一种耐温性能优异的稀土永磁材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐温性能优异的稀土永磁材料及其制备方法，稀土永磁材料包含化合物的化学式为(R

【技术实现步骤摘要】
一种耐温性能优异的稀土永磁材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及稀土永磁材料
，尤其涉及一种耐温性能优异的稀土永磁材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]稀土永磁材料是以稀土金属元素与过渡族金属元素形成的金属间化合物为基体的永磁材料。钕铁硼永磁体是目前磁性最高的永磁材料，广泛应用于汽车、空调、风力发电以及国防与航天等领域，是支撑社会进步的重要功能材料。在如电动汽车驱动电机等某些特殊的应用领域，电机工作的环境温度高，对永磁材料的耐温性能提出了更高的要求。
[0003]钕铁硼永磁材料的耐温性能与矫顽力密切相关，通常采用添加重稀土Dy或Tb等元素来提升材料的矫顽力，从而提升磁体的使用温度，但是由于重稀土价格高，且添加过多会导致磁体剩磁显著降低，因此，减少重稀土在钕铁硼永磁材料中的使用已经成为发展趋势。钕铁硼磁体的矫顽力主要来源于材料的磁晶各向异性，磁晶各向异性场随温度变化的稳定性对磁体的耐温特性产生重要影响。在2:14:1系的稀土永磁材料中，元素Y没有4f电子，Y2Fe
14
B的磁晶各向异性主要来源于Fe的亚晶格，Y2Fe
14
B在一定的温区范围内表现出异于其它稀土化合物的的温度特性。因此，在钕铁硼永磁材料中也可以通过添加Y来改善磁体的耐温特性。如在CN 109637768 B中公开了一种含钇的稀土永磁材料及其制备方法，但是由于Y2Fe
14
B的磁晶各向异性场小，该方案获得的磁体矫顽力偏小，矫顽力温度系数的绝对值偏大，磁体无法在较高的温度下使用。CN 101834045 B中公开了添加钇的钕铁硼稀土永磁材料及其制造方法，目的在于减少钕、镨的用量，制备的磁体性能偏低。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种耐温性能优异的稀土永磁材料及其制备方法，磁体材料表现出优异的耐温特性，特别适用于对磁体温度稳定性要求高的领域。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供了一种稀土永磁材料，稀土永磁材料包含化合物的化学式为(R
(1
‑
x
‑
y)
R
’
x
Y
y
)
a
Fe
100
‑
a
‑
b
‑
c
‑
d
M
b
Ga
c
B
d
，其中：
[0006]R元素包括稀土元素钕、镨中的一种或两种，R
’
元素包括稀土元素镝、铽中的一种或两种，M元素包括钴、铝、铜、锆、铌中的一种或多种；且30≤a≤33，0≤b≤3，0＜c≤0.6，0.88≤d≤1，0＜x≤0.2，0＜y≤0.2。
[0007]可选的，31≤a≤33；进一步地，0.01≤x≤0.1；进一步地，0.05≤y≤0.1；进一步地，0.2＜c≤0.5。
[0008]可选的，所述化合物由主相晶粒和分布于主相晶粒间的晶界相组成，主相晶粒具有2:14:1的四方结构。
[0009]可选的，所述主相晶粒中，在所述主相晶粒稀土元素呈现梯度分布，至少包含晶粒中心部分的富Y区、中间部分的富R区以及晶粒外延部分的富R
’
区。
[0010]可选的，晶粒中心部分的富Y区中Y占晶粒中心部分的质量百分含量比所述化合物
中Y的总质量百分含量高2％以上。进一步地，在所述主相晶粒中，晶粒外延部分的富R
’
区中R
’
占晶粒外延部分的质量百分含量比所述化合物中R
’
的总质量百分含量高10％以上。
[0011]可选的，所述化合物中的主相晶粒的平均晶粒尺寸为4～8微米。
[0012]另一方面提供一种所述的稀土永磁材料的制备方法，包括：
[0013]按(R
(1
‑
x
‑
y)
R
’
x
Y
y
)
a
Fe
100
‑
a
‑
b
‑
c
‑
d
M
b
Ga
c
B
d
的配比去除R
’
元素或扣除扩散过程中R
’
元素的增量，进行配料，，熔化凝固后得到片状合金，制得粉末；
[0014]将制得的粉末在磁场下进行取向压制，再进行等静压压制，得到压坯；将压坯烧结，获得致密的磁体；
[0015]在所述磁体表面附着一层含重稀土元素Dy、Tb中的一种或两种的单质或者化合物；
[0016]进行真空热处理，使所述重稀土元素扩散至所述磁体内部，得到稀土永磁材料。
[0017]可选的，熔化包括：抽真空及充入惰性气体保护的情况下将原料熔化；
[0018]凝固包括：浇铸到带水冷的旋转辊轮上凝固得到片状合金；
[0019]制得粉末包括：将所述片状合金进行氢破碎和气流磨，制得粉末。进一步地，旋转辊轮线速度为0.8～1.2m/s，得到所述片状合金的厚度为0.15～0.45mm，所述片状合金的富稀土相间距为2～5微米。
[0020]进一步地，片状合金经过氢破碎和气流磨制粉后，所得粉末的平均颗粒尺寸为2～3微米。
[0021]可选的，取向压制包括：将粉末填充于模具中，在至少大于1T的磁场下取向压制，得到初压坯；
[0022]进行等静压压制包括：将所述初压坯置于等静压机中进行压制，压力至少为150MPa，得到的压坯密度为4～5g/cm3；
[0023]压坯烧结包括：将所述压坯置于烧结炉中真空烧结，烧结温度为1020～1100℃，时间为2～6h，在450～650℃的温度下回火3～6h，得到致密的烧结磁体，磁体的平均晶粒尺寸为4～8微米。
[0024]可选的，所述磁体表面附着重稀土元素的重量占所述磁体重量百分比为0～5％，优选为0.3～3％。
[0025]可选的，进行真空热处理，真空度≤5
×
10
‑3Pa；热处理温度为800℃～1000℃，热处理时间为4～12h；之后在450～600℃的条件下回火处理1～8h。
[0026]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0027](1)本专利技术的稀土永磁材料依据稀土元素在2:14:1相中不同冶金行为的特点，制备出稀土元素呈现梯度分布的晶粒结构，晶粒内部富Y区提供良好的各向异性场温度特性，晶粒中部富Nd/Pr区使磁体保持高剩磁，晶粒外延部分的富Dy/Tb区保证了磁体的高矫顽力，本专利技术的永磁材料具有优异的耐温性能，可解决高温应用领域磁体减磁失效的问题。
[0028](2)本专利技术通过在晶粒外延部分形成富Dy/Tb硬磁区，抵消了添加Y导致的磁体矫顽力降低的影响，拓宽了磁体的适用范围。
[0029](3)Y是高丰度稀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土永磁材料，其特征在于，稀土永磁材料包含化合物的化学式为(R
(1
‑
x
‑
y)
R
’
x
Y
y
)
a
Fe
100
‑
a
‑
b
‑
c
‑
d
M
b
Ga
c
B
d
，其中：R元素包括稀土元素钕、镨中的一种或两种，R
’
元素包括稀土元素镝、铽中的一种或两种，M元素包括钴、铝、铜、锆、铌中的一种或多种；且30≤a≤33，0≤b≤3，0＜c≤0.6，0.88≤d≤1，0＜x≤0.2，0＜y≤0.2。2.根据权利要求1所述的稀土永磁材料，其特征在于，31≤a≤33；进一步地，0.01≤x≤0.1；进一步地，0.05≤y≤0.1；进一步地，0.2＜c≤0.5。3.根据权利要求1所述的稀土永磁材料，其特征在于，所述化合物由主相晶粒和分布于主相晶粒间的晶界相组成，主相晶粒具有2:14:1的四方结构。4.根据权利要求3所述的稀土永磁材料，其特征在于，所述主相晶粒中，在所述主相晶粒稀土元素呈现梯度分布，至少包含晶粒中心部分的富Y区、中间部分的富R区以及晶粒外延部分的富R
’
区。5.根据权利要求4所述的稀土永磁材料，其特征在于，在所述主相晶粒中，晶粒中心部分的富Y区中Y占晶粒中心部分的质量百分含量比所述化合物中Y的总质量百分含量高2％以上。进一步地，在所述主相晶粒中，晶粒外延部分的富R
’
区中R
’
占晶粒外延部分的质量百分含量比所述化合物中R
’
的总质量百分含量高10％以上。6.根据权利要求3至5之一所述的稀土永磁材料，其特征在于，所述化合物中的主相晶粒的平均晶粒尺寸为4～8微米。7.一种权利要求1至6之一所述的稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，包括：按(R
(1
‑
x
‑
y)
R
’

【专利技术属性】
技术研发人员：彭海军，罗阳，王子龙，于敦波，朱胜杰，林笑，白馨元，权宁涛，
申请(专利权)人：有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：