CN103531321B - 稀土永磁粉、粘结磁体，以及应用该粘结磁体的器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稀土永磁粉、粘结磁体，以及应用该粘结磁体的器件。该稀土永磁粉包括4～12at.%的Nd、0.1~2at.%的C、10~25at.%的N和62.2~85.9at.%的T，其中T为Fe或FeCo，稀土永磁粉以TbCu₇结构的硬磁相为主相。该稀土永磁粉在制备过程中可有效避免材料挥发，改善了制备过程中与水冷辊之间的润湿性，最终制备的材料具有较好的磁性能。

Description

稀土永磁粉、粘结磁体，以及应用该粘结磁体的器件

技术领域

本发明涉及稀土永磁材料领域，尤其是涉及一种稀土永磁粉、粘结磁体，以及应用该粘结磁体的器件。

背景技术

稀土粘结永磁由于成型性好、尺寸精度高、磁性能高等优点目前已经被广泛应用于各种电子设备、办公自动化、汽车等领域，特别是微特电机中。为了满足科技发展对设备小型化微型化的要求，需要对材料中所使用的粘结磁粉的性能做出进一步优化。

制备粘结稀土永磁的关键就是稀土永磁粉的制备，磁粉的性能直接决定了粘结磁体的品质及市场价格。早期市场上成熟的粘结稀土永磁体基本上为各向同性的粘结NdFeB磁体，这种广泛应用的NdFeB磁粉通常是采用快淬方法制备而成。这种NdFeB磁体性能较好，但作为专利产品已被少数公司掌控，为了更近一步地推广稀土粘结永磁产品的应用，近年来，人们一直在努力寻找更多新品的粘结永磁粉，包括HDDR各向异性粉、Th₂Zn₁₇型各向异性粉、TbCu₇型各向同性粉，ThMn₁₂型各向异性粉等引起人们的广泛关注。

目前，钐铁氮系稀土永磁粉以优异的性能引起了广泛关注，在SmFe系合金制备过程中，通过速凝工艺制备得到具有TbCu₇结构硬磁相的快淬磁粉，但是在制备过程特别是工业化过程中，存在以下问题：

（1）钐的蒸汽压低，在制备过程中挥发严重，造成制备合金成本不稳；挥发出的钐易氧化，容易起火燃烧，易造成安全事故；挥发出的钐堵塞管道，给真空系统造成很大的损害。

（2）钐合金粘度大，快淬过程中与铜轮润湿性差，易造成合金液飞溅，速凝的薄片表面液流不稳，表面不平整，进而造成合金相结构、微观组织的不均匀，降低了所制备的钐铁氮系稀土永磁粉磁性能，这也是目前影响该材料大规模应用的主要原因。

为了解决钐铁合金制备过程中遇到的这些问题，寻找一种新的具有较好磁性能的稀土永磁粉已然成为稀土永磁粉开发领域的新课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土永磁粉、粘结磁体，以及应用该粘结磁体的器件以提高稀土永磁粉磁性能。

为此，本发明提供了一种稀土永磁粉，包括4～12at.%的Nd、0.1~2at.%的C、10~25at.%的N和62.2~85.9at.%的T，其中T为Fe或FeCo，所述稀土永磁粉以TbCu₇结构的硬磁相为主相。

进一步地，上述稀土永磁粉具有通式（Ⅰ）中结构，通式（Ⅰ）如下：

Nd_xT_100-x-y-aC_yN_a （Ⅰ）

其中，4≦x≦12，0.1≦y≦2，10≦a≦25。

进一步地，上述稀土永磁粉中还含有1~5at.%的元素A和0.1~2at.%的B，所述元素A为Zr和/或Hf，所述B的含量与所述元素A的含量之间的比值为0.1~0.5。

进一步地，上述稀土永磁粉中B的含量范围为0.3~2at.%。

进一步地，上述稀土永磁粉中元素Nd和所述元素A的含量为所述稀土永磁粉总含量的4~12at.%，且所述稀土永磁粉中元素C的含量与元素Nd和元素A含量的总和之间的比值为0.03~0.15。

