CN110942878B - 一种r-t-b系永磁材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种R‑T‑B系永磁材料及其制备方法和应用。该R‑T‑B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5‑33.5wt.%;其中:所述R’包括Pr,所述Pr的含量≥8.85wt.%;C:0.106‑0.26wt.%;O:≤0.07wt.%;X:0‑5.0wt.%,所述X为Cu、Al、Ga、Co、Zr、Ti、Nb和Mn中的一种或多种;B:0.90‑1.2wt.%;Fe:61.4‑69.5wt.%。本发明所提供的R‑T‑B系永磁材料可在无重稀土的条件下实现永磁材料性能的提升,且无需控制工艺过程中所引入的碳元素的含量,在高碳元素含量的条件下,磁体仍然保持优异的性能。

Description

一种R-T-B系永磁材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种R-T-B系永磁材料及其制备方法和应用。
背景技术
自1979年由苏联科学家发现Nd2Fe14B以来,美国和日本的研究者率先对该物相的性能进行研究,目前由PrNd组成的物相(Pr、Nd的质量比为20:80或者25:75)已经应用于商业中进行烧结永磁体的生产,由于其具有高磁能积和高剩磁等优势,目前已在电机、电声器件、计算机硬盘驱动器(HDD)、军工设备、人体核磁共振成像仪(MRI)、微波通讯技术、控制器、仪表等方面受到了广泛应用。
随着科学技术的进步,目前对Nd-Fe-B的性能提出了更高的要求,许多研究者通过加入大量的重稀土Dy或Tb来实现钕铁硼材料性能的提升,但过多的采用重稀土会使得材料成本急剧增加,同时重稀土资源相对较少。
因此,如何利用资源丰富的元素制得具有高矫顽力、高剩磁的钕铁硼材料为本领域亟需解决的技术问题。
此外,如何使批量生产的磁体实现磁性能的高均一性、高稳定性,同时控制生产成本,也是本领域一直致力于解决的问题。然而,钕铁硼磁体在工艺过程中会不可避免地引入碳、硫、氢、氧、氮等杂质元素,对生产磁性能均一稳定的磁体提出了不小的挑战。并且,本领域一般认为碳杂质含量偏高,会导致磁体主相晶粒大小及富钕相分布不均匀,造成磁体各项性能指标均有不同程度的下降。因此,目前为了改善磁体的均一稳定性,需要对生产工艺严格控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中烧结钕铁硼磁铁性能提升过度依赖于重稀土元素,同时烧结钕铁硼磁铁中碳元素的含量过高会导致磁体性能下降的缺陷,而提供了一种R-T-B系永磁材料及其制备方法和应用。本发明所提供的R-T-B系永磁材料可在无重稀土的条件下实现永磁材料性能的提升,且无需控制工艺过程中所引入的碳元素的含量,在高碳元素含量的条件下,磁体仍然保持优异的性能。
本发明提供了一种R-T-B系永磁材料,以质量百分比计,其包括下述组分:
R’:29.5-33.5wt.%;其中:所述R’为稀土元素,所述R’包括Pr,所述Pr的含量≥8.85wt.%;
C:0.106-0.26wt.%;
O:≤0.07wt.%;
X:0-5.0wt.%,所述X为Cu、Al、Ga、Co、Zr、Ti、Nb和Mn中的一种或多种;
B:0.90-1.2wt.%;
Fe:61.4-69.5wt.%。
本发明中,所述R’的含量优选为29.5-33.4wt.%,例如29.5wt.%、30.5wt.%、30.8wt.%、31.0wt.%、31.013wt.%、31.075wt.%、31.115wt.%、31.5wt.%、32.0wt.%、32.3wt.%、32.8wt.%或33.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
本发明中,所述Pr的含量优选为8.85-27.15wt.%,更优选为≥17.00wt.%,例如8.846wt.%、8.848wt.%、8.849wt.%、8.851wt.%、9.852wt.%、10.148wt.%、10.151wt.%、10.848wt.%、10.849wt.%、11.848wt.%、12.148wt.%、12.15wt.%、12.151wt.%、13.149wt.%、14.147wt.%、14.148wt.%、14.149wt.%、14.151wt.%、14.152wt.%、16.148wt.%、16.151wt.%、16.152wt.%、17.148wt.%、17.149wt.%、17.15wt.%、17.151wt.%、17.152wt.%、18.148wt.%、18.149wt.%、18.151wt.%、18.152wt.%、19.148wt.%、19.149wt.%、19.15wt.%、19.151wt.%、19.152wt.%、20.148wt.%、20.149wt.%、20.15wt.%、20.152wt.%、21.148wt.%、22.149wt.%、22.151wt.%、23.149wt.%、23.15wt.%、24.148wt.%、24.151wt.%、24.152wt.%、25.152wt.%或27.148wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
本发明中,所述R’中还可包括Nd和/或R,所述R为除Pr、Nd外的稀土元素。
其中,所述Nd的含量优选为3.3-23.0wt.%,例如3.348wt.%、5.352wt.%、6.652wt.%、6.851wt.%、7.351wt.%、7.353wt.%、7.849wt.%、8.351wt.%、8.651wt.%、8.652wt.%、8.852wt.%、9.349wt.%、9.352wt.%、10.651wt.%、10.851wt.%、11.348wt.%、11.351wt.%、11.352wt.%、11.651wt.%、11.652wt.%、11.851wt.%、12.351wt.%、12.352wt.%、12.649wt.%、12.65wt.%、12.651wt.%、12.652wt.%、13.348wt.%、13.352wt.%、13.353wt.%、13.649wt.%、13.651wt.%、13.653wt.%、13.848wt.%、13.852wt.%、14.348wt.%、14.35wt.%、14.351wt.%、14.352wt.%、14.355wt.%、14.652wt.%、14.849wt.%、15.352wt.%、15.353wt.%、16.349wt.%、16.35wt.%、16.651wt.%、16.848wt.%、17.352wt.%、17.652wt.%、18.335wt.%、18.651wt.%、18.652wt.%、18.849wt.%、19.351wt.%、19.649wt.%、19.652wt.%、20.652wt.%、20.851wt.%、21.353wt.%、21.647wt.%、21.648wt.%、21.649wt.%、21.951wt.%、22.149wt.%或22.652wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
其中,所述Nd和所述R’的质量比优选为≤0.72,更优选为<0.5,例如0.110、0.175、0.216、0.221、0.233、0.241、0.253、0.281、0.283、0.286、0.297、0.307、0.317、0.346、0.350、0.360、0.366、0.372、0.378、0.382、0.385、0.392、0.395、0.411、0.416、0.422、0.424、0.438、0.443、0.447、0.456、0.470、0.476、0.479、0.487、0.520、0.536、0.541、0.544、0.551、0.554、0.588、0.598、0.601、0.606、0.608、0.614、0.632、0.644、0.666、0.671、0.673、0.678、0.696、0.697、0.700、0.710、0.713、0.714、0.715或0.719。
其中,所述R的种类优选为Y和/或Ce。
其中,所述R的含量优选为0-1wt.%,例如0.29wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比。
本发明中,所述R’中还可包括重稀土元素RH。
其中,所述RH的种类可为Dy和/或Tb。
其中,所述RH的含量可为本领域常规的含量,优选为0.5-2.6wt.%,例如0.58wt.%、0.62wt.%、1.212wt.%、1.219wt.%、1.51wt.%、1.991wt.%、2.011wt.%、2.511wt.%或2.512wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比。
其中,所述RH和所述R的质量比优选为<0.253,例如0.019-0.075,再例如0.019、0.020、0.038、0.039、0.047、0.061或0.075。
当所述RH中含有Tb时,所述Tb的含量优选为0.5-2.0wt.%,例如1.991wt.%、1.212wt.%、1.219wt.%或0.58wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比。
当所述RH中含有Dy时,所述Dy的含量优选为0.6-2.52wt.%,例如0.62wt.%、1.51wt.%、2.011wt.%、2.511wt.%或2.512wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比。
本发明中,所述C的含量优选为0.106-0.25wt.%,例如0.1062wt.%、0.1069wt.%、0.1072wt.%、0.1075wt.%、0.1251wt.%、0.1253wt.%、0.1256wt.%、0.1532wt.%、0.1534wt.%、0.1537wt.%、0.1759wt.%、0.1761wt.%、0.1764wt.%、0.1835wt.%、0.184wt.%、0.1843wt.%、0.1846wt.%、0.1965wt.%、0.197wt.%、0.1973wt.%、0.2139wt.%、0.2144wt.%、0.2147wt.%、0.2243wt.%、0.2245wt.%、0.2248wt.%、0.2251wt.%、0.2379wt.%或0.2456wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
