[發明專利]基于晶界重構的高矯頑力高穩定性釹鐵硼磁體及制備方法

有效

• 申請號: 201310035675.5
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103106991A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 嚴密;金佳瑩;馬天宇;梁麗萍;張培
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F7/02;H01F41/02;B22F9/04;B22F3/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種基于晶界重構的高矯頑力高穩定性釹鐵硼磁體，其特征在于以質量百分數計包括90~97%的主合金和3~10%經過納米粉改性的晶界相合金，其中經過納米粉改性的晶界相合金包括90~99.999%晶界相合金和0.001~10%納米粉；

主合金以原子百分數計，其成分為(Nd_aRE_1-a)_xFe_100-x-y-zM_yB_z，Nd為釹元素，RE為除Nd外的其他鑭系中的稀土元素或者Sc、Y；Fe為鐵元素，M為Nb、V、Ti、Co、Cr、Mo、Mn、Ni、Ga、Zr、Ta、Ag、Au、Al、Pb、Cu、Si元素中的一種或幾種，B為硼元素；a、x、y、z滿足以下關系：0.9≤a≤1、12≤x≤16、0≤y≤1.5、5.5≤z≤6.5；

晶界相合金以原子百分數計，其成分為R_100-uM'_u,?R為Gd、Tb、Dy、Ho、Er中的一種或幾種，M'為Fe、Nb、V、Ti、Co、Cr、Mo、Mn、Ni、Zr、Ta、Ag、Au、Pb、Si、Ca、W、B、Mg、Cu、Al、Zn、Ga、Bi、Sn、In元素中的一種或幾種；u滿足：0<u<100。

2.根據權利要求1所述的一種基于晶界重構的高矯頑力高穩定性釹鐵硼磁體，其特征在于所述的納米粉為：納米金屬粉末、納米氧化物粉末、納米氮化物粉末或納米碳化物粉末，其中，納米金屬粉末為：Cu及其合金、Zn及其合金、Ti及其合金、Mg合金或Ni合金，納米氧化物粉末為：SiO₂、Dy₂O₃、ZnO、MgO、CuO、Fe₂O₃、Al₂O₃、Y₂O₃或TiO₂，納米氮化物粉末為AlN、TiN、ZrN或Si₃N₄，納米碳化物粉末為TiC、SiC、Fe₃C、NbC、ZrC、WC或VC，納米粉末的平均顆粒直徑為1~100nm。

3.一種如權利要求1或2所述的基于晶界重構的高矯頑力高穩定性釹鐵硼磁體的制備方法，其特征在于：復合應用富重稀土新晶界相和納米改性技術，即重新設計與合成富重稀土的新晶界相，在磁體燒結和回火處理過程中通過重稀土元素向主相晶粒邊界層的擴散實現磁硬化，在主相中不添加或少添加重稀土的條件下制備低成本高矯頑力磁體；同時在新晶界相中添加納米粉末，通過納米改性方法優化晶界相的分布和晶粒邊界形態，釘扎疇壁抑制反磁場形核提升矯頑力，有效抑制燒結過程中的晶粒長大提升綜合磁性能，從而實現釹鐵硼磁體的高矯頑力高穩定性。

4.根據權利要求3所述的一種基于晶界重構的高矯頑力高穩定性釹鐵硼磁體的制備方法，其特征在于它的具體步驟為：

1）將主合金采用速凝鑄片、氫爆和氣流磨三種工藝制備平均顆粒直徑為3~10μm的主合金粉末，所述的主合金以原子百分數計，其成分為(Nd_aRE_1-a)_xFe_100-x-y-zM_yB_z；

2）將晶界相合金采用鑄造工藝制成鑄錠或者采用速凝鑄片工藝制成速凝薄片或者采用快淬工藝制成快淬帶，并采用氣流磨或者機械球磨工藝制備平均顆粒直徑為1~10μm的晶界相合金粉末，所述的晶界相合金以原子百分數計，其成分為R_100-uM'_u,?R為Gd、Tb、Dy、Ho、Er中的一種或幾種；

3）將晶界相合金粉末與添加的納米粉在航空汽油或者石油醚保護介質下于混料機中混合均勻，得到經過納米粉改性的晶界相合金粉末，其中，添加的納米粉重量占總粉末重量的0.001~10%；

4）將主合金粉末和經過納米粉改性的晶界相合金粉末在航空汽油或者石油醚保護介質下于混料機中混合均勻，得到混合粉末，其中，經過納米粉改性的晶界相合金粉末重量占總粉末重量的3~10%；

5）混合粉末在1.5~3T的磁場下取向壓型，并經過17MPa的冷等靜壓壓制成生坯；?

6）采用高真空正壓燒結爐將生坯在1050~1125℃燒結2~5h，在880~950℃進行一級回火，再在480~650℃進行二級回火，得到釹鐵硼磁體。