进一步地，上述稀土永磁粉中元素C的含量与元素Nd和元素A含量的总和之间的比值为0.05~0.12。

进一步地，上述稀土永磁粉具有通式（Ⅰ）中结构，通式（Ⅱ）如下：

Nd_xA_wT_100-x-y-z-aC_yB_zN_a （Ⅱ）

其中T为Fe或FeCo；A为Zr和/或Hf；4≦x+w≦12，1≦w≦5，0.1≦z≦2，10≦a≦25，0.1≦z/w≦0.5，0.1≦y≦2。

进一步地，上述稀土永磁粉中还含有0.3~10at.%的M，M为Ti、V、Cr、Ni、Cu、Nb、Mo、Ta、W、Al、Ga、Si中的至少一种。

进一步地，上述稀土永磁粉中稀土永磁粉中M的含量为0.5~8at.%。

进一步地，上述稀土永磁粉中M的含量为0.5~5at.%，所述M为Nb、Ga、Al、Si中至少一种。

进一步地，上述稀土永磁粉的贴辊面粗糙度Ra在2.8μm以下，优选地，所述贴辊面粗糙度Ra在1.6μm以下。

进一步地，上述稀土永磁粉的平均晶粒大小为3~100nm。

进一步地，上述稀土永磁粉中元素Nd部分被Sm和/或Ce取代，所述稀土永磁粉中Sm和/或Ce的含量为0.5~4.0at.%。

同时，在本发明中还提供了一种粘结磁体，该粘结磁体为上述的稀土永磁粉与粘结剂粘结而成。

同时，在本发明中还提供了一种器件，该器件应用了上述粘结磁体。

本发明的有益效果：本发明所提出稀土永磁粉、粘结磁体，以及应用该粘结磁体的器件中，稀土永磁粉在制备过程中可有效避免材料挥发，改善了制备过程中与水冷辊之间的润湿性，最终制备的材料具有较好的磁性能。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。

对于氮系稀土永磁粉的研究，基本上均以钐铁为基础制备，这是因为所有稀土族化合物中，只有钐系合金的氮化物具有易轴各向异性，从而成为具有一定永磁性能的材料。其他稀土铁合金均为基面各向异性，即使氮化后也不具有永磁性能，所以其他稀土元素的加入不但不会具有稀土永磁粉的永磁性能，而且还可能会大幅度降低钐铁氮磁粉磁性能。

在上述理论的教导下，发明人为了改善钐铁氮系稀土永磁粉因与水冷辊之间的润湿性较差，降低了所制备的钐铁氮系稀土永磁粉磁性能的不足，在以钐铁为基础的N系稀土永磁粉中做出了多种尝试，但一直没有得到较好的改善。也因此致使此类发明的研究在很长一段时间内都处于停滞不前的状态。

偶然间，发明人将Nd元素、C元素、N元素以及Fe元素混合在一起，经快淬工艺制成以TbCu₇结构的硬磁相为主相的稀土永磁粉，惊喜的发现，所获取的稀土永磁粉改善了其与水冷辊之间的润湿性，提高了所制备的钐铁氮系稀土永磁粉磁性能。这样的改变可能是因为制备过程中，非平衡凝固形成了具有亚稳态TbCu₇结构硬磁相的NdFe合金的缘故，这种具有亚稳态TbCu₇结构硬磁相的NdFe合金具有单轴各向异性，快淬合金经过晶化后，具有一定的硬磁性能，并且该性能经过氮化，矫顽力提升，成为一种具有实用价值的稀土永磁材料。

在本发明的一种典型实施方式中，一种稀土永磁粉，包括4~12at.%的Nd、0.1~2at.%的C、10~25at.%的N和62.2~85.9at.%的T，其中T为Fe或FeCo，该稀土永磁粉以TbCu₇结构的硬磁相为主相。

上述稀土永磁粉以钕系铁合金作为基本成分，加入一定量的C元素，Nd元素与C元素的协同加入，能够有效降低合金在熔炼过程的原料挥发，进而改善稀土永磁粉在快淬过程与水冷辊之间的润湿性，从而使最终快淬合金具有稳定的合金成分、结构以及表面状态。

上述稀土永磁粉中，稀土Nd的含量在4~12at.%范围内。Nd含量少于4at.%，稀土永磁粉中α-Fe相的形成较多，矫顽力大大降低；而当Nd含量高于12at.%时，又会有较多的富稀土相形成，不利于磁性能的提高。优选地，稀土Nd的含量为4~10at.%

上述稀土永磁粉中，C（碳）的含量范围为0.1~2at.%，更加优选为0.3~1.5at.%。C的加入有利于增加稀土永磁粉的矫顽力，其与Nd元素复合，有利于改善材料的表面状态并最终得到稳定的合金成分、结构。

