一种钕铁硼磁体材料及其制备方法、含其的电子装置制造方法及图纸

技术编号:38409260 阅读:19 留言:0更新日期:2023-08-07 11:16
本发明专利技术公开了一种钕铁硼磁体材料及其制备方法、含其的电子装置。该钕铁硼磁体材料包括:R:29.0~32.0wt%,R为稀土元素、包括R1和R2;R1包括Nd,Nd含量≥27.5wt%;R1还包括Dy和/或Tb;R1可选元素为Pr;R2包括Dy和/或Tb,含量为0.1~0.8wt%;Cu:0.16~0.40wt%;Ga:0.07~0.24wt%;Al:≤0.10wt%;B:0.96~1.10wt%;Co:3.0~5.5wt%;M:0.10~0.25wt%,M选自Ti、Zr和Nb中的至少一种;Fe:63.0~70.0wt%;钕铁硼磁体材料的二颗粒晶界中,还包括新物相R

【技术实现步骤摘要】
一种钕铁硼磁体材料及其制备方法、含其的电子装置


[0001]本专利技术涉及一种钕铁硼磁体材料及其制备方法、含其的电子装置。

技术介绍

[0002]钕铁硼永磁材料以其优异的磁性能在风力发电、新能源汽车、变频空调、电机等现代工业得到广泛应用。随着电机小型化、高能效的发展趋势,要求磁体必须具备高的能量密度,即高剩磁的磁体。同时,在一些苛刻多变的温度条件下,要求烧结钕铁硼磁体具有较好的热稳定性,如低剩磁温度系数和高矫顽力性能的磁体。
[0003]目前,提高钕铁硼永磁体矫顽力的方法主要包括晶粒细化工艺、重稀土晶界扩散以及晶界隔磁相的设计。另外,过渡族元素钴替换主相中的铁,可改变主相的内禀特性,降低磁体剩磁的温度系数。如专利US5645651A中成分Fe

10Co

8B

15Nd(at%)的磁体可获得较佳的剩磁温度系数(

0.09%/℃),但钴元素的添加会在晶界中生成软磁相,造成材料矫顽力的下降,其磁性能为12.0kGs+5.2kOe,尚无法满足目前电机产品的磁性能需求。
[0004]因此,采用钴元素添加结合晶界扩散技术,实现较高的矫顽力(Hcj)和剩磁(Br)、较佳的剩磁热稳定性的钕铁硼磁体材料,是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有技术中钕铁硼磁体材料添加较高含量钴元素时,矫顽力较低的缺陷,而提供了一种钕铁硼磁体材料及其制备方法、含其的电子装置。本专利技术进一步优化了钕铁硼磁体材料的配方和扩散热处理工艺,制得的钕铁硼磁体材料矫顽力有显著的提升,同时保持较佳的剩磁和剩磁温度系数。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
[0007]本专利技术提供了一种钕铁硼磁体材料,其包括如下质量含量的组分:
[0008]R:29.0~32.0wt%,所述R为稀土元素、R包括R1和R2;所述R1包括Nd,其中Nd含量≥27.5wt%;所述R1还包括Dy和/或Tb;所述R1的可选元素为Pr;所述R2包括Dy和/或Tb,所述R2的含量为0.1~0.8wt%;
[0009]Cu:0.16~0.40wt%;
[0010]Ga:0.07~0.24wt%;
[0011]Al:≤0.10wt%;
[0012]B:0.96~1.10wt%;
[0013]Co:3.0~5.5wt%;
[0014]M:0.10~0.25wt%,M选自Ti、Zr和Nb中的至少一种;
[0015]Fe:63.0~70.0wt%;
[0016]wt%为各组分的质量与所述钕铁硼磁体材料总质量的百分比;
[0017]所述钕铁硼磁体材料的二颗粒晶界中,还包括新物相,所述新物相的化学组成为:R
w
Fe
100

