本申請(qǐng)涉及熱變形釹鐵硼磁體領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種熱變形釹鐵硼磁體及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、熱變形釹鐵硼磁體的晶粒尺寸比燒結(jié)釹鐵硼磁體低一個(gè)數(shù)量級(jí)，根據(jù)矯頑力與晶粒尺寸的關(guān)系，在不摻雜重稀土的情況下其矯頑力有望高于2.5t。然而現(xiàn)實(shí)情況是，熱變形磁體的矯頑力并沒(méi)有表現(xiàn)出其晶粒尺寸上的潛在優(yōu)勢(shì)，這主要有兩個(gè)方面的原因。一是由于晶界相的分布具有各向異性，即晶界相容易在各向異性主相晶粒的c面上出現(xiàn)，導(dǎo)致c面上的晶界較厚且鐵磁性元素含量較低，而ab面晶界很薄且鐵磁性元素含量高。這是由nd2fe14b的晶胞結(jié)構(gòu)所決定的，其晶胞中的c面的界面終端處以nd原子為主，而ab面的界面終端則幾乎都是fe原子。

2、眾所周知，晶界相往往是nd含量較高的富nd相，其更易與nd原子結(jié)合，從而大量存在于c面晶界上。針對(duì)熱變形磁體中晶界相在c面晶界和ab面晶界分布不均勻這一問(wèn)題一直沒(méi)有太好的解決方案。如果能通過(guò)成分設(shè)計(jì)使得ab面晶界相增多，就能實(shí)現(xiàn)在c面晶界和ab面晶界上同時(shí)磁隔離相鄰主相晶粒的交換耦合，從而大幅提高熱變形磁體的矯頑力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的目的是提供一種解決熱變形磁體晶界相分布不均勻的方法，通過(guò)設(shè)計(jì)磁體配方成分，調(diào)控?zé)嶙冃未朋w的晶界相分布，從而實(shí)現(xiàn)在熱變形磁體的c面和ab面晶界上均形成非鐵磁性薄層晶界相。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，引入“雙親元素”ni，該元素既易與nd元素結(jié)合，又易和fe元素結(jié)合，最終在釹鐵硼晶粒的c面和ab面晶界上都形成非鐵磁晶界相。

2、在本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提出了一種熱變形釹鐵硼磁體。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述磁體的成分為racobbcnidcuetffebal，r為以nd為必需元素的一種或一種以上的稀土元素，t選自ti和zr中的一種或兩種均有，a+b+c+d+e+f+bal＝100(以原子百分比計(jì))，13.5≤a≤16.5，0.0≤b≤2.0，5.2≤c≤5.6，0.2≤d+e≤3.0，0≤f≤0.2。

3、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述熱變形釹鐵硼磁體還可以進(jìn)一步包括如下附加技術(shù)特征至少之一：

4、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述熱變形釹鐵硼磁體包含主相晶粒和晶界相，晶界相為nd1-x-y-zfexniycuz，0.2≤x+y+z≤0.4。

5、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，晶界包括三叉晶界和兩晶粒間的薄晶界，所述晶界相nd1-x-y-zfexniycuz不僅可以分布在三叉晶界處，也存在于薄晶界中。

6、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述晶界相nd1-x-y-zfexniycuz在c面晶界和ab面晶界上均有分布。

7、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述晶界相nd1-x-y-zfexniycuz為非鐵磁性晶界相。其可以很好地磁隔離相鄰主相晶粒的交換耦合。

8、在本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明還提出了一種制備熱變形釹鐵硼磁體的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述方法包括：

9、s1：按照racobbcnidcuetffebal這一成分和比例進(jìn)行配比，得到物料，其中r為以nd為必需元素的一種或一種以上的稀土元素，t選自ti和zr中的一種或兩種均有a+b+c+d+e+f+bal＝100(以原子百分比計(jì))，13.5≤a≤16.5，0.0≤b≤2.0，5.2≤c≤5.6，0.2≤d+e≤3.0，0≤f≤0.2；

10、s2：對(duì)所述物料進(jìn)行熔煉、甩帶處理，得到快淬薄帶；

11、s3：對(duì)所述快淬薄帶進(jìn)行破碎研磨處理，得到快淬磁粉；

12、s4：對(duì)所述快淬磁粉進(jìn)行晶化處理，得到晶化磁粉；

13、s5：利用熱壓燒結(jié)法對(duì)所述晶化磁粉進(jìn)行處理，得到熱壓釹鐵硼磁體；

14、s6：利用熱變形技術(shù)或者反向擠出成型技術(shù)對(duì)所述熱壓釹鐵硼磁體進(jìn)行處理，得到熱變形釹鐵硼磁體。

15、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述方法還可以進(jìn)一步包括如下附加技術(shù)特征至少之一：

16、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述熱壓燒結(jié)法中熱壓溫度為540℃-650℃。

17、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述熱變形技術(shù)或者反向擠出成型技術(shù)中熱變形溫度為570℃-750℃。

