[發明專利]一種具有雙主相結構的納米晶稀土永磁材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810478421.3
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108517455B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 江慶政;鐘震晨;雷偉凱;曾慶文;何倫可;S.U.雷曼;劉仁輝;鐘明龍;馬勝燦
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C22C33/02
• 分類號: C22C33/02;C22C38/16;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;H01F1/057;H01F1/055;H01F1/08
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 崔曉蕾

本發明公開了一種具有雙主相結構的納米晶稀土永磁材料及其制備方法，其特征在于：將具有硬磁性能的Ce_xFe_101?x?y?zB_yM_z磁粉與無磁性的Nd₇₀Cu₃₀粉末按一定比例均勻混合，通過放電等離子燒結技術制備得到具有雙主相結構的納米晶稀土永磁材料。本發明利用具有硬磁性能的快淬合金粉和無磁性的稀土合金粉末，獲得了具有雙主相結構的納米晶稀土永磁材料，改善了永磁體的微觀結構、磁性能和耐腐蝕性能，并充分利用了高豐度稀土元素Ce。此外，本發明還具有燒結時間短，工藝流程簡單的特點，有效促進了稀土資源的高效平衡利用。

技術領域

本發明屬于稀土永磁材料領域，特別提供一種具有雙主相結構的納米晶稀土永磁材料及其制備方法。

背景技術

Nd₂Fe₁₄B類稀土永磁材料由于其優異的磁性能，被廣泛的應用于風力發電、消費類電子、醫療器械、新能源汽車、航空航天、軌道交通等領域。釹鐵硼(Nd-Fe-B)磁體的廣泛應用促使全球對中低豐度稀土元素釹、鐠、鏑、鋱的需求猛增。然而，以鈰(Ce)為主的高豐度稀土元素在稀土永磁中仍未獲得大量應用，造成稀土資源的嚴重不平衡利用。從原材料成本和國家戰略安全角度考慮，高性價比的高豐度稀土永磁的研究與開發勢在必行。盡管Ce₂Fe₁₄B化合物的內稟磁特性劣于Nd₂Fe₁₄B化合物，但近期研究表明其仍然具有制備硬磁性能永磁材料的前景。

納米晶磁體所特有的微觀結構特點及較強的晶間交換耦合作用，使得其溫度穩定性和斷裂韌性要好于傳統燒結磁體和粘結磁體。因此，納米晶釹鐵硼類磁體是目前的研究熱點，也是未來的發展方向。一般而言，雙主相結構磁體具有比單主相結構磁體更優異的磁性能。因此，具有雙主相結構的納米晶Ce-Fe-B基磁體的開發可充分利用高豐度稀土Ce，降低磁體成本，提高永磁體性價比，實現稀土資源的高效平衡利用。

發明內容

本發明的目的在于充分利用高豐度稀土Ce，并通過低熔點稀土合金的添加，實現納米晶Ce-Fe-B基磁體的雙主相結構，從而進一步提高磁體磁性能。

本發明技術方案如下：

一種具有雙主相結構的納米晶稀土永磁材料，其特征在于：將具有硬磁性能的Ce_xFe_101-x-y-zB_yM_z磁粉與無磁性的Nd₇₀Cu₃₀粉末按質量比為70-95：5-30均勻混合，通過放電等離子燒結技術制備得到具有雙主相結構的納米晶稀土永磁材料；Ce_xFe_101-x-y-zB_yM_z磁粉中，M為Cu、Al、Ga、Nb、Zr、Hf元素中的一種或多種，11≤x≤20，3≤y≤10，0≤z≤3。

其中：所述Ce_xFe_101-x-y-zB_yM_z磁粉中，部分Fe元素可由Co替代；Nd₇₀Cu₃₀粉末成分中的部分Nd元素可由Pr、Dy、Tb、Ho、Gd中的一種或多種替代，部分Cu元素可由Al、Ga、Zn中的一種或多種替代。

本發明還提供了所述雙主相結構的納米晶稀土永磁材料的制備方法，其特征在于：采用放電等離子燒結技術制備所述具有雙主相結構的納米晶稀土永磁材料，放電等離子燒結前及整個燒結過程真空度小于10Pa，燒結溫度為600～800℃，燒結壓力為20～100MPa，燒結時間為0～20min。