一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体及其制备方法，高矫顽力高性能纳米复合永磁体的化学分子式为RaFe100?a?b?c?d?eYbMcBdSie，制备方法是：获得成分均匀的RaFe100?a?b?c?d?eYbMcBdSie母合金锭子；将RaFe100?a?b?c?d?eYbMcBdSie母合金锭子破碎成小块合金；得到连续的RaFe100?a?b?c?d?eYbMcBdSie合金薄带；将合金薄带放入含Dy或Tb粉的乙醇溶液中高压热处理；获得均匀混合的纳米复合磁粉；将纳米复合磁粉放电等离子烧结制得全致密的纳米复合永磁体；将纳米复合磁体进行磁场热处理，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。本发明获得的纳米复合永磁体包含纳米尺度的软、硬磁相晶粒，具有高的矫顽力和最大磁能积，并具有高的致密度，同时能进一步降低稀土含量和材料成本。本发明制备方法简单，易于操作，适合于大规模批量化生产。
【专利说明】
一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及永磁材料技术领域，尤其涉及一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体及其制备方法。【背景技术】
[0002]Nd-Fe-B基纳米复合永磁材料结合了硬磁性相的高磁晶各向异性和软磁性相的高饱和磁化强度的优点，理论预言具有优异的综合磁性能，有望成为一种有广泛应用前景的廉价、高性能稀土永磁材料。然而目前实际制备的纳米复合永磁材料虽然剩磁增强效应明显，但是矫顽力下降太多，限制了磁能积的提高，致使其综合磁性能难以获得大幅提升。
[0003]纳米复合永磁材料的矫顽力主要取决于硬磁性相R2Fei4B的含量、内禀磁性及微观结构，目前一般通过添加稀土元素的百分含量或通过用重稀土元素Dy、Tb等部分替换Nd来提高磁体的矫顽力。这些方法对纳米复合磁体的矫顽力有一定的提升，但往往伴随着磁体的剩磁及最大磁能积的下降，并且由于需加入较多稀土元素导致原材料的成本增加。纳米复合磁体的性能对微结构非常敏感，要想得到优良的磁性能，要求软硬磁性晶粒间实现理想的交换耦合，例如，晶粒形状规则、软硬磁性晶粒细小且分布均匀等。理论上讲，在成分均匀的完全非晶结构上通过晶化处理更易获得接近理想的纳米复合微观组织结构。为了使获得的母合金前驱体为完全非晶态结构，合金需具有良好的非晶形成能力。稀土元素含量的提高或Dy、Tb的替换能够改善磁体的矫顽力，但会使合金的非晶形成能力显著下降，难以获得良好的组织结构，最终难以保证磁体具有较高的硬磁性能。
[0004]另一方面，目前制备的纳米复合永磁体多为快淬薄带或粉末，要想实现实用化，必须制备全密度块状纳米复合永磁体。然而在制备块状纳米复合磁体过程中，很难同时保证全密度磁体既有大尺寸，又使晶粒控制在纳米尺度范围之内。放电等离子烧结技术作为一种新型的成型技术，具有烧结温度低，烧结时间短和可控性好等特点，可在短时间内快速将粉末材料烧结成为具有细小晶粒组织和高致密度的块体材料，适合制备纳米晶磁性材料。
[0005]本发明通过扩渗技术，使含Dy或Tb的金属粉末附着在非晶母合金表面，通过高压热处理使母合金非晶晶化的同时使Dy或Tb通过扩散与Nd2Fe14B硬磁性晶粒表层中的Nd发生置换形成更高各向异性场的(Nd，Dy )2Fe14B或(Nd，Tb )2Fe14B实现磁硬化。同时，软硬磁性晶粒间形成的具有高各向异性场的(Nd，Dy)2Fei4B或(Nd，Tb)2Fei4B晶粒将更有效地阻止软磁相晶粒反磁化核的形成与扩张，进一步增强软硬磁性相间的交换耦合作用，显著提升磁体的剩磁和最大磁能积。通过复合放电等离子烧结和磁场热处理工艺，有效抑制烧结过程中的晶粒长大，保证软硬磁性晶粒均匀细小分布的前提下实现快速高致密化，同时提高了磁体的取向度，最终制备获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。
【发明内容】
[0006]本发明首先要解决的技术问题是是克服现有技术的不足，提供一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体。
[0007]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:高矫顽力高性能纳米复合永磁体的化学分子式为RaFe10-a—b-c-d-eYbMcBdSie，R为镧系中的稀土兀素中的一种或几种;Fe为铁兀素;Y为I乙元素;M为￥、0、]?0、祖、？13元素中的一种或几种;8为硼元素^为娃元素;其中3、13、c、d、e分别为R、Y、M、B和Si元素的原子百分数，100-a-b-c-d-e为Fe元素的原子百分数，a、b、。、(1和6满足以下关系:3彡3彡14，0<13彡4，0彡(3彡4，18彡(1彡25，0<6彡5，且0<匕+。彡6，18^d+e^30o
[0008]所述的高矫顽力高性能纳米复合永磁体的组成元素原料纯度是99.5%?99.9%。
[0009]所述的元素R为Nd、Pr、Sm、La、Ce、Eu、Gd、Ho、Er中的一种或几种。
[0010]本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体的制备方法，它的步骤如下:
1)将纯金属原料和FeB合金，按RaFe1OOtbtdiYbMcBdSie3合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼4?6次以获得成分均匀的RaFmootbtdiYbMcBdSie母合金锭子；
2)将步骤I)获得的RaFeKxjtb-diYbMcBdSie母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；
3)将步骤2)得到的小块RaFe10tb-c^d-eYbMcBdSie合金装入下端开口且尺寸为(0.3-0.7)mmX 5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0 X 10—3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为10~30A，感应温度为1050?1650 °C，熔炼I?5min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为10?50m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离棍面，得到连续的RaFeiQQtb-c-d-eYbMcBdSie;合金薄带；
4)采用气雾化法制备平均粒径为20?10nm的Dy或Tb粉，并将Dy或Tb粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；
5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Dy或Tb粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理；
6)将步骤5)获得的渗镀Dy或Tb的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；
7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结制得全致密的纳米复合永磁体；
