[发明专利]一种提高富Ce-Y稀土永磁体磁性能的方法

说明书

本发明公开了一种提高富Ce‑Y稀土永磁体磁性能的方法。本发明对富Ce‑Y稀土永磁体进行加压热处理，改善磁体的磁性能。包括以下步骤：(1)通过烧结工艺制备得到初始磁体；(2)将初始磁体放入加压热处理装置，在氩气气氛保护下进行加压热处理，通过控制热处理过程中的压力、温度和保温时间等参数，促进富Ce‑Y永磁体内的元素扩散，提高富Ce‑Y永磁体的矫顽力、剩磁、磁能积及其温度稳定性。本方法工艺简单，能耗低，保证高丰度稀土Ce‑Y取代量最高达90wt％的同时具有优异的磁性能，提供了一种高效利用高丰度稀土Ce、Y的途径。

技术领域

本发明涉及稀土永磁领域，具体来说，涉及一种提高富Ce-Y稀土永磁体磁性能的方法。

背景技术

钕铁硼被誉为“磁王”，具有其他永磁体无法比拟的综合磁性能，因而广泛应用于能源、信息、交通和国防等领域，是国民经济和国防建设的关键基础材料之一。随着社会发展和科技进步，钕铁硼需求逐年增加，稀土资源消耗过快，稀土价格上涨，全球稀土产业可持续发展面临严峻考验。此外，稀土资源利用也不平衡，地壳中储量较少的Nd/Pr/Dy/Tb等稀土资源被大量消耗，而高丰度稀土元素Ce和Y却很少被使用在稀土永磁领域。应用廉价的高丰度稀土Ce和Y，取代价格昂贵的Nd/Pr/Dy/Tb，能大幅降低稀土永磁的原材料成本，同时有利于平衡稀土资源利用。

在烧结磁体中，Ce和Y元素能形成稳定的2:14:1相，但在内禀磁性能方面，Ce₂Fe₁₄B(饱和磁极化强度J_S＝1.17T，磁晶各向异场H_A＝26kOe)和Y₂Fe₁₄B(饱和磁极化强度J_S＝1.41T，磁晶各向异场H_A＝26kOe)均低于Nd₂Fe₁₄B(饱和磁极化强度J_S＝1.60T，磁晶各向异场H_A＝73kOe)。因而Ce-Y取代Nd后，稀土永磁的磁稀释效应显著，磁性能明显恶化。如何提高富Ce-Y稀土永磁体的磁性能已成为限制其产业化的主要瓶颈。

CN107275027A公开了应用Y的富Ce稀土永磁体及其制备方法，设计了一种RE-Fe-B主相和一种或多种添加Y的富Ce主相，将两种主相合金粉末按照比例混合、压型、烧结和热处理，最终制备出多主相结构的稀土永磁体，缓解了Ce-Y取代导致的磁稀释效应。但高Ce-Y取代量烧结磁体中的磁稀释效应仍非常显著，难以满足商用需求。对于烧结磁体，往往需要热处理工艺进一步提升稀土永磁体的矫顽力。但在多种高丰度稀土共取代的烧结磁体中，Ce、Y、Nd等元素扩散更复杂，晶界相种类更多，对热处理的技术要求更高。

发明内容

本发明通过烧结工艺制备得到富Ce-Y的初始磁体，调控Ce、Y的比例及取代量，充分发挥多元稀土在热处理过程中的协同效应，促进Y、Nd等迁移至主相，而Ce迁移至晶界相。并在热处理过程中施加一定压力，从动力学上促进元素扩散迁移的同时可降低热处理温度，最终提高富Ce-Y稀土永磁体的矫顽力、剩磁、磁能积和温度稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术解决方案为：一种提高富Ce-Y稀土永磁体磁性能的方法，包括以下步骤：

(1)通过烧结工艺制备得到初始磁体，所述的初始磁体富高丰度稀土Ce-Y，以质量百分数计，其成分为：[(Y_aCe_1-a)_bRE_1-b]_cFe_100-c-d-eM_dB_e，其中Y为钇元素，Ce为铈元素，RE为Nd、Pr、Gd、Ho中的一种或几种，Fe为铁元素，M为Al、Co、Cr、Cu、Ga、Mn、Mo、Nb、Ni、Si、Ta、Ti、V、Zr元素中一种或几种，B为硼元素；a、b、c、d、e满足以下关系：0.3≤a≤0.7，0.4≤b≤0.9，26≤c≤34，0.5≤d≤2，0.85≤e≤1.15。