CN116386970A - 一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明特别涉及一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法与应用，属于磁体材料技术领域，所述烧结钕铁硼磁体材料包括渗透有稀土元素的渗透层，所述渗透层的微观组织包括基体相和晶界相，所述基体相的晶粒为含有内核主相和壳层硬磁相的核壳结构，所述壳层硬磁相的厚度沿稀土元素的渗透方向呈梯度递减；其中，所述壳层硬磁相为RE2(Fe,Co,M)14B，RE包括Nd，M包括润湿型元素和/或粒径抑制型元素。

Description

一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于磁体材料技术领域，特别涉及一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法与应用。
背景技术
烧结钕铁硼磁体材料作为目前综合磁性能最好的稀土永磁材料，广泛应用于新能源、新能源汽车、节能家电等低碳经济领域。
烧结钕铁硼磁体材料具有较低的居里温度，导致其在高温应用领域的发展受到严重阻碍，提高烧结钕铁硼磁体材料在高温下的磁性能可通过提高烧结钕铁硼磁体材料的矫顽力达到，目前，提升烧结钕铁硼磁体材料的矫顽力多是采用大量增添重稀土元素(Dy、Tb等)的方式，但过多的重稀土元素会导致矫顽力受到负面影响，从而影响烧结钕铁硼磁体材料的磁性能，导致重稀土元素在烧结钕铁硼磁体材料中的有效利用率低，成本增加。
发明内容
本申请的目的在于提供一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法与应用，以解决目前重稀土元素对烧结钕铁硼磁体材料矫顽力的提升效率较低的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种烧结钕铁硼磁体材料，所述烧结钕铁硼磁体材料包括渗透有稀土元素的渗透层，所述渗透层的微观组织包括基体相和晶界相，所述基体相的晶粒为含有内核主相和壳层硬磁相的核壳结构，所述壳层硬磁相的厚度沿稀土元素的渗透方向呈梯度递减；
其中，所述壳层硬磁相为RE2(Fe,Co,M)14B，RE包括Nd，M包括润湿型元素和/或粒径抑制型元素。
通过内核主相和壳层硬磁相的核壳结构，使得包覆内核主相的壳层硬磁相富集渗透重稀土元素，从而壳层硬磁相的各向异性场得到显著提高，提高了烧结钕铁硼磁体材料的矫顽力，进而提升了烧结钕铁硼磁体材料的磁性能；润湿型元素具有较低熔点温度，一般通过改变磁体在热处理过程中的润湿效果来提升烧结钕铁硼磁体材料的磁性能；粒径抑制型元素具有较高熔点温度且在Nd2Fe14B基体相中具有较低溶解度，一般通过抑制磁体在熔炼及后续烧结过程中晶粒长大，从而提升烧结钕铁硼磁体材料的磁性能；另外，壳层硬磁相的厚度沿稀土元素的渗透方向呈梯度递减，使得渗透入稀土元素重量大大减少；
因此，可实现在提升烧结钕铁硼磁体材料磁性能的基础上，显著降低了渗透稀土元素的使用量，从而解决了重稀土元素在烧结钕铁硼磁体材料中的有效利用率低的技术问题。
另外，根据本发明上述实施例的烧结钕铁硼磁体材料，还可以具有如下附加的技术特征：
在一些实施方式中，所述壳层硬磁相的厚度为晶粒径向宽度的5％-90％。
在一些实施方式中，所述壳层硬磁相为RE2(Fe,Co,M)14B，其中，RE还包括Y、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Dy和Ho中的至少一种。
Y、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Dy和Ho等稀土元素作为Nd的置换元素，主要是通过改变基体相的内禀磁性能，从而提升烧结钕铁硼磁体材料的磁性能；具体而言，用其它稀土元素取代基体相Nd2Fe14B中的Nd构成新的2:14:1相，Pr、Dy、Tb、Ho替代Nd之后，可以起到增强主相各向异性场的作用；Gd、Dy和Tb元素替代Nd之后，可以起到提高居里温度的作用；然而其它稀土元素的添加都会导致主相的饱和磁化强度的降低，从而影响到磁体的剩磁和磁能积。
在一些实施方式中，所述润湿型元素包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种。
在众多过渡元素替代基体相Nd2Fe14B中的Fe元素中，Ga、Cu、Al和Co元素最能有效改善磁体的磁性能，譬如Ga能有效提高磁体的各向异性场以及居里温度，从而提高磁体的矫顽力和热稳定性，但是Ga的价格较为昂贵，在工业化大批量生产过程中使用量较少；Cu在基体相的溶解度很低，但能改善富Nd相的晶体结构，合理添加Cu元素能促进富Nd相从hcp结构转变为fcc结构，从而提高磁体的矫顽力。Al能替代主相中的Fe元素，占据8j2晶位，使得Fe-Fe之间的交换作用减弱，对磁体磁矩有一定影响。Co能够明显的提高磁体的抗腐蚀性能和居里温度。但是Co容易形成Nd(CoFe)2软磁相，造成磁体矫顽力的大幅度降低。
在一些实施方式中，所述粒径抑制型元素包括Zr、Nb、Hf、Ti、V、Ta和Co中的至少一种。
粒径抑制型元素的熔点应该高于磁体的烧结温度，并且在主相中的固溶度应该很低，V、Zr、Nb、Hf、Ti等元素满足上述要求。这类元素主要是在主相颗粒内部或者晶界处形成新的沉淀相颗粒，限制了烧结过程中主相颗粒的异常长大，起到细化晶粒以及钉扎畴壁的作用，从而促进了磁体矫顽力以及热稳定性的提高。譬如Zr和Ti的添加分别会在晶界处形成ZrB2或TiB2的析出物，他们不仅能抑制晶粒的长大，还有可能抑制软磁相的生成，如α-Fe和Nd(FeCo)2等，从而提高了磁体的矫顽力以及耐腐蚀性能。
在一些实施方式中，所述基体相的晶粒粒径为2μm-6μm。
基体相的晶粒粒径为2μm-6μm，晶粒粒径越小，说明晶界相分布更加均匀，基体相被晶界相较好的分隔开，材料具有更优异温度的性能。
在一些实施方式中，所述内核主相为RE`2(Fe,Co)14B，RE`包括Pr、Gd、Ce、La和Y中的至少一种。
在一些实施方式中，所述晶界相为晶界富稀土相。
在一些实施方式中，所述晶界富稀土相的稀土元素包括Nd、Pr、Ho、Dy和Tb中的至少一种。
当晶界富稀土相中富含Nd、Pr、Ho、Dy和Tb时，这些稀土元素才能进入基体相形成壳层硬磁相。
本发明实施例的第二方面提供了一种第一方面所述的烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，所述方法包括：
将磁本体粉末和辅合金粉末混合并进行成型处理，得到毛坯磁体；
将所述毛坯磁体进行烧结处理，得到生坯磁片；
将扩散浆料涂覆于所述生坯磁片表面，并进行渗透处理，得到烧结钕铁硼磁体材料。
通过辅合金粉末和扩散浆料的共同作用，使得最终制备的烧结钕铁硼磁体材料具有十分明显的核壳结构，有效的提高了重稀土元素的扩散效率和扩散深度。
另外，根据本发明上述实施例的烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，还可以具有如下附加的技术特征：
