CN116344139A - 一种高钴稀土永磁材料及其制备方法 - Google Patents

一种高钴稀土永磁材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116344139A
CN116344139A CN202310399729.XA CN202310399729A CN116344139A CN 116344139 A CN116344139 A CN 116344139A CN 202310399729 A CN202310399729 A CN 202310399729A CN 116344139 A CN116344139 A CN 116344139A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rare earth
magnet
equal
powder
earth permanent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310399729.XA
Other languages
English (en)
Inventor
张家滕
董生智
徐吉元
孟睿阳
刘静
陈红升
韩瑞
李卫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Iron and Steel Research Institute
Original Assignee
Central Iron and Steel Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Iron and Steel Research Institute filed Critical Central Iron and Steel Research Institute
Priority to CN202310399729.XA priority Critical patent/CN116344139A/zh
Publication of CN116344139A publication Critical patent/CN116344139A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0577—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0573—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes obtained by reduction or by hydrogen decrepitation or embrittlement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0576—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together pressed, e.g. hot working
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0266—Moulding; Pressing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高钴稀土永磁材料及其制备方法，属于稀土永磁材料技术领域。高钴稀土永磁材料成分按质量百分比：REaCobMcTMeFe100‑a‑b‑c‑dBd，28≤a≤35，15≤b≤30，0.5≤c≤1.2，0.95≤d≤1.2，0.2≤e≤3；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种组合；M是Cu、Al中的一种或二者组合，TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种组合；微观组织包括主相和晶界相，晶界相中富Co相占晶界相的总体积分数≤5％；富Co相成分中Co:M质量百分比为5:1～100:1。可优化磁体显微组织，提高磁体矫顽力。

Description

一种高钴稀土永磁材料及其制备方法
技术领域
本发明属于稀土永磁材料技术领域，尤其涉及一种高钴稀土永磁材料及其制备方法。
背景技术
烧结稀土永磁材料具有磁性能高、易加工和性价比高等优点，广泛应用于风力发电等领域。随着近年来新能源汽车、智能机器人和精密器械等行业的蓬勃发展，对烧结稀土永磁材料提出了更高的要求：烧结稀土永磁材料具有更高磁性能的同时，还要具备更高的温度稳定性。目前，普通钕铁硼磁体的剩磁温度系数和矫顽力温度系数典型值为-0.11％/℃和-0.75％/℃，限制了其在高速电机、精密仪表等领域的应用。
相关研究表明，使用Co替代Fe，能够显著提高磁体的居里温度，从而改善磁体的温度稳定性。但是，对于高Co磁体(Co含量≥15wt％)，磁体内晶界相中存在大量尺寸较大的富钴聚集区，这些聚集区中含有多种恶化矫顽力的相，如RECo2、RECo5、RE2Co17相等，这些相的存在一方面降低了晶界的去磁耦合作用，另一方面堵塞了富稀土相的流动通道，导致薄层晶界稀少。CN111640549A公开了一种高温度稳定性烧结稀土永磁材料及其制备方法，该方法所制备的磁体，晶界中存在Co含量低于主相晶粒内Co含量的贫钴区和Co含量高于主相晶粒内Co含量的富钴区，富钴区内存在大量如RECo2、RECo5、RE2Co17等相，这些相会导致磁体矫顽力下降。为了提升高Co磁体的矫顽力，现有方法在磁体中加入重稀土Dy/Tb等，这将导致磁体的成本显著上升，同时还会导致磁体的最大磁能积下降，制约了高Co磁体的应用和推广。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种高钴稀土永磁材料及其制备方法，用以解决高Co含量稀土永磁材料内存在大面积富钴区，导致磁体矫顽力下降的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种高钴稀土永磁材料，高钴稀土永磁材料的成分按质量百分比为：REaCobMcTMeFe100-a-b-c-dBd，其中28≤a≤35，15≤b≤30，0.5≤c≤1.2，0.95≤d≤1.2，0.2≤e≤3；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种的组合；M为Cu、Al中的一种或二者的组合，TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种的组合；