w

x

y

z
Co
x
Cu
y
Ga
z
,其中,w为53.0~65.0;x为2.00~3.50;y为0.25~0.60;z为0.1~
0.5。
[0018]本专利技术中,所述R1较佳地为“Nd和Dy”或“Nd和Tb”。
[0019]本专利技术中,所述R的含量较佳地为29.5~31.5wt%,例如29.6wt%、29.8wt%、29.9wt%、30.0wt%、30.2wt%、30.5wt%、30.8wt%、31.1wt%或31.5wt%,更佳地为29.8~30.8wt%。
[0020]本专利技术中,所述R1包括Nd时,所述Nd的含量较佳地为28.2~30.0wt%,例如28.3wt%、28.7wt%、29.0wt%、29.1wt%、29.5wt%、29.9wt%或30.0wt%,更佳地为28.5~29.5wt%。
[0021]本专利技术中,所述R1包括Dy或所述Tb时,所述Dy或所述Tb的含量较佳地为≤1.5wt%、但不为0,例如0.4wt%、0.6wt%、0.8wt%、1.0wt%、1.2wt%、1.3wt%或1.5wt%,更佳地为0.3~1.2wt%。
[0022]本专利技术中,所述R1包括Pr时,所述Pr的含量较佳地为0.0~2.00wt%,例如0.5wt%、1.0wt%、1.5wt%或2.0wt%,更佳地为0.0~1.0wt%。
[0023]本专利技术中,所述R2的含量较佳地为0.2~0.7wt%,例如0.2wt%、0.4wt%、0.42wt%、0.43wt%、0.48wt%或0.7wt%,更佳地为0.2~0.5wt%。
[0024]本专利技术中,所述Co的含量较佳地为3.20~5.20wt%、例如3.30wt%、3.60wt%、3.62wt%、3.90wt%、4.16wt%、4.18wt%、4.20wt%、4.21wt%、4.25wt%、4.50wt%、4.80wt%、4.85wt%或5.10wt%,更佳地为3.60~4.80wt%。
[0025]本专利技术中,所述Cu的含量较佳地为0.18~0.35wt%,例如0.18wt%、0.20wt%、0.25wt%、0.26wt%、0.29wt%、0.30wt%、0.31wt%或0.35wt%,更佳地为0.25~0.35wt%。
[0026]本专利技术中,所述Cu的添加方式较佳地为在熔炼时添加和/或在晶界扩散时添加。
[0027]其中,所述Cu在晶界扩散时添加时,Cu的含量较佳地为0.03~0.10wt%,例如0.05wt%。
[0028]本专利技术中,所述Ga的含量较佳地为0.10~0.22wt%,例如0.10wt%、0.13wt%、0.16wt%、0.17wt%、0.18wt%、0.19wt%、0.20wt%或0.22wt%,更佳地为0.15~0.20wt%。
[0029]本专利技术中,所述M的含量较佳地为0.17~0.23wt%,例如0.18wt%、0.19wt%、0.20wt%、0.21wt%或0.22wt%。
[0030]本专利技术中,所述B的含量较佳地为0.97~1.05wt%,例如0.98wt%、0.99wt%、1.00wt%、1.01wt%、1.02wt%或1.04wt%,更佳地为0.98~1.02wt%。
[0031]本专利技术中,所述Al的含量较佳地≤0.08wt%、但不为0,更佳地为0.03~0.07wt%,例如0.04wt%、0.05wt%、0.06wt%或0.07wt%。
[0032]本专利技术中,所述Fe的含量较佳地为63.0~69.5wt%,例如63.00wt%、63.10wt%、63.68wt%、63.78wt%、63.91wt%、63.92wt%、64.12wt%、64.20wt%、64.75wt%、67.5%、68.0%、68.5%、69.0%或69.5%,更佳地为63.0~65.0wt%。
[0033]本专利技术中,较佳地,所述钕铁硼磁体材料包括Nd本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钕铁硼磁体材料,其特征在于,其包括如下质量含量的组分:R:29.0~32.0wt%,所述R为稀土元素、R包括R1和R2;所述R1包括Nd,其中Nd含量≥27.5wt%;所述R1还包括Dy和/或Tb;所述R1的可选元素为Pr;所述R2包括Dy和/或Tb,所述R2的含量为0.1~0.8wt%;Cu:0.16~0.40wt%;Ga:0.07~0.24wt%;Al:≤0.10wt%;B:0.96~1.10wt%;Co:3.0~5.5wt%;M:0.10~0.25wt%,M选自Ti、Zr和Nb中的至少一种;Fe:63.0~70.0wt%;wt%为各组分的质量与所述钕铁硼磁体材料总质量的百分比;所述钕铁硼磁体材料的二颗粒晶界中,还包括新物相,所述新物相的化学组成为:R
w
Fe
100

