TW202111735A - 稀土永磁材料、原料組合物、製備方法、應用、電機 - Google Patents

稀土永磁材料、原料組合物、製備方法、應用、電機 Download PDF

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Abstract

本發明公開了一種稀土永磁材料、原料組合物、製備方法、應用、電機。以質量百分比計，該稀土永磁材料包括下述組分：R 28.5-33.0wt.%；RH ＞1.5wt.%；Cu 0-0.08wt.%，但不為0wt.%；Co 0.5-2.0wt.%；Ga 0.05-0.30wt.%；B 0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質。本發明中的R-T-B系永磁材料性能優異，在永磁材料中重稀土元素含量為3.0-4.5wt.%的條件下，Br≧12.78 kGs，Hcj≧29.55 kOe；在永磁材料中重稀土元素含量為1.5-2.5wt.%的條件下，Br≧13.06 kGs，Hcj≧26.31 kOe。

Description

稀土永磁材料、原料組合物、製備方法、應用、電機
本發明係有關一種稀土永磁材料、原料組合物、製備方法、應用、電機。
R-T-B系稀土永磁材料在現代工業和電子技術中獲得了廣泛應用，如電子計算機、自動化控制系統、電動機與發電機、核磁共振像儀、音響器件、材料分邊裝置、通訊設備等諸多領域。隨著新應用領域的開拓及應用條件的苛刻多變，具有高矯頑力（coercivity）的產品需求越來越多。
目前，一般可以通過在R-T-B系稀土永磁材料的原料配方中添加高熔點金屬（一般是指熔點高於1538℃的金屬）以提升磁體的內稟矯頑力（intrinsic coercivity，簡稱Hcj），例如添加Nb、Zr、Ti、Cr、V、W和Mo等元素。這些高熔點金屬元素的添加能夠起到釘紮晶界，細化晶粒的作用，進一步實現磁體的Hcj的提升，但是，高熔點金屬元素的添加對燒結工藝有了更多的要求，使燒結難度增大，工藝成本提升，並且會導致磁體剩餘磁化強度（remanence，簡稱Br） 偏低。
也有研究表明，若直接採用低熔點金屬進行燒結，可能生成不利於磁性能的晶間化合物（晶粒異常長大），並且可能由於燒結工藝問題導致燒結緻密性較差（燒結不良），使永磁材料的Br偏低。
可見，現有的低熔點金屬配方中，永磁材料磁體中Br和Hcj難以同步維持在較高水準。因此，如何獲得一種具有高Hcj和高Br的R-T-B系稀土永磁材料是本領域亟待解決的技術問題。
本發明所要解決的技術問題在於克服現有技術中R-T-B系稀土永磁材料的Br和Hcj難以實現同步提升的缺陷，而提供了一種稀土永磁材料、原料組合物、製備方法、應用、電機。本發明中的R-T-B系永磁材料性能優異，在重稀土元素含量為3.0-4.5wt.%的條件下，Br≧12.78 kGs，Hcj≧29.55 kOe；在重稀土元素含量為1.5-2.5wt.%的條件下，Br≧13.06 kGs，Hcj≧26.31 kOe；能夠實現Br和Hcj的同步提升。較之常規的配方，本發明中的R-T-B系永磁材料的配方中未添加高熔點金屬，僅使用少量低熔點金屬，在提升磁體Hcj的同時，盡可能降低了磁體對Br的影響。此外，本發明中R-T-B系永磁材料的製備實現了低溫度燒結，降低了能耗；通過對配方成分和工藝的設計，在晶界處形成了Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 結晶相，改善了晶界形貌，形成連續的晶界通道，進一步提升磁體性能。
本發明提供了一種R-T-B系永磁材料，以質量百分比計，其包括下述組分：
R：28.5-33.0wt.%；
RH：＞1.5wt.%；
Cu：0-0.08wt.%，但不為0wt.%；
Co：0.5-2.0wt.%；
Ga：0.05-0.30wt.%；
B：0.95-1.05wt.%；
餘量為Fe及不可避免的雜質；其中：
所述R為稀土元素，所述R中至少包括Nd和RH；所述RH為重稀土元素。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料中不含有高熔點金屬元素。其中，所述高熔點金屬元素一般是指熔點高於1538℃的金屬元素，例如Ti、V、Zr、Nb、Cr、W和Mo中的一種或多種。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料包含R2 T14 B晶粒和R2 T14 B晶粒間的晶界相，所述晶界相的組成為Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y ，其中：T為Fe和Co，2b＜a＜3.5b，1/2c＜a+b，50 at%＜x＜65 at%，35 at%＜y＜50 at%，at%是指所述晶界相中各元素所佔的原子百分比。
發明人在研發過程中發現，Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 晶界相的形成可增加晶界的潤濕性，改善晶界形貌，並可為擴散過程提供連續的晶界通道，從而提升Hcj，得到高Br、高Hcj的永磁材料。
此外，發明人還發現，Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 晶界相具有較為平衡的R和T組成，與晶界處的富Nd相和富B相均有極好的互溶效果，減少晶界相的團聚，形成均勻分佈的晶界層，達到良好的去磁耦合效果，可進一步提高磁體的Hcj。
其中，所述晶界相中，所述x優選為55-60 at%，例如55.6 at%、56.7 at%、56.9 at%、57 at%、58.6 at%、59 at%、59.1 at%或59.5 at%，at%是指所述晶界相中R所佔原子百分比。
其中，所述晶界相中，所述y優選為40-45 at%，例如40.5 at%、40.9 at%、41 at%、41.4 at%、43 at%、43.1 at%、43.3 at%或44.4 at%，at%是指所述晶界相中“B、Ga、Cu、Fe和Co”所佔原子百分比。
其中，所述晶界相中，所述a優選為0.23-0.24，例如0.23、0.235或0.24，所述a是指所述Ga在“B、Ga、Cu、Fe和Co”元素中所佔的原子比。
其中，所述晶界相中，所述b優選為0.1-0.115，例如0.1、0.103、0.11或0.115，所述b是指所述Cu在“B、Ga、Cu、Fe和Co”元素中所佔的原子比。
其中，所述晶界相中，所述c優選為0.64-0.65，例如0.64、0.644或0.65，所述c是指所述“Fe和Co”在“B、Ga、Cu、Fe和Co”元素中所佔的原子比。
其中，優選地，所述Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 為R55.6 -(B0.01 -Ga0.235 -Cu0.115 -T0.64 )44.4 、R56.9 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.11 -T0.64 )43.1 、R59 -(B0.02 -Ga0.24 -Cu0.1 -T0.64 )41 、R59.1 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.11 -T0.64 )40.9 、R56.7 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.1 -T0.65 )43.3 、R57 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.1 -T0.65 )43 、R58.6 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.11 -T0.64 )41.4 或R59.5 -(B0.023 -Ga0.23 -Cu0.103 -T0.644 )40.5 。
