本发明涉及一种钕铁硼永磁体及其制备方法，特别是一种含镝的钕铁硼磁体及其制备方法。
背景技术：
稀土永磁体在各种科技的作用与日俱增，这种趋势还在延续。很多“绿色科技”，如风力发电，电动汽车需要大量的稀土永磁体，因为这种磁体具有最大的磁能密度(通常定义为(bh)max)和高的矫顽力。烧结nd-fe-b磁体由于优异的磁性能被应用于很多科技，如传感器，电动机，发动机等。烧结nd-fe-b磁体在混合和纯电动汽车方面也具有重要作用，其要求磁体具有高矫顽力，以使其能在高温下运用于电动机。混合或者涂层合适量的重稀土dy能有效提高nd-fe-b磁体的矫顽力。然而，dy(1407℃)的熔点比烧结时形成的富nd晶界相(～650℃)的熔点要高的多。在铸造过程中添加dy到nd-fe-b合金均匀取代这些元素，导致矫顽力增加，同时导致磁化强度急剧减少，因而降低剩磁。为改善其热稳定性，通过添加具有好的烧结和润湿性的低熔点dy-ni合金实现了提高nd-fe-b磁体矫顽力而不过度降低剩磁，同时获得了完全致密的nd-fe-b磁体和精确的显微结构以及期望的磁性。中国专利公开号：cn104439232a，公开日：2015年3月25日，发明名称《镝氢化合物添加提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法及产品》，其步骤为：通过氢爆与气流磨的方法将钕铁硼合金制成颗粒粉末，采用球磨法将晶届相镝氢化合物制成颗粒粉末；将制备好的晶界相颗粒粉末添加到钕铁硼粉末中；混合好的合金粉末在磁场下进行取向压制；将压型完成的磁块冷等静压成坯，然后真空烧结最终得到磁体。该制备方法中采用的氢化镝的粒径约较小，容易被氧化，且成本较高，未得到理想的矫顽力，需要添加较多的氢化镝。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种矫顽力和剩磁强度较高的含镝的钕铁硼磁体，该磁体的稀土用量较少，磁体内部结构合理，同时本发明还提供一种该磁体的制备方法，该方法工艺简便，操作方便，产品质量稳定，生产成本较低。
本发明的技术解决方案是：一种含镝的钕铁硼磁体，经真空烧结而成，其特征在于：所述的钕铁硼磁体中镝的含量为1-4wt％。
所述钕铁硼磁体中镝的含量为2-3wt％。
本发明的一种含镝的钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-5-10-8bar，加热升温至350-500℃，获得镝氢化物，然后在氮气或惰性气体保护气氛中以环己烷作介质，将镝氢化物球磨成3-7微米的细粉，或在氮气或惰性气体保护气氛中采用喷射气流磨将镝氢化物球磨成3-7微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；
(2)将步骤(1)中制备好的镝氢化物细粉按质量百分比含量添加到钕铁硼粉末中，混合均匀；
(3)将步骤(2)经过均匀混合后的粉末在磁感应强度1.8-6t的脉冲磁场和1000-1400kg/cm2的等静压下压制成型，得到压胚；
(4)将压胚置入真空烧结炉内，以600-800℃/h的升温速率升至1010℃，然后50-150℃/h的升温速率升至1060℃，真空烧结2-4小时，随后分别在900℃退火1-2小时，在650℃二次退火1-2小时，冷却，最终获得钕铁硼磁体。
所述步骤(1)中，所述真空炉压力为10-8bar，温度为450℃。
所述步骤(1)中，将镝氢化物球磨成4微米的细粉。
所述步骤(3)中，均匀混合后的粉末在磁感应强度4.5t的脉冲磁场和1200kg/cm2的等静压下压制成型。
所述步骤(4)中，以700℃/h的升温速率升至1010℃，然后以100℃/h的升温速率至1060℃。
所述步骤(4)中，先在900℃退火1小时，再在650℃二次退火1小时。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1.工艺简便、合理。低熔点dy氢化物在氮气或惰性气体保护气氛中经球磨或喷射气流磨后添加到nd-fe-b微粉中进行烧结处理，工艺条件简便，外加脉冲磁场、等静压成型及真空烧结操作方便，产品质量稳定，生产成本较低。
2.节约成本。重稀土元素资源有限，价格昂贵，采用本方法能有效减少其用量，添加微量重稀土元素即可获得高矫顽力和较高的剩磁强度，节约能源以及优化“核壳”结构以最小化贵重的dy用量。
3.低熔点dy氢化物的添加能够大幅度提高磁体矫顽力。采用本发明所述方法处理，随着dyh3量从1wt％增加到4wt％，矫顽力从690ka/m提高到1738ka/m。本发明对于采用高矫顽力稀土永磁体电机(如电动汽车，风力发电机等工业应用)高效运行具有关键性的作用。
4.这种低熔点dy氢化物能限制过多的dy扩散到ndfeb硬磁基质相，阻止磁化强度的急剧降低。另一方面，低熔点dy氢化合物添加在烧结过程中对于实现优化的显微结构和磁性很有帮助。
具体实施方式
下面结合具体实施列对本发明进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-8bar，加热升温至450℃，获得镝氢化物，然后在氮气或惰性气体保护气氛中以环己烷作介质，将镝氢化物球磨成3微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；将制备好的dyh3添加到nd13.5fe79.75b6.75粉末中，添加比例是nd13.5fe79.75b6.75粉末质量的2.5％，均匀地与dyh3粉末混合均匀；将经过均匀混合后的粉末在磁感应强度4.5t的脉冲磁场和1200kg/cm2等静压下，压制成型，得到压胚；将压胚置入真空烧结炉内，以700℃/h的升温速率升至1010℃，然后100℃/h的升温速率升至1060℃，真空烧结下进行2小时，随后分别在900℃退火1小时，在650℃二次退火1小时，最终获得烧结钕铁硼磁体。
