CN114284019A - 一种高矫顽力钕铈铁硼永磁体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高矫顽力钕铈铁硼永磁体及其制备方法和应用，所述永磁体具有以下特征中的至少一种：磁体内晶界富RE相的面积占整个视野面积的4％以上；磁体内晶界富RE相呈均匀细小的分布；位于三个以上主相晶粒交隅处的团块状晶界富RE相的面积与周边三个以上所有相邻主相晶粒的总面积比值的均值≤30％。本发明制备的磁体，当用作晶界扩散磁体基材时，具有优异的扩散效果。由于磁体内的富RE相沿晶界连续分布，为扩散提供了更多的通道，有助于提高扩散源向磁体内部的扩散深度，有助于提高扩散源在磁体内部的分布均匀性，有助于提高扩散磁体内部组织成分的一致性，从而进一步提升扩散磁体的磁性能。
Description
技术领域
本发明属于稀土永磁体领域，具体涉及一种高矫顽力钕铈铁硼永磁体及其制备方法和应用。
背景技术
烧结钕铁硼作为第三代稀土永磁材料，主要由稀土PrNd、铁、硼等元素组成，因其具有优异的磁性能及高性价比，被广泛应用于各类稀土永磁电机、智能消费电子产品、医疗器械等领域。随着低碳环保经济及高新技术的快速发展，烧结钕铁硼磁体的需求量日益增长，从而极大地带动了稀土PrNd资源的消耗，使得PrNd价格逐渐升高。Ce作为化学性质与PrNd相近且储量最为丰富的稀土元素，替代Pr、Nd应用于烧结钕铁硼中，不仅能够降低原材料成本，而且有助于实现稀土资源的平衡利用。
然而，由于Ce的混合价特性，离子半径较小的Ce易于形成CeFe2相，这种相在磁体内倾向以单独晶粒的形式存在，使主相晶粒间缺少沿晶界分布的富RE相，反磁化畴易于形核和扩展，磁体难以获得高矫顽力。同时相邻主相晶粒因直接接触产生的磁交换耦合作用也使得磁体剩余磁感应强度明显降低。而NdFe2相在磁体中是难以形成的。因此，为了实现高性能富Ce钕铈铁硼磁体的制备，抑制CeFe2相以晶粒形式存在，优化钕铈铁硼磁体中富RE相的分布成为亟待解决的技术问题。
发明内容
为了改善上述技术问题，本发明提供一种钕铈铁硼永磁体，所述钕铈铁硼永磁体具有以下特征中的至少一种：
磁体内晶界富RE相的面积占整个视野面积的4％以上；
磁体内晶界富RE相呈均匀细小的分布；
位于三个以上主相晶粒交隅处的团块状晶界富RE相的面积与周边三个以上所有相邻主相晶粒的总面积比值的均值≤30％。
根据本发明的实施方案，三个以上主相晶粒交隅处的团块状晶界富RE相和周边三个以上所有相邻主相晶粒的分布基本如图3所示。
根据本发明的实施方案，所述RE包括钕(Nd)，还可以包括选自下述稀土元素中的至少一种：铈(Ce)、镧(La)、镨(Pr)、钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)和钬(Ho)等。
根据本发明的实施方案，磁体内晶界富RE相的面积占整个视野面积的6％以上。
根据本发明的实施方案，位于三个以上主相晶粒交隅处的团块状晶界富RE相的面积与周边三个以上所有相邻主相晶粒的总面积的比值的均值≤15％，更优选为≤10％，更优选为≤7％。
本发明中，对钕铈铁硼永磁体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，面积占比采用Image-Pro Plus软件分析。
本发明中，所述视野面积是指FE-EPMA或SEM所检测的图像显示范围，对测试样品图像的放大比例不作要求，示例性地放大200、500、800、1000或1500倍。
本发明中，相邻主相晶粒是指与晶界富RE相相邻的所述主相晶粒。
根据本发明的实施方案，所述主相具有R2Fe14B结构。
根据本发明的实施方案，所述钕铈铁硼永磁体的主相晶粒的平均粒径为5-10μm。
根据本发明的实施方案，所述钕铈铁硼永磁体具有如下化学式：(CeaRHbRL1-a-b)xFe100-x-y-zTMyBz；
其中：20≤x≤40，0.5≤y≤10，0.9≤z≤1.5，0.05≤a≤0.65，0≤b≤0.25；RH元素为Dy、Tb、Ho、Gd中的至少一种，RL元素选自Pr、Nd、La、Y中的至少一种，且至少含有Nd；TM元素为Co、Cu、Ga、Al、Zr和Ti中的至少一种。
