一种钕铁硼纳米永磁