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低B体系(B<5.88at%)带来的磁体性能变差的缺陷,而提供了一种稀土永磁材料及其制备方法和应用。
本发明首次发现,现有技术中低B体系的稀土永磁材料,虽然在小试中表现出矫顽力有所提高,但是在工业化生产中磁体仍然存在性能不均一的缺陷,如现有中国专利CN110619984 A。为了使稀土永磁材料适用于大规模的工业化生产,发明人经过大量研究和实验,发现通过控制Al的含量,同时将一定范围含量内的Ga与其他元素合适的配伍,能够制得本发明中磁体性能优异且性能均一的稀土永磁材料。
为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供的技术方案之一为:
一种稀土永磁材料的原料组合物,其包括如下质量含量的组分:
R:28.5~33.0wt%;所述R为至少含有Nd的稀土元素;
Ga:0.5~1.8wt%但不为0.5wt%;
B:0.84~0.94wt%;
Al:0.05~0.07wt%;
Co:≤2.5wt%但不为0;
Fe:62~69wt%;
N:Ti、Zr和Nb中的一种或多种;
当N包含Ti时,所述Ti的含量为0.15~0.25wt%;
当N包含Zr时,所述Zr的含量为0.2~0.35wt%;
当N包含Nb时,所述Nb的含量为0.2~0.5wt%;
所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述原料组合物中,所述R的含量较佳地为28.5~32.5wt%,例如29.5wt%、30wt%、30.5wt%、31wt%、31.5wt%、32wt%或32.5wt%,更佳地为30~31.5wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
其中,所述原料组合物中,所述Nd的含量较佳地为20~23wt%,例如20.47wt%、21.5wt%、21.8wt%、22.2wt%、22.5wt%、22.9wt%、23wt%;或者,所述Nd的含量较佳地为28~32.5wt%,例如28.07wt%、28.1wt%、28.55wt%、29.06wt%、29.55wt%、29.57wt%、30.26wt%、30.53wt%、30.75wt%、31wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述原料组合物中较佳地不含Cu。
本发明中,所述原料组合物中所述R中还可包括Pr。
其中,所述Pr的含量可为<0.2at%或者>8at%;at%为在所述原料组合物中的原子百分比。
其中,所述Pr的含量较佳地在1.0wt%以下且不为0,更佳地为0.1~0.5wt%,例如0.24wt%、0.25wt%、0.4wt%、0.43wt%、0.44wt%、0.45wt%、0.47wt%;或者所述Pr的含量较佳地为8~15wt%,更佳地为9~12wt%,例如9.2wt%、9.3wt%、9.5wt%、9.6wt%、10.2wt%、10.5wt%、11.03wt%;百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述原料组合物中可不含重稀土元素,也可达到与现有技术的磁体材料的磁性能相当甚至更佳的水平。或者,所述原料组合物中还可包括RH,所述RH为重稀土元素。
其中,当所述原料组合物中包含RH时,所述RH的含量较佳地为1.5~6wt%,更佳地为1~2.5wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
其中,所述RH的种类较佳地包括Dy、Tb和Ho中的一种或多种。
当所述RH包含Dy时,所述Dy的含量较佳地为1~2.5wt%,例如2wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
当所述RH包含Tb时,所述Tb的含量较佳地为1~2.5wt%,例如2wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述原料组合物中,所述B的含量较佳地为0.85~0.94wt%,例如0.85wt%、0.87wt%、0.88wt%、0.89wt%、0.9wt%、0.91wt%、0.92wt%、0.93wt%、0.94wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述原料组合物中的所述R的原子百分比和所述B的原子百分比较佳地满足如下关系式:B/R≥0.38,式中,所述B为B在所述原料组合物中的原子百分比,所述R为R在所述原料组合物中的原子百分比。
本发明中,当所述R中还包括Pr时,优选地,所述B、所述Nd满足如下关系式:B/(Pr+Nd)≥0.405,式中,B指的是所述B在原料组合物中的原子百分比,Pr指的是所述Pr在原料组合物中的原子百分比,Nd指的是所述Nd在原料组合物中的原子百分比。
本发明中,所述原料组合物中,所述Ga的含量可为0.55~1.8wt%,优选为0.55wt%≤Ga<0.85wt%,例如0.55wt%、0.72wt%、0.75wt%、0.9wt%、0.95wt%;或者,优选为≥1.05wt%,例如1.05wt%、1.15wt%、1.2wt%、1.25wt%、1.3wt%、1.45wt%、1.55wt%、1.65wt%、1.8wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述原料组合物中,所述Ga和所述B的原子比优选满足下列条件Ga>7.2941-1.24B(at%),并且,0.55wt%≤Ga<1.05wt%。