根据本发明的实施方案，RH元素优选为Dy。
根据本发明的实施方案，RL元素优选为Pr、Nd。
根据本发明的实施方案，TM元素为Co、Cu、Ga、Al、Zr和Ti的混合物。
根据本发明的实施方案，25≤x≤35，1≤y≤5，0.9≤z≤1.3，0.05≤a≤0.25，0.01≤b≤0.1。
本发明还提供上述所述钕铈铁硼永磁体的制备方法，所述方法由包括Ce元素、RL元素、Fe元素、TM元素、B元素的原料，和任选存在或不存在的RH元素的原料制粉、压制、烧结、时效处理，制备得到所述钕铈铁硼永磁体；
其中，RL元素、TM元素、RH元素具有如上含义。
根据本发明的实施方案，所述方法包括由包括Ce元素、RL元素、Fe元素、TM元素、B元素、RH元素的原料经过制粉、压制、烧结，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
根据本发明的实施方案，各原料的添加量按照(CeaRHbRL1-a-b)xFe100-x-y-zTMyBz化学计量比添加。
根据本发明的实施方案，所述永磁体制备过程中还可以添加润滑剂，所述润滑剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、硼酸三丁脂、异丙醇、石油醚等一种或者多种。优选地，所述润滑剂的用量可以为粉体总重量的0.01-2wt％，示例性为0.01wt％、0.05wt％、0.1wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％。
根据本发明的实施方案，所述方法包括：先将包括Ce元素、RL元素、Fe元素、TM元素、B元素、RH元素的原料制备成合金鳞片，再将合金鳞片经氢破碎、脱氢、磨粉制备合金粉末，压制、烧结、时效处理，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
根据本发明的实施方案，所述方法还可以包括：(K1)先分别制备无Ce的主相合金鳞片和含Ce的辅相合金鳞片；
其中，无Ce的主相合金鳞片是将RL元素、Fe元素、TM元素和B元素、和任选存在或不存在的RH元素的原料经熔炼、冷凝，制备成合金鳞片；
含Ce的辅相合金鳞片是将Ce元素、RL元素、Fe元素、TM元素和B元素、和任选存在或不存在的RH元素的原料经熔炼、冷凝，制备成合金鳞片；
(K2)将步骤(K1)中无Ce的主相合金鳞片和含Ce的辅相合金鳞片分别经氢破碎、脱氢、气流磨制成合金粉末；任选加入或者不加入润滑剂，压制、烧结、时效处理，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
根据本发明的实施方案，所述方法还可以包括：(K1)先分别制备无Ce的主相合金鳞片和含Ce的辅相合金鳞片；
其中，无Ce的主相合金鳞片是将RL元素、RH元素、Fe元素、TM元素和B元素的原料经熔炼、冷凝，制备成合金鳞片；
含Ce的辅相合金鳞片是将Ce元素、RL元素、RH元素、Fe元素、TM元素和B元素的原料经熔炼、冷凝，制备成合金鳞片；
(K2)将步骤(K1)中无Ce的主相合金鳞片和含Ce的辅相合金鳞片分别经氢破碎、脱氢、气流磨制成合金粉末；任选加入或者不加入润滑剂，压制、烧结、时效处理，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
根据本发明的实施方案，步骤(K2)中，将步骤(K1)中无Ce的主相合金鳞片和含Ce的辅相合金鳞片经氢破碎、脱氢、气流磨制成合金粉末；并加入润滑剂，压制、烧结，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
根据本发明的实施方案，所述方法还可以包括：(S1)先分别制备无Ce的主相合金鳞片和含Ce的辅相合金鳞片，并分别经氢破碎、脱氢、气流磨制成主相合金粉末和辅相合金粉末；