在一些实施方式中，所述辅合金粉末包括如下组分：R2、T2和M2，R2、T2和M2的质量关系满足：R2:T2:M2＝a2:(100-a2-c2):c2，
其中，R2包括R21和R22，R21包括Pr和/或Nd，R22包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，T2包括Fe和/或Co，M2包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种。
由于晶场相互作用造成的轨道淬灭，3d电子几乎没有轨道磁矩，在不考虑平面各向异性和低温自旋重取向的条件下，R-R的相互作用在R-TM相互作用前几乎可以忽略不计，而稀土离子的晶场哈密顿量与晶体结构的对称性密切相关。因此，结合4f电子云图，本实施例优选Gd、Tb、Dy、Ho等重稀土元素。
关于M2，Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca：属于低熔点温度的掺杂类元素，在T1相中存在一定的溶解度，对于磁体晶界相润湿性有一定的改善。
在一些实施方式中，a2的取值为60-95，c2的取值为5-40。
对于辅合金而言，金属的自扩散激活能与熔点呈现一定线性关系，控制a2的取值为60-95，能够控制共晶温度，避免共析出来的R相被氧化，避免导致后续处理过程中原子的迁移能力降低，同时避免共析出来的R-M相发生转变，避免后续处理过程中的二元共晶和三元共晶反应受到抑制。
在一些实施方式中，所述辅合金粉末的平均粒径为1μm-20μm。
控制辅合金粉末的平均粒径为1μm-20μm，避免辅合金粉末被氧化，导致晶界流动性变差的问题，同时避免造成脱溶，产生熔池，进而对磁性能造成影响。
在一些实施方式中，所述辅合金粉末的质量为所述毛坯磁体质量的1％-20％。
控制毛坯磁体中所述辅合金粉末的质量占比为1％-20％，在较少的重稀土元素的使用下保证烧结产物中有较多的晶界相，避免导致烧结产物的基体相产生较多的团聚现象，同时也避免导致重稀土元素的使用量较多。
在一些实施方式中，所述毛坯磁体的密度为4.0g/cm3-4.5g/cm3。
通过磁场取向及冷等静压处理过后的毛坯磁体的相对密度一般为理论密度的50％-60％，故推导可得毛坯磁体的密度应控制为4.0g/cm3-4.5g/cm3。
在一些实施方式中，所述烧结的温度为850℃-1050℃，所述烧结的时间为1h-20h。
目前，常用的烧结温度基本控制在1060℃-1080℃区间。由于辅合金的加入，得以在850℃-1050℃完成烧结，实现了在保证磁体致密度的条件下，尽可能的降低烧结温度，有效的抑制基体相晶粒长大，提高磁体的矫顽力。
在一些实施方式中，所述生坯磁片的密度为7.3g/cm3-7.9g/cm3。
在一些实施方式中，所述扩散浆料的组分包括扩散物粉末、附着剂和溶剂。
在一些实施方式中，所述扩散物粉末包括如下成分R3、T3和M3，R3、T3和M3的质量关系满足：R3:T3:M3＝a3:(100-a3-c3):c3，
其中，R3包括R31和R32，R31包括Pr和/或Nd，R32包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，T3包括Fe和/或Co，M3包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种。
由于晶场相互作用造成的轨道淬灭，3d电子几乎没有轨道磁矩，在不考虑平面各向异性和低温自旋重取向的条件下，R-R的相互作用在R-TM相互作用前几乎可以忽略不计，而稀土离子的晶场哈密顿量与晶体结构的对称性密切相关。因此，结合4f电子云图，本实施例优选Gd、Tb、Dy、Ho等重稀土元素。
关于M3，Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca：属于低熔点温度的掺杂类元素，在T1相中存在一定的溶解度，对于磁体晶界相润湿性有一定的改善。
在一些实施方式中，a3的取值为60-95，c3的取值为5-40。
金属的自扩散激活能与熔点呈现一定线性关系，控制a2的取值为60-95，能够控制共晶温度，避免共析出来的R相被氧化，避免导致后续处理过程中原子的迁移能力降低，同时避免共析出来的R-M相发生转变，避免后续处理过程中的二元共晶和三元共晶反应受到抑制。
在一些实施方式中，所述扩散物粉末的平均粒径为1μm-20μm。
控制扩散物粉末的平均粒径为1μm-20μm，避免扩散物粉末被氧化，导致晶界流动性变差的问题，同时避免造成脱溶，产生熔池，进而对磁性能造成影响。
在一些实施方式中，所述扩散物粉末、所述附着剂和所述溶剂的质量比为100:(0.5-2):100。
控制扩散物粉末、附着剂和溶剂的质量比为100：(0.5-2)：100，通过附着剂和溶剂的合理配比，一方面利用溶剂的流动延展性使得粉末分布相对均匀，另一方面利用附着剂的粘结性使得粉末和基体有一定的结合力，不容易洒落，避免浆料的流动性会受到的影响，不利于自动化生产；或在基体表面流挂。
在一些实施方式中，所述附着剂包括聚乙烯吡咯烷酮、乙酸乙酯、聚乙二醇和海藻酸钠中的至少一种。
在一些实施方式中，所述溶剂包括苯类溶剂、醇类溶剂和酮类溶剂中的至少一种。
在一些实施方式中，所述将所述扩散浆料涂覆于所述生坯磁片表面，并进行渗透处理，得到烧结钕铁硼磁体材料，包括：
将所述扩散浆料涂覆于所述生坯磁片表面，并进行渗透处理，后进行表面处理，得到烧结钕铁硼磁体材料；
所述表面处理包括酸洗、超声处理和涂膜处理中的至少一种，所述涂膜处理包括磷化、镀锌和镀镍中的至少一种。
在一些实施方式中，所述扩散浆料涂覆的质量为所述生坯磁片质量的0.5％-5％。
根据生坯磁片的渗透效率来判定涂覆浆料的总量，通常控制浆料的涂覆质量为所述生坯磁片质量的0.5％-5％，避免造成渗透过后磁片上的扩散物残余量偏多，使得原材料浪费，同时避免造成扩散物在磁片内部的渗透量不足，使得磁性能不达标。
在一些实施方式中，所述渗透处理包括渗透热处理和时效热处理。
在一些实施方式中，所述渗透热处理的温度为600℃-900℃，所述渗透热处理的时间为1h-10h。
在一些实施方式中，所述时效热处理的温度为400℃-600℃，所述时效热处理的时间为1h-5h。
在一些实施方式中，所述磁本体粉末包括如下组分：R1、T1、B和M1，R1、T1、B和M1的质量关系满足：R1:T1:B:M1＝a1:(100-a1-b1-c1):b1:c1，
其中，R1包括Y、La、Ce、Pr和Nd中的至少一种，T1包括Fe和/或Co，B为硼元素，M1包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca、Si、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta和Mo中的至少一种。
