[发明专利]制备稀土永磁体材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备R-Fe-B永磁体材料的方法，以在最小化其剩磁下降的同时增强其矫顽力。

背景技术

由于优良的磁性，Nd-Fe-B永磁体得到越来越广泛的应用。近来环境问题的挑战将磁体的应用范围扩大到了工业设备、电动汽车和风力发电机。这就需要进一步改善Nd-Fe-B磁体的性能。

磁体性能的指标包括剩磁(或者剩余的磁通量密度)和矫顽力。Nd-Fe-B烧结磁体的剩磁可以通过增加Nd₂Fe₁₄B化合物的体积系数和改善晶体取向得到增加。为此，对此工艺进行了大量的改进。为了增加矫顽力，有许多已知的不同方法，包括晶粒细化、使用具有高Nd含量的合金组成和有效元素的添加。目前最常用的方法是使用Dy或者Tb来部分置换Nd的合金组成。用这些元素置换Nd₂Fe₁₄B化合物中的Nd既增加了各向异性磁场也增加了该化合物的矫顽力。另一方面，用Dy或者Tb的置换减少了化合物的饱和磁极化。因此，如果上述的方法被用来增加矫顽力，剩磁的损耗是不可避免的。由于Tb和Dy均为贵金属，希望尽可能降低其添加量。

在Nd-Fe-B磁体中，矫顽力是由外磁场的大小给予的，该外磁场能在晶界产生反向磁畴核心。反向磁畴核心的形成主要依赖于晶界结构，由此使得，接近界面的晶粒结构的任何无序引起磁结构的扰动或者磁晶各向异性的下降，帮助反向磁畴的形成。通常认为，从晶界扩展到大约5纳米深度的磁结构对矫顽力增加有贡献，也就是说，磁晶各向异性(magneto-crystalline anisotropy)在此区域降低了。得到用于增大矫顽力的有效的组织形态是困难的。

参考文献包括JP-B 5-31807，JP-A 5-21218，K.D.Durst和H.Kronmuller，“THE COERCIVE FIELD OF SINTERED ANDMELT-SPUN NdFeB MAGNETS”，Journal of Magnetism and Magnetic Materials，68(1987)，63-75，

K.T.Park，K.Hiraga和M.Sagawa，“Effect of Metal-Coating andConsecutive Heat Treatment on Coercivity of Thin Nd-Fe-B SinteredMagnets”第十六届国际稀土磁体及其应用会议论文集，仙台，p.257(2000)，以及

K.Machida，H.Kawasaki，M.Ito和T.Horikawa，“Grain BoundaryTailoring of Nd-Fe-B Sintered Magnets and Their Magnetic Properties”，Proceedings of the 2004 Spring Meeting of the Powder&Powder MetallurgySociety，p.202。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备R-Fe-B烧结磁体形式的稀土永磁体的方法，其中R是选自包括Sc和Y在内的稀土元素的两种或多种元素，尽管将Tb或Dy的含量减少到最低，该磁体仍表现出高性能。

发明人发现当在其表面上布置有在处理温度下成为液相的富稀土合金粉末的R¹-Fe-B烧结磁体(其中的R¹是选自包括Sc和Y在内的稀土元素的至少一种元素，通常为Nd-Fe-B烧结磁体)，在低于烧结温度的温度下加热时，粉末中所包含的R²被有效的吸收至磁体本体中，使得R²仅集中在接近晶界处，用以改变接近晶界处的结构以恢复或强化磁晶各向异性，由此矫顽力在抑制剩磁下降的同时得到增强。

本发明提供了一种制备稀土永磁体材料的方法，包括如下步骤：