[发明专利]一种超高矫顽力烧结钕铁硼磁体

说明书

本发明公开了一种超高矫顽力烧结钕铁硼磁体，所述高性能烧结钕铁硼磁体是通过在传统的烧结工艺中，将钕铁硼基原料粉末制成的压坯在含Dy或Tb的溶液作为等静压介质中进行等静压，后再通过烧结工艺所得，所得磁体20℃时性能为：剩磁(Br)≥1.2T，内禀矫顽力(Hcj)≥47.1kOe，矫顽力(Hcb)≥11.7kOe，磁能积(BHmax)≥35.8MGOe，方形度(Hk/Hcj)为0.76～0.77。

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，更具体地说，它涉及一种超高矫顽力烧结钕铁硼磁体。

背景技术

钕铁硼永磁是目前磁性能最好的永磁材料，广泛应用于电子信息、机电、仪表及医疗器械等领域，是磁性材料中发展最快的一种。目前已经实用化的NdFeB永磁主要有两种形式，即烧结NdFeB磁体和各向同性粘结NdFeB磁体。其中粘结NdFeB由于磁性能较低应用较少，而烧结NdFeB磁体具有十分优异的磁性能，广泛应用于军工设备、电声器件、电动机、发电机、计算机硬盘驱动器(HDD)、音圈电机(VCM)、人体核磁共振成像仪(MRI)、微波通讯技术、控制器、仪表、磁分离设备、磁卡盘及其他需用永久磁场的装置和设备中。

近年来，随着科技的加速发展，烧结钕铁硼磁体在新能源汽车、变频压缩机和风力发电等高端领域的推广速度和应用范围迅速扩大。这些领域均要求烧结钕铁硼磁体具有较高的综合磁性能，尤其是要求具有高的剩磁和高的矫顽力。

现有的高性能烧结钕铁硼磁体主要有两种结构：一种结构的烧结钕铁硼磁体内，重稀土元素(主要是Dy或Tb中的至少一种)在磁体内部均匀分布，其结构是通过在熔炼过程中直接加入重稀土元素后使重稀土元素在磁体内均匀分布而实现，在该磁体内重稀土元素部分取代主相合金中的Nd原子，磁体主相Z轴方向的晶格常数变小，具有较高的各向异性场，矫顽力较高，但其饱和磁化强度却明显降低，磁体的剩磁也随之降低。在另一种结构的烧结钕铁硼磁体内，重稀土元素(Dy或Tb中的至少一种)主要分布在磁体内的晶界相附近。该烧结钕铁硼磁体的结构可以通过双合金工艺实现，在双合金工艺中，按主相正比成分熔炼合金，被称为第一合金，再按富钕相和富硼相组成的晶界相的成分熔炼第二合金，第一合金和第二合金分别用真空速凝工艺熔炼，熔炼后按一定比例混合后制备烧结钕铁硼磁体。为了保证该磁体具有高的矫顽力，包含重稀土元素Dy或Tb中的至少一种的第二合金，经过高温烧结，会部分扩散到第一合金内，制备过程中重稀土元素仍需要使用较多，生产成本仍然较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能烧结钕铁硼磁体，该磁体具有超高的矫顽力，满足应用过程中对磁体的高要求，本发明还提供了该磁体的制备方法。

为实现上述目的，通过以下技术手段实现：一种超高矫顽力烧结钕铁硼磁体，所述高性能烧结钕铁硼磁体是通过在传统的烧结工艺中，将钕铁硼基原料粉末制成的压坯在含Dy或Tb的溶液作为等静压介质中进行等静压，后再通过烧结工艺所得，所述钕铁硼基原料粉末中各成分及其质量分数百分比为PrNd：25％～28％，B：1.0％～1.2％，Gd、Dy、Tb、Co中一种或几种：4％～10％，Al：0.4％～2.0％，Nb：0.2％～0.3％，Cu：0.18％～0.2％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述含Dy或Tb的溶液为重稀土原料、span-60、正硅酸乙酯、硅烷偶联剂KH560、乙醇的体积比为0.9-1.1:1.1-1.2：6-7:30-35:100-110配制而成的含Dy或Tb的硅溶胶浸润液；所得高性能烧结钕铁硼磁体测试温度为20℃时性能如下：剩磁(Br)≥1.2T，内禀矫顽力(Hcj)≥47.1kOe，矫顽力(Hcb)≥11.7kOe，磁能积(BHmax)≥35.8MGOe，方形度(Hk/Hcj)为0.76～0.77。

本发明采用一种新型的渗重稀土元素(Dy或Tb)方法，即通过等静压过程渗入含Dy或Tb的溶液的方式使得Dy或Tb元素进入晶界，从而获得了高性能的烧结钕铁硼磁体，所得磁体在剩磁保持较高水平的同时内禀矫顽力高达47kOe以上，相对于目前的最大内禀矫顽力27kOe提高了74％以上，使得该磁体特别适合新能源汽车、变频压缩机和风力发电等高端领域。