本發明中，所述R中還可包括本領域常規的稀土元素，例如Pr。
本發明中，所述RH可為本領域常規的重稀土元素，例如Dy和/或Tb，優選為Tb。
本發明中，所述R的含量優選為28.5-32.0wt.%或30.5-33.0wt.%，例如28.94wt.%、30.53wt.%、30.66wt.%、31.09wt.%、31.83wt.%、31.92wt.%、32.23wt.%或32.86wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，所述Nd的含量優選為24.4-30.5wt.%，例如24.4-28.0wt.%或28.0-30.5wt.%，再例如24.46wt.%、26.4wt.%、27.39wt.%、27.94wt.%、28.36wt.%、29.58wt.%、30.24wt.%或30.36wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，所述RH的含量優選為1.5-4.5wt.%，更優選為1.5-2.5wt.%或3.0-4.5wt.%，例如1.99wt.%、2.25wt.%、2.3wt.%、2.5wt.%、3.7wt.%、3.98wt.%、4.13wt.%或4.48wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
當所述RH中包括Tb時，優選地，所述Tb的含量為1.5-4.5wt.%，例如1.99wt.%、2.01wt.%、2.25wt.%、2.3wt.%、2.99wt.%、3.19wt.%、3.61wt.%或3.98wt.%。
當所述RH中包括Dy時，優選地，所述Dy的含量為0.45-1.0wt.%；例如0.5wt.%、0.52wt.%、0.51wt.%、0.99wt.%或0.49wt.%；百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，所述Cu的含量優選為0.01-0.08wt.%、0.04-0.08wt.%或0.05-0.08wt.%，例如0.01wt.%、0.05wt.%、0.06wt.%、0.07wt.%或0.08wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，所述Co的含量優選為0.78-2.0wt.%，例如1.0-2.0wt.%，再例如0.79wt.%、0.99wt.%、1wt.%、1.39wt.%、1.58wt.%、1.6wt.%或2wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，所述Ga的含量優選為0.05或0.1-0.3wt.%，例如0.1wt.%、0.2wt.%或0.3wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，所述B的含量優選為0.95-1.04wt.%，例如0.95wt.%、0.98wt.%、0.99wt.%或1.04wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：R為28.5-32.0wt.%；RH為3.0-4.5wt.%；Cu為0-0.08wt.%，但不為0wt.%；Co為1.0-2.0wt.%；Ga為0.05-0.30wt.%；B為0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質；百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：R為28.5-32.0wt.%；RH為3.2-4.5wt.%；Cu為0.04-0.08wt.%；Co為1.0-2.0wt.%；Ga為0.10-0.30wt.%；B為0.95-1.0wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd為24.4-28.0wt.%；Tb為3.0-4.0wt.%；Dy為0.5-1.0wt.%；Cu為0.01-0.08wt.%；Co為1.0-2.0wt.%；Ga為0.05-0.30wt.%；B為0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd為24.46wt.%、Tb為3.98wt.%、Dy為0.50wt.%、Cu為0.07wt.%、Co為2.00wt.%、Ga為0.30wt.%和B為0.95wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd為26.40wt.%、Tb為3.61wt.%、Dy為0.52wt.%、Cu為0.06wt.%、Co為1.58wt.%、Ga為0.20wt.%和B為0.98wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd為27.39wt.%、Tb為3.19wt.%、Dy為0.51wt.%、Cu為0.05wt.%、Co為1.39wt.%、Ga為0.10wt.%和B為0.99wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd為27.94wt.%、Tb為2.99wt.%、Dy為0.99wt.%、Cu為0.01wt.%、Co為1.00wt.%、Ga為0.05wt.%和B為1.04wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：R為30.5-33.0wt.%；RH＞1.5wt.%；Cu為0-0.08wt.%，但不為0wt.%；Co為0.78-2.0wt.%；Ga為0.05-0.30wt.%；B為0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：R為30.5-33.0wt.%；RH為1.5-2.5wt.%；Cu為0.04-0.08wt.%；Co為0.78-1.6wt.%；Ga為0.10-0.30wt.%；B為0.95-1.0wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd為28.0-30.5wt.%；Tb為1.5-2.5wt.%；Dy為0-0.5wt.%；Cu為0.01-0.08wt.%；Co為0.78-2.0wt.%；Ga為0.05-0.30wt.%；B為0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd為28.36wt.%、Tb為2.30wt.%、Cu為0.08wt.%、Co為2.00wt.%、Ga為0.30wt.%和B為0.95wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd為29.58wt.%、Tb為2.25wt.%、Cu為0.06wt.%、Co為1.60wt.%、Ga為0.20wt.%和B為0.98wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd為30.24wt.%、Tb為1.99wt.%、Cu為0.05wt.%、Co為0.99wt.%、Ga為0.10wt.%和B為0.99wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd為30.36wt.%、Tb為2.01wt.%、Dy為0.49wt.%、Cu為0.01wt.%、Co為0.79wt.%、Ga為0.05wt.%和B為1.04wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