本发明中,所述O的含量优选为≤0.0691wt.%,例如0.0382wt.%、0.0384wt.%、0.039wt.%、0.0391wt.%、0.041wt.%、0.0412wt.%、0.0432wt.%、0.0442wt.%、0.0444wt.%、0.0456wt.%、0.0458wt.%、0.0468wt.%、0.0492wt.%、0.0493wt.%、0.0494wt.%、0.05wt.%、0.0501wt.%、0.0503wt.%、0.0523wt.%、0.0529wt.%、0.0531wt.%、0.0558wt.%、0.0564wt.%、0.0566wt.%、0.0582wt.%、0.0588wt.%、0.059wt.%、0.0635wt.%、0.0641wt.%、0.0643wt.%、0.0669wt.%、0.0675wt.%、0.0685wt.%或0.0691wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
本发明中,所述B的含量优选为0.94-1.1wt.%,例如0.946wt.%、0.947wt.%、0.948wt.%、0.949wt.%、0.951wt.%、0.952wt.%、0.958wt.%、0.961wt.%、0.962wt.%、0.981wt.%、0.982wt.%、0.985wt.%、0.998wt.%、1.008wt.%、1.009wt.%、1.01wt.%、1.011wt.%或1.012wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
本发明中,所述Fe的含量优选为61.4-69.3wt.%,例如61.49wt.%、61.60wt.%、62.15wt.%、62.19wt.%、62.66wt.%、62.91wt.%、63.52wt.%、63.62wt.%、63.66wt.%、64.71wt.%、65.85wt.%、66.02wt.%、66.15wt.%、66.19wt.%、66.22wt.%、66.23wt.%、66.30wt.%、66.37wt.%、66.40wt.%、66.44wt.%、66.57wt.%、66.66wt.%、66.70wt.%、66.72wt.%、66.75wt.%、66.82wt.%、66.85wt.%、66.88wt.%、66.91wt.%、66.94wt.%、66.95wt.%、66.98wt.%、67.08wt.%、67.15wt.%、67.17wt.%、67.23wt.%、67.27wt.%、67.29wt.%、67.30wt.%、67.31wt.%、67.32wt.%、67.34wt.%、67.40wt.%、67.42wt.%、67.47wt.%、67.48wt.%、67.54wt.%、67.64wt.%、67.65wt.%、67.69wt.%、67.71wt.%、67.74wt.%、67.78wt.%、67.80wt.%、68.22wt.%、68.24wt.%、68.25wt.%、68.27wt.%、68.28wt.%、68.31wt.%、68.32wt.%、68.34wt.%、68.36wt.%、68.73wt.%、68.83wt.%、68.95wt.%、69.03wt.%、69.10wt.%或69.25wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
本发明中,所述X可为Cu、Al、Ga、Co、Zr、Ti或Nb,还可为“Cu和Al”、“Ga和Mn”、“Cu、Al和Ga”、“Cu、Al、Ga和Zr”、“Cu、Al、Ga和Co”或“Cu、Al、Ga、Zr和Co”。
本发明中,所述X的含量优选为0-4.5wt.%,例如0.021wt.%、0.041wt.%、0.101wt.%、0.102wt.%、0.201wt.%、0.202wt.%、0.251wt.%、0.301wt.%、0.302wt.%、0.351wt.%、0.352wt.%、0.362wt.%、0.401wt.%、0.421wt.%、0.423wt.%、0.451wt.%、0.497wt.%、0.5wt.%、0.501wt.%、0.523wt.%、0.526wt.%、0.601wt.%、0.602wt.%、0.643wt.%、0.673wt.%、0.702wt.%、0.704wt.%、0.743wt.%、0.801wt.%、0.803wt.%、0.871wt.%、0.882wt.%、0.894wt.%、0.901wt.%、0.945wt.%、1.021wt.%、1.022wt.%、1.105wt.%、1.194wt.%、1.274wt.%、1.305wt.%、1.402wt.%、1.506wt.%、1.562wt.%、1.732wt.%、1.905wt.%、2.501wt.%、3.803wt.%、3.809wt.%、3.813wt.%、3.814wt.%、3.865wt.%、3.959wt.%、4.199wt.%、4.207wt.%或4.208wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
当所述X中包含Cu时,所述Cu的含量优选为0.2-0.51wt.%,例如0.201wt.%、0.302wt.%、0.34wt.%、0.341wt.%、0.351wt.%、0.381wt.%、0.382wt.%、0.4wt.%、0.401wt.%、0.402wt.%、0.403wt.%、0.41wt.%、0.42wt.%、0.421wt.%、0.441wt.%、0.451wt.%、0.5wt.%、0.501wt.%或0.502wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比。
当所述X中包含Al时,所述Al的含量优选为0-0.81wt.%、但不为0,例如0.01-0.03wt.%或0.5-0.8wt.%,再例如0.01wt.%、0.021wt.%、0.03wt.%、0.041wt.%、0.042wt.%、0.101wt.%、0.102wt.%、0.103wt.%、0.202wt.%、0.298wt.%、0.301wt.%、0.302wt.%、0.351wt.%、0.401wt.%、0.402wt.%、0.403wt.%、0.451wt.%、0.497wt.%、0.501wt.%、0.502wt.%、0.601wt.%、0.602wt.%、0.702wt.%、0.801wt.%、0.802wt.%或0.81wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比。
当所述X中包含Ga时,所述Ga的含量优选为0.0-1.85wt.%、但不为0,更优选为0.1-1.552wt.%,例如0.102wt.%、0.151wt.%、0.202wt.%、0.251wt.%、0.3wt.%、0.301wt.%、0.302wt.%、0.399wt.%、0.401wt.%、0.42wt.%、0.421wt.%、0.501wt.%、0.502wt.%、0.901wt.%、1.402wt.%或1.552wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比。
当所述X中包含Co时,所述Co的含量优选为0.0-3.0wt.%、但不为0,更优选为0.5-2.5wt.%,例如0.5wt.%、1.0wt.%或2.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
当所述X中包含Zr时,所述Zr的含量优选为0.25-0.35wt.%,例如0.25wt.%、0.30wt.%或0.35wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
当所述X中包含Nb时,所述Nb的含量优选为0.25-0.35wt.%,例如0.25wt.%、0.30wt.%或0.35wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
当所述X中包含Mn时,所述Mn的含量优选为0.0-0.03wt.%、但不为0,例如0.01wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
本发明中,所述R-T-B系永磁材料中还可包括常规添加元素M,例如Ni、Zn、Ag、In、Sn、Bi、V、Cr、Hf、Ta和W中的一种或多种。
其中,所述M的种类优选为Cr。
其中,所述M的含量优选为0-0.15wt.%、但不为0,例如0.05wt.%或0.12wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
本发明中,所述所述R-T-B系永磁材料中还可包含氮元素N,优选地,所述N元素的含量≤0.05wt.%,例如0.0182wt.%、0.0187wt.%、0.0223wt.%、0.0228wt.%、0.025wt.%、0.0251wt.%、0.0256wt.%、0.0284wt.%、0.0285wt.%、0.029wt.%、0.0301wt.%、0.0302wt.%、0.0307wt.%、0.0341wt.%、0.0342wt.%、0.0347wt.%、0.0366wt.%、0.0371wt.%、0.0372wt.%、0.0375wt.%、0.0378wt.%、0.0397wt.%、0.0398wt.%、0.0401wt.%、0.0404wt.%、0.0436wt.%、0.0439wt.%、0.0442wt.%、0.0455wt.%、0.0458wt.%、0.0461wt.%、0.0476wt.%、0.0482wt.%、0.0485wt.%或0.0486wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Cu:0.2-0.51wt.%,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Al:0-0.81wt.%、但不为0,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Ga:0.1-1.85wt.%,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Co:0.0-3.0wt.%、但不为0,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Zr:0.25-0.35wt.%,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Nb:0.25-0.35wt.%,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Cu:0.34-0.51wt.%,Al:0-0.81wt.%、但不为0,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Cu:0.34-0.51wt.%,Al:0-0.81wt.%、但不为0,Ga:0.1-0.5wt.%,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Cu:0.34-0.51wt.%,Al:0.25-0.81wt.%,Ga:0.1-0.42wt.%,Zr:0.25-0.30wt.%,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Cu:0.34-0.51wt.%,Al:0.25-0.81wt.%,Ga:0.1-0.41wt.%,Co:0.0-3.0wt.%,Zr:0.25-0.30wt.%,Cr:0.05-0.12wt.%,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,RH:0.5-2.6wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Cu:0.34-0.51wt.%,Al:0.25-0.81wt.%,Ga:0.1-0.41wt.%,Co:0.0-3.0wt.%,Zr:0.25-0.30wt.%,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,Ce:0-1wt.%,RH:0.5-2.6wt.%,C:0.106-0.25wt.%,O:≤0.07wt.%,Cu:0.34-0.51wt.%,Al:0.25-0.81wt.%,Ga:0.1-0.41wt.%,Co:0.0-3.0wt.%,Zr:0.25-0.30wt.%,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