8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体，所述磁场热处理温度为650?800 °C，保温时间为10?30min。
[0011]所述的快淬炉腔体气压为0.05MPa，喷射压力差为0.05-0.1OMPa。
[0012]所述的快淬薄带的厚度为ΙΟμπι?220μηι，宽度为2mm?8mm。
[0013]所述的高压热处理的具体工艺参数为:热处理温度680?820°C，压力50?150MPa，保温时间5?20min。
[0014]所述的放电等离子烧结的具体工艺参数为:烧结温度500?800°C，压力30?500MPa，升温速率30?10 °C /min，烧结保温时间I?5min。
[0015]本发明的优点在于:I)本发明可以进一步降低母合金中稀土元素的含量，降低原材料成本;2)本发明通过高压扩渗技术形成纳米尺度的磁硬化薄层能够更有效地抑制软磁性相的磁化反转，增强磁性相间的交换耦合作用，显著提升磁体的剩磁和最大磁能积;3)本发明采用的高压热处理技术能在更低的热处理温度和更短的保温时间内实现原子的快速扩渗;4)本发明复合放电等离子烧结和磁场热处理工艺，有效抑制烧结过程中的晶粒长大，保证软硬磁性晶粒均匀细小分布的前提下实现快速高致密化，并且磁体取向完整，最终实现高矫顽力高性能纳米复合永磁体的制备。本发明提供的制备方法工艺简单，成本较低，适合于大规模批量化生产。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不仅仅局限于以下实施例。
[0017]实施例1:
1)将纯金属原料和FeB合金，按Nd7Fe67Y3V1B2OSi2合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的Nd7Fe67Y3V1B2QSi2母合金锭子；
2)将步骤I)获得的Nd7Fe67Y3V1B2OSi2母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；
3)将步骤2)得到的小块NchFe67Y3V1B2QSi2合金装入下端开口且尺寸为0.5mm X 5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0X 10—3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为15A，感应温度为1250 °C，熔炼3min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为25m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面，得到连续的 Nd7Fe67Y3ViB2oSi2 合金薄带；
4)采用气雾化法制备平均粒径为20?10nm的Dy粉，并将Dy粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；
5)将步骤3)获得的快淬薄带放入含Dy粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为700 °C，压力为10MPa，保温时间为1min;
6)将步骤5)获得的渗镀Dy的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；
7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为6000C，压力为400MPa，升温速率为50 °C/min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；
8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为740°C，保温时间为15min，提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。
[00?8]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为9 8 7 kA/m，磁能积为58.6kJ/m3。
[0019] 实施例2:
1)将纯金属原料和FeB合金，按Nd7Fe67Y3Cr1B2OSi2合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的Nd7Fe67Y3Cr1B2OSi2母合金锭子；
2)将步骤I)获得的Nd7Fe67Y3Cr1B2OSi2母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；
3)将步骤2)得到的小块NchFe67Y3Cr1B2QSi2合金装入下端开口且尺寸为0.5mm X 5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0X 10—3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为20A，感应温度为1350°C，熔炼2min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为25m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面，得到连续的 Nd7Fe67Y3CriB2〇Si2 合金薄带；4)采用气雾化法制备平均粒径为20?lOOnm的Tb粉，并将Tb粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Tb粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为700°C，压力为lOOMPa，保温时间为lOmin;6)将步骤5)获得的渗镀Tb的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为600 °C，压力为400MPa，升温速率为50 °C /min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为720°C，保温时间为15min， 提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。[0020 ]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为10 2 7 kA/m，磁能积为60.4kJ/m3〇
