改性稀土永磁材料及其制备方法技术

技术编号:45299092 阅读:3 留言:0更新日期:2025-05-16 14:40
本发明专利技术提供了一种改性稀土永磁材料及其制备方法。该改性稀土永磁材料包括第一合金和第二合金,第一合金具有式(I)所示化学式:(Nd<subgt;x</subgt;RH<supgt;1</supgt;<subgt;100%‑x</subgt;)<subgt;a</subgt;M<supgt;1</supgt;<subgt;b</subgt;T<subgt;c</subgt;B<subgt;d</subgt;Fe<subgt;100%‑a‑b‑c‑d</subgt;(I),x≥70wt%且<100wt%,a为29.5~35wt%,b为1~2.15wt%,c为0.8~1.5wt%,d为1.03~1.2wt%;第二合金具有式(II)所示化学式:(Pr<subgt;y</subgt;RH<supgt;2</supgt;<subgt;100%‑y</subgt;)<subgt;100%‑e</subgt;M<supgt;2</supgt;<subgt;e</subgt;(II),y为0~30wt%,e为0~50%;RH<supgt;1</supgt;与RH<supgt;2</supgt;相同或不同。上述改性稀土永磁材料能够满足最大磁能积(BH)max的数值与内禀矫顽力Hcj的数值之和大于80,且Hcj大于40kOe。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁性材料,具体而言,涉及一种改性稀土永磁材料及其制备方法


技术介绍

1、稀土永磁材料,特别是烧结钕铁硼材料,以其优异的磁性能而被广泛用于风力发电、新能源汽车、消费电子工业机器人等领域。目前大部分烧结钕铁硼磁体由于使用温度要求高,对电机中磁体的使用温度要求高,使用温度达到220℃甚至更高,需要达到ah及以上矫顽力才能满足要求。目前常通过在磁体中添加大量的dy或tb以提高磁体的各向异性常数,提高磁体的矫顽力,然而,若添加量过多还会导致磁体的剩磁br和磁能积(bh)max急剧降低。

2、例如,现有文献(公开号cn109192424a)公开了一种超高矫顽力烧结钕铁硼磁体,其中,高性能烧结钕铁硼磁体是通过在传统的烧结工艺中,将钕铁硼基原料粉末制成的压坯在含dy或tb的溶液作为等静压介质中进行等静压,再通过烧结工艺所得,钕铁硼基原料粉末中各成分及其质量分数百分比为prnd:25%~28%,b:1.0%~1.2%,gd、dy、tb、co中一种或几种:4%~10%,al:0.4%~2.0%,nb:0.2%~0.3%,cu:0.18%~0.2%,余量为fe及不可避免的杂质。虽然综合磁性能(最大磁能积的数值和内禀矫顽力的数值之和)大于80,但该磁体的剩磁(br)和最大磁能积(bh)max偏低,在使用过程中为了满足电机的正常使用,需要单片磁体的重量更大,难以实现磁体的小型化和轻量化要求。现有文献(公开号cn114242438a)公开了一种高性能低b高ga烧结re-fe-b的制备方法,其通过采用分段磁场取向自动压制方式制备高性能低b高ga烧结钕铁硼磁体,其采用扩散工艺可以明显提高hcj,同时保持br基本不降。然而,其hcj仅能够达到12koe。

3、因此,研究并开发出一种同时能够满足(bh)max与hcj的数值之和大于80且hcj大于40koe的改性稀土永磁材料对于提升其档位和拓宽应用场景具有重要意义。


技术实现思路

1、本专利技术的主要目的在于提供一种改性稀土永磁材料及其制备方法,以解决现有技术中稀土永磁材料无法同时满足最大磁能积(bh)max的数值与内禀矫顽力hcj的数值之和大于80,且hcj大于40koe,导致其应用场景受限的问题。

