[发明专利]一种Nd-Fe-B薄带磁体及其制备方法

说明书

本发明一种Nd‑Fe‑B薄带磁体及其制备方法，涉及稀土铁基永磁合金，该Nd‑Fe‑B薄带磁体的元素组成成分通式为Nd_aFe_bB_cAl_dNi_eCo_fCu_gTi_hSi_iNb_j，由在Nd‑Fe‑B合金组成中添加不同量的Alnico合金，相当于在Nd‑Fe‑B合金中有规律地多元复合添加Alnico合金组成元素，制备出元素组成成分通式为Nd_aFe_bB_cAl_dNi_eCo_fCu_gTi_hSi_iNb_j的Nd‑Fe‑B薄带磁体，克服了现有技术添加单一元素后，在改善磁体材料一种或有限几种性能同时，会导致其他性能降低或者变化，从而使性能较理论值相差甚远，同时添加多种元素时，又没有规律可循，为后续的研究带来不便的缺陷。

技术领域

本发明的技术方案涉及稀土铁基永磁合金，具体地说是一种Nd-Fe-B薄带磁体及其制备方法。

背景技术

Nd-Fe-B系合金是一种稀土铁基系列永磁材料，具有价格便宜、磁性能高等特性。近年来，钕铁硼的应用领域不断拓展，特别是随着以信息产业为代表的知识经济发展，除了在计算机、打印机、移动电话、家用电器、医疗器械等方面广泛应用外，汽车中的发动机、电动机和音响系统的应用也尤为广泛。

为了进一步提高钕铁硼永磁材料的磁性能，目前科研人员采用在钕铁硼永磁体磁性材料中合理地添加一种或者复合添加多种其他元素的方法作为改善材料的微结构和磁性能的一种非常有效的手段。Zhang等人(Zhang S Y,Xu H,Ni J S,et al.Microstructurerefinement and magnetic property enhancement for nanocomposite Nd₂Fe₁₄B/α-Fealloys by Co and Zr additions,Physical B Condensed Matter.2007,393(1):153-157)对合金Nd_9.5Fe₈₄B_6.5和Nd_9.5Fe₇₉Co₅B_6.5对比研究了Co元素的添加对钕铁硼薄带磁性能和微结构的作用，结果表明添加的Co元素均匀地分布在软硬磁相之间，通过细化晶粒和提高软/硬磁性间的交换耦合作用，提高了合金薄带的矫顽力和剩磁。其中，Nd_9.5Fe₈₄B_6.5的磁性能为：Br＝0.87T，Hc＝318kA/m，(BH)_max＝77kJ/m³，添加Co后Nd_9.5Fe₇₉Co₅B_6.5的磁性能为：Br＝0.8-1T，Hc＝445kA/m，(BH)_max＝104kJ/m³。Ma等人(Ma Y G,Li R S,Yang Z,etal.Effects of additive elements(Cu,Zr,Al)on morphological and magneticproperties of NdFeB thin films with perpendicular magnetic anisotropy,Materials Science and Engineering B,2005,117:287-290)采用三种成分的合金Nd_16.2Fe_71.8B_12.0、Nd_16.2Fe_70.8B_12.0Cu_1.0、Nd_16.2Fe_66.8B_12.0Al_5.0研究了Cu或Al元素对钕铁硼薄带的影响，结果表明添加适量的Cu一方面可以加快硬磁性相中Nd、Fe和B元素的扩散，增加软磁相的形核质点，同时可以细化晶粒，提高Hc，但是加入过量的Cu后明显使晶粒变大；加入Al元素可以明显地改善薄带的晶粒尺寸。其中，Nd_16.2Fe_71.8B_12.0的磁性能为：Br＝521±36kA/m，Hc＝380kA/m，(BH)_max＝77kJ/m³，添加Cu后Nd_16.2Fe_70.8B_12.0Cu_1.0的磁性能为：Ms＝582±41kA/m，Hc＝487kA/m，添加Al后Nd_16.2Fe_66.8B_12.0Al_5.0的磁性能为Ms＝482±34kA/m，Hc＝279kA/m。但是添加单一的元素后，在改善磁体材料的一种或者有限几种性能的同时，往往会导致其他性能的降低或者变化，从而使性能较理论值相差甚远。CN104240885A公开了一种NdFeB制备纳米双相复合永磁材料及制备的方法，其成分范围为Fe_aNd_bB_cM_d，M为选自Co、Nb、Ti、Zr和Cu元素中的至少一种或多种元素；a、b、c和d表示相应组成元素的原子百分数，80≤a≤83，8≤b≤10，5≤c≤6.5，2≤d≤4，且a+b+c+d＝100，该现有技术虽然在一定程度上使NdFeB纳米双相复合永磁材料的内部微结构得到改善，其内部微结构接近微结构理想模型，软磁相和硬磁相之间的交换耦合作用得到增强，磁性能得到提升，但是这种方法中并没有指出如何才能在Nd-Fe-B合金中有规律地复合添加多种元素，为后续的研究带来不便。