[0021] 实施例3:1)将纯金属原料和FeB合金，按Nd7Pr2Fe65Y3M〇1B2()Si2合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的Nd7Pr2Fe65Y3M〇1B2QSi2母合金锭子；2)将步骤1)获得的Nd7Pr2Fe65Y3M〇1B2QSi2母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；3)将步骤2)得到的小块Nd7Pr2Fe65Y3M〇1B2()Si2合金装入下端开口且尺寸为0.5mmX 5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0 X1(T3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为25A，感应温度为1450°C，熔炼3min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为30m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面， 得到连续的Nd7Pr2Fe65Y3MoiB2〇Si2合金薄带；4)采用气雾化法制备平均粒径20?lOOnm的Dy粉，并将Dy粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Dy粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为700°C，压力为lOOMPa，保温时间为lOmin;6)将步骤5)获得的渗镀Dy的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为600 °C，压力为400MPa，升温速率为50 °C /min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为720°C，保温时间为15min， 提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。[0022 ]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为12 5 7 kA/m，磁能积为 70.4kJ/m3。[〇〇23] 实施例4:1)将纯金属原料和FeB合金，按Nd7Pr2Fe65Y2Ni2B2QSi2合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的Nd7Pr2Fe65Y2Ni2B2OSi2母合金锭子；
2)将步骤I)获得的Nd7Pr2Fe65Y2Ni2B2OSi2母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；
3)将步骤2)得到的小块Nd7Pr2Fe65Y2Ni2B2QSi2合金装入下端开口且尺寸为0.5mm X5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0 X 10—3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为25A，感应温度为1450°C，熔炼3min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为30m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面，得到连续的Nd7Pr2Fe65Y2Ni2B2oSi2合金薄带；
4)采用气雾化法制备平均粒径为20?10nm的Tb粉，并将Tb粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；
5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Tb粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为680 °C，压力为10MPa，保温时间为1min;
6)将步骤5)获得的渗镀Tb的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；
7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为6000C，压力为400MPa，升温速率为50 °C/min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；
8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为740°C，保温时间为lOmin，提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。
[OO24 ]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为12 8 O k A /m，磁能积为71.3kJ/m3。
[0025]实施例5:
1)将纯金属原料和FeB合金，按Nd7Ho2Fe65Y2Pb2B2QSi2合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的Nd7H02Fe65Y2Pb2B2QSi2母合金锭子；
2)将步骤I)获得的Nd7H02Fe65Y2Pb2B2OSi2母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；
3)将步骤2)得到的小块Nd7Ho2Fe65Y2Pb2B2QSi2合金装入下端开口且尺寸为0.5mm X5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0 X 10—3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为25A，感应温度为1450°C，熔炼3min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为30m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面，得到连续的Nd7Ho2Fe65Y2Pb2B2oSi2合金薄带；
4)采用气雾化法制备平均粒径为20?10nm的Tb粉，并将Tb粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；
5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Tb粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为680 °C，压力为10MPa，保温时间为1min;
6)将步骤5)获得的渗镀Tb的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；
7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为6000C，压力为400MPa，升温速率为50 °C/min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；
8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为740°C，保温时间为lOmin，提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。[OO26 ]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为9 9 6 kA /m，磁能积为61.2kJ/m3。
[0027]实施例6:
1)将纯金属原料和FeB合金，按Nd9Fe65Y2V1Mo1B2QSi2合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的Nd9Fe65Y2V1M01B2QSi2母合金锭子；
2)将步骤I)获得的Nd9Fe65Y2V1M01B2QSi2母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；