本發明還提供了一種R-T-B系永磁材料，所述R-T-B系永磁材料包含R2 T14 B晶粒和R2 T14 B晶粒間的晶界相，所述晶界相的組成為Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y ，其中：T為Fe和Co，2b＜a＜3.5b，1/2c＜a+b，50 at%＜x＜65 at%，35 at%＜y＜50 at%，at%是指所述晶界相中各元素所佔的原子百分比；
所述R為稀土元素，所述R中至少包括Nd和RH；所述RH為重稀土元素。
其中，所述x、所述y、所述a、所述b和所述c均如前所述。
其中，優選地，所述Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 為R55.6 -(B0.01 -Ga0.235 -Cu0.115 -T0.64 )44.4 、R56.9 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.11 -T0.64 )43.1 、R59 -(B0.02 -Ga0.24 -Cu0.1 -T0.64 )41 、R59.1 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.11 -T0.64 )40.9 、R56.7 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.1 -T0.65 )43.3 、R57 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.1 -T0.65 )43 、R58.6 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.11 -T0.64 )41.4 或R59.5 -(B0.023 -Ga0.23 -Cu0.103 -T0.644 )40.5 。
其中，優選地，所述R-T-B系永磁材料中，以質量百分比計，其包括下述組分：R：28.5-33.0wt.%；RH：＞1.5wt.%；Cu：0-0.08wt.%，但不為0 wt.%；Co：0.5-2.0wt.%；Ga：0.05-0.30wt.%；B：0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質；所述R為稀土元素，所述R中至少包括Nd和RH；所述RH為重稀土元素。
所述R、所述RH、所述Cu、所述Co、所述Ga、所述B和所述Nd的含量均如前所述。
本發明還提供了一種R-T-B系永磁材料的原料組合物，以質量百分比計，其包括下述組分：
R：28.5-32.5wt.%；
RH：＞1.2wt.%；
Cu：0-0.08wt.%，但不為0wt.%；
Co：0.5-2.0wt.%；
Ga：0.05-0.30wt.%；
B：0.95-1.05wt.%；
餘量為Fe及不可避免的雜質；其中：
所述R為稀土元素，所述R中至少包括Nd和RH；所述RH為重稀土元素。
本發明中，所述R中還可包括本領域常規的稀土元素，例如Pr。
本發明中，所述RH可為本領域常規的重稀土元素，例如Dy和/或Tb，優選為Tb。
本發明中，所述R的含量優選為28.5-31.5wt.%、30.5-32.5wt.%或30.0-32.5wt.%，例如28.5wt.%、30.1wt.%、30.5wt.%、30.7wt.%、31.5wt.%、31.8wt.%或32.5wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明的永磁材料中，若R含量低於28.5wt.%，則不能得到足夠的富稀土相，且對於燒結工藝要求較高，可能造成燒結困難，導致永磁材料性能降低；若R含量高於32.5wt.%，則稀土含量高，但難以實現更高的Br，造成稀土資源浪費。
本發明中，所述Nd的含量優選為24.5-30.5wt.%，例如24.5-28.0wt.%或28.0-30.5wt.%，再例如24.5wt.%、26.5wt.%、27.5wt.%、28.0wt.%、28.5wt.%、29.7wt.%、30.3wt.%或30.5wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
本發明中，所述RH的含量優選為1.2-4.5wt.%，更優選為1.2-2.0wt.%或3.0-4.5wt.%，例如1.5wt.%、1.8wt.%、2.0wt.%、3.2wt.%、3.5wt.%、3.6wt.%或4.0wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
當所述RH中包括Tb時，優選地，所述Tb的含量為1.2-4.5wt.%，例如1.5wt.%、1.8wt.%、2wt.%、3wt.%、3.2wt.%、3.6wt.%或4wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
當所述RH中包括Dy時，優選地，所述Dy的含量為0-0.5wt.%，例如0.5wt.%。
當所述RH中包括Tb和Dy時，優選地：所述Tb的含量為1.2-3.0wt.%、所述Dy的含量為0-0.5wt.%，例如Tb為3.0wt.%、Dy為0.5wt.%，或者，Tb為1.5wt.%、Dy為0.5wt.%；百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
本發明中，所述Cu的含量優選為0.01-0.08wt.%、0.04-0.08wt.%或0.05-0.08wt.%，例如0.01wt.%、0.04wt.%、0.06wt.%或0.08wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明的永磁材料中，若不含有Cu，則無法形成Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 相，不能得到高Hcj的永磁材料；若Cu含量高於0.08wt.%，則可能影響主相體積分數，無法得到高Br的永磁材料。
本發明中，所述Co的含量優選為0.8-2.0wt.%，例如1.0-2.0wt.%，再例如0.8wt.%、1.0wt.%、1.4wt.%、1.6wt.%或2.0wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
