一种含Mg的高性能钕铁硼磁体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含Mg的高性能钕铁硼磁体，包括如下质量百分含量的组分：R：29.0wt.％～32.0wt.％，R选自稀土元素中的一种或多种，且含有Nd或者Pr中的至少一种；M1：0.05～2.0wt.％，为Al、Mn、Nb、Ti、W、Hf、Zr或Cr中的一种或多种；M2：0.2wt.％～1.0wt.％，M2为Ga或者Ga和Cu；B：0.85wt.％～0.96wt.％；Mg：0.0005wt.％～0.002wt.％；余量为T，T为Fe或者Fe和Co，且T的90％以上为Fe。所述磁体主相R2T

【技术实现步骤摘要】
一种含Mg的高性能钕铁硼磁体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种含Mg的R
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T
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B系高性能烧结钕铁硼磁体的制备方法。

技术介绍

[0002]烧结R
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T
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B磁体是第三代永磁体，自1983年日本学者所专利技术以来，以其优异的磁性能和高的性价比而被普遍应用于通讯、医疗、汽车、电子、航空等领域，特别是随着国家对节能环保要求的提高，在风力发电、纯电动汽车等新能源领域得到更广泛的应用。随着科技的发展，各个领域对钕铁硼磁体综合性能的要求越来越高，并且近年来稀土尤其是重稀土原材料价格的不断上涨，发展低重稀土成本高性能的钕铁硼材料成为当前亟待解决的技术问题。
[0003]R
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T
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B磁体性能的典型指标是剩磁和矫顽力，其影响因素很多，原理也很复杂。从材料结构上来讲，R
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T
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B系磁体主要是由Nd2Fe
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B主相和富稀土、富B等晶界相构成。主相决定了磁体的主要磁性能，富稀土相的存在可促进磁体的致密化，沿晶界分布时，可起到去磁耦合的作用，可提高磁体的矫顽力和方形度。
[0004]专利文献1(CN105658835B)公开一种低B的稀土磁铁，旨在改善磁体的方形度，其含Cu：0.3～0.8at％，含Co：0.3～3at％，在烧结过程中，在晶界中形成高Cu相、低Cu相、中Cu相结晶，以提高磁体的方形度，改善耐减磁的能力。但是Cu含量过高，会导致其矫顽力的降低，从实施例看，在不添加重稀土的情况下，其大部分Hcj＜16kOe；Co含量较低，磁体的耐温性能较差。
[0005]专利文献2(CN106024254A)公开了一种低B钕铁硼磁体，在晶界三相点有M2硼化物相，没有富B相，晶界相中含有R
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Fe(Co)
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M1相和/或R
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M1相，且晶界相宽度至少≥10nm，平均≥50nm，从而达到较好的磁力隔绝作用，获得高矫顽力。但是不能同时获得较高的Br，也无法进一步获得较好的方形度指标。
[0006]添加少量的Cu或Ga，可改善晶界的润湿性，从而提高矫顽力，但是剩磁会有明显下降。由于富含Cu和Ga的稀土晶界相熔点低，易氧化，所以在整个制备流程中有效含量会降低。同时Cu和Ga导致晶界相的富集相变发生过快，增加了控制难度，往往需要特殊的氢破工艺或者更加苛刻的烧结时效条件。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是克服已有技术的不足，提供一种含有微量Mg元素的高性能R
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T
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M1
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M2
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B
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Mg系钕铁硼磁体及其制备方法。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0009]一种含Mg的高性能钕铁硼磁体，所述磁体的原料组合物包括如下质量百分含量的组分：
[0010]R：29.0wt.％～32.0wt.％，R选自稀土元素中的一种或多种，且含有Nd或者Pr中的至少一种；
[0011]M1：0.05～2.0wt.％，为Al、Mn、Nb、Ti、W、Hf、Zr或Cr中的一种或多种；
[0012]M2：0.2wt.％～1.0wt.％，M2为Ga或者Ga和Cu；
[0013]B：0.85wt.％～0.96wt.％；
[0014]Mg：0.0005wt.％～0.002wt.％；
[0015]余量为T，T为Fe或者Fe和Co，且T的90％以上为Fe；
[0016]及其他不可避免的杂质。
[0017]所述含Mg的高性能钕铁硼磁体，满足如下下述关系式：
[0018]14[B]/10.8≤[T]/55.85