本发明中,所述R-T-B系永磁材料中一般包括主相、晶界相和晶间三角区,其中,晶间三角区也称之为富稀土相。
其中,优选地,所述晶间三角区的体积占“所述主相、所述晶界相和所述晶间三角区”体积之和的百分比≤9.0%,例如3.2%、3.3%、3.7%、4.6%、4.8%或5.3%。
其中,优选地,所述晶间三角区中,稀土元素的含量为84.35-85.85%,例如84.35%、84.8%、84.9%、85%、85.2%、85.3%、85.4%或85.85%,百分比是指占所述晶间三角区元素总质量的质量百分比。
其中,优选地,所述晶间三角区中,O元素的含量为13.25-14.8%,例如13.25%、13.7%、14.2%、14.3%、14.4%、14.5%、14.6%、14.7%、14.75%或14.8%,百分比是指占所述晶间三角区元素总质量的质量百分比。
当所述R-T-B系永磁材料中包括Cu时,优选地,所述晶间三角区中,Cu元素的含量为0.6-0.9%,例如0.6%、0.8%或0.9%,百分比是指占所述晶间三角区元素总质量的质量百分比。
当所述R-T-B系永磁材料中包括Ga时,优选地,所述晶间三角区中,Ga元素的含量为0.4-0.6%,例如0.4%或0.6%,百分比是指占所述晶间三角区元素总质量的质量百分比。
当所述R-T-B系永磁材料中包括Cu和Ga时,优选地,所述晶间三角区中,Cu元素的含量为0.3-0.4%,Ga元素的含量为0.5-0.6%,例如0.3%Cu、0.6%Ga,0.4%Cu、0.4%Ga,0.4%Cu、0.5%Ga,或者,0.4%Cu、0.6%Ga,百分比是指占所述晶间三角区元素总质量的质量百分比。
本发明还提供了一种R-T-B系永磁材料的制备方法,其包括下述步骤:将所述R-T-B系永磁材料的原料组合物的熔融液经铸造、氢破、粉碎得粉体,将所述粉体和分散剂混合,再经压制、成形、烧结和时效处理,即可;其中:
(1)所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中,以质量百分比计,其包括下述组分:
R’:29.5-33.5wt.%;所述R’为稀土元素,所述R’包括Pr,所述Pr的含量≥8.85wt.%;
X:0-5.0wt.%,所述X为Cu、Al、Ga、Co、Zr、Ti、Nb和Mn中的一种或多种;
B:0.90-1.2wt.%;
Fe:61.4-69.5wt.%;
(2)所述粉碎过程中,粉碎气氛中O≤60ppm;
(3)所述压制过程中,压制气氛中O≤40ppm;
(4)所述分散剂中含有C(碳)元素,且所述分散剂在混合后粉末中的质量百分比为0.04-0.2%。
本发明中,所述R’的含量优选为29.5-33.3wt.%,更优选为29.5wt.%、30.5wt.%、30.8wt.%、31wt.%、31.5wt.%、32wt.%、32.3wt.%、32.8wt.%或33.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
本发明中,所述Pr的含量优选为8.85-27.15wt.%,例如8.85wt.%、9.85wt.%、10.15wt.%、10.85wt.%、11.85wt.%、12.15wt.%、13.15wt.%、14.15wt.%、16.15wt.%、17.15wt.%、18.15wt.%、19.15wt.%、20.15wt.%、21.15wt.%、22.15wt.%、23.15wt.%、24.15wt.%、25.15wt.%或27.15wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
本发明中,所述R’中还可包括Nd和/或R,所述R为除Pr、Nd外的稀土元素。
其中,所述Nd的含量优选为3.35-22.65wt.%,更优选为3.35wt.%、5.35wt.%、6.65wt.%、6.85wt.%、7.35wt.%、7.85wt.%、8.35wt.%、8.65wt.%、8.85wt.%、9.35wt.%、10.65wt.%、10.85wt.%、11.35wt.%、11.65wt.%、11.85wt.%、12.35wt.%、12.65wt.%、13.35wt.%、13.65wt.%、13.85wt.%、14.35wt.%、14.65wt.%、14.85wt.%、15.35wt.%、16.35wt.%、16.65wt.%、16.85wt.%、17.35wt.%、17.65wt.%、18.35wt.%、18.65wt.%、18.85wt.%、19.35wt.%、19.65wt.%、20.65wt.%、20.85wt.%、21.35wt.%、21.65wt.%、21.95wt.%、22.15wt.%或22.65wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
其中,所述Nd和所述R’的质量比优选为≤0.72,例如0.11、0.18、0.22、0.23、0.24、0.25、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40、0.41、0.42、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.52、0.54、0.55、0.59、0.60、0.61、0.63、0.64、0.67、0.68、0.70或0.72。
其中,所述R的种类优选为Y和/或Ce。
其中,所述R的含量优选为0-1wt.%,例如0.3wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
本发明中,所述R’中还可包括重稀土元素RH。
其中,所述RH的种类可为Dy和/或Tb。
其中,所述RH的含量可为本领域常规的含量,优选为1.2-2.5wt.%,例如1.2wt.%、1.5wt.%、2wt.%或2.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
其中,所述RH和所述R’的质量比优选为<0.253,例如0.038-0.075,再例如0.038、0.039、0.046、0.061或0.075。
当所述RH中含有Tb时,所述Tb的含量优选为1.2-2.0wt.%,例如1.2wt.%或2.0wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
当所述RH中含有Dy时,所述Dy的含量优选为1.5-2.5wt.%,例如1.5wt.%、2.0wt.%或2.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
本发明中,所述B的含量优选为0.95-1.1wt.%,例如0.95wt.%、0.96wt.%、0.98wt.%或1.01wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
本发明中,所述Fe的含量优选为61.5-69.5wt.%,例如61.79wt.%、61.89wt.%、62.44wt.%、62.89wt.%、63.24wt.%、63.84wt.%、63.87wt.%、63.94wt.%、64.99wt.%、66.19wt.%、66.29wt.%、66.47wt.%、66.52wt.%、66.55wt.%、66.61wt.%、66.69wt.%、66.75wt.%、66.85wt.%、66.97wt.%、67.00wt.%、67.02wt.%、67.068wt.%、67.13wt.%、67.14wt.%、67.19wt.%、67.24wt.%、67.25wt.%、67.35wt.%、67.37wt.%、67.45wt.%、67.49wt.%、67.54wt.%、67.55wt.%、67.57wt.%、67.59wt.%、67.64wt.%、67.65wt.%、67.69wt.%、67.718wt.%、67.75wt.%、67.85wt.%、67.95wt.%、67.96wt.%、67.97wt.%、68.008wt.%、68.12wt.%、68.55wt.%、68.62wt.%、69.02wt.%、69.1wt.%、69.22wt.%、69.27wt.%、69.32wt.%或69.45wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
本发明中,所述X可为Cu、Al、Ga、Co、Zr、Ti或Nb,还可为“Cu和Al”、“Ga和Mn”、“Cu、Al和Ga”、“Cu、Al、Ga和Zr”、“Cu、Al、Ga和Co”或“Cu、Al、Ga、Zr和Co”。
本发明中,所述X的含量优选为0-4.5wt.%,例如0.02wt.%、0.042wt.%、0.1wt.%、0.2wt.%、0.25wt.%、0.3wt.%、0.35wt.%、0.36wt.%、0.4wt.%、0.42wt.%、0.422wt.%、0.45wt.%、0.5wt.%、0.52wt.%、0.522wt.%、0.6wt.%、0.64wt.%、0.67wt.%、0.7wt.%、0.74wt.%、0.8wt.%、0.87wt.%、0.88wt.%、0.89wt.%、0.9wt.%、0.94wt.%、1.00wt.%、1.02wt.%、1.1wt.%、1.19wt.%、1.27wt.%、1.3wt.%、1.4wt.%、1.5wt.%、1.56wt.%、1.72wt.%、1.9wt.%、2.5wt.%、3.8wt.%、3.85wt.%、3.95wt.%或4.2wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
当所述X中包含Cu时,所述Cu的含量优选为0.2-0.5wt.%,例如0.2wt.%、0.3wt.%、0.34wt.%、0.35wt.%、0.38wt.%、0.4wt.%、0.42wt.%、0.44wt.%、0.45wt.%或0.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
