[发明专利]SmFeN永磁体及其制备方法、电机

说明书

本申请提供一种SmFeN永磁体，包括多个SmFeN晶粒和位于所述多个SmFeN晶粒之间的晶界相。所述晶界相包括X与SmFeN反应的产物，其中，所述X为熔点低于800℃的金属单质或合金；所述晶界相在所述SmFeN永磁体的至少一外表面的含量大于所述晶界相在所述SmFeN永磁体的中心的含量。本申请还提供该SmFeN永磁体的制备方法和应用该SmFeN永磁体的电机。晶界相除了能够消除SmFeN磁粉加工过程中形成的表面缺陷外，还会在SmFeN晶粒间形成去磁耦合作用的无磁晶界层，从而实现SmFeN磁体的矫顽力的提升。

技术领域

本申请涉及一种SmFeN(钐铁氮)永磁体及其制备方法以及应用该SmFeN永磁体的电机。

背景技术

稀土永磁体以高剩磁、高矫顽力广泛应用于航空航天、信息通讯、电子信息、汽车工业、医疗设备等众多领域。新能源汽车产业的兴起，更是大大的推动了稀土永磁行业的发展。钕铁硼磁体是应用最广泛的永磁体，占稀土永磁体市场的90％以上，但钕铁硼存在工作温度低、温度系数大、成本昂贵等缺点。随着稀土价格的飙升，钕铁硼磁体的成本和价格也随之上涨。SmFeN永磁体拥有与钕铁硼相当的内禀磁性能，更高的工作温度、更低廉的原材料成本，成为钕铁硼最有可能的替代方案，是第四代稀土永磁体的重要候选者。但是SmFeN永磁在600℃以上会发生分解，这使得其不可能采用类似烧结钕铁硼永磁的高温烧结的工艺进行生产，严重影响了其磁体制备工艺及应用领域。当前，SmFeN永磁体主要以粘结磁体的形式存在，磁性能偏低。

发明内容

本申请实施例第一方面提供了一种SmFeN永磁体，包括：

多个SmFeN晶粒；

位于所述多个SmFeN晶粒之间的晶界相，所述晶界相包括X与SmFeN反应的产物，其中，所述X为熔点低于800℃的金属单质或合金；所述晶界相在所述SmFeN永磁体的至少一外表面的含量大于所述晶界相在所述SmFeN永磁体的中心的含量。

所述晶界相除了能够消除SmFeN磁粉加工过程中形成的表面缺陷外，还会在SmFeN晶粒间形成去磁耦合作用的无磁晶界层，从而实现SmFeN磁体的矫顽力的提升；另外，本申请所述SmFeN永磁体的制备工艺是将金属单质或合金初始放置在冷坯磁体的外表面，然后使金属单质或合金朝冷坯磁体的内部扩散渗透，渗透进入的所述金属单质或合金与SmFeN晶粒表层反应形成产物SmFeXN，产物SmFeXN构成晶界相的主要成分，同时该制备工艺又导致晶界相在所述SmFeN永磁体内部不均匀分布，表现为晶界相在所述SmFeN永磁体的至少一外表面的含量较高，而晶界相在所述SmFeN永磁体的中心的含量较低。

本申请实施方式中，所述晶界相在所述SmFeN永磁体中的含量从所述SmFeN永磁体的至少一外表面朝所述SmFeN永磁体的中心变少。

本申请实施方式中，所述X为熔点低于600℃的金属单质或熔点低于600℃的合金。

对于熔点低于600℃的金属单质或合金，可通过放电等离子烧结、热压、热等静压、电流辅助烧结中的一种将其引入SmFeN晶粒之间。当采用一些特殊的制备工艺将所述晶界相引入SmFeN晶粒之间时，例如爆炸冲击法，则所述晶界相可包括熔点高于600℃且低于800℃的金属单质或合金，具体原因为：爆炸冲击法形成较大的压力或冲击能量能够降低对晶界相的金属单质或合金的熔点要求。

本申请实施方式中，当所述X为熔点低于800℃的金属单质，所述X为Zn、Al、Sn、Mg、Ga、Bi、Pt、In中的一种。

本申请实施方式中，当所述X为熔点低于800℃的合金，所述X包括稀土族金属与另外的金属，其中所述稀土族金属为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Y中的一种或多种，所述另外的金属为Fe、Cu、Zn、Al、Mg、Ga、Co、Zr、Mo、V、Sn、Bi、Pt、In、Nb中的一种或多种。

本申请实施方式中，所述晶界相还包括熔点低于800℃的金属单质或合金。