一种同时提高多主相LaCe基烧结永磁材料矫顽力和耐腐蚀性的方法技术

一种同时提高多主相LaCe基烧结永磁材料矫顽力和耐腐蚀性的方法，属于稀土永磁材料领域。主合金A为(Nd,La,Ce)

【技术实现步骤摘要】
一种同时提高多主相LaCe基烧结永磁材料矫顽力和耐腐蚀性的方法

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[0001]本专利技术提供了一种同时提高多主相LaCe基烧结永磁材料矫顽力和耐腐蚀性的方法，属于稀土磁性材料制备


技术介绍
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[0002]烧结钕铁硼磁体自从1983年被专利技术以来，因其具有优异的综合磁性能，在电子设备、智能机械、能源交通和家用电器等领域得到了十分广泛的应用。近年来，随着下游领域对钕铁硼磁体需求量的增加，磁体的产能也逐年增加，因此消耗了大量的Pr、Nd、Dy和Tb等紧缺稀土元素，同时这也使得Pr、Nd、Dy和Tb价格上涨，导致磁体价格的高涨。然而，在稀土矿中稀土元素是共伴生存在的，以包头白云鄂博的岩矿型轻稀土矿为例，其中La和Ce含量占稀土总量的80wt.％左右，过度的使用Pr和Nd就导致了高丰度稀土元素La和Ce的大量积压，稀土资源的利用失衡。因此，使用高丰度稀土元素La和Ce来制备中低档的烧结磁体，对于成本的控制和稀土资源的平衡利用具有十分重要的意义。
[0003]由于La2Fe
14
B、Ce2Fe
14
B的内禀磁性能远低于Pr和Nd，因此使用La和Ce来制备烧结磁体，当磁体中的La、Ce含量较高时会导致磁性能的恶化，尤其是矫顽力的严重下降，不能满足使用要求。为了提高磁体的磁性能，特别是磁体的矫顽力，研究者们进行了大量的研究工作，主要包括双合金工艺引入高各向异性场的主相晶粒、晶界调控工艺优化薄层晶界相的分布以及晶界扩散工艺形成高各向异性场的壳层这三种方法来提高磁体的矫顽力。第一种方法：如在专利201210315684.5中采用双主相合金工艺，通过引入高各向异性场的富Nd主相晶粒来提高Ce基磁体的矫顽力；第二种方法：如专利201310035673.6中通过添加富稀土辅合金优化富稀土晶界相的成分并使之形成连续均匀的薄层晶界相来调控晶界提高Ce基磁体的矫顽力；第三种方法：如专利201911156116.3中通过扩散Pr和Nd等稀土元素或其与其他金属元素形成的合金，在主相晶粒的外层形成高各向异性场的壳层来提高Ce基磁体的矫顽力。但是目前所使用的工艺采用上述方法来提高Ce基磁体的矫顽力都只能具备上述一种或两种效果，无法实现将三种方法提高矫顽力的优势集合在一起。
[0004]近期在专利201910308018.0中采用双合金工艺分别以稀土总量为27～28wt.％的(La,Ce,Pr,Nd)
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Fe
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B(粉末粒度为3～5μm)和稀土总量为35～45wt.％的(Pr,Nd)
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Fe
‑
B(粉末粒度为1～3μm)作为两种主相合金来制备Ce基磁体，(La,Ce,Pr,Nd)
‑
Fe
‑
B中的成分接近2:14:1正比相，无额外富稀土晶界相，让(Pr,Nd)
‑
Fe
‑
B中富余的Pr/Nd稀土元素富集于晶界，充当晶界相，在烧结和热处理的过程中，在富La/Ce主相晶粒表面形成Pr/Nd含量更高的硬磁壳层，提高晶粒边界层各向异性场，从而提高磁体的矫顽力。在该申请专利中主要是利用(Pr,Nd)
‑
Fe
‑
B来提供富Pr/Nd晶界相，并使其在弱磁性的晶粒表层形成高各向异性场的壳层来提高磁体的矫顽力，但是该方法中由于(La,Ce,Pr,Nd)
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Fe
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B主相的稀土含量过低，原始粉末中会存在杂相(如α
‑
Fe)，并且当Ce含量过高时还会产生大量的CeFe2相，这些均会导致最终制备磁体的磁性能严重下降。此外，由于该主相中的无富稀土相，最终采用双合金
工艺制备的磁体中稀土含量偏低，不利于形成连续均匀的晶界相，矫顽力提高幅度受限，因此该方法也无法到达集三种方法的优势于一体。
[0005]为了减少La和Ce的积压，促进稀土资源的平衡利用，并且充分发挥其作为高丰度稀土资源的优势，因此希望在磁体中实现较高含量的LaCe取代，并且保持较佳的性能，实现对中低档磁体的替代。但是当采用高的LaCe含量来取代PrNd制备烧结磁体时，不仅会导致磁体的磁性能急剧下降，也会导致磁体的耐腐蚀性能下降，因此迫切需要一种新的制备工艺集三种提高矫顽力的方法于一体来大幅提高磁体的矫顽力，同时还可以改善磁体的耐腐蚀性能以获得兼具优异磁性能和耐腐蚀性能的高LaCe含量磁体。