3)将步骤2)得到的小块Nd9Fe65Y2V1Mo1B2QSi2合金装入下端开口且尺寸为0.5mmX5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0X 10—3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为25A，感应温度为1450°C，熔炼3min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为30m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面，得到连续的 Nd9Fe65Y2ViMoiB2oSi2 合金薄带；
4)采用气雾化法制备平均粒径为20?10nm的Tb粉，并将Tb粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；
5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Tb粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为680 °C，压力为10MPa，保温时间为1min;
6)将步骤5)获得的渗镀Tb的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；
7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为6000C，压力为400MPa，升温速率为50 °C/min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；
8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为760°C，保温时间为lOmin，提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。
[OO28 ]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为1 8 2 kA/m，磁能积为65.2kJ/m3。
[0029]实施例7:
1)将纯金属原料和FeB合金，按Pr9Fe65Y2V1Cr1B2QSi2合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的Pr9Fe65Y2V1Cr1B2QSi2母合金锭子；
2)将步骤I)获得的Pr9Fe65Y2V1Cr1B2OSi2母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；
3)将步骤2)得到的小块Pr9Fe65Y2V1Cr1B2QSi2合金装入下端开口且尺寸为0.5mmX5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0X 10—3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为25A，感应温度为1450°C，熔炼3min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为30m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面，得到连续的 Pr9Fe65Y2ViCriB2oSi2 合金薄带；
4)采用气雾化法制备平均粒径为20?10nm的Dy粉，并将Dy粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；
5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Dy粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为680 °C，压力为10MPa，保温时间为1min;6)将步骤5)获得的渗镀Dy的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为600 °C，压力为400MPa，升温速率为50 °C /min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为740°C，保温时间为lOmin， 提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。[0〇3〇 ]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为12 9 3 kA/m，磁能积为 72.5kJ/m3。
[0031] 实施例8:1)将纯金属原料和FeB合金，按NdgGcbFemYfhV^oSk合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的NcbGcbFef^PhV^oSk母合金锭子；2)将步骤1)获得的NcbGcbFesAPbWBmSk母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金， 并置于酒精中超声波清洗；3)将步骤2)得到的小块NdgGcbFesAPbiViB^Sk合金装入下端开口且尺寸为0.5mmX 5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0 X1(T3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为25A，感应温度为1450°C，熔炼3min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为30m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面， 得到连续的Nd9Gd2Fe63Y2PbiViB2〇Si2合金薄带；4)采用气雾化法制备平均粒径为20?lOOnm的Tb粉，并将Tb粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Tb粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为680°C，压力为lOOMPa，保温时间为lOmin;6)将步骤5)获得的渗镀Tb的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为600 °C，压力为400MPa，升温速率为50 °C /min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为750°C，保温时间为lOmin， 提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。[0032 ]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为117 6 kA/m，磁能积为 66?5kJ/m3。[OO33] 实施例9:1)将纯金属原料和FeB合金，按SnnFe^YWBmSh合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的SimFef^V^oSk母合金锭子；2)将步骤1)获得的SimFewYsV^oSk母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；3)将步骤2)得到的小块SiwFewYsViB^Si〗合金装入下端开口且尺寸为0 ? 5mm X 5 ? Omm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0X 1(T3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为15A，感应温度为1250 °C，熔炼3min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为25m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面，得到连续的 Sm7Fe67Y3ViB2QSi2 合金薄带；
4)采用气雾化法制备平均粒径为20?10nm的Dy粉，并将Dy粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；
5)将步骤3)获得的快淬薄带放入含Dy粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为700 °C，压力为10MPa，保温时间为1min;
6)将步骤5)获得的渗镀Dy的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；
7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为6000C，压力为400MPa，升温速率为50 °C/min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；
8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为740°C，保温时间为15min，提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。
[OO34 ]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为9 8 7 kA /m，磁能积为58.6kJ/m3。
[0035]实施例10:
1)将纯金属原料和FeB合金，按La5Er2Fe67Y3CriB2oSi2合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的La5Er2Fe67Y3Cr1B2OSi2母合金锭子；
2)将步骤I)获得的La5Er2Fe67Y3Cr1B2OSi2母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；
3)将步骤2)得到的小块La5Er2Fe67Y3Cr1B2QSi2合金装入下端开口且尺寸为0.5mmX5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0 X 10—3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为20A，感应温度为1350°C，熔炼2min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为25m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面，得到连续的La5Er2Fe67Y3CriB2oSi2合金薄带；
4)采用气雾化法制备平均粒径为20?10nm的Tb粉，并将Tb粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；
5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Tb粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为700 °C，压力为10MPa，保温时间为1min;
6)将步骤5)获得的渗镀Tb的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；
7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为6000C，压力为400MPa，升温速率为50 °C/min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；
8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为720°C，保温时间为15min，提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。
[0036]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为12 7 kA/m，磁能积为60.4kJ/m30
[0037]实施例11:
1)将纯金属原料和FeB合金，按EmPr2Fe65Y3Mo1B2QSi2合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的EmPr2Fe65Y3M01B2OSi2母合金锭子；
2)将步骤I)获得的EmPr2Fe65Y3M01B2OSi2母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；
3)将步骤2)得到的小块Eu7Pr2Fe65Y3Mo1B2QSi2合金装入下端开口且尺寸为0.5mm X5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0 X 10—3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为25A，感应温度为1450°C，熔炼3min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为30m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面，得到连续的Eu7Pr2Fe65Y3MoiB2oSi2合金薄带；
4)采用气雾化法制备平均粒径20?10nm的Dy粉，并将Dy粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；
5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Dy粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为700 °C，压力为10MPa，保温时间为1min;
6)将步骤5)获得的渗镀Dy的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；
7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为6000C，压力为400MPa，升温速率为50 °C/min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；
8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为720°C，保温时间为15min，提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。
[0038]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为125 7 k A /m，磁能积为70.4kJ/m3。
[0039]实施例12:
1)将纯金属原料和FeB合金，按Ce7Pr2Fe65Y2Ni2B2QSi2合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼5次以获得成分均匀的Ce7Pr2Fe65Y2Ni2B2OSi2母合金锭子；
2)将步骤I)获得的Ce7Pr2Fe65Y2Ni2B2OSi2母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗；
3)将步骤2)得到的小块Ce7Pr2Fe65Y2Ni2B2QSi2合金装入下端开口且尺寸为0.5mm X5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0 X 10—3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为25A，感应温度为1450°C，熔炼3min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为30m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离辊面，得到连续的Ce7Pr2Fe65Y2Ni2B2oSi2合金薄带；
4)采用气雾化法制备平均粒径为20?10nm的Tb粉，并将Tb粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液；
5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Tb粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理，热处理温度为680 °C，压力为10MPa，保温时间为1min;
6)将步骤5)获得的渗镀Tb的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；
7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结，烧结温度为6000C，压力为400MPa，升温速率为50 °C/min，烧结时间为3min，制得全致密的纳米复合永磁体；
8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，热处理温度为740°C，保温时间为lOmin，提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体。
[0040 ]采用本发明制备的纳米复合磁体经磁性能测量，矫顽力为12 8 O k A/m，磁能积为71.3kJ/m3。
【主权项】
1.一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体，其特征在于:其化学分子式为RaFeiQQtb-C^d-eYbMcBdSie，R为镧系中的稀土元素中的一种或几种;Fe为铁元素;Y为I乙元素;M为V、Cr、Mo、N1、Pb元素中的一种或几种;B为硼元素;Si为硅元素;其中a、b、c、d、e分别为R、Y、M、B和Si元素的原子百分数，100-a-b-c-d-e为Fe元素的原子百分数，a、b、c、d和e满足以下关系:3彡a彡 14，0<b<4，0彡 c彡4，18彡d 彡 25，0<e<5，且 0<b+c彡6，18彡d+e彡 30。2.根据权利要求1所述的一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体，其特征在于:所述高矫顽力高性能纳米复合永磁体的组成元素原料纯度是99.5%?99.9%。3.根据权利要求1所述的一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体，其特征在于:元素R为Nd、Pr、Sm、La、Ce、Eu、Gd、Ho、Er 中的一种或几种。4.一种如权利要求1所述的高矫顽力高性能纳米复合永磁体的制备方法，其特征在于包括如下步骤: .1)将纯金属原料和FeB合金，按RaFe1OOtbtdiYbMcBdSie3合金成分以原子百分含量称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应熔炼炉中，抽真空后利用电磁场的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼4?6次以获得成分均匀的RaFmootbtdiYbMcBdSie母合金锭子； .2)将步骤I)获得的RaFem-d-eYbMcBdSie母合金锭子去除氧化皮后破碎成小块合金，并置于酒精中超声波清洗； .3 )将步骤2)得到的小块RaFe1QO-a—b-d-eYbMcBdSie合金装入下端开口且尺寸为(0.3?0.7)mmX 5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0 X 10—3后，在快淬炉腔体内充入高纯氩气保护，采用高频感应线圈加热使其熔化，调节电流为10~30A，感应温度为1050?1650 °C，熔炼I?5min后用高纯氩气把熔融的合金液喷射到线速度为10?50m/s的旋转铜辊上，迅速凝固并借助离心力抛离棍面，得到连续的RaFeiQQtb-c-d-eYbMcBdSie;合金薄带； .4)采用气雾化法制备平均粒径为20?10nm的Dy或Tb粉，并将Dy或Tb粉与乙醇以2:1的重量比配成溶液； . 5)将步骤3)获得的快淬合金薄带放入含Dy或Tb粉的乙醇溶液中，通过超声波混匀，取出吹干后进行高压热处理； . 6)将步骤5)获得的渗镀Dy或Tb的合金薄带高能球磨获得均勾混合的纳米复合磁粉；. 7)将获得的纳米复合磁粉放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结制得全致密的纳米复合永磁体；. 8)将烧结后的纳米复合磁体进行磁场热处理，提高取向度，获得高矫顽力高性能纳米复合永磁体，所述磁场热处理温度为650?800 °C，保温时间为10?30min。5.如权利要求4所述的一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体的制备方法，其特征在于:所述的快淬炉腔体气压为0.05MPa，喷射压力差为0.05-0.1OMPa。6.如权利要求4所述的一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体的制备方法，其特征在于:所述的快淬薄带的厚度为1ym?220μηι，宽度为2mm?8mm。7.如权利要求4所述的一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体的制备方法，其特征在于:所述的高压热处理的具体工艺参数为:热处理温度680?820 °C，压力50?150MPa，保温时间5?20mino8.如权利要求4所述的一种高矫顽力高性能纳米复合永磁体的制备方法，其特征在于:所述的放电等离子烧结的具体工艺参数为:烧结温度500?800°C，压力30?500MPa，升温速 率30100°C/min，烧结保温时间1?5min。
【文档编号】H01F1/057GK105938747SQ201610336962
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】张朋越, 陶姗, 葛洪良, 刘晓刚
【申请人】中国计量大学