上述稀土永磁粉中，T为Fe或者Fe和Co，一定量的Co加入有利于含氮磁粉剩磁和温度稳定性的提高，同时可以稳定亚稳态的TbCu₇相结构，改善制备过程中的润湿性等效果。考虑到成本等原因，Co的加入量优选不超过T含量的20at.%。

上述稀土永磁粉经过氮化后得到稀土永磁粉，N（氮）的引入使Fe-Fe原子间距增大，从而使Fe-Fe原子交换作用大大增强，居里温度和矫顽力均得到提高。在上述稀土永磁粉中，氮含量为10~25at%，氮的加入过少，起不到加大原子间距，改善磁性能的作用；氮加入过多，氮反而会占据不利晶位，对最终磁性能产生负面影响。

上述稀土永磁粉是以TbCu₇结构的硬磁相为主相，其是指材料中占体积比最大的相，在材料制备过程中由于成分偏差、氧化等原因，会引入其他杂质相，本发明中粉末构成相采用X射线衍射进行确认，各杂相以X射线不能分辨出为准。

在本发明中的一种具体实施方式中，上述稀土永磁粉具有通式（Ⅰ）中结构，通式（Ⅰ）如下：

Nd_xT_100-x-y-aC_yN_a （Ⅰ）

其中，4≦x≦12，0.1≦y≦2，10≦a≦25。具有通式（Ⅰ）的稀土永磁粉具有与水冷辊之间的润湿性好，最终制备稀土永磁粉磁性能好的的优势。

在本发明的一种典型实施方式中，上述稀土永磁粉中还含有1~5at.%的元素A和0.1~2at.%的B元素A为Zr和/或Hf，所述B的含量与所述元素A的含量之间的比值为0.1~0.5。

在这种稀土永磁粉中，加入元素A，即元素Zr和/或Hf，有利于改善稀土元素在合金中的比例，在稳定TbCu₇结构的硬磁相结构的同时获得更高的剩磁。优选将A的含量范围控制在1~5at.%，A含量过少稳定相结构的效果不明显，而A含量过多一方面增加成本，另一方面不利于磁性能的提高。

同时，在该稀土永磁粉中B（硼）的加入有利于改善合金的非晶形成能力，可以促进在较低铜轮转速下形成具有较高性能的材料。同时一定量的B加入对细化晶粒，提高材料剩磁等磁性能参数是有利的。本技术方案要求B的含量范围为0.1~2at.%，优选为0.3~2at.%，更加优选为0.5~1.5at.%。过多的B易导致材料中出现Nd₂Fe₁₄B相，不利于整体磁性能的提高。

另外，在本发明稀土永磁粉中所加入的元素A和B之间含量的比值为0.1~0.5。在该稀土永磁粉中B和A的含量在上述比值范围内，有利于协同改善稀土永磁粉的材料性能，其比两者单独使用时效果明显，因为前面已经提到，通过B的加入改善材料的快淬非晶形成能力是十分有效的，但较多的B易导致材料中出现Nd₂Fe₁₄B相，不利于整体磁性能的提高，当B与A的含量复合添加并且具有一定的成分配比时，可以相对提高B的含量而不形成劣相，从而进一步改善材料的制备性能与最终的磁性能。优选元素B的含量为0.3~2at.%。

在本发明的一种优选实施方式中，上述稀土永磁粉中元素Nd和元素A的含量为稀土永磁粉总含量的4~12at.%，且稀土永磁粉中元素C的含量与元素Nd和元素A含量的总和之间的比值为0.03~0.15。将稀土永磁粉中元素Nd和元素A的含量控制在稀土永磁粉总含量的4~12at.%，有利于得到具有单一TbCu₇相结构的永磁材料。同时，将稀土永磁粉中元素C的含量与元素Nd和元素A含量的总和之间的比值控制为0.03~0.15，通过调节两者的比值范围，有利于减少因元素C的添加形成Nd₂Fe₁₄C相，使合金相结构更加稳定，有利于材料整体性能的提高，优选地，该比值为0.05~0.12。