本發明中，所述Ga的含量優選為0.05或0.1-0.3wt.%，例如0.1wt.%、0.2wt.%或0.3wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明的永磁材料中，若Ga含量低於0.05wt.%，則Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 晶界相不能有效形成，無法得到高Hcj的永磁材料；若Ga含量高於0.3wt.%，則可能影響主相體積分數，無法得到高Br的永磁材料。
本發明中，所述B的含量優選為0.95-1.0或1.05wt.%，例如0.95wt.%、0.98wt.%或1.0wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明的永磁材料中，B含量和主相體積分數密切相關，能夠影響Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 晶界相的形成。若B含量低於0.95wt.%，則可能生成R2 T17 相，並且主相體積分數降低，不能得到高Hcj和高Br的永磁材料。若B含量高於1.05wt.%，則會生成過多富B相，使永磁材料性能降低。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：R為28.5-31.5wt.%；RH為3.0-4.5wt.%；Cu為0-0.08wt.%，但不為0wt.%；Co為1.0-2.0wt.%；Ga為0.05-0.30wt.%；B為0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質；百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：R為28.5-31.5wt.%、RH為3.2-4.5wt.%、Cu為0.04-0.08wt.%、Co為1.0-2.0wt.%、Ga為0.10-0.30wt.%和B為0.95-1.0wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd為24.5-28.0wt.%、Tb為3.0-4.0wt.%、Dy為0-0.5wt.%、Cu為0.01-0.08wt.%、Co為1.0-2.0wt.%、Ga為0.05-0.30wt.%和B為0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd為24.5wt.%、Tb為4wt.%、Cu為0.08wt.%、Co為2wt.%、Ga為0.3wt.%和B為0.95wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd為26.5wt.%、Tb為3.6wt.%、Cu為0.06wt.%、Co為1.6wt.%、Ga為0.2wt.%和B為0.98wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd為27.5wt.%、Tb為3.2wt.%、Cu為0.04wt.%、Co為1.4wt.%、Ga為0.1wt.%和B為1wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd為28wt.%、Tb為3wt.%、Dy為0.5wt.%、Cu為0.01wt.%、Co為1wt.%、Ga為0.05wt.%和B為1.05wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：R為30.5-32.5wt.%；RH＞1.2wt.%；Cu為0-0.08wt.%，但不為0wt.%；Co為0.8-2.0wt.%；Ga為0.05-0.30wt.%；B為0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：R為30.5-32.5wt.%、RH為1.2-2.0wt.%、Cu為0.04-0.08wt.%、Co為0.8-1.6wt.%、Ga為0.10-0.30wt.%和B為0.95-1.0wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
本發明中，優選地，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd為28.5-30.5wt.%、Tb為1.2-2.0wt.%、Dy為0-0.5wt.%、Cu為0.01-0.08wt.%、Co為0.8-2.0wt.%、Ga為0.05-0.30wt.%和B為0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd為28.5wt.%、Tb為2.0wt.%、Cu為0.08wt.%、Co為2.0wt.%、Ga為0.3wt.%和B為0.95wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd為29.7wt.%、Tb為1.8wt.%、Cu為0.06wt.%、Co為1.6wt.%、Ga為0.2wt.%和B為0.98wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd為30.3wt.%、Tb為1.5wt.%、Cu為0.04wt.%、Co為1wt.%、Ga為0.1wt.%和B為1.0wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
在本發明一優選實施方式中，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd為30.5wt.%、Tb為1.5wt.%、Dy為0.5wt.%、Cu為0.01wt.%、Co為0.8wt.%、Ga為0.05wt.%和B為1.05wt.%，餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
本發明還提供了一種R-T-B系永磁材料的製備方法，其包括下述步驟：將所述R-T-B系永磁材料的原料組合物的熔融液經鑄造、破碎、粉碎、成形、燒結和晶界擴散處理，即得所述R-T-B系永磁材料；其中：
所述燒結按下述步驟依次進行：第一段燒結、第二段燒結和冷卻；
所述第一段燒結的溫度≦1040℃；
所述第二段燒結為在所述第一段燒結的基礎上升溫燒結，溫度差≧5-10℃，所述升溫的速度≧5℃/分，所述第二段燒結的時間≦1h；
所述冷卻的速度為≧7℃/分，所述冷卻的終點為≦100℃。
本發明中，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物的熔融液可按本領域常規方法製得，例如：在高頻真空感應熔煉爐中熔煉，即可。所述熔煉爐的真空度可為5×10-2 Pa。所述熔煉的溫度可為1500℃以下。
本發明中，所述鑄造的工藝可為本領域常規的鑄造工藝，例如：在Ar氣氣氛中（例如5.5×104 Pa的Ar氣氣氛下），以102 ℃/秒-104 ℃/秒的速度冷卻，即可。
本發明中，所述破碎的工藝可為本領域常規的破碎工藝，例如經吸氫、脫氫、冷卻處理，即可。
其中，所述吸氫可在氫氣壓力0.15MPa的條件下進行。
其中，所述脫氫可在邊抽真空邊升溫的條件下進行。
本發明中，所述粉碎的工藝可為本領域常規的粉碎工藝，例如氣流磨粉碎。
其中，所述氣流磨粉碎可在氧化氣體含量150ppm以下的氮氣氣氛下進行。所述氧化氣體指的是氧氣或水分含量。