本发明中,所述原料组合物中,所述Al的含量较佳地为0.06~0.07wt%,例如0.06wt%、0.07wt%,更佳地为0.06wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述原料组合物中,所述Co的含量较佳地为0.5~2.5wt%,例如0.5wt%、0.75wt%、0.8wt%、0.9wt%、1.00wt%、1.2wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%,更佳地为1.00~2wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述原料组合物中,所述Fe的含量较佳地为64~69wt%,例如64wt%、64.07wt%、64.23wt%、64.64wt%、64.82wt%、65.23wt%、65.3wt%、65.97wt%、66.11wt%、66.33wt%、66.77wt%、66.88wt%、68.4wt%、68.97wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,当所述N包含Ti时,所述Ti的含量较佳地为0.2~0.25wt%,例如0.2wt%、0.25wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,当所述N包含Zr时,所述Zr的含量较佳地为0.25~0.35wt%,例如0.25wt%、0.28wt%、0.30wt%、0.33wt%、0.35wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,当所述稀土永磁材料的原料组合物中包含Zr时,所述Zr的质量含量优选为0.26wt%≤Zr<(3.48B-2.67)wt%,式中,B指的是所述B占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,当所述稀土永磁材料的原料组合物中包含Nb时,所述Nb的含量较佳地为0.2~0.3wt%,例如0.2wt%、0.25wt%、0.30wt%,百分比为占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述原料组合物中,当所述N包含Ti和Nb时,优选地,所述Ti或所述Nb的原子百分比≥0.55at%。
本发明中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:
R:28.5~32.5wt%;所述R为至少含有Nd的稀土元素;
Ga:0.55~1.8wt%;
B:0.85~0.94wt%;
Al:0.06~0.07wt%;
Co:0.5~2.5wt%;
Fe:64~69wt%;
N:Ti、Zr和Nb中的一种或多种;
当N包含Ti时,所述Ti的含量为0.2~0.25wt%;
当N包含Zr时,所述Zr的含量为0.25~0.35wt%;
当N包含Nb时,所述Nb的含量为0.2~0.3wt%;
所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:
R:28.5~32.5wt%;所述R为包括Nd和Pr的稀土元素;
Pr:0.1~0.5%或者8~15%;
Ga:0.55~1.8wt%;
B:0.85~0.94wt%;
Al:0.06~0.07wt%;
Co:0.5~2.5wt%;
Fe:64~69wt%;
N:Ti、Zr和Nb中的一种或多种;
当N包含Ti时,所述Ti的含量为0.2~0.25wt%;
当N包含Zr时,所述Zr的含量为0.25~0.35wt%;
当N包含Nb时,所述Nb的含量为0.2~0.3wt%;
所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:
R:28.5~32.5wt%;所述R为至少含有Nd的稀土元素;
Ga:0.55~1.8wt%;
B:0.85~0.94wt%;
Al:0.06~0.07wt%;
Co:0.5~2.5wt%;
Fe:64~69wt%;
Ti:0.2~0.25wt%;
所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:
R:28.5~32.5wt%;所述R为至少含有Nd的稀土元素;
Ga:0.55~1.8wt%;
B:0.85~0.94wt%;
Al:0.06~0.07wt%;
Co:0.5~2.5wt%;
Fe:64~69wt%;
Zr:0.25~0.35wt%;
所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:
R:28.5~32.5wt%;所述R为至少含有Nd的稀土元素;
Ga:0.55~1.8wt%;
B:0.85~0.94wt%;
Al:0.06~0.07wt%;
Co:0.5~2.5wt%;
Fe:64~69wt%;
Nb:0.2~0.3wt%;
所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 28.1wt%;Pr 0.4wt%;Ga 1.55wt%;Al 0.06wt%;Co 0.5wt%;Ti0.15wt%;B 0.84wt%;Fe 68.4wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 29.06wt%;Pr 0.44wt%;Ga 1.45wt%;Al 0.07wt%;Co 1wt%;Ti0.2wt%;B 0.9wt%;Fe 66.88wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 29.55wt%;Pr 0.45wt%;Ga 1.3wt%;Al 0.07wt%;Co 1.5wt%;Ti0.25wt%;B 0.91wt%;Fe 65.97wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 30.26wt%;Pr 0.24wt%;Ga 1.05wt%;Al 0.06wt%;Co 2wt%;Ti0.15wt%;B 0.94wt%;Fe 65.3wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 30.75wt%;Pr 0.25wt%;Ga 1.2wt%;Al 0.06wt%;Co 2.5wt%;Ti0.25wt%;B 0.92wt%;Fe 