实施例2
将制备好的dyh3添加到nd13.5fe79.75b6.75粉末中，dyh3的添加比例是nd13.5fe79.75b6.75粉末质量的3％，再用同实施例1相同的工艺制备钕铁硼磁体作为对比实验。
对比例1
采用与实施例1相同的工艺制备了未掺杂dyh3粉末颗粒的nd13.5fe79.75b6.75作为对比实验。
使用磁导计测量四种磁体的磁性能，所制备磁体的各项次性能指标列于表1中。
表1实施例1，实施例2，与对比列1磁体磁性能对比
以上结果说明对于成分相同的烧结nd13.5fe79.75b6.75磁体而言，采用本发明添加dyh3粉末颗粒制备的磁体比未掺杂磁体的矫顽力显著提高，剩磁基本未减少。
实施例3
镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-5bar，加热升温至400℃，获得镝氢化物然后在氮气或惰性气体保护气氛中采用喷射气流磨将镝氢化物球磨成4微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；将制备好的dyh3添加到nd10fe80b10粉末中，添加比例是nd10fe80b10粉末质量的2％，均匀地与dyh3粉末混合均匀；将经过均匀混合后的粉末在磁感应强度1.8t的脉冲磁场和1200kg/cm2等静压下，压制成型，得到压胚；将压胚置入真空烧结炉内，以700℃/h的升温速率升至1010℃，然后100℃/h的升温速率升至1060℃，真空烧结进行2-4小时，随后分别在900℃退火1小时，在650℃二次退火1小时，最终获得烧结钕铁硼磁体。
实施例4
将制备好的dyh3添加到nd10fe80b10粉末中，dyh3的添加比例是nd10fe80b10粉末质量的3.2％，再用同实施例1相同的工艺制备钕铁硼磁体作为对比实验。
对比例2
采用与实施例3相同的工艺制备了未掺杂dyh3粉末颗粒的nd10fe80b10作为对比实验。
使用磁导计测量四种磁体的磁性能，所制备磁体的各项次性能指标列于表1中。
表1实施例3，实施例4，与对比例2磁体磁性能对比
以上结果说明对于成分相同的烧结nd10fe80b10磁体而言，采用本发明添加dyh3粉末颗粒制备的磁体比未掺杂磁体的矫顽力显著提高，剩磁基本未变化。
实施例5
镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-7bar，加热升温至500℃，获得镝氢化物，然后在氮气或惰性气体保护气氛中以环己烷作介质，将镝氢化物球磨成5微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；将制备好的dyh3添加到nd12.5fe81.5b6粉末中，添加比例是nd12.5fe81.5b6粉末质量的2.5％，均匀地与dyh3粉末混合均匀。将均匀混合后的粉末在磁感应强度2t的脉冲磁场和1000kg/cm2等静压下，压制成型，得到压胚；将压胚置入真空烧结炉内，以700℃/h的升温速率升至1010℃，然后100℃/h的升温速率升至1060℃，真空烧结进行2-4小时，随后分别在900℃退火1小时，在650℃二次退火1.5小时，最终获得烧结钕铁硼磁体。
实施例6
镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-6bar，加热升温至490℃，获得镝氢化物，然后在氮气或惰性气体保护气氛中采用喷射气流磨将镝氢化物球磨成6微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；将制备好的dyh3添加到nd10fe80b10粉末中，添加比例是nd10fe80b10粉末质量的2.7％，均匀地与dyh3粉末混合均匀；将均匀混合后的粉末在磁感应强度3t的脉冲磁场和1400kg/cm2等静压下，压制成型，得到压胚；将压胚置入真空烧结炉内，以800℃/h的升温速率升至1010℃，然后150℃/h的升温速率升至1060℃，真空烧结进行2-4小时，随后分别在900℃退火1.5小时，在650℃二次退火1小时，最终获得烧结钕铁硼磁体。
实施例7
镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-5bar，加热升温至380℃，获得镝氢化物，然后在氮气或惰性气体保护气氛中以环己烷作介质，将镝氢化物球磨成7微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；将制备好的dyh3添加到nd12.5fe81.5b6粉末中，添加比例是nd12.5fe81.5b6粉末质量的2.8％，均匀地与dyh3粉末混合均匀；将均匀混合后的粉末在磁感应强度4t的脉冲磁场和1200kg/cm2等静压下，压制成型，得到压胚；将压胚置入真空烧结炉内，以700℃/h的升温速率升至1010℃，然后100℃/h的升温速率升至1060℃，1060℃真空烧结进行2-4小时，随后分别在900℃退火2小时，在650℃二次退火1小时，最终获得烧结钕铁硼磁体。