轻稀土离子中4f电子的总角动量与其总自旋角动量反平行排列，使得4f电子的总磁矩也反平行总自旋磁矩，结合R14f电子与过渡族金属Fe/Co的3d自旋磁矩耦合，可以推断出随着外层电子数的增加，R1总磁矩与过渡族金属的总磁矩呈现出铁磁性耦合向亚铁磁性耦合的方式转变，这样导致化合物的饱和磁化强度呈现递减的趋势。为此，在磁本体选择过程中，本发明实施例优选与过渡族金属呈现铁磁性耦合的轻稀土元素(Y、La、Ce、Pr、Nd)，从而保障磁体的室温磁化强度。
Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca属于低熔点温度的掺杂类元素，在T1相中存在一定的溶解度，对于磁体晶界相润湿性有一定的改善，但当含量过高时，会稀释T1相的体积分数，造成磁体剩余磁化强度降低，而当含量过低时，会弱化晶界相的流动性，造成后续热处理过程中界面的缺陷密度增加，导致磁体的矫顽力降低；
Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta和Mo属于高熔点温度的掺杂类元素，在T1相中的溶解度较低，能抑制晶粒的长大。但当含量过高时，会稀释T1相的体积分数，造成磁体剩余磁化强度降低，而当含量过低时，晶粒长大的效果明显减弱，造成后续烧结过程中晶粒出现异常长大，导致磁体的矫顽力降低。
在一些实施方式中，a1的取值为25-29，b1的取值为0.8-1.2，c1的取值为0.01-5。
在一些实施方式中，所述磁本体粉末的平均粒径为2.5μm-3.5μm。
控制平均粒径为2.5μm-3.5μm，避免被氧化产生高熔点杂相，造成一定稀土元素损耗；避免杂散场增大，影响磁体的矫顽力。
根据本发明的第三方面提供了一种壳体，所述壳体由第一方面所述的烧结钕铁硼磁体材料制成。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的方法的流程图一；
图2是本发明实施例提供的方法的流程图二。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
本实施例提供了一种烧结钕铁硼磁体材料，所述烧结钕铁硼磁体材料包括渗透有稀土元素的渗透层，所述渗透层的微观组织包括基体相和晶界相，所述基体相的晶粒为含有内核主相和壳层硬磁相的核壳结构，所述壳层硬磁相的厚度沿稀土元素的渗透方向呈梯度递减；需要说明的是，壳层硬磁相的厚度的测量可通过扫描电镜的方法获得，具体的，厚度为扫描电镜获得的经过晶粒中心截面的截面厚度，其中，所述壳层硬磁相为RE2(Fe,Co,M)14B，
RE包括但不限于Nd、Y、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Dy和Ho中的至少一种；
实际应用时，RE可以为上述元素中的1个，或是上述元素中的多个进行组合，例如两两组合、3种元素组合、4种元素组合等。
M包括但不限于润湿型元素和/或粒径抑制型元素，润湿型元素包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种，粒径抑制型元素包括Zr、Nb、Hf、Ti、V、Ta和Co中的至少一种；
实际应用时，M可以为润湿型元素，也可以为粒径抑制型元素，或者润湿型元素和粒径抑制型元素的组合。
基体相的晶粒粒径为2μm-6μm；
实际应用时，基体相的晶粒粒径可以为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm，但不限于上述粒径，后同。
需要说明的是，渗透层中渗透深度越深，烧结钕铁硼磁体材料的磁性能越好。
实施例2
本实施例提出了一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，请参阅图1，所述方法包括：
S1.将磁本体粉末和辅合金粉末混合并进行成型处理，得到毛坯磁体；
S2.将所述毛坯磁体进行烧结处理，得到生坯磁片；
S3.得到扩散浆料；
S4.将所述扩散浆料涂覆于所述生坯磁片表面，并进行渗透处理，得到烧结钕铁硼磁体材料；
所述烧结钕铁硼磁体材料包括渗透有稀土元素的渗透层，所述渗透层的微观组织包括基体相和晶界相，所述基体相的晶粒为含有内核主相和壳层硬磁相的核壳结构，所述壳层硬磁相的厚度沿稀土元素的渗透方向呈梯度递减；
其中，所述壳层硬磁相为RE2(Fe,Co,M)14B，RE包括Nd，M包括润湿型元素和/或粒径抑制型元素。
通过辅合金粉末和扩散浆料的共同作用，使得最终制备的烧结钕铁硼磁体材料具有十分明显的核壳结构，有效的提高了重稀土元素的扩散效率和扩散深度。
本实施例还提出了一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，请参阅图2，所述方法包括：
S11.得到磁本体粉末、辅合金粉末和扩散物粉末；
S21.将所述磁本体粉末和所述辅合金粉末进行混合和成型，得到毛坯磁体；
S31.将所述毛坯磁体进行烧结，后进行机械加工，得到生坯磁片；
S41.将所述扩散物粉末、附着剂和溶剂进行混合，得到浆料；
S51.将所述浆料涂覆于所述生坯磁片表面，得到待渗透磁体；
S61.将所述待渗透磁体进行渗透处理，得到磁体初品；
S71.将磁体初品进行表面处理，得到钕铁硼磁体；
具体的，以质量份数计，所述磁本体粉末的成分为R1a1T1(100-a1-b1-c1)Bb1M1c1，其中，R1包括Y、La、Ce、Pr和Nd中的至少一种，a1的取值为25-29，a1的取值包括但不限于25、26、27、28和29，T1包括Fe和/或Co，B为硼元素，b1的取值为0.8-1.2，b1的取值包括但不限于0.8、0.9、1.0、1.1和1.2，M1包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca、Si、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta和Mo中的至少一种，c1的取值为0.01-5，c1的取值包括但不限于0.01、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5和5。
关于R1，轻稀土离子中4f电子的总角动量与其总自旋角动量反平行排列，使得4f电子的总磁矩也反平行总自旋磁矩，结合R14f电子与过渡族金属Fe/Co的3d自旋磁矩耦合，可以推断出随着外层电子数的增加，R1总磁矩与过渡族金属的总磁矩呈现出铁磁性耦合向亚铁磁性耦合的方式转变，这样导致化合物的饱和磁化强度呈现递减的趋势。为此，在磁本体选择过程中，本发明实施例优选与过渡族金属呈现铁磁性耦合的轻稀土元素(Y、La、Ce、Pr、Nd)，从而保障磁体的室温磁化强度。
申请人在研发过程中发现：对于磁本体而言，当R1a1>29时，磁体的T1主相体积比将会明显降低，导致磁体的剩余磁化强度急剧降低；而当R1a1<25时，高温冷却过程中，溶液将首先会结晶出初次晶Fe相，随后通过包晶反应生成T1相，由于R1a1的不足，包晶反应不充分将导致磁体中残留部分初次晶Fe，使得磁体的矫顽力在低场下显著降低。因此本发明专利的R1a1含量控制在25～29之间，才能在保障昂贵稀土总量较低的同时，获得高的剩磁和矫顽力。