所述无Ce的主相合金鳞片和含Ce的辅相合金鳞片具有如上含义；
(S2)将步骤(S1)中主相合金粉末和辅相合金粉末混合，任选加入或者不加入润滑剂，压制、烧结、时效处理，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
根据本发明的实施方案，步骤(S2)中，将步骤(S1)中主相合金粉末和辅相合金粉末混合，并加入润滑剂，压制、烧结、时效处理，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
根据本发明的实施方案，步骤(S2)中，主相合金粉末和辅相合金粉末的质量比为(1-40)：1，示例为：2.7:1、10:1。
根据本发明的实施方案，所述合金鳞片(包括主相合金鳞片和辅相合金鳞片)的厚度为0.1-0.4mm，示例性为0.1mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.4mm。
根据本发明的实施方案，所述合金鳞片(包括主相合金鳞片和辅相合金鳞片)是将各原料经真空熔炼后浇铸制得的。示例性地，所述合金鳞片的熔炼在真空感应炉中进行。
优选地，所述熔炼在惰性气氛下进行，例如，例如在氮气、或氩气气氛下，优选在氩气气氛下。
优选地，所述合金鳞片熔炼过程的浇铸温度为1300-1500℃，示例性为1300℃、1400℃、1500℃。
优选地，所述合金鳞片的浇铸过程为将熔融的原料液体浇铸至旋转的水冷铜辊上。进一步地，所述旋转的水冷铜辊的转速为15-45rpm，示例性为15rpm、20rpm、25rpm、30rpm、40rpm、45rpm。
优选地，所述合金粉末(包括主相合金粉末和辅相合金粉末)的平均粒径为2-6μm，示例性为2μm、3μm、3.5μm、4μm、5μm、6μm。示例性地，主相合金粉末的平均粒径为4-6μm；辅相合金粉末的平均粒径为3-5μm。
根据本发明的实施方案，所述制备方法还包括将所述合金粉末压制成型成压坯。
根据本发明的实施方案，所述压制成型包括取向压制成型和等静压成型，优选先经取向压制成型，再经等静压成型制得压坯，提高压坯的密度。进一步地，所述取向压制在磁场中进行，所述等静压成型在等静压机中进行。
优选地，所述混合粉末在惰性气氛保护下进行取向压制成型，例如在氮气、或氩气气氛下，优选在氮气气氛下。
优选地，所述取向磁场的磁场强度为2-5T，示例性为2T、3T、4T、5T。
优选地，所述等静压成型的压力为150-260MPa，示例性为150MPa、180MPa、185MPa、200MPa、220MPa、240MPa、260MPa。
优选地，所述压坯的密度为4-6g/cm3，示例性为4g/cm3、4.2g/cm3、4.6g/cm3、5g/cm3、6g/cm3。
根据本发明的实施方案，在烧结处理前，还对压坯进行加热处理，加热处理温度为100～950℃，优选为150～900℃，加热处理保温的时间为60～120min，示例性地，加热处理温度为3～6段，每一段加热处理的保温温度可以一样，也可以不一样，保温时间可以一样，也可以不一样，在加热处理阶段可以在惰性气体下进行，也可以在真空状态下进行。示例性地，加热处理的温度为4段，分别为100～200℃、200～550℃、550～700℃、700～950℃。
根据本发明的实施方案，所述烧结为真空液相烧结，其具有四段以上的烧结保温阶段，例如为4-10段烧结保温阶段，烧结保温阶段的温度为900-1150℃，优选为950～1100℃，示例性为900℃、950℃、1000℃、1010℃、1015℃、1030℃、1040℃、1050℃、1070℃、1100℃，多个保温阶段的保温温度可以一样，也可以不一样。保温时间为40-140min，优选为50-100min，示例性为40min、50min、60min、70min、80min、90min、110min，保温时间可以一样，也可以不一样。在烧结保温阶段可以在惰性气体下进行，也可以在真空状态下进行。
优选地，所述烧结保温阶段前均含有一个升温阶段，该升温阶段的升温速率为0.5-5℃/min，更优选1-4℃/min，；每一段升温阶段的升温速率可以一样，也可以不一样。
