[发明专利]一种富镧铈钇多主相细晶稀土永磁材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种富镧铈钇多主相细晶稀土永磁材料及其制备方法。本发明基于放电等离子烧结技术升温速度快、加热时间和保温时间短的特点，控制富镧铈钇多主相磁体内部元素的互扩散和化学非均质性，精确控制各类核壳形貌、磁硬化和钉扎效应，提高磁体的矫顽力；利用快速烧结避免晶粒异常长大的同时，设计分步升温，精准控温，加热均匀，避免烧结过程中局部区域的过热并造成粗细晶区共存的现象，实现磁体内部组织结构的均匀，晶粒细小，平均晶粒尺寸小于5μm，提高富镧铈钇多主相稀土永磁材料的综合磁性能，满足商用要求。本发明制备方法简单便捷，易于操作，并可精准控制多主相磁体的元素分布和组织结构，制备周期和成本降低，适用于规模化生产。

技术领域

本发明涉及永磁领域，具体来说，涉及一种富镧铈钇多主相细晶稀土永磁材料及其制备方法。

背景技术

随着钕铁硼稀土永磁应用的不断扩大，稀土元素Nd/Pr/Dy/Tb的需求持续攀升，价格高企；镧La、铈Ce、钇Y三种稀土元素由于价格低廉，地壳中储量高，有望大量取代Nd/Pr/Dy/Tb等紧缺稀土元素，用于生产低成本稀土永磁，已成为近年来国内外稀土永磁领域的研究热点。2:14:1型稀土永磁的强磁性源于四方相化合物的内禀硬磁性。La₂Fe₁₄B饱和磁极化强度J_s为1.38T，磁晶各向异性场 H_A约20kOe，Ce₂Fe₁₄B饱和磁极化强度J_s为1.17T，磁晶各向异性场H_A约26kOe， Y₂Fe₁₄B饱和磁极化强度J_s为1.41T，磁晶各向异性场H_A约26kOe，均低于Nd₂Fe₁₄B的1.60T和73kOe。此外，La₂Fe₁₄B、Ce₂Fe₁₄B和Y₂Fe₁₄B的居里温度也低于Nd₂Fe₁₄B。因此，La、Ce、Y均匀替代Nd构成的2:14:1相内禀磁性能弱于钕铁硼，会降低钕铁硼的磁性能，导致显著的磁稀释效应。

相对于单主相磁体，多主相磁体中稀土元素不均匀分布，具有不同内禀硬磁性局部区域间的长短程磁交互作用，可以部分抑制镧、铈、钇取代造成的磁稀释效应。但是，采用传统的烧结工艺，多主相磁体中稀土元素的互扩散行为很难精确控制，在长时间高温烧结过程中，Ce等扩散速度较快的元素，易形成较厚的富高丰度稀土元素的壳层，具有更低的磁晶各向异性场，易成为反磁化过程中的形核位点，降低矫顽力。富镧、铈、钇磁体中富稀土相易氧化，与主相润湿性不足，恶化显微组织并降低致密度；为了提高致密度而升高烧结温度，主相晶粒会异常长大，主相内部稀土元素的互扩散会加剧，磁稀释效应显著。因此，如何解决上述矛盾，精确调控多主相磁体中稀土元素的分布，缓解镧铈钇添加引起的磁稀释效应，是制备高性能高丰度稀土永磁、促进我国稀土资源高效和平衡利用、提高我国稀土下游产业竞争力的关键。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种富镧铈钇多主相细晶稀土永磁材料及其制备方法。