在本发明的一种典型实施方式中，上述稀土永磁粉具有通式（Ⅱ）中结构，通式（Ⅱ）如下：

Nd_xA_wT_100-x-y-z-aC_yB_zN_a （Ⅱ）

其中T为Fe或FeCo；A为Zr和/或Hf；且4≦x+w≦12，1≦w≦5，0.1≦z≦2，10≦a≦25，0.1≦z/w≦0.5，0.1≦y≦2。这种稀土永磁粉具有与水冷辊之间的润湿性好，最终制备稀土永磁粉磁性能好的的优势。

在本发明的一种典型实施方式中，上述稀土永磁粉中还含有0.3~10at%的M，M为Ti、V、Cr、Ni、Cu、Nb、Mo、Ta、W、Al、Ga、Si中的至少一种。在这种稀土永磁粉中M元素的加入可以细化晶粒，提高最终稀土永磁粉矫顽力、剩磁等磁性能。优选地，M元素的含量为0.5~8at%，更加优选地，稀土永磁粉中M的含量为0.5~5at%，所述M为Nb、Ga、Al、Si中至少一种。

通过不同原料的选择，在制作上述稀土永磁粉的过程中，很难避免材料中除了TbCu₇结构的硬磁相外不存在其他相结构，例如ThMn₁₂结构以及Th₂Zn₁₇结构，，在一种优选方案中，上述稀土永磁粉在Cu靶X射线下，TbCu₇结构的硬磁相在2θ=40~45°之间有一个峰，优选地，当X射线衍射精度为0.02°时，稀土永磁粉的半峰宽<0.8°时，满足上述要求的稀土永磁分相结构单一、稳定，具有较好的磁性能。

在稀土永磁粉的快淬合金的制备中，合金液与水冷辊之间润湿性的好坏直接影响制备出的合金表面粗糙度，粗糙度Ra值越大，表示表面越凸凹不平。由于不同厚度的带片冷却速率不同，极端条件下，同一带片某些部位已经过快淬，而另外一些部位冷速不够，因此必然影响最终形成合金的相结构，以及合金的微观组织；另外，不均匀的带片也造成了氮化过程中的动力学条件不同，使氮化不均匀，以上均影响材料的最终磁性能。

为了进一步提升本发明所提供的稀土永磁粉的磁性能，在本发明的一种典型实施方式中，上述稀土永磁粉的贴辊面粗糙度Ra在2.8μm以下。在本发明中贴辊面粗糙度Ra为轮廓算术平均偏差，其表示带片的表面状态。轮廓算术平均偏差Ra为在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值，计算公式如下

或近似为：

在上式中，y为轮廓偏距，其是指在测量方向上轮廓点与基准线之间的距离。基准线为轮廓的中线，这条线划分轮廓，并使其在取样长度内轮廓偏离该线的平方和为最小。

将稀土永磁粉的贴辊面粗糙度Ra控制在2.8μm以下，有利于控制稀土永磁粉的材料润湿性的反应，进而获取具有较高磁性能的稀土永磁粉。优选地，上述稀土永磁粉的贴辊面粗糙度Ra值在2.8μm以下；进一步优选地，上述稀土永磁粉的贴辊面粗糙度Ra为2.2μm；更加上述稀土永磁粉的贴辊面粗糙度Ra为1.6μm以下。

在本发明的一种典型实施方式中，上述稀土永磁粉的平均晶粒大小为3~100nm。在该稀土永磁粉中硬磁相的平均晶粒小于3nm时，既不利于得到5kOe以上的矫顽力，同时也为制备造成了难度，降低了成品率；如果其平均粒径超过100nm，得到的剩磁较低。硬磁相晶粒优选为分布在5~80nm范围内，更加优选为分布在5~50nm范围内。

在本发明的一种优选实施方式中，上述稀土永磁粉中元素Nd部分被Sm和/或Ce取代，稀土永磁粉中Sm和/或Ce的含量为0.5~4.0at%。在该稀土永磁粉中增加Sm和/或Ce一方面改善材料性能、降低成本；另一方面有利于改善成相条件，改善带片表面状态的作用。

在本发明中还提供了一种上述稀土永磁粉的制备工艺，具体采用步骤如下：

（1）首先将一定成分的合金配料，经过中频、电弧等方式进行熔炼得到合金铸锭；（2）将粗破碎后的合金块经过感应融化后形成合金液，使合金液经过急冷后得到片状合金粉；（3）获得的合金粉经过一定温度和时间的晶化处理，然后在350~550℃左右渗氮和/或渗碳处理，氮源为工业纯氮，氢气和氨气的混合气等；（4）得到稀土永磁粉。