其中，所述氣流磨粉碎的粉碎室壓力可為0.38MPa。
其中，所述氣流磨粉碎的時間可為3小時。
其中，所述粉碎後，可按本領域常規手段添加潤滑劑，例如硬脂酸鋅。所述潤滑劑的添加量可為混合後粉末重量的0.10-0.15%，例如0.12%。
本發明中，所述成形的工藝可為本領域常規的成形工藝，例如磁場成形法或熱壓熱變形法。
本發明中，所述燒結可在真空條件下進行，例如在5×10-3 Pa的真空條件下進行。
本發明中，所述第一段燒結前，還可按本領域常規手段進行預熱。所述預熱的溫度可為300-600℃。所述預熱的時間可為1-2h。優選地，所述預熱為依次在300℃和600℃的溫度下各預熱1h。
本發明中，所述第一段燒結的溫度優選為1000-1030℃，例如1030℃。
本發明中，所述第一段燒結的時間優選為≧2h，例如3h。
本發明中，優選地，所述第二段燒結中，所述溫度差≧5-10℃且≦20℃，例如10℃。
本發明中，所述第二段燒結的時間優選為1h。
本發明中，所述燒結的工藝中，所述冷卻的速度優選為10℃/分。
本發明中，所述燒結的工藝中，所述冷卻的終點優選為100℃。
發明人在研發過程中發現，在進行所述第一段燒結時，少量的餘量B彌散分佈於晶界處，可促進晶界相Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 的形成。結合兩段燒結工藝和快速冷卻工藝，不僅可以提高主相的緻密性，同時溫度的快速變化為晶界提供了壓力，可使晶界相均勻鋪散分佈，達成了以少量晶界相實現最佳組織形貌的效果。
發明人在研發過程中還發現，若僅使用所述第一段燒結工藝，可能造成磁體緻密性不足，且無法使晶界相形貌達到理想的效果，不能得到高Br和高Hcj的永磁材料。若僅使用所述第二段燒結工藝，可能造成晶粒異常長大，導致磁體性能惡化。
本發明中，所述冷卻前可通入Ar氣體使氣壓達到0.1MPa。
本發明中，所述晶界擴散處理可按本領域常規的工藝進行處理，例如，在所述R-T-B系永磁材料的表面蒸鍍、塗覆或濺射附著含有Dy或Tb的物質，經擴散熱處理，即可。
其中，所述含有Dy的物質可為Dy金屬、含有Dy的化合物（例如Dy氟化物）或含有Dy的合金。
其中，所述含有Tb的物質可為Tb金屬、含有Tb的化合物（例如Tb氟化物）或含有Tb的合金。
其中，所述擴散熱處理的溫度可為850-980℃，例如850℃。
其中，所述擴散熱處理的時間可為12-48h，例如24h。
其中，所述晶界擴散處理後，還可進行熱處理。所述熱處理的溫度可為500℃。所述熱處理的時間可為3h。所述熱處理的環境可為9×10-3 Pa的真空條件。
本發明還提供了一種採用上述方法製得的R-T-B系永磁材料。
本發明還提供了一種所述R-T-B系永磁材料在電機中作為電子元器件的應用。
其中，所述應用優選為在3000-7000rpm轉速和/或80-180℃的工作溫度的電機中作為電子元器件的應用，例如在高轉速電機和/或家電製品中作為電子元器件使用。
本發明還提供了一種電機，其包含如前所述的R-T-B系永磁材料。
在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。
本發明所用試劑和原料均市售可得。
本發明的積極進步效果在於：
（1）本發明中的R-T-B系永磁材料性能優異，在永磁材料中重稀土元素含量為3.0-4.5wt.%的條件下，Br≧12.78 kGs，Hcj≧29.55 kOe；在永磁材料中重稀土元素含量為1.5-2.5wt.%的條件下，Br≧13.06 kGs，Hcj≧26.31 kOe；能夠實現Br和Hcj的同步提升。
（2）本發明中R-T-B系永磁材料的製備實現了低溫度燒結，降低了能耗，經燒結、冷卻後，在晶界處形成了Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 結晶相，改善了晶界形貌，形成連續的晶界通道，進一步提升了磁體性能。
（3）本發明的磁體中添加Tb，可保證磁體具有優良的溫度係數，在Dy擴散過程中，部分Tb從主相進入晶界，可在提升Hcj的同時盡可能避免降低Br。
下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，按照常規方法和條件，或按照商品說明書選擇。下表中，wt.%為組分在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比，“/”表示未添加該元素。“Br”為殘留磁通密度，“Hcj”為內稟矯頑力。
實施例1
R-T-B系永磁材料製備方法如下：
（1）熔煉過程：按表1中實施例1所示配方，將配製好的原料放入氧化鋁製的坩堝中，在高頻真空感應熔煉爐中且在5×10-2 Pa的真空中，以1500℃以下的溫度進行真空熔煉。
（2）鑄造過程：在真空熔煉後的熔煉爐中通入Ar氣體使氣壓達到5.5萬Pa後，進行鑄造，並以102 ℃/秒-104 ℃/秒的冷卻速度獲得急冷合金。
（3）氫破粉碎過程：在室溫下將放置急冷合金的氫破用爐抽真空，然後向氫破用爐內通入純度為99.9%的氫氣，維持氫氣壓力0.15MPa；充分吸氫後，邊抽真空邊升溫，充分脫氫；然後進行冷卻，取出氫破粉碎後的粉末。
（4）微粉碎工序：在氧化氣體含量150ppm以下的氮氣氣氛下，在粉碎室壓力為0.38MPa的條件下對氫破粉碎後的粉末進行3小時的氣流磨粉碎，得到細粉。氧化氣體指的是氧或水分。
（5）在氣流磨粉碎後的粉末中添加硬脂酸鋅，硬脂酸鋅的添加量為混合後粉末重量的0.12%，再用V型混料機充分混合。
（6）磁場成形過程：使用直角取向型的磁場成型機，在1.6T的取向磁場中以及在0.35ton/cm2 的成型壓力下，將上述添加了硬脂酸鋅的粉末一次成形成邊長為25mm的立方體；一次成形後在0.2T的磁場中退磁。為了使一次成形後的成形體不接觸到空氣，將其進行密封，然後再使用二次成形機（等靜壓成形機），在1.3ton/cm2 的壓力下進行二次成形。
（7）燒結過程：將各成形體搬至燒結爐進行燒結，燒結在5×10-3 Pa的真空下以及分別在300℃和600℃的溫度下各保持1小時，然後以1030℃的溫度燒結3小時，再以1040℃的溫度燒結1小時；然後通入Ar氣體使氣壓達到0.1MPa後，以10℃/分的冷卻速度冷卻至100℃。
（8）晶界擴散處理過程：將燒結體加工成直徑20mm、厚度5mm的磁鐵，厚度方向為磁場取向方向，表面潔淨化後，分別將含Dy金屬的擴散原料塗覆於磁鐵上，將塗覆後的磁鐵乾燥，在高純度Ar氣體氣氛中，將表面附著Dy元素的磁鐵以850℃的溫度擴散熱處理24小時。處理完畢之後冷卻至室溫。
（9）熱處理過程：燒結體在9×10-3 Pa的真空下，以500℃溫度進行3小時熱處理後，冷卻至室溫後取出。
表1 R-T-B系永磁材料的原料組合物的配方（wt.%）
Figure 02_image001
實施例2-8、對比例1-9
按表1所示配方製得實施例2-8、對比例1-9所對應的R-T-B系永磁材料，其中，實施例2-4、對比例1-3、對比例6-9的製備工藝同實施例1。
實施例5-8和對比例4-5的製備工藝除下述不同之處外，其餘均同實施例1：晶界擴散處理過程：將燒結體加工成直徑20mm、厚度5mm的磁鐵，厚度方向為磁場取向方向；表面潔淨化後，分別將含Tb金屬的擴散原料全面噴霧塗覆在磁鐵上，將塗覆後的磁鐵乾燥；然後在高純度Ar氣體氣氛中，將表面附著Tb元素的磁鐵以850℃的溫度擴散熱處理24小時。處理完畢後，冷卻至室溫。
對比例10-11
