[發明專利]一種釹鐵硼永磁合金材料

在審

• 申請號: 202011241882.2
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112397269A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 周慧媛
• 申請（專利權）人: 周慧媛
• 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

本發明提供了一種釹鐵硼永磁合金材料，包括含有輕稀土元素RL的RL?Fe?B晶粒構成的第一相，含有重稀土元素RH的RH?Fe?B晶粒構成的第二相，包圍所述RL?Fe?B晶粒和RH?Fe?B晶粒的晶界相，以及三個以上的晶粒的交接點處的合金相；其中，所述永磁合金材料中的所述重稀土元素的含量為1.0wt％以下，且所述第二相和晶界相中所述重稀土元素RH的濃度比所述第一相和合金相中的濃度高，本發明能更好解決盡量少的使用重稀土元素也獲得優異磁性能的問題。

技術領域

本發明涉及一種永磁材料技術領域，尤其涉及一種釹鐵硼稀土永磁合金材料及其制備工藝。

背景技術

稀土永磁材料是以不同的稀土元素和過渡族族金屬元素(Fe、Co、Ni等)組成的金屬間化合物為主相的永磁合金材料。自1960年代被發明以來，稀土永磁材料的發展十分迅速，己經在許多領域里得到了廣泛的應用，成為當代新技術的重要基礎功能材料，特別是在永磁電機領域發揮了不可替代的作用。如今稀土永磁電機己經覆蓋了步進電機、無刷電機、伺服電機和直線電機等各種主要類型，并廣泛應用于計算機、打印機、家用電器、空調壓縮機、汽車助力轉向電機、混合動力或純電動汽車驅動電機/發電機、汽車啟動電機、地面軍用電機、能空電機等重要領域。

其中，燒結鐵鐵硼(Nd-Fe-B)是一種具有高剩磁、高磁能積和高矯頑力的稀土永磁合金材料，自1982年日本科學家Sagawa研發問世以來，Nd-Fe-B產業就得到了迅速的發展，已經被廣泛用于電子信息、計算機硬盤驅動器的音圈電機以及驅動電機、風力發電、電動自行車及電動汽車、核磁共振成像等醫療設備的各個新興技術領域。在1984年世界產量僅為32噸，而到2012年的產量則已超過15萬噸。NdFeB的發展主要源于合金材料的高磁能積(其已接近NdFeB稀土合金材料理論值的極限)，但其磁體的實際內稟矯頑力卻常為理論值(75kOe)的1/3-1/30，這導致了合金材料的工作溫度和穩定性相對較低，制約了NdFeB稀土合金材料的進一步發展和應用。

為解決這些問題，就必須提高Nd-Fe-B的矯頑力。目前，提高其矯頑力的方法主要有兩大類，一則是熔煉前向磁體中摻加低熔點合金元素Me(Me＝Al、Ga、Cu、Sn等等)的方法，二則是通過添加重稀土元素Dy和Tb來替代Nd的方式。前一方法能小幅地提高磁體的矯頑力，但Me卻會固溶在Nd₂Fe₁₄B內而產生磁稀釋作用，明顯地降低磁體的剩磁和磁能積；后一方法能夠明顯地提升材料的矯頑力，但該方法卻也以犧牲材料的剩磁和磁能積為代價，同時稀缺的重稀土元素Dy/Tb還會大幅度地增加磁體的生產成本，盡管也有研究表明可以通過各種技術手段僅將重稀土元素擴散到永磁體的晶界處以解決上述重稀土元素添加導致的磁能積降低和成本升高等問題，但是其依然存在設備成本和要求高、合金元素擴散深度有限而難以適應大尺寸產品、批量生產時性能可控性差、產品一致性和使用穩定性不好等等各種問題。

找到一種更好的制備工藝或新系列的釹鐵硼合金材料體系，在盡量少使用重稀土元素的前提下，提高磁體材料的矯頑力，同時又不削弱磁體材料的剩磁和磁能積，是Nd-Fe-B技術領域中的研發人員致力研究的方向。

發明內容

為盡量少使用重稀土元素的同時獲得高性能的稀土永磁合金材料，本發明提供了一種釹鐵硼永磁合金材料，能夠在不削弱磁體材料的剩磁和磁能積性能的基礎上，大幅提高永磁合金材料的矯頑力。

為了實現上述目的，本發明提出了一種永磁合金材料，其特征在于：包括含有輕稀土元素RL的RL-Fe-B晶粒構成的第一相，含有重稀土元素RH的RH-Fe-B晶粒構成的第二相，包圍所述RL-Fe-B晶粒和RH-Fe-B晶粒的晶界相，以及三個以上的晶粒的交接點處的合金相；其中，所述永磁合金材料中的所述重稀土元素的含量為1.0wt％以下，且所述第二相和晶界相中所述重稀土元素RH的濃度比所述第一相和合金相中的濃度高。

進一步優選的，所述輕稀土元素RL至少包括Nd，所述重稀土元素RH至少包括Ho。