根据本发明的实施方案，每相邻两段烧结保温工艺之间，可以在前一段烧结保温阶段结束后直接进行下一步升温保温工序，也可以在前一段烧结保温阶段结束后，先进行冷却，再进行下一步升温保温工序，对冷却的温度不作限定，以低于前一段烧结保温阶段的温度即可，对冷却的段数不作特别限定要求，以达到所需的冷却温度即可；即，在每相邻两段烧结保温工艺之间，其工艺可以是任意随机的。例如，前一段烧结保温阶段结束后，先进行1-10段冷却，再进行下一步升温保温工序，1-10段冷却的温度可以相同或者不同。示例地，保温结束后，冷却的温度为500-1050℃。
根据本发明的实施方案，所述时效处理在烧结处理冷却后进行。示例性地，时效处理包括：烧结完成后，冷却至室温，再升温处理。
优选地，所述时效处理为二次时效处理，包括：升温进行第一次时效处理，第一次时效处理温度为800-950℃，保温时间为160-300min；冷却至210℃以下，然后升温进行第二次时效处理，第二次时效处理温度为450-600℃之间，保温时间为240-360min。
根据本发明的实施方案，所述钕铈铁硼永磁体的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按照(CeaRHbRL1-a-b)xFe100-x-y-zTMyBz成分和配比称量配料，采用真空感应炉在Ar气气氛保护下进行熔炼，将熔化后的熔液浇铸到旋转的急冷辊上，甩带至冷却盘冷却后，制备合金鳞片；
步骤2、将合金鳞片进行氢破碎、脱氢、气流磨处理后，制备合金粉末；
步骤3、将合金粉末在磁场中取向压制得到压坯，并经等静压机压制，进一步提高压坯的密度；
步骤4、将压坯在烧结炉中进行具有N段的烧结保温阶段的烧结，时效处理，制备得到钕铈铁硼永磁体，4≤N≤10。
根据本发明的实施方案，所述方法还包括晶界扩散处理步骤，将烧结后制备的钕铈铁硼永磁体的表面经磨削处理后，涂覆重稀土扩散源，经扩散处理后，制备晶界扩散钕铈铁硼永磁体。
优选地，所述扩散处理包括将扩散材料施加在磁体表面，进行真空加热扩散处理、扩散冷却和扩散时效处理。
根据本发明的实施方案，可以采用喷涂的方式在钕铈铁硼永磁体表面附着重稀土RH(Dy、Tb)的纯金属、合金、化合物等一种或者多种，示例为：Dy和/或Tb的纯金属、Dy和/或Tb的氢化物、Dy和/或Tb的氧化物、Dy和/或Tb的氢氧化物、Dy和/或Tb的氟化物等中的至少一种；示例性为氟化镝。
根据本发明的实施方案，可以在真空热处理炉内进行扩散处理。
优选地，真空加热扩散处理的温度为800-980℃，真空加热扩散处理的时间为5-45h。
优选地，扩散冷却的温度为低于100℃。
优选地，所述扩散时效处理的温度为420-650℃，例如为550℃，所述扩散时效处理的时间为3-10h。
根据本发明的实施方案，在烧结工序后、扩散处理前，还可以将坯体加工成目标尺寸。
本发明还提供上述钕铈铁硼永磁体在稀土永磁电机、智能消费电子产品、医疗器械等领域中的应用。
本发明的有益效果:
本发明通过调整钕铈铁硼的基材配方、制备方法以及烧结制度，减小钕铈铁硼的主相晶粒表面固液界面向固相的移动距离，减缓主相晶粒的熔融，抑制主相晶粒长大，同时增强晶界的毛细管作用力，使熔融的富RE相沿晶界分布，减小位于三个以上主相晶粒交隅处的团块状晶界富RE相的面积在周边三个以上所有相邻晶粒的总面积的占比，使磁体内富RE相的面积比占整个视野面积减少、且呈均匀细小的分布。同时形成连续平滑的薄层晶界富RE相将主相晶粒分割包围，修复晶界缺陷，从而抑制反磁化畴形核，阻碍反磁化畴壁的移动，并有效隔绝主相晶粒之间的磁交换耦合作用，进而使永磁体具备较高的磁性能。
Ce的添加会改变磁体内晶界相的成分及结构形态，降低富RE相熔点，降低磁体烧结和时效温度，同时使晶界富RE相倾向于团块状分布。随着Ce含量增加，晶界相呈团块状分布的趋势越显著，这会使得晶界缺陷增加，主相晶粒之间相互接触，从而降低磁性能。因此本发明通过进一步延长烧结周期，增加保温时间，促进熔融富RE相沿主相晶粒之间分布，提高二颗粒晶界富RE相比例，使其均匀细小的在磁体中分布，减少缺陷抑制反磁化畴形核，实现优化磁体显微组织及磁性能的目的。