关于T1和M1，Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca属于低熔点温度的掺杂类元素，在T1相中存在一定的溶解度，对于磁体晶界相润湿性有一定的改善，但当含量过高时，会稀释T1相的体积分数，造成磁体剩余磁化强度降低，而当含量过低时，会弱化晶界相的流动性，造成后续热处理过程中界面的缺陷密度增加，导致磁体的矫顽力降低；Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta和Mo属于高熔点温度的掺杂类元素，在T1相中的溶解度较低，能抑制晶粒的长大。但当含量过高时，会稀释T1相的体积分数，造成磁体剩余磁化强度降低，而当含量过低时，晶粒长大的效果明显减弱，造成后续烧结过程中晶粒出现异常长大，导致磁体的矫顽力降低。
在实际操作中，磁本体粉末制备包括按照合金质量百分比成分R1a1T1(100-a1-b1-c1)B1b1M1c1分别准备原材料，其中R1为Y、La、Ce、Pr、Nd中的一种或多种，25＜a1＜29，a1的取值包括但不限于25、26、27、28和29；T1为Fe、Co中的一种或多种，B1为B，0.8＜b1＜1.2，b1的取值包括但不限于0.8、0.9、1.0、1.1和1.2；M1为Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca、Si、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta、Mo中的一种或多种，0.01＜c1＜5，c1的取值包括但不限于0.01、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5和5。上述合金材料按照传统粉末冶金的手段制备为本体粉末，主要流程包括熔炼、甩带和破碎。
具体的，所述磁本体粉末的平均粒径为2.5μm-3.5μm，磁本体粉末的平均粒径包括但不限于2.5μm、3μm、3.5μm。
控制平均粒径为2.5μm-3.5μm，避免被氧化产生高熔点杂相，造成一定稀土元素损耗；避免杂散场增大，影响磁体的矫顽力，对于粒径的控制通过气流磨的分选轮转速调控实现粒径的控制。
具体的，以质量份数计，所述辅合金粉末的成分为R2a2T2(100-a2-c2)M2C2，其中，R2包括R21和R22，R21包括Pr和/或Nd，R22包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，a2的取值为60-95，a2的取值包括但不限于60、65、70、75、80、85、90和95，T2包括Fe和/或Co，M2包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种，c2的取值为5-40，c2的取值包括但不限于5、10、15、20、25、30、35和40。
根据海森堡交换和晶场模型，R-Fe/Co-B化合物体系在2-14-1区间范围内属于四方结构，由于局域3d-4f电子的相互作用，在室温条件下表现出很强的铁磁性。
关于R2，由于晶场相互作用造成的轨道淬灭，3d电子几乎没有轨道磁矩，在不考虑平面各向异性和低温自旋重取向的条件下，R-R的相互作用在R-TM相互作用前几乎可以忽略不计，而稀土离子的晶场哈密顿量与晶体结构的对称性密切相关。因此，结合4f电子云图，本实施例优选Gd、Tb、Dy、Ho等重稀土元素。
申请人在研发过程中发现：对于辅合金而言，金属的自扩散激活能与熔点呈现一定线性关系，控制a2的取值为60-95，能够控制共晶温度，避免共析出来的R相被氧化，避免导致后续处理过程中原子的迁移能力降低，同时避免共析出来的R-M相发生转变，避免后续处理过程中的二元共晶和三元共晶反应受到抑制。
关于M2，Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca：属于低熔点温度的掺杂类元素，在T1相中存在一定的溶解度，对于磁体晶界相润湿性有一定的改善，避免稀释T1相的体积分数，造成磁体剩余磁化强度降低，同时避免弱化晶界相的流动性，造成后续热处理过程中界面的缺陷密度增加，导致磁体的矫顽力降低。
在实际操作中，辅合金粉末的制备方法包括按照合金质量百分比成分R2a2T2(100-a2-c2)M2c2分别准备原材料，其中R1为Pr、Nd、Gd、Ho、Dy、Tb中的一种或多种，60＜a2＜95，a2的取值包括但不限于60、65、70、75、80、85、90和95；T2为Fe、Co中的一种或多种，M2为Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg中的一种或多种，5＜c2＜40，c2的取值包括但不限于5、10、15、20、25、30、35和40。上述合金材料按照传统粉末冶金的手段制备为本体粉末，主要流程包括熔炼、甩带和破碎。
具体的，辅合金粉末的平均粒径为1μm-20μm，辅合金粉末的取值包括但不限于1μm、5μm、10μm、15μm和20μm。
控制辅合金粉末的平均粒径为1μm-20μm，避免辅合金粉末被氧化，导致晶界流动性变差的问题，同时避免造成脱溶，产生熔池，进而对磁性能造成影响，对于粒径的控制通过气流磨的分选轮转速调控实现粒径的控制。
一般而言，磁本体粉末和辅合金粉末的制备过程中的熔炼采用速凝铸片的方式，速凝铸片是将各种不同的原材料通过感应加热的手段使之熔化，变成熔融的液体并均匀化，随后通过冷却形成合金。制备过程中的破碎采用氢破和气流磨两道工序所完成，由于基体相Nd2Fe14B和晶界相在吸氢过程中的膨胀系数存在显著差异。因此，速凝片在氢气气氛条件下，晶界富Nd相会首先氢化，引起晶界沿晶断裂产生大量的单晶磁粉颗粒。随后将氢破得到粗粉进行气流磨处理。气流磨制粉是利用高速气流(N2气)将粉末加速到超声速，使其相互对撞而破碎，随后通过调整分级轮转速获得粒度分布合适的磁粉。本实施例中，破碎的参数可以设置为喷嘴冲击气压0.6MPa，分选轮转速为2700r/min，在其他的实施例中，具体参数可以根据实际需要进行调整。
具体的，以质量份数计，所述扩散物粉末的成分为R3a3T3(100-a3-c3)M3C3，其中，R3包括R31和R32，R31包括Pr和/或Nd，R32包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，a3的取值为60-95，a3的取值包括但不限于60、65、70、75、80、85、90和95，T3包括Fe和/或Co，M3包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种，c3的取值为5-40，c3的取值包括但不限于5、10、15、20、25、30、35和40。
具体的，扩散物粉末的平均粒径为1μm-20μm，扩散物粉末的平均粒径取值包括但不限于1μm、5μm、10μm、15μm和20μm。
扩散物粉末的成分、配比和制备方法的设计机理与辅合金粉末的设计机理具有相似性，具体可参见上述内容，在此不一一赘述。