当所述X中包含Al时,所述Al的含量优选为0-0.8wt.%、但不为0,例如0.01-0.03wt.%或0.5-0.8wt.%,再例如0.01wt.%、0.02wt.%、0.03wt.%、0.042wt.%、0.1wt.%、0.2wt.%、0.3wt.%、0.35wt.%、0.4wt.%、0.45wt.%、0.5wt.%、0.6wt.%、0.7wt.%或0.8wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
当所述X中包含Ga时,所述Ga的含量优选为0.0-1.85wt.%、但不为0,更优选为0.1-1.55wt.%,例如0.1wt.%、0.15wt.%、0.2wt.%、0.25wt.%、0.3wt.%、0.4wt.%、0.42wt.%、0.5wt.%、0.9wt.%、1.4wt.%或1.55wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
当所述X中包含Co时,所述Co的含量优选为0.0-3.0wt.%、但不为0,更优选为0.5-2.5wt.%,例如0.5wt.%、1.0wt.%或2.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
当所述X中包含Zr时,所述Zr的含量优选为0.25-0.35wt.%,例如0.25wt.%、0.30wt.%或0.35wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
当所述X中包含Nb时,所述Nb的含量优选为0.25-0.35wt.%,例如0.25wt.%、0.30wt.%或0.35wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
当所述X中包含Mn时,所述Mn的含量优选为0.0-0.03wt.%、但不为0,例如0.01wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
本发明中,所述R-T-B系永磁材料中还可包括常规添加元素M,例如Ni、Zn、Ag、In、Sn、Bi、V、Cr、Hf、Ta和W中的一种或多种。
其中,所述M的种类优选为Cr。
其中,所述M的含量优选为0-0.15wt.%、但不为0,例如0.05wt.%或0.12wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,Cu:0.2-0.5wt.%,B:0.95-1.1wt.%,Fe:61.5-69.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,Al:0-0.8wt.%、但不为0,B:0.95-1.1wt.%,Fe:61.5-69.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,Ga:0.1-1.85wt.%,B:0.95-1.1wt.%,Fe:61.5-69.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,Co:0.0-3.0wt.%、但不为0,B:0.95-1.1wt.%,Fe:61.5-69.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,Zr:0.25-0.35wt.%,B:0.95-1.1wt.%,Fe:61.5-69.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,Nb:0.25-0.35wt.%,B:0.95-1.1wt.%,Fe:61.5-69.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,Cu:0.34-0.5wt.%,Al:0-0.8wt.%、但不为0,B:0.95-1.1wt.%,Fe:61.5-69.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,Cu:0.34-0.5wt.%,Al:0-0.8wt.%、但不为0,Ga:0.1-0.5wt.%,B:0.95-1.1wt.%,Fe:61.5-69.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
在本发明一优选实施方式中,所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中包括下述组分:R’:29.5-33.5wt.%,Pr≥8.85wt.%,Cu:0.34-0.5wt.%,Al:0.3-0.8wt.%,Ga:0.1-0.4wt.%,Zr:0.25-0.30wt.%,B:0.95-1.1wt.%,Fe:61.5-69.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
本发明中,所述R-T-B系永磁材料的原料组合物的熔融液可按本领域常规方法制得,例如:在高频真空感应熔炼炉中熔炼,即可。所述熔炼炉的真空度可为5×10-2Pa。所述熔炼的温度可为1500℃以下。
本发明中,所述铸造的工艺可为本领域常规的铸造工艺,例如:在Ar气氛中(例如5.5×104Pa的Ar气氛下),以102℃/秒-104℃/秒的速度冷却,即可。
本发明中,所述氢破的工艺可为本领域常规的氢破工艺,例如经吸氢、脱氢、冷却处理,即可。
其中,所述吸氢可在氢气压力0.15MPa的条件下进行。
其中,所述脱氢可在边抽真空边升温的条件下进行。
本发明中,所述粉碎的工艺可为本领域常规的粉碎工艺,例如气流磨粉碎。
所述气流磨粉碎的粉碎室压力可为0.38MPa。
所述气流磨粉碎的时间可为3小时。
本发明中,优选地,所述粉碎过程中,粉碎气氛中氧含量O为0-50ppm,例如0ppm、5ppm、10ppm、15ppm、20ppm、25ppm、30ppm、35ppm、40ppm、45ppm或50ppm。
本发明中,所述分散剂可为R-T-B系永磁材料制备过程常规添加的分散剂,一般为润滑剂和/或抗氧化剂。一般而言,在R-T-B系永磁材料的制备过程中所添加的润滑剂、抗氧化剂中含有C元素。
其中,所述润滑剂可为硬脂酸锌。
本发明中,所述分散剂的含量优选为0.04-0.14%,例如0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%或0.14%,百分比是指占混合后粉末总质量的质量百分比。
当所述分散剂中包含硬脂酸锌时,所述硬脂酸锌的用量可为0.04-0.14%,例如0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%或0.14%,百分比是指占混合后粉末总质量的质量百分比。
本发明中,优选地,所述压制过程中,压制气氛中氧含量O为10-30ppm,例如10ppm、12ppm、14ppm、16ppm、18ppm、20ppm、22ppm、24ppm、26ppm、28ppm或30ppm。
本发明中,所述成形的工艺可为本领域常规的成形工艺,例如磁场成形法或热压热变形法。
本发明中,所述烧结的工艺可为本领域常规的烧结工艺,例如,在真空条件下(例如在5×10-3Pa的真空下),经预热、烧结、冷却,即可。
其中,所述预热的温度可为300-600℃。所述预热的时间可为1-2h。优选地,所述预热为在300℃和600℃的温度下各预热1h。
其中,所述烧结的温度可为本领域常规的烧结温度,例如1040-1090℃,再例如1050℃。
其中,所述烧结的时间可为本领域常规的烧结时间,例如2h。
其中,所述冷却前可通入Ar使气压达到0.1MPa。
本发明中,优选地,所述烧结之后、所述时效处理之前,还进行晶界扩散处理。
其中,所述晶界扩散处理可按本领域常规的工艺进行处理,例如,在所述R-T-B系永磁材料的表面蒸镀、涂覆或溅射附着含有Tb的物质和/或含有Dy的物质,经扩散热处理,即可。
所述含有Tb的物质可为Tb金属、含有Tb的化合物(例如含有Tb的氟化物)或合金。
所述含有Dy的物质可为Dy金属、含有Dy的化合物(例如含有Dy的氟化物)或合金。
所述扩散热处理的温度可为800-900℃,例如850℃。
所述扩散热处理的时间可为12-48h,例如24h。
本发明中,所述时效处理的处理温度优选为500-650℃,例如600-650℃,再例如630℃。
其中,所述时效处理中,升温至500-650℃的升温速率优选3-5℃/min。所述升温的起点可为室温。
其中,所述时效处理的处理时间可为3h。
本发明还提供了一种采用上述方法制得的R-T-B系永磁材料。
本发明还提供了一种所述R-T-B系永磁材料作为电子元器件的应用。
其中,所述应用的领域可为汽车驱动领域、风电领域、伺服电机和家电领域(例如空调)。
本发明中,所述室温是指25℃±5℃。
本发明中,Pr为镨,Nd为钕,Cu为铜,B为硼,Fe为铁,Al为铝,Ga为镓,Co为钴,Zr为锆,Ti为钛,Nb为铌,Zn为锌,Dy为镝,Tb为铽,Mn为锰,Ni为镍,Ag为银,In为铟,Sn为锡,Bi为铋,V为钒,Cr为铬,Ta为钽,W为钨,O为氧,C为碳,N为氮。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于:
(1)本发明中的R-T-B系永磁材料可在无重稀土的条件下实现永磁材料性能的提升,该R-T-B系永磁材料磁性能优异,高矫顽力、高剩磁且温度稳定性好。
(2)本发明的R-T-B系永磁材料的制备过程中无需控制工艺过程中所引入的碳元素的含量,并且,在磁体中碳元素含量较高的条件下,磁体仍然保持优异的性能。
附图说明
图1为实施例68制得的R-T-B系永磁材料的显微组织扫描照片,其中,a所指代的位置为晶间三角区。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
实施例及对比例中R-T-B系烧结磁铁的配方如表1所示。
表1
Figure BDA0002334120770000151
Figure BDA0002334120770000161
Figure BDA0002334120770000171
实施例1
R-T-B系烧结磁铁制备方法如下:
(1)熔炼过程:按表1所示配方,取配制好的原料放入氧化铝制的坩埚中,在高频真空感应熔炼炉中在5×10-2Pa的真空中以1500℃以下的温度进行真空熔炼。
(2)铸造过程:在真空熔炼后的熔炼炉中通入Ar气体使气压达到5.5万Pa后,进行铸造,以102℃/秒-104℃/秒的冷却速度获得急冷合金。
(3)氢破粉碎过程:在室温下将放置急冷合金的氢破用炉抽真空,而后向氢破用炉内通入纯度为99.9%的氢气,维持氢气压力0.15MPa,充分吸氢后,边抽真空边升温,充分脱氢,之后进行冷却,取出氢破粉碎后的粉末。
(4)微粉碎工序:在氮气气氛下、粉碎室压力为0.38MPa的条件下对氢破粉碎后的粉末进行3小时的气流磨粉碎,得到细粉。氮气气氛中的含氧量(ppm)如表2所示。
