[发明专利]一种R-T-B系永磁材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种R‑T‑B系永磁材料及其制备方法和应用。该R‑T‑B系永磁材料包括如下质量含量的组分：R，28.5～32.0mas％；R为至少含有Nd的稀土元素；Cu，0.15～0.20mas％；Ga，≥0.60mas％；B，≥0.99mas％；Fe，64～68mas％；Zr，0.25～0.44mas％；N，0.20～0.60mas％；N为Ti、Nb和Hf中的一种或多种；百分比为各组分质量占R‑T‑B系永磁材料总质量的质量百分比。本发明中R‑T‑B系永磁材料的重稀土元素分布均匀，且磁体性能优异、性能均一。

技术领域

本发明涉及一种R-T-B系永磁材料及其制备方法和应用。

背景技术

R-T-B系永磁材料(R指稀土元素，T指过渡金属元素及第三主族金属元素，B指硼元素)因其优异的磁性能而被广泛应用于电子产品、汽车、风电、家电、电梯及工业机器人等领域，例如硬盘、手机、耳机、和电梯曳引机、发电机等永磁电机中作为能量源等，其需求日益扩大，且各产商对于其剩磁、矫顽力等磁性能的要求也逐步提升。

任少卿等报道了一篇CuGa晶界添加对烧结钕铁硼永磁体磁性能及热稳定性的影响。研究发现将Ga添加到含Cu的钕铁硼磁粉中，可以形成Cu-Ga相，但Ga的添加也会使磁体基体中黑色孔洞明显增多，导致密度较低，进一步会导致剩磁和磁能积降低。可见，钕铁硼磁体中不同元素以及不同含量对于微观结构的影响是极为巨大的。但是该文献中形成的钕铁硼磁体材料的矫顽力仍然在较低的水平。

中国专利文献CN 111724955A公开了一种R-T-B系永久磁铁，其包括以下质量含量的组分：Nd、Pr、Dy和Tb的合计含量为30.00～32.20mas％、Co的含量为0.3～1.3mas％、Zr的含量为0.21～0.85mas％、B的含量为0.90～1.02mas％。磁体材料中重稀土元素具有从磁铁表面朝向内部降低的浓度梯度，制备工艺为重稀土涂覆或扩散工艺。虽然提高了材料的耐腐蚀性，但磁体性能一致性较差。且由于磁体中重稀土分布存在一定的浓度梯度，该工艺一般多用于取向较薄的产品。

因此，提供一种重稀土元素分布均匀，且高矫顽力、高剩磁的R-T-B系永磁材料是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中R-T-B系永磁材料B＞0.99mas％时，极易产生富硼相，导致磁体性能恶化的缺陷，而提供了一种R-T-B系永磁材料及其制备方法和应用。本发明发明人经过大量研究和实验，发现通过添加Zr、Ti、Nb和Hf中的一种或多种，同时将一定范围含量内的Ga和Cu与其他元素合适的配伍，能够制得本发明中重稀土元素分布均匀，且磁体性能优异、性能均一的R-T-B系永磁材料。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供的技术方案之一为：一种R-T-B系永磁材料，其包括如下质量含量的组分：

R，28.5～32.0mas％；所述R为至少含有Nd的稀土元素；

Cu，0.15～0.20mas％；

Ga，≥0.60mas％；

B，≥0.99mas％；

Fe，64～68mas％；

Zr，0.25～0.44mas％；

N，0.20～0.60mas％；所述N为Ti、Nb和Hf中的一种或多种；

百分比为各组分质量占所述R-T-B系永磁材料总质量的质量百分比。

本发明中，所述R-T-B系永磁材料可包括富稀土相，硼化物和主相晶粒。

其中，所述富稀土相可为富钕相。所述硼化物可为ZrB、HfB、NbB和TiB中的一种或多种。所述主相晶粒一般为Nd₂Fe₁₄B晶粒。