w

x

y

z
Co
x
Cu
y
Ga
z
,其中,w为53.0~65.0;x为2.00~3.50;y为0.25~0.60;z为0.1~0.5。2.如权利要求1所述的钕铁硼磁体材料,其特征在于,所述R1为“Nd和Dy”或“Nd和Tb”;和/或,所述R的含量为29.5~31.5wt%,例如29.6wt%、29.8wt%、29.9wt%、30.0wt%、30.2wt%、30.5wt%、30.8wt%、31.1wt%或31.5wt%,较佳地为29.8~30.8wt%;和/或,所述R1包括Nd时,所述Nd的含量为28.2~30.0wt%,例如28.3wt%、28.7wt%、29.0wt%、29.1wt%、29.5wt%、29.9wt%或30.0wt%,较佳地为28.5~29.5wt%;和/或,所述R1包括Dy或所述Tb时,所述Dy或所述Tb的含量为≤1.5wt%、但不为0,例如0.4wt%、0.6wt%、0.8wt%、1.0wt%、1.2wt%、1.3wt%或1.5wt%,较佳地为0.3~1.2wt%;和/或,所述R1包括Pr时,所述Pr的含量为0.0~2.00wt%,例如0.5wt%、1.0wt%、1.5wt%或2.0wt%,较佳地为0.0~1.0wt%;和/或,所述R2的含量为0.2~0.7wt%,例如0.2wt%、0.4wt%、0.42wt%、0.43wt%、0.48wt%或0.7wt%,较佳地为0.2~0.5wt%;和/或,所述Co的含量为3.20~5.20wt%、例如3.30wt%、3.60wt%、3.62wt%、3.90wt%、4.16wt%、4.18wt%、4.20wt%、4.21wt%、4.25wt%、4.50wt%、4.80wt%、4.85wt%或5.10wt%,较佳地为3.60~4.80wt%;和/或,所述Cu的含量为0.18~0.35wt%,例如0.18wt%、0.20wt%、0.25wt%、0.26wt%、0.29wt%、0.30wt%、0.31wt%或0.35wt%,较佳地为0.25~0.35wt%;和/或,所述Cu的添加方式为在熔炼时添加和/或在晶界扩散时添加;所述Cu在晶界扩散时添加时,Cu的含量较佳地为0.03~0.10wt%,例如0.05wt%;和/或,所述Ga的含量为0.10~0.22wt%,例如0.10wt%、0.13wt%、0.16wt%、0.17wt%、0.18wt%、0.19wt%、0.20wt%或0.22wt%,较佳地为0.15~0.20wt%;和/或,所述M的含量为0.17~0.23wt%,例如0.18wt%、0.19wt%、0.20wt%、0.21wt%或0.22wt%;
和/或,所述B的含量为0.97~1.05wt%,例如0.98wt%、0.99wt%、1.00wt%、1.01wt%、1.02wt%或1.04wt%,较佳地为0.98~1.02wt%;和/或,所述Al的含量为≤0.08wt%、但不为0,较佳地为0.03~0.07wt%,例如0.04wt%、0.05wt%、0.06wt%或0.07wt%;和/或,所述Fe的含量为63.0~69.5wt%,例如63.00wt%、63.10wt%、63.68wt%、63.78wt%、63.91wt%、63.92wt%、64.12wt%、64.20wt%、64.75wt%、67.5%、68.0%、68.5%、69.0%或69.5%,较佳地为63.0~65.0wt%;和/或,所述钕铁硼磁体材料包括Nd2Fe
l4
B晶粒和其壳层、邻接所述Nd2Fe
l4
B晶粒的二颗粒晶界和晶界三角区;其中,R1中的重稀土元素分布在Nd2Fe
l4
B晶粒,R2主要分布在所述壳层、所述二颗粒晶界和所述晶界三角区;和/或,所述化学组成为R
w
Fe
100

