[发明专利]一种钕铁硼永磁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料领域，更具体的说，涉及一种钕铁硼永磁材料及其制备方法。

背景技术

1983年，日本住友金属公司发明了钕铁硼永磁材料。自问世以来，钕铁硼永磁材料由于具有高磁能积、相对低廉的价格和充足的资源储备等优点，已广泛应用于汽车、计算机、电子、机械、能源、医疗器械等领域。

目前，业界常采用烧结法制作钕铁硼永磁材料，例如《关键工艺参数和合金元素对烧结NdFeB磁性能与力学性能的影响》(王伟，浙江大学硕士学位论文，2005年3月)一文公开了采用烧结法制造钕铁硼永磁材料的工艺流程，一般包括配料、熔炼、钢锭破碎、制粉、真空保存超细粉、磁粉取向压制成型、真空烧结、检分和电镀等步骤。烧结钕铁硼永磁材料具有磁能积高等诸多优点，然而，烧结钕铁硼永磁材料具有工作温度不高的缺点，因而大大限制了其在高温条件下的应用。例如：在一些电机中和电子自动化组装中，烧结钕铁硼永磁材料在经受200℃以上的高温冲击时会出现失效。

因此，改善钕铁硼永磁材料的工作温度成为近年来磁性材料的研究热点。以往人们通常在磁体中添加钴元素，用来提高钕铁硼合金的温度稳定性。然而，钴的添加在提高居里温度和降低可逆损失的同时，也降低了磁体的矫顽力，为此，需要向磁体中添加提高矫顽力的合金元素，如Dy、Tb、Nb、Ga和Al等。而这些合金元素的添加会造成剩磁和磁能积等磁性能方面的降低，并大大的增加了成本。

中国公开号为CN1725394的发明专利申请公开了一种晶界相中添加纳米氮化硅提高钕铁硼工作温度和耐蚀性方法，包括：钕铁硼合金采用铸造工艺制成钕铁硼铸锭合金或采用速凝薄片工艺制成钕铁硼速凝薄片，晶界相合金采用铸造工艺制成铸锭合金或速凝薄片工艺制成速凝薄片或快淬工艺制成快淬带；将钕铁硼合金和晶界相合金分别制粉；添加纳米氮化硅到晶界相合金粉末中；混合后的钕铁硼合金和晶界相合金粉末在磁场中压制成型；然后在烧结炉内制成烧结成磁体。该发明通过在晶界相合金粉末中添加纳米氮化硅，使得所制得的烧结钕铁硼工作温度和耐蚀性比双合金方法但不添加纳米氮化硅的磁体、以及单合金方法制得的磁体的工作温度和耐蚀性高。

上述发明专利申请采用双合金方法，分别制备主相和晶界相，在制粉后进行适当的混合，通过烧结制备永磁材料。双合金方法可以较好的使晶界相均匀分布于主相周围，利于提高矫顽力，相较于单合金方法具有较好的矫顽力，同时，通过添加纳米氮化硅，确实能够提高钕铁硼永磁材料的工作温度。然而，采用双合金方法需要分别制备钕铁硼合金和晶界相合金，增加了工序。另外，为更好的对最终形成的永磁材料的成分进行控制，需要在熔炼后对其成分进行检测，但是，目前采用的检测方法并不准确，给具体实施带来了麻烦。并且，如果晶界相合金(非磁性相合金)的含量控制不好，将对永磁材料的剩磁及矫顽力造成很大影响。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的双合金方法制备钕铁硼永磁材料工艺复杂，晶界相合金的含量难以控制，而单纯采用单合金方法制备钕铁硼永磁材料难以获得高居里温度和高矫顽力的技术问题。

本发明提供了一种钕铁硼永磁材料，该永磁材料由钕铁硼合金和添加剂组成，其中，所述添加剂为纳米碳化硅，并且纳米碳化硅的含量为所述钕铁硼合金含量的0.02wt％-3wt％。

优选地，所述纳米碳化硅的含量为所述钕铁硼合金含量的0.4wt％-1.5wt％，其平均粒径为20-80nm。

优选地，所述钕铁硼合金具有下式所示的组成：

R1_xR2_yFe_{100-x-y-z-u-v-w}Co_zB_uGa_vM_w；

其中，x、y、z、u、v、w为各元素的重量百分比，29wt％≤x+y≤33wt％，且3wt％≤y≤6wt％；1wt％≤z≤3.5wt％；0.9wt％≤u≤1.1wt％；0.2wt％≤v≤0.5wt％；0.2wt％≤w≤0.8wt％；R1选自Pr和/或Nd；R2选自Gd、Tb、Dy、Ho中一种或几种；M选自Al、Zr、Cu、Nb、Sn、V中的一种或几种。

本发明提供了一种钕铁硼永磁材料的制备方法，包括下述步骤：将钕铁硼合金经过破碎、制粉，加入添加剂、磁场取向压制成型、在真空或惰性气体保护下进行烧结和回火，其中，所述添加剂为纳米碳化硅，并且纳米碳化硅的含量为所述钕铁硼合金含量的0.02wt％-3wt％。

优选地，所述钕铁硼合金具有下式所示的组成：