64.07wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 20.47wt%;Pr 11.03wt%;Ga 1.65wt%;Al 0.06wt%;Co 0.5wt%;Ti0.15wt%;B 0.91wt%;Fe 65.23wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 21.8wt%;Pr 10.2wt%;Ga 1.8wt%;Al 0.07wt%;Co 1wt%;Ti0.2wt%;B 0.93wt%;Fe 64wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 23wt%;Pr 9.5wt%;Ga 0.55wt%;Al 0.05wt%;Co 1.5wt%;Ti0.25wt%;B 0.92wt%;Fe 64.23wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 22.5wt%;Pr 10.5wt%;Ga 0.75wt%;Al 0.07wt%;Co 2wt%;Ti0.15wt%;B 0.84wt%;Fe 63.19wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 22.2wt%;Pr 9.3wt%;Ga 0.95wt%;Al 0.07wt%;Co 2.5wt%;Ti0.25wt%;B 0.88wt%;Fe 63.85wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 28.07wt%;Pr 0.43wt%;Ga 0.55wt%;Al 0.06wt%;Co 0.8wt%;Zr0.2wt%;B 0.92wt%;Fe 68.97wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 30.53wt%;Pr 0.47wt%;Ga 0.72wt%;Al 0.07wt%;Co 0.75wt%;Zr0.22wt%;B 0.91wt%;Fe 66.33wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 29.55wt%;Pr 0.45wt%;Ga 1.15wt%;Al 0.05wt%;Co 0.9wt%;Zr0.28wt%;B 0.85wt%;Fe 66.77wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 22.9wt%;Pr 9.6wt%;Ga 1.25wt%;Al 0.07wt%;Co 1.2wt%;Zr0.3wt%;B 0.87wt%;Fe 63.81wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 21.8wt%;Pr 9.2wt%;Ga 1.55wt%;Al 0.05wt%;Co 1.5wt%;Zr0.33wt%;B 0.93wt%;Fe 64.64wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 21.5wt%;Pr 10.5wt%;Ga 1.8wt%;Al 0.07wt%;Co 2wt%;Zr0.35wt%;B 0.89wt%;Fe 62.89wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 28.55wt%;Pr 0.45wt%;Tb 2wt%;Ga 0.9wt%;Al 0.06wt%;Co2wt%;Nb 0.3wt%;B 0.92wt%;Fe 64.82wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 29.57wt%;Pr 0.43wt%;Dy 2wt%;Ga 1.3wt%;Al 0.07wt%;Co2.5wt%;Nb 0.25wt%;B 0.9wt%;Fe 62.98wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料的原料组合物,较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 31wt%;Ga 0.72wt%;Al 0.06wt%;Co 0.75wt%;Zr 0.25wt%;Nb0.2wt%;B 0.91wt%;Fe 66.11wt%;所述百分比为各组分质量占所述原料组合物总质量的质量百分比。
本发明提供的技术方案之二为:一种稀土永磁材料的制备方法,其包括下述步骤:
将所述稀土永磁材料的原料组合物的熔融液经铸造、制粉、成形、烧结和时效处理,即可。
其中,所述稀土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。
其中,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),将所述稀土永磁材料的原料组合物的熔融液通过旋转的辊轮,以102℃/秒-104℃/秒的速度冷却,即可。
其中,所述冷却可通过辊轮中通入冷却水实现。优选地,所述辊轮的进水温度≤25℃,例如22.5℃、22.8℃、23.1℃、23.2℃、23.5℃、23.6℃或24.2℃。
其中,所述辊轮可为本领域常规的辊轮,例如铜辊。
其中,所述制粉的操作和条件可为本领域常规的操作和条件。所述制粉通常包括氢破工艺和气流磨工艺。
其中,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。
所述吸氢可在氢气压力0.15MPa的条件下进行。
所述脱氢可在边抽真空边升温的条件下进行。
其中,所述氢破后还可按本领域常规手段进行粉碎。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。
所述气流磨粉碎可在氧化气体含量120ppm以下的氮气气氛下进行。所述氧化气体指的是氧气或水分含量。
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3h。
