一种钕铁硼磁体材料及其制备方法、应用技术

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、应用。以重量百分比计，该钕铁硼磁体材料包括以下组分：R：28.00

【技术实现步骤摘要】
一种钕铁硼磁体材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及一种钕铁硼磁体材料及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]永磁材料作为支撑电子器件的关键材料被开发出来。R
‑
T
‑
B系永磁材料已知为永久磁铁中性能最高的磁铁，被用于硬盘驱动器的音圈电机、电动车用电机、工业设备用电机等。
[0003]目前无重稀土添加的钕铁硼磁体在Br为14.0kGs时的内禀矫顽力仅有18.3kOe左右，不到NdFeB理论内禀矫顽力的1/3。因此，如何在不使用重稀土或少使用重稀土的情况下进一步提高R
‑
T
‑
B系永磁材料的内禀矫顽力，是目前本领域内一直在研究的方向。
[0004]现有技术中公开了通过降低磁粉粒径来提升矫顽力的方法，例如CN 111968813 A中所公开的，在氢破碎工序之后没有进行脱氢处理，所得NdFeB系磁粉的晶界相为富稀土相且氧含量较低，有利于降低烧结磁体稀土元素的损失以及抑制烧结过程中晶粒长大，改善烧结磁体的组织结构，提升烧结磁体的磁性能和力学性能。然而，该方法提升内禀矫顽力的程度有限，在Br为14.6kGs时的内禀矫顽力仅有14.42kOe左右；并且，还存在烧结脱氢过程，容易在磁体内部形成微裂纹从而导致磁体抗弯强度下降的缺陷。
[0005]因此，如何进一步优化磁体材料的配方，得到磁性能更优异的钕铁硼磁体材料是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中依赖于重稀土提高钕铁硼磁体内禀矫顽力的缺陷，而提供了一种钕铁硼磁体材料及其制备方法、应用。本专利技术通过成分以及制造工艺控制，抑制了具有FCC型晶体结构的Nd
‑
O相的形成，并将其在晶界相中的体积比控制在20％以内，从而减少具有较高熔点的FCC型晶体结构的Nd
‑
O相在时效过程中对富Nd相流动性的阻碍，有利于形成连续均匀的晶间富Nd相，从而通过增强晶界相的去磁耦合能力并提高磁体内禀矫顽力的一致性。
[0007]专利技术人在研发过程中创造性地发现，钕铁硼磁体材料中的具有FCC型晶体结构的Nd
‑
O相不利于形成连续均匀的晶间富Nd相，并且，还会消耗磁体中的Nd并在晶间三角区域形成团聚物，导致晶间相中Fe含量的增加，进一步导致Fe
‑
主相之间的合金化作用加剧，导致主相比例下降、磁体性能下降。
[0008]本专利技术主要是通过以下技术方案解决以上技术问题的。
[0009]本专利技术提供了一种钕铁硼磁体材料，以重量百分比计，其包括以下组分：
[0010]R：28.00
‑
32.00wt.％，所述R为稀土元素；
[0011]Al：0.00
‑
1.00wt.％；
[0012]Cu：0.12
‑
0.50wt.％；
[0013]B：0.85
‑
1.10wt.％；
[0014]余量为Fe，wt.％是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；
[0015]所述钕铁硼磁体材料的晶间三角区中具有FCC型晶体结构的Nd
‑
O相的体积与所述钕铁硼磁体材料的晶界相的体积比在20％以内；
[0016]所述钕铁硼磁体材料的晶界相包括二颗粒晶界相和晶间三角区。
[0017]本专利技术中，所述R的含量可为28.50
‑
32.00wt.％，例如28.65wt.％、29.20wt.％、29.50wt.％、29.51wt.％、30.15wt.％、30.20wt.％、30.30wt.％、31.31wt.％或32.00wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比。
[0018]本专利技术中，所述R可为本领域常规的稀土元素，一般可包括轻稀土元素和/或重稀土元素。
[0019]其中，所述轻稀土元素可为Pr和/或Nd。
[0020]其中，所述轻稀土元素的含量可为28.50
‑
32.00wt.％，例如28.50wt.％、29.00wt.％、29.50wt.％、29.51wt.％、30.00wt.％、30.20wt.％、30.51wt.％或32.00wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比。
[0021]当所述R中包括Pr时，所述Pr的含量可为5.00
‑
10.00wt.％，例如5.40wt.％、6.50wt.％、7.38wt.％、7.50wt.％、7.63wt.％或8.00wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比。
[0022]当所述R中包括Nd时，所述Nd的含量可为20.00
‑
32.00wt.％，例如22.00wt.％、22.13wt.％、22.50wt.％、22.88wt.％、23.50wt.％、24.60wt.％、28.50wt.％、29.00wt.％、29.50wt.％、30.20wt.％或32.00wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比。
[0023]其中，所述重稀土元素可为Dy和/或Tb。
[0024]所述重稀土元素的含量可为0.10
‑
3.00wt.％，例如0.15wt.％、0.20wt.％、0.30wt.％或0.80wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比。
[0025]当所述R中包括Dy时，所述Dy的含量可为0.10
‑
3.00wt.％，例如0.15
‑
1.00wt.％，还例如0.15wt.％、0.20wt.％、0.30wt.％或0.80wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比。
[0026]本专利技术中，所述Al的含量可为0.00
‑
0.80wt.％，例如0.05
‑
0.80wt.％，还例如0.05wt.％、0.10wt.％、0.30wt.％、0.45wt.％、0.50wt.％或0.80wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比。
[0027]本专利技术中，所述Cu的含量优选为0.13
‑
0.50wt％，例如0.15wt.％、0.20wt.％、0.30wt.％、0.35wt.％或0.40wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比。
[0028]本专利技术中，所述B的含量可为0.86
‑
1.00wt.％，例如0.86wt.％、0.92wt.％、0.94wt.％、0.96wt.％、0.98wt.％或1.00wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比。
[0029]本专利技术中，所述Fe的含量可为64.50
‑
69.00wt.％，例如64.72wt.％、66.24wt.％、66.33wt.％、67.06wt.％、67.14wt.％、67.18wt.％、67.52本文档来自技高网...

【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，以重量百分比计，其包括以下组分：R：28.00
‑
32.00wt.％，所述R为稀土元素；Al：0.00
‑
1.00wt.％；Cu：0.12
‑
0.50wt.％；B：0.85
‑
1.10wt.％；余量为Fe，wt.％是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；所述钕铁硼磁体材料的晶间三角区中具有FCC型晶体结构的Nd
‑
O相的体积与所述钕铁硼磁体材料的晶界相的体积比在20％以内；所述钕铁硼磁体材料的晶界相包括二颗粒晶界相和晶间三角区。2.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满足下述条件中的一种或多种：
①
所述R的含量为28.50
‑
32.00wt.％，例如28.65wt.％、29.20wt.％、29.50wt.％、29.51wt.％、30.15wt.％、30.20wt.％、30.30wt.％、31.31wt.％或32.00wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；
②
所述R包括轻稀土元素和/或重稀土元素；所述轻稀土元素可为Pr和/或Nd；所述轻稀土元素的含量可为28.50
‑
32.00wt.％，例如28.50wt.％、29.00wt.％、29.50wt.％、29.51wt.％、30.00wt.％、30.20wt.％、30.51wt.％或32.00wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；所述重稀土元素可为Dy和/或Tb；所述重稀土元素的含量可为0.10
‑
3.00wt.％，例如0.15wt.％、0.20wt.％、0.30wt.％或0.80wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；
③
所述Al的含量为0.00
‑
0.80wt.％，例如0.05
‑
0.80wt.％，还例如0.05wt.％、0.10wt.％、0.30wt.％、0.45wt.％、0.50wt.％或0.80wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；
④
所述Cu的含量为0.13
‑
0.50wt％，例如0.15wt.％、0.20wt.％、0.30wt.％、0.35wt.％或0.40wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；
⑤
所述B的含量为0.86
‑
1.00wt.％，例如0.86wt.％、0.92wt.％、0.94wt.％、0.96wt.％、0.98wt.％或1.00wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；
⑥
所述钕铁硼磁体材料中，还包含Ga、Co、Zr和Ti中的一种或多种；
⑦
所述具有FCC型晶体结构的Nd
‑
O相的体积与所述钕铁硼磁体材料的晶界相的体积比为≤15.0％，例如1.5％、1.6％、1.7％、2.3％、2.3％、3.4％、8.9％、9.5％、10.0％、12.0％或15.0％；
⑧
所述钕铁硼磁体材料的晶界相还包含富Nd相；其中，所述富Nd相的体积与所述钕铁硼磁体材料的晶界相的体积比优选为9.0
‑
15.0％，例如9.2％、9.4％、9.5％、9.6％、10.2％、10.5％、10.8％或14.2％；
⑨
所述钕铁硼磁体材料的氧含量≤600ppm，例如408ppm、415ppm、448ppm、453ppm、455ppm、456ppm、463ppm、468ppm、476ppm或487ppm；和
⑩
所述钕铁硼磁体材料的主相平均晶粒尺寸为7.0
‑
8.0μm，例如7.0μm、7.1μm、7.2μ
m、7.3μm、7.5μm或7.6μm。3.如权利要求2所述的钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述钕铁硼磁体材料满足下述条件中的一种或多种：
①
当所述R中包括Pr时，所述Pr的含量为5.00
‑
10.00wt.％，例如5.40wt.％、6.50wt.％、7.38wt.％、7.50wt.％、7.63wt.％或8.00wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；
②
当所述R中包括Nd时，所述Nd的含量为20.00
‑
32.00wt.％，例如22.00wt.％、22.13wt.％、22.50wt.％、22.88wt.％、23.50wt.％、24.60wt.％、28.50wt.％、29.00wt.％、29.50wt.％、30.20wt.％或32.00wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；
③
当所述R中包括Dy时，所述Dy的含量为0.10
‑
3.00wt.％，例如0.15
‑
1.00wt.％，还例如0.15wt.％、0.20wt.％、0.30wt.％或0.80wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；
④
当所述钕铁硼磁体材料中还包含Ga时，所述Ga的含量为0.00
‑
1.00wt.％、但不为0，例如0.05
‑
0.80wt.％，还例如0.15wt.％、0.20wt.％、0.40wt.％、0.50wt.％或0.60wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；
⑤
当所述钕铁硼磁体材料中还包含Co时，所述Co的含量为0.20
‑
2.00wt.％，例如0.30wt.％、0.40wt.％、0.50wt.％、0.80wt.％、1.00wt.％或1.50wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；
⑥
当所述钕铁硼磁体材料中还包含Zr时，所述Zr的含量为0.05
‑
0.60wt.％，例如0.08wt.％、0.10wt.％、0.15wt.％、0.30wt.％、0.40wt.％或0.50wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比；和
⑦
当所述钕铁硼磁体材料中还包含Ti时，所述Ti的含量为0.05
‑
0.40wt.％，例如0.05wt.％或0.08wt.％，百分比是指在所述钕铁硼磁体材料中的重量百分比。4.如权利要求1所述的钕铁硼磁体材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟维国，王晨，黄志高，付刚，许德钦，
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：