所述高钴稀土永磁材料的微观组织包括主相和晶界相，所述主相为RE:(Fe,Co):B＝2:14:1结构的主相，所述晶界相由富RE相和少量富Co相构成；
所述晶界相中，富Co相占晶界相的总体积分数≤5％；富Co相的成分中Co:M的质量百分比为5:1～100:1；
其中富Co相内部包含但不限于RE2(Fe,Co)相，RE(Fe,Co)相，RE(Fe,Co)2相，RE(Fe,Co)3相，RE(Fe,Co)4B相，RE(Fe，Co)5相，RE2(Fe,Co)17相和含Co非晶相中的一种或几种。
进一步地，所述富RE相中M的质量百分比≥2c。
本发明还提供了一种高钴稀土永磁材料的制备方法，用于制备上述高钴稀土永磁材料，采用晶界掺杂的方法向高钴稀土永磁材料中加入M元素，包括以下步骤：
步骤1：制备被添加磁体，磁体形态为速凝甩带片、磁体氢破粉和磁体气流磨粉中的一种；
步骤2：制备含M合金，含M合金形态为熔炼制备的铸锭破碎后的粉末、速凝甩带片、含M合金氢破粉或含M合金气流磨粉中的一种；
步骤3：按照一定的比例混合被添加磁体和含M合金，进行氢破碎或气流磨，之后在磁场强度为1.6T以上磁场下取向成型得到磁体毛坯，将毛坯进行冷等静压，制备出密度为3～5g/cm3的磁体生坯；
步骤4：将磁体生坯进行烧结处理，烧结温度为1000～1200℃，保温时间为2～8h；
步骤5：800～950℃下进行一级回火，保温时间为2～8h；二级回火温度为400～650℃，二级回火保温时间为3～10h，获得磁体成品。
进一步地，步骤1中，制备所述被添加磁体，包括以下步骤：
原料准备：按照永磁材料质量百分比化学式REaCobMcTMeFe100-a-b-c-dBd配置原料，其中28≤a≤35，15≤b≤30，0.5≤c≤1.2，0.95≤d≤1.2，0.2≤e≤3；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种的组合；M是Cu、Al中的一种或二者的组合；TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种的组合；
制备速凝甩带片：将原料放入感应熔炼速凝甩带炉坩埚内，通过感应熔炼速凝甩带制备高钴稀土永磁材料甩带片，速凝甩带片平均厚度为100～400μm，磁体形态为速凝甩带片。
进一步地，所述高钴稀土永磁材料甩带片进行氢破碎制粉，氢破碎制粉工艺为：氢破炉内真空度为0Pa～1×10-5Pa，氢气压力为0.10MPa～3.00MPa，脱氢保温温度为400～800℃，脱氢保温时间为2～10h，获得平均粒径90～100μm的高钴稀土永磁材料的氢破粉。
进一步地，所述高钴稀土永磁材料的氢破粉进行气流磨制粉，气流磨制粉工艺为：气流磨分级轮转速为2000～5000r/min，研磨压力0.20～1.50Mpa，获得粒径为2～5μm的高钴稀土永磁材料的气流磨细粉。
进一步地，所述气流磨制粉工艺前，还包括向所述高钴稀土永磁材料的氢破粉中加入永磁材料抗氧化剂，抗氧化剂与氢破粉的质量比为0.1:1000～2:1000。
进一步地，步骤2中，制备所述含M合金，包括以下步骤：
原料准备：按照含M合金质量百分比化学式RExMyTM100-x-y配置原料，其中30≤x≤90，10≤y≤40；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种的组合；M为Cu、Al中的一种或二者的组合；TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种的组合；
将原料通过熔炼，制备得到含M合金，将含M合金进行工艺处理，制备得到电弧熔炼铸锭破碎后的粉末、速凝甩带片、含M合金氢破粉或含M合金气流磨粉中的一种。
进一步地，步骤3中，所述被添加磁体和含M合金的混合质量比为1:334～1:20。
本发明还提供一种高钴稀土永磁材料的制备方法，用于制备上述高钴稀土永磁材料，采用晶界扩散的方法向高钴稀土永磁材料中加入M元素，包括以下步骤：
步骤1：按照配料-制备速凝甩带片-氢破碎-气流磨-取向成型-冷等静压-烧结-回火的工艺制备获得高钴稀土永磁材料磁体基体；
步骤2：制备含M合金扩散源；
步骤3：将含M合金扩散源附着在高钴稀土永磁材料磁体的基体表面，通过高温扩散并回火的方式制备获得磁体。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
1、本发明通过晶界调控的方法，借助晶界掺杂、晶界扩散等技术手段提高磁体中Cu/Al元素的含量，减少了Cu/Al元素对RE2Fe14B主相中Fe的置换带来的磁性降低问题，同时改善主相-晶界相的界面之间的浸润性，提高富稀土晶界相的流动性，降低富Co相在晶界相中的体积占比和尺寸大小，减少RECo2，RECo3，RECo5，RE2Co17等相的存在，提高晶界相的去磁耦合能力，减少主相之间的直接接触，从而提高磁体的矫顽力，解决了高钴稀土永磁材料中晶界相存在大块富Co有害相的问题。
2、本发明通过优化永磁材料的微观组织，一方面使得三角晶界中的富Co相尺寸减小，对富稀土流动的阻碍作用大大降低，主相晶粒间形成了更多的薄层晶界相，提高晶界去磁耦合能力；另一方面，使部分富Co的铁磁性相转变为无磁性相，并减少了富Co相与主相晶粒之间的磁性耦合，进一步提高晶界的磁解耦能力；两个方面的共同作用，使得高Co磁体的矫顽力大幅提升，从而进一步提高了磁体的抗退磁能力，提升了磁体的最高使用温度。
3、本发明提供的高Co磁体，在获得高居里温度和高温度稳定性的同时，解决了Co会恶化磁体微观组织的问题。本方法无需通过添加大量昂贵且稀少的重稀元素Dy或Tb就可提升磁体矫顽力，大大降低了高Co含量稀土永磁材料的生产成本，对高Co含量稀土永磁材料的应用和推广具有重要的意义。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1a为本发明实施例1中磁体的SEM图；