(5)在气流磨粉碎后的粉末中添加硬脂酸锌,用V型混料机充分混合。硬脂酸锌的添加量如表2所示,百分比是指占混合后粉末的重量百分比。
(6)磁场成形过程:使用直角取向型的磁场成型机,在1.6T的取向磁场中,在0.35ton/cm2的成型压力下,将上述添加了硬脂酸锌的粉末一次成形成边长为25mm的立方体,一次成形后在0.2T的磁场中退磁,压制过程中气氛中的O(氧)含量如表2所示。为使一次成形后的成形体不接触到空气,将其进行密封,再使用二次成形机(等静压成形机)在1.3ton/cm2的压力下进行二次成形。
(7)烧结过程:将各成形体搬至烧结炉进行烧结,烧结在5×10-3Pa的真空下,在300℃和600℃的温度下各保持1小时后,以1050℃的温度烧结2小时,之后通入Ar使气压达到0.1MPa后,冷却至室温。
(8)时效处理过程:烧结体在高纯度Ar中,以3-5℃/min的升温速率从20℃升温至630℃,以630℃温度进行3小时热处理后,冷却至室温后取出。
实施例2-实施例75、对比例1-2
实施例2-实施例75、对比例1-2的配方如表1所示,制备工艺如表2所示,其余步骤均同实施例1。
实施例76
取实施例1获得的烧结体,先进行晶界扩散处理,再进行时效处理。其制备工艺如表2所示,其余步骤均同实施例1。晶界扩散处理过程具体如下:
将烧结体加工成直径20mm、片料厚度小于7mm的磁铁,厚度方向为磁场取向方向,表面洁净化后,分别使用Dy氟化物配制成的原料,全面喷雾涂覆在磁铁上,将涂覆后的磁铁干燥,在高纯度Ar气氛中,在磁铁表面溅射附着Dy元素的金属,以850℃的温度扩散热处理24小时。冷却至室温。
实施例77
取实施例1获得的烧结体,先进行晶界扩散处理,再进行时效处理。其制备工艺如表2所示,其余步骤均同实施例1。晶界扩散处理过程具体如下:
将烧结体加工成直径20mm、片料厚度小于7mm的磁铁,厚度方向为磁场取向方向,表面洁净化后,分别使用Tb氟化物配制成的原料,全面喷雾涂覆在磁铁上,将涂覆后的磁铁干燥,在高纯度Ar气氛中,在磁铁表面溅射附着Tb元素的金属,以850℃的温度扩散热处理24小时。冷却至室温。
表2
Figure BDA0002334120770000191
Figure BDA0002334120770000201
Figure BDA0002334120770000211
注:硬脂酸锌添加量的百分比是指占混合后粉末的重量百分比,O(氧)含量是指O(氧)原子在气氛中的含量。
效果实施例1
取实施例1-77、对比例1-2制得的R-T-B系烧结磁铁,测定其磁性能、成分,FE-EPMA观察其磁体的晶相结构。
(1)磁性能评价:烧结磁铁使用中国计量院的NIM-10000H型BH大块稀土永磁无损测量系统进行磁性能检测。下表3所示为磁性能检测结果。
表3
Figure BDA0002334120770000221
Figure BDA0002334120770000231
Figure BDA0002334120770000241
(2)成分测定:各成分使用高频电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES进行测定。下表4所示为成分检测结果。
表4
Figure BDA0002334120770000242
Figure BDA0002334120770000251
Figure BDA0002334120770000261
Figure BDA0002334120770000271
(3)FE-EPMA检测:对表4中实施例编号为1、2、11、12、21、23、34、35、39、43、51、52、60、63、68、69及对比例1和对比例2的R-T-B系磁体材料的垂直取向面进行抛光,采用场发射电子探针显微分析仪(FE-EPMA)(日本电子株式会社(JEOL),8530F)检测。
对实施例68晶间三角区的位置(如图1中位置a所示)进行了成分检测并确定三角区物相(富稀土相)与观测面所有物相(主相、晶界相和富稀土相)的相对体积比例,我们发现,在含有高Pr和高C的样品中,其晶间三角区所形成的相比例相对较低,而在低Pr的样品中没有这种现象。具体检测结果如下表5所示。
表5
Figure BDA0002334120770000272
Figure BDA0002334120770000281
注:晶间三角区中R’、Ga、Cu和O的质量比是指占晶间三角区元素总质量的质量百分比;晶间三角区物相所占体积比是指晶间三角区物相的体积在“主相、晶界相和晶间三角区”体积之和中所占的百分比。

Claims (38)

1.一种R-T-B系永磁材料,其特征在于,以质量百分比计,其包括下述组分:
R’:29.5-33.5 wt.%;其中:所述R’为稀土元素,所述R’包括Pr,所述Pr的含量≥8.85wt.%;
C:0.106-0.26 wt.%;
O:≤0.07 wt.%;
X:0-5.0 wt.%,所述X为Cu、Al、Ga、Co、Zr、Ti、Nb和Mn中的一种或多种;
B:0.90-1.2 wt.%;
Fe:61.4-69.5 wt.%;
所述R-T-B系永磁材料中包括主相、晶界相和晶间三角区,所述晶间三角区的体积占“所述主相、所述晶界相和所述晶间三角区”体积之和的百分比≤9.0%。
2.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R’的含量为29.5-33.4wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,所述Pr的含量为8.85-27.15 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,所述R’中还包括Nd和/或R,所述R为除Pr、Nd外的稀土元素;
和/或,所述R’中还包括重稀土元素RH;
和/或,所述C的含量为0.106-0.25 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,所述O的含量为≤0.0691 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,所述B的含量为0.94-1.1wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,所述Fe的含量为61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,所述R-T-B系永磁材料中还包括M,所述M为Ni、Zn、Ag、In、Sn、Bi、V、Cr、Hf、Ta和W中的一种或多种;
和/或,所述所述R-T-B系永磁材料中还包含氮元素N;
和/或,所述晶间三角区的体积占“所述主相、所述晶界相和所述晶间三角区”体积之和的百分比为3.2 %、3.3 %、3.7 %、4.6 %、4.8 %或5.3 %。
3.如权利要求2所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R’的含量为29.5 wt.%、30.5 wt.%、30.8 wt.%、31.0 wt.%、31.013 wt.%、31.075 wt.%、31.115 wt.%、31.5 wt.%、32.0 wt.%、32.3 wt.%、32.8 wt.%或33.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,所述Pr的含量为≥17.00 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述R’中还包括Nd时,所述Nd的含量为3.3-23.0 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述R’中还包括Nd时,所述Nd和所述R’的质量比为≤0.72;
和/或,当所述R’中还包括R时,所述R的种类为Y和/或Ce;
和/或,当所述R’中还包括R时,所述R的含量为0-1 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,所述RH的种类为Dy和/或Tb;
和/或,所述RH的含量为0.5-2.6 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述R’中还包括R和RH时,所述RH和所述R的质量比为<0.253;
和/或,所述C的含量为0.1062 wt.%、0.1069 wt.%、0.1072 wt.%、0.1075 wt.%、0.1251wt.%、0.1253 wt.%、0.1256 wt.%、0.1532 wt.%、0.1534 wt.%、0.1537 wt.%、0.1759 wt.%、0.1761 wt.%、0.1764 wt.%、0.1835 wt.%、0.184 wt.%、0.1843 wt.%、0.1846 wt.%、0.1965wt.%、0.197 wt.%、0.1973 wt.%、0.2139 wt.%、0.2144 wt.%、0.2147 wt.%、0.2243 wt.%、0.2245 wt.%、0.2248 wt.%、0.2251 wt.%、0.2379 wt.%或0.2456 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,所述O的含量为0.0382 wt.%、0.0384 wt.%、0.039 wt.%、0.0391 wt.%、0.041wt.%、0.0412 wt.%、0.0432 wt.%、0.0442 wt.%、0.0444 wt.%、0.0456 wt.%、0.0458 wt.%、0.0468 wt.%、0.0492 wt.%、0.0493 wt.%、0.0494 wt.%、0.05 wt.%、0.0501 wt.%、0.0503wt.%、0.0523 wt.%、0.0529 wt.%、0.0531 wt.%、0.0558 wt.%、0.0564 wt.%、0.0566 wt.%、0.0582 wt.%、0.0588 wt.%、0.059 wt.%、0.0635 wt.%、0.0641 wt.%、0.0643 wt.%、0.0669wt.%、0.0675 wt.%、0.0685 wt.%或0.0691 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,所述B的含量为0.946 wt.%、0.947 wt.%、0.948 wt.%、0.949 wt.%、0.951wt.%、0.952 wt.%、0.958 wt.%、0.961 wt.%、0.962 wt.%、0.981 wt.%、0.982 wt.%、0.985wt.%、0.998 wt.%、1.008 wt.%、1.009 wt.%、1.01 wt.%、1.011 wt.%或1.012wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,所述Fe的含量为61.49 wt.%、61.60 wt.%、62.15 wt.%、62.19 wt.%、62.66wt.