[发明专利]一种R-Fe-B系烧结磁体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种R‑Fe‑B系烧结磁体的制备方法及R‑Fe‑B系烧结磁体，其包括R‑Fe‑B系合金粉末和添加粉末，所述R为稀土元素，并包括Nd和至少一种高丰度稀土，所述高丰度稀土选自Y、La或Ce中的至少一种，所述添加粉末选自重稀土氧化物粉末、重稀土氢化物粉末、重稀土氟氧化物粉末或重稀土氟化物粉末中的至少一种，将均匀混合的所述R‑Fe‑B系合金粉末和所述添加粉末成形后，以940℃‑1000℃的温度在真空或惰性气氛中烧结，制得R‑Fe‑B系烧结磁体。该方法和该烧结磁铁在添加少量重稀土化合物的情况下，可大幅提高高丰度稀土磁体的內禀矫顽力。

技术领域

本发明涉及稀土永磁材料制造领域，特别地涉及R-Fe-B系烧结磁体及其制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼材料由于其优良的磁性能，在变频空调、新能源汽车、风力发电等领域得到极为广泛的应用。随着稀土资源的大量开发，一方面Pr/Nd价格仍然较高，另一方面由于原生稀土矿产中特定的稀土配分是天然形成的，在钕铁硼磁体产业蓬勃发展的引领下，稀土矿开采量的快速增长，导致镧、铈、钇等高丰度稀土元素大量积压，稀土元素分离过程所产生的大量酸碱废液对环境和地下水资源的二次污染问题也日益严重。利用储量更为丰富、廉价的高丰度稀土元素La、Ce、Y等来替代Pr、Nd元素，对于解决稀土行业平衡发展问题、环保问题、降低稀土磁性材料生产成本等方面具有重要的意义。

目前高丰度稀土元素替代型磁体的研究工作中，高丰度稀土元素的添加量普遍不高。这是由于，RE₂Fe₁₄B(RE＝Nd/Pr/La/Ce)饱和磁极化强度分别为1.60/1.56/1.38/1.17，呈依次衰减的趋势，相对于Nd、Pr组成的磁体而言，La、Ce替代的磁体剩磁降低。另外，以Ce₂Fe₁₄B为例，其各向异性场为36T，只有Nd₂Fe₁₄B各项异性场67T的一半左右，使得Ce替代的磁体內禀矫顽力降低。因此，进一步提高高丰度磁体的性能，特别是提高大替代量下高丰度磁体的性能，尤其是提高磁体內禀矫顽力的性能，对于拓展高丰度磁体的应用领域来说至关重要。

重稀土元素Dy、Tb由于其形成的Dy₂Fe₁₄B、Tb₂Fe₁₄B具有很高的磁晶各向异性(分别为150T和221T)，是强化高丰度稀土磁体內禀矫顽力的理想添加元素。传统的Dy、Tb直接熔炼添加方法，虽然对內禀矫顽力的提升有一定的效果，但是会造成磁体剩磁较大幅度地降低，这是由于Dy₂Fe₁₄B、Tb₂Fe₁₄B的饱和磁化强度较低(Dy₂Fe₁₄B、Tb₂Fe₁₄B饱和磁化强度分别为0.71T、0.70T)导致的。而利用现有双合金方法向常规磁体晶界中添加Dy、Tb重稀土元素时，容易导致磁体晶界添加的重稀土元素向主相晶粒过度扩散，磁体剩磁大大降低。当然，也可以利用现有的重稀土(或重稀土合金)晶界扩散方法，如CN105938757A公开了一种提高高丰度稀土永磁材料性能的方法，利用重稀土-铜铝合金复合扩渗的方法，增强了磁体晶界各项异性，提高了磁体的內禀矫顽力。然而，重稀土合金的晶界扩散存在几方面的问题：一是扩散的方法存在着扩散厚度的限制，对于大厚度的样品性能的提升效果快速衰减；二是扩散工艺成本高昂，贵重的重稀土原材料利用率低，工艺条件要求严格，设备投入大。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种R-Fe-B系烧结磁体的制备方法。该方法在添加少量重稀土化合物的情况下，可大幅提高高丰度稀土磁体的內禀矫顽力。

本发明提供的技术方案如下：