所述粉碎后,可按本领域常规手段在粉体中添加润滑剂,例如硬脂酸锌。所述润滑剂的添加量可为混合后粉末重量的0.10~0.15%,例如0.12%。
其中,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。
其中,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。
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。
所述烧结的温度可为本领域常规的烧结温度,优选为1050~1090℃,例如1058~1088℃;更优选为1060~1078℃。
所述烧结的时间可为本领域常规的烧结时间,例如5~10h,再例如8h。
所述冷却前可通入Ar气体使气压达到0.1MPa。
其中,所述时效处理包括一级时效处理和二级时效处理。
其中,所述一级时效处理优选为在高纯度Ar条件下进行。
所述一级时效处理温度的可为本领域常规的一级时效处理温度,优选为850~950℃,更优选为900℃。
所述一级时效的处理时间可为2~4h,优选为3h。
其中,所述二级时效处理的温度可为本领域常规的二级时效处理温度,优选为430~470℃,更优选为450~460℃,例如450℃、455℃、460℃。
所述二级时效的处理时间可为2~4h,优选为3h。
其中,升温至所述一级时效处理或二级时效处理的温度的速率较佳地为3~5℃/min。所述升温的起点可为室温,例如20℃。
本发明的技术方案之三为:一种由上述方法制得的稀土永磁材料。
本发明的技术方案之四为:一种稀土永磁材料,其包括如下质量含量的组分:
R:28.5~33.0wt%;所述R为至少含有Nd的稀土元素;
Ga:0.5~1.8wt%但不为0.5wt%;
B:0.84~0.94wt%;
Al:0.08~0.12wt%;
Co:≤2.5wt%但不为0;
Fe:62~69wt%;
N:Ti、Zr和Nb中的一种或多种;
当N包含Ti时,所述Ti的含量为0.15~0.25wt%;
当N包含Zr时,所述Zr的含量为0.2~0.35wt%;
当N包含Nb时,所述Nb的含量为0.2~0.5wt%;
所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料包含R2T14B主相、晶界相和富稀土相。
其中,所述晶界相指的是两个或两个以上的R2T14B晶粒间的晶界相的总称。
其中,所述R2T14B相中,R是指稀土元素、T是指Fe和/或Co。
其中,优选地,所述晶界相中包含R6T13M相,所述R6T13M相的体积分数为3~12%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
本发明中,所述R6T13M相中,R是指稀土元素、T是指Fe和/或Co、M是指Ga。
本发明中,所述晶界相中包含R6T13M相,所述R6T13M相的体积分数为4~11%,例如5.2%、5.4%、5.7%、6.3%、6.5%、7.5%、7.6%、7.7%、9.8%,更佳地为5~10%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料中,所述R的含量较佳地为28.5~32.5wt%,例如29.999wt%、30.009wt%、30.496wt%、30.995wt%、30.993wt%、30.998wt%、31.011wt%、31.021wt%、31.503wt%、31.504wt%、32.002wt%、32.041wt%,更佳地为30~31.5wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
其中,所述稀土永磁材料中,所述Nd的含量较佳地为20~23wt%,例如20.475wt%、21.504wt%、21.802wt%、21.809wt%、22.203wt%、22.502wt%、22.905wt%;或者,所述Nd的含量较佳地为28~32.5wt%,例如28.072wt%、28.074wt%、28.552wt%、29.051wt%、29.541wt%、29.554wt%、29.579wt%、30.252wt%、30.534wt%、30.751wt%、31.011wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料中较佳地不含Cu。
本发明中,所述R中还可包括Pr。
其中,所述Pr的含量可为<0.2at%或者>8at%;at%为在所述稀土永磁材料中的原子百分比。
其中,所述Pr的含量较佳地在1.0wt%以下且不为0,更佳地为0.1~0.5wt%,例如0.244wt%、0.426wt%、0.428wt%、0.432wt%、0.441wt%、0.455wt%、0.458wt%、0.464wt%;或者所述Pr的含量较佳地为8~15wt%,更佳地为9~12wt%,例如9.212wt%、9.3wt%、9.504wt%、9.605wt%、10.2wt%、10.5wt%、10.502wt%、11.029wt%;百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料中可不含重稀土元素,也可达到与现有技术的磁体材料的磁性能相当甚至更佳的水平。或者,所述稀土永磁材料中还可包括RH,所述RH为重稀土元素。
其中,当所述稀土永磁材料中包含RH时,所述RH的含量较佳地为1.5~6wt%,更佳地为1~2.5wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
其中,所述RH的种类较佳地包括Dy、Tb和Ho中的一种或多种。
当所述RH包含Dy时,所述Dy的含量较佳地为1~2.5wt%,例如2.012wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
