本發(fā)明屬于稀土永磁合金，尤其是涉及一種低非磁性相cefe2含量的鈰鐵硼永磁材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、永磁材料以其高矯頑力、高剩磁和高磁能積等優(yōu)異性能被廣泛應(yīng)用于汽車、醫(yī)療設(shè)備、計算機、新能源等領(lǐng)域。在稀土永磁材料創(chuàng)新領(lǐng)域，鈰基永磁合金的研究近年來備受關(guān)注。

2、herbst團隊采用熔體快淬技術(shù)成功制備出一系列鈰鐵硼(ce-fe-b)合金。通過系統(tǒng)研究退火工藝，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)合金成分為ce17fe78b6時，在保持矯頑力略下降的基礎(chǔ)上，剩磁提升至4.9kg，最大磁能積達到4.1mgoe，大幅提高了合金的綜合磁性能。但x射線衍射分析結(jié)果顯示合金中存在非磁性cefe2相，這嚴重限制了合金的磁性能。因此這為后續(xù)研究指明了改進方向。

3、zhang等人通過在ce17fe78b6中添加鉭(ta)元素，發(fā)現(xiàn)ta不僅降低了順磁性cefe2相的相對體積分數(shù)，而且能細化晶粒，從而提高了合金的磁性能。2022年，li等人在ce2fe14b中用鈥(ho)元素取代ce元素，合金中cefe2相的相對體積分數(shù)明顯減少，合金的矯頑力和最大磁能積有了明顯提高。zhang等人研究了si和la共摻雜對ce17fe78b6合金磁性能的影響，發(fā)現(xiàn)兩種元素的摻雜能抑制非磁性相cefe2相的形成，增加了合金中硬磁性相的相體積分數(shù)，導(dǎo)致合金整體磁性能提高。盡管上述研究均降低了非磁性cefe2相，但非磁性cefe2相的存在仍制約著合金磁性能的進一步提升。

4、cn118692801a公開了一種鈰鐵硼磁體及其制備方法，其成分為基體相cea1fea2ba3、hc相cefeb和b相rec1bc2fec3(re為pr、nd等低豐度稀土元素)，其中基體相cea1fea2ba3含量為28-32wt％，hc相cefeb含量為50-55wt％，b相rec1bc2fec3為余量。制備方法包括：將基體相、hc相、b相與鏈接料(金屬鋁粉)和潤濕劑(甲基硅油)混合，低溫?zé)釅撼尚秃筮M行低溫?zé)Y(jié)(220-260℃)、高溫?zé)Y(jié)(660-700℃)和回火處理(450-550℃)，最終獲得鈰鐵硼磁體。然而，上述技術(shù)方案依賴低豐度稀土元素pr/nd(b相中re為pr)，未完全實現(xiàn)高豐度稀土元素ce的替代，稀土成本仍較高；且hc相cefeb中ce含量較高，易形成cefe2雜相，影響主相ce2fe14b的磁性能。

5、cn116504519a公開了一種高豐度稀土永磁材料及其制備方法，其成分為rexfe100-x-y-zmybz(re為ce、nd、pr中的一種或多種，m為co、al、ga中的一種或多種，25≤x≤32，3≤y≤8，0.8≤z≤1.4)，其中ce占總稀土含量的25-30wt.％。制備方法包括：感應(yīng)熔煉母合金→快淬甩帶(甩帶速率5-30m/s)→機械破碎制粉→熱壓成型(600-700℃、150-250mpa)→熱變形成型(800-900℃、50-150mpa)，最終獲得片狀納米晶結(jié)構(gòu)的磁體。然而，上述方案通過熱壓/熱變形工藝抑制cefe2相的形成，但未明確cefe2相的具體體積分數(shù)，可能導(dǎo)致磁體中仍存在較高非磁性相，影響磁性能。且雖然用ce替代了部分nd/pr，但nd/pr的使用量仍較高(25-32wt.％)，未能充分發(fā)揮高豐度稀土ce的成本優(yōu)勢。

6、因此，仍需開發(fā)一種能降低鈰鐵硼永磁材料中非磁性相cefe2的方法，以得到磁性能優(yōu)異的鈰鐵硼永磁材料。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了提供一種低非磁性相cefe2含量的鈰鐵硼永磁材料及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的難以降低鈰鐵硼永磁材料中的非磁性相cefe2含量進而導(dǎo)致鈰鐵硼永磁材料磁性能受限的缺陷。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、本發(fā)明首先提供一種低非磁性相cefe2含量的鈰鐵硼永磁材料，所述鈰鐵硼永磁材料由以下原子百分比組成：ce?11-17％，fe?70-80％，b?5-10％，co?0.1-3％，zr0.1-3％，la?0.1-5％。