取實施例2的原料，按照表2所示工藝條件進行製備，其他工藝條件同實施例2。
表2
Figure 02_image003
如表2所示，僅使用高溫一段燒結或是低溫一段燒結製得的永磁材料均未生成符合要求的晶界相，晶界處的B未能彌散分佈，而是形成了不利於磁性能的富B相，使永磁材料性能降低。
效果實施例
（1）磁體的晶界結構
測定實施例和對比例製得的R-T-B系永磁材料的磁性能和成分，通過FE-EPMA觀察其磁體的晶界結構。
FE-EPMA檢測：對永磁材料的垂直取向面進行拋光，採用場發射電子探針顯微分析儀（FE-EPMA）（日本電子株式會社（JEOL），8530F）檢測。首先通過FE-EPMA面掃描確定磁鐵中Ga、Cu、T(Fe+Co)、R（Nd+Tb+Dy）和B等元素的分佈（如圖1所示），然後通過FE-EPMA單點定量分析（例如圖2中所示的分析點）確定關鍵相中Cu、Ga等元素的含量，測試條件為加速電壓15kv，探針束流50nA。
FE-EPMA檢測結果如下表3所示。
表3
Figure 02_image005
註：“/”表示不含該元素。
如表3所示，低熔點元素種類的改變以及低熔點元素用量的改變均對晶界處形成的結晶相影響顯著，當低熔點元素種類和/或低熔點元素用量不在本申請範圍內時，在晶界處難以形成能夠提升永磁材料性能的Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 結晶相。
（2）磁性能評價：永磁材料使用中國計量院的NIM-10000H型BH大塊稀土永磁無損測量系統進行磁性能檢測。
下表4所示為磁性能檢測結果。
表4
Figure 02_image007
如表4所示，本發明中的R-T-B系永磁材料性能優異，在重稀土元素含量為3.0-4.5wt.%的條件下，Br≧12.78 kGs，Hcj≧29.55 kOe；在重稀土元素含量為1.5-2.5wt.%的條件下，Br≧13.06 kGs，Hcj≧26.31 kOe；能夠實現Br和Hcj的同步提升。
結合表3可知，Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 晶界相的形成有利於永磁材料性能的提升，發明人推測該結晶相可能是通過增加晶界的潤濕性，改善晶界形貌，為擴散過程提供連續的晶界通道，從而實現Hcj的提升，進一步得到高Br、高Hcj的永磁材料。
（3）成分測定：各成分使用高頻電感耦合等離子體發射光譜儀(ICP-OES)進行測定。下表5所示為成分檢測結果。
表5 成分檢測結果（wt.%）
Figure 02_image009
註：“/”表示不含該元素。
無
圖1為實施例2製得的磁體中Nd、B、Ga、Co和Cu等元素在晶界形成的Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 晶間相。
圖2為實施例2製得的磁體，其中數字1標註的位置可作為晶界相成分檢測的分析點。

Claims (11)

  1. 一種R-T-B系永磁材料，其特徵在於，以質量百分比計，其包括下述組分：R：28.5-33.0wt.%；RH：＞1.5wt.%；Cu：0-0.08wt.%，但不為0wt.%；Co：0.5-2.0wt.%；Ga：0.05-0.30wt.%；B：0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質；其中：所述R為稀土元素，所述R中至少包括Nd和RH；所述RH為重稀土元素。
  2. 如請求項1所述的R-T-B系永磁材料，其中，所述R-T-B系永磁材料包含R2 T14 B晶粒和R2 T14 B晶粒間的晶界相，所述晶界相的組成為Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y ，其中：T為Fe和Co，2b＜a＜3.5b，1/2c＜a+b，50 at%＜x＜65 at%，35 at%＜y＜50 at%，at%是指所述晶界相中各元素所佔的原子百分比；其中： 所述x優選為55-60 at%，例如55.6 at%、56.7 at%、56.9 at%、57 at%、58.6 at%、59 at%、59.1 at%或59.5 at%，at%是指所述晶界相中R所佔的原子百分比； 所述y優選為40-45 at%，例如40.5 at%、40.9 at%、41 at%、41.4 at%、43 at%、43.1 at%、43.3 at%或44.4 at%，at%是指所述晶界相中“B、Ga、Cu、Fe和Co”所佔的原子百分比； 所述a優選為0.23-0.24，例如0.23、0.235或0.24，所述a是指所述Ga在“B、Ga、Cu、Fe和Co”元素中所佔的原子比； 所述b優選為0.1-0.115，例如0.1、0.103、0.11或0.115，所述b是指所述Cu在“B、Ga、Cu、Fe和Co”元素中所佔的原子比； 所述c優選為0.64-0.65，例如0.64、0.644或0.65，所述c是指所述“Fe和Co”在“B、Ga、Cu、Fe和Co”元素中所佔的原子比； 優選地，所述Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y 為R55.6 -(B0.01 -Ga0.235 -Cu0.115 -T0.64 )44.4 、R56.9 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.11 -T0.64 )43.1 、R59 -(B0.02 -Ga0.24 -Cu0.1 -T0.64 )41 、R59.1 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.11 -T0.64 )40.9 、R56.7 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.1 -T0.65 )43.3 、R57 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.1 -T0.65 )43 、R58.6 -(B0.02 -Ga0.23 -Cu0.11 -T0.64 )41.4 或R59.5 -(B0.023 -Ga0.23 -Cu0.103 -T0.644 )40.5 。
  3. 如請求項1或2所述的R-T-B系永磁材料，其中，所述R中還包括Pr； 和/或，所述RH為Dy和/或Tb，優選為Tb； 和/或，所述R的含量為28.5-32.0wt.%或30.5-33.0wt.%，優選為28.94wt.%、30.53wt.%、30.66wt.%、31.09wt.%、31.83wt.%、31.92wt.%、32.23wt.%或32.86wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 和/或，所述Nd的含量為24.4-30.5wt.%，優選為24.4-28.0wt.%或28.0-30.5wt.%，例如24.46wt.%、26.4wt.%、27.39wt.%、27.94wt.%、28.36wt.%、29.58wt.%、30.24wt.%或30.36wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 和/或，所述RH的含量為1.5-4.5wt.%，優選為1.5-2.5wt.%或3.0-4.5wt.%，例如1.99wt.%、2.25wt.