%、62.91 wt.%、63.52 wt.%、63.62 wt.%、63.66 wt.%、64.71 wt.%、65.85 wt.%、66.02wt.%、66.15 wt.%、66.19 wt.%、66.22 wt.%、66.23 wt.%、66.30 wt.%、66.37 wt.%、66.40wt.%、66.44 wt.%、66.57 wt.%、66.66 wt.%、66.70 wt.%、66.72 wt.%、66.75 wt.%、66.82wt.%、66.85 wt.%、66.88 wt.%、66.91 wt.%、66.94 wt.%、66.95 wt.%、66.98 wt.%、67.08wt.%、67.15 wt.%、67.17 wt.%、67.23 wt.%、67.27 wt.%、67.29 wt.%、67.30 wt.%、67.31wt.%、67.32 wt.%、67.34 wt.%、67.40 wt.%、67.42 wt.%、67.47 wt.%、67.48 wt.%、67.54wt.%、67.64 wt.%、67.65 wt.%、67.69 wt.%、67.71 wt.%、67.74 wt.%、67.78 wt.%、67.80wt.%、68.22 wt.%、68.24 wt.%、68.25 wt.%、68.27 wt.%、68.28 wt.%、68.31 wt.%、68.32wt.%、68.34 wt.%、68.36 wt.%、68.73 wt.%、68.83 wt.%、68.95 wt.%、69.03 wt.%、69.10wt.%或69.25 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述R-T-B系永磁材料中还包括M时,所述M的种类为Cr;
和/或,当所述R-T-B系永磁材料中还包括M时,所述M的含量为0-0.15 wt.%、但不为0,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述所述R-T-B系永磁材料中还包含氮元素N,所述N元素的含量≤0.05wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
4.如权利要求3所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述Pr的含量为8.846 wt.%、8.848 wt.%、8.849 wt.%、8.851 wt.%、9.852 wt.%、10.148 wt.%、10.151 wt.%、10.848wt.%、10.849 wt.%、11.848 wt.%、12.148 wt.%、12.15 wt.%、12.151 wt.%、13.149 wt.%、14.147 wt.%、14.148 wt.%、14.149 wt.%、14.151 wt.%、14.152 wt.%、16.148 wt.%、16.151 wt.%、16.152 wt.%、17.148 wt.%、17.149 wt.%、17.15 wt.%、17.151 wt.%、17.152wt.%、18.148 wt.%、18.149 wt.%、18.151 wt.%、18.152 wt.%、19.148 wt.%、19.149 wt.%、19.15 wt.%、19.151 wt.%、19.152 wt.%、20.148 wt.%、20.149 wt.%、20.15 wt.%、20.152wt.%、21.148 wt.%、22.149 wt.%、22.151 wt.%、23.149 wt.%、23.15 wt.%、24.148 wt.%、24.151 wt.%、24.152 wt.%、25.152 wt.%或27.148 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述R’中还包括Nd时,所述Nd和所述R’的质量比为<0.5;
和/或,当所述R’中还包括R时,所述R的含量为0.29 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,所述RH的含量为0.58 wt.%、0.62 wt.%、1.212 wt.%、1.219 wt.%、1.51 wt.%、1.991 wt.%、2.011 wt.%、2.511 wt.%或2.512 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述R’中还包括R和RH时,所述RH和所述R的质量比为0.019-0.075;
和/或,当所述R-T-B系永磁材料中还包括M时,所述M的含量为0.05 wt.%或0.12 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述所述R-T-B系永磁材料中还包含氮元素N时,所述N元素的含量为0.0182wt.%、0.0187 wt.%、0.0223 wt.%、0.0228 wt.%、0.025 wt.%、0.0251 wt.%、0.0256 wt.%、0.0284 wt.%、0.0285 wt.%、0.029 wt.%、0.0301 wt.%、0.0302 wt.%、0.0307 wt.%、0.0341wt.%、0.0342 wt.%、0.0347 wt.%、0.0366 wt.%、0.0371 wt.%、0.0372 wt.%、0.0375 wt.%、0.0378 wt.%、0.0397 wt.%、0.0398 wt.%、0.0401 wt.%、0.0404 wt.%、0.0436 wt.%、0.0439 wt.%、0.0442 wt.%、0.0455 wt.%、0.0458 wt.%、0.0461 wt.%、0.0476 wt.%、0.0482 wt.%、0.0485 wt.%或0.0486 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
5.如权利要求3所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,当所述RH中含有Tb时,所述Tb的含量为0.5-2.0wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述RH中含有Dy时,所述Dy的含量为0.6-2.52wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比。
6.如权利要求5所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,当所述RH中含有Tb时,所述Tb的含量为1.991 wt.%、1.212 wt.%、1.219 wt.%或0.58wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述RH中含有Dy时,所述Dy的含量为0.62 wt.%、1.51 wt.%、2.011 wt.%、2.511 wt.%或2.512 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比。
7.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述X为Cu、Al、Ga、Co、Zr、Ti或Nb,或者,“Cu和Al”、“Ga和Mn”、“Cu、Al和Ga”、“Cu、Al、Ga和Zr”、“Cu、Al、Ga和Co”或“Cu、Al、Ga、Zr和Co”;
和/或,所述X的含量为0-4.5 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
8.如权利要求1-7中任一项所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,当所述X中包含Cu时,所述Cu的含量为0.2-0.51 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述X中包含Al时,所述Al的含量为0-0.81wt.%、但不为0,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述X中包含Ga时,所述Ga的含量为0.0-1.85 wt.%、但不为0,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述X中包含Co时,所述Co的含量为0.0-3.0 wt.%、但不为0,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Zr时,所述Zr的含量为0.25-0.35 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Nb时,所述Nb的含量为0.25-0.35 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Mn时,所述Mn的含量为0.0-0.03 wt.%、但不为0,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
9.如权利要求8所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,当所述X中包含Cu时,所述Cu的含量为0.201 wt.%、0.302 wt.%、0.34 wt.%、0.341 wt.%、0.351 wt.%、0.381 wt.%、0.382wt.%、0.4 wt.%、0.401 wt.%、0.402 wt.%、0.403 wt.%、0.41 wt.%、0.42 wt.%、0.421wt.%、0.441 wt.%、0.451 wt.%、0.5 wt.%、0.501 wt.%或0.502wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述X中包含Al时,所述Al的含量为0.01-0.03 wt.%或0.5-0.8 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述X中包含Ga时,所述Ga的含量为0.1-1.552 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述X中包含Co时,所述Co的含量为0.5-2.5 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Zr时,所述Zr的含量为0.25 wt.%、0.30 wt.%或0.35 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Nb时,所述Nb的含量为0.25 wt.%、0.30 wt.%或0.35 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Mn时,所述Mn的含量为0.01 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
