专利名称：各向异性稀土烧结磁体及制备方法
技术领域：
本发明涉及用于电动机等中的各向异性稀土烧结磁体，以及制备其的方法。
背景技术：
自从1982年发现(JP-A S59-46008)以来，包含四方NdJe14B化合物作为主相的 NbFeB磁体(简称为Nd磁体)已经用于许多应用中。现在，它们在电子/电气、运输和工业设备的制造中是有用的材料。尽管具有包括相对低的居里温度( 310°C )和不良的耐腐蚀性在内的一些缺点，然而Nd磁体具有包括如下的优势室温下高的饱和磁化强度、相对廉价的成分、相对高的机械强度。Nd磁体优于现有技术的2-17SmCo磁体并且具有日益增加的应用领域。其中，认为最有希望的是它们作为车载部件的应用，包括电动汽车(EV)和混合电动汽车(HEV)的电动机以及发电机(JP-A 2000-245085)。车载部件典型用于超过100°C的环境中。对于EV和HEV电动机，需要具有超过150°C且有时约200°C的温度下的耐热性。然而，由于相对低的居里温度( 310°C )， Nd2Fe14B化合物在高温下发生显著的矫顽力下降(典型的Hc温度系数为约-0. 6% /°C )。 在超过100°C的温度范围内难以使用低Hc的磁体。本文中使用的术语“矫顽力”是指M-H 曲线的矫顽力Hcj，通常简称为He。针对该问题最期望的解决方案是改善矫顽力的温度系数。然而，实质性的改进是困难的，因为这种方案基于磁晶各向异性常数和居里点，它们是磁性Ndfe14B化合物的固有物理性质。其次最佳的改进是用重稀土元素Dy或Tb替代部分Nd以便改善各向异性场(有时称为Ha)从而提高室温下的矫顽力He。室温下的高矫顽力确保即使当暴露于高温而发生Hc的下降时，在该温度下仍维持适于预期应用的Hc水平。不仅用Dy/Tb替代Nd位点， 而且用Al、Cu、GaJr等替代!^e位点对于Hc改善也是有效的。然而这种取代导致的Hc增强效果是有限的。实现与取代量成比例的Hc增强效果的元素限于重稀土元素Dy和Tb。如上所述，重稀土元素Dy和Tb的取代对于Hc增强是非常有效的。然而，由于Nd 和Dy/Tb在相反方向产生磁矩，因此饱和磁化强度(有时称为Ms)的降低与取代量成比例。 由于Ms降低的发生是以Hc增强为交换，因此最大能量乘积(有时称为(BH)max)的降低与 Ms平方(即Ms2)成比例。也就是说，在牺牲Ms时获得耐热性。另外，Dy和Tb具有低的卡拉克(Clarke)值，这表明它们的资源量仅仅是Nd的一部分，并且比Nd更稀少。当然，Dy和 Tb矿物的价格是Nd价格的几倍至十倍。这些矿物的存在极端偏向于一个国家。从价格和资源两方面来看，Dy和Tb的使用从今往后会成为Nd磁体制造的瓶颈。希望增强Nd磁体的Hc而不取代或添加以Dy和Tb，使得Nd磁体可用于超过100°C 的高温环境。能实现该目标的开发工作是重要的。从组成和工艺两方面进行了深入研究， 包括取代不同于上面所列出的Al、Cu和( 的元素，烧结结构的晶粒细化等等，并且目前仍在继续进行研究。迄今，在磁体组成中去除Dy/Tb仍不可行，但是已通过若干提议来尝试节省Dy/Tb，其中一些正在接近实用水平(W0 2006/64848)。对于Dy/Tb节省，已知若干不同的提议，但是它们的共同之处是在烧结磁体的制备和机加工之后，使Dy/Tb从表面沿晶界扩散和渗透到本体中。所得烧结磁体具有Dy或Tb 仅以高浓度位于主相晶界处或附近的结构，并且Dy或Tb的浓度从表面朝向磁体内部逐渐降低。这样的非平衡结构对于Hc增强是有效的，因为Nd磁体的矫顽力机制是成核生长方式从而Hc由近晶界结构形貌以及主相Iy^e14B组成控制(R是至少一种稀土元素主要包括 Nd，下文简称为2-14-1)。尽管对于成核生长机制的任何定量讨论仍然是不可能的，但事实上可通过用Dy或Tb仅对近晶界结构进行磁强化来增强He。另外，由于这些元素仅位于晶界附近，与整个合金的取代相比，饱和磁化强度Ms的降低非常小。晶界局域化过程减少了用于获得相同Hc的Dy或Tb量，达到或低于现有技术中用于在熔融期间取代整个合金所用 Dy或Tb量的一半。如上所述，从资源节省和磁增强的角度看，Dy或Tb晶界局域化过程是非常有利的。然而，该过程具有一些问题，这些问题并不关键，但是非常严重以致不能被忽略。一个问题是磁体机加工之后必须进行扩散或再处理的额外步骤以便Hc增强。这些增加的步骤数目当然增加了工艺费用。由于Dy/Tb从磁体表面沿晶界向内部扩散，因此在表面和内部之间产生所述元素的浓度差，导致Hc在磁体内的分布取决于所述元素的分布。例如，如果磁体厚度超过10毫米(mm)，则Dy/Tb的量在磁体中心处可能为零。如果增加扩散处理的温度和时间以便拉平表面和内部之间的浓度分布，则扩散朝向磁体内部更深处发生，但是Dy/ Tb从晶界扩散进入主相2-14-1晶粒内部的趋势变得突出。这在合金制备期间当添加Dy/ Tb时导致相同的情形。因此，可有效进行扩散处理的磁体的厚度最多为几毫米(mm)。有时认为，在电动机和发电机情形中，仅在磁体表面附近的Hc增强是令人满意的，涡流从所述表面流过产生显著的热量。Hc在磁体内的分布在磁体应用中是否成为速率控制因素今后将取决于Nd磁体的使用和数量。本质上希望的是去除Dy/Tb。Nd2Fe14B化合物具有约6. 4MA/m(80k0e)的各向异性场Ha (理论最大矫顽力)。相反，无Dy/Tb的Nd基组成的烧结磁体具有至多约0. 8MA/m的 He。即，仅获得了对应于理论值的约1/8的He。Nd磁体的Hc的定性描述是，在尺寸为几微米(μπι)至10 μ m的烧结主相晶粒边界附近的最混乱的区域(缺陷、过渡、非平滑表面等) 在施加逆向磁场时成为逆磁畴的萌芽，并且磁化反转起源于此处。事实上主相的近晶界结构形貌与Hc有关，然而并不清楚该结构的什么区域或什么组分是实际Hc的速率控制因素， 尽管迄今已进行了大量的观察和研究。当然，目前研究集中于控制晶界和其近邻，以便弄清楚Hc的速率控制因素。该测量/分析问题的难点在于，具有微米量级尺寸的晶粒表面附近的纳米量级部分是Hc速率控制因素，在成为Hc的速率控制因素的磁性最弱部分可被确定之前，必须在超过1000倍尺寸的整个表面上进行分析。没有能够在纳米量级上对具有微米量级尺寸的烧结颗粒的整个三维表面进行分析的方法。然而，从上面提到的晶界局域化方法的结果易于认定，通过调节Nd磁体晶粒表面附近的结构和组成会改善He。例如，如果获得1. 6MA/m的Hc (这为理论Ha的约1/4)，则适用于大部分的Nd磁体应用。如果获得2. IMA/m的Hc (这为理论Ha的1/3)，则除特殊的应用之外，Dy/Tb添加是不必要的。目前的要求是排除Dy/Tb而不是节省Dy/Tb。引用文献列表专利文献1 JP-A S59-46008专利文献2 JP-A 2000-245085
专利文献3 :W0 2006/64848专利文献4 JP-A 2006-264316专利文献5 JP-A 2008-133166 (EP 1921638，US 20080101979)
发明内容
本发明的目的是提供一种各向异性的稀土烧结磁体，该稀土烧结磁体产生超过 1. 6MA/m的矫顽力而无需重稀土元素Dy和Tb并且也无需限制形状等；本发明的目的还在于制备所述稀土烧结磁体的方法。Nd磁体的矫顽力机制分类为前文所述的成核/生长模式，图1显示了永磁体的矫顽力机制如何按初始磁化曲线进行分类。具有如图IA所示初始磁化曲线的Nd磁体分类为成核/生长模式，正如前面所指出的，并不清楚其定量讨论。具有如图IB所示初始磁化曲线的2-17SmCo磁体分类为畴壁钉扎模式。图2是Nd烧结磁体在主相晶界附近的TEM显微图。定性而言，认为希望与晶界相IA和IB紧密接触的2-14-1主相2A、2B和2C的最外层部分的形貌是尽可能平滑且具有最少缺陷的结构。这是因为，如前所述，Nd磁体的矫顽力由主相最外层部分的结构形貌决定。然而，在通过粉末冶金法的Nd磁体实际制造中，不可能有意地控制主相最外层的结构形貌。因此，仅可得到小于各向异性场Ha或者理论矫顽力的一部分的矫顽力He。应注意图2中以3描绘出ZrB析出相。本发明试图在不添加Dy和Tb的情况下，通过有意地建立与现有技术相比更平滑、 更少缺陷状态的主相最外层，将NdFeB磁体(Nd磁体)的矫顽力Hc增强到约1. 6Ma/m的水平。当然，本文中可以使用Dy和/或Tb。当添加Dy和/或Tb时，能以少于现有技术中的量获得必需的He。在该意义之下，本发明并不排除Dy和Tb的添加。本发明人已发现，通过控制Nd磁体的两个轴(即作为易磁化轴的c轴和作为难磁化轴的a轴)的定向，主相的最外层可具有更平滑、缺陷更少的状态。这改善了烧结晶粒之间的匹配并且建立了比现有技术更平滑、缺陷更少的晶界邻近结构。因此可以在不添加Dy 和Tb的情况下制备具有至少1. 6MA/m的Hc的Nd磁体。在一方面，本发明提供了一种各向异性稀土烧结磁体，该磁体包含四方Iy^e14B化合物作为主磁性相，其中R是至少一种主要包括Nd的稀土元素，具有两个定向的晶轴即c 轴和a轴的化合物相晶粒。在优选实施方案中，该磁体具有基本由R-R’ -T-M-B和偶存杂质构成的组成，其中 R是稀土元素，所述稀土元素为Nd或Nd与选自下组中至少一种的组合Y、La、Ce、Pr、Sm、 Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb和Lu ；R，是Dy和/或Tb ；T是!^e或者Fe与Co ；M是选自下组中的至少一种元素Ti、Nb、Al、V、Mn、Sn、Ca、Mg、Pb、Sb、Zn、Si、Zr、Cr、Ni、Cu、Ga、Mo、W 禾Π Ta ；这些元素的含量是10原子R彡20原子％，0原子％<R’彡5原子％，0原子彡15 原子％，3原子15原子％，余量的Τ。更优选地，所述组成包含的稀土元素R为Nd或Nd与选自下组中至少一种的组合 Y、La、Ce、Pr、Sm、Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb和Lu，且该组成不含Dy和Tb，并且该磁体具有至少 1. 6MA/m的矫顽力Hcj。另一方面，本发明提供了一种用于制备各向异性稀土烧结磁体的方法，该各向异性稀土烧结磁体包含四方Rfe14B化合物作为主磁性相，其中R是至少一种主要包括Nd的稀土元素，该方法包括步骤提供磁体粉末，该磁体粉末包含四方Iy^e14B化合物作为主磁性相，具有两个晶轴的化合物相晶粒，所述两个晶轴即作为易磁化轴的c轴和作为难磁化轴的a轴；紧压该粉末同时跨该粉末施加第一磁场以便使c轴定向在该磁场方向上，并且施加与第一磁场基本上正交的第二磁场以便使a轴定向；和烧结所得压坯以便形成其中c轴和a轴被定向的烧结磁体。优选地，第一磁场是静磁场而第二磁场是脉冲磁场。所述磁体组成的优选实施方案也适用于该方法。发明的有益效果通过在磁场内压制步骤中施加磁场时控制Nd磁体粉末的主相晶粒的两个轴(即作为易磁化轴的c轴和作为难磁化轴的a轴)的定向，能够制备具有两个定向的轴的烧结体。认为由于使烧结晶粒的两个轴即c轴和a轴定向，这些晶粒通过非磁性晶界相平滑结合，由此使得晶界邻近形貌平滑。作为结果，能够建立至少1. 6MA/m的Hc而无需添加Dy和 / 或 Tb。
图1图解说明了初始磁化曲线，图IA显示了成核生长模式的矫顽力机制而图IB 显示了畴壁钉扎模式的矫顽力机制。图2是NdFeB烧结磁体的TEM显微图，显示了其晶体结构。图3说明了通过粉末冶金法制备稀土烧结磁体的过程，图3A是本发明的过程而图 3B是现有技术的过程。图4是双轴磁场定向的示意图，图4A显示了磁场施加方向而图4B显示了施加脉冲磁场时一串磁性颗粒的钉扎状态。
具体实施例方式图3A说明了根据本发明一个实施方案制备稀土烧结磁体的过程。图:3B说明了通过通常的粉末磁场取向法的磁体制备过程。首先，本发明中使用的磁体组成可以在通常已知的范围内，具体而言为R-R，-T-M-B组成，其中R是稀土元素，所述稀土元素为Nd或Nd与选自下组中至少一种的组合:Y> La、Ce、Pr、Sm、Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb和Lu ；R，是Dy和/或 Tb ；T是Fe或者Fe与Co ；M是选自下组中的至少一种元素Ti、Nb、Al、V、Mn、Sn、Ca、Mg、Pb、 Sb、Zn、Si、Zr、Cr、Ni、Cu、Ga、Mo、W和Ta ；这些元素的含量是10原子R彡20原子％， 0原子％<R’ < 5原子％，0原子彡15原子％，3原子彡15原子％，余量的 T。该组成可包含偶存杂质。希望R包含至少50原子％、更希望90-100原子％的Nd。更优选的范围是12原子R彡16原子％，0原子R’彡3原子％，0. 005原子M彡1 原子％，5.5原子％彡B彡8.5原子％。最优选的是不含R’(Dy和/或Tb)且主磁性相为 R2Fe14B的化合物，其中R的定义如上。使用含上述元素的组分，通过任何常规方法例如粉末冶金法和带坯连铸来制备组成在上述范围内的合金。在颚式破碎机或布朗磨机上或者通过氢爆碎将该合金粗粉碎，并在球磨机或喷射磨机上细磨，获得由尺寸为单晶尺寸量级的颗粒组成的NdFeB细粉末(平均颗粒尺寸为2-8 μ m,简称为“Nd细粉末”)。使该Nd细粉末经受本发明特有的定向和压制步骤，其中使c轴定向在一个磁场方向上并且使磁场取向在垂直于c轴的a轴。由此使粉末在压力下成型为生压坯。然后在真空或惰性气体中在1000-1200°C、典型约1100°C的温度下烧结该压坯 0.5-5小时，从而获得高密度烧结体。在烧结后或者相继于烧结，在惰性气氛中(例如氮气或氩气)在低于烧结温度的适宜温度下、特别是300-60(TC、典型为约500°C下进行热处理持续0. 5-5小时以便改善He。对该烧结体进行机加工和磁化，获得其中磁通从取向的C面出来的磁体。在几乎所有的磁体应用中，均利用来自于C面的磁通。在实践中并不利用垂直于此的平面，其为难轴方向。因此在现有技术中根本没有认识到必须控制难轴的方向。发明人已发现，双轴定向对于改善烧结晶粒之间的匹配、平滑晶界邻近结构和增强Hc是有效的。由于作为Nd磁体主相的NdJe14B相具有四方结构，控制两个晶体轴(a轴和垂直于其的c轴)的定向与三轴的定向相同。在不仅c轴方向而且a轴被定向的双轴定向磁体中，烧结晶粒之间的晶体学匹配得到显著改善。尺寸为约4-5 μ m的单晶晶粒通过非磁性相 (晶界相)结合形成伪单晶烧结体。借助富R的非磁性晶界相，主相边界变得平滑或平坦。 这样的平滑界面有效地起作用从而将如下文所述增强矫顽力He。这是从Hc增强的结果导出的，因为尚未明确地确定Hc增强与晶粒界面的定量关系，如背景技术部分中所述。两个轴即c轴和a轴的定向意味着存在c轴定向畴和a轴定向畴。现在描述如何依照本发明施加磁场。在磁场定向步骤中，不但使作为2-14-1主相易磁化轴的c轴定向，而且使作为难磁化轴的a轴定向。使两个或更多轴定向的一种示例性方法是通过向非磁性陶瓷粉末施加旋转磁场(专利文献4)。这种方法利用了根据沿轴的磁化率差异而不同的对磁场的弛豫响应。通常，通过如下方式实现两轴或三轴定向在溶剂中分散细颗粒以形成浆料，和然后跨所述浆料简单施加旋转磁场，或在各轴方向上改变旋转磁场的旋转速度以便确保在定向弛豫时间内的磁场施加。然而，该旋转磁场方法并不适用于包括Nd磁体粉末在内的磁体粉末。当跨Nd磁体粉末施加磁场以便在c轴方向上磁化颗粒时，N极和S极被吸引在一起从而形成一串连续结合的颗粒。通常，当取出一个磁化颗粒时，静磁能增加，因此其状态是亚稳的，但是在能量上是不利的。另一方面，当磁化颗粒被连续结合形成串时静磁能显著减小，导致非常稳定的状态。这是因为磁性粉末内的去磁化场显著减小。在所述成串磁性颗粒状态下，当采取打断初始施加的静磁场并再次以不同方向施加磁场的措施时，要求一旦消除能量稳定的成串状态，便使颗粒再次结合成串。即，在与初始施加的静磁场方向不同的方向上的移动被抑制。换而言之，更长的弛豫时间被用于重新排列。另一方面，在Nd磁体粉末中，c轴(其为易磁化轴)方向上的磁化率Χ c远大于a轴(其为难磁化轴)方向上的xa，即Xc >> Xa0相应地，用于使c轴在磁场方向上取向的转矩非常高，并且弛豫时间短。重新取向的状态取决于这些作用的竞争。在Nd磁体粉末中，由于倾向于使易磁化的c轴在磁场方向上取向的磁化转矩高，因此必须增加旋转磁场的旋转速度，这是难以控制的。因此，通过现有技术的旋转磁场取向方法的双轴定向较不适合于磁体粉末。根据本发明，沿磁体合金主相的两个轴施加磁场。首先，如图4A所示，跨堆积在模具中的Nd粉末形体施加静磁场，由此使磁性颗粒10的易磁化c轴定向在该磁场方向。施加该磁场使得c轴方向的定向可以发生在原生磁场强度为0. 5-5T的静磁场下。使c轴定向后，在大致垂直于所述静磁场的方向上重叠施加另一磁场(参见图4A)。该垂直磁场可以是静磁场或者是脉冲磁场，从难轴定向的角度看优选脉冲磁场。即使当在垂直方向上施加脉冲磁场时，定向的磁性粉末10(其已经形成处于静磁场取向状态的结合颗粒串)在两个磁场的合成方向上几乎不发生再定向(参见图4B)。这是因为成串磁性颗粒的再定向的弛豫时间长并且因为所述颗粒串被固定在静磁场方向上。由于脉冲磁场的施加时间短于再定向的弛豫时间，因此不发生成串磁性颗粒在合成磁场方向上的再定向。然而，在所述串结合状态下，个体磁性颗粒在所述垂直取向平面上的旋转是容易的。这是因为个体磁性颗粒的旋转几乎不引起对成串状态静磁能的改变。这时，在垂直方向上重叠施加脉冲磁场允许细颗粒在Nd磁体粉末的C面内旋转(即a轴定向)。即，c轴和a轴的双轴定向是可能的。所述静磁场和脉冲磁场两者优选具有0. 5-5T的强度，更优选1-5T，且更加优选 1-2. 5T (在脉冲磁场情形中为峰值)，然而定向可发生在甚至低于上述范围的强度下。如果用于在a轴方向上定向的脉冲磁场的峰值小于0. 5T，这时a轴定向的程度可能逐渐降低。 对于静磁场，施加时间优选为0. 5-180秒。脉冲磁场可具有100微秒至1秒的上升时间，特别是1至100毫秒。小于100微秒的上升时间(其中可发生磁性颗粒旋转)是不期望的， 因为脉冲磁场几乎不能穿透堆积有磁性粉末的模具。可以以多个脉冲施加该脉冲磁场以便增加定向程度。然而，由于充电操作是耗时的，因此脉冲数目可取决于生产率与定向程度之间的折衷。对于静磁场和脉冲磁场的时机选择(timing)，其足以使静磁场领先于脉冲磁场。 可接受的是基本上同时施加这些磁场。尽管可以在垂直方向施加静磁场而不是脉冲磁场， 然而施加这种磁场耗费的时间长于脉冲磁场并且在c轴定向方向上引起一些影响。因此， 更希望脉冲磁场。所施加的磁场的持续时间可在100微秒至1秒的范围内选择，然而并不特别限制。脉冲数目可根据需要在1-100、特别是1-20的范围内选择。双轴定向之后是如同常规粉末烧结过程中的压制、烧结、机加工和涂覆步骤，产生烧结磁体。该过程成功地生产出双轴定向的烧结磁体而不向粉末冶金过程增加任何额外步骤。仅必须对典型具有电磁体或超导磁体的磁场定向/压制设备在垂直方向上另外配备脉冲磁场线圈。还可以使用脉冲磁场用于c轴定向。这是相对于常规过程的唯一额外因素。 脉冲线圈可位于取向电磁体的垂直方向上，这仅要求对常规磁场压制设备的微小改动。由于可以在磁性粉末成型/堆积步骤期间进行产生脉冲磁场的电容器的充电，因此粉末成型所需时间与现有技术过程相当。实施例下面给出实施例以便进一步说明本发明，然而本发明并不受限于此。实施例1-11称取Nd金属、电解铁、硼铁和添加剂元素(包括额外的稀土金属)的量以便满足表1所示的组成。将起始材料装入氧化铝坩埚并放入高频熔融炉，在其中制备NdFeB合金。 在颚式破碎机和布朗磨机上粗粉碎该合金，并在使氧化最小化的条件下于喷射磨机上将所述合金研磨成平均颗粒尺寸为3μπι的NdFeB细颗粒。将所述细粉末装入压力机中。在由静磁场线圈和脉冲磁场线圈施加磁场以便进行双轴磁场定向的同时，在1. 2t/cm2的压力下紧压所述粉末，形成双轴定向的压坯。所述静磁场具有1. 5T的强度并且持续30秒的时间。 垂直的脉冲磁场具有2T的峰值强度，在峰值磁场之前的上升时间是10毫秒，并且脉冲计数为1。在Ar气氛中于约1100°C的最佳烧结温度下烧结该压坯1小时并随后在400-500°C下进行热处理。通过BH描绘器来测量烧结体的磁性能，结果示于表1中。除将垂直脉冲磁场的峰值强度改变为IT和3T之外，在与上述相同的条件下类似地制备具有表1中实施例8的组成的烧结磁体。这些烧结磁体的磁性能也以实施例10和 11记录在表1中。从表1可以看出，即使无Dy/Tb的组成也具有超过1. 6MA/m的矫顽力He。含Dy/ Tb组成的双轴定向磁体表现出更高的矫顽力He。在所有组成中均存在铝，因为它是从起始的硼铁而顺带引入的，这意味着铝不是必要元素。烧结体的C面和垂直面上的X射线衍射 (CuKa)分析给出了衍射图，其中归因于C面反射的(001)峰以及归因于A面反射的(h00) 峰是显著的，这证实作为主相的2-14-1相是四方相并且在两个轴即a轴和c轴上定向。比较例1-3除了按现有技术那样在1. 5T的静磁场中沿c轴对细粉末进行单轴定向之外，在相同条件下类似地制备具有表1中的实施例2、5和9组成的烧结磁体。这些烧结磁体的磁性能记录在表2中。在X射线衍射分析时，没有观察到来自于与C面垂直的面的(h00)反射。 显然，它们表现出比双轴定向磁体更低的Hc。表 1磁体组成和矫顽力(Hcj)组成式(U，Ja (Fe1^zAlyMz) bBc(a、b和c以原子％表示)
权利要求
1.一种各向异性稀土烧结磁体，该磁体包含四方Iy^e14B化合物作为主磁性相，其中R 是至少一种主要包括Nd的稀土元素，具有两个定向的晶轴即c轴和a轴的化合物相晶粒。
2.根据权利要求1的磁体，该磁体具有基本由R-R’_T-M-B和偶存杂质构成的组成，其中R是稀土元素，所述稀土元素为Nd或Nd与选自下组中至少一种的组合Y、La、Ce、Pr、Sm、 Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb和Lu ；R，是Dy和/或Tb ；T是!^e或者!^e与Co ；M是选自下组中的至少一种元素Ti、Nb、Al、V、Mn、Sn、Ca、Mg、Pb、Sb、Zn、Si、Zr、Cr、Ni、Cu、Ga、Mo、W 禾口 Ta ； 并且这些元素的含量是10原子20原子％，0原子R’ < 5原子％，0原子％ ^M^ 15原子％，3原子彡15原子％，余量的T。
3.根据权利要求2的磁体，其中所述组成包含的稀土元素R为Nd或Nd与选自下组中至少一种的组合Y、La、Ce、Pr、Sm、Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb和Lu，且该组成不含Dy和Tb，并且该磁体具有至少1. 6MA/m的矫顽力Hcj。
4.一种用于制备各向异性稀土烧结磁体的方法，该各向异性稀土烧结磁体包含四方 R2Fe14B化合物作为主磁性相，其中R是至少一种主要包括Nd的稀土元素，该方法包括步骤提供磁体粉末，该磁体粉末包含四方Iy^e14B化合物作为主磁性相，具有两个晶轴即作为易磁化轴的c轴和作为难磁化轴的a轴的化合物相晶粒；紧压该粉末同时跨该粉末施加第一磁场以便使c轴定向在该磁场方向上，并且施加与第一磁场基本上正交的第二磁场以便使a轴定向；和烧结所得压坯以便形成其中c轴和a轴被定向的烧结磁体。
5.根据权利要求4的方法，其中第一磁场是静磁场而第二磁场是脉冲磁场。
6.根据权利要求4的方法，其中该磁体具有基本由R-R’-T-M-B和偶存杂质构成的组成，其中R是稀土元素，所述稀土元素为Nd或Nd与选自下组中至少一种的组合Y、La、Ce、 Pr、Sm、Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb 禾口 Lu ;R，是 Dy 禾口 / 或 Tb ；T 是 Fe 或者 Fe 与 Co ；M 是选自下组中的至少一种元素Ti、Nb、Al、V、Mn、Sn、Ca、Mg、Pb、Sb、Zn、Si、Zr、Cr、Ni、Cu、Ga、Mo、W 和Ta ；并且这些元素的含量是10原子R彡20原子％，0原子R’彡5原子％，0原子彡15原子％，3原子彡15原子％，余量的T。
7.根据权利要求6的方法，其中所述组成包含的稀土元素R为Nd或Nd与选自下组中至少一种的组合Y、La、Ce、Pr、Sm、Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb和Lu，且该组成不含Dy和Tb，并且该磁体具有至少1. 6MA/m的矫顽力Hcj。
全文摘要
本发明提供了一种各向异性稀土烧结磁体及制备方法。本发明的各向异性稀土烧结磁体具有四方R2Fe14B化合物作为主磁性相，其中R是Nd或Nd与至少一种稀土元素的混合物。该化合物相的晶粒具有两个定向的晶轴即c轴和a轴。该双轴定向的磁体表现出至少1.6MA/m的矫顽力Hc。
文档编号H01F7/02GK102468027SQ20111033185
公开日2012年5月23日 申请日期2011年10月28日 优先权日2010年10月29日
发明者大桥健 申请人:信越化学工业株式会社