[發明專利]由多個永磁主相功能基元組裝的復合磁體及其制備方法

有效

• 申請號: 202111041404.1
• 申請日: 2021-09-07
• 公開（公告）號: CN113782291B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 朱明剛;張樂樂;孫齊松;劉濤;石曉寧;郭英健;李衛
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理有限公司 11248
• 代理人: 李彬;張小娟

本發明涉及一種由多個永磁主相功能基元組裝的復合磁體及其制備方法，該復合磁體在使用狀態下具有RE?Fe?B第一永磁主相、多鐵和/或多鈷第二永磁主相，所述多鐵或多鈷的永磁主相由含RE或不含RE、具有不同功能的永磁主相功能基元復合而成；本發明中，首先制備各主相合金，通過調整各合金的質量百分比獲得以下不同功能的復合磁體：高電阻率、高耐腐蝕性、高飽和磁化強度、高力學特性、高居里溫度、高耐磨和高抗壓性。本發明僅需改進傳統的制備工藝，而不必增加額外的制備流程。

技術領域

本發明屬于稀土永磁材料技術領域，尤其涉及一種雙/多永磁主相功能基元組裝的復合磁體及其制備方法。

背景技術

釹鐵硼磁體是既釤鈷磁體之后的第三代稀土永磁材料，相比釤鈷磁體的高矯頑力、低溫度系數而言，釹鐵硼磁體具有高剩磁B_r，高磁能積(BH)_max，是名副其實的“磁王”，自一經發現便迅速的占領市場成為現代科學技術的關鍵材料之一，釹鐵硼磁體中金屬釹(Nd)占原材料成本的90％以上。隨著全球稀土永磁體產量的不斷增加，使金屬釹的使用量大幅度提高，給磁性材料生產企業及用戶造成了很大壓力。因此，亟需研發一種新型的永磁合金。

在天然稀土資源中，除Nd外還有儲量豐富且價格低廉的金屬Ce。然而，Ce₂Fe₁₄B的磁矩J_s和各向異性場H_A遠低于Nd₂Fe₁₄B，文章[IEEETrans.OnMagn；1984MAG-20(5):1584]計算出了Ce₂Fe₁₄B相的基本磁性參量。采用傳統的制備方法制備的Ce₂Fe₁₄B磁體無法滿足用戶對性能的要求。目前，關于含Ce磁體的現有技術，多為Ce部分替代Nd₂Fe₁₄B中的Nd，Ce的含量往往不超過40wt.％，例如：在冶金工業部鋼鐵研究總院的中國發明專利申請CN1035737A中，Ce含量不超過30wt.％；文獻[J.Magn.Magn.Mater.294,e127(2005)]和[J.Appl.Phys.105,07A704(2009)]盡管也都加入了Ce，但含量不超過20wt.％；南京理工大學、江蘇晨朗電子集團有限公司的中國發明專利申請CN102220538A和麥格昆磁(天津)有限公司的中國發明專利申請CN101694797A將Ce含量上升到40wt.％，但是其最終的產品是各向同性磁粉，且磁性能極低，而且無法得到各向異性磁體；文章[J.Appl.Phys.75,6268(1994)]中盡管也將Ce含量上升到40wt.％，但它研究的是含硅(Si)的磁體，采用的是單合金工藝，無法得到雙主相合金，磁性能極低且無實用價值。文獻[Applied?Physics?Letters63,3642(1993)]指出Ce₂Fe₁₄B鑄錠中Ce的價態為+3.44，致使磁性能無法有效提高。

本申請人的中國專利CN?102800454B和CN?102436892B中涉及了雙主相Ce磁體，磁性能高于此前的所有單合金或雙合金含Ce磁體，具有實用價值，推動了Ce磁體產業的發展，但是其成分設計時含Ce元素的主相必須添加其他稀土元素，沒有考慮雙主相磁性基元合金的內稟磁性能的匹配規律，難以獲得更高的磁性能。。以前所制備的含Ce磁體面臨的最大難題是Ce的價態多在+3.44左右，且未采用雙主相合金法制備含Ce磁體，這也是含Ce磁體磁性能難以提高的主要原因之一[Mater.China?36,63(2017)]，同時對Ce的價態調控缺乏認識。