10.如权利要求9所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,当所述X中包含Al时,所述Al的含量为0.01 wt.%、0.021 wt.%、0.03 wt.%、0.041 wt.%、0.042 wt.%、0.101 wt.%、0.102wt.%、0.103 wt.%、0.202 wt.%、0.298 wt.%、0.301 wt.%、0.302 wt.%、0.351 wt.%、0.401wt.%、0.402 wt.%、0.403 wt.%、0.451 wt.%、0.497 wt.%、0.501 wt.%、0.502 wt.%、0.601wt.%、0.602 wt.%、0.702 wt.%、0.801 wt.%、0.802 wt.%或0.81 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述X中包含Ga时,所述Ga的含量为0.102 wt.%、0.151 wt.%、0.202 wt.%、0.251 wt.%、0.3 wt.%、0.301 wt.%、0.302 wt.%、0.399 wt.%、0.401 wt.%、0.42 wt.%、0.421 wt.%、0.501 wt.%、0.502 wt.%、0.901 wt.%、1.402 wt.%或1.552 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中质量百分比;
和/或,当所述X中包含Co时,所述Co的含量为0.5 wt.%、1.0 wt.%或2.5 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
11.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
12.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Cu:0.2-0.51 wt.%,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
13.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Al:0-0.81wt.%、但不为0,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
14.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Ga:0.1-1.85 wt.%,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
15.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Co:0.0-3.0 wt.%、但不为0,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
16.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Zr:0.25-0.35 wt.%,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
17.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Nb:0.25-0.35 wt.%,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
18.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Cu:0.34-0.51 wt.%,Al:0-0.81wt.%、但不为0,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
19.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Cu:0.34-0.51 wt.%,Al:0-0.81wt.%、但不为0,Ga:0.1-0.5 wt.%,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
20.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Cu:0.34-0.51 wt.%,Al:0.25-0.81wt.%,Ga:0.1-0.42 wt.%,Zr:0.25-0.30 wt.%,B:0.94-1.1wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
21.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Cu:0.34-0.51 wt.%,Al:0.25-0.81wt.%,Ga:0.1-0.41 wt.%,Co:0.0-3.0 wt.%,Zr:0.25-0.30wt.%,Cr:0.05-0.12 wt.%,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
22.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,RH:0.5-2.6 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Cu:0.34-0.51 wt.%,Al:0.25-0.81wt.%,Ga:0.1-0.41 wt.%,Co:0.0-3.0wt.%,Zr:0.25-0.30 wt.%,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
23.如权利要求1所述的R-T-B系永磁材料,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料包括下述组分:R’:29.5-33.5 wt.%,Pr≥8.85 wt.%,Ce:0-1 wt.%,RH:0.5-2.6 wt.%,C:0.106-0.25 wt.%,O:≤0.07 wt.%,Cu:0.34-0.51 wt.%,Al:0.25-0.81wt.%,Ga:0.1-0.41 wt.%,Co:0.0-3.0 wt.%,Zr:0.25-0.30 wt.%,B:0.94-1.1 wt.%,Fe:61.4-69.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的质量百分比。
24.一种R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,其包括下述步骤:将所述R-T-B系永磁材料的原料组合物的熔融液经铸造、氢破、粉碎得粉体,将所述粉体和分散剂混合,再经压制、成形、烧结和时效处理,即可;其中:
(1)所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中,以质量百分比计,其包括下述组分:
R’:29.5-33.5 wt.%;所述R’为稀土元素,所述R’包括Pr,所述Pr的含量≥8.85 wt.%;
X:0-5.0 wt.%,所述X为Cu、Al、Ga、Co、Zr、Ti、Nb和Mn中的一种或多种;
B:0.90-1.2 wt.%;
Fe:61.4-69.5 wt.%;
(2)所述粉碎过程中,粉碎气氛中O≤60 ppm;
(3)所述压制过程中,压制气氛中O≤40 ppm;
(4)所述分散剂中含有C元素,且所述分散剂在混合后粉末中的质量百分比为0.04-0.2%;
所述R-T-B系永磁材料中包括主相、晶界相和晶间三角区,所述晶间三角区的体积占“所述主相、所述晶界相和所述晶间三角区”体积之和的百分比≤9.0%。
25.如权利要求24所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,所述R’的含量为29.5-33.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,所述Pr的含量为8.85-27.15 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,所述R’中还包括Nd和/或R,所述R为除Pr、Nd外的稀土元素;
和/或,所述R’中还包括重稀土元素RH;
和/或,所述B的含量为0.95-1.1wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,所述Fe的含量为61.5-69.5 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,所述X为Cu、Al、Ga、Co、Zr、Ti或Nb,或者,“Cu和Al”、“Ga和Mn”、“Cu、Al和Ga”、“Cu、Al、Ga和Zr”、“Cu、Al、Ga和Co”或“Cu、Al、Ga、Zr和Co”;
和/或,所述X的含量为0-4.5 wt.%;
和/或,所述R-T-B系永磁材料中还包括M,所述M为Ni、Zn、Ag、In、Sn、Bi、V、Cr、Hf、Ta和W中的一种或多种。
26.如权利要求25所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,所述R’的含量为29.5 wt.%、30.5 wt.%、30.8 wt.%、31 wt.%、31.5 wt.%、32 wt.%、32.3 wt.%、32.8 wt.%或33.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,所述Pr的含量为8.85 wt.%、9.85 wt.%、10.15 wt.%、10.85 wt.%、11.85 wt.%、12.15 wt.%、13.15 wt.%、14.15 wt.%、16.15 wt.%、17.15 wt.%、18.15 wt.%、19.15 wt.%、20.15 wt.%、21.15 wt.%、22.15 wt.%、23.15 wt.%、24.15 wt.%、25.15 wt.%或27.15wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述R’中还包括Nd时,所述Nd的含量为3.35-22.65 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述R’中还包括Nd时,所述Nd和所述R’的质量比为≤0.72;
和/或,当所述R’中还包括R时,所述R的种类为Y和/或Ce;
和/或,当所述R’中还包括R时,所述R的含量为0-1 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,所述RH的种类为Dy和/或Tb;