图1b为本发明实施例2中磁体的SEM图；
图1c为本发明对比例中磁体的SEM图；
图2a为本发明对比例中磁体的组织示意图；
图2b为本发明实施例1～3中磁体的组织示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供了一种高钴稀土永磁材料，所述永磁材料的成分按质量百分比为：REaCobMcTMeFe100-a-b-c-dBd，28≤a≤35，15≤b≤30，0.5≤c≤1.2，0.95≤d≤1.2，0.2≤e≤3；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种的组合；M是Cu、Al中的一种或二者的组合；TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种的组合；
所述高钴稀土永磁材料的微观组织包括主相和晶界相，所述主相为RE:(Fe,Co):B＝2:14:1结构的主相，所述晶界相由富RE相和少量富Co相构成；其中富Co相内部包含但不限于RE2(Fe,Co)相，RE(Fe,Co)相，RE(Fe,Co)2相，RE(Fe,Co)3相，RE(Fe,Co)4B相，RE(Fe，Co)5相，RE2(Fe,Co)17相和含Co非晶相中的一种或几种；
所述晶界相中，富Co相占晶界相的总体积分数≤5％；富Co相的成分中Co:M的质量百分比为5:1～100:1；
在所述富RE相中M的质量百分比≥2c。
所述高钴稀土永磁材料的居里温度为360～720℃；所述高钴稀土永磁材料的密度为7.6～8.0g/cm3。所述高钴稀土永磁材料的剩磁温度系数：20～100℃，-0.070％/℃～+0.015％/℃；内禀矫顽力温度系数：20～100℃，-0.58％/℃～-0.25％/℃。
本发明还提供了一种高钴稀土永磁材料的制备方法，采用晶界掺杂的方法向高钴稀土永磁材料中加入M元素，包括以下步骤：
步骤1：制备被添加磁体，磁体形态为速凝甩带片、磁体氢破粉和磁体气流磨粉中的一种；
步骤2：制备含M合金，含M合金形态为电弧熔炼铸锭破碎后粉末、速凝甩带片、含M合金氢破粉或含M合金气流磨粉中的一种；
步骤3：按照一定的比例混合被添加磁体和含M合金，进行氢破碎或气流磨，之后在磁场强度为1.6T以上磁场下取向成型得到磁体毛坯，将毛坯进行冷等静压，制备出密度为3～5g/cm3的磁体生坯；
步骤4：将磁体生坯进行烧结处理，烧结温度为1000～1200℃，保温时间为2～8h。
步骤5：800～950℃下进行一级回火，保温时间为2～8h；二级回火温度为400～650℃，二级回火保温时间为3～10h，获得磁体成品。
具体的，步骤1中，制备被添加磁体，磁体形态为速凝甩带片、磁体氢破粉和磁体气流磨粉中的一种，包括以下步骤：
原料准备：按照永磁材料质量百分比化学式REaCobMcTMeFe100-a-b-c-dBd配置原料，其中28≤a≤35，15≤b≤30，0.5≤c≤1.2，0.95≤d≤1.2，0.2≤e≤3；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种的组合；M是Cu、Al中的一种或二者的组合；TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种的组合。
制备速凝甩带片：将原料放入感应熔炼速凝甩带炉坩埚内，通过感应熔炼速凝甩带制备含Co稀土永磁材料甩带片，速凝甩带片平均厚度为100～400μm，磁体形态为速凝甩带片。
可以将磁体速凝甩带片进行氢破碎制粉，获得的磁体形态为氢破粉，氢破碎工艺为：对磁体速凝甩带片进行氢破碎制粉，获得平均粒径90～100μm的氢破粉；氢破炉内真空度为0Pa～1×10-5Pa，氢破进行中吸氢时的氢气压力在0.10MPa～3.00MPa之间，脱氢保温温度为400～800℃，脱氢保温时间为2～10h。
可以进一步将磁体氢破粉进行气流磨，制备得到磁体气流磨粉，气流磨工艺为：先向氢破粉中加入永磁材料专用抗氧化剂(也可不添加)，抗氧化剂与氢破粉的质量比为0.1:1000～2:1000，并均匀混粉0.1h～6h；对混合后的氢破粉进行气流磨制粉，气流磨分级轮转速为2000～5000r/min，研磨压力0.20～1.50Mpa，获得粒径为2～5μm的磁体气流磨细粉；气流磨之后，向磁体气流磨细粉中加入永磁材料专用润滑剂(也可不添加)，润滑剂与磁体气流磨细粉的比例为0.1:1000～2:1000，并均匀混粉0.1h～6h。
具体的，步骤2中，制备含M合金，含M合金形态为熔炼制备的铸锭破碎后的粉末、速凝甩带片、含M合金氢破粉或含M合金气流磨粉中的一种，制备过程包括以下步骤：
原料准备：按照含M合金质量百分比化学式RExMyTM100-x-y配置原料，其中30≤x≤90，10≤y≤40；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种的组合；M为Cu、Al中的一种或二者的组合；TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种的组合；
制备熔炼制备铸锭破碎后的粉末，优选地，通过电弧熔炼制备铸锭破碎后的粉末，按设计好的配料百分比将纯金属材料放入电弧熔炼炉内的铜盘坩埚中，关闭并拧紧阀门。首先将电弧熔炼炉机械泵打开进行预抽真空，随后开启扩散泵进行预热20～80min；在炉腔内真空抽至1×10-1MPa以下时，通入惰性气体进行洗气；并在开始熔炼之前通入适量惰性气体，再反复熔炼多次以确保合金成分均匀，制备得到含M合金铸锭；在保护气氛中将含M合金铸锭破碎至粒径为1～200μm的粉体，含M合金形态为电弧熔炼铸锭破碎后的粉末。
制备速凝甩带片：通过熔炼的方法，制备含M合金，将合金铸锭放入坩埚中，熔融之后在压力的作用下喷射到以一定线速度旋转的速凝辊轮上，制得含M合金速凝甩带片，速凝甩带片平均厚度为10～400μm，含M合金形态为速凝甩带片。
制备氢破粉：可以将含M合金速凝甩带片进行氢破碎制粉，获得的含M合金形态为氢破粉，氢破碎工艺为：对含M合金速凝甩带片进行氢破碎制粉，获得平均粒径1～150μm的氢破粉；氢破炉内真空度为0Pa～1×10-5Pa，氢破进行中吸氢时的氢气压力在0.10MPa～3.00MPa之间，脱氢保温温度为400～800℃，脱氢保温时间为2～10h。含M合金形态为氢破粉。
