[发明专利]一种钕铁硼纳米永磁材料

说明书

本发明涉及永磁材料，特别提供了一种a-Fe/Nd₂Fe₁₄B双相藕合的纳米永磁材料。

由于a-Fe/Nd₂Fe₁₄B虽然含Nd量低，但具有较高的剩磁和较好的磁性能，因而有着广泛的应用市场。目前对于双相纳米永磁材料的工业生产(主要为Fe₃B/Nd₂Fe₁₄B和a-Fe/Nd₂Fe₁₄B)主要通过快淬形成非晶再晶化成纳米材料来实现，但由于a-Fe/Nd₂Fe₁₄B的非晶形成能力较差，大都通过控制工艺参数使之在最佳淬速(直接形成纳米永磁材料)而实现，因最佳淬速区分布范围窄，工艺过程难以控制，因此对设备的精度要求很高，成品率及产品的性能都不理想。

本发明的目的在于提供一种钕铁硼纳米永磁材料，其在工业上更易实现且成品具有更好的磁性能。

本发明提供了一种钕铁硼纳米永磁材料，基本成份为(原子百分比)：Nd 3.5～12,B 3.5～6,Fe余，其特征在于：在上述基本成份中加入包括难熔金属W、Mo、Nb、V、Cr、Hf、Zr、Ti及其合金化的碳、氮化合物TiC、HfC、ZrC及其它难熔非金属C之一种或几种，其量占所形成Nd₂Fe₁₄B相化合物的2～3原子百分比。为提高永磁体的温度稳定性，其中的1～2个Nd原子可用Dy部分替代，为了细化晶粒，改善晶界结构，提高温度稳定性和抗蚀性，其中的1～3个Fe原子可用Al、Si、Cu、Co部分替代。

本发明区别于现有技术的关键在于，在成份中添加难溶物质，以降低形成非晶组织的工艺参数，其加入量过低作用不明显，加入量过高则非磁性相所占比例过大，且在随后的晶化过程中晶粒容易长大而影响材料永磁性能的提高。在本发明的成份下，控制冷却铜锟在30m/s以上，均可以形成100％的非晶组织，晶化工艺和材料磁性不受过冷深度的影响。下面通过实施例详述本发明。

附图1为Nd₉Fe₈₅B₆+TiC非晶条带的X射线衍射结果。

实施例1

原材料为工业纯铁(99％)，金属钕(99.5％)，硼铁(19.6％)，纯钛(99.97％)及光谱级碳，按表2原子百分比配制100克(钕要求4％余量，TiC指在Nd₂Fe₁₄B中的计量)，在电弧炉中充入氩气反复精炼数次，在表1所示的快淬参数下(喷嘴直径为0.6mm)获得非晶条带，在710℃×15min真空退火，从图1可以看出在Nd₉Fe₈₅B₆中加入2.5at％的TiC(为Nd₉Fe₈₅B₆中Nd₂Fe₁₄B的百分比)，即可获得100％的非晶，并无明显的TiC颗粒的聚集，另外从表2可以看出，在同样工艺参数下制得的条带，在其所在的最佳热处理制度下，软/硬磁性相得到充分藕合，加入Ti_2.5C_2.5可比未加TiC提高ΔMr=45.4％,ΔHi_c=7％,Δ(BH)_max=50.4％。加入的TiC过低，效果不明显；过高，磁性能反而下降。

                      表1  快淬参数

    快淬轮转速    喷射温度    喷射压力    炉内压力    坩埚喷嘴/轮    炉内气体 30m/s 1350℃ +0.5atm 200mmHg 3mm Ar