[发明专利]稀土永磁材料及其制备方法和电机

说明书

本发明涉及材料技术领域，公开了稀土永磁材料及其制备方法和电机。该稀土永磁材料含有100重量份主体合金和0.005‑5.5重量份多铁磁性纳米颗粒，主体合金组为R_a‑xRH_xFe_{100‑a‑b‑c‑d}Co_dM_cB_b，a、b、c、d和x各自为重量百分数，26≤a≤33；0.9≤b≤1.2；0≤c≤1；0.1≤x≤8.5；0.5≤d≤1.5；R为Pr、Nd、La、Ce和Gd的至少一种；RH为Dy和/或Ho；M为Al、Cu、Ti、V、Cr、Zr、Hf、Mn、Nb、Sn、Mo、Ga、Si、Bi和Pb的至少一种；该稀土永磁材料在保持剩磁和磁能积基本不变的情况下，具有提高的矫顽力、高温矫顽力及高温抗退磁能力。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体地，涉及一种稀土永磁材料、一种制备稀土永磁材料的方法、该方法制备得到的稀土永磁材料和一种包括有所述稀土永磁材料的电机。

背景技术

稀土永磁是国家重点鼓励和支持发展的高新材料和高新技术产品，广泛应用在风力发电、节能电梯、变频空调、新能源汽车、汽车EPS等新能源和节能环保、智能机器人等领域，以及传统的VCM、手机和其他消费类电子产品。新能源汽车基本上都采用稀土永磁驱动机作为动力，作为新能源汽车的核心部件之一，驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。采用永磁体生成电机的磁场，无需励磁线圈也无需励磁电流，效率高结构简单，是很好的节能电机。相对于主要的竞争对手铁氧体，稀土永磁体由于磁性优良，在智能化、环保化、轻量化、轻薄化的潮流下获得了广泛的认可，并逐渐成为消费电子、节能电机等产品不可或缺的原材料。

稀土永磁体用于电机可使电机体积缩小，重量减轻，输出功率大，效率显著提高。稀土永磁电机体积为电流励磁电机的1/4，为铁氧体励磁电机的1/2，重量是常规电机的50％左右，比功率比电励磁电机大40％以上。随着应用领域的不断拓展，稀土永磁电机将逐渐向大功率、大转矩、耐高温、智能化等方向发展，对稀土永磁材料的综合性能也提出了更高的要求。

电机的小型化，甚至更高的输出功率，使得稀土永磁体高温下的抗退磁能力和热稳定性需要进一步改善。大量研究表明，通过单合金法，即合金元素的部分替代(或掺杂)等方法来改善稀土永磁体的热稳定性，并进一步提高其磁性能。具体地，通过添加Co、Cu、Al等来提高烧结稀土永磁体的居里温度和矫顽力，由此改善磁体的热稳定性，但添加上述元素都会导致磁体剩磁和磁能积的下降。

为了有效改善稀土永磁材料的综合性能，控制合金元素在磁体中的合理分布非常重要。经过大量研究发现，双合金法可以针对性的控制晶界相的特性，使边界结构得到明显的改善。从而使磁体具有较高的矫顽力和热稳定性。

例如，专利文献CN104464998A公布了一种添加纳米铋粉、纳米锶铁氧体、纳米二硫化钼的稀土永磁材料，通过在稀土气流磨粉中加入一定比例的上述纳米粉，再进行研磨混合，经过两次烧结两次回火，得到了纳米混合粉均匀分散包裹主相晶粒表面层的高剩磁高矫顽力磁体，但是研究表明该磁体的耐热性和抗退磁能力还需要进一步改善。

又例如，专利文献CN102543343A公布了一种铝纳米颗粒掺杂制备的高矫顽力和高耐蚀性烧结稀土基永磁材料及制备方法，其中提到将平均粒径为100-500纳米的Al纳米粉按照0.2-2.5％的比例加入3-5微米稀土基粉末中混合均匀，经过压型烧结等工序，得到矫顽力提升和耐蚀性改善的稀土磁体。采用此方法使Al纳米颗粒均匀分布主相Nd₂Fe₁₄B晶粒表面，形成非磁性NdAl晶界相，增强了晶粒间去磁耦合作用和反磁化畴的形核场，从而提高磁体的矫顽力，但是对于应用于驱动电机上的磁体，矫顽力还不足够抵抗各种退磁因素，还需要开发具有更高抗退磁能力的永磁体。

发明内容