制备气流磨粉：可以进一步将含M合金氢破粉进行气流磨，制备得到含M合金气流磨粉，气流磨工艺为：对含M合金氢破粉进行气流磨制粉，气流磨分级轮转速为2000～5000r/min，研磨压力0.20～1.50Mpa，获得粒径为0.1～10μm的气流磨细粉，含M合金形态为气流磨细粉。
需要说明的是，步骤3中，被添加磁体以速凝甩带、氢破粉和气流磨粉其中一种形态和含M合金的熔炼铸锭破碎后的粉末、速凝甩带、氢破粉和气流磨粉定位其中一种形态混合；示例性的，被添加磁体速凝甩带片与含M合金熔炼铸锭破碎后的粉末混合；被添加磁体速凝甩带片与含M合金速凝甩带片混合；被添加磁体速凝甩带片与含M合金氢破粉混合；被添加磁体速凝甩带片与含M合金气流磨粉混合；被添加磁体氢破粉与含M合金熔炼铸锭破碎后的粉末混合；被添加磁体氢破粉与含M合金速凝甩带片混合；被添加磁体氢破粉与含M合金氢破粉混合；被添加磁体氢破粉与含M合金气流磨粉混合；被添加磁体气流磨粉与含M合金熔炼铸锭破碎后的粉末混合；被添加磁体气流磨粉与含M合金速凝甩带片混合；被添加磁体气流磨粉与含M合金氢破粉混合；被添加磁体气流磨粉与含M合金气流磨粉混合；含M合金和被添加磁体以各种形态混合时，混合质量比为1:334～1:20。
含M合金和被添加磁体以各种形态混合时，若含M合金或被添加磁体其中之一形态为速凝甩带，则后续将混合物进行氢破碎+气流磨：氢破炉内真空度为0Pa～1×10-5Pa。氢破进行中吸氢时的氢气压力在0.10MPa～3.00MPa之间，脱氢保温温度为400～800℃，脱氢保温时间为2～10h。向氢破粉中加入永磁材料专用抗氧化剂(也可不添加)，抗氧化剂与氢破粉的质量比为0.1:1000～2:1000，并均匀混粉0.1h～6h；气流磨分级轮转速为2000～5000r/min，研磨压力0.20～1.50Mpa，获得粒径为2～5μm的合金细粉；气流磨之后，向磁体气流磨细粉中加入永磁材料专用润滑剂(也可不添加)，润滑剂与磁体气流磨细粉的比例为0.1:1000～2:1000，并均匀混粉0.1h～6h。
含M合金和被添加磁体以各种形态混合时，若被添加磁体形态为氢破粉或气流磨粉，含M合金形态为熔炼铸锭破碎后的粉末，则后续将混合物进行氢破碎+气流磨：氢破炉内真空度为0Pa～1×10-5Pa。氢破进行中吸氢时的氢气压力在0.10MPa～3.00MPa之间，脱氢保温温度为400～800℃，脱氢保温时间为2～10h。向氢破粉中加入永磁材料专用抗氧化剂(也可不添加)，抗氧化剂与氢破粉的质量比为0.1:1000～2:1000，并均匀混粉0.1h～6h；气流磨分级轮转速为2000～5000r/min，研磨压力0.20～1.50Mpa，获得粒径为2～5μm的合金细粉；气流磨之后，向磁体气流磨细粉中加入永磁材料专用润滑剂(也可不添加)，润滑剂与磁体气流磨细粉的比例为0.1:1000～2:1000，并均匀混粉0.1h～6h。
含M合金和被添加磁体以各种形态混合时，若被添加磁体形态为氢破粉，含M合金形态为氢破粉或气流磨粉；或者被添加磁体形态为气流磨粉，含M合金形态为氢破粉；则后续将混合粉末进行气流磨，气流磨分级轮转速为2000～5000r/min，研磨压力0.20～1.50Mpa，获得粒径为2～5μm的合金细粉；气流磨之后，向磁体气流磨细粉中加入永磁材料专用润滑剂(也可不添加)，润滑剂与磁体气流磨细粉的比例为0.1:1000～2:1000，并均匀混粉0.1h～6h。
含M合金和被添加磁体以各种形态混合时，若两者均为气流磨粉，则直接按照比例混合即可，无需进行氢破碎和/或气流磨，之后在磁场强度为1.6T以上磁场下取向成型得到磁体毛坯，将毛坯进行冷等静压，制备出密度为3～5g/cm3的磁体生坯；将磁体生坯进行烧结处理，烧结温度为1000～1200℃，保温时间为2～8h。800～950℃下进行一级回火，保温时间为2～8h；二级回火温度为400～650℃，二级回火保温时间为3～10h，获得磁体成品。
本发明也可以采用晶界扩散的方法向高钴稀土永磁材料中加入M元素，包括以下步骤：
步骤1：按照配料-制备速凝甩带片-氢破碎-气流磨-取向成型-冷等静压-烧结-回火的工艺制备获得高钴稀土永磁材料磁体基体；
步骤2：制备含M合金扩散源；
步骤3：将含M合金扩散源附着在高钴稀土永磁材料磁体的基体表面，通过高温扩散并回火的方式制备获得磁体。
具体的，步骤1中，按照配料-制备速凝甩带片-氢破碎-气流磨-取向成型-烧结-回火的工艺制备获得高钴稀土永磁材料磁体基体，包括以下步骤：
(1)原料准备：按照永磁材料质量百分比化学式REaCobMcTMeFe100-a-b-c-dBd配置原料，其中28≤a≤35，15≤b≤30，0.5≤c≤1.2，0.95≤d≤1.2，0.2≤e≤3；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种的组合；M为Cu、Al中的一种或二者的组合；TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种的组合。
(2)制备速凝甩带片：将原料放入感应熔炼速凝甩带炉坩埚内，通过感应熔炼速凝甩带制备高Co稀土永磁材料甩带片，速凝甩带片平均厚度为250μm左右。
(3)氢破碎：对速凝甩带片进行氢破碎制粉，获得平均粒径100μm左右的氢破粉；氢破炉内真空度为0Pa～1×10-6Pa，氢破进行中吸氢时的氢气压力在0.10MPa～3.00MPa之间，脱氢保温温度为400～800℃，脱氢保温时间为2～10h。
(4)气流磨：先向氢破粉中加入永磁材料专用抗氧化剂(也可不添加)，抗氧化剂与氢破粉的质量比为0.1:1000～2:1000，并均匀混粉0.1h～6h。对混合后的氢破粉进行气流磨制粉，气流磨分级轮转速为2000～5000r/min，研磨压力0.20～1.50Mpa，获得粒径为2～5μm的合金细粉。气流磨之后，向合金细粉中加入稀土永磁材料专用润滑剂(也可不添加)，润滑剂与合金细粉的质量比为0.1:1000～2:1000，并均匀混粉0.1h～6h。
(5)取向成型+冷等静压：将气流磨粉在磁场强度为1.6T以上磁场下取向成型得到永磁材料磁体毛坯，根据需要可选择进一步进行冷等静压，制备出密度为3～5g/cm3的磁体生坯。
(6)烧结：将磁体生坯进行烧结处理，烧结温度为1000～1200℃，保温时间为2～8h。