关于成型，为了获得具有高剩磁和高磁能积的磁体，需要将磁粉在外磁场的作用下沿易磁化(c轴)方向定向排列。本实施例中采用2T磁场取向压机结合冷等静压(200Mpa)的方式获得生坯的高取向度和致密度，在其他的实施例中，本领域技术人员可以根据实际需要调整具体工艺参数。
具体的，毛坯磁体中所述辅合金粉末的质量占比为1％-20％，辅合金粉末的质量占比包括但不限于1％、5％、10％、15％和20％。
控制毛坯磁体中所述辅合金粉末的质量占比为1％-20％，在较少的重稀土元素的使用下保证烧结产物中有较多的晶界相，避免导致烧结产物的基体相产生较多的团聚现象，避免导致重稀土元素的使用量较多，导致重稀土元素对烧结钕铁硼磁体材料矫顽力的提升效率较低。
具体的，毛坯磁体的密度为4.0g/cm3-4.5g/cm3，毛坯磁体的密度取值包括但不限于4.0g/cm3、4.1g/cm3、4.2g/cm3、4.3g/cm3、4.4g/cm3和4.5g/cm3。
通过磁场取向及冷等静压处理过后的毛坯磁体的相对密度一般为理论密度的50％-60％。
由于磁粉颗粒是通过外加压力进行致密化处理，其结合方式为机械接触，导致磁粉的结合强度较低。为了进一步改进磁粉之间的接触效果，提高磁体的致密度和机械强度，通常还需要将磁体生坯进行烧结处理。
关于烧结，烧结的温度为850℃-1050℃，烧结的温度包括但不限于850℃、900℃、950℃、1000℃和1050℃，所述烧结的时间为1h-20h，烧结的时间包括但不限于1h、5h、10h、15h和20h，所述生坯磁片的密度为7.3g/cm3-7.9g/cm3，生坯磁片的密度包括但不限于7.3g/cm3、7.4g/cm3、7.5g/cm3、7.6g/cm3、7.7g/cm3、7.9g/cm3和7.9g/cm3。
目前，常用的烧结温度基本控制在1060℃-1080℃区间。而本申请由于辅合金的加入，得以在850℃-1050℃完成烧结，实现了在保证磁体致密度的条件下，尽可能的降低烧结温度，有效的抑制基体相晶粒长大，提高磁体的矫顽力。
关于扩散浆料，传统烧结钕铁硼合金化过程中添加重稀土元素，虽然能提高基体相的各向异性场，达到矫顽力增强的目的，但是由于这些元素在主相和晶界相中均匀分布，导致了重稀土元素的浪费；根据反磁化的形核理论而言，反向磁畴通常会优先在晶界缺陷处形核，主相晶界和晶粒表面是反磁化过程中的薄弱部位而晶界扩散的优势则在于重稀土元素仅仅富集在主相的外延层，不会大量进入晶粒内，在保证矫顽力增强的同时，降低了重稀土元素的使用量，并且避免了剩磁的大幅度降低；故本申请通过低熔点扩散物粉末表面渗透扩散处理的方式对烧结态磁体进行晶界扩散处理。
具体的，扩散物粉末、附着剂和溶剂的质量比为100：(0.5-2)：100，扩散物粉末、附着剂和溶剂的质量比的取值包括但不限于100:0.5:100、100:1:100，100:1.5:100和100:2:100。
控制扩散物粉末、附着剂和溶剂的质量比为100：(0.5-2)：100，通过附着剂和溶剂的合理配比，一方面利用溶剂的流动延展性使得粉末分布相对均匀，另一方面利用附着剂的粘结性使得粉末和基体有一定的结合力，不容易洒落，避免浆料的流动性会受到的影响，不利于自动化生产；或在基体表面流挂。
本实施例中，附着剂可以选自聚乙烯吡咯烷酮、乙酸乙酯、聚乙二醇和海藻酸钠中的至少一种；溶剂可以选自苯类、醇类和酮类中的至少一种，具体而言，苯类溶剂可以选自苯、甲苯和二甲苯等常见的溶剂，醇类溶剂可以选自乙醇、苯甲醇和乙二醇等常见的溶剂，酮类溶剂可以选自丙酮、甲基异丁基酮和环己酮等常见的溶剂。
具体的，将所述浆料涂覆于所述生坯磁片表面中，所述浆料的涂覆质量为所述生坯磁片质量的0.5％-5％，浆料的涂覆质量的占比包括但不限于0.5％、1％、1.5％、2.5％、3.5％、4.5％和5％。实际操作时，浆料涂覆在磁体c轴表面。
根据生坯磁片的渗透效率来判定涂覆浆料的总量，通常控制浆料的涂覆质量为所述生坯磁片质量的0.5％-5％，避免造成渗透过后磁片上的扩散物残余量偏多，使得原材料浪费，同时避免造成扩散物在磁片内部的渗透量不足，使得磁性能不达标。
关于渗透处理，渗透处理包括渗透热处理和时效热处理，所述渗透热处理的温度为600℃-900℃，渗透处理的温度的取值包括但不限于600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃和900℃，所述渗透热处理的时间为1h-10h，渗透热处理的时间的取值包括但不限于1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h和10h，所述时效热处理的温度为400℃-600℃，时效热处理的温度取值包括但不限于400℃、450℃、500℃、550℃和600℃，所述时效热处理的时间为1h-5h，时效热处理的时间取值包括但不限于1h、2h、3h、4h和5h。
具体的，表面处理包括酸洗、超声和涂膜处理，所述涂膜处理包括磷化、镀锌和镀镍中的至少一种。
实施例3
本实施例还提供了一种烧结钕铁硼磁体材料的应用，应用括将所述钕铁硼磁体用于家电和新能源汽车的制备，所述钕铁硼磁体采用如上提供的烧结钕铁硼磁体材料的制备方法制得。
根据以上提供的方法制备的钕铁硼磁体的特性，其可应用于节能家电、新能源汽车、电梯及机器人等领域的永磁电机，磁体的工作温度一般为100℃～200℃。
实施例4
一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，方法包括：
S101磁本体、辅合金材料及扩散物粉末制备：
按照合金质量百分比成分(Nd0.75Pr0.25)25FebalCo2Cu0.2Al1.2Ga0.1Zr0.5Nb0.5B0.8、(Nd0.75Pr0.25)40Gd20FebalCo0.5Cu5、(Nd0.75Pr0.25)50Dy10FebalCo0.5Al5分别对磁本体、辅合金及扩散物进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体、辅合金及扩散物的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出平均粒径分别为3.1μm、3μm和5μm的细粉。
S201磁粉混合及成型
将S01工序获得的磁本体粉末和辅合金粉末按照质量百分比为99：1的比例投入双锥混料机中混料1小时。随后将上述混合均匀的粉末分别在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到密度为4.2g/cm3的毛坯磁体。
S301烧结及机加工
将S201工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在850℃条件下保温20小时进行烧结处理，得到的磁体密度为7.6g/cm3。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2 mm3的圆柱体。
S401浆料制备
将扩散物粉末、聚乙烯吡咯烷酮、无水乙醇按照100：0.5：100的质量比放入烧杯中通过磁力搅拌搅拌均匀。
S501涂覆
将S401制备得到的扩散浆料按照毛坯磁体质量比为0.5％的比重均匀涂覆在S3制备得到圆柱磁体垂直于磁体取向方向的端面上。