2、为了实现上述目的,本专利技术一方面提供了一种改性稀土永磁材料,该改性稀土永磁材料包括第一合金和第二合金,第一合金具有式(i)所示化学式:(ndxrh1100%-x)am1btcbdfe100%-a-b-c-d(i),其中rh1为重稀土元素,m1选自cu、ga、al、co中的至少两种,且m1包括cu和ga,t选自zr、hf和ti中的一种或多种,x≥70wt%且<100wt%,a为29.5~35wt%,b为1~2.15wt%,c为0.8~1.5wt%,d为1.03~1.2wt%;以占第一合金的重量百分含量计,cu的含量为0.5~1.0wt%,ga的含量为0.5~1.0wt%;第二合金具有式(ii)所示化学式:(pryrh2100%-y)100%-em2e(ii):其中rh2为重稀土元素,m2选自cu、ga、al、co中的一种或多种,y为0~30wt%,e为0~50%;rh1与rh2相同或不同。

3、进一步地,rh1和rh2各自独立地选自dy、tb、ho、gd中的一种或多种。

4、进一步地,x≥80wt%且<100wt%,a为29.5~32wt%,b为1.0~2.0wt%,c为0.8~1.5wt%,d为1.03~1.1wt%;和/或,y为0~20wt%,e为10~50wt%。

5、进一步地,以占改性稀土永磁材料的重量计,第二合金的重量百分含量不超过20wt%;优选地,第一合金与第二合金的重量比为(90~95):(5~10)。

6、进一步地,rh1为tb、或dy、或gd和ho的组合;rh1优选为tb;m1为cu和ga的组合、或者cu、ga、al、co的组合、或者cu、ga、co的组合;m1优选为cu和ga的组合;m1更优选为cu和ga的组合,且cu与ga的重量比为(16~34):(16~34);t为zr、hf和ti的组合、或者hf和ti的组合、或者hf和zr的组合;t优选为zr、hf和ti的组合;t更优选为zr、hf和ti的组合,且zr、hf与ti的重量比为(6~9):(2~5):(5~12);rh2为tb、或dy、或gd和ho的组合;rh2优选为tb;m2为cu、ga、al和co的组合、或者cu、ga和co的组合;m2优选为cu、ga、al和co的组合,且cu、ga、al与co的重量比为(5~8):(4~7):(0.1~4):(4~8)、或者更优选为cu、ga和co的组合,且cu、ga与co的重量比为(5~10):(5~6):(5~9)。

7、为了实现上述目的,本专利技术另一个方面还提供了一种本申请提供的上述改性稀土永磁材料的制备方法,该改性稀土永磁材料的制备方法包括:准备第一合金和第二合金;采用晶界扩散法对第一合金和第二合金进行处理,得到改性稀土永磁材料。

8、进一步地,制备方法还包括:将nd单质、rh1源、m1源、t源与硼铁混合并进行第一熔炼处理和第一甩片处理,得到第一合金铸片;rh1源选自重稀土元素的单质、或重稀土元素与铁形成的合金;m1源选自cu单质、ga单质、al单质、co单质中的至少两种,且m1源包括cu单质和ga单质;t选自zr-fe合金、hf单质、ti单质中的一种或多种;对第一合金铸片进行第一破碎处理,得到第一粉末;对第一粉末进行取向成型和压制处理,得到生坯;对生坯进行烧结处理,得到第一合金;优选地,第一合金铸片的平均厚度为0.2~0.4mm;优选地,第一粉末的平均粒径为100~300μm;优选地,烧结处理的温度为40~1100℃,时间为4~10h。

9、进一步地,制备方法还包括:将可选的pr单质、rh2源、m2源与硼铁混合并进行第二熔炼处理和第二甩片处理,得到第二合金铸片;rh2源选自重稀土元素的单质、或重稀土元素与铁形成的合金,m2源选自cu单质、ga单质、al单质、co单质中的一种或多种;对第二合金铸片进行第二破碎处理,得到第二粉末;将第二粉末、溶剂与粘结剂混合,得到浆料;将浆料涂覆在第一合金的表面,经第一热处理和第二热处理后得到改性稀土永磁材料。

10、进一步地,第二粉末、溶剂与粘结剂的重量比为(40~60):(40~60):(2~8);和/或,溶剂为醇类有机溶剂,优选为乙醇、乙二醇、松油醇中的一种或多种;和/或,粘结剂选自聚乙稀醇、聚氯乙稀树脂和聚醋酸乙稀中的一种或多种。

