[发明专利]一种高矫顽力钕铈铁硼烧结磁体的制备方法

说明书

本发明属于永磁材料技术领域，具体公开了一种高矫顽力钕铈铁硼烧结磁体的制备方法，本方法通过使用稀土配合物有机溶剂在混料时候对磁粉进行表面润湿包覆，有效控制富Ce磁粉的氧化；同时磁粉表面的稀土配合物在高温烧结过程分解，C和H元素变成气体逸出，残留在合金粉末颗粒表面的重稀土元素Pr/Nd/Tb/Dy/Ho等充当扩散源，向晶粒表面扩散，实现主相晶粒表面的磁硬化，提高局域磁晶各向异性场，提高钕铈铁硼磁体矫顽力。本方法制备的钕铈铁硼烧结磁体矫顽力较高，对传统烧结磁体制备工艺进行改进，工艺过程简单、成本低、适合规模化生产。

技术领域

本发明属于永磁材料技术领域，具体涉及一种高矫顽力钕铈铁硼烧结磁体的制备方法。

背景技术

钕铁硼(Nd-Fe-B)永磁材料是目前磁性最强和应用最广的磁性功能材料。自1984年发现至今经过30多年的发展，Nd-Fe-B永磁凭借其优异的硬磁性能，广泛应用于磁盘存储、电声设备、医疗器械、航空航天以及清洁能源领域的混合动力汽车和风力发电机等，已成为高新技术产业不可缺少的重要功能材料。同时，Nd-Fe-B永磁也是消耗稀土最多的材料，年消耗稀土量接近我国稀土总用量的一半。近年来，下游产业对Nd-Fe-B永磁的需求呈飞跃式增长，Nd-Fe-B磁体高度依赖Nd、Pr、Dy、Tb等储量少、价格昂贵的中重稀土，消耗严重。而Ce等自然界中丰度高、价格低(目前Ce的价格仅为Pr、Nd的1/10左右)的稀土元素在永磁材料制备中却极少使用，出现大量积压，导致稀土资源利用严重不平衡。因此，优化资源配置，迫在眉睫。在永磁材料中用高丰度的Ce大量替代Pr/Nd是可预期的有效方法之一。

RE₂Fe₁₄B型(RE，Rare earth)永磁材料的强磁性来源于2：14：1四方相。而Ce₂Fe₁₄B(Js＝11.7kG，HA＝26kOe，Tc＝424K)内禀磁性能远低于Nd₂Fe₁₄B(Js＝16.0kG，HA＝73kOe，Tc＝585K)，具体参考文献“R₂Fe₁₄B材料：内禀性质和技术”，现代物理评论，第63卷，第4期，第819～828页，1991年10月。在Nd-Fe-B中大量Ce取代Nd，磁体综合磁性能快速下降，磁稀释效应明显，这也是制备高性能、富Ce磁体一个最主要的难点。希望稀土Ce在钕铁硼磁体生产中实现大量应用，尤其是在电声设备、磁盘存储器件及磁选设备等诸多领域所要求的N35牌号磁体中。目前报道的高Ce含量磁体(即Ce取代量≥40wt.％)的磁能积虽然能达到35MGOe，但是磁体矫顽力Hcj却普遍较低，不能满足实际服役要求。

为了提高富Ce磁体的矫顽力，例如：公开号为CN102800454A的专利文献中，李卫等用Ce取代部分的Nd、Pr、Dy、Tb、Ho元素中的一种或者几种制备了双主相Ce永磁合金。合金熔炼的时候，添加重稀土的元素Tb、Dy、Ho等，虽然直接合金添加重稀土元素可以有效提高磁体矫顽力，但是其重稀土元素利用效率要远低于晶界添加扩散的方法，磁体制备成本较高。而对于晶界扩散提高磁体矫顽力，公开号为CN106710768A的专利文献公开了一种添加氢化钕提高钕铈铁硼烧结磁体矫顽力的方法，其特征在于晶界添加尺寸为0.1～3.0μm的氢化钕合金粉末，通过在高温烧结过程中，晶界氢化钕脱氢、钕元素向主相晶界边界扩散，形成磁晶各向异性更高的硬磁壳层，提高磁体矫顽力。但是，该方法不能有效控制富Ce主相合金粉末和稀土氢化物粉末的氧化，且不能保证晶界合金粉末能均匀弥散在主相合金粉末颗粒之间，若两粉末颗粒尺寸相近，则稀土氢化物粉末无法实现沿边界包裹主相合金粉末颗粒的效果；若晶界稀土氢化物粉末太细，由于小尺寸效应则极易团聚和氧化，同样不利于分散，因此该工艺方法虽能提高富Ce磁体矫顽力，但是控氧要求严格，过程较为繁琐。