S601渗透处理
将S501制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至900℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至500℃保温1小时后进行风冷。
S701表面处理
将S601制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
实施例5
一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，方法包括：
S102磁本体、辅合金材料及扩散物粉末制备：
按照合金质量百分比成分(Nd0.75Pr0.25)29FebalCo1Cu0.2Al0.8Zr0.2Hf0.5B1、(Nd0.75Pr0.25)40Ho40FebalCo0.5Cu5、(Nd0.75Pr0.25)74Dy12FebalCo0.5Al9分别对磁本体、辅合金及扩散物进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体、辅合金及扩散物的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出平均粒径分别为3μm、10μm和20μm的细粉。
S202磁粉混合及成型
将S102工序获得的磁本体粉末和辅合金粉末按照质量百分比为99：1的比例投入双锥混料机中混料1小时。随后将上述混合均匀的粉末分别在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到密度为4.3g/cm3的毛坯磁体。
S302烧结及机加工
将S202工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在870℃条件下保温15小时进行烧结处理，得到的磁体密度为7.6g/cm3。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2 mm3的圆柱体。
S402浆料制备
将扩散物粉末、聚乙烯吡咯烷酮、无水乙醇按照100：1：100的质量比放入烧杯中通过磁力搅拌搅拌均匀。
S502涂覆
将S402制备得到的扩散浆料按照毛坯磁体质量比为1％的比重均匀涂覆在S3制备得到圆柱磁体垂直于磁体取向方向的端面上。
S602渗透处理
将S502制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至850℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至530℃保温1小时后进行风冷。
S702表面处理
将S602制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
实施例6
一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，方法包括：
S103磁本体、辅合金材料及扩散物粉末制备：
按照合金质量百分比成分(Ce0.20Nd0.8)28FebalCo1Cu0.2Al0.2Si0.1Ta0.2B0.94、(Nd0.75Pr0.25)60Dy40FebalCo0.2Ga5、(Nd0.75Pr0.25)60Tb25FebalAl5分别对磁本体、辅合金及扩散物进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体、辅合金及扩散物的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出平均粒径分别为3μm、5μm和15μm的细粉。
S203磁粉混合及成型
将S103工序获得的磁本体粉末和辅合金粉末按照质量百分比为99：1的比例投入双锥混料机中混料1小时。随后将上述混合均匀的粉末分别在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到密度为4.5g/cm3的毛坯磁体。
S303烧结及机加工
将S203工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在1050℃条件下保温10小时进行烧结处理，得到的磁体密度为7.3g/cm3。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2 mm3的圆柱体。
S403浆料制备
将扩散物粉末、聚乙二醇、丙酮按照100：2：100的质量比放入烧杯中通过磁力搅拌搅拌均匀。
S503涂覆
将S403制备得到的扩散浆料按照毛坯磁体质量比为2％的比重均匀涂覆在S3制备得到圆柱磁体垂直于磁体取向方向的端面上。
S603渗透处理
将S503制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至880℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至550℃保温1小时后进行风冷。
S703表面处理
将S603制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
对比例1
一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，方法包括：
S104磁本体、辅合金材料制备：
按照合金质量百分比成分(Nd0.75Pr0.25)25FebalCo2Cu0.2Al1.2Ga0.1Zr0.5Nb0.5B0.8、(Nd0.75Pr0.25)40Gd20FebalCo0.5Cu5分别对磁本体和辅合金进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体和辅合金的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出平均粒径分别为3.1μm、3μm的细粉。
S2104磁粉混合及成型
将S104工序获得的磁本体粉末和辅合金粉末按照质量百分比为99：1的比例投入双锥混料机中混料1小时。随后将上述混合均匀的粉末分别在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到密度为4.2g/cm3的毛坯磁体。
S304烧结及机加工
将S204工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在850℃条件下保温20小时进行烧结处理，得到的磁体密度为7.6g/cm3。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2 mm3的圆柱体。
S4 104热处理
将S304制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至900℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至500℃保温1小时后进行风冷。