(7)回火：800～950℃下进行一级回火，保温时间为2～8h；二级回火温度为400～650℃，二级回火保温时间为3～10h，获得高钴稀土永磁材料磁体的基体。
具体的，步骤2中，按照含M合金质量百分比化学式RExMyTM100-x-y配置原料，其中30≤x≤90，10≤y≤40；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种的组合；M为Cu、Al中的一种或二者的组合；TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种的组合；
含M合金扩散源可以制备成靶材或薄片或粉末。示例性的，将含M合金扩散源制备成薄圆片，工艺过程为：将配料完成的纯金属材料放入电弧熔炼炉内的铜盘坩埚中，关闭并拧紧阀门。在实验开始之前，首先将电弧熔炼炉机械泵打开进行预抽真空，随后开启扩散泵进行预热40～60min。为确保电弧熔炼过程中合金不与炉腔中氧气发生反应，在炉腔内真空抽至5×10-3MPa以下时，通入保护气体氩气进行吸气三次，并在开始熔炼之前通入适量氩气，再反复熔炼4次以确保合金成分均匀，制备得到扩散元合金锭。将扩散源合金锭进行线切割，切为Φ10mm×0.3mm的圆片，作为扩散源层。
具体的，步骤3中，通过采用包括但不限于涂覆法、物理气相沉积法、丝网印刷法等，将含M合金扩散源附着在所制备的高钴稀土永磁磁体的基体表面，通过高温扩散并回火的方式制备出Cu含量进一步提升的最终磁体，其中扩散温度为800～950℃，扩散时间为2～16h；回火温度为400～650℃，回火保温时间为3～10h，获得磁体。
本发明利用通过晶界调控的方法，借助晶界掺杂、晶界扩散等技术手段提高磁体中Cu/Al元素的含量，减少了Cu/Al元素对RE2Fe14B主相中Fe的置换带来的磁性降低问题，同时改善主相-晶界相的界面之间的浸润性，提高富稀土晶界相的流动性，降低富Co相在晶界相中的体积占比和尺寸大小，减少RECo2，RECo3，RECo5，RE2Co17等相的存在，提高晶界相的去磁耦合能力，减少主相之间的直接接触，从而提高磁体的矫顽力，解决了高钴稀土永磁材料中晶界相存在大块富Co有害相的问题。一方面使得三角晶界中的富Co相尺寸减小，对富稀土流动的阻碍作用大大降低，主相晶粒间形成了更多的薄层晶界相，提高晶界去磁耦合能力；另一方面，使部分富Co的铁磁性相转变为无磁性相，并减少了富Co相与主相晶粒之间的磁性耦合，进一步提高晶界的磁解耦能力。两个方面的共同作用，使得高Co磁体的矫顽力大幅提升，从而进一步提高了磁体的抗退磁能力，提升了磁体的最高使用温度。
实施例1
一种高钴稀土永磁材料的制备方法(采用晶界添加PrCu合金电弧熔炼铸锭破碎粉末的方法，PrCu合金与被添加磁体比例为1:149)，包括以下步骤：
(1)按照设计的永磁材料的成分进行配料，质量百分比化学式为：(Pr,Nd)23.7Dy8Co15Cu0.6FebalB0.98(Al,Ga,Zr)1.05；将原材料放入感应熔炼速凝甩带炉的坩埚内，制备速凝甩带，所得被添加磁体的速凝甩带厚度为250μm；
(2)制备Pr80Cu20合金：通过电弧熔炼的方法，制备Pr80Cu20合金，并在惰性气体保护气氛中将Pr80Cu20合金进行粗破碎，获得平均粒径约为150μm的含Pr80Cu20合金粉末；
(3)将破碎后的Pr80Cu20合金与被添加磁体速凝甩带以质量比1:149均匀混合；
(4)氢破+气流磨+取向成型：将混合后的合金进行氢破碎制粉，氢破碎时的氢气压力为0.35MPa，破碎后获得粒径100μm左右的氢破粉；向氢破粉中加入永磁材料专用抗氧化剂，抗氧化剂与氢破粉的比例为1.2:1000，并均匀混粉2h；对所获得的氢破粉进行气流磨制粉，气流磨制粉时研磨气体压力为0.5MPa，分级轮转速为3800r/min，获得粒径为2～5μm的合金细粉；向合金细粉中加入永磁材料专用润滑剂，润滑剂与合金细粉的比例为1.2:1000，并均匀混粉2h；随后在2T磁场下取向成型、在220MPa压力下进行冷等静压制备磁体生坯。
(5)烧结+回火：对磁体生坯进行真空烧结处理，烧结温度为1050℃，保温时间为5h；对磁体进行回火热处理，一级回火温度为880℃，保温时间为2h；二级回火温度为520℃，保温时间为3h，获得磁体样品。
(6)磁性能测量与显微组织观察：通过线切割将获得的磁体样品切割为Φ10mm×10mm的圆柱；使用中国计量科学研究院生产的NIM-6500C超高温永磁材料精密测量系统磁体的剩磁Br、内禀矫顽力Hcj、最大磁能积(BH)max、方形度Hk/Hcj、剩磁温度系数αBr、内禀矫顽力温度系数αHcj；样品磁性能由表1所示。
通过线切割将获得的磁体样品切割为Φ10mm×7mm的圆柱；使用HT-707磁通计搭配测量线圈测量磁体的不可逆磁通损失Φ；样品不可逆磁通损失由表1所示。
使用砂纸打磨光滑Φ10mm×10mm圆柱表面及端面后再旋转抛光；使用JSM-7200F场发射扫描电子显微镜配备Oxford X-MaxN能谱探测系统对样品的显微组织进行初步观察；样品的扫描电子显微镜照片如图1a所示。
实施例2
一种高钴稀土永磁材料的制备方法(采用晶界添加PrAlCu合金速凝甩带的方法，PrAlCu合金条带与被添加磁体比例为1:74)，包括以下步骤：
(1)按照设计的永磁材料的成分进行配料，质量百分比化学式为：(Pr,Nd)23.7Dy8Co15Cu0.6FebalB0.98(Al,Ga,Zr)1.05；将原材料放入感应熔炼速凝甩带炉的坩埚内，制备速凝甩带，所得被添加磁体速凝甩带厚度为250μm；
(2)制备Pr80Al10Cu10合金甩带：通过电弧熔炼的方法，制备Pr80Al10Cu10合金，将合金铸锭放入坩埚中，熔融之后在压力的作用下喷射到以一定线速度旋转的速凝辊轮上，制得Pr80Al10Cu10合金速凝甩带，厚度为150μm；
(3)将Pr80Al10Cu10合金速凝甩带与被添加磁体速凝甩带以质量比1:74均匀混合；
(4)氢破+气流磨+取向成型：将混合后的合金甩带进行氢破碎制粉，氢破碎时的氢气压力为0.35MPa，破碎后获得粒径100μm左右的氢破粉；向氢破粉中加入永磁材料专用抗氧化剂，抗氧化剂与氢破粉的质量比为1.2:1000，并均匀混粉2h；对所获得的氢破粉进行气流磨制粉，气流磨制粉时研磨气体压力为0.5MPa，分级轮转速为3800r/min，获得粒径为2～5μm的合金细粉；向合金细粉中加入永磁材料专用润滑剂，润滑剂与合金细粉的质量比为1.2:1000，并均匀混粉2h；随后在2T磁场下取向成型、在220MPa压力下进行冷等静压制备磁体生坯。
