[发明专利]合金组合物、磁性材料、粘结磁体及其制造方法

说明书

本发明涉及式(I)的合金组合物：RE_x‑Fe_{100‑x‑y‑z}‑B_y‑M_z，其中RE是两种或更多种稀土金属，M是一种或更多种难熔金属，x、y和z是原子％，其中10.5≤x≤14、5.5≤y≤6.5和0.5≤z≤1.5。本发明中所述的一种组合物具有式(II)：[(Pr_aNd_(1‑a))_bCe_1‑b]_x‑Fe_{100‑x‑y‑z}‑B_y‑M_z，其中a和b为0.20≤a≤0.50和0.40≤b≤1.00。本发明还涉及磁性材料、包含其的粘结磁体以及制造所述粘结磁体的方法。

技术领域

概括地说，本发明涉及合金组合物、磁性材料和粘结磁体。本发明还涉及制造此类合金组合物、磁性材料和粘结磁体的方法。

背景技术

粘结磁体，诸如稀土基磁体被用于许多应用，包括计算机硬件、汽车、消费电子产品和家用电器。此类磁体需要在升高的温度具有良好的抗退磁性，例如当在家用电器等的电动机中使用时，以实现有效的电动机操作。这些电动机应用中涉及的温度通常在100℃至150℃的范围内。因此，在该温度范围内需要良好的抗退磁性。

在处理粘结磁体的热稳定性时，传统的知识通常涉及三个因素：居里温度(T_c)、可逆剩磁温度系数(Br)和内禀矫顽力温度系数(H_ci)(这两个温度系数通常分别称为α和β)。第四个因素，即磁通量老化损失(flux-aging loss)部分地由于其复杂性而常常被从许多考虑因素中忽略。然而，磁通量老化损失对于磁体的长期热稳定性以及磁路设计是重要的。此外，磁体最终用户还需要具有高B_r和H_ci值以及低磁通量老化损失的材料，以使磁体在暴露于其操作温度持续一段时间时表现良好。

然而，常规的基于稀土的磁体在特定温度老化后具有不可逆的损失。磁体损失随着时间的延长和温度的升高而增加。另外，常规的稀土-铁-硼磁体由于诸如Nd和Pr的稀土金属的缺乏以及它们的供应和成本的不稳定性而具有昂贵的生产成本。

铈(Ce)是一种更丰富并且成本更低的稀土金属。然而，已知的包含Ce的Nd-Fe磁体具有降低的热稳定性和增加的磁通量老化损失的缺点。在此类磁体中使用Ce的这些已知问题已经导致磁体制造商由于老化性能较低的风险而担心选择含铈材料。

因此，需要提供克服或至少改善上述缺点中的一个或更多个的磁性材料。

需要提供可用于制造在100℃至150℃范围内的升高的温度具有高抗退磁性的磁体的磁性材料。

还需要提供低成本的磁性材料。

发明内容

本公开涉及具有改善的热稳定性和低磁通量老化损失的基于稀土的合金组合物、磁性材料和粘结磁体。本公开还涉及制造此类合金组合物、磁性材料和粘结磁体的方法。所述粘结磁体可表现出高的H_ci值，其即使在升高的温度也保持较高。期望的H_ci值可通过调整粘结磁体的稀土含量和/或难熔金属组分来实现。

根据本公开的第一方面，提供式(I)的合金组合物：

RE_x-Fe_100-x-y-z-B_y-M_z--式(I)

其中：

RE是选自由La、Ce、Pr、Nd、Y、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho和Yb组成的组的两种或更多种稀土金属；

M是选自由Zr、Nb、Mo、Ti、V、Cr、Mn、Hf、Ta和W组成的组的一种或更多种难熔金属；并且