一种R-T-B系永磁材料、原料组合物、制备方法、应用技术

本发明专利技术提供了一种R‑T‑B系永磁材料、原料组合物、制备方法、应用。该R‑T‑B系永磁材料中，按重量百分比计包含：R的含量为29.0～33wt％，且RH含量＜1.5wt％；Cu的含量为0.40～0.60wt％；Co的含量为0.5～1.5wt％；B的含量为0.98～1.05wt％；Al的含量为0.4～0.8wt％；Ga的含量为0.2～0.3wt％；Fe的含量为63～68wt％。本发明专利技术中的R‑T‑B系永磁材料性能优异，能够实现Br和Hcj的同步提升；并且R‑T‑B系永磁材料的液相熔点得到大幅度降低，使得最佳回火的温度范围很大，对设备的温差要求小。

A R-T-B series permanent magnet material, raw material composition, preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种R-T-B系永磁材料、原料组合物、制备方法、应用
本专利技术涉及一种R-T-B系永磁材料、原料组合物、制备方法、应用。
技术介绍
永磁材料作为支撑电子器件的关键材料被开发出来，发展方向向着高磁能积及高矫顽力的方向进行。R-T-B系永磁材料(R为稀土类元素中的至少一种，必须包含Nd和Pr中的至少一个)已知为永久磁铁中性能最高的磁铁，被用于硬盘驱动器的音圈电机(VCM)、电动车用(EV、HV、PHV等)电机、工业设备用电机等各种电机和家电制品等。R-T-B系永磁材料主要由包含R2T14B化合物的主相、和位于该主相的晶界部分的晶界相构成。作为主相的R2T14B化合物是具有高饱和磁化和各向异性磁场的强磁性材料，是成为R-T-B系永磁材料的特性的基础。R-T-B系永磁材料在高温下的矫顽力Hcj降低，故引起不可逆的热退磁。但是，特别是用于电动车用电机的情况下，要求具有高Hcj。已知在R-T-B系永磁材料中，将作为主相的R2T14B化合物中的R所含的轻稀土类元素RL的一部分用重稀土类元素RH置换时，伴随着RH的置换量的增加，Hcj提高，而剩余磁通密度Br降低，从而造成磁体拥有较高的Hcj却不能同时拥有较高的磁能积(BH)max，使磁体的使用范围受到一定影响。因此，R-T-B系永磁材料现面临的主要技术问题是Hcj和Br不能同时得到提升，而亟需一种兼具高Hcj和高Br的R-T-B系烧结磁铁。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术中R-T-B系永磁材料的Hcj和Br不能同时得到提升的缺陷而提供一种R-T-B系永磁材料、原料组合物、制备方法、应用。本专利技术通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种R-T-B系永磁材料，R为稀土元素，T为Fe，B为硼；所述R为至少包括Nd和RH的稀土元素；所述RH为至少包括Dy的重稀土元素；所述永磁材料还含有M，所述M包括Al和Ga；所述永磁材料按重量百分比计包含：所述R的含量为29.0～33wt％，且所述RH含量＜1.5wt％；Cu的含量为0.40～0.60wt％；Co的含量为0.5～1.5wt％；所述B的含量为0.98～1.05wt％；Al的含量为0.4～0.8wt％；Ga的含量为0.2～0.3wt％；Fe的含量为63～68wt％。本专利技术中，所述永磁材料的晶界处较佳地存在组成为(T1-a-b-cCoaCubMc)x-Ry的晶界相。其中，所述a较佳地为0.8b＜ax＜1.5b；其中，所述晶界相中，所述Co较佳地为6～8at％，例如7.06at％，at％是指所述晶界相中Co元素所占的原子百分比；其中，所述晶界相中，所述Cu较佳地为8～12at％，例如10.03at％，at％是指所述晶界相中Cu元素所占的原子百分比；其中，所述晶界相中，所述M较佳地为6～8at％，例如7.78at％，at％是指所述晶界相中M所占的原子百分比；其中，所述x较佳地为40at％＜x＜50at％，例如42.5at％或45at％，at％是指所述晶界相中各元素所占的原子百分比；其中，所述y较佳地为50at％＜y＜60at％，例如57.5at％，at％是指所述晶界相中R所占的原子百分比；其中，较佳地，0.8b＜a＜1.5b，6at％<Co<8at％，8at％<Cu<12at％，6at％<M<8at％，40at％＜x＜50at％，50at％＜y＜60at％，at％是指所述晶界相中各元素所占的原子百分比。在本专利技术一优选实施方式中，所述(T1-a-b-cCoaCubMc)x-Ry为T17.5Co7.06Cu10.03M7.78R57.5的晶界相。本专利技术中，14B/(Fe+Co)以原子数比计可为1.02～1.16，较佳地为1.06～1.16，更佳地为1.06～1.07或1.10～1.16，例如，1.062，1.134，1.067，1.12，1.155或1.108。