当所述RH包含Tb时,所述Tb的含量较佳地为1~2.5wt%,例如1.986wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料中,所述B的含量较佳地为0.85~0.94wt%,例如0.851wt%、0.879wt%、0.881wt%、0.887wt%、0.892wt%、0.902wt%、0.912wt%、0.913wt%、0.914wt%、0.921wt%、0.923wt%、0.932wt%、0.934wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料中的所述R的原子百分比和所述B的原子百分比较佳地满足如下关系式:B/R≥0.38,式中,所述B为B在所述稀土永磁材料中的原子百分比,所述R为R在所述稀土永磁材料中的原子百分比。
本发明中,当所述R中还包括Pr时,优选地,所述B、所述Nd满足如下关系式:B/(Pr+Nd)≥0.405,式中,B指的是所述B在稀土永磁材料中的原子百分比,Pr指的是所述Pr在稀土永磁材料中的原子百分比,Nd指的是所述Nd在稀土永磁材料中的原子百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料中,所述Ga的含量可为0.55~1.8wt%,优选为0.55wt%≤Ga<0.85wt%,例如0.552wt%、0.719wt%、0.723wt%、0.757wt%、0.902wt%、0.956wt%、1.049wt%;或者,优选为≥1.05wt%,例如1.146wt%、1.205wt%、1.255wt%、1.302wt%、1.453wt%、1.552wt%、1.554wt%、1.652wt%、1.802wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料中,所述Ga和所述B的原子比优选满足下列条件Ga>7.2941-1.24B(at%),并且,0.55wt%≤Ga<1.05wt%。
本发明中,所述稀土永磁材料中,所述Al的含量较佳地为0.09~0.11wt%,例如0.091wt%、0.092wt%、0.098wt%、0.102wt%、0.106wt%、0.108wt%、0.112wt%、0.113wt%、0.115wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料中,所述Co的含量较佳地为0.5~2.5wt%,例如0.502wt%、0.752wt%、0.757wt%、0.81wt%、0.902wt%、0.987wt%、1.002wt%、1.203wt%、1.497wt%、1.502wt%、1.508wt%、1.987wt%、2.002wt%、2.005wt%、2.08wt%、2.487wt%,更佳地为1.0~2.0wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料中,所述Fe的含量较佳地为64~69wt%,例如64.046wt%、64.174wt%、64.559wt%、64.703wt%、65.182wt%、65.258wt%、65.902wt%、66.037wt%、66.29wt%、66.736wt%、66.872wt%、68.371wt%、68.931wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,当所述稀土永磁材料中包含Ti时,所述Ti的含量较佳地为0.2~0.25wt%,例如0.203wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,当所述稀土永磁材料中包含Zr时,所述Zr的含量较佳地为0.25~0.35wt%,例如0.255wt%、0.282wt%、0.302wt%、0.332wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,当所述稀土永磁材料中包含Zr时,所述Zr的质量含量优选为0.26wt%≤Zr<(3.48B-2.67)wt%。
本发明中,当所述稀土永磁材料中包含Nb时,所述Nb的含量较佳地为0.2~0.3wt%,例如0.202wt%、0.252wt%,百分比为占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料中,当所述N包含Ti和Nb时,优选地,所述Ti或所述Nb的原子百分比≥0.55at%。
本发明中,所述稀土永磁材料,较佳地包括如下质量含量的组分:
R:28.5~32.5wt%;所述R为至少含有Nd的稀土元素;
Ga:0.55~1.8wt%;
B:0.85~0.94wt%;
Al:0.06~0.07wt%;
Co:0.5~2.5wt%;
Fe:64~69wt%;
N:Ti、Zr和Nb中的一种或多种;
当N包含Ti时,所述Ti的含量为0.2~0.25wt%;
当N包含Zr时,所述Zr的含量为0.25~0.35wt%;
当N包含Nb时,所述Nb的含量为0.2~0.3wt%;
所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;
所述稀土永磁材料的晶界相中还包括R6T13M相,所述R6T13M相的体积分数为4~11%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料,较佳地包括如下质量含量的组分:
R:28.5~32.5wt%;所述R为包括Nd和Pr的稀土元素;
Pr:0.1~0.5%或者8~15%;
Ga:0.55~1.8wt%;
B:0.85~0.94wt%;
Al:0.06~0.07wt%;
Co:0.5~2.5wt%;
Fe:64~69wt%;
N:Ti、Zr和Nb中的一种或多种;
当N包含Ti时,所述Ti的含量为0.2~0.25wt%;
当N包含Zr时,所述Zr的含量为0.25~0.35wt%;
当N包含Nb时,所述Nb的含量为0.2~0.3wt%;
所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;
所述稀土永磁材料的晶界相中还包括R6T13M相,所述R6T13M相的体积分数为4~11%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料,较佳地包括如下质量含量的组分:
