[发明专利]批量应用镧的富铈稀土永磁体及其制备方法

说明书

本发明公开一种批量应用镧的富铈稀土永磁体及其制备方法。本发明的稀土永磁体具有多主相结构，包括一种RE‑Fe‑B主相和一种或者多种添加镧的富铈主相。本发明中不同的主相分别设计成分、配料和制粉后，将相应主相合金粉末按照比例均匀混合，然后经磁场压型、烧结和热处理制备磁体。本发明旨在解决长期以来镧元素不能应用到稀土永磁体中的难题，实现了镧元素在稀土永磁体中的大量应用；同时通过在富铈主相成分中添加大原子半径的镧元素，保持甚至提高了富铈主相的磁性能，从而使得永磁体的磁性能达到商用的标准，可进行大量的生产应用。

技术领域

本发明涉及批量应用镧的富铈稀土永磁体及其制备方法

背景技术

一般用丰度指标来衡量各元素在地壳中的含量百分比，地壳中含量最多的两种稀土元素Ce(铈)和La(镧)是名副其实的高丰度元素。近年来，将Ce或La应用到稀土永磁体中受到了广泛关注，国内外研究人员对此进行了大量的研究工作。虽然Ce₂Fe₁₄B和La₂Fe₁₄B的内禀磁性能都比Nd₂Fe₁₄B差很多，但是用Ce元素取代部分Nd元素后制备的富Ce稀土永磁体已经取得了较大的进展。研究人员通过优化传统的制备工艺，大大弱化了Ce加入到钕铁硼磁体后所产生的磁稀释效应，富Ce稀土永磁体的性能也有了较大的提高。但是将La元素应用到钕铁硼磁体中却遇到了很大的困难，现有研究结果表明La的2:14:1相不容易形成，而且La₂Fe₁₄B形成后也不能够在一个较大的温区内稳定存在，所以La元素单独替换Nd元素目前很难获得很好的磁性能。

在Nd₂Fe₁₄B型化合物中，Nd原子通常会占据4f和4g两个晶位。当其他稀土离子取代Nd原子后，通常也会占据这两个晶位，形成2:14:1化合物。而且半径较大的稀土离子会占据空间较大的晶位，半径较小的稀土离子会占据空间较小的晶位。Ce在形成化合物时，通常会出现两种价态：+3价和+4价。而+3价的Ce离子会有一个多余的4f电子，所以化合物的磁性就会变得更强。La的原子半径和离子半径在镧系元素中属最大，我们的研究发现，当半径较大的La添加到含有Ce的2:14:1化合物中后，不仅能够促使Ce的价态更加趋于+3价，也能够使得2:14:1相继续保持，这对于磁体性能的提高有着至关重要的作用。

本发明将La元素批量应用到富Ce的稀土磁体中，不仅能够解决长期以来La元素不能应用到稀土永磁体中的难题，同时也能够保持甚至提高富Ce磁体的性能。将两种高丰度稀土共同使用，能够进一步减少了价格高、丰度低的镨、钕、铽、镝等稀土元素的使用量，促进稀土产品的产销平衡；有效实现原料成本的控制，亦保护了我国的稀土资源。

发明内容

本发明的目的是克服长期以来镧元素不能批量应用到稀土永磁体中的不足，提供了批量应用镧的富铈稀土永磁体及其制备方法。

批量应用镧的富铈稀土永磁体具有多主相结构，包括一种RE-Fe-B主相和一种或者多种添加镧的富铈主相。

RE-Fe-B主相成分的质量百分数通式为RE_aFe_100-a-b-cM_bB_c，一种或者多种添加镧的富铈主相成分的质量百分数通式均为[RE_x(La_yCe_1-y)_1-x]_aFe_100-a-b-cM_bB_c，式中RE为Nd、Pr、Dy、Tb、Gd、Er、Ho中的一种或几种，M为Al、C、Co、Cr、Cu、F、Ga、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、S、Si、Ta、Ti、V、Zr元素中一种或几种；x、y、a、b、c满足以下关系：0.01≤x<1，0<y≤0.6，28≤a≤33，0.5≤b≤2，0.8≤c≤1.5。