一種納米晶稀土永磁材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種納米晶稀土永磁材料及其制備方法，本方案以稀土原礦簡單分離后得到的混合稀土直接作為原材料替代常規原材料鐠、釹，來制備相應的納米晶稀土永磁材料。利用本方案則既降低了納米晶稀土永磁材料的原材料成本，提高了產品競爭優勢，又對寶貴的稀土資源實現高值利用，減少了以往對稀土原礦中各種稀土的分離、精煉等工序，從源頭縮短了稀土資源從開發到產品推廣的產業化進程，有明顯的社會效益和經濟效益。

Nanocrystalline rare earth permanent magnetic material and preparation method thereof

The invention discloses a nanometer crystal rare earth permanent magnetic material and its preparation method, the method is simple with rare earth ore after separation of mixed rare earth directly as raw materials to replace the conventional raw materials of praseodymium and neodymium, to prepare nanocrystalline rare-earth permanent magnetic material. The scheme not only reduces the nanocrystalline rare earth permanent magnetic materials in raw material costs, improve product competitive advantage, and achieve the high value of precious rare earth resources utilization, reduces the separation of various rare earth, rare earth ore in the refining process, from the source to shorten the rare earth resources industrialization process from development to product the promotion, has obvious social and economic benefits.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種永磁材料，具體涉及一種納米晶稀土永磁材料。
技術介紹
釹鐵硼永磁材料已經廣泛應用于電子信息、汽車工業、醫療設備、能源交通等眾多領域。同時，隨著技術的持續進步和成本的不斷下降，在很多新興領域，釹鐵硼永磁材料展現出廣闊的應用前景，特別是在風力發電、新能源汽車、節能家電等低碳經濟產業。隨著稀土產業的不斷擴大，不可再生稀土資源儲量越來越少，從而導致制造釹鐵硼的主要稀土金屬(鐠、釹等)的價格越來越高，大大的增加了釹鐵硼產品的生產成本，制約了產業的發展。另外，中國的稀土原礦大都是伴生礦，經過簡單分離后得到的混合稀土中含有大量的鑭、鈰等輕稀土元素，這些稀土元素在與釹、鐠進一步分離后由于其形成的R2Fe14B相的穩定性及內稟性能都較低，因此得不到很好的利用，大部分被閑置甚至廢棄，造成了資源浪費，也加劇了稀土資源的不平衡利用。若能將稀土原礦簡單分離后得到的混合稀土直接作為原材料全部或部分替代常規原材料鐠、釹，制備混合稀土永磁，則既降低了原材料成本，提高了產品競爭優勢，又對寶貴的稀土資源實現高值利用，減少了以往對稀土原礦中各種稀土的分離、精煉等工序，從源頭縮短了稀土資源從開發到產品推廣的產業化進程，有明顯的社會效益和經濟效益。在燒結釹鐵硼行業中，無法獨立或與鐠、釹混合利用鑭、鈰等輕稀土元素來制備磁體主要有三個原因：第一個原因是La2Fe14B、Ce2Fe14B相的磁性能均低于Nd2Fe14B相。另外還有兩個特殊原因：一是鑭離子半徑過大，La2Fe14B相很不穩定；二是鈰傾向于形成四價離子，Ce-Fe-B燒結磁體處于Ce2Fe14B、CeFe2和富硼相三相共存區，低熔點富Ce相的缺失使Ce-Fe-B磁體內部晶粒之間無法形成足夠的磁隔絕相，造成矯頑力的不足。若想得到較高矯頑力，則必須提高配方中鐠、釹的含量，這又變向地提高了原材料成本，得不償失。北京中科三環高技術股份有限公司的研究人員以典型混合稀土MM(La27.06wt％,Ce51.46wt％,Pr5.22wt％,Nd16.16wt％)為原材料，利用雙合金方法，將A(MM15.30Co0.56Cu0.08B6.11Febal)合金粉與普通燒結釹鐵硼B(Pr,Nd)13.14Dy0.73Co1.00Cu0.10Al0.24Nb0.21B6.05Febal)合金粉按照不同比例混合后進行燒結釹鐵硼磁體的制備，發現當A粉的重量百分比達到40％時，磁體的矯頑力已經跌至5kOe左右，氧含量也明顯提高；若采用100％A粉制備磁體，其矯頑力小于0.5kOe。與釹鐵硼燒結體系不同，對于納米晶體系，高矯頑力的實現并不是依靠晶粒之間的磁隔離和晶粒表面的熱修復，而是依靠單疇晶粒之間的近程交換耦合作產生的磁矩一致轉動。公開號US2012285583的專利申請，其公開了一種采用熔體快淬的方法制備Ce-Fe-B納米晶快淬磁體，發現經過適當溫度的后續熱處理，磁體的矯頑力可以達到7kOe，不過此時樣品的鈰含量高達22.8at％，遠遠高于常規燒結R-Fe-B中的稀土含量。而現有的磁性材料制備方案還無法直接利用混合稀土為原材料進行納米晶磁性材料制備。
技術實現思路
針對現有納米晶稀土永磁制備過程中，在合金熔煉時，除了鐠、釹之外，其它稀土元素需要以純物質形式分別組合添加，造成制備成本高以及稀土資源浪費的問題，本專利技術的目的在于提供一種可直接利用混合稀土為原材料進行納米晶磁性材料制備的方案，以此來解決現有技術所存在的問題。為了達到上述目的，本專利技術采用如下的技術方案：一種納米晶稀土永磁材料，所述納米晶稀土永磁材料以稀土原礦簡單分離后得到的混合稀土直接作為原材料制備而成。優選的，所述納米晶稀土永磁材料中以稀土原礦簡單分離后得到的混合稀土直接作為原材料替代常規原材料鐠、釹。優選的，所述混合稀土的成分為：稀土總量>99％，其中La：20-30wt％；Ce：47-52wt％；Pr：4-8wt％；Nd：14-20wt％；Sm：0-1wt％；Gd：0-1wt％；Y：0-1wt％，其余為其它微量稀土元素和不可避免的雜質。上述以以稀土原礦簡單分離后得到的混合稀土直接作為原材料的納米晶稀土永磁材料，其相應的制備方法如下：(1)制備重量成分為MMxT100-x-yMyBz的預合金鑄錠，其中20≤x≤40,0.1≤y≤4,0.9≤z≤1.2，MM為混合稀土元素，T為Fe和Co中的至少一種元素，M為Cu,Al,Zr,Nb,Ti,Hf,Ga,V,Cr,Co,Mo元素中的至少一種元素；(2)在惰性氣體保護環境中，將預合金重熔，制備MM-Fe-B淬態合金；(3)將合金進行真空熱處理，熱處理結束后采用水淬快冷方式對合金進行冷卻。優選的，所述步驟(1)中的混合稀土元素的成分為：La：20-30wt％；Ce：47-52wt％；Pr：4-8wt％；Nd：14-20wt％；Sm：0-1wt％；Gd：0-1wt％；Y：0-1wt％，其余為其它微量稀土元素和不可避免的雜質。優選的，所述步驟(1)中采用真空電弧熔煉或感應熔煉制備預合金鑄錠，熔煉時的保護氣體為惰性氣體或氮氣。優選的，所述步驟(2)中采用感應重熔快淬法或電弧重熔溢流快淬法，將預合金重熔。優選的，所述步驟(2)中通過將重熔的預合金液噴射或傾倒在高速旋轉的銅基或鉬基輥上，以此得到MM-Fe-B淬態合金。優選的，所述輥的表面線速度為10m/s-40m/s。優選的，所述步驟(3)中真空熱處理時的處理溫度為500℃-800℃，處理時間為5min-120min。通過本專利技術提供的方案能夠有效實現將稀土原礦簡單分離后得到的混合稀土直接作為原材料全部或部分替代常規原材料鐠、釹，制備混合稀土永磁，其相對于現有方案具有如下優點：1.由于添加了價格便宜，資源豐富的鑭和鈰元素，原材料成本得到了降低；2.由于采用的含有鑭和鈰的原材料是原礦簡單分離得到的混合稀土，因此減少了以往對稀土原礦中各種稀土的分離、精煉等工序，從源頭縮短了稀土資源從開發到產品推廣的產業化進程，既降低了成本，又實現了稀土資源的平衡高值利用，有明顯的社會效益和經濟效益。附圖說明以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本專利技術。圖1為本專利技術中實施例各自成分的優化熱處理樣品的磁滯回線圖；圖2為圖1對應樣品的磁性能分布圖。具體實施方式為了使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本專利技術。以往的納米晶稀土永磁制備過程中，在合本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種納米晶稀土永磁材料，其特征在于，所述納米晶稀土永磁材料以稀土原礦簡單分離后得到的混合稀土直接作為原材料制備而成。