此外，本发明制备的磁体，当用作晶界扩散磁体基材时，具有优异的扩散效果。由于磁体内的富RE相沿晶界连续分布，为扩散提供了更多的通道，有助于提高扩散源向磁体内部的扩散深度，有助于提高扩散源在磁体内部的分布均匀性，有助于提高扩散磁体内部组织成分的一致性，从而进一步提升扩散磁体的磁性能。
附图说明
图1为对比例2中磁体内晶界相和主相的扫描电镜图像。
图2为实施例1中磁体内晶界相和主相的扫描电镜图像。
图3为本发明三个以上主相晶粒交隅处的团块状晶界富RE相和周边三个以上所有主相相邻晶粒的分布图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
本发明以下实施例中，PrNd以合金形式加入，其余金属均以单质形式加入，B由B-Fe砂提供。
实施例1
(1)按照成分100质量％设计配比：PrNd：29wt.％，Ce：3.7wt.％，Dy：0.4wt.％，Co：1.2wt.％，Cu：0.3wt.％，Ga：0.1wt.％，Al：0.53wt.％，Zr：0.12wt.％，Ti：0.12wt.％，B：0.99wt.％，Fe余量，称取原材料，采用真空感应熔炼炉在Ar气气氛保护下进行熔炼，将熔融的液体浇铸至转速32rpm的急冷辊上，液体浇铸温度为1400℃，制得平均厚度0.25mm的合金鳞片；
(2)将合金鳞片经氢破碎、脱氢、气流磨制成平均粒径为3.7μm的合金粉，并在N2气氛保护下添加合金粉重量占比0.05wt％的润滑剂硬脂酸锌，并搅拌混合均匀；
(3)在N2气氛保护下将步骤(2)中混合粉末填入压型设备模具的模腔内，取向磁场场强3T取向成型压制，随后在等静压机中185MPa压力、保压8s等静压处理，得到密度为4.2g/cm3的压坯；
(4)将坯体放置于烧结炉中，在真空氛围下，进行加热处理，在150℃、260℃分别保温100min进行脱润滑剂处理，在600℃、900℃分别保温90min进行脱气处理，然后执行4段的烧结保温工艺，且每一段烧结保温阶段结束后，先降温到1000℃后，再升温进行下一步的升温工序，具体的烧结工艺见表1，第4段烧结保温结束后直接冷却至室温得到烧结体。
(5)时效处理：取上述烧结体，升温至900℃保温180min后冷却至200℃，然后再升温至530℃保温240min，保温结束后冷却至室温，得到时效处理后的磁体，所述钕铈铁硼永磁体具有如下化学式：(Ce0.11RH0.01RL0.88)33.1Fe63.56TM2.35B0.99；
RH元素为Dy，RL元素为Pr、Nd；TM元素为Co、Cu、Ga、Al、Zr和Ti。
图2为实施例1中磁体内晶界相和主相的扫描电镜图像，从图2可以看出，富RE相分布均匀细小。
实施例2
实施例2采用同实施例1相同的配方、熔炼、制粉、压型、时效工艺，区别仅在于：采用5段的烧结保温工艺，具体的烧结工艺见表1。
对比例1
对比例1与实施例1的区别仅在于烧结工艺，依照常规烧结工艺升温进行一次保温烧结处理，具体烧结工艺见表1。
对比例2
对比例2与实施例1的区别仅在于：对比例2采用3段烧结保温工艺，且每一段烧结保温阶段结束后，先降温到1000℃后，再升温进行下一步的升温工序，具体的烧结工艺见表1。
对比例3
对比例3与实施例1相比，区别仅在于：按照成分设计配比：PrNd：32.2wt.％，Ce：0.5wt.％，Dy：0.4wt.％，Co：1.2wt.％，Cu：0.3wt.％，Ga：0.1wt.％，Al：0.53％，Zr：0.12wt.％，Ti：0.12wt.％，B：0.99wt.％，Fe余量。制备方法完全同实施例1，所述钕铈铁硼永磁体具有如下化学式：(Ce0.02RH0.01RL0.97)33.1Fe63.56TM2.35B0.99；
RH元素为Dy，RL元素为Pr、Nd；TM元素为Co、Cu、Ga、Al、Zr和Ti。
图1为对比例2中磁体内晶界相和主相的扫描电镜图像，从图1可以看出，富RE相分布粗大不均匀。
对比例4