[0019]其中，[B]为以质量％表示的B的含量，[T]为以质量％表示的T的含量
[0020]Mg可在晶界中和Ga形成5种非铁磁性的化合物：Ga2Mg5，GaMg2，GaMg，Ga2Mg和Ga5Mg2，其中Ga2Mg5、GaMg、和Ga2Mg，分别在470℃、370℃和约283℃下固液同成分熔化，这样可有效改善晶界润湿性，形成连续的晶界化合物，同时增强磁体中晶界的去磁耦合作用，从而提高磁体的矫顽力和方形度。
[0021]Mg作为非铁磁性物质，在磁体中进行微量的添加，不会进入主相，避免磁体的磁性能稀释而降低磁体的磁性能。此外，Nd、Pr、Ga等生成氧化物的自由能与Mg相当，Mg的添加可以有效的提高晶界中稀土元素的有效含量，利于磁体矫顽力的提升。同时生成的氧化物具有结构稳定、熔点高的特性，分散在晶界中，既具有抑制晶粒长大，进一步提高磁体的致密度和磁体剩磁的作用，又能起到一定的钉扎作用，有利于磁体的矫顽力提升。
[0022]需要说明的是在制造过程中，在磁体中不可避免有少量O、C、N及其他杂质的混入。O、N元素的混入，极易与稀土元素结合，从而降低了磁体中的有效稀土含量，导致了磁体的矫顽力和方形度的恶化。C元素的混入会导致烧结过程中磁体的晶粒异常长大，使得矫顽力劣化。
[0023]因此，所述含Mg的高性能钕铁硼磁体中，氧含量控制在1500ppm以下，更优选的在1000ppm下，C含量控制在1200ppm以下，优选在1000ppm以下，更优选的在800ppm以下，N含量控制在800ppm以下。
[0024]更进一步，磁体中O含量为0.05wt.％
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0.15wt.％，优选0.05wt.％
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0.10wt.％，C含量为0.04wt.％
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0.1wt.％，优选为0.04wt.％
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0.08wt.％；C含量+C含量之和为0.09wt.％
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0.25wt.％，优选为0.10wt.％
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0.20wt.％。
[0025]本专利技术中，Mg既可以作为单质原材料加入，也可以和其他元素作为合金如Al等形成MgAl合金加入。总之只要最终磁体中含有必要量的Mg即可。
[0026]优选的，所述含Mg的高性能钕铁硼磁体中，在主相R2T
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B主相间存在的晶界三角区中，存在富含Mg和Ga的相区，[Mg]为0.18wt.％
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0.5wt.％，
[0027]3.0wt.％≤[Mg]+[Ga]≤6.0wt.％，且10≤[Ga]：[Mg]≤20。其中，[Mg]代表晶界三角区中Mg的质量占晶界三角区中所有元素的质量百分比，[Ga]代表晶界三角区中Ga的质量占晶界三角区中所有元素的质量百分比，[Mg]+[Ga]代表晶界三角区中Mg和Ga的质量总和晶界三角区中所有元素的质量百分比。
[0028]优选的，所述含Mg的高性能钕铁硼磁体中，Ga的含量为0.2wt.％
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0.7wt.％，Cu的含量为0.10wt.％
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0.50wt.％，且满足Ga和Cu的质量总和为0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含Mg的高性能钕铁硼磁体，其特征在于所述磁体的原料组合物包括如下质量百分含量的组分：R：29.0wt.％～32.0wt.％，R选自稀土元素中的一种或多种，且含有Nd或者Pr中的至少一种；M1：0.05～2.0wt.％，为Al、Mn、Nb、Ti、W、Hf、Zr或Cr中的一种或多种；M2：0.2wt.％～1.0wt.％，M2为Ga或者Ga和Cu；B：0.85wt.％～0.96wt.％；Mg：0.0005wt.％～0.002wt.％；余量为T，T为Fe或者Fe和Co，且T的90％以上为Fe；及其他不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的含Mg的高性能钕铁硼磁体，其特征在于，磁体中的B、T含量满足如下下述关系式：14[B]/10.8≤[T]/55.85其中，[B]为以质量％表示的B的含量，[T]为以质量％表示的T的含量。3.如权利要求1所述的含Mg的高性能钕铁硼磁体，其特征在于磁体的氧含量控制在1500ppm以下，C含量控制在1200ppm以下，N含量控制在800ppm以下。4.如权利要求3所述的含Mg的高性能钕铁硼磁体，其特征在于磁体中O含量为0.05wt.％
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0.15wt.％，C含量为0.04wt.％
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0.1wt.％，C含量+C含量之和为0.09wt.％
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0.25wt.％。5.如权利要求1所述的含Mg的高性能钕铁硼磁体，其特征在于所述含Mg的高性能钕铁硼磁体中，在主相R2T
14
B主相间存在的晶界三角区中，存在富含Mg和Ga的相区，[Mg]为0.18wt.％
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱啸航，付松，高康，章兆能，杨晓露，吴红平，
申请(专利权)人：浙江英洛华磁业有限公司，
类型：发明
国别省市：