[发明专利]Nd-Fe-B薄带磁体及其制备方法

说明书

本发明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_cCr_dCo_eSi_fMo_gTi_h，由在Nd‑Fe‑B合金组成中添加不同量的Fe‑Cr‑Co合金，相当于在Nd‑Fe‑B合金中有规律地多元复合添加Fe‑Cr‑Co合金组成元素，制备出元素组成成分通式为Nd_aFe_bB_cCr_dCo_eSi_fMo_gTi_h的Nd‑Fe‑B薄带磁体，克服了现有技术添加单一的元素后，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，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Nd-Fe-B薄带磁体及其制备方法。

背景技术

钕铁硼永磁体是目前世界上综合磁性能最好的磁性材料，而且性价比高，应用领域十分广泛。在汽车工业、计算机技术、航天航空、自动化技术、仪表技术、风力发电技术、微波通信技术等领域都具有广泛的应用价值。

合理的地添加其他元素是改善钕铁硼永磁体材料的微结构和磁性能的一种非常有效地手段，目前已经存在大量的实验数据可以证明这一点。Wang等人(Wang W,Ni J S,XuH,et al.Effect of Cr on the magnetic properties and microstructure ofNd₂Fe₁₄B/α-Fe nanocomposites,Physica B,2008,403:4186-4188)采用成分Nd₁₁Fe_72-xCo₈V_1.5Cr_xB_7.5(x＝0,1)对比研究后发现，Cr的添加能够细化晶粒，使软/硬磁性相之间发生较强烈的交换耦合作用，提高了该合金材料的矫顽力和最大磁能积。但是Cr的添加会轻微地降低合金的剩磁以及Nd₂Fe₁₄B相的居里温度。其中，不添加Cr元素的Nd₁₁Fe₇₂Co₈V_1.5B_7.5的磁性能为：Br＝0.68T，Hc＝780kA/m，(BH)max＝68kJ/m³，添加Cr后的Nd₁₁Fe₇₁Co₈V_1.5Cr₁B_7.5的磁性能为Br＝0.64T，Hc＝903.5kA/m，(BH)max＝71kJ/m³。Kojima等人(Kojima A,MakinoA,Inoue A,et al.Effect of Co addition on the magnetic properties ofnanocrystalline Fe-rich Fe-Nb-(Nd,Pr)-B alloys produced by crystallization ofan amorphous phase,Scripta Mater.2001,44:1383-1387)采用成分Fe_93-x-yCo_xNb₂(Nd,Pr)_yB₅(x＝0-20和y＝5-7at％)研究了Co元素的添加对钕铁硼合金薄带的微观结构和磁性能的影响，结果表明Co元素能够使该钕铁硼合金薄带的软磁性相由α-Fe转变为Fe(Co)相，能够有效地提高该材料的饱和磁化强度，并且可以有效地提高软/硬磁性相间的交换耦合作用，最终确定当x＝15，y＝5时获得最佳的综合磁性能：Jr＝1.43T，Hc＝210kA/m，(BH)_max＝120kJ/m³。董等人(董照远，朱明原,金红明.NdFeB纳米晶双相复合永磁材料研究进展,材料科学与工程学报,2003,21(83):441-445)认为Si元素的添加可以提高钕铁硼合金的抗氧化能力、耐蚀性以及居里温度。此外，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。