对比例4与对比例3的区别仅在于采用3段的烧结保温工艺，具体的烧结工艺见表1。
表1实施例1-2与对比例1-4的具体烧结工艺参数
表1(续)实施例1-2与对比例1-4的具体烧结工艺参数
实施例3
实施例3选用实施例1烧结时效后的磁体，加工为长20mm、宽20mm、厚5mm的薄片产品，采用浸蘸工艺，在磁体表面施加一层厚度为1mm的氟化镝的薄膜，然后在900℃下，保温15小时进行扩散处理，扩散温度冷却低于100℃后，再升温至550℃进行5小时的时效处理，制备得到晶界扩散钕铈铁硼永磁体。将最终磁体进行磁性能测试。
对比例5
实施例5选用对比例2烧结时效后的磁体，加工为长20mm、宽20mm、厚5mm的薄片产品，采用浸蘸工艺，在磁体表面施加一层厚度为1mm的氟化镝的薄膜，然后在900℃下，保温15小时进行扩散处理，扩散温度冷却低于100℃后，再升温至550℃进行5小时的时效处理，制备得到晶界扩散钕铈铁硼永磁体。将最终磁体进行磁性能测试。
实施例4
(1)按照成分100质量％设计配比：PrNd：32.6wt.％，Dy：0.4wt.％，Co：1.3wt.％，Cu：0.38wt.％，Ga：0.1wt.％，Al：0.6wt.％，Ti：0.14wt.％，Zr：0.1wt.％，B：0.99wt.％，Fe余量，称取主相合金原料，采用真空感应熔炼炉在Ar气气氛保护下进行熔炼，将熔融的液体浇铸至转速32rpm的水冷铜辊上，液体浇铸温度为1400℃，制得平均厚度0.27mm的主相合金鳞片；
(2)按照成分100质量％设计配比PrNd：19.3wt.％，Ce：13.7wt.％，Dy：0.4wt.％，Co：1.3wt.％，Cu：0.1wt.％，Ga：0.1wt.％，Al：0.35wt.％，Ti：0.1wt.％，Zr：0.1wt.％，B：0.99wt.％，Fe余量，称取辅相合金原材料，采用真空感应熔炼炉在Ar气气氛保护下进行熔炼，将熔融的液体浇铸至转速36rpm的水冷铜辊上，液体浇铸温度1400℃，制得平均厚度0.25mm的辅相合金鳞片；
(3)将主相合金鳞片和辅相合金鳞片分别经氢破碎、脱氢、气流磨制成平均粒径为5μm和3.5μm的合金粉，并在N2气氛保护下按质量比2.7:1混合、添加合金粉占比0.05wt％的润滑剂硼酸三丁酯，并搅拌混合均匀；
(4)在N2气氛保护下将混合粉末填入压型设备模具的模腔内，取向磁场场强3T取向成型压制，随后在等静压机中185MPa压力下等静压处理8s，得到密度为4.2g/cm3的压坯；
(5)将坯体放置于烧结炉中，在真空氛围下，进行加热处理，在150℃、260℃分别保温100min进行脱润滑剂处理，在600℃、900℃分别保温90min进行脱气处理，然后执行4段的烧结保温工艺，且每一个烧结保温阶段结束后，先降温到990℃后，再升温进行下一步的升温工序，具体的烧结工艺如表2所示，第4段烧结保温结束后直接冷却至室温得到烧结体。
(6)时效处理：取上述烧结体，升温至900℃保温180min后冷却至200℃，然后再升温至530℃保温240min，保温结束后冷却至室温，得到时效处理后的磁体，所述钕铈铁硼永磁体具有如下化学式：(Ce0.11RH0.01RL0.88)33.1Fe63.56TM2.35B0.99；
RH元素为Dy，RL元素为Pr、Nd；TM元素为Co、Cu、Ga、Al、Zr和Ti。
对比例6
对比例6与实施例4的区别仅在于：对比例6采用3段的烧结保温工艺，具体的烧结工艺见表2。
实施例5
实施例5与实施例4的区别仅在于制粉步骤(3)不同，实施例5中将主相合金鳞片和辅相合金鳞片按质量比2.7：1混合后，经氢破碎、脱氢、气流磨制成平均粒径为3.7μm的合金粉，并在N2气氛保护下添加合金粉占比0.05wt％的润滑剂硼酸三丁酯，并搅拌混合均匀。
对比例7
对比例7与实施例5的区别仅在于：对比例7采用3段的烧结保温工艺，具体的烧结工艺见表2。
表2实施例4-5与对比例6-7升温保温烧结工艺参数
表2(续)实施例4-5与对比例6-7升温保温烧结工艺参数
将各实施例1-5与对比例1-7时效处理后的磁体均加工标准
