[发明专利]一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法，该磁体的制备方法包括合金熔炼、晶化处理、破碎制粉、粉末改性、粉末混合、磁体制备等步骤。首先分别熔炼成分为(Dy_aNd_1‑a)_x(Co_bFe_1‑b)_100‑x‑yB_y的合金I和成分为(Dy_aNd_1‑a)_xTb_55‑xFe₃₀(Cu_cAl_dGa_1‑c‑d)₁₅的合金II，然后通过在不含Tb的合金I中混入富含Tb的合金II，将Tb控制在最终磁体中的晶界富稀土相和RE₂Fe₁₄B相晶粒表层中，发挥Tb元素对晶界富稀土相和RE₂Fe₁₄B相晶粒表层的强化作用，提高磁体的矫顽力，改善磁体的矫顽力温度系数，所得产物具有磁场稳定性高、矫顽力热稳定性高的特点。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料领域，特别涉及一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼永磁材料是当前综合磁性能最高、应用最广的永磁功能材料，号称当代“磁王”，是促进能源、信息等相关领域发展的关键支撑材料。自20世纪80年代问世以来，烧结钕铁硼磁体以其优异的磁性能和极高的性价比，被广泛应用于汽车工业、医疗设备、电子信息、航空航天等诸多领域，成为相关领域向智能化、小型化、轻量化发展的关键支撑。近年来，随着烧结钕铁硼磁体性能的不断提升，其应用领域也在不断拓展。

然而，烧结钕铁硼永磁材料的磁场稳定性较差(矫顽力较低)，高矫顽力磁体的重稀土含量高。由于重稀土资源储量少、价格高，大量使用重稀土资源，既不利于重稀土资源的可持续开采和使用，也直接导致了磁体生产制造成本的显著上升。另外，重稀土金属的加入会降低磁体的剩磁，进而降低了磁体在空间中提供的磁场强度，不利于相关器件的轻量化和小型化。

同时，烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性较差，其剩磁温度系数和矫顽力温度系数较高，剩磁和矫顽力随着温度的升高而显著降低。较高的剩磁温度系数直接影响着磁体在周围空间所提供磁场的稳定性，进而影响了相关器件的稳定性；较高的矫顽力温度系数使得磁体在高温下易于被反磁化，导致磁体性能的下降甚至失效。较高温度系数的烧结钕铁硼磁体不能满足温度频繁变化和高温永磁电机等领域的应用需求，限制了钕铁硼永磁产业的进一步发展。这些领域只能应用耐温性更好的钐钴永磁体或者设计复杂的冷却系统用于磁体冷却，由于钐储量稀少，钴又属于贵重的战略性金属，钐钴永磁体的使用也在一定程度上提高了组合器件或者装备的生产制造成本，冷却系统的设计也增加器件设计制作与维护维修的难度，限制了器件或者装备的推广应用。

再者，烧结钕铁硼永磁材料的耐腐蚀性能较差，在使用环境中极易发生腐蚀失效，虽然近些年研究开发了多种表面防护涂层用于钕铁硼永磁体的表面防护，基本满足了应用需求。但是有关研究表明钕铁硼永磁体本身的耐蚀性会直接影响防护涂层的附着力和防护能力，研究提高钕铁硼永磁体本身的耐腐蚀能力是进一步提高磁体整体耐蚀性的关键。

经过多年的研究发展，已经公开了多种改善烧结钕铁硼永磁材料的磁场稳定性、热稳定性和耐腐蚀性能的方法。然而，这些方法或主要针对三者之中的某一项或者某两项，或对烧结钕铁硼永磁材料相关性能的改善效果有限。为了满足强腐蚀、高温和强退磁场领域的应用需求，必须开发新的工艺技术，同时且显著地改善烧结钕铁硼磁体的磁场稳定性、热稳定性和耐腐蚀性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法，通过对Co元素、Tb元素、O元素分布的控制，改善了磁体的磁场稳定性、热稳定性和耐腐蚀性能，所制得的烧结钕铁硼磁体具有高稳定性的特点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：