(5)烧结+回火：对磁体生坯进行真空烧结处理，烧结温度为1050℃，保温时间为5h；对磁体进行回火热处理，一级回火温度为880℃，保温时间为2h；二级回火温度为500℃，保温时间为3h，获得磁体样品。
(6)磁性能测量与显微组织观察：通过线切割将获得的磁体样品切割为Φ10mm×10mm的圆柱；使用中国计量科学研究院生产的NIM-6500C超高温永磁材料精密测量系统磁体的剩磁Br、内禀矫顽力Hcj、最大磁能积(BH)max、方形度Hk/Hcj、剩磁温度系数αBr、内禀矫顽力温度系数αHcj；样品磁性能由表1所示。
通过线切割将获得的磁体样品切割为Φ10mm×7mm的圆柱；使用HT-707磁通计搭配测量线圈测量磁体的不可逆磁通损失Φ；样品不可逆磁通损失由表1所示。
使用砂纸打磨光滑Φ10mm×10mm圆柱表面及端面后再旋转抛光；使用JSM-7200F场发射扫描电子显微镜配备Oxford X-MaxN能谱探测系统对样品的显微组织进行初步观察；样品的扫描电子显微镜照片如图1b所示。
实施例3
一种高钴稀土永磁材料的制备方法(采用晶界扩散的方法)，包括以下步骤：
(1)按照设计的永磁材料的成分进行配料，质量百分比化学式为：(Pr,Nd)23.7Dy8Co15Cu0.6FebalB0.98(Al,Ga,Zr)1.05；将原材料放入感应熔炼速凝甩带炉的坩埚内，制备速凝甩带，所得速凝甩带厚度在250μm；
(2)氢破+气流磨+取向成型：将步骤1中的速凝甩带进行氢破碎制粉，氢破碎时的氢气压力为0.35MPa，破碎后获得粒径100μm左右的氢破粉；向氢破粉中加入永磁材料专用抗氧化剂，抗氧化剂与氢破粉的质量比为1.2:1000，并均匀混粉2h；对所获得的氢破粉进行气流磨制粉，气流磨制粉时研磨气体压力为0.5MPa，分级轮转速为3800r/min，获得粒径为2～5μm的细粉；向细粉中加入稀土永磁材料专用润滑剂，润滑剂与细粉的质量比为1.2:1000，并均匀混粉2h；随后在2T磁场下取向成型、在220MPa压力下进行冷等静压制备磁体生坯。
(3)烧结+回火：对磁体生坯进行真空烧结处理，烧结温度为1050℃，保温时间为5h；对磁体进行回火热处理，一级回火温度为880℃，保温时间为2h；二级回火温度为480℃，保温时间为3h，获得磁体样品。
(4)制备含M合金扩散源：扩散源合金的成分为Pr80Cu20，按照成分设计质量比通过电弧熔炼制备Pr80Cu20扩散源合金锭。具体实验操作流程为：将配料完成的纯金属材料放入电弧熔炼炉内的铜盘坩埚中，关闭并拧紧阀门；在实验开始之前，首先将电弧熔炼炉机械泵打开进行预抽真空，随后开启扩散泵进行预热50min；为确保电弧熔炼过程中合金不与炉腔中氧气发生反应，在炉腔内真空抽至5×10-3MPa以下时，通入保护气体氩气进行吸气三次，并在开始熔炼之前通入适量氩气，再反复熔炼4次以确保合金成分均匀，制备得到扩散元合金锭；将扩散源合金锭进行线切割，切为Φ10mm×0.3mm的圆片，作为扩散源层。
(5)贴付磁体与扩散源合金片：将磁体切割为Φ10mm×3.5mm(取向方向)的圆柱，使用400cw金相砂纸对其进行打磨，去除表面氧化物和油污，随后放入无水乙醇中进行超声波清洗并烘干；用贴片法将含M合金片分别放置在磁体上下表面。
(6)扩散与回火热处理：将贴付扩散源含M合金片的磁体放至真空管式炉中，在真空度为3×10-3MPa的条件下进行晶界扩散热处理，扩散温度为900℃，时间为6h；随后进行回火处理，回火温度为500℃，时间为2h。
(7)磁性能测量：使用PFM14.CN超高矫顽力永磁测试仪测量磁体的剩磁Br、内禀矫顽力Hcj、最大磁能积(BH)max、方形度Hk/Hcj、剩磁温度系数αBr、内禀矫顽力温度系数αHcj；样品磁性能由表1所示。
对比例
一种高钴稀土永磁材料的制备方法(未添加任何M合金，CN111640549A所公开的方法)，包括以下步骤：
(1)按照设计的永磁材料的成分进行配料，质量百分比化学式为：(Pr,Nd)23.7Dy8Co15Cu0.6FebalB0.98(Al,Ga,Zr)1.05；将原材料放入感应熔炼速凝甩带炉的坩埚内，制备速凝甩带，所得速凝甩带厚度在250μm；
(2)氢破碎：对速凝甩带片进行氢破碎制粉，氢破碎时氢气压力为0.35MPa，获得平均粒径100μm左右的氢破粉；向氢破粉中加入永磁材料专用抗氧化剂，抗氧化剂与氢破粉的比例为1.2:1000，并均匀混粉2h；
(3)气流磨：对所获得的氢破粉进行气流磨制粉，气流磨制粉时研磨气体压力为0.5MPa，分级轮转速3800r/min，获得粒径为2～5μm的细粉；向细粉中加入稀土永磁材料专用润滑剂，润滑剂与细粉的比例为1.2:1000，并均匀混粉2h；
(4)取向成型：将细粉在磁场强度为2T磁场下取向成型得到磁体毛坯，在220MPa压力下进行冷等静压制备磁体生坯；
(5)烧结：将磁体生坯进行烧结处理，烧结温度为1070℃，保温时间为5h；
(6)回火：对磁体进行两级回火热处理，一级回火温度为880℃保温时间为2h；二级回火温度为560℃，保温时间为3h，获得磁体样品。
(7)磁性能测量与显微组织观察：通过线切割将获得的磁体样品切割为Φ10mm×10mm的圆柱；使用中国计量科学研究院生产的NIM-6500C超高温永磁材料精密测量系统测量磁体的磁体的剩磁Br、内禀矫顽力Hcj、最大磁能积(BH)max、方形度Hk/Hcj、剩磁温度系数αBr、内禀矫顽力温度系数αHcj；样品磁性能由表1所示。
通过线切割将获得的磁体样品切割为Φ10mm×7mm的圆柱；使用HT-707磁通计搭配测量线圈测量磁体的不可逆磁通损失Φ；样品不可逆磁通损失由表1所示。
使用砂纸打磨光滑Φ10mm×10mm圆柱表面及端面后再旋转抛光；使用JSM-7200F场发射扫描电子显微镜配备Oxford X-MaxN能谱探测系统对样品的显微组织进行初步观察；样品的扫描电子显微镜照片如图1c所示。
表1实施例与对比例磁体磁性能
Figure BDA0004178990590000201
表2实施例和对比例磁体内能谱点扫数据