实施例8
镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-7bar，加热升温至370℃，获得镝氢化物，然后或在氮气或惰性气体保护气氛中采用喷射气流磨将镝氢化物球磨成5微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；将制备好的dyh3添加到nd12.5fe81.5b6粉末中，添加比例是nd10fe80b10粉末质量的1％，均匀地与dyh3粉末混合均匀；将均匀混合后的粉末在磁感应强度5t的脉冲磁场和1400kg/cm2等静压下，压制成型，得到压胚；将压胚置入真空烧结炉内，以700℃/h的升温速率升至1010℃，然后100℃/h的升温速率升至1060℃，真空烧结进行2-4小时，随后分别在900℃退火1小时，在650℃二次退火2小时，最终获得烧结钕铁硼磁踢。
实施例9
镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-7bar，加热升温至420℃，获得镝氢化物，然后在氮气或惰性气体保护气氛中以环己烷作介质，将镝氢化物球磨成4微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；将制备好的dyh3添加到nd12.5fe81.5b6粉末中，添加比例是nd12fe81.5b6粉末质量的4％，均匀地与dyh3粉末混合均匀；将均匀混合后的粉末在磁感应强度6t的脉冲磁场和1300kg/cm2等静压下，压制成型，得到压胚；将压胚置入真空烧结炉内，以600℃/h的升温速率升至1010℃，然后50℃/h的升温速率升至1060℃，真空烧结进行2-4小时，随后分别在900℃退火1.5小时，在650℃二次退火2小时，最终获得烧结钕铁硼磁体。
实施例10
镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-8bar，加热升温至450℃，获得镝氢化物，然后在氮气或惰性气体保护气氛中采用喷射气流磨将镝氢化物球磨成6微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；将制备好的dyh3添加到nd12.5fe81.5b6粉末中，添加比例是nd12.5fe81.5b6粉末质量的1.5％，均匀地与dyh3粉末混合均匀；将均匀混合后的粉末在磁感应强度4.8t的脉冲磁场和1100kg/cm2等静压下，压制成型，得到压胚；将压胚置入真空烧结炉内，以600℃/h的升温速率升至1010℃，然后150℃/h的升温速率升至1060℃，真空烧结进行2-4小时，随后分别在900℃退火2小时，在650℃二次退火1.5小时，最终获得烧结钕铁硼磁体。
实施例11
镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-58bar，加热升温至460℃，获得镝氢化物，然后在氮气或惰性气体保护气氛中以环己烷作介质，将镝氢化物球磨成6微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；将制备好的dyh3添加到nd10fe80b10粉末中，添加比例是nd10fe80b10粉末质量的1.6％，均匀地与dyh3粉末混合均匀；将均匀混合后的粉末在磁感应强度3.5t的脉冲磁场和1200kg/cm2等静压下，压制成型，得到压胚；将压胚置入真空烧结炉内，以700℃/h的升温速率升至1010℃，然后150℃/h的升温速率升至1060℃，真空烧结进行2-4小时，随后分别在900℃退火1小时，在650℃二次退火1小时，最终获得烧结钕铁硼磁体。
实施例12
镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-8bar，加热升温至430℃，获得镝氢化物，然后在氮气或惰性气体保护气氛中采用喷射气流磨将镝氢化物球磨成5微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；将制备好的dyh3添加到nd12.5fe81.5b6粉末中，添加比例是nd12fe81.5b6粉末质量的3.6％，均匀地与dyh3粉末混合均匀；将均匀混合后的粉末在磁感应强度2.5t的脉冲磁场和1200kg/cm2等静压下，压制成型，得到压胚；将压胚置入真空烧结炉内，以800℃/h的升温速率升至1010℃，然后150℃/h的升温速率升至1060℃，真空烧结进行2-4小时，随后分别在900℃退火1小时，在650℃二次退火1小时，最终获得烧结钕铁硼磁体。
实施例13
镝金属放入在真空炉中，通入氢气，真空压力10-6bar，加热升温至400℃，获得镝氢化物，然后在氮气或惰性气体保护气氛中以环己烷作介质，将镝氢化物球磨成7微米的细粉，随后将这些细粉放入氩气气氛的手套箱中干燥，得到镝氢化物细粉；将制备好的dyh3添加到nd12.5fe81.5b6粉末中，添加比例是nd12.5fe81.5b6粉末质量的3.5％，均匀地与dyh3粉末混合均匀；将均匀混合后的粉末在磁感应强度5.5t的脉冲磁场和1300kg/cm2等静压下，压制成型，得到压胚；将压胚置入真空烧结炉内，以700℃/h的升温速率升至1010℃，然后150℃/h的升温速率升至1060℃，真空烧结进行2-4小时，随后分别在900℃退火1小时，在650℃二次退火1小时，最终获得烧结钕铁硼磁体。