本专利技术中，所述R还可以包括本领域常规的稀土元素，例如，Sc、Pr、Ce、Sm和Eu中的一种或多种。本专利技术中，所述RH还可以包含本领域常规的重稀土元素，例如Tb和/或Y。本专利技术中，所述R的含量范围较佳地为29～32.7wt％，更佳地为29.5～31.5wt％，例如31.3wt％或30.7wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。本专利技术中，所述RH的含量范围较佳地为≤1.4wt％，更佳地为≤1.0wt％或1.2～1.4wt％，例如1.3wt％、0.5wt％或0.8wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。本专利技术中，当所述R中包括所述Pr时，所述Pr的含量可为0～20wt％，例如1.7wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。本专利技术中，所述Cu的含量范围较佳地为0.4～0.55wt％，更佳地为0.45～0.55wt％或0.45～0.50wt％，例如0.45wt％，0.5wt％或0.55wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。本专利技术中，所述Co的含量范围较佳地为0.5～1.3wt％，更佳地为0.8～1.2wt％，或者0.9～1.3wt％，例如，0.8wt％，0.9wt％，1wt％，1.2wt％，或1.3wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。本专利技术中，所述B的含量范围较佳地为0.99～1.05wt％，更佳地为0.99～1.03wt％，或者0.99～1.02wt％，例如，1.02wt％或0.99wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。本专利技术中，所述Al的含量范围较佳地为0.4～0.7wt％，或者0.5～0.8wt％，更佳地为0.5～0.7wt％，例如0.5wt％，0.7wt％或0.6wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。本专利技术中，所述Ga的含量范围较佳地为0.2～0.27wt％，更佳地为0.23～0.27wt％，例如0.23wt％，0.27wt％，0.26wt％或0.25wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。本专利技术中，所述R-T-B系永磁材料中还可包含Mn。其中，所述Mn的含量范围可为0～0.4wt％，例如0.03wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。在本专利技术一优选实施方式中，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为29.0～33wt％，且所述RH含量≤1.0wt％；所述Cu的含量为0.4～0.55wt％；所述Co的含量为0.9～1.3wt％；所述B的含量为0.99～1.05wt％；所述Al的含量为0.6wt％，所述Ga的含量为0.23～0.27wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。在本专利技术一优选实施方式中，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为29.5～31.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种R-T-B系永磁材料，R为稀土元素，T为Fe，B为硼；其特征在于，所述R为至少包括Nd和RH的稀土元素；所述RH为至少包括Dy的重稀土元素；/n所述永磁材料还含有M，所述M包括Al和Ga；/n所述永磁材料按重量百分比计包含：所述R的含量为29.0～33wt％，且所述RH含量＜1.5wt％；Cu的含量为0.40～0.60wt％；Co的含量为0.5～1.5wt％；所述B的含量为0.98～1.05wt％；Al的含量为0.4～0.8wt％；Ga的含量为0.2～0.3wt％；Fe的含量为63～68wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种R-T-B系永磁材料，R为稀土元素，T为Fe，B为硼；其特征在于，所述R为至少包括Nd和RH的稀土元素；所述RH为至少包括Dy的重稀土元素；
所述永磁材料还含有M，所述M包括Al和Ga；
所述永磁材料按重量百分比计包含：所述R的含量为29.0～33wt％，且所述RH含量＜1.5wt％；Cu的含量为0.40～0.60wt％；Co的含量为0.5～1.5wt％；所述B的含量为0.98～1.05wt％；Al的含量为0.4～0.8wt％；Ga的含量为0.2～0.3wt％；Fe的含量为63～68wt％。