在具有以上公开的材料成分情况下，整个材料制备过程：快淬、破碎、晶化、氮化等过程均需要稳定均匀控制。在快淬阶段，需要严格控制的因素主要包括熔炼温度、喷嘴直径与快淬轮速，并协同控制喷射压力。

喷射压力在本发明中主要起到两个作用，一个是保证合金液稳定均匀的喷出，二是通过压力来抑制熔炼过程中稀土元素特别是稀土元素的挥发，保持材料成分的一致性。同时喷射压力根据合金溶液的量与快淬状况连续调节，从而避免在一次制备过程中的不同阶段材料制备的不均匀。在快淬开始阶段，由于金属钢液本身造成的压力，可以保证顺利喷射而出，此时可采用较小的喷射压；到快淬的中后期，由于钢液页面的下降造成液流缓慢甚至喷射不出，这是加大喷射压，以保证快淬顺利进行。

熔炼温度也是一个重要的参考指标。NdFe基合金熔炼温度相对较低，同时一定量M的加入可以有效降低熔炼温度，使整个过程稳定，同时不易造成挥发。本发明中，熔炼温度在1200~1600℃之间，根据成分的不同微调。

在晶化与氮化阶段，为了避免软硬磁相晶粒长大，需要控制处理的温度和时间。同时，提高晶化与氮化效率是避免晶粒异常长大的关键因素之一。本发明采用通过相对低温长时间处理的处理工艺，得到在保持较好微观组织基础上的高性能磁粉。

本发明所提供的主相为TbCu₇结构的稀土永磁粉末，将该稀土永磁粉末与树脂进行混合制成各向同性的粘结磁体。制备方法可以通过模压、注射、压延、挤出等方法制备而成。制备的粘结磁体可以为块状、环状等其他形式。

本发明得到的粘结磁体可以应用到相应器件的制备中。通过上述方法制备出高性能的稀土永磁粉以及磁体，有利于器件的进一步小型化。

以下将结合具体实施例S1-S71进一步说明本发明所提供的稀土永磁粉的有益效果。

经X射线衍射法确认，如下实施例S1-S71所制备的稀土永磁分中硬磁相的主相均为TbCu₇结构。以下将进一步说明稀土永磁粉成分、晶粒大小、晶粒分布、磁粉性能。

(1)稀土永磁粉成分

稀土合金粉成分为熔炼的合金粉经过渗氮而成。磁粉的成分为渗氮后磁粉的成分，成分用原子百分比表示。

(2)晶粒大小σ

平均晶粒大小表示方法：采用电子显微镜拍摄材料的微观组织照片，从照片中观测硬磁相TbCu₇结构晶粒，以及软磁相α-Fe相晶粒。具体方法是统计n个同种类型晶粒的总横截面积S，然后将横截面积S等效成一个圆的面积，求出圆的直径，即为平均晶粒大小σ，单位为nm，计算公式如下：

(3)磁粉性能

磁粉性能通过振动样品磁强计(VSM)检测。

其中Br为剩磁，单位为kGs；Hcj为内禀矫顽力，单位为kOe；(BH)m为磁能积，单位为MGOe。

(4)粗糙度Ra

粗糙度采用粗糙度仪进行测量。

一、关于Nd_xT_100-x-y-aC_yN_a类稀土永磁粉

按比例将表1实施例1-16列出的金属混合后放入感应熔炼炉中，在Ar气保护下进行熔炼得到合金铸锭，将合金铸锭粗破碎后放入快淬炉中进行快淬，保护气体为Ar气，喷射压力为55kPa，喷嘴数量为2个，横截面积为0.85mm²，水冷辊线速度为50m/s，铜辊直径为300mm，快淬后得到片状合金粉。

将上述合金在Ar气保护下于730℃处理15min后，进入1个大气压的N²气下进行氮化，处理条件为430℃，6小时，得到氮化物磁粉。得到的氮化物磁粉进行XRD检测。

将得到的片状氮化物磁粉进行成分、磁性能、晶粒大小的检测。材料的成分、性能如表1所示，S表示实施例。采用相同工艺，改变成分得到对比例，D表示对比例。

表1材料成分、组织及性能

由表中实施例1-16和对比例1-3所对应的数据结构可知，在使用元素Nd、元素C、元素N和元素T（T为Fe或FeCo）制备稀土永磁粉时，通过控制可原料的比值范围，可以获得较高的性能。尤其是，对所制备的稀土永磁粉中C元素的含量，当含C量不在本发明要求范围之内时，表面粗糙度以及磁性能均会有不同程度的降低。