S504表面处理
将S404制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
对比例2
一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，方法包括：
S105磁本体、辅合金材料制备：
按照合金质量百分比成分(Nd0.75Pr0.25)29FebalCo1Cu0.2Al0.8Zr0.2Hf0.5B1、(Nd0.75Pr0.25)40Ho40FebalCo0.5Cu5分别对磁本体和辅合金进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体、辅合金及扩散物的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出平均粒径分别为3μm、10μm的细粉。
S205磁粉混合及成型
将S105工序获得的磁本体粉末和辅合金粉末按照质量百分比为99：1的比例投入双锥混料机中混料1小时。随后将上述混合均匀的粉末分别在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到密度为4.3g/cm3的毛坯磁体。
S305烧结及机加工
将S205工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在870℃条件下保温15小时进行烧结处理，得到的磁体密度为7.6g/cm3。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2 mm3的圆柱体。
S4 05热处理
将S305制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至850℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至530℃保温1小时后进行风冷。
S505表面处理
将S405制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
对比例3
一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，方法包括：
S106磁本体、辅合金材料制备：
按照合金质量百分比成分(Ce0.20Nd0.8)28FebalCo1Cu0.2Al0.2Si0.1Ta0.2B0.94、(Nd0.75Pr0.25)60Dy40FebalCo0.2Ga5分别对磁本体和辅合金进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体、辅合金及扩散物的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出平均粒径分别为3μm、5μm的细粉。
S206磁粉混合及成型
将S106工序获得的磁本体粉末和辅合金粉末按照质量百分比为99：1的比例投入双锥混料机中混料1小时。随后将上述混合均匀的粉末分别在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到密度为4.5g/cm3的毛坯磁体。
S306烧结及机加工
将S206工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在1050℃条件下保温10小时进行烧结处理，得到的磁体密度为7.3g/cm3。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2 mm3的圆柱体。
S406热处理
将S306制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至880℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至550℃保温1小时后进行风冷。
S506表面处理
将S406制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
相关实验和效果数据：
将实施例4-6和对比例1-3制得的钕铁硼磁体进行性能检测，结果如下表所示。
Figure BDA0003426926700000201
上表中，Φ(26℃)、Φ(130℃)为单片磁体在常温(26℃)和经过高温(130℃)保温2小时(半开路)空冷后的磁通，退磁率的测试方法为利用磁通计分别测量磁体在常温和高温处理后的磁通量，然后获得磁体处理前后磁通的衰减比例。
由表中数据可得，采用本实施例提供的方法制得的钕铁硼磁体，单片磁体经过高温处理之后的退磁率基本维持在0.5-1.4％之间，通过对比例和实施例的数据比较可得，若不进行扩散浆料渗透处理，退磁率明显高于进行渗透处理的钕铁硼磁体。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本发明实施例提供的方法通过辅合金和表面渗透处理，实现磁本体材料的稀土总量较低(25％-29％)，可以减少稀土使用量，降低产品成本，还可以提高渗透的效率；
(2)本发明实施例提供的方法通过设计辅合金粉末的化学成分组成一方面可以降低烧结温度，抑制晶粒长大，提高磁性能；另一方面改善磁体晶界相的结构和分布，提高表面渗透的效率；
(3)本发明实施例提供的方法通过设计扩散物粉料的化学成分组成，能较好的匹配低温烧结工艺，抑制晶粒长大，促进磁体矫顽力和热稳定性的提高；
(4)本发明实施例提供的方法通过设计表面渗透的工艺条件，减少了传统烧结钕铁硼磁体材料二级时效处理工序，从而进一步降低了材料的制造成本；
(5)本发明实施例提供的钕铁硼磁体为具有梯度结构的稀土永磁材料体系，其相晶粒呈现核壳梯度结构，且壳层区域的截面厚度占据整个晶粒截面径向宽度的5％-90％，且壳层占比沿着渗透方向呈现递减的趋势。上述结构在提高材料矫顽力和热稳定性的同时，有效降低了重稀土的使用量，从而降低了材料的成本。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (33)

1.一种烧结钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述烧结钕铁硼磁体材料包括渗透有稀土元素的渗透层，所述渗透层的微观组织包括基体相和晶界相，所述基体相的晶粒为含有内核主相和壳层硬磁相的核壳结构，所述壳层硬磁相的厚度沿稀土元素的渗透方向呈梯度递减；
其中，所述壳层硬磁相为RE2(Fe,Co,M)14B，RE包括Nd，M包括润湿型元素和/或粒径抑制型元素。
2.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述壳层硬磁相的厚度为晶粒径向宽度的5％-90％。