样柱，采用BH仪测试磁体性能，具体磁性能测试结果。
通过NIM-62000永磁材料精密测量系统分别测试上述实施例1-5及对比例1-7所制备磁体的磁性能；通过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，面积占比采用Image-Pro Plus软件分析，结果如下表3所示；
其中，富RE相的面积比占整个视野面积，记为面积比S1；
位于三个以上主相晶粒交隅处的团块状晶界富RE相的面积之和占周边三个以上所有相邻主相晶粒的总面积之和的比例的均值为S2。
平均粒径为主相晶粒的平均粒径。
表3实施例1-5、对比例1-7产品性能
表3中，“-”是代表未检测。
对比实施例1与对比例1可见，采用4段的烧结保温工艺有效的减少了团块状晶界相富RE相的面积比，使晶界相富RE相变得更为细小，显著的提升了磁体的磁性能。
对比实施例1与实施例2、对比例2可见，采用5段的烧结保温工艺可进一步提升磁体性能，改善效果有限。但4段的烧结保温工艺对性能的改善效果(参见实施例1)明显优于3段的烧结保温工艺(参见对比例2)。
实施例1与对比例2之间的磁性能、S1、S2的改善幅度明显优于对比例3与对比例4之间的磁性能、S1、S2的改善幅度，表明高Ce含量的磁体采用4段烧结保温工艺对性能的提升效果要明显优于低Ce含量磁体。
对比实施例3与对比例5可见，由于采用4段的烧结保温工艺能够优化晶界相分布，从而显著的提升磁体的扩散效果。
对比实施例4与对比例6、实施例5与对比例7可见，采用4段烧结保温工艺的双合金磁体磁性能同样优于3段的烧结保温工艺。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钕铈铁硼永磁体，其特征在于，所述钕铈铁硼永磁体具有以下特征中的至少一种：
磁体内晶界富RE相的面积占整个视野面积的4％以上；
磁体内晶界富RE相呈均匀细小的分布；
位于三个以上主相晶粒交隅处的团块状晶界富RE相的面积与周边三个以上所有相邻主相晶粒的总面积比值的均值≤30％。
2.根据权利要求1所述的钕铈铁硼永磁体，其特征在于，所述RE包括钕(Nd)，还可以包括选自下述稀土元素中的至少一种：铈(Ce)、镧(La)、镨(Pr)、钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)和钬(Ho)。
优选地，磁体内晶界富RE相的面积占整个视野面积的6％以上。
优选地，位于三个以上主相晶粒交隅处的团块状晶界富RE相的面积与周边三个以上所有相邻主相晶粒的总面积的比值的均值≤15％，更优选为≤10％，更优选为≤7％。
优选地，所述主相具有R2Fe14B结构。
优选地，所述钕铈铁硼永磁体的主相晶粒的平均粒径为5-10μm。
3.根据权利要求1或2所述的钕铈铁硼永磁体，其特征在于，所述钕铈铁硼永磁体具有如下化学式：(CeaRHbRL1-a-b)xFe100-x-y-zTMyBz；
其中：20≤x≤40，0.5≤y≤10，0.9≤z≤1.5，0.05≤a≤0.65，0≤b≤0.25；RH元素为Dy、Tb、Ho、Gd中的至少一种，RL元素选自Pr、Nd、La、Y中的至少一种，且至少含有Nd；TM元素为Co、Cu、Ga、Al、Zr和Ti中的至少一种。
优选地，25≤x≤35，1≤y≤5，0.9≤z≤1.3，0.05≤a≤0.25，0.01≤b≤0.1。
4.权利要求1-3任一项所述的钕铈铁硼永磁体的制备方法，其特征在于，所述方法：由包括Ce元素、RL元素、Fe元素、TM元素、B元素的原料，和任选存在或不存在的RH元素的原料制粉、压制、烧结、时效处理，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
优选地，所述方法包括：由包括Ce元素、RL元素、Fe元素、TM元素、B元素、RH元素的原料经过制粉、压制、烧结，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