二、关于添加有元素A（Zr和/或Hf）和B的稀土永磁粉

按比例将表2中实施例17-36列出的金属混合后放入感应熔炼炉中，在Ar气保护下进行熔炼得到合金铸锭，将合金铸锭粗破碎后放入快淬炉中进行快淬，保护气体为Ar气，喷射压力位20kPa，喷嘴数量为2个，横截面积为0.75mm²，水冷辊线速度为55m/s，铜辊直径为300mm，快淬后得到片状合金粉。

将上述合金在Ar气保护下于730℃处理10min后进入1个大气压的N₂气下进行氮化，处理条件为420℃，7小时，得到氮化物磁粉。

将得到的片状氮化物磁粉进行成分、磁性能、晶粒大小的检测。材料的成分、性能如表2所示，S表示实施例。采用相同工艺，改变成分得到对比例，D表示对比例。

表2材料成分、组织与性能

由表2中内容可以看出，在本发明稀土永磁粉中加入元素A和B后，通过控制可原料的比值范围，可以获得较高的性能。尤其是将元素B和元素A之间的比值控制在0.1~0.5之间，同时控制C与A和Nd之和的比值在0.05~0.12范围之间时，可以获得最优的表面状况与磁性能。同时可以从实施例中看到，当这些比值范围不在这个范围之内时，磁性能均有所下降。

三、关于添加有元素M的稀土永磁粉

关于由元素Nd、元素C、元素N、元素T（T为Fe或FeCo）以及元素M制备稀土永磁粉，其中M为Ti、V、Cr、Ni、Cu、Nb、Mo、Ta、W、Al、Ga、Si中的至少一种。

按比例将表3实施例S37-S53列出的金属混合后放入感应熔炼炉中，在Ar气保护下进行熔炼得到合金铸锭，将合金铸锭粗破碎后放入快淬炉中进行快淬，保护气体为Ar气，喷射压力位35kPa，喷嘴数量为1个，横截面积为0.9mm²，水冷辊线速度为65m/s，铜辊直径为300mm，快淬后得到片状合金粉。

将上述合金在Ar气保护下于750℃处理10min后进入1个大气压的N2气下进行氮化，处理条件为430℃，6小时，得到氮化物磁粉。

得到的氮化物磁粉进行XRD检测。将得到的片状氮化物磁粉进行成分、磁性能、晶粒大小的检测。材料的成分、性能如表3所示，S表示实施例。采用相同工艺，改变成分得到对比例，D表示对比例。

表3材料成分、组织与性能

由表3中内容可以看出，一定量的M加入也会使表面粗糙度获得较低的值，但是，与不加M的相比，磁性能会有所下降，当成分偏离本发明要求范围之内时，表面粗糙度以及磁性能均会有不同程度的降低。

四、关于添加有元素M的稀土永磁粉

关于由元素Nd、元素C、元素N、元素T（T为Fe或FeCo）、元素A、元素B以及元素M制备稀土永磁粉，其中M为Ti、V、Cr、Ni、Cu、Nb、Mo、Ta、W、Al、Ga、Si中的至少一种。

按比例将表4实施例S54-S63列出的稀土及过渡族金属混合后放入感应熔炼炉中，在Ar气保护下进行熔炼得到合金铸锭，将合金铸锭粗破碎后放入快淬炉中进行快淬，保护气体为Ar气，喷射压力位30kPa，喷嘴数量为3个，横截面积为0.83mm²，水冷辊线速度为61m/s，铜辊直径为300mm，快淬后得到片状合金粉。

将上述合金在Ar气保护下于700℃处理10min后进入1个大气压的N₂气下进行氮化，处理条件为420℃，5.5小时，得到氮化物磁粉。

得到的氮化物磁粉进行XRD检测。将得到的片状氮化物磁粉进行成分、磁性能、晶粒大小的检测。材料的成分、性能如表4所示，S表示实施例。

表4材料成分、组织与性能

由表4中内容可知，一定量的M加入也会使表面粗糙度获得较低的值，但是，与不加M的相比，磁性能会有所下降，当成分偏离本发明要求范围之内时，表面粗糙度以及磁性能均会有不同程度的降低。