3.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述壳层硬磁相为RE2(Fe,Co,M)14B，其中，RE还包括Y、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Dy和Ho中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述润湿型元素包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述粒径抑制型元素包括Zr、Nb、Hf、Ti、V、Ta和Co中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述基体相的晶粒粒径为2μm-6μm。
7.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述内核主相为RE`2(Fe,Co)14B，RE`包括Pr、Gd、Ce、La和Y中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述晶界相为晶界富稀土相。
9.根据权利要求8所述的烧结钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述晶界富稀土相的稀土元素包括Nd、Pr、Ho、Dy和Tb中的至少一种。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将磁本体粉末和辅合金粉末混合并进行成型处理，得到毛坯磁体；
将所述毛坯磁体进行烧结处理，得到生坯磁片；
将扩散浆料涂覆于所述生坯磁片表面，并进行渗透处理，得到烧结钕铁硼磁体材料。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述辅合金粉末包括如下组分：R2、T2和M2，R2、T2和M2的质量关系满足：R2:T2:M2＝a2:(100-a2-c2):c2，
其中，R2包括R21和R22，R21包括Pr和/或Nd，R22包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，T2包括Fe和/或Co，M2包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，a2的取值为60-95，c2的取值为5-40。
13.根据权利要求10-12任一项所述的制备方法，其特征在于，所述辅合金粉末的平均粒径为1μm-20μm。
14.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述辅合金粉末的质量为所述毛坯磁体质量的1％-20％。
15.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述毛坯磁体的密度为4.0g/cm3-4.5g/cm3。
16.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为850℃-1050℃，所述烧结的时间为1h-20h。
17.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述生坯磁片的密度为7.3g/cm3-7.9g/cm3。
18.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述扩散浆料的组分包括扩散物粉末、附着剂和溶剂。
19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，所述扩散物粉末包括如下组分：R3、T3和M3，R3、T3和M3的质量关系满足：R3:T3:M3＝a3:(100-a3-c3):c3，
其中，R3包括R31和R32，R31包括Pr和/或Nd，R32包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，T3包括Fe和/或Co，M3包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种。
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，a3的取值为60-95，c3的取值为5-40。
21.根据权利要求18-20任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述扩散物粉末的平均粒径为1μm-20μm。
22.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，所述扩散物粉末、所述附着剂和所述溶剂的质量比为100:(0.5-2):100。
23.根据权利要求19或22所述的制备方法，其特征在于，所述附着剂包括聚乙烯吡咯烷酮、乙酸乙酯、聚乙二醇和海藻酸钠中的至少一种。
24.根据权利要求19或22所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括苯类溶剂、醇类溶剂和酮类溶剂中的至少一种。
25.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述将扩散浆料涂覆于所述生坯磁片表面，并进行渗透处理，得到烧结钕铁硼磁体材料，包括：
将扩散浆料涂覆于所述生坯磁片表面，并进行渗透处理，后进行表面处理，得到烧结钕铁硼磁体材料；
所述表面处理包括酸洗、超声处理和涂膜处理中的至少一种。
26.根据权利要求10或25所述的制备方法，其特征在于，涂覆所述扩散浆料的质量为所述生坯磁片质量的0.5％-5％。
27.根据权利要求10或25所述的制备方法，其特征在于，所述渗透处理包括渗透热处理和/或时效热处理。
28.根据权利要求27所述的制备方法，其特征在于，所述渗透热处理的温度为600℃-900℃，所述渗透热处理的时间为1h-9h。
29.根据权利要求27所述的制备方法，其特征在于，所述时效热处理的温度为400℃-600℃，所述时效热处理的时间为1h-5h。
30.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述磁本体粉末包括如下组分：R1、T1、B和M1，R1、T1、B和M1的质量关系满足：R1:T1:B:M1＝a1:(100-a1-b1-c1):b1:c1，
其中，R1包括Y、La、Ce、Pr和Nd中的至少一种，T1包括Fe和/或Co，M1包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca、Si、Zr、Nb、Hf、Ta、W和Ta中的至少一种。
31.根据权利要求30所述的制备方法，其特征在于，a1的取值为25-29，b1的取值为0.8-1.2，c1的取值为0.01-5。
32.根据权利要求10、30或31所述的制备方法，其特征在于，所述磁本体粉末的平均粒径为2.5μm-3.5μm。
33.一种壳体，其特征在于，所述壳体由权利要求1-9任意一项所述的烧结钕铁硼磁体材料制成。
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