一种富钇烧结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富钇烧结钕铁硼磁体及其制备方法。所述制备方法包括：按照(Y

【技术实现步骤摘要】
一种富钇烧结钕铁硼磁体及其制备方法


[0001]本专利技术属于稀土永磁材料
，具体涉及一种富钇烧结钕铁硼磁体及其制备方法。

技术介绍

[0002]钕铁硼由于其优异的磁性能被称为“磁王”，广泛应用于风力发电、轨道交通、新能源汽车等领域。随着人们对钕铁硼永磁材料需求的增加，其高度依赖的中重稀土Pr、Nd、Dy、Tb被过度使用，而高丰度稀土元素La、Ce、Y则由于较差的内禀磁性能而大量积压，严重影响了稀土产业的健康平衡发展。
[0003]为了满足高尖端应用，人们对钕铁硼磁体的矫顽力提出了更高的要求。根据形核型矫顽力公式，钕铁硼磁体的矫顽力H
cj
与其主相的磁晶各向异性场H
A
成正比，因而人们通常添加具有高各向异性场的重稀土(镝或铽)来提升磁体的矫顽力。但是，熔炼过程中添加的重稀土元素(Dy/Tb)在主相晶粒中均匀分布，根据矫顽力形核场理论，反磁化畴主要在晶界弱磁性区域形核。因而，主相晶粒核心的重稀土未被充分利用，导致重稀土的浪费。如何在合金化过程中使重稀土自发在晶粒表层偏聚，形成具有高各向异性场壳层的主相晶粒是当前企业生产及研究中面临的挑战。
[0004]近年来，研究人员在高丰度钇基磁体中发现了钇元素在晶粒核心偏聚的现象，即自发形成核壳结构。这与钇具有较强的主相形成能力，在磁体中倾向进入主相有关。这意味着钇可以调节主相晶粒内Nd的分布，而具有高各向异性场的Tb2Fe
14
B是矫顽力增强的关键，因此有希望利用Y核心偏聚的特性来调节Tb的分布，自发形成核心富Y
‑
壳层富Tb的核壳结构，显著降低重稀土用量，实现重稀土的高质化利用。同时，钇铁硼具有良好的高温性能，可显著提高磁体的温度稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种富钇烧结钕铁硼磁体及其制备方法，以克服现有技术的不足。
[0006]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0007]本专利技术实施例提供了一种富钇烧结钕铁硼磁体的制备方法，其包括：
[0008]按照(Y
a
Re
1b
Re
21
‑
a
‑
b
)
x
Fe
100
‑
x
‑
y
‑
z
M
y
B
z
的配比配置原料，将所述原料进行熔炼，获得速凝片；其中，a、b、x、y、z为对应元素的原子百分比，0.15≤a≤0.55，0≤b≤0.1，12.5≤x≤16.5，1≤y≤3，5≤z≤6，且2.5≤a/b≤10，0.4≤a/z≤1.6；Re1选自重稀土Dy、Tb、Ho中的任意一种或两种以上的组合；Re2选自Pr、Nd、La、Ce中的任意一种或两种以上的组合；M选自Cu、Al、Ga、Co、Zr中的任意一种或两种以上的组合；所述原料包括重稀土Re1、稀土Re2、稀土Y、电解铁、硼铁合金及金属M；
[0009]以及，对所述速凝片进行氢破、制粉、压型、烧结、回火处理，制得富钇烧结钕铁硼磁体。
[0010]进一步地，所述Re1选自Dy、Tb、Ho三者组合，Dy、Ho二者组合，Tb、Ho二者组合中的任意一种。
[0011]进一步地，所述Re2选自Pr、Nd、La、Ce四者组合，Pr、Nd、Ce三者组合，Pr、Nd、La三者组合，Nd、La、Ce三者组合，Pr、La、Ce三者组合中的任意一种。
[0012]本专利技术实施例还提供了前述的制备方法制得的富钇烧结钕铁硼磁体，所述富钇烧结钕铁硼磁体的原料组成为(Y
a
Re
1b
Re
21
‑
a
‑
b
)
x
Fe
100
‑
x
‑
y
‑
z
M
y
B
z
。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0014](1)本专利技术提供了一种富钇烧结钕铁硼磁体的制备方法，其中涉及低重稀土高钇取代的配方成分设计和结构优化，以及相匹配的烧结热处理工艺；本专利技术可在保证磁体矫顽力增幅的条件下，降低重稀土用量，促进重稀土高效利用，且该方法适用于批量化制备低重稀土高性能烧结钕铁硼磁体；