11、进一步地,第一热处理的升温速率为1~10℃/min,温度为960~1020℃,时间为5~20h;第二热处理的升温速率为4~10℃/min,温度为440~560℃,时间为2~6h;优选地,第一热处理和第二热处理之间还包括冷却过程,冷却过程在惰性气体气氛中进行;优选冷却过程的降温速率为10~30℃/min。

12、应用本专利技术的技术方案,与传统的nd2本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种改性稀土永磁材料,其特征在于,所述改性稀土永磁材料包括第一合金和第二合金,所述第一合金具有式(I)所示化学式:(NdxRH1100%-x)aM1bTcBdFe100%-a-b-c-d(I),其中RH1为重稀土元素,M1选自Cu、Ga、Al、Co中的至少两种,且所述M1包括Cu和Ga,T选自Zr、Hf和Ti中的一种或多种,x≥70wt%且<100wt%,a为29.5~35wt%,b为1~2.15wt%,c为0.8~1.5wt%,d为1.03~1.2wt%;以占所述第一合金的重量百分含量计,所述Cu的含量为0.5~1.0wt%,所述Ga的含量为0.5~1.0wt%;

2.根据权利要求1所述的改性稀土永磁材料,其特征在于,所述RH1和所述RH2各自独立地选自Dy、Tb、Ho、Gd中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的改性稀土永磁材料,其特征在于,所述x≥80wt%且<100wt%,所述a为29.5~32wt%,所述b为1.0~2.0wt%,所述c为0.8~1.5wt%,所述d为1.03~1.1wt%;和/或,所述y为0~20wt%,所述e为10~50wt%。

4.根据权利要求1或2所述的改性稀土永磁材料,其特征在于,以占所述改性稀土永磁材料的重量计,所述第二合金的重量百分含量不超过20wt%;

5.根据权利要求1至4中任一项所述的改性稀土永磁材料,其特征在于,所述RH1为Tb、或Dy、或Gd和Ho的组合;所述RH1优选为Tb;

6.一种权利要求1至5中任一项所述的改性稀土永磁材料的制备方法,其特征在于,所述改性稀土永磁材料的制备方法包括:

7.根据权利要求6所述的改性稀土永磁材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:

8.根据权利要求7所述的改性稀土永磁材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:

9.根据权利要求8所述的改性稀土永磁材料的制备方法,其特征在于,所述第二粉末、所述溶剂与所述粘结剂的重量比为(40~60):(40~60):(2~8);和/或,

10.根据权利要求8所述的改性稀土永磁材料的制备方法,其特征在于,所述第一热处理的升温速率为1~10℃/min,温度为960~1020℃,时间为5~20h;所述第二热处理的升温速率为4~10℃/min,温度为440~560℃,时间为2~6h;

...

【技术特征摘要】

1.一种改性稀土永磁材料,其特征在于,所述改性稀土永磁材料包括第一合金和第二合金,所述第一合金具有式(i)所示化学式:(ndxrh1100%-x)am1btcbdfe100%-a-b-c-d(i),其中rh1为重稀土元素,m1选自cu、ga、al、co中的至少两种,且所述m1包括cu和ga,t选自zr、hf和ti中的一种或多种,x≥70wt%且<100wt%,a为29.5~35wt%,b为1~2.15wt%,c为0.8~1.5wt%,d为1.03~1.2wt%;以占所述第一合金的重量百分含量计,所述cu的含量为0.5~1.0wt%,所述ga的含量为0.5~1.0wt%;

2.根据权利要求1所述的改性稀土永磁材料,其特征在于,所述rh1和所述rh2各自独立地选自dy、tb、ho、gd中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的改性稀土永磁材料,其特征在于,所述x≥80wt%且<100wt%,所述a为29.5~32wt%,所述b为1.0~2.0wt%,所述c为0.8~1.5wt%,所述d为1.03~1.1wt%;和/或,所述y为0~20wt%,所述e为10~50wt%。

4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘小浪诸葛益通
申请(专利权)人:浙江东阳东磁稀土有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1