%、2.5wt.%、2.3wt.%、3.7wt.%、3.98wt.%、4.13wt.%或4.48wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 和/或，當所述RH中包括Tb時，所述Tb的含量為1.5-4.5wt.%，例如1.99wt.%、2.01wt.%、2.25wt.%、2.3wt.%、2.99wt.%、3.19wt.%、3.61wt.%或3.98wt.%； 和/或，當所述RH中包括Dy時，所述Dy的含量為0.45-1.0wt.%；例如0.5wt.%、0.52wt.%、0.51wt.%、0.99wt.%或0.49wt.%；百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 和/或，所述Cu的含量為0.01-0.08wt.%、0.04-0.08wt.%或0.05-0.08wt.%，優選為0.01wt.%、0.05wt.%、0.06wt.%、0.07wt.%或0.08wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 和/或，所述Co的含量為0.78-2.0wt.%，優選為1.0-2.0wt.%，例如0.79wt.%、0.99wt.%、1wt.%、1.39wt.%、1.58wt.%、1.6wt.%或2wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 和/或，所述Ga的含量為0.05或0.1-0.3wt.%，優選為0.1wt.%、0.2wt.%或0.3wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 和/或，所述B的含量為0.95-1.04wt.%，優選為0.95wt.%、0.98wt.%、0.99wt.%或1.04wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
  4. 如請求項3所述的R-T-B系永磁材料，其中，所述R-T-B系永磁材料中，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：R 28.5-32.0wt.%；RH 3.0-4.5wt.%；Cu 0-0.08wt.%，但不為0wt.%；Co 1.0-2.0wt.%；Ga 0.05-0.30wt.%；B 0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質；百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：R 28.5-32.0wt.%；RH 3.2-4.5wt.%；Cu 0.04-0.08wt.%；Co 1.0-2.0wt.%；Ga 0.10-0.30wt.%；B 0.95-1.0wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd 24.4-28.0wt.%；Tb 3.0-4.0wt.%；Dy 0.5-1.0wt.%；Cu 0.01-0.08wt.%；Co 1.0-2.0wt.%；Ga 0.05-0.30wt.%；B 0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：R 30.5-33.0wt.%；RH＞1.5wt.%；Cu 0-0.08wt.%，但不為0wt.%；Co 0.78-2.0wt.%；Ga 0.05-0.30wt.%；B 0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：R 30.5-33.0wt.%；RH 1.5-2.5wt.%；Cu 0.04-0.08wt.%；Co 0.78-1.6wt.%；Ga 0.10-0.30wt.%；B 0.95-1.0wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比； 或者，所述R-T-B系永磁材料包括如下組分：Nd 28.0-30.5wt.%；Tb 1.5-2.5wt.%；Dy 0-0.5wt.%；Cu 0.01-0.08wt.%；Co 0.78-2.0wt.%；Ga 0.05-0.30wt.%；B 0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料中的質量百分比。
  5. 一種R-T-B系永磁材料，其特徵在於，所述R-T-B系永磁材料包含R2 T14 B晶粒和R2 T14 B晶粒間的晶界相，所述晶界相的組成為Rx -(B1-a-b-c -Gaa -Cub -Tc )y ，其中：T為Fe和Co，2b＜a＜3.5b，1/2c＜a+b，50 at%＜x＜65 at%，35 at%＜y＜50 at%，at%是指所述晶界相中各元素所佔的原子百分比；所述R為稀土元素，所述R中至少包括Nd和RH；所述RH為重稀土元素；其中： 所述x同請求項2中所述的x； 所述y同請求項2中所述的y； 所述a同請求項2中所述的a； 所述b同請求項2中所述的b； 所述c同請求項2中所述的c； 所述R的種類同請求項1或3中所述的R的種類； 所述RH的種類同請求項1或3中所述的RH的種類。
  6. 一種R-T-B系永磁材料的原料組合物，其特徵在於，以質量百分比計，其包括下述組分：R：28.5-32.5wt.%；RH：＞1.2wt.%；Cu：0-0.08wt.%，但不為0wt.%；Co：0.5-2.0wt.%；Ga：0.05-0.30wt.%；B：0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質；其中：所述R為稀土元素，所述R中至少包括Nd和RH；所述RH為重稀土元素。
  7. 如請求項6所述的R-T-B系永磁材料的原料組合物，其中，所述R中還包括Pr； 和/或，所述RH為Dy和/或Tb，優選為Tb； 和/或，所述R的含量為28.5-31.5wt.%、30.5-32.5wt.%或30.0-32.5wt.%，優選為28.5wt.%、30.1wt.%、30.5wt.%、30.7wt.%、31.5wt.%、31.8wt.%或32.5wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 和/或，所述Nd的含量為24.5-30.5wt.%，優選為24.5-28.0wt.%或28.0-30.5wt.%，例如24.5wt.%、26.5wt.%、27.5wt.%、28.0wt.%、28.5wt.%、29.7wt.%、30.3wt.%或30.5wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 和/或，所述RH的含量為1.2-4.5wt.%，優選為1.5-2.0wt.%或3.0-4.5wt.%，更優選為1.5wt.%、1.8wt.%、2.0wt.%、3.2wt.%、3.5wt.%、3.6wt.%或4.0wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 和/或，當所述RH中包括Tb時，所述Tb的含量為1.2-4.5wt.%，優選為1.5wt.%、1.8wt.%、2wt.%、3wt.%、3.2wt.%、3.6wt.