w

x

y

z
Co
x
Cu
y
Ga
z
新物相在所述二颗粒晶界中的面积占比为2.0~3.2%,例如2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3.0%或3.2%,较佳地为2.2~3.0%。3.如权利要求1所述的钕铁硼磁体材料,其特征在于,所述钕铁硼磁体材料包括如下质量含量的组分:Nd 28.2wt%、Dy 1.3wt%、Tb 0.43wt%、Co 4.21wt%、Cu 0.31wt%、Ga 0.18wt%、Ti 0.20wt%、B 0.99wt%、Al 0.06wt%和Fe 64.12wt%,所述钕铁硼磁体材料不含Zr、Nb,wt%为各组分的质量与所述钕铁硼磁体材料总质量的百分比;所述钕铁硼磁体材料包含Nd2Fe
l4
B晶粒和其壳层、邻接所述Nd2Fe
l4
B晶粒的二颗粒晶界和晶界三角区,所述二颗粒晶界中含有新物相,其化学组成为R
55.15
Fe
41.28
Co
2.74
Cu
0.47
Ga
0.36
,R为Nd、Dy和Tb中的一种或多种,所述新物相在所述二颗粒晶界中的面积占比为2.36%;或者,所述钕铁硼磁体材料包括如下质量含量的组分:Nd 29.0wt%、Dy 1.0wt%、Tb 0.42wt%、Co 4.18wt%、Cu 0.29wt%、Ga 0.19wt%、Ti 0.18wt%、B 0.99wt%、Al 0.07wt%和Fe 63.68wt%,所述钕铁硼磁体材料不含Zr、Nb,wt%为各组分的质量与所述钕铁硼磁体材料总质量的百分比;所述钕铁硼磁体材料包含Nd2Fe
l4
B晶粒和其壳层、邻接所述Nd2Fe
l4
B晶粒的二颗粒晶界和晶界三角区,所述二颗粒晶界中含有新物相,其化学组成为R
56.33
Fe
40.16
Co
2.68
Cu
0.45
Ga
0.38
,R为Nd、Dy和Tb中的一种或多种,所述新物相在所述二颗粒晶界中的面积占比为2.58%;或者,所述钕铁硼磁体材料包括如下质量含量的组分:Nd 29.9wt%、Dy 0.6wt%、Tb 0.43wt%、Co 4.25wt%、Cu 0.30wt%、Ga 0.18wt%、Ti 0.19wt%、B 1.00wt%、Al 0.05wt%和Fe 63.1wt%,所述钕铁硼磁体材料不含Zr、Nb,wt%为各组分的质量与所述钕铁硼磁体材料总质量的百分比;所述钕铁硼磁体材料包含Nd2Fe
l4
B晶粒和其壳层、邻接所述Nd2Fe
l4
B晶粒的二颗粒晶界和晶界三角区,所述二颗粒晶界中含有新物相,其化学组成为R
57.11
Fe
39.27
Co
2.82
Cu
0.45
Ga
0.35
,R为Nd、Dy和Tb中的一种或多种,所述新物相在所述二颗粒晶界中的面积占比为2.72%;或者,所述钕铁硼磁体材料包括如下质量含量的组分:Nd29.0wt%、Dy 1.0wt%、Tb 0.43wt%、Co 3.62wt%、Cu 0.30wt%、Ga 0.20wt%、Ti 0.21wt%、B 0.99wt%、Al 0.05wt%和Fe 64.2wt%,所述钕铁硼磁体材料不含Zr、Nb,wt%为各组分的质量与所述钕铁硼磁体材料总质量的百分比;所述钕铁硼磁体材料包含Nd2Fe
l4
B晶粒和其壳层、邻接所述Nd2Fe
l4
B晶粒的二颗粒晶界和晶界三角区,所述二颗粒晶界中含有新物相,其化学组成为R
56.13
Fe
40.88
Co
2.18
Cu
0.45
Ga
0.36
,R为Nd、Dy和Tb中的一种或多种,所述新物相在所述二颗粒晶
界中的面积占比为2.25%;或者,所述钕铁硼磁体材料包括如下质量含量的组分:Nd 29.0wt%、Dy1.0wt%、Tb 0.43wt%、Co 4.85wt%、Cu 0.31wt%、Ga 0.17wt%、Ti 0.20wt%、B 0.99wt%、Al 0.05wt%和Fe 63.00wt%,所述钕铁硼磁体材料不含Zr、Nb,wt%为各组分的质量与所述钕铁硼磁体材料总质量的百分比;所述钕铁硼磁体材料包含Nd2Fe
l4
B晶粒和其壳层、邻接所述Nd2Fe
l4
B晶粒的二颗粒晶界和晶界三角区,所述二颗粒晶界中含有新物相,其化学组成为R
56.18
Fe
39.91
Co
3.12
Cu
0.46
Ga
0.33
,R为Nd、Dy和Tb中的一种或多种,所述新物相在所述二颗粒晶界中的面积占比为2.89%;或者,所述钕铁硼磁体材料包括如下质量含量的组分:Nd 29.0wt%、Dy0.48wt%、Tb 0.80wt%、Co 4.18wt%、Cu 0.20wt%、Ga 0.18wt%、Ti 0.19wt%、B 1.01wt%、Al 0.04wt%和Fe 63.92wt%,所述钕铁硼磁体材料不含Zr、Nb,wt%为各组分的质量与所述钕铁硼磁体材料总质量的百分比;所述钕铁硼磁体材料包含Nd2Fe
l4
B晶粒和其壳层、邻接所述Nd2Fe
l4
B晶粒的二颗粒晶界和晶界三角区,所述二颗粒晶界中含有新物相,其化学组成为R
55.84
Fe
...

【专利技术属性】
技术研发人员:江政黄佳莹蓝琴付刚
申请(专利权)人:福建省长汀金龙稀土有限公司
类型:发明
国别省市:

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