处理时，扩散源的熔点会降低，但RH和/或RL元素富集在晶界相之后会阻碍Co元素继续进入晶界相，从而使Co元素极少或几乎不进入晶界相；金属Co与低熔点金属M1(Ga、Al、Cu中的至少一种)作为扩散源进行复合扩散处理时，扩散源的熔点明显降低，且元素M1(Ga、Al、Cu中的至少一种)进入晶界处后能够起到增厚晶界的作用，为后续进一步地扩散Co预留通道，且少量添加元素M1(Ga、Al、Cu中的至少一种)可补偿由元素Co添加而引起的矫顽力的降低。
[0005]鉴于上述问题点和发现，本专利技术提供了一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法，所述烧结钕铁硼磁体中包括元素Co，所述元素Co分布在晶粒的晶界相和晶粒的主相中，元素Co的浓度从所述烧结钕铁硼磁体的表面向中心呈梯度分布，分布在晶粒的晶界相的元素Co的含量大于等于分布在晶粒的主相中的元素Co的含量。由于烧结钕铁硼磁体中元素Co主要集中在晶界相，这可以显著提高烧结钕铁硼磁体的耐蚀性、温度稳定性和磁性能。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种烧结钕铁硼磁体，所述烧结钕铁硼磁体包括含量大于0且小于等于3.0wt％的元素Co，所述烧结钕铁硼磁体包括主相和晶界相；所述元素Co分布在晶粒的晶界相和晶粒的主相中；所述烧结钕铁硼磁体满足：w1≥w2，w3≥w4，其中w1为磁体表面的元素Co的含量，
w2为磁体中心的元素Co的含量，w3为距离磁体表面H处的分布在晶粒的晶界相的元素Co的含量，w4为距离磁体表面H处的分布在晶粒的主相中的元素Co的含量，H为0～400μm。
[0008]本专利技术中，如果没有特别的定义，所述的含量均指质量百分含量。
[0009]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体满足：w3≥1.5
×
w4，w3为距离磁体表面H处的分布在晶粒的晶界相的元素Co的含量，w4为距离磁体表面H处的分布在晶粒的主相中的元素Co的含量。
[0010]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体满足：w5≥w6，w5为距离磁体表面h1处的分布在晶粒的晶界相的元素Co的含量，w6为距离磁体表面h2处的分布在晶粒的晶界相的元素Co的含量，且0≤h1<h2≤400μm。
[0011]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体满足：w7≥w8，w7为距离磁体表面h1处的分布在晶粒的主相中的元素Co的含量，w8为距离磁体表面h2处的分布在晶粒的主相中的元素Co的含量，且0≤h1<h2≤400μm。
[0012]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体满足：w9>w10，w9为距离磁体表面h1处的元素Co的含量，w10为距离磁体表面h2处的元素Co的含量，且0≤h1<h2≤400μm。
[0013]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体中，所述晶界相中富集Co的区域与富集重稀土的区域不完全重合。
[0014]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体中，所述晶界相中富集Co的区域是贫Fe区域。
[0015]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体中，所述晶界相中含有组成为RFeCoM1M2的物相，R为稀土元素，Fe为铁，Co为钴，M1为Ga、Al、Cu中的至少一种，M2为Zr、Ti中的至少一种。
[0016]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体中，晶界相中R元素的含量≥主相中R元素的含量。
[0017]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体中，晶界相中M1元素的含量≥主相中M1元素的含量。
[0018]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体中，晶界相中M2元素的含量≥主相中M2元素的含量。
[0019]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体中，晶界相中Fe元素的含量≤主相中Fe元素的含量。
[0020]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体包括含量大于0且小于等于3.0wt％的元素Co，例如包括含量为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2.0wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.7wt％、2.8wt％、2.9wt％或3.0wt％的元素Co。
[0021]根据本专利技术的实施方式，所述烧结钕铁硼磁体的化学式为RFeCoBM1M2，其中，R为稀土元素，Fe为铁，B为硼，M1为Ga、Al、Cu中的至少一种，M2为Zr、Ti中的至少一种，其中，R含量为26wt％～35wt％，B含量为0.8wt％～1.3wt％，Co含量为0～3.0wt％，Ga含量0.05wt％～0.5wt％，Cu含量0.05wt％～0.6wt％，Al含量0wt％～1.5wt％，Zr含量为0wt％～1wt％，Ti含量为0wt％～1wt％，余量为铁和不可避免的杂质，且Co含量不为0，Zr和Ti含量之和不
为0。
[0022]根据本专利技术的实施方式，R为稀土元素，例如为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述烧结钕铁硼磁体包括含量大于0且小于等于3.0wt％的元素Co，所述烧结钕铁硼磁体包括主相和晶界相；所述元素Co分布在晶粒的晶界相和晶粒的主相中；所述烧结钕铁硼磁体满足：w1≥w2，w3≥w4，其中w1为磁体表面的元素Co的含量，w2为磁体中心的元素Co的含量，w3为距离磁体表面H处的分布在晶粒的晶界相的元素Co的含量，w4为距离磁体表面H处的分布在晶粒的主相中的元素Co的含量，H为0～400μm。2.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述烧结钕铁硼磁体满足：w3≥1.5
×
w4，w3为距离磁体表面H处的分布在晶粒的晶界相的元素Co的含量，w4为距离磁体表面H处的分布在晶粒的主相中的元素Co的含量。3.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述烧结钕铁硼磁体满足：w5≥w6，w5为距离磁体表面h1处的分布在晶粒的晶界相的元素Co的含量，w6为距离磁体表面h2处的分布在晶粒的晶界相的元素Co的含量，且0≤h1<h2≤400μm；和/或，所述烧结钕铁硼磁体满足：w7≥w8，w7为距离磁体表面h1处的分布在晶粒的主相中的元素Co的含量，w8为距离磁体表面h2处的分布在晶粒的主相中的元素Co的含量，且0≤h1<h2≤400μm；和/或，所述烧结钕铁硼磁体满足：w9>w10，w9为距离磁体表面h1处的元素Co的含量，w10为距离磁体表面h2处的元素Co的含量，且0≤h1<h2≤400μm。4.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述烧结钕铁硼磁体中，所述晶界相中富集Co的区域与富集重稀土的区域不完全重合；和/或，所述烧结钕铁硼磁体中，所述晶界相中富集Co的区域是贫Fe区域。5.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述烧结钕铁硼磁体中，所述晶界相中含有组成为RFeCoM1M2的物相，R为稀土元素，Fe为铁，Co为钴，M1为Ga、Al、Cu中的至少一种，M2为Zr、Ti中的至少一种；和/或，晶界相中R元素的含量≥主相中R元素的含量；和/或，所述烧结钕铁硼磁体中，晶界相中M1元素的含量≥主相中M1元素的含量；和/或，所述烧结钕铁硼磁体中，晶界相中M2元素的含量≥主相中M2元素的含量；和/或，所述烧结钕铁硼磁体中，晶界相中Fe元素的含量≤主相中Fe元素的含量。6.根据权利要求1
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5任一项所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述烧结钕铁硼磁体的化学式为RFeCoBM1M2，其中，R为稀土元素，Fe为铁，B为硼，M1为Ga、Al、Cu中的至少一种，M2为Zr、Ti中的至少一种，其中，R含量为26wt％～35wt％，B含量为0.8wt％～1.3wt％，Co含量为0～3.0wt％，Ga含量0.05wt％～0.5wt％，Cu含量0.05wt％～0.6wt％，Al含量0wt％～1.5w...

【专利技术属性】
技术研发人员：史丙强，张玉孟，汪亚琳，姜植峥，孙维涛，
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：