R:28.5~32.5wt%;所述R为至少含有Nd的稀土元素;
Ga:0.55~1.8wt%;
B:0.85~0.94wt%;
Al:0.09~0.11wt%;
Co:0.5~2.5wt%;
Fe:64~69wt%;
Ti:0.2~0.25wt%;
所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;
所述稀土永磁材料的晶界相中还包括R6T13M相,所述R6T13M相的体积分数为5~10%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料,较佳地包括如下质量含量的组分:
R:28.5~32.5wt%;所述R为至少含有Nd的稀土元素;
Ga:0.55~1.8wt%;
B:0.85~0.94wt%;
Al:0.09~0.11wt%;
Co:0.5~2.5wt%;
Fe:64~69wt%;
Zr:0.25~0.35wt%;
所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;
所述稀土永磁材料的晶界相中还包括R6T13M相,所述R6T13M相的体积分数为5~10%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
本发明中,所述稀土永磁材料,较佳地包括如下质量含量的组分:
R:28.5~32.5wt%;所述R为至少含有Nd的稀土元素;
Ga:0.55~1.8wt%;
B:0.85~0.94wt%;
Al:0.09~0.11wt%;
Co:0.5~2.5wt%;
Fe:64~69wt%;
Nb:0.2~0.3wt%;
所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;
所述稀土永磁材料的晶界相中还包括R6T13M相,所述R6T13M相的体积分数为5~10%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 28.074wt%;Pr 0.426wt%;Ga 1.552wt%;Al 0.092wt%;Co 0.502wt%;Ti0.152wt%;B 0.831wt%;Fe 68.371wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为5.2%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 29.051wt%;Pr 0.441wt%;Ga 1.453wt%;Al 0.106wt%;Co 0.987wt%;Ti0.203wt%;B 0.887wt%;Fe 66.872wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为5.4%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 29.554wt%;Pr 0.455wt%;Ga 1.302wt%;Al 0.121wt%;Co 1.497wt%;Ti0.255wt%;B 0.914wt%;Fe 65.902wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为9.8%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 30.252wt%;Pr 0.244wt%;Ga 1.049wt%;Al 0.112wt%;Co 1.987wt%;Ti0.156wt%;B 0.942wt%;Fe 65.258wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为6.3%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 30.751wt%;Pr 0.244wt%;Ga 1.205wt%;Al 0.091wt%;Co 2.487wt%;Ti0.255wt%;B 0.921wt%;Fe 64.046wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为7.5%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 20.475wt%;Pr 11.029wt%;Ga 1.652wt%;Al 0.102wt%;Co 0.496wt%;Ti0.152wt%;B 0.912wt%;Fe 65.182wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为6.5%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 21.802wt%;Pr 10.200wt%;Ga 1.802wt%;Al 0.113wt%;Co 1.002wt%;Ti0.203wt%;B 0.932wt%;Fe 63.946wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为7.6%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 23.014wt%;Pr 9.504wt%;Ga 0.552wt%;Al 0.082wt%;Co 1.502wt%;Ti0.251wt%;B 0.921wt%;Fe 64.174wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为5.7%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 22.502wt%;Pr 10.500wt%;Ga 0.757wt%;Al 0.106wt%;Co 2.002wt%;Ti0.152wt%;B 0.842wt%;Fe 