技术实现思路
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[0006]针对上述问题，本专利技术提供了一种同时提高多主相LaCe基烧结永磁材料矫顽力和耐腐蚀性的方法，通过向(Nd,La,Ce)
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Fe
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B主合金中添加富稀土成分的(Nd,Ho)
‑
Fe
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B合金，调控两相合金的粉末粒度并结合高低温两步烧结工艺抑制晶粒长大和促进Nd/Ho稀土元素的扩散。最终制备的多主相磁体中既存在富Nd/Ho的主相晶粒，也优化富稀土晶界相的成分并在相邻主相晶粒之间形成了连续均匀的薄层晶界相，此外在富LaCe主相晶粒的外层还形成了一层均匀分布且较厚的富Nd/Ho壳层，而这三方面的共同作用显著提高了多主相LaCe基磁体的矫顽力。同时，由于(Nd,Ho)
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Fe
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B富稀土成分合金中可以提供富余的富Nd,Ho晶界相，在最终的多主相磁体晶界相中会存在(Nd,Ho)
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O相，这能提高富稀土相的电极电位，改善多主相LaCe基磁体的耐腐蚀性。
[0007]一种同时提高多主相LaCe基烧结永磁材料矫顽力和耐腐蚀性的方法，其特征在于，主合金A为(Nd,La,Ce)
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Fe
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B，气流磨粉末平均粒径1～2.8μm；辅合金B为具有富稀土成分的(Nd,Ho)
‑
Fe
‑
B，气流磨粉末平均粒径3～4.8μm；主合金A和辅合金B按质量比8:2～5:5(两者之和为10)混合均匀后采用高低温两步烧结制备多主相磁体。
[0008]主合金A的名义成分为[Nd
a
(La
b
Ce1‑
b
)1‑
a
]x
Fe
100
‑
x
‑
y
‑
z
M
y
B
z
(wt.％)，M为Nb、Ti、V、Co、Cr、Mn、Ni、Zr、Ga、Ag、Ta、Al、Au、Pb、Cu、Si中的一种或者几种，其中a、b、x、y、z满足以下关系：0.1≤a≤0.5，0.05≤b≤0.4，30≤x≤33，0.5≤y≤3，0.7≤z≤1.2。
[0009]辅合金B的名义成分为[Nd
a
Ho1‑
a
]x
Fe
100
‑
x
‑
y
‑
z
W
y
B
z
(wt本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时提高多主相LaCe基烧结永磁材料矫顽力和耐腐蚀性的方法，其特征在于，主合金A为(Nd,La,Ce)
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Fe
‑
B，气流磨粉末平均粒径1～2.8μm；辅合金B为具有富稀土成分的(Nd,Ho)
‑
Fe
‑
B，气流磨粉末平均粒径3～4.8μm；主合金A和辅合金B按质量比8:2～5:5(两者之和为10)混合均匀后采用高低温两步烧结制备多主相磁体。2.按照权利要求1所述的一种同时提高多主相LaCe基烧结永磁材料矫顽力和耐腐蚀性的方法，其特征在于，主合金A的名义成分为[Nd
a
(La
b
Ce1‑
b
)1‑
a
]
x
Fe
100
‑
x
‑
y
‑
z
M
y
B
z
(wt.％)，M为Nb、Ti、V、Co、Cr、Mn、Ni、Zr、Ga、Ag、Ta、Al、Au、Pb、Cu、Si中的一种或者几种，其中a、b、x、y、z满足以下关系：0.1≤a≤0.5，0.05≤b≤0.4，30≤x≤33，0.5≤y≤3，0.7≤z≤1.2。3.按照权利要求1所述的一种同时提高多主相LaCe基烧结永磁材料矫顽力和耐腐蚀性的方法，其特征在于，辅合金B的名义成分为[Nd
a
Ho1‑
a
]
x
Fe
100
‑
x
‑
y
‑
z
W
y
B
z
(wt.％)，W为Ga、Al、Cu、Co、Zr、Nb、Ti中的一种或者几种，其中a、x、y、z满足以下关系：0.6≤a≤0.9，38≤x≤48，0.5≤y≤3，0.5≤z≤1.2。4.按照权利要求1所述的一种同时提高多主相LaCe基烧结永磁材料矫顽力和耐腐蚀性的方法，具体包括以下步骤：(1)根据主合金A的名义成分为[Nd
a
(La
b
Ce1‑
b
)1‑
a

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫强，陈昊，岳明，郭子振，杨天元，李玉卿，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：