[發明專利]一種高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法

無效

• 申請號: 201210380046.1
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN103310972A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 高學緒;李明明;包小倩;孫緒新;董清飛
• 申請（專利權）人: 中磁科技股份有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/057;B22F9/04;B22F3/16
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明屬于稀土永磁材料領域，特別涉及一種高致密細晶燒結釹鐵硼磁體的制備方法。

背景技術

燒結釹鐵硼永磁材料自1983年的發明之初，就以其極高的理論磁能積受到世界矚目，雖然目前該材料的制備技術已經較為成熟，工業化生產也實現了20多年，但尚有一些關鍵技術有待突破，且我國的生產技術與國外相比還有一定差距。在2003年以前，對燒結釹鐵硼永磁材料研究的主要目標是提高其磁能積，而2003年以后則主要集中在提高材料的矯頑力和工作溫度方面。因此，開發高磁性能的釹鐵硼磁體對促進產業的發展具有重要意義。

燒結NdFeB永磁材料是用粉末冶金法生產的，它包括單合金法和雙合金法兩種。單合金法是冶煉一種合金。雙合金法是冶煉兩種合金，一種是主合金，另一種是輔合金，或稱晶界合金（相）。

為了獲得較高的磁性能，燒結釹鐵硼永磁合金應具有盡可能多的Nd₂Fe₁₄B相，且晶粒細小、均勻；富釹相應較少、分布均勻，呈薄膜狀包圍Nd₂Fe₁₄B晶粒。同時要求高取向度、高致密度、低氧含量。

根據鐵磁學的理論，多晶取向復相永磁材料的剩磁由下式決定：B_r=A(1-β)式中A為正相疇體積分數；β為非磁性相的體積分數；(1-β)為Nd₂Fe₁₄B主相的體積分數；d為磁體的實際密度；d_o為磁體的理論密度；為Nd₂Fe₁₄B晶粒c軸沿取向軸方向的取向度；J_S為Nd₂Fe₁₄B化合物單晶體飽和磁極化強度。從式中不難看出，Nd₂Fe₁₄B剩磁與致密度成正比。

燒結釹鐵硼永磁體的矯頑力H_cj表達式為：Hcj=HN=2K1μ0MsαexαφαK1-NeffMs,]]>其中K₁是Nd₂Fe₁₄B主相的磁晶各向異性常數；Ms是Nd₂Fe₁₄B主相的飽和磁化強度；μ₀是真空磁導率；是理想結構的Nd₂Fe₁₄B主相的形核場；α_ex是Nd₂Fe₁₄B主相晶粒邊界不存在薄層富Nd相時，兩相鄰晶粒之間存在交換耦合作用系數；α_K1是Nd₂Fe₁₄B主相晶粒內部或晶粒外層存在低K₁區域時，引起燒結磁體矯頑力降低的系數。通過調控晶粒邊界，消除低K₁區域，可大幅度的提高燒結釹鐵硼永磁體的矯頑力；α_Φ是Nd₂Fe₁₄B主相晶粒c軸取向程度引起矯頑力降低的系數。N_eff是與Nd₂Fe₁₄B主相晶粒外形與晶粒平均尺寸相關的散磁場因子。當Nd₂Fe₁₄B主相為規則的球形或多角形，并且晶粒平均尺寸變小時，N_eff降低，從而使燒結釹鐵硼的矯頑力提高。當晶粒外形不規則，存在尖銳棱角時，或平均晶粒尺寸增加時，N_eff增加，從而導致磁體矯頑力降低。細晶粒尺寸的N_eff僅2π，而大晶粒的N_eff可增至4π。細晶粒磁體與大晶粒磁體的H_cj差別可達到2倍，說明細化晶粒尺寸已成為提高燒結釹鐵硼永磁體H_cj的重要途徑。