4、進一步地，所述鈰鐵硼永磁材料由以下原子百分比組成：ce?11-17％，fe?70-80％，b?5-10％，co?0.1-3％，zr?0.1-3％，la?3-5％。

5、更進一步地，所述鈰鐵硼永磁材料由以下原子百分比組成：ce?14％，fe?76.5％，b6％，co?1％，zr?0.5％，la?3-5％。

6、本發(fā)明還提供一種低非磁性相cefe2含量的鈰鐵硼永磁材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

7、s1、熔煉：按照原子百分比組成將ce、la、fe、co、zr、feb通過電弧熔煉制備成celafecozrb合金鑄錠；

8、s2、甩帶：將s1制得的celafecozrb合金鑄錠破碎后利用熔體快淬法制備成合金條帶；

9、s3、磁場退火：將s2制得的合金條帶進行真空退火，退火溫度為合金居里溫度tc以下2-12k。

10、進一步地，步驟s1中，所述電弧熔煉前先將熔煉爐抽真空至(1-5)×10-3pa，并通入保護氣體。

11、進一步地，步驟s1中，所述電弧熔煉的熔煉電流為120-180a。

12、進一步地，步驟s1中，所述電弧熔煉的單次熔煉時間為10-20s。

13、進一步地，步驟s1中，所述電弧熔煉重復(fù)3-5次。

14、進一步地，步驟s2中，所述熔體快淬前先將腔室抽真空至(1-5)×10-3pa，并通入保護氣體。

15、更進一步地，所述保護氣體為氬氣或氮氣。

16、進一步地，步驟s2中，所述熔體快淬法的腔室壓力為0.01-0.07mpa，優(yōu)選為0.03-0.07mpa。

17、進一步地，步驟s2中，所述熔體快淬法的電流大小為100-180a，時間為15-25s。

18、進一步地，步驟s2中，所述熔體快淬法的甩帶溫度為1573?-1673k。

19、進一步地，步驟s2中，所述熔體快淬法的銅輥轉(zhuǎn)速為12-20m/s，優(yōu)選為15m/s。

20、進一步地，步驟s2中，熔體快淬法制備的合金條帶的相組成由硬磁性相ce2fe14b、非磁性相cefe2和亞穩(wěn)相(cela)fe2組成。

21、更進一步地，所述退火溫度為439-449k，優(yōu)選為445k。

22、進一步地，步驟s3中，所述合金條帶的長端與外加磁場方向平行。

23、進一步地，步驟s3中，所述磁場退火在(1-5)×10-3pa的真空度下進行。

24、進一步地，步驟s3中，所述磁場退火的磁場強度為0.5-1.5t，優(yōu)選為1t。

25、進一步地，步驟s3中，所述磁場退火的升溫速率為2-8k/min。

26、進一步地，步驟s3中，所述磁場退火的保溫時間為0.5-1.5h。

27、進一步地，步驟s3中，經(jīng)磁場退火后的樣品相組成由硬磁性相ce2fe14b和非磁性相cefe2組成，合金中的亞穩(wěn)相(cela)fe2相產(chǎn)生破碎分解。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

29、(1)本發(fā)明利用高豐度的稀土元素鑭取代鈰鐵硼永磁材料中的部分鈰元素，顯著降低了鈰鐵硼永磁材料合金中非磁性cefe2相的相體積分數(shù)，提高了合金的剩磁和最大磁能積。

30、(2)本發(fā)明的鈰鐵硼永磁材料在經(jīng)磁場熱處理后，通過磁場退火優(yōu)化了微觀結(jié)構(gòu)，合金中的亞穩(wěn)相(cela)fe2相產(chǎn)生破碎分解，其相對體積分數(shù)減少，相應(yīng)的硬磁性ce2fe14b相的相對體積分數(shù)得到增加，從而提高了合金的剩磁和最大磁能積。

31、(3)本發(fā)明的鈰鐵硼永磁材料采用了高豐度且價格低廉的稀土元素鈰和鑭，制得的鈰鐵硼永磁材料的成本遠低于釹鐵硼永磁材料，且降低了非磁性相cefe2相含量，進一步提高了合金的磁性能，可以替代釹鐵硼永磁材料在中低端永磁電機、汽車輔助系統(tǒng)、消費電子設(shè)備等領(lǐng)域中的應(yīng)用。

32、(4)本發(fā)明的鈰鐵硼永磁材料的制備方法簡單，成本較低，且重復(fù)性較高，易于大規(guī)模制備和推廣。