[發明專利]一種高性能稀土永磁體

在審

• 申請號: 202111546113.8
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114203380A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 孫昊天;段永利;鄧文宇;齊麗君
• 申請（專利權）人: 沈陽中北通磁科技股份有限公司
• 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

本發明公開了一種高性能稀土永磁體。該永磁體的主要成分包含LR、NR、HR、Ma、Mb、Mc和Fe元素，其中：Ma代表選自Al、Co、Ga、Cu、B元素中的一種以上，Mb代表選自Al、Co、Nb、Ga、Zr、Cu、Mo、B元素中的一種以上，Mc代表選自Al、Co、Nb、Ga、Zr、Cu、B元素中的一種以上，LR代表選自稀土元素La和Ce中的一種以上，NR代表選自稀土元素Nd和Pr中一種以上，HR代表選自稀土元素Gd、Tb、Dy和Ho中的一種以上。該永磁體由復合主相和晶界相組成，復合主相包含主要成分為LR?Fe?Ma的主相、主要成分為HR?Fe?Mc的主相以及主要成分為NR?Fe?Mb的主相。

技術領域

本發明屬于稀土永磁領域，特別是涉及一種高性能稀土永磁體。

背景技術

釹鐵硼稀土永磁體以其優良的磁性能得到越來越多的應用，被廣泛用于醫療的核磁共振成像，計算機硬盤驅動器，音響、手機等；隨著節能和低碳經濟的要求，釹鐵硼稀土永磁體又開始在汽車零部件、家用電器、節能和控制電機、混合動力汽車，風力發電等領域應用。1983年，日本專利1,622,492和2,137,496首先公開了日本住友金屬發明的釹鐵硼稀土永磁體，公布了釹鐵硼稀土永磁體的特性、成分和制造方法，確認了主相為Nd₂Fe₁₄B相，晶界相主要由富Nd相、富B相和稀土氧化物雜質等組成；釹鐵硼稀土永磁體以其優異的磁性能得到廣泛應用，并被稱為永磁王；1997年授權的美國專利US5.645,651進一步明確了添加Co元素和主相具有四方相結構。

隨著釹鐵硼稀土永磁的廣泛應用，稀土變得越來越短缺，特別是近年來，隨著釹鐵硼稀土永磁器件總產量不斷增長，對稀土金屬使用不平衡的問題也凸顯出來。傳統釹鐵硼稀土永磁器件對稀土元素Pr、Nd以及重稀土元素Dy、Tb的依賴程度過高，致使此類元素的地殼儲量在不斷增加的生產需求面前捉襟見肘。地殼中儲存的稀土資源多以共生的方式存在，其中鑭、鈰元素約占70%以上，鐠、釹元素約占20%，重稀土元素不足10%。由于鑭鈰在稀土礦中的豐度遠高于鐠釹，所以釹鐵硼稀土永磁產業的迅猛發展會造成在提取鐠釹合金過程中所產生的副產品鑭鈰大量積壓，使稀土元素應用不平衡的矛盾加劇。

在此情況下，如果能用鑭鈰替代釹鐵硼稀土永磁器件中的一部分鐠釹不僅能大大降低燒結釹鐵硼稀土永磁器件的成本，又能實現稀土資源的綜合平衡利用。但簡單地用鑭和鈰這兩種元素代替鐠釹將會對磁體的耐熱性和磁性帶來較大影響，限制了釹鐵硼稀土永磁器件中對鑭鈰的利用。因此，如何才能實現用鑭鈰替代釹鐵硼稀土永磁器件中的鐠釹，又能使器件保持較高的磁性能成為國內外的研究熱點。

日本豐田公司與2018年2月發布了開發的新型稀土永磁材料，除了未使用重稀土元素鏑和鋱之外，還使用鑭和鈰替代了原本永磁材料中必不可少的釹，釹的使用量較常規產品削減了約20～50%。但目前該技術仍處于實驗室階段，尚未實現商業化。

中國鋼研總院的李衛團隊在以鈰代釹及全鈰磁體新材料領域開展了深入的研究。目前，新型鈰磁體制備技術已轉化形成了批量生產能力，但所量產的新型鈰磁體內稟矯頑力、剩磁及磁能積等主要性能指標僅能滿足低端應用需求，無法取代常規高性能磁體在高端領域的應用。

發明內容

本發明通過研究探索，提出一種高性能稀土永磁體，克服現有技術的缺點，明顯提高含鑭鈰釹鐵硼稀土永磁材料的磁能積、矯頑力、耐腐蝕性和加工性能，適合于批量生產，減少了價格昂貴并且資源稀缺的重稀土元素的用量，對擴大釹鐵硼稀土永磁體的應用市場，尤其節能和控制電機、汽車零部件、新能源汽車、風力發電等領域的應用有著重要意義。