[发明专利]一种含Ce稀土永磁体及其制备方法

说明书

本发明涉及含Ce稀土永磁体及其制备方法。所述稀土永磁体包括主相和晶界相，晶界相中包括呈网状连接的晶界相，呈网状连接的晶界相由三角区晶界相和两相区晶间晶界相构成；三角区晶界相为R(T‑TM)₂结构晶界相，R为La、Ce、Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Y中的一种或几种稀土元素，并且，R中Ce为含量最高的元素，T是以Fe为必需元素或以Fe和Co为必需元素的一种以上过渡族金属元素，TM为Al、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb中的一种或多种金属元素；两相区晶间晶界相中包含Ce和Ho稀土元素。本发明中Ho的加入增大了晶界相的润湿性，晶界相的面积占比明显增大，使得晶界相对于永磁体的去磁耦合作用变强，通过控制Ce与Ho的添加比例，使得永磁体的外禀磁性得以改善，矫顽力提高。

技术领域

本发明涉及稀土永磁体制备领域，具体涉及一种含Ce稀土永磁体及其制备方法。

背景技术

钕铁硼稀土永磁材料，是迄今为止发现的磁性能最强的永磁材料，并以其优良的磁性能在越来越多的领域取得广泛应用，如用于医疗核磁共振成像、计算机硬盘驱动器、音响手机、风力发电与航空航天领域等。伴随人们对低碳、节能的需求，钕铁硼稀土永磁材料在汽车电机、节能电器等领域的应用也日益增多。

目前，我国钕铁硼的产量位居世界首位。钕铁硼虽然比第二代SmCo系材料具有一定的成本优势，但是成本仍然较高。钕铁硼中，金属钕的成本占原料总成本的90％左右，不断增大的应用市场使得对于原材料的依赖日益加剧。同时，市场对于原材料的价格波动也更加敏感。因此，寻求一种更少钕含量的替代磁体变得迫在眉睫。

同样作为稀土元素，自然界中Ce元素的丰度要远远高于金属Nd元素，前者的价格约为后者的十分之一左右。Ce的添加一方面可以大量的节约原材料成本；另一方面可以有效的减少稀土分离过程中对于环境的不良影响。但是，随着Ce的添加量增加，稀土永磁体的磁性能会出现明显的下滑，大大限制了含Ce磁体的应用。一些生产与科研单位都对低成本并可获得较好磁性能的高性价比含Ce磁体进行了研究。

非专利文献1[J.Appl.Phys,Vol.115,No.11,113912]研究了采用混合稀土MM和双合金法制备(MM,Nd,Dy)-Fe-Co-Cu-Al-Nb-B烧结磁体的相结构、微结构与永磁性能的关系。该研究认为含Ce磁体在磁性能方面的明显下滑，一方面是由于Ce-Fe-B的饱和磁化强度与各向异性场低于Nd-Fe-B；另一方面，在Ce-Fe-B三元合金中，Ce更加倾向于生成与主相之间润湿性差的Laves相--RT₂相，该相主要分布在晶界三角区中，无法充分包裹R₂Fe₁₄B主相，从而削弱了晶界相的去磁耦合作用。因此，这两种原因大大限制了Ce的磁性能，特别是矫顽力。

专利文献CN104575920采用烧结工艺制备的磁体成分为MM_a-bHR_bFe_cB_dTM_e，其中，x＝0.24～0.6，a＝27～36，b＝0～10.0，c＝0～3.0，MM为(Ce_xLR_1-x)，LR为Nd、Pr中的一种或两种。随着Ce添加量的增加，RT₂相开始生成并逐渐增多，但是所生成的RT₂相主要分布于三角区，并没有发挥良好的去磁耦合作用。

在上述的研究中，随着Ce替代Nd的比例增加，富Ce相--R(T-TM)₂的比例也逐渐增大。无Ce的磁体中，富Nd相与主相晶粒润湿性良好，可形成连续而光滑的晶界相，对晶粒形成良好包裹，起到去磁耦合作用，保障矫顽力。常规方法制备的含Ce磁体中，R(T-TM)₂相与主相晶粒的润湿性较差，在晶界中大多以颗粒状出现于三角晶界处，这些颗粒相互孤立，无法对主相形成良好的去磁耦合作用。假若能使孤立的R(T-TM)₂相实现相互连接，同时提升晶界相的面积及润湿性，改善晶界相对于主相颗粒的去磁耦合作用，含Ce磁体的矫顽力将会得到明显的提升。

发明内容