Figure BDA0004178990590000202
实施例1是在对比例的基础上通过晶界掺杂引入了Pr80Cu20合金粉末，实施例2是在对比例的基础上通过晶界掺杂引入了Pr80Al10Cu10合金条带，实施例3是在对比例的基础上通过晶界扩散引入了Pr80Cu20合金扩散源。
由表1所示磁体性能可知，实施例1、实施例2中晶界添加后的磁体矫顽力均明显高于对比例中磁体；由表1可知，实施例3中晶界扩散后的磁体矫顽力明显高于对比例中磁体。
由表1所示磁体性能可知，本发明提供的高Co磁体，在获得高居里温度和高温度稳定性的同时，无需通过添加大量昂贵且稀少的重稀元素Dy或Tb就可提升磁体矫顽力，大大降低了高Co含量稀土永磁材料的生产成本。
由表2所示磁体内能谱点扫数据可知，对比例磁体中存在Co含量高于主相Co含量的富Co相以及Co含量低于主相Co含量的贫Co相；而实施例1、实施例2和实施例3中晶界添加后的磁体内仅存在Co含量低于主相Co含量的富RE相；富RE相1和富RE相2的区别是Co含量的多少，富RE相1的Co含量较多，富RE相2的Co含量较少，但均低于主相Co含量。
图1a和图1b所示为本发明实施例1和实施例2的磁体扫描电镜图，从图中可以看出，经过本发明方法制备的高钴永磁材料，使得三角晶界中的富Co相尺寸减小，对富稀土流动的阻碍作用大大降低，RE2Fe14B主相晶粒间形成了更多的薄层晶界相，提高晶界去磁耦合能力；同时，使部分富Co的铁磁性相转变为无磁性相，进一步提高晶界的磁解耦能力。两个方面的共同作用，使得高Co磁体的矫顽力大幅提升，从而进一步提高了磁体的抗退磁能力，提升了磁体的最高使用温度。
图2a所示的是对比例磁体，即引入含M合金前，所制备的磁体显微组织示意图，图2b所示的是本发明实施例1-3的磁体，即引入含M合金后，所制备的磁体显微组织示意图。可以看到，引入含M合金前，磁体内存在大面积恶化矫顽力的富Co相，引入含M合金后，富Co相尺寸大为减小，其存在形式仅为零星的几个点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高钴稀土永磁材料，其特征在于，所述高钴稀土永磁材料的成分按质量百分比为：REaCobMcTMeFe100-a-b-c-dBd，其中28≤a≤35，15≤b≤30，0.5≤c≤1.2，0.95≤d≤1.2，0.2≤e≤3；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种的组合；M为Cu、Al中的一种或二者的组合，TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种的组合；
所述高钴稀土永磁材料的微观组织包括主相和晶界相，所述主相为RE:(Fe,Co):B＝2:14:1结构的主相，所述晶界相由富RE相和少量富Co相构成；
所述晶界相中，富Co相占晶界相的总体积分数≤5％；富Co相的成分中Co:M的质量百分比为5:1～100:1；
其中富Co相内部包含但不限于RE2(Fe,Co)相，RE(Fe,Co)相，RE(Fe,Co)2相，RE(Fe,Co)3相，RE(Fe,Co)4B相，RE(Fe，Co)5相，RE2(Fe,Co)17相和含Co非晶相中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的高钴稀土永磁材料，其特征在于，所述富RE相中M的质量百分比≥2c。
3.一种高钴稀土永磁材料的制备方法，用于制备权利要求1或2所述的高钴稀土永磁材料，其特征在于，采用晶界掺杂的方法向高钴稀土永磁材料中加入M元素，包括以下步骤：
步骤1：制备被添加磁体，磁体形态为速凝甩带片、磁体氢破粉和磁体气流磨粉中的一种；
步骤2：制备含M合金，含M合金形态为熔炼制备的铸锭破碎后的粉末、速凝甩带片、含M合金氢破粉或含M合金气流磨粉中的一种；
步骤3：按照一定的比例混合被添加磁体和含M合金，进行氢破碎或气流磨，之后在磁场强度为1.6T以上磁场下取向成型得到磁体毛坯，将毛坯进行冷等静压，制备出密度为3～5g/cm3的磁体生坯；
步骤4：将磁体生坯进行烧结处理，烧结温度为1000～1200℃，保温时间为2～8h；
步骤5：800～950℃下进行一级回火，保温时间为2～8h；二级回火温度为400～650℃，二级回火保温时间为3～10h，获得磁体成品。
4.根据权利要求3所述的高钴稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，制备所述被添加磁体，包括以下步骤：
原料准备：按照永磁材料质量百分比化学式REaCobMcTMeFe100-a-b-c-dBd配置原料，其中28≤a≤35，15≤b≤30，0.5≤c≤1.2，0.95≤d≤1.2，0.2≤e≤3；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种的组合；M是Cu、Al中的一种或二者的组合；TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种的组合；
制备速凝甩带片：将原料放入感应熔炼速凝甩带炉坩埚内，通过感应熔炼速凝甩带制备高钴稀土永磁材料甩带片，速凝甩带片平均厚度为100～400μm，磁体形态为速凝甩带片。
5.根据权利要求4所述的高钴稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，所述高钴稀土永磁材料甩带片进行氢破碎制粉，氢破碎制粉工艺为：氢破炉内真空度为0Pa～1×10-5Pa，氢气压力为0.10MPa～3.00MPa，脱氢保温温度为400～800℃，脱氢保温时间为2～10h，获得平均粒径90～100μm的高钴稀土永磁材料的氢破粉。
6.根据权利要求5所述的所述的高钴稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，所述高钴稀土永磁材料的氢破粉进行气流磨制粉，气流磨制粉工艺为：气流磨分级轮转速为2000～5000r/min，研磨压力0.20～1.50Mpa，获得粒径为2～5μm的高钴稀土永磁材料的气流磨细粉。
