[发明专利]稀土永磁材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土永磁材料及其制备方法，该方法包括：烧结处理步骤，在钕铁硼磁粉末层的表面上铺设扩散用复合粉末并进行放电等离子烧结处理，得到表面固化有扩散层的钕铁硼磁体，所述扩散用复合粉末的组分比例式为H_100‑x‑yM_xQ_y，其中，H为Dy、Tb、Ho和Gd的金属粉末、氟化物粉末或氧化物粉末中的一种或多种，M为Nd、Pr或NdPr金属粉末，Q为Cu、Al、Zn和Sn金属粉末中的一种或多种；x和y分别为M组分和Q组分在所述扩散用复合粉末中的原子百分比，x为0‑20，y为0‑40；扩散热处理和回火步骤。本发明方法效率高、扩散效果好、重稀土用量降低。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，特别涉及一种稀土永磁材料及其制备方法，该方法采用压制、等离子烧结和晶界扩散集成技术，采用较少的重稀土量来达到磁体性能的显著提高，高质化利用重稀土。

背景技术

烧结NdFeB稀土永磁体是迄今为止磁性最强的永磁材料，广泛应用于电子、机电、仪表和医疗等诸多领域，是当今世界上发展最快，市场前景最好的永磁材料。随着混合动力汽车的快速发展，要求工作温度在200℃以上的高温永磁体，因此，对NdFeB磁体的高温磁性能提出了更高的要求。

普通NdFeB磁体在高温时矫顽力下降剧烈，不能满足使用要求。目前，主要是采用在NdFeB磁体中掺杂Dy或者Tb元素来提高磁体的矫顽力，进而提高磁体的高温磁性能。研究表明在NdFeB中Dy优先占据4f晶位，每份Nd被Dy置换形成Dy₂Fe₁₄B，此矫顽力会有很大提高，Dy对磁性材料的微观结构也有影响，能抑制晶粒的长大，这也是提高矫顽力的另一原因。但是矫顽力并不是随着Dy含量的增加而线性增加，当Dy含量较低时，矫顽力增加很快，以后增加变的缓慢；原因是部分Dy溶入晶界夹杂相中，并没有完全进入主相。目前，主要采用熔炼母合金时直接加入Dy金属的方法，传统的提高NdFeB烧结磁体Hcj的一种有效方法是通过重稀土元素如Dy、Tb取代磁体主相Nd₂Fe₁₄B中的Nd，形成(Nd、Dy)₂Fe₁₄B，(Nd、Dy)₂Fe₁₄B的各向异性强于Nd₂Fe₁₄B；因而，磁体的Hcj得到显著提高；但这些重稀土元素资源稀缺、价格昂贵，另一方面，Nd和铁的磁矩是平行排列，而Dy与铁则是反平行排列，因而，磁体的剩磁Br及最大磁能积(BH)max都会降低。烧结NdFeB磁体的成型性很差，必须经过后加工才能达到合格的尺寸精度。但由于材料本身脆性很大，使后加工中原材料的损失高达40—50％，造成了稀土资源的巨大浪费，同时机加工也提高了材料的制造成本。而粘结NdFeB磁体基本是各向同性的，磁性能较低，无法应用于对磁性要求较高的领域。

近些年，许多研究机构报道了多种将稀土元素从磁体表面扩散到基体内部的工艺。这种工艺方法使渗透的稀土元素沿着晶界以及主相晶粒表面区域，使得稀土元素能择优分布，不仅提高了矫顽力，还节约了贵重稀土的使用量，使剩磁及磁能积没有明显降低。但大批量生产中应用蒸镀或溅射方法存在效率较低，蒸镀过程中大量稀土金属散布在加热炉腔室内，造成了重稀土金属的不必要浪费。而在表面涂覆单一稀土氧化物或氟化物加热扩散则存在矫顽力提高受限的问题。

因此，需要一种矫顽力提升显著，生产效率高，处理成本费用低，具有显著的生产成本优势的稀土永磁材料。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种稀土永磁材料及其制备方法，该方法采用压制、等离子烧结和晶界扩散技术，采用较少的重稀土量来达到磁体性能的显著提高，高质化利用重稀土。