五、关于其他稀土元素对本发明所提供的稀土永磁粉的磁性能影响。

按比例将表5实施例S64-S71列出的相关稀土及过渡族金属混合后放入感应熔炼炉中，在Ar气保护下进行熔炼得到合金铸锭，将合金铸锭粗破碎后放入快淬炉中进行快淬，保护气体为Ar气，喷射压力位45kPa，喷嘴数量为4个，横截面积为0.75mm²，水冷辊线速度为60m/s，铜辊直径为300mm，快淬后得到片状合金粉。

将上述合金在Ar气保护下于700℃处理10min后进入1个大气压的N₂气下进行氮化，处理条件为430℃，6小时，得到氮化物磁粉。

得到的氮化物磁粉进行XRD检测。将得到的片状氮化物磁粉进行成分、磁性能、晶粒大小的检测。材料的成分、性能如表5所示，S表示实施例。

表5材料成分、组织与性能

根据以上说明，本发明提供TbCu₇结构稀土氮化物磁粉，优化了成分，能够有效避免制备工程中稀土挥发、润湿性差等问题，得到相结构、微观组织均匀的高磁性能材料。

此外，根据本发明，可用以上的磁粉与粘结剂混合进行粘结制备粘结磁体，在马达、音响、测量仪器等场合得到应用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种稀土永磁粉，其特征在于，所述稀土永磁粉包括4～12at.％的Nd、0.1～2at％的C、10～25at.％的N和62.2～85.9at.％的T，其中T为Fe或FeCo，所述稀土永磁粉以TbCu₇结构的硬磁相为主相，所述稀土永磁粉中还含有1～5at.％的元素A和0.1～2at.％的B，所述元素A为Zr和/或Hf，所述B的含量与所述元素A的含量之间的比值为0.1～0.5，所述元素Nd和所述元素A的含量为所述稀土永磁粉总含量的4～12at.％，且所述稀土永磁粉中元素C的含量与元素Nd和元素A含量的总和之间的比值为0.05～0.12。

2.根据权利要求1所述的稀土永磁粉，其特征在于，所述稀土永磁粉具有通式(Ⅰ)中结构，通式(Ⅰ)如下：

Nd_xT_100-x-y-aC_yN_a (Ⅰ)

其中，4≦x≦12，0.1≦y≦2，10≦a≦25。

3.根据权利要求1所述的稀土永磁粉，其特征在于，所述B的含量范围为0.3～2at.％。

4.根据权利要求1所述的稀土永磁粉，其特征在于，所述稀土永磁粉具有通式(Ⅱ)中结构，通式(Ⅱ)如下：

Nd_xA_wT_100-x-y-z-aC_yB_zN_a (Ⅱ)

其中T为Fe或FeCo；A为Zr和/或Hf；

4≦x+w≦12，1≦w≦5，0.1≦z≦2，10≦a≦25，0.1≦z/w≦0.5，0.1≦y≦2。

5.根据权利要求1所述的稀土永磁粉，其特征在于，所述稀土永磁粉中还含有0.3～10at.％的M，M为Ti、V、Cr、Ni、Cu、Nb、Mo、Ta、W、Al、Ga、Si中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的稀土永磁粉，其特征在于，所述稀土永磁粉中M的含量为0.5～8at.％。

7.根据权利要求6所述的稀土永磁粉，其特征在于，所述稀土永磁粉中M的含量为0.5～5at.％，所述M为Nb、Ga、Al、Si中至少一种。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的稀土永磁粉，其特征在于，所述稀土永磁粉的贴辊面粗糙度Ra在2.8μm以下。

9.根据权利要求8所述的稀土永磁粉，其特征在于，所述贴辊面粗糙度Ra在1.6μm以下。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的稀土永磁粉，其特征在于，所述稀土永磁粉平均晶粒大小为3～100nm。

11.一种如权利要求1至7中任一项所述的稀土永磁粉，其特征在于，所述稀土永磁粉中元素Nd部分被Sm和/或Ce取代，所述稀土永磁粉中Sm和/或Ce的含量为0.5～4.0at.％。

12.一种粘结磁体，其特征在于，所述粘结磁体为权利要求1至11中任一项所述的稀土永磁粉与粘结剂粘结而成。

13.一种器件，其特征在于，所述器件应用了权利要求12中所述的粘结磁体。