[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系永磁材料的原料组合物包括如下含量的组分：R：28.5～34％；R为稀土元素，所述R包括Nd；Ga0.5％；Cu≥0.4％；B：0.84～0.94％；Co≤2.5％；Fe：59～69％；N：包含Ti、Zr和Nb中的一种或多种；N包含Ti时，Ti为0.15～0.25％；N包含Zr时，Zr为0.2～0.35％；N包含Nb时，Nb为0.2～0.5％；百分比为占原料组合物总质量的质量百分比。本发明的稀土永磁材料在不添加重稀土时，采用低硼无铝体系磁性能如剩磁、矫顽力、温度稳定性、方形度较佳，同一批次的永磁材料的磁性能均一。

技术领域

本发明具体涉及一种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)由于其优异的磁特性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，且各产商对于磁铁性能例如剩磁、矫顽力性能、温度稳定性、磁体方形度等的要求也逐步提升。

R-T-B系永磁材料主要由包含R₂T₁₄B化合物的主相和位于该主相的晶界部分的晶界相构成。该R₂T₁₄B化合物具有高饱和磁化和各向异性磁场的强磁性材料。而R-T-B系永磁材料的矫顽力在高温下会降低，因而发生不可逆热退磁。目前已知的是：用重稀土元素RH置换作为主相的R₂T₁₄B化合物中的R中的部分轻稀土RL，则矫顽力会提高，矫顽力会随着置换量的增加而提高。但另一方面，剩余磁通量Br会降低。此外，RH的资源稀少，价格昂贵。为了提升R-T-B系永磁材料的剩磁，通常需要降低B含量。但是当B的含量在较低水平时，会形成R₂T₁₇相。而R₂T₁₇不具有室温单轴各向异性，进而使得磁体的性能劣化。

另外，磁体材料的方形度是指在J-H退磁曲线上磁极化强度J＝0.9Jr(Jr为剩余磁极化强度，其值与剩余磁感应强度Br相同，二者统称为剩磁)-所对应的磁场值Hk(膝点矫顽力)，与J-H退磁曲线上J＝0对应的磁场值Hcj(内禀矫顽力)的比值，即Hk/Hcj。具有较高的方形度是高品质磁体所必须具备的条件。以减少在使用过程中尤其是在相对使用温度较高的环境下的失磁，确保磁体在上述环境中长期使用时仍旧具有高的磁性能。目前现有技术中的永磁材料即使矫顽力和剩磁较高，其方形度也无法同时提升到较佳的水平。

因此，在不添加或少量添加重稀土的情况下，如何采用低B无Al体系的方法制得高矫顽力、高剩磁、方形度以及一致性较佳的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稀土永磁材料采用低B体系提升磁性能时，通常需要添加大量的重稀土元素，且即使添加了重稀土元素，磁性能(剩磁、矫顽力、温度稳定性、方形度)仍然无法得到显著提升的缺陷，而提供了一种R-T-B系永磁材料及其制备方法和应用。本发明的R-T-B系永磁材料在不添加重稀土元素的前提下，采用低硼无铝体系仍然能够制备得到磁性能(剩磁、矫顽力、温度稳定性、方形度)较佳，同时同批次的永磁材料磁性能均一

需要说明的是，现有技术中R-T-B系永磁材料通常需要添加一定量的Al才能够得到性能较佳的磁体材料，但是发明人通过多次试验的验证发现：虽然添加Al会提升磁体材料的磁性能，但是在制备同一批次的产品中，磁性能不均一，即同一批次产品中矫顽力的最大值和最小值之间的差值大于1.5kOe。且本发明通过特定的配方，最终得到的R-T-B系永磁材料的均一性较佳。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种R-T-B系永磁材料的原料组合物，其包括如下质量含量的组分：