2.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料，其特征在于，所述永磁材料的晶界处存在组成为(T1-a-b-cCoaCubMc)x-Ry的晶界相；
所述a较佳地为0.8b＜a＜1.5b；
所述晶界相中，所述Co较佳地为6～8at％，例如7.06at％，at％是指所述晶界相中Co元素所占的原子百分比；
所述晶界相中，所述Cu较佳地为8～12at％，例如10.03at％，at％是指所述晶界相中Cu元素所占的原子百分比；
所述晶界相中，所述M较佳地为6～8at％，例如7.78at％，at％是指所述晶界相中M所占的原子百分比；
所述x较佳地为40at％＜x＜50at％，例如42.5at％或45at％，at％是指所述晶界相中各元素所占的原子百分比；
所述y较佳地为50at％＜y＜60at％，例如57.5at％，at％是指所述晶界相中R所占的原子百分比；
其中，较佳地，0.8b＜a＜1.5b，6at％<Co<8at％，8at％<Cu<12at％，6at％<M<8at％，40at％＜x＜50at％，50at％＜y＜60at％，例如所述(T1-a-b-cCoaCubMc)x-Ry为T17.5Co7.06Cu10.03M7.78R57.5的晶界相，at％是指所述晶界相中各元素所占的原子百分比。


3.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料，其特征在于，14B/(Fe+Co)以原子数比计为1.02～1.16，较佳地为1.06～1.16，更佳地为1.06～1.07或1.10～1.16，例如，1.062，1.134，1.067，1.12，1.155或1.108。


4.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料，其特征在于，所述R包括Sc、Pr、Ce、Sm和Eu中的一种或多种；
和/或，所述RH还包括Tb和/或Y；
和/或，所述M为Al和Ga；
和/或，所述R-T-B系永磁材料还包括Mn；所述Mn的含量范围较佳地为0～0.4wt％，例如0.03wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
和/或，所述R的含量范围为29～32.7wt％，较佳地为29.5～31.5wt％，例如31.3wt％或30.7wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
和/或，所述RH的含量范围为≤1.4wt％，较佳地为≤1.0wt％或1.2～1.4wt％，例如1.3wt％、0.5wt％或0.8wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
和/或，当所述R中包括Pr时，所述Pr的含量为0～20wt％，例如1.7wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
和/或，所述Cu的含量范围为0.4～0.55wt％，较佳地为0.45～0.55wt％或0.45～0.50wt％，例如0.45wt％，0.5wt％或0.55wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
和/或，所述Co的含量范围为0.5～1.3wt％，较佳地为0.8～1.2wt％，或者0.9～1.3wt％，例如，0.8wt％，0.9wt％，1wt％，1.2wt％，或1.3wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
和/或，所述B的含量范围为0.99～1.05wt％，较佳地为0.99～1.03wt％，或者0.99～1.02wt％，例如，1.02wt％或0.99wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
和/或，所述Al的含量范围为0.4～0.7wt％，或者0.5～0.8wt％，较佳地为0.5～0.7wt％，例如0.5wt％，0.7wt％或0.6wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
和/或，所述Ga的含量范围为0.2～0.27wt％，较佳地为0.23～0.27wt％，例如0.23wt％，0.27wt％，0.26wt％或0.25wt％，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。