18、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述熱變形釹鐵硼磁體包含主相晶粒和晶界相，晶界相為nd1-x-y-zfexniycuz，0.2≤x+y+z≤0.4。

19、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述晶界相nd1-x-y-zfexniycuz在c面晶界和ab面晶界上均有分布。

20、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述晶界相nd1-x-y-zfexniycuz為非鐵磁性晶界相。

21、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明公開(kāi)了一種熱變形釹鐵硼磁體的制備方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述方法包括以下步驟：

22、1)按照設(shè)計(jì)的名義成分進(jìn)行物料配比，著重調(diào)控nd、fe、b、ni、cu等元素的相對(duì)含量。

23、2)按步驟1)設(shè)計(jì)的成分進(jìn)行熔煉、甩帶，得到具有預(yù)定成分的快淬薄帶；

24、3)將快淬薄帶進(jìn)行破碎研磨，得到快淬磁粉；

25、4)對(duì)快淬磁粉進(jìn)行晶化處理；

26、5)利用熱壓燒結(jié)法將磁粉制備成具有細(xì)小晶粒的各向同性的熱壓釹鐵硼磁體。熱壓溫度為540℃-650℃。

27、6)利用熱變形工藝或者反向擠出成型工藝制備具有各向異性的熱變形釹鐵硼磁體。熱變形溫度為570℃-750℃。

28、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明公開(kāi)的熱變形釹鐵硼磁體或根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法制備得到的熱變形釹鐵硼磁體在ab面和c面上均存在非鐵磁性的晶界相nd1-x-y-zfexniycuz，能夠很好地磁隔離相鄰主相晶粒，阻止反向磁疇擴(kuò)展，提高矯頑力。

29、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，相比于當(dāng)前常見(jiàn)的熱變形釹鐵硼磁體,本發(fā)明具有如下有益效果至少之一：

30、1)本發(fā)明中選擇了“雙親元素”ni作為磁體的外來(lái)添加元素之一，還選擇了cu這個(gè)低熔點(diǎn)合金元素用于降低晶界相熔點(diǎn)，使得晶界相能夠較為均勻地分布在釹鐵硼晶粒的ab面和c面晶界上。

31、2)通過(guò)調(diào)控原料中nd、fe、b、ni、cu元素的相對(duì)含量，使得晶界相nd1-x-y-zfexniycuz能夠比較均勻地分布在磁體的ab面和c面晶界上，從而很好地磁隔離相鄰晶粒，提高矯頑力。

32、3)相比于常見(jiàn)的用于制備熱變形釹鐵硼磁體的磁粉，本發(fā)明設(shè)計(jì)的配方成分中舍棄了ga元素，取而代之地加入ni和cu元素，可以降低原材料成本。

技術(shù)特征：

1.一種熱變形釹鐵硼磁體，其特征在于，所述磁體的成分為racobbcnidcuetffebal，r為以nd為必需元素的一種或一種以上的稀土元素，t選自ti和zr中的一種或兩種均有，a+b+c+d+e+f+bal＝100(以原子百分比計(jì))，13.5≤a≤16.5，0.0≤b≤2.0，5.2≤c≤5.6，0.2≤d+e≤3.0，0≤f≤0.2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱變形釹鐵硼磁體，其特征在于，所述熱變形釹鐵硼磁體包含主相晶粒和晶界相，晶界相為nd1-x-y-zfexniycuz，0.2≤x+y+z≤0.4。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱變形釹鐵硼磁體，其特征在于，所述晶界相nd1-x-y-zfexniycuz在c面晶界和ab面晶界上均有分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱變形釹鐵硼磁體，其特征在于，所述晶界相nd1-x-y-zfexniycuz為非鐵磁性晶界相。

5.一種制備熱變形釹鐵硼磁體的方法，其特征在于，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述熱壓燒結(jié)法中熱壓溫度為540℃-650℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述熱變形技術(shù)或者反向擠出成型技術(shù)中熱變形溫度為570℃-750℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述熱變形釹鐵硼磁體包含主相晶粒和晶界相，晶界相為nd1-x-y-zfexniycuz，0.2≤x+y+z≤0.4。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述晶界相nd1-x-y-zfexniycuz在c面晶界和ab面晶界上均有分布。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述晶界相nd1-x-y-zfexniycuz為非鐵磁性晶界相。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種熱變形釹鐵硼磁體及其制備方法，該熱變形釹鐵硼磁體的成分為RaCobBcNidCueTfFebal，R為以Nd為必需元素的一種或一種以上的稀土元素，T選自Ti和Zr中的一種或兩種均有，a+b+c+d+e+f+bal＝100(以原子百分比計(jì))，13.5≤a≤16.5，0.0≤b≤2.0，5.2≤c≤5.6，0.2≤d+e≤3.0，0≤f≤0.2。在該磁體中，釹鐵硼晶粒的c面和ab面晶界上都存在非鐵磁晶界相。

技術(shù)研發(fā)人員：于榮,武忠瑋,張鐵橋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30