[发明专利]一种纯高丰度稀土橡胶磁体及其制备方法

说明书

本发明公开一种纯高丰度稀土橡胶磁体及其制备方法。所述的纯高丰度稀土橡胶磁体由偶联化的纯高丰度稀土磁粉、橡胶和硫化剂组成，其中偶联化纯高丰度稀土磁粉重量份为10～90份，橡胶的重量份为10份，硫化剂的重量份为0.1～0.5份；所述的纯高丰度稀土磁粉，其成分组成按原子比计为[(Ce_aLa_1‑a)_bY_1‑b]_cFe_95‑c‑dB₆N_d，其中N为Nb、Al、Ga、Cu、Zr、Si、Ti、Ge中的至少一种。本发明首次制备出纯高丰度稀土橡胶磁体，具有良好的磁性能和力学性能的结合，不含Nd、Pr等昂贵的关键稀土元素，降低了生产成本，且能够在80℃下长时间使用，制备工艺简单，容易满足各种尺寸磁体产品的需求。

技术领域

本发明属于钕铁硼永磁体制备技术领域，具体涉及一种纯高丰度稀土橡胶磁体及其制备方法。

背景技术

钕铁硼永磁材料具有优异的磁性能，广泛应用于新能源汽车、风力发电、办公电子设备、智能家电等领域。然而，对高性能永磁体的需求不断增加，导致关键稀土元素如Pr、Nd、Dy和Tb的大量消耗。同时，高丰度稀土La、Ce、Y作为Nd和Pr提取过程中的伴生稀土元素，使用量较低，市场积压量大，导致其价格较为便宜。大量研究表明，通过工艺改进和特殊微观结构的构建，高丰度稀土永磁同样具有作为硬磁材料的潜能，并具有重大的应用价值。因此，开发基于高丰度稀土元素La、Ce、Y的高性价比的磁体以在某些应用中取代昂贵的Nd-Fe-B型磁体引起了人们的广泛关注，这不仅能够有效缓解稀土资源不平衡利用的问题，还能促进我国稀土资源的高效利用和可持续发展。

现今关于高丰度稀土的应用主要集中在纳米晶永磁合金之中。针对纳米晶永磁合金，国内外采用高丰度稀土元素部分替代Nd-Fe-B型磁体中的Nd、Pr等关键稀土元素，但由于Ce₂Fe₁₄B、La₂Fe₁₄B、Y₂Fe₁₄B的内禀性能低，导致部分替代的磁体性能显著下降，少量替代无法实现高丰度稀土元素的利用。而完全采用高丰度稀土元素制备纳米晶永磁合金可以实现稀土资源的高效利用，国内发明专利CN 110534279A提供了一种纯高丰度稀土Ce，La，Y基多元纳米晶永磁合金的制备方法，虽然该磁体性能能达到7MGOe，但由于样品的不均匀性，其对应的磁粉的磁能积仅有3～5MGOe，制备成橡胶磁体仅不到1MGOe，因此需要调整合金成分与橡胶磁体的制备工艺，从而使磁体性能最大化。同时纯高丰度稀土的橡胶磁体还存在磁体性能不高的问题，而且由于其居里温度低，高丰度稀土橡胶磁体的使用温度一般不超过80℃。

橡胶磁体是粘结磁体中应用很广泛的一个分支，采用的是将橡胶、磁粉、加工助剂等通过混炼、粉碎、成型而制成，具有柔韧性、弹性、可绕曲性，可随意打孔、剪裁、压制成各种复杂的形状等特点，主要应用在微特电机、电冰箱、消毒柜、橱柜、玩具、文具、广告等行业。以往的橡胶磁体是通过将混合后的橡胶与磁粉在异向转向的双辊缝隙中压延成型，或者经加热熔化后在挤出成型模具中挤出冷却后得到的，最终获得的橡胶磁体形状以厚度均匀的板材或者截面形状各异的长条为主，根据需要再进行硫化处理，最终得到橡胶磁体。但是这种方法无法获得具有更具复杂形状的橡胶磁体，同时磁粉填充比例也相对更低，导致磁性能普遍偏低。而相比起压延成型法或挤出成型法，使用传统的模压成型制备橡胶磁体可以提高磁粉的填充比例，同时可以根据模具形状的不同，获得各种复杂形状的橡胶磁体。

纯高丰度稀土磁体是指磁体中只包含了La、Ce、Y三种高丰度稀土元素，不包含其他关键稀土元素如Nd、Pr、Dy、Tb等。目前采用纯高丰度稀土制备出橡胶磁体的技术尚未有公开报道。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种能在80℃长期使用的、具有高性能的纯高丰度稀土橡胶磁体。

本发明的另一目的在于提供上述橡胶磁体的制备方法。