和/或,所述RH的含量为1.2-2.5 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,所述RH和所述R’的质量比为<0.253;
和/或,所述B的含量为0.95 wt.%、0.96 wt.%、0.98 wt.%或1.01wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,所述Fe的含量为61.79 wt.%、61.89 wt.%、62.44 wt.%、62.89 wt.%、63.24wt.%、63.84 wt.%、63.87 wt.%、63.94 wt.%、64.99 wt.%、66.19 wt.%、66.29 wt.%、66.47wt.%、66.52 wt.%、66.55 wt.%、66.61 wt.%、66.69 wt.%、66.75 wt.%、66.85 wt.%、66.97wt.%、67.00 wt.%、67.02 wt.%、67.068 wt.%、67.13 wt.%、67.14 wt.%、67.19 wt.%、67.24wt.%、67.25 wt.%、67.35 wt.%、67.37 wt.%、67.45 wt.%、67.49 wt.%、67.54 wt.%、67.55wt.%、67.57 wt.%、67.59 wt.%、67.64 wt.%、67.65 wt.%、67.69 wt.%、67.718 wt.%、67.75wt.%、67.85 wt.%、67.95 wt.%、67.96 wt.%、67.97 wt.%、68.008 wt.%、68.12 wt.%、68.55wt.%、68.62 wt.%、69.02 wt.%、69.1 wt.%、69.22 wt.%、69.27 wt.%、69.32 wt.%或69.45wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Cu时,所述Cu的含量为0.2-0.5 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Al时,所述Al的含量为0-0.8wt.%、但不为0,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Ga时,所述Ga的含量为0.0-1.85 wt.%、但不为0,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Co时,所述Co的含量为0.0-3.0 wt.%、但不为0,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Zr时,所述Zr的含量为0.25-0.35 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Nb时,所述Nb的含量为0.25-0.35 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Mn时,所述Mn的含量为0.0-0.03 wt.%、但不为0,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述R-T-B系永磁材料中还包括M,所述M的种类为Cr;
和/或,当所述R-T-B系永磁材料中还包括M,所述M的含量为0-0.15 wt.%、但不为0,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
27.如权利要求26所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,当所述R’中还包括Nd时,所述Nd的含量为3.35 wt.%、5.35 wt.%、6.65 wt.%、6.85 wt.%、7.35 wt.%、7.85wt.%、8.35 wt.%、8.65 wt.%、8.85 wt.%、9.35 wt.%、10.65 wt.%、10.85 wt.%、11.35wt.%、11.65 wt.%、11.85 wt.%、12.35 wt.%、12.65 wt.%、13.35 wt.%、13.65 wt.%、13.85wt.%、14.35 wt.%、14.65 wt.%、14.85 wt.%、15.35 wt.%、16.35 wt.%、16.65 wt.%、16.85wt.%、17.35 wt.%、17.65 wt.%、18.35 wt.%、18.65 wt.%、18.85 wt.%、19.35 wt.%、19.65wt.%、20.65 wt.%、20.85 wt.%、21.35 wt.%、21.65 wt.%、21.95 wt.%、22.15 wt.%或22.65wt.%,
和/或,当所述R’中还包括R时,所述R的含量为0.3 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,所述RH的含量为1.2 wt.%、1.5 wt.%、2 wt.%或2.5wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,所述RH和所述R’的质量比为0.038-0.075,
和/或,当所述X中包含Al时,所述Al的含量为0.01-0.03 wt.%或0.5-0.8 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Ga时,所述Ga的含量为0.1-1.55 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述X中包含Co时,所述Co的含量为0.5-2.5 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
28.如权利要求26所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,所述RH和所述R’的质量比为0.038、0.039、0.046、0.061或0.075;
和/或,当所述RH中含有Tb时,所述Tb的含量为1.2-2.0wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述RH中含有Dy时,所述Dy的含量为1.5-2.5 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
29.如权利要求28所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,和/或,当所述RH中含有Tb时,所述Tb的含量为1.2 wt.%或2.0 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比;
和/或,当所述RH中含有Dy时,所述Dy的含量为1.5 wt.%、2.0 wt.%或2.5 wt.%,百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料组合物中的质量百分比。
30.如权利要求24-29中任一项所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,所述R-T-B系永磁材料的原料组合物的熔融液按下述方法制得:在真空感应熔炼炉中熔炼,即可;
和/或,所述铸造的工艺按下述步骤进行:在Ar气氛中,以102℃/秒-104℃/秒的速度冷却,即可;
和/或,所述粉碎为气流磨粉碎;
和/或,所述烧结之前还进行预热;
和/或,所述烧结的温度为1040-1090℃;
和/或,所述烧结的时间为2h;
和/或,所述烧结之后、所述时效处理之前,还进行晶界扩散处理;
和/或,所述时效处理的处理温度为500-650℃;
和/或,所述时效处理中,升温至500-650℃的升温速率为3-5℃/min;
和/或,所述时效处理的处理时间为3h。
31.如权利要求30所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,所述熔炼炉的真空度为5×10-2Pa;
和/或,所述熔炼的温度为1500℃以下;
和/或,所述气流磨粉碎的粉碎室压力为0.38MPa;
和/或,所述气流磨粉碎的时间为3小时;
和/或,所述预热的温度为300-600℃;
和/或,所述预热的时间为1-2h;
和/或,所述晶界扩散处理按下述步骤进行,在所述R-T-B系永磁材料的表面蒸镀、涂覆或溅射附着含有Tb的物质和/或含有Dy的物质,经扩散热处理,即可。
32.如权利要求30所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,所述预热为在300℃和600℃的温度下各预热1h;
和/或,所述扩散热处理的温度为800-900℃;
和/或,所述扩散热处理的时间为12-48h。
33.如权利要求24-29中任一项所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,所述粉碎过程中,粉碎气氛中氧含量O为0-50 ppm;
和/或,所述分散剂为润滑剂和/或抗氧化剂;
和/或,所述分散剂的含量为0.04-0.14%,百分比是指占混合后粉末总质量的质量百分比;
和/或,所述压制过程中,压制气氛中氧含量O为10-30 ppm。
34.如权利要求33所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,所述粉碎过程中,粉碎气氛中氧含量O为0 ppm、5 ppm、10 ppm、15 ppm、20 ppm、25 ppm、30 ppm、35 ppm、40ppm、45 ppm或50 ppm;
和/或,所述润滑剂为硬脂酸锌;
和/或,所述分散剂的含量为0.04 %、0.05 %、0.06 %、0.07 %、0.08 %、0.09 %、0.1 %、0.11 %、0.12 %、0.13 %或0.14 %,百分比是指占混合后粉末总质量的质量百分比;
和/或,所述压制过程中,压制气氛中氧含量O为10 ppm、12 ppm、14 ppm、16 ppm、18ppm、20 ppm、22 ppm、24 ppm、26 ppm、28 ppm或30 ppm。
35.如权利要求34所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,当所述分散剂中包含硬脂酸锌时,所述硬脂酸锌的用量为0.04-0.14%,百分比是指占混合后粉末总质量的质量百分比。
36.如权利要求35所述的R-T-B系永磁材料的制备方法,其特征在于,当所述分散剂中包含硬脂酸锌时,所述硬脂酸锌的用量为0.04 %、0.05 %、0.06 %、0.07 %、0.08 %、0.09 %、0.1 %、0.11 %、0.12 %、0.13 %或0.14 %,百分比是指占混合后粉末总质量的质量百分比。
37.一种如权利要求24-36中任一项所述的R-T-B系永磁材料的制备方法制得的R-T-B系永磁材料。
38.一种如权利要求1-23和37中任一项所述R-T-B系永磁材料作为电子元器件的应用。
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