优选地，所述方法中还添加润滑剂，所述润滑剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、硼酸三丁脂、异丙醇、石油醚中一种或者多种。优选地，所述润滑剂的用量可以为粉体总重量的0.01-2wt％。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：(K1)先分别制备无Ce的主相合金鳞片和含Ce的辅相合金鳞片；
其中，无Ce的主相合金鳞片是将RL元素、Fe元素、TM元素和B元素、和任选存在或不存在的RH元素的原料经熔炼、冷凝，制备成合金鳞片；
含Ce的辅相合金鳞片是将Ce元素、RL元素、Fe元素、TM元素和B元素、和任选存在或不存在的RH元素的原料经熔炼、冷凝，制备成合金鳞片；
(K2)将步骤(K1)中无Ce的主相合金鳞片和含Ce的辅相合金鳞片分别经氢破碎、脱氢、气流磨制成合金粉末；任选加入或者不加入润滑剂，压制、烧结、时效处理，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
优选地，所述方法还包括：(S1)先分别制备无Ce的主相合金鳞片和含Ce的辅相合金鳞片，并分别经氢破碎、脱氢、气流磨制成主相合金粉末和辅相合金粉末；
所述无Ce的主相合金鳞片和含Ce的辅相合金鳞片具有如上含义；
(S2)将步骤(S1)中主相合金粉末和辅相合金粉末混合，任选加入或者不加入润滑剂，压制、烧结、时效处理，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
优选地，步骤(S2)中，将步骤(S1)中主相合金粉末和辅相合金粉末混合，并加入润滑剂，压制、烧结、时效处理，制备得到所述钕铈铁硼永磁体。
优选地，步骤(S2)中，主相合金粉末和辅相合金粉末的质量比为(1-40)：1。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括将所述合金粉末压制成型成压坯。
优选地，所述压制成型包括取向压制成型和等静压成型，
优选地，所述取向磁场的磁场强度为2-5T。
优选地，所述等静压成型的压力为150-260MPa。
优选地，所述压坯的密度为4-6g/cm3。
7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烧结为真空液相烧结，其具有四段以上的烧结保温阶段，例如为4-10段烧结保温阶段，烧结保温阶段的温度为900-1150℃，多个保温阶段的保温温度一样，或者不一样。保温时间为40-140min。
优选地，所述烧结保温阶段前均含有一个升温阶段，该升温阶段的升温速率为0.5-5℃/min，更优选1-4℃/min。
优选地，每相邻两段烧结保温工艺之间，在前一段烧结保温阶段结束后直接进行下一步升温保温工序，或在前一段烧结保温阶段结束后，先进行冷却，再进行下一步升温保温工序，优选地，前一段烧结保温阶段结束后，先进行1-10段冷却，再进行下一步升温保温工序，优选地，保温结束后，冷却的温度为500-1050℃。
8.根据权利要求4-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述时效处理在烧结处理冷却后进行。
优选地，所述时效处理为二次时效处理，包括：升温进行第一次时效处理，第一次时效处理温度为800-950℃，保温时间为160-300min；冷却至210℃以下，然后升温进行第二次时效处理，第二次时效处理温度为450-600℃之间，保温时间为240-360min。
9.根据权利要求4-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括晶界扩散处理步骤，将烧结后制备的钕铈铁硼永磁体的表面经磨削处理后，涂覆重稀土扩散源，经扩散处理后，制备晶界扩散钕铈铁硼永磁体。
10.权利要求1-3任一项所述的钕铈铁硼永磁体在稀土永磁电机、智能消费电子产品、医疗器械领域中的应用。
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