[發明專利]一種含Ce稀土永磁體及其制備方法

有效

• 申請號: 201710569040.1
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN109256250B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 杜飛;陳國安;鈕萼;陳治安;王湛;饒曉雷;胡伯平
• 申請（專利權）人: 北京中科三環高技術股份有限公司;天津三環樂喜新材料有限公司
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F1/08;H01F41/02;C22C38/06;C22C38/16;C22C38/14;C22C38/12;C22C33/02
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 項榮;武玉琴

本發明涉及含Ce稀土永磁體及其制備方法。所述稀土永磁體包括主相和晶界相，晶界相中包括呈網狀連接的晶界相，呈網狀連接的晶界相由三角區晶界相和兩相區晶間晶界相構成；三角區晶界相為R(T?TM)₂結構晶界相，R為La、Ce、Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Y中的一種或幾種稀土元素，并且，R中Ce為含量最高的元素，T是以Fe為必需元素或以Fe和Co為必需元素的一種以上過渡族金屬元素，TM為Al、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb中的一種或多種金屬元素；兩相區晶間晶界相中包含Ce和Ho稀土元素。本發明中Ho的加入增大了晶界相的潤濕性，晶界相的面積占比明顯增大，使得晶界相對于永磁體的去磁耦合作用變強，通過控制Ce與Ho的添加比例，使得永磁體的外稟磁性得以改善，矯頑力提高。

技術領域

本發明涉及稀土永磁體制備領域，具體涉及一種含Ce稀土永磁體及其制備方法。

背景技術

釹鐵硼稀土永磁材料，是迄今為止發現的磁性能最強的永磁材料，并以其優良的磁性能在越來越多的領域取得廣泛應用，如用于醫療核磁共振成像、計算機硬盤驅動器、音響手機、風力發電與航空航天領域等。伴隨人們對低碳、節能的需求，釹鐵硼稀土永磁材料在汽車電機、節能電器等領域的應用也日益增多。

目前，我國釹鐵硼的產量位居世界首位。釹鐵硼雖然比第二代SmCo系材料具有一定的成本優勢，但是成本仍然較高。釹鐵硼中，金屬釹的成本占原料總成本的90％左右，不斷增大的應用市場使得對于原材料的依賴日益加劇。同時，市場對于原材料的價格波動也更加敏感。因此，尋求一種更少釹含量的替代磁體變得迫在眉睫。

同樣作為稀土元素，自然界中Ce元素的豐度要遠遠高于金屬Nd元素，前者的價格約為后者的十分之一左右。Ce的添加一方面可以大量的節約原材料成本；另一方面可以有效的減少稀土分離過程中對于環境的不良影響。但是，隨著Ce的添加量增加，稀土永磁體的磁性能會出現明顯的下滑，大大限制了含Ce磁體的應用。一些生產與科研單位都對低成本并可獲得較好磁性能的高性價比含Ce磁體進行了研究。

非專利文獻1[J.Appl.Phys,Vol.115,No.11,113912]研究了采用混合稀土MM和雙合金法制備(MM,Nd,Dy)-Fe-Co-Cu-Al-Nb-B燒結磁體的相結構、微結構與永磁性能的關系。該研究認為含Ce磁體在磁性能方面的明顯下滑，一方面是由于Ce-Fe-B的飽和磁化強度與各向異性場低于Nd-Fe-B；另一方面，在Ce-Fe-B三元合金中，Ce更加傾向于生成與主相之間潤濕性差的Laves相--RT₂相，該相主要分布在晶界三角區中，無法充分包裹R₂Fe₁₄B主相，從而削弱了晶界相的去磁耦合作用。因此，這兩種原因大大限制了Ce的磁性能，特別是矯頑力。

專利文獻CN104575920采用燒結工藝制備的磁體成分為MM_a-bHR_bFe_cB_dTM_e，其中，x＝0.24～0.6，a＝27～36，b＝0～10.0，c＝0～3.0，MM為(Ce_xLR_1-x)，LR為Nd、Pr中的一種或兩種。隨著Ce添加量的增加，RT₂相開始生成并逐漸增多，但是所生成的RT₂相主要分布于三角區，并沒有發揮良好的去磁耦合作用。

在上述的研究中，隨著Ce替代Nd的比例增加，富Ce相--R(T-TM)₂的比例也逐漸增大。無Ce的磁體中，富Nd相與主相晶粒潤濕性良好，可形成連續而光滑的晶界相，對晶粒形成良好包裹，起到去磁耦合作用，保障矯頑力。常規方法制備的含Ce磁體中，R(T-TM)₂相與主相晶粒的潤濕性較差，在晶界中大多以顆粒狀出現于三角晶界處，這些顆粒相互孤立，無法對主相形成良好的去磁耦合作用。假若能使孤立的R(T-TM)₂相實現相互連接，同時提升晶界相的面積及潤濕性，改善晶界相對于主相顆粒的去磁耦合作用，含Ce磁體的矯頑力將會得到明顯的提升。

發明內容