5.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料，其特征在于，所述R-T-B系永磁材料中，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为29.0～33wt％，且所述RH含量≤1.0wt％；所述Cu的含量为0.4～0.55wt％；所述Co的含量为0.9～1.3wt％；所述B的含量为0.99～1.05wt％；所述Al的含量为0.6wt％，所述Ga的含量为0.23～0.27wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为29.5～31.5wt％，且所述RH的含量范围为≤1.4wt％，所述Cu的含量为0.45～0.50wt％，所述Co的含量为0.8～1.2wt％，所述B的含量为0.99～1.03wt％，所述Al的含量为0.5～0.8wt％，所述Ga的含量为0.23～0.27wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为29.5～31.5wt％，且所述RH含量＜1.0wt％；所述Cu的含量为0.45～0.50wt％；所述Co的含量为0.8～1.2wt％；所述B的含量为0.99～1.02wt％；所述Al的含量为0.5～0.7wt％；所述Ga的含量为0.23～0.27wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为31.3wt％，且所述RH含量为0.5wt％；所述Cu的含量为0.4wt％；所述Co的含量为0.5wt％；所述B的含量为0.98wt％；所述Al的含量为0.4wt％；所述Ga的含量为0.2wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为31.5wt％，且所述RH含量为1.4wt％；所述Cu的含量为0.6wt％；所述Co的含量为1.5wt％；所述B的含量为1.03wt％；所述Al的含量为0.8wt％；所述Ga的含量为0.3wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为30.7wt％，且所述RH含量为1.2wt％；所述Cu的含量为0.45wt％；所述Co的含量为0.8wt％；所述B的含量为0.99wt％；所述Al的含量为0.5wt％；所述Ga的含量为0.23wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为31.5wt％，且所述RH含量为1.3wt％；所述Cu的含量为0.5wt％；所述Co的含量为1.2wt％；所述B的含量为1.02wt％；所述Al的含量为0.7wt％；所述Ga的含量为0.27wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为33wt％，且所述RH含量为1.3wt％；所述Cu的含量为0.55wt％；所述Co的含量为1wt％；所述B的含量为1.03wt％；所述Al的含量为0.6wt％；所述Ga的含量为0.26wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为29wt％，且所述RH含量为0.5wt％；所述Cu的含量为0.55wt％；所述Co的含量为0.9wt％；所述B的含量为1.05wt％；所述Al的含量为0.6wt％；所述Ga的含量为0.25wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为29.5wt％，且所述RH含量为0.5wt％；所述Cu的含量为0.45wt％；所述Co的含量为1.3wt％；所述B的含量为1.05wt％；所述Al的含量为0.6wt％；所述Ga的含量为0.26wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比；
或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下组分：所述R的含量为32.7wt％，其中所述Pr的含量为1.7％，且所述RH含量为0.8wt％；所述Cu的含量为0.5wt％；所述Co的含量为1wt％；所述B的含量为0.99wt％；所述Al的含量为0.6wt％；所述Ga的含量为0.2wt％，所述Mn的含量为0.03wt％，余量为所述Fe及不可避免的杂质，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的重量百分比。


6.一种R-T-B系永磁材料的原料组合物，其特征在于，所述原料组合物按重量百分比计包含：R的含量为28.5～32.5wt％，且RH含量＜1.0wt％；Cu的含量为0.40～0.60wt％；Co的含量为0.5～1.5wt％；B的含量为0.98～1.05wt％；Al的含量为0.4～0.8wt％；Ga的含量为0.2～0.3wt％；Fe的含量为63.5～68.5wt％；所述R为至少包括Nd和RH的稀土元素；所述RH为至少包括Dy的重稀土元素。


7.如权利要求6所述的R-T-B系永磁材料的原料组合物，其特征在于，所述R包括Sc、Pr、Ce、Sm和Eu中的一种或多种；
和/或，所述RH包括Tb和/或Y；
和/或，所述R-T-B系永磁材料包括Mn；
和/或，所述R的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙璐，施尧，黄佳莹，蓝琴，
申请(专利权)人：厦门钨业股份有限公司，福建省长汀金龙稀土有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35