[發明專利]一種高剩磁釹鐵硼磁體及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211528687.7
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN115881379A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 于永江;劉磊;王有花;馬丹;姜云瑛
• 申請（專利權）人: 煙臺正海磁性材料股份有限公司;江華正海五礦新材料有限公司
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02;H02K1/02
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 張炳楠;張佳

本發明提供一種高剩磁釹鐵硼磁體及其制備方法和應用。本發明的釹鐵硼磁體具有以R?T?B型化合物為主要結構的晶粒，以及晶界相。本發明的釹鐵硼磁體通過調整B、Cu、Ga、RE、Ti等元素的比例關系，可以獲得較高的主相晶粒體積比，有效抑制晶界相中富B相的比例，使得磁體具備較高的Br，兼具優良的Hcj和方形度性能。

技術領域

本發明屬于釹鐵硼磁體領域，具體涉及一種燒結釹鐵硼磁體及其制備方法和應用。

背景技術

燒結釹鐵硼磁體作為第四代永磁材料，以其優良的磁性能被稱為“磁王”，被廣泛應用于汽車、風電、壓縮機、電梯，以及工業自動化等眾多領域。

進入21世紀以來，磁鋼更多的關注于矯頑力性能的提升，尤其是在儲量較為稀少的重稀土資源的供給出現失衡，導致原材料價格急速上漲而帶來的成本壓力下，眾多學者及企業紛紛開始研究在降低重稀土使用量的前提下，保持甚至提高矯頑力性能，以保證磁鋼在工作溫度下的耐減磁能力，如細晶技術或晶界擴散技術。

隨著新能源汽車市場的崛起以及高能效節能家電的新政策推出，電機的小型化、高能效指標成為新的關注點，為了保證盡可能的降低電機尺寸，保持甚至提高電機的輸出功率，作為動力核心的磁鋼必須具備高的能量密度，即高剩磁。

理論上純釹鐵硼磁體的極限剩磁為1.61T，目前，在實驗室條件下可獲得的剩磁最高為1.56T，但由于工藝難度及設備精度等原因，遠遠不足以實現量產。同時，新能源汽車以及節能家電等領域使用的磁鋼，其主流剩磁范圍為1.10-1.40T之間，若可進一步提高剩磁，則可有效促進電機小型化以及高能效等級的要求。

專利CN11724985A，采用低B組分(0.80-0.93wt％)熔煉合金，使其具有一定量的過渡金屬相(R₆T₁₃M)制備燒結磁體(或擴散后磁體)，并將燒結磁體(或擴散后磁體)在400℃以上600℃以下的溫度進行10秒以上30分鐘以下的保溫處理，使其兼具高剩磁和高Hcj，剩磁可達到1.41T。采用低B組分使其在晶界生成了寬度較大的R₆T₁₃M相，但依照釹鐵硼磁體剩磁理論公式要求，降低了主相體積比例，使其Br不可避免的降低，而且雖然晶界中的R₆T₁₃M相有利于Hcj的提升，但該晶界相穩定性較差，對設備工藝難度控制要求高，磁體方形度易出現波動，不能穩定大于0.95，直接影響電機的高溫耐減磁能力。

專利CN10744699A，采用低B組分(0.94wt％)熔煉合金，制備柱狀晶比例為95％以上的合金薄皮，采用旋轉氫脆爐處理，用高壓氮氣制備3.75-3.9μm大小的氣流磨粉，可制備Br在1.44-1.48T，Hcj達到14-16kOe的超高性能的釹鐵硼磁體。控制了合金鱗片的柱狀晶比例，優化了HD生產工藝，控制氣流磨粉的粒度范圍，以及匹配了燒結工藝，獲得高Br及高Hcj的磁體。但其RE含量極低，在燒結時沒有足夠的富Nd相均勻包裹主相晶粒，進行助燒結，同時沒有Zr或Ti的硼化物等晶界相的存在，容易形成異常晶粒長大，由于磁體晶粒大小的均勻性差引起方形度惡化，雖然具備高的Br和Hcj，但是異常晶粒長大區域極易產生反向磁化，使得磁體的耐減磁能力劣化。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種高剩磁釹鐵硼磁體及其制備方法和應用。

本發明提供一種釹鐵硼磁體，所述磁體具有以R-T-B型化合物為主要結構的晶粒，以及晶界相；所述釹鐵硼磁體包括：

R：28％wt以上，30wt％以下；R代表稀土元素，選自Nd，或者Nd與下述稀土元素中的至少一種：Pr，La，Ce，Dy，Tb，Ho；

T：63wt％以上，70wt％以下；T選自Fe和/或Co，其中，Fe占T總量的99wt％以上；

B：0.98wt％以上，1.05wt％以下；