[发明专利]稀土磁体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由具有纳米结晶粒度的多晶构成的稀土磁体及其制造方法。

背景技术

稀土磁体如钕磁体(Nd₂Fe₁₄B)已经作为具有高磁通密度的非常强力的永磁体用于多种应用。为了获得甚至更好的磁性能，应确保纳米尺寸的结晶粒度。

已经使用了通过单辊法或双辊法快速冷却磁体组合物的熔体以获得薄带的技术来实现纳米尺寸的结晶粒度。在快速冷却期间冷却速率过高的情况下，在整个磁体或其部分中获得非晶结构。非晶结构可以通过合适的退火来结晶，但是在该情况下粒度变得比通过快速冷却直接形成的晶体结构的粒度大。

在利用具有约几个微米的尺寸的多域Nd₂Fe₁₄B颗粒的烧结磁体中，为了实现高矫顽力，晶界相应当作为防止磁壁移动或出现的屏障而存在。

例如，日本专利申请公开No.2007-251037(JP-A-2007-251037)和日本专利申请公开No.2008-069444(JP-A-2008-069444)公开了一种方法，其包括以下步骤：将含有镨(Pr)、钕(Nd)、铁(Fe)、钴(Co)、铌(Nd)、钇(Y)和硼(B)的合金熔体进料至旋转冷却辊、快速冷却、获得薄带、和通过以150至250℃/分钟的升温速率的热处理使薄带结晶。结果，可以获得用于由多晶构成的稀土磁体并且包括前述组成元素的薄合金带。

然而，没有考虑晶界相，并且存在提高矫顽力的空间。

已经评价了前述磁体在室温下的矫顽力，但是对于混合动力车辆的发动机，对矫顽力的评价应当在接近160℃的温度下进行，该温度在发动机的使用温度范围内。

发明内容

本发明提供一种稀土磁体和制造这样的磁体的方法，在所述稀土磁体中，由于晶界相的存在，晶粒到纳米尺寸的细化得以增强，并且矫顽力增加。

本发明的第一方面涉及一种稀土磁体，其具有由组成式R_aH_bFe_cCo_dB_eM_f表示的组成，其中：

R是至少一种包括Y的稀土元素；

H是选自Dy和Tb中的至少一种重稀土元素；

M是选自Ga、Zn、Si、Al、Nb、Zr、Ni、Cu、Cr、Hf、Mo、P、C、Mg和V中的至少一种元素；

13≤a≤20；

0≤b≤4；

c＝100-a-b-d-e-f；

0≤d≤30；

4≤e≤20；

0≤f≤3，并且具有由主相和晶界相构成的结构，所述主相为：(RH)₂(FeCo)₁₄B相，所述晶界相为：(RH)(FeCo)₄B₄相和RH相，其中所述主相的结晶粒度为10nm至200nm。

本发明的第二方面涉及一种制造稀土磁体的方法，包括：

快速冷却和凝固合金熔体，所述合金熔体具有由组成式R_aH_bFe_cCo_dB_eM_f表示的组成，其中：

R是至少一种包括Y的稀土元素；

H是选自Dy和Tb中的至少一种重稀土元素；

M是选自Ga、Zn、Si、Al、Nb、Zr、Ni、Cu、Cr、Hf、Mo、P、C、Mg和V中的至少一种元素；

13≤a≤20；

0≤b≤4；

c＝100-a-b-d-e-f；

0≤d≤30；

4≤e≤20；

0≤f≤3，由此产生由主相和晶界相构成的结构，所述主相为：(RH)₂(FeCo)₁₄B相，所述晶界相为：(RH)(FeCo)₄B₄相和RH相，其中所述主相的结晶粒度为10nm至200nm。

根据本发明的稀土磁体由主相和晶界相构成，所述主相为：(RH)₂(FeCo)₁₄B相，所述晶界相为：(RH)(FeCo)₄B₄相和RH相，并且具有10nm至200nm的主相结晶粒度。结果，可以获得高矫顽力。