[发明专利]稀土永磁体材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有减少用量的昂贵Tb或Dy的高性能稀土永磁体材料的制备方法。

背景技术

由于优异的磁性，Nd-Fe-B永磁体的应用范围日益增加。最近对环境问题的挑战已经将这些磁体的应用范围从家用电器扩展到工业设备、电动汽车和风力发电机。需要进一步改良Nd-Fe-B磁体的性能。

磁体的性能指标包括剩磁(或者剩余磁通密度)和矫顽力。通过增加Nd₂Fe₁₄B化合物的体积因子并且改善晶体取向可以实现Nd-Fe-B烧结磁体剩磁的增加。为此，已经对工艺进行了大量的修改。为了增加矫顽力，存在已知的不同途径，包括晶粒细化、使用具有较大Nd含量的合金组成、以及添加有效元素。目前最常用的途径是使用以Dy或Tb取代部分Nd的合金组成。用这些元素取代Nd₂Fe₁₄B化合物中的Nd不但提高各向异性的磁场而且提高该化合物的矫顽力。另一方面，用Dy或Tb取代降低了该化合物的饱和磁极化。因此，只要采用上述途径来增加矫顽力，剩磁的损失是不可避免的。因为Tb和Dy是昂贵的金属，因此希望使它们的添加量最小化。

在Nd-Fe-B磁体中，矫顽力由晶界处的反磁畴核产生的外部磁场的大小给出。反磁畴核的形成主要由晶界结构所决定，于是晶界附近晶粒结构的任何无序都会干扰磁结构，从而有助于反磁畴的形成。一般认为从晶界扩展至大约5nm深度的磁结构促成矫顽力的增加。难以获得对增加矫顽力有效的形态。

下面列出与本发明相关的文献。

专利文献1：JP-B 5-31807

专利文献2：JP-A 5-21218

非专利文献1：K.D.Durst和H.Kronmuller，“THE COERCIVEFIELD OF SINTERED AND MELT-SPUN NdFeB MAGNETS”，Journal ofMagnetism and Magnetic Materials，68(1987)，63-75。

非专利文献2：K.T.Park，K.Hiraga and M.Sagawa，“Effectof Metal-Coating and Consecutive Heat Treatment on Coercivityof Thin Nd-Fe-B Sintered Magnets”，Proceedings of the SixteenInternational Workshop on Rare-Earth Magnets and TheirApplications，Sendai，p.257(2000)。

非专利文献3：K.Machida，H.Kawasaki，S.Suzuki，M.I toand T.Horikawa，“Grain Boundary Tailoring of Nd-Fe-B SinteredMagnets and Their Magnetic Properties”，Proceedings of the 2004Spring Meeting of the Powder & Powder Metallurgy Society，p.202。

发明内容

本发明要解决的问题

当考虑上述问题做出本发明时，其目的是提供一种制备R-Fe-B烧结磁体形式的稀土永磁体材料的方法，其中R是选自包括Sc和Y的稀土元素中的两种或更多种元素，尽管使用最少量的Tb或Dy但所述磁体表现出高的性能。

解决问题的方法

本发明人发现(在PCT/JP2005/5134中)当在低于烧结温度的温度下加热R-Fe-B烧结磁体(其中R是选自包括Sc和Y的稀土元素中的一种或多种元素)，典型为Nd-Fe-B烧结磁体，且在磁体表面上布置基于R的氧化物、R的氟化物和R的氟氧化物中一种或多种的粉末时，粉末中包含的R被吸收到磁体本体内使得Dy或Tb仅集中在晶界附近，从而仅在晶界附近提高各向异性磁场，因而增加了矫顽力同时抑制了剩磁的下降。但是，因为是从磁体本体表面供应Dy或Tb，所以这种方法存在磁体本体尺寸变得越大而越难以获得矫顽力增加的作用。