7.根据权利要求6所述的所述的高钴稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，所述气流磨制粉工艺前，还包括向所述高钴稀土永磁材料的氢破粉中加入永磁材料抗氧化剂，抗氧化剂与氢破粉的质量比为0.1:1000～2:1000。
8.根据权利要求3所述的高钴稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，制备所述含M合金，包括以下步骤：
原料准备：按照含M合金质量百分比化学式RExMyTM100-x-y配置原料，其中30≤x≤90，10≤y≤40；RE是Pr、Nd、La、Ce、Y、Gd、Tb、Dy、Ho元素中的一种或几种的组合；M为Cu、Al中的一种或二者的组合；TM是Cr、Nb、Zr、Ga、Ti、Zn、V、Mo、Mn中的一种或几种的组合；
将原料通过熔炼，制备得到含M合金，将含M合金进行工艺处理，制备得到电弧熔炼铸锭破碎后的粉末、速凝甩带片、含M合金氢破粉或含M合金气流磨粉中的一种。
9.根据权利要求3所述的高钴稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述被添加磁体和含M合金的混合质量比为1:334～1:20。
10.一种高钴稀土永磁材料的制备方法，用于制备权利要求1或2所述高钴稀土永磁材料，其特征在于，采用晶界扩散的方法向高钴稀土永磁材料中加入M元素，包括以下步骤：
步骤1：按照配料-制备速凝甩带片-氢破碎-气流磨-取向成型-冷等静压-烧结-回火的工艺制备获得高钴稀土永磁材料磁体基体；
步骤2：制备含M合金扩散源；
步骤3：将含M合金扩散源附着在高钴稀土永磁材料磁体的基体表面，通过高温扩散并回火的方式制备获得磁体。
CN202310399729.XA 2023-04-14 2023-04-14 一种高钴稀土永磁材料及其制备方法 Pending CN116344139A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310399729.XA CN116344139A (zh) 2023-04-14 2023-04-14 一种高钴稀土永磁材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310399729.XA CN116344139A (zh) 2023-04-14 2023-04-14 一种高钴稀土永磁材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116344139A true CN116344139A (zh) 2023-06-27

Family

ID=86895003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310399729.XA Pending CN116344139A (zh) 2023-04-14 2023-04-14 一种高钴稀土永磁材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116344139A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI751789B (zh) 釹鐵硼磁體材料、原料組合物及製備方法和應用
KR20220042194A (ko) R-t-b계 영구자석 재료와 그 제조방법 및 응용
WO2021249159A1 (zh) 重稀土合金、钕铁硼永磁材料、原料和制备方法
JP2021516870A (ja) 低Ｂ含有Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石及び製造方法
TWI755152B (zh) 釹鐵硼磁體材料、原料組合物及製備方法和應用
KR102527128B1 (ko) R-t-b계 희토류 영구자석 재료, 제조방법 및 응용
CN111223627B (zh) 钕铁硼磁体材料、原料组合物、制备方法、应用
WO2015149685A1 (zh) 一种含W的R‐Fe‐B‐Cu系烧结磁铁及急冷合金
KR102589802B1 (ko) 네오디뮴철붕소 자성체재료, 원료조성물과 제조방법 및 응용
JP2019535121A (ja) 高温耐性ネオジム・鉄・ボロン磁石及びその製造方法
CN108154986B (zh) 一种含y高丰度稀土永磁体及其制备方法
CN111326306B (zh) 一种r-t-b系永磁材料及其制备方法和应用
EP4439594A1 (en) Neodymium-iron-boron magnet as well as preparation method therefor and use thereof
KR102632991B1 (ko) 네오디뮴철붕소 자성체 재료, 원료조성물과 제조방법 및 응용
CN111223624A (zh) 一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用
CN113593882B (zh) 2-17型钐钴永磁材料及其制备方法和应用
CN111261355B (zh) 钕铁硼磁体材料、原料组合物、制备方法、应用
WO2021169895A1 (zh) 一种钕铁硼材料及其制备方法和应用
KR20220041189A (ko) R-t-b계 영구자석 재료, 원료조성물, 제조방법, 응용
CN111312463A (zh) 一种稀土永磁材料及其制备方法和应用
WO2023280259A1 (zh) 一种耐腐蚀、高性能钕铁硼烧结磁体及其制备方法和用途
EP4307325A1 (en) Main and auxiliary alloy-based neodymium-iron-boron magnet material and preparation method therefor
CN116344139A (zh) 一种高钴稀土永磁材料及其制备方法
KR102718194B1 (ko) 중희토류 합금, 네오디뮴철붕소 영구자석 재료, 원료 및 제조방법
WO2022123990A1 (ja) Ｒ－ｔ－ｂ系永久磁石

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination