晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体及其制备方法和应用，属于磁性材料领域

【技术实现步骤摘要】
晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于磁性材料
，尤其涉及一种晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]烧结钕铁硼永磁材料由于具有高矫顽力和高磁能积而广泛应用在仪器仪表
、
微波通信
、
风力发电
、
电动汽车等国民经济的各个行业
。
[0003]一般而言，烧结钕铁硼磁体的矫顽力机制为形核机制
。
磁体在外场作用下的反磁化过程中，磁畴首先在晶粒各向异性场薄弱的位置反转形核，随后磁畴壁向着晶粒内部快速移动，最终完成反磁化的过程
。
[0004]为了提高磁体内晶粒的抗退磁能力，大量研究人员采用了重稀土元素强化的方案，开发了重稀土元素扩散技术，如采用涂覆法在烧结钕铁硼磁体的晶粒表层形成薄的重稀土元素高各向异性层来阻止反磁化过程中磁畴壁的移动
。

技术实现思路

[0005]本申请专利技术人发现：对于这种重稀土元素仅集中在晶粒的表层
(
越靠近晶粒核心重稀土浓度越稀少
)
的磁体，如果外加磁场强度足够大，磁畴壁一旦突破表层高各向异性层，则晶粒内部低各向异性场区域的磁畴会瞬间磁化反转，磁体最终的矫顽力也相对较低
。
如果能够在表层内侧形成一层浓度更高的重稀土偏聚层，则能阻止反磁化畴向磁体晶粒内部的移动，提高磁体的抗退磁能力和矫顽力
。/>[0006]基于上述发现和认识，根据本专利技术的一个实施方式，其目的在于提供一种晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体及其制备方法和应用
。
该钕铁硼稀土永磁体在主相晶粒中具有重稀土元素偏聚结构，重稀土元素在磁体主相晶粒中表层浓度较低
(
重稀土表层
)
，内部浓度较高
(
偏聚层
)
，具有该结构晶粒的磁体，可阻止反磁化畴向磁体内部的移动，提高磁体的抗退磁能力和矫顽力
。
[0007]上述目的可以是通过以下技术方案的实施方式实现：
[0008]根据本专利技术的一方面，本专利技术提供的一种晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体，原料由主相和辅相组成，主相为含钕铁硼的合金；辅相为选自重稀土的氢化物
、
重稀土的氟化物
、
以及重稀土的合金中的一种或几种；在磁体晶粒中具有重稀土元素偏聚结构，其中，重稀土元素向主相晶粒中扩散形成偏聚层和重稀土表层，所述偏聚层位于重稀土表层内侧且重稀土元素的浓度高于重稀土表层
。
[0009]可选地，与重稀土表层相比，所述偏聚层的重稀土元素的浓度增加
0.1wt.
％～
5wt.
％
。
[0010]可选地，所述偏聚层的厚度为
0.1
μ
m
～2μ
m。
[0011]可选地，所述重稀土表层的厚度为1μ
m
～4μ
m。
[0012]可选地，，所述重稀土的氢化物
、
重稀土的氟化物以及重稀土的合金中，重稀土为钬
(Ho)、
镝
(Dy)、
铽
(Tb)、
钆
(Gd)、
铒
(Er)、
铥
(Tm)、
镱
(Yb)、
镥
(Lu)、
钪
(Sc)、
钇
(Y)
中的一种或多种
。
[0013]可选地，所述重稀土的合金为重稀土与选自铝
、
镓
、
铜
、
锌中至少一种所形成的合金
。
[0014]可选地，所述重稀土的合金，成分组成表示为：
RE
’
b
N
’
c
；其中，
b
范围为
40
～
90
；
c
范围为
60
～
10
；
b+c
＝
100
；
RE
’
为
Ho、Dy、Tb、Gd、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y
中的一种或多种；
N
’
为
Ga、Al、Cu、Zn
中的一种或多种
。
[0015]可选地，所述辅相用量为主相和辅相总量的
0.1
％～
20
％
。
[0016]可选地，所述主相的成分组成为：
RE
α
B
β
M
γ
N
δ
Fe
100
‑
α
‑
β
‑
γ
‑
δ
；其中，以质量百分比计，
25≤
α
≤35
，
0.94≤
β
≤1.10
，
0≤
γ
≤10
，
0≤
δ
≤10
；
RE
为
Nd
或者为
Nd
和选自
La、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y
和
Sc
中一种或多种；
B
为硼元素；
Fe
为铁元素；当
γ
≠0
时，
M
为
Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Zn、Ti、V、Zr、Nb
中一种或多种；当
δ
≠0
时，
N
为
Ga、Al、Sn、Ge
中一种或多种
。
[0017]根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供的一种晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体的制备方法，包括：获取主相磁粉和辅相粉末；将辅相粉末添加到主相磁粉中混合；对混合后物料进行取向成型，烧结和回火处理，重稀土元素向主相晶粒中扩散形成重稀土表层和偏聚层，所述偏聚层位于重稀土表层内侧且重稀土元素的浓度高于重稀土表层，得到晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体
。
[0018]可选地，获取主相磁粉和辅相粉末的步骤中，采用速凝熔炼，氢破及气流磨方法，制备主相磁粉；当辅相为重稀土的合金时，采用速凝熔炼，氢破及气流磨方法或者采用感应熔炼后破碎方法制备辅相粉末
。
[0019]可选地，烧结是在真空条件下进行；真空度为1×
10
‑4Pa
～1×
10
‑2Pa
；烧结温度为
900℃
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体，其特征在于，原料由主相和辅相组成，主相为含钕铁硼的合金；辅相为选自重稀土的氢化物
、
重稀土的氟化物
、
以及重稀土的合金中的一种或几种；在磁体晶粒中具有重稀土元素偏聚结构，其中，重稀土元素向主相晶粒中扩散形成偏聚层和重稀土表层，所述偏聚层位于重稀土表层内侧且重稀土元素浓度高于重稀土表层
。2.
根据权利要求1所述的晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体，其特征在于，与重稀土表层相比，所述偏聚层的重稀土元素的浓度增加
0.1wt.
％～
5wt.
％
。3.
根据权利要求1所述的晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体，其特征在于，所述偏聚层的厚度为
0.1
μ
m
～2μ
m。4.
根据权利要求1所述的晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体，其特征在于，所述重稀土表层的厚度为1μ
m
～4μ
m。5.
根据权利要求1所述的晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体，其特征在于，所述重稀土的氢化物
、
重稀土的氟化物以及重稀土的合金中，重稀土为
Ho、Dy、Tb、Gd、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y
中的一种或多种；所述重稀土的合金为重稀土与选自铝
、
镓
、
铜
、
锌中至少一种形成的合金
。6.
根据权利要求1所述的晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体，其特征在于，所述重稀土的合金，成分组成表示为：
RE
，
b
N
，
c
；其中，
b
范围为
40
～
90
；
c
范围为
60
～
10
；
b+c
＝
100
；
RE
，
为
Ho、Dy、Tb、Gd、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y
中的一种或多种；
N
，
为
Ga、Al、Cu、Zn
中的一种或多种
。7.
根据权利要求1所述的晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体，其特征在于，所述辅相用量为主相和辅相总量的
0.1
％～
20
％
。8.
根据权利要求1所述的晶粒中具有重稀土元素偏聚结构的钕铁硼稀土永磁体，其特征在于，所述主相的成分组成为：
RE
α
B
β
M
γ
N
δ
Fe
100<...

【专利技术属性】
技术研发人员：范晓东，郭帅，丁广飞，闫阿儒，陈仁杰，郑波，曹帅，
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：