[发明专利]一种钕铁硼材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钕铁硼材料及其制备方法。该钕铁硼材料包含Resubgt;2/subgt;Fesubgt;14/subgt;B主相晶粒及其双壳层、邻接Resubgt;2/subgt;Fesubgt;14/subgt;B主相晶粒的富Nd相和晶界三角区；Resubgt;2/subgt;Fesubgt;14/subgt;B主相晶粒中的Re包含Ho和/或Dy；双壳层的内层包含(Nd/Ho)subgt;2/subgt;Fesubgt;14/subgt;B和/或(Nd/Dy)subgt;2/subgt;Fesubgt;14/subgt;B；双壳层的外层包含(Nd/Dy)subgt;2/subgt;Fesubgt;14/subgt;B和/或(Nd/Tb)subgt;2/subgt;Fesubgt;14/subgt;B；双壳层的厚度为0.1～1μm；晶界三角区包含Hosubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、Hosubgt;2/subgt;Ssubgt;3/subgt;、Dysubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;和Dysubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;中的一种或多种；晶界三角区中的氧化物和/或硫化物占钕铁硼材料的质量百分含量为1～7％。本发明使得钕铁硼材料的矫顽力大幅度提升并有效增加扩散深度。

技术领域

本发明涉及一种钕铁硼材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着绿色出行、节能环保不断提升，电动汽车、变频空调压缩机及风力发电对高矫顽力烧结NdFeB磁钢的需求不断增加。目前高矫顽力烧结NdFeB磁钢的制备主要是通过重稀土元素Dy和/或Tb对轻稀土元素进行替换来实现，这样一方面增加烧结NdFeB的原材料成本，另外重稀土元素的加入也降低磁体的剩磁，牺牲磁体的部分磁能积。

现有技术中，通过晶界扩散技术(Grain Boundary Diffusion，简称GBD)，在钕铁硼磁体中添加重稀土Dy和/或Tb元素，使得磁体的矫顽力得到提升，同时还能保持磁体的剩磁。晶界扩散技术的原理是：通过热处理方法，将重稀土元素Dy和/或Tb沿着富钕相分布到晶粒边界处，在主相周围形成具有较高磁晶各向异性场的(Nd，Dy或Tb)₂Fe₁₄B相壳层，高磁晶各向异性场的壳层结构的存在提高了磁体的返磁化畴的形核场，另外主相中被重稀土Dy和/或Tb替换的Nd被排到晶界中，能同时对主相能起到隔磁作用，从而提高磁体的矫顽力。然而，晶界扩散法受材料厚度影响较大，尤其是对于厚度大于10mm的产品，采用晶界扩散方法效果较差，如何增加扩散后磁体的矫顽力和扩散深度，这就对扩散基体提出更高的要求。

专利文献CN108511179A公开了一种热等静压低温烧结制备高磁性烧结钕铁硼的方法，其公开了将重稀土悬浊液(重稀土硫化物或氧化物)涂覆在半致密的烧结钕铁硼表面，真空封管后进行热等静压烧结。

专利文献CN105234386A公开了一种晶界扩散重稀土制备烧结钕铁硼的方法，其将重稀土物质(重稀土氧化物或氟化物)与有机溶剂混合制成悬浊液，分散处理到钕铁硼合金粉末中得到钕铁硼粉末，经加热处理、冷却、过筛后进行压制成型、烧结和时效处理。

上述两篇现有技术中，涂覆的重稀土化合物在进行晶界扩散时的加热过程中，重稀土氧化物/硫化物均会分解成重稀土元素。然后重稀土元素沿着晶界进行扩散，在扩散过程遇到基材富钕相中有氧元素的富集，由于重稀土元素易与氧元素结合，从而造成扩散进去的重稀土元素在富氧的钕相周围团聚，在富Nd相中形成重稀土氧化物。这会使得重稀土元素扩散深度有限，造成重稀土元素的浪费，不能充分在主相周围形成富Dy或Tb的壳层结构；且容易造成扩散后Dy和/或Tb过度扩散到主相中，对产品的剩磁有较大的影响。

因此，需要找到一种新工艺，能够有效使得重稀土元素在主相周围形成壳层结构，能够有效增加扩散后磁体的矫顽力和扩散深度。

发明内容