[發明專利]含有Tb和Hf的R-Fe-B系燒結磁體及其制備方法

有效

• 申請號: 201811029506.X
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109192426B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 付剛;黃治鋒;黃清芳;許德欽;牟維國;張斌洪;張志琦
• 申請（專利權）人: 福建省長汀金龍稀土有限公司
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種含有Tb和Hf的R?Fe?B系燒結磁體及其制備方法，所述燒結磁體的表面區域和內部區域分布有包含芯部和外殼部的R₂Fe₁₄B型主相晶粒，所述外殼部的Tb含量高于所述芯部中的Tb含量，所述燒結磁體的結晶晶界中具有Hf含量為0.1wt％以上、3.0wt％以下的富Hf區域，所述富Hf區域在所述結晶晶界中呈均一分散的分布，并占所述燒結磁體的5.0vol％?11.0vol％。該燒結磁體具有較好高溫穩定性能及常溫的磁性能，制備工藝方便可控，設備簡單，易于工業化生產。

技術領域

本發明涉及稀土永磁材料技術領域，特別是涉及一種含有Tb和Hf的燒結磁體及其制備方法。

背景技術

Nd-Fe-B燒結磁體自20世紀80年代由美國和日本科學家發現以來，由于其具有高磁能積和高剩磁等優勢，目前已在電機、電聲器件、計算機硬盤驅動器(HDD)、軍工設備、人體核磁共振成像儀(MRI)、微波通訊技術、控制器、儀表等方面受到了廣泛應用。

高矯頑力、高剩磁永磁體一直是市場需求的重點，在Nd-Fe-B永磁材料工業生產過程中，不同應用領域對其材料的性能要求也會有所差異，通常會在配料過程中適當添加其他稀土元素來取代Nd原子達到調控性能的目的。已知重稀土元素Tb或Dy可具有更大的各向異性場，通過添加重稀土元素Tb或Dy取代磁體中主相的Nd可提高燒結磁體的矯頑力，為盡可能提高矯頑力，同時不降低剩磁，通常需要通過燒結工序之后的晶界擴散/滲透法等工藝控制使得Tb在晶界附近富集，改善重稀土元素與Fe原子之間的反鐵磁性耦合。而利用現有雙合金方法向常規磁體晶界中添加Dy、Tb等重稀土元素時，容易導致磁體晶界添加的重稀土元素向主相晶粒過度擴散，使得Dy、Tb等在均勻化分散在燒結磁體的主相內，磁體剩磁大大降低。

因此開發出化學配比經濟合理、綜合性能較高，且高溫性能較為穩定的稀土永磁材料是非常有必要的。

發明內容

鑒于上述情況，本發明提供一種含有Tb和Hf的燒結磁體，該燒結磁體具有較好的高溫穩定性能和優異的常溫磁性能，制備工藝方便可控，設備簡單，易于工業化生產。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種含有Tb和Hf的R-Fe-B系燒結磁體，所述R為稀土元素，并至少包括Nd，其特征在于：所述燒結磁體的表面區域和內部區域分布有包含芯部和外殼部的R₂Fe₁₄B型主相晶粒，所述外殼部的Tb含量高于所述芯部中的Tb含量，所述燒結磁體的結晶晶界中具有Hf含量為0.1wt％以上、3.0wt％以下的富Hf區域，所述富Hf區域在所述結晶晶界中呈均一分散的分布，并占所述燒結磁體的5.0vol％-11.0vol％。

通過添加Tb和Hf，燒結磁體相組成及結構發生改變，從而使得到的燒結磁體具有較好的高溫穩定性能和優異的常溫磁性能。

本發明發現，當Hf均一分散分布于晶界處，形成Hf含量為0.1wt％以上、3.0wt％以下的富Hf區域，在Hf釘扎作用下，Tb進入主相晶粒受阻，更易在靠近晶界附近富集，在富稀土相與主相之間形成含有高濃度Tb過渡層，并且晶粒外殼部的Tb含量高于晶粒芯部中的Tb含量，從而提升磁體的磁性能。

本發明中，燒結磁體的表面區域是指磁體的工作面至工作面500μm以下的區域，燒結磁體的內部區域是指距離磁體的工作面超過500μm的區域。這里的外殼部是指所述添加粉末中的重稀土元素所擴散進入的主相晶粒區域，這里的芯部是指所述添加粉末中的重稀土元素未擴散進入的主相晶粒區域。所述外殼部并不單純指連續的外殼，也可以是斷續的外殼，同樣，也不單純指厚度均一的外殼，也可以是厚度分布不均一的外殼。

本發明還提供如下平行的技術方案：