[发明专利]一种钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

一种钕铁硼磁体，由钕铁硼基体合金和掺杂组分组成，所述掺杂组分为镓、铝纳米颗粒，所述镓纳米颗粒的掺杂量为钕铁硼基体合金重量的0.5％～2.5％，铝纳米颗粒的掺杂量为钕铁硼基体合金重量的0.03％～3.0％；所述钕铁硼基体合金的化学式为((PrNd)_1‑mRE_m)_xFe_{1‑x‑y‑z}M_yB_z，式中RE为Dy、Tb、Ho、Gd中一种或几种的混合物，且Dy为必要元素，M为添加元素Nb、Cu、Mn、Zr、Ti、V中一种或几种的混合物，且Nb为必要元素，0.05％≤m≤10％，26.68％≤x≤35.0％，0.05％≤y≤10％，1.0％≤z≤1.1％，各百分比均为重量百分比。掺杂提高了磁体工作温度。

技术领域

本发明涉及一种磁性材料及其制备方法，更具体地说，它涉及一种钕铁硼磁体及其制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼磁体具有很高的剩磁、磁能积和矫顽力，获得“磁王”的称号，是当代磁力最强的磁性材料，已广泛应用于风力发电、新能源汽车、节能电机、节能家电、医疗器械、计算机技术、微波通讯、电子、电声、自动化、航空航天等领域，特别适合研制高性能、小型化、轻型化的各种换代产品。

随着应用范围的扩大，对磁体综合性能要求越来越高，特别是温度稳定性。在一些电机和自动化设备中，烧结钕铁硼磁体在经受高温冲击时，磁性能迅速下降，从而失效。工业领域对在高温(≥180℃)下能持续工作且磁性能优异的烧结钕铁硼磁体的需求越来越强烈。

为了改善其温度稳定性，提高烧结钕铁硼永磁材料的室温矫顽力和降低烧结钕铁硼的剩磁和矫顽力温度系数的绝对值是一种有效的方法。

目前，在工业生产中提高烧结钕铁硼矫顽力的方法主要是：把重稀土镝或铽直接通过熔炼添加在母合金中，然后采用传统的粉末冶金工艺制备成具有高矫顽力的烧结钕铁硼磁体。这是因为Dy₂Fe₁₄B或Tb₂Fe₁₄B比Nd₂Fe₁₄B具有更高的磁晶各向异性场，从而提高烧结钕铁硼的矫顽力。然而，在母合金中直接添加重稀土镝元素和铽元素时，添加的镝或铽元素几乎均匀地分布在烧结钕铁硼的晶粒和晶界中，由于重稀土元素镝和铽原子与铁原子具有反铁磁耦合的的性质，这就使得重稀土元素的添加会显著降低烧结钕铁硼的剩磁以及磁能积，从而使得通过这种方法不能获得同时具有高矫顽力和高磁能积的磁体。

根据已有的研究表明，NdFeB磁体烧结磁体的矫顽力是结构敏感参量。双合金工艺添加重稀土氢化物、稀土氧化物以及稀土氟化物可以有效的控制大多数重稀土元素分布在Nd 2Fe 14B相的晶界附近，形成具有高磁晶各向异性场的壳层型结构。Nd 2Fe 14B系稀土永磁的矫顽力机理为形核型，高磁晶各向异性的壳层型结构可以有效阻止反磁化区的成核，从而提高矫顽力。

然而通过双合金工艺添加重稀土氢化物、重稀土氧化物以及重稀土氟化物的方法形成壳层型结构的同时会在磁体中残留部分氢原子、氧原子以及氟原子，这些残留的氢原子、氧原子以及氟原子在一定程度上会恶化磁体的磁性能，同时，由于稀土氢化物、稀土氧化物、稀土氟化物的熔点较高，不利于最终磁体的烧结致密，此外，双合金工艺添加重稀土氢化物、重稀土氧化物以及重稀土氟化物对改善烧结钕铁硼的温度稳定性的作用较弱。

因此提供一种新的具有高矫顽力及较高的温度稳定性的烧结钕铁硼磁体及其制备方法是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种重稀土含量低、可操作性强，制造成本低的制备高矫顽力高温度稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法。

为实现上述目的，通过以下技术手段实现：