%或4wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 和/或，當所述RH中包括Dy時，所述Dy的含量為0-0.5wt.%，優選為0.5wt.%； 和/或，所述Cu的含量為0.01-0.08wt.%、0.04-0.08wt.%或0.05-0.08wt.%，優選為0.01wt.%、0.04wt.%、0.06wt.%或0.08wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 和/或，所述Co的含量為0.8-2.0wt.%，優選1.0-2.0wt.%，更優選為0.8wt.%、1.0wt.%、1.4wt.%、1.6wt.%或2.0wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 和/或，所述Ga的含量為0.05或0.1-0.3wt.%，優選為0.1wt.%、0.2wt.%或0.3wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 和/或，所述B的含量為0.95-1.0或1.05wt.%，優選為0.95wt.%、0.98wt.%或1.0wt.%，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 或者，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：R 28.5-31.5wt.%；RH 3.0-4.5wt.%；Cu 0-0.08wt.%，但不為0wt.%；Co 1.0-2.0wt.%；Ga 0.05-0.30wt.%；B 0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質；百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 或者，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：R 28.5-31.5wt.%、RH 3.2-4.5wt.%、Cu 0.04-0.08wt.%、Co 1.0-2.0wt.%、Ga 0.10-0.30wt.%和B 0.95-1.0wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 或者，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd 24.5-28.0wt.%、Tb 3.0-4.0wt.%、Dy 0-0.5wt.%、Cu 0.01-0.08wt.%、Co 1.0-2.0wt.%、Ga 0.05-0.30wt.%和B 0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 或者，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：R 30.5-32.5wt.%；RH＞1.2wt.%；Cu 0-0.08wt.%，但不為0wt.%；Co 0.8-2.0wt.%；Ga 0.05-0.30wt.%；B 0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 或者，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：R 30.5-32.5wt.%、RH 1.5-2.0wt.%、Cu 0.04-0.08wt.%、Co 0.8-1.6wt.%、Ga 0.10-0.30wt.%和B 0.95-1.0wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比； 或者，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中包括如下組分：Nd 28.5-30.5wt.%、Tb 1.5-2.0wt.%、Dy 0-0.5wt.%、Cu 0.01-0.08wt.%、Co 0.8-2.0wt.%、Ga 0.05-0.30wt.%和B 0.95-1.05wt.%；餘量為Fe及不可避免的雜質，百分比是指在所述R-T-B系永磁材料的原料組合物中的質量百分比。
  8. 一種R-T-B系永磁材料的製備方法，其特徵在於，其包括下述步驟：將如請求項6或7所述的R-T-B系永磁材料的原料組合物的熔融液經鑄造、破碎、粉碎、成形、燒結和晶界擴散處理，即得所述R-T-B系永磁材料；其中：所述燒結按下述步驟依次進行：第一段燒結、第二段燒結和冷卻；所述第一段燒結的溫度≦1040℃；所述第二段燒結為在所述第一段燒結的基礎上升溫燒結，溫度差≧5-10℃，所述升溫的速度≧5℃/分，所述第二段燒結的時間≦1h；所述冷卻的速度為≧7℃/分，所述冷卻的終點為≦100℃； 優選地，所述R-T-B系永磁材料的原料組合物的熔融液按下述方法製得：在高頻真空感應熔煉爐中熔煉，即可；所述熔煉爐的真空度優選為5×10-2 Pa；所述熔煉的溫度優選為1500℃以下； 優選地，所述鑄造的工藝按下述步驟進行：在Ar氣氣氛中，以102 ℃/秒-104 ℃/秒的速度冷卻，即可； 優選地，所述破碎的工藝按下述步驟進行：經吸氫、脫氫、冷卻處理，即可；所述吸氫優選在氫氣壓力0.15MPa的條件下進行；所述粉碎優選為氣流磨粉碎，所述氣流磨粉碎的粉碎室壓力優選為0.38MPa，所述氣流磨粉碎的時間優選為3小時； 優選地，所述成形的方法為磁場成形法或熱壓熱變形法； 優選地，所述第一段燒結前，還進行預熱處理，所述預熱的溫度優選為300-600℃；所述預熱的時間優選為1-2h；優選地，所述預熱為依次在300℃和600℃的溫度下各預熱1h； 所述第一段燒結的溫度優選為1000-1030℃，例如1030℃； 所述第一段燒結的時間優選為≧2h，例如3h； 優選地，所述第二段燒結中，所述溫度差≧5-10℃且≦20℃，例如10℃； 所述第二段燒結的時間優選為1h； 所述燒結的工藝中，所述冷卻的速度優選為10℃/分； 所述燒結的工藝中，所述冷卻的終點優選為100℃； 所述冷卻前可通入Ar氣體使氣壓達到0.1MPa； 優選地，所述晶界擴散處理按下述步驟進行：在所述R-T-B系永磁材料的表面蒸鍍、塗覆或濺射附著含有Dy或Tb的物質，經擴散熱處理，即可；所述擴散熱處理的溫度優選為850-980℃，所述擴散熱處理的時間優選為12-48h； 優選地，所述晶界擴散處理後，還進行熱處理，所述熱處理的溫度優選為500℃，所述熱處理的時間優選為3h，所述熱處理的環境優選為9×10-3 Pa的真空條件。
  9. 一種R-T-B系永磁材料，其特徵在於，所述R-T-B系永磁材料係如請求項8所述的R-T-B系永磁材料的製備方法製得的R-T-B系永磁材料。
  10. 一種R-T-B系永磁材料在馬達中作為電子元器件的應用，其特徵在於，所述R-T-B系永磁材料係如請求項1-5、9中任一項所述R-T-B系永磁材料； 所述應用優選為在3000-7000rpm轉速和/或80-180℃的工作溫度的電機中作為電子元器件的應用，或者，在高轉速電機和/或家電製品中作為電子元器件的應用。
  11. 一種電機，其特徵在於，其包含如請求項1-5、9中任一項所述的R-T-B系永磁材料。
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