[发明专利]由多个永磁主相功能基元组装的复合磁体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种由多个永磁主相功能基元组装的复合磁体及其制备方法，该复合磁体在使用状态下具有RE‑Fe‑B第一永磁主相、多铁和/或多钴第二永磁主相，所述多铁或多钴的永磁主相由含RE或不含RE、具有不同功能的永磁主相功能基元复合而成；本发明中，首先制备各主相合金，通过调整各合金的质量百分比获得以下不同功能的复合磁体：高电阻率、高耐腐蚀性、高饱和磁化强度、高力学特性、高居里温度、高耐磨和高抗压性。本发明仅需改进传统的制备工艺，而不必增加额外的制备流程。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，尤其涉及一种双/多永磁主相功能基元组装的复合磁体及其制备方法。

背景技术

钕铁硼磁体是既钐钴磁体之后的第三代稀土永磁材料，相比钐钴磁体的高矫顽力、低温度系数而言，钕铁硼磁体具有高剩磁B_r，高磁能积(BH)_max，是名副其实的“磁王”，自一经发现便迅速的占领市场成为现代科学技术的关键材料之一，钕铁硼磁体中金属钕(Nd)占原材料成本的90％以上。随着全球稀土永磁体产量的不断增加，使金属钕的使用量大幅度提高，给磁性材料生产企业及用户造成了很大压力。因此，亟需研发一种新型的永磁合金。

在天然稀土资源中，除Nd外还有储量丰富且价格低廉的金属Ce。然而，Ce₂Fe₁₄B的磁矩J_s和各向异性场H_A远低于Nd₂Fe₁₄B，文章[IEEETrans.OnMagn；1984MAG-20(5):1584]计算出了Ce₂Fe₁₄B相的基本磁性参量。采用传统的制备方法制备的Ce₂Fe₁₄B磁体无法满足用户对性能的要求。目前，关于含Ce磁体的现有技术，多为Ce部分替代Nd₂Fe₁₄B中的Nd，Ce的含量往往不超过40wt.％，例如：在冶金工业部钢铁研究总院的中国发明专利申请CN1035737A中，Ce含量不超过30wt.％；文献[J.Magn.Magn.Mater.294,e127(2005)]和[J.Appl.Phys.105,07A704(2009)]尽管也都加入了Ce，但含量不超过20wt.％；南京理工大学、江苏晨朗电子集团有限公司的中国发明专利申请CN102220538A和麦格昆磁(天津)有限公司的中国发明专利申请CN101694797A将Ce含量上升到40wt.％，但是其最终的产品是各向同性磁粉，且磁性能极低，而且无法得到各向异性磁体；文章[J.Appl.Phys.75,6268(1994)]中尽管也将Ce含量上升到40wt.％，但它研究的是含硅(Si)的磁体，采用的是单合金工艺，无法得到双主相合金，磁性能极低且无实用价值。文献[Applied Physics Letters63,3642(1993)]指出Ce₂Fe₁₄B铸锭中Ce的价态为+3.44，致使磁性能无法有效提高。

本申请人的中国专利CN 102800454B和CN 102436892B中涉及了双主相Ce磁体，磁性能高于此前的所有单合金或双合金含Ce磁体，具有实用价值，推动了Ce磁体产业的发展，但是其成分设计时含Ce元素的主相必须添加其他稀土元素，没有考虑双主相磁性基元合金的内禀磁性能的匹配规律，难以获得更高的磁性能。。以前所制备的含Ce磁体面临的最大难题是Ce的价态多在+3.44左右，且未采用双主相合金法制备含Ce磁体，这也是含Ce磁体磁性能难以提高的主要原因之一[Mater.China 36,63(2017)]，同时对Ce的价态调控缺乏认识。