【技術特征摘要】
1.一種納米晶稀土永磁材料，其特征在于，所述納米晶稀土永磁材料以稀土原礦簡單
分離后得到的混合稀土直接作為原材料制備而成。
2.根據權利要求1所述的一種納米晶稀土永磁材料，其特征在于，所述納米晶稀土永磁
材料中以稀土原礦簡單分離后得到的混合稀土直接作為原材料替代常規原材料鐠、釹。
3.根據權利要求1所述的一種納米晶稀土永磁材料，其特征在于，所述混合稀土的成分
為：
稀土總量>99％，其中La：20-30wt％；Ce：47-52wt％；Pr：4-8wt％；Nd：14-20wt％；Sm：0-
1wt％；Gd：0-1wt％；Y：0-1wt％，其余為其它微量稀土元素和不可避免的雜質。
4.一種納米晶稀土永磁材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法如下：
(1)制備重量成分為MMxT100-x-yMyBz的預合金鑄錠，其中20≤x≤40,0.1≤y≤4,0.9≤z≤
1.2，MM為混合稀土元素，T為Fe和Co中的至少一種元素，M為Cu,Al,Zr,Nb,Ti,Hf,Ga,V,Cr,
Co,Mo元素中的至少一種元素；
(2)在惰性氣體保護環境中，將預合金重熔，制備MM-Fe-B淬態合金；
(3)將合金進行真空熱處理，熱處理結束后采用水淬快冷方式對合金進行冷卻。
5.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳治安，饒曉雷，胡伯平，郭曉燕，
申請(專利權)人：上海三環磁性材料有限公司，北京中科三環高技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31