63.139wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为7.7%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 22.203wt%;Pr 9.300wt%;Ga 0.956wt%;Al 0.112wt%;Co 2.506wt%;Ti0.252wt%;B 0.881wt%;Fe 63.790wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为5.2%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 28.072wt%;Pr 0.428wt%;Ga 0.548wt%;Al 0.085wt%;Co 0.810wt%;Zr0.203wt%;B 0.923wt%;Fe 68.931wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为5.4%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 30.534wt%;Pr 0.464wt%;Ga 0.719wt%;Al 0.108wt%;Co 0.752wt%;Zr0.220wt%;B 0.913wt%;Fe 66.290wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为9.8%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 30.534wt%;Pr 0.464wt%;Ga 0.719wt%;Al 0.108wt%;Co 0.752wt%;Zr0.220wt%;B 0.913wt%;Fe 66.290wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为9.8%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 29.541wt%;Pr 0.458wt%;Ga 1.146wt%;Al 0.084wt%;Co 0.902wt%;Zr0.282wt%;B 0.851wt%;Fe 66.736wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为6.3%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 22.905wt%;Pr 9.605wt%;Ga 1.255wt%;Al 0.121wt%;Co 1.203wt%;Zr0.302wt%;B 0.879wt%;Fe 63.730wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为7.5%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 21.809wt%;Pr 9.212wt%;Ga 1.554wt%;Al 0.092wt%;Co 1.508wt%;Zr0.332wt%;B 0.934wt%;Fe 64.559wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为7.6%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 21.504wt%;Pr 10.502wt%;Ga 1.802wt%;Al 0.108wt%;Co 2.005wt%;Zr0.358wt%;B 0.892wt%;Fe 62.829wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为7.6%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 28.552wt%;Pr 0.455wt%;Tb 1.986wt%;Ga 0.902wt%;Al 0.098wt%;Co2.080wt%;Nb 0.303wt%;B 0.921wt%;Fe 64.703wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为9.8%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 29.579wt%;Pr 0.432wt%;Dy 2.012wt%;Ga 1.302wt%;Al 0.115wt%;Co2.503wt%;Nb 0.252wt%;B 0.902wt%;Fe 62.903wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为7.6%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
在本发明一较佳实施例中,所述稀土永磁材料较佳地包括如下质量含量的组分:Nd 31.011wt%;Ga 0.723wt%;Al 0.102wt%;Co 0.757wt%;Zr 0.255wt%;Nb0.202wt%;B 0.913wt%;Fe 66.037wt%;所述百分比为各组分质量占所述稀土永磁材料总质量的质量百分比;所述R6T13M相的体积分数为7.6%,百分比是指在所述晶界相、所述R2T14B主相和所述富稀土相的体积之和中所占百分比。
本发明的技术方案之五为:一种所述稀土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℃。
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)本发明的稀土永磁材料中特定含量的各元素之间相互配合,制得的稀土永磁材料含有特定含量的R6T13Ga。本发明的稀土永磁材料含有少量的硼元素,可在不添加重稀土元素下,剩磁、矫顽力、方形度、温度稳定性均较佳。
(2)本发明的稀土永磁材料,不仅磁性能较佳,且提升了稀土永磁材料的一致性,即同一批次产品的磁性能均一。