[0015](2)本专利技术利用高丰度钇元素核心偏聚的特性来调控主相晶粒内部重稀土分布，通过元素冶金形成核心富Y
‑
壳层富重稀土的核壳结构，在确保矫顽力的同时，显著降低重稀土含量；
[0016](3)由于本专利技术采用高丰度稀土钇和重稀土协同添加的方式，可使钕铁硼磁体具有优异的磁性能，另外，由于Y2Fe
14
B的居里温度较高，可制备出具有优良温度稳定性的磁体，特别是优异的矫顽力温度系数；
[0017](4)本专利技术采用高丰度钇元素取代部分价格昂贵的镨钕稀土元素，钇元素的大量取代能够显著降低钕铁硼磁体的生产成本。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本专利技术实施例1中富钇烧结钕铁硼磁体的背散射扫描电子显微镜图片；
[0020]图2是本专利技术实施例3中富钇烧结钕铁硼磁体的背散射扫描电子显微镜图片；
[0021]图3是本专利技术一典型实施方案中富钇烧结钕铁硼磁体的背散射扫描电子显微镜图片。
具体实施方式
[0022]鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]具体的，作为本专利技术技术方案的一个方面，其所涉及的一种富钇烧结钕铁硼磁体的制备方法包括：
[0024]按照(Y
a
Re
1b
Re
21
‑
a
‑
b
)
x
Fe
100
‑
x
‑
y
‑
z
M
y
B
z
的配比配置原料，将所述原料进行熔炼，获得速凝片；其中，a、b、x、y、z为对应元素的原子百分比，0.15≤a≤0.55，0≤b≤0.1，12.5≤x≤
16.5，1≤y≤3，5≤z≤6，且2.5≤a/b≤10，0.4≤a/z≤1.6；Re1选自重稀土Dy本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富钇烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于包括：按照(Y
a
Re
1b
Re
21
‑
a
‑
b
)
x
Fe
100
‑
x
‑
y
‑
z
M
y
B
z
的配比配置原料，将所述原料进行熔炼，获得速凝片；其中，a、b、x、y、z为对应元素的原子百分比，0.15≤a≤0.55，0≤b≤0.1，12.5≤x≤16.5，1≤y≤3，5≤z≤6，且2.5≤a/b≤10，0.4≤a/z≤1.6；Re1选自重稀土Dy、Tb、Ho中的任意一种或两种以上的组合；Re2选自Pr、Nd、La、Ce中的任意一种或两种以上的组合；M选自Cu、Al、Ga、Co、Zr中的任意一种或两种以上的组合；所述原料包括重稀土Re1、稀土Re2、高丰度稀土Y、电解铁、硼铁合金及金属M；以及，对所述速凝片进行氢破、制粉、压型、烧结、回火处理，制得富钇烧结钕铁硼磁体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：将所述原料置于速凝炉装置进行熔炼，获得所述速凝片。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：将所述速凝片置于氢破炉装置中吸氢，再经二级脱氢处理，获得氢破粉；其中，所述二级脱氢处理的工艺包括：先于480
‑
520℃脱氢4
‑
6h，再于450
‑
470℃脱氢10
‑
15h。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于具体包括：将所述氢破粉置于气流磨装置中进行处理，获得主相粉末；其中，所述主相粉末的粒度为2～3.5μm。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇明鹏，贾智，杨鑫童，丁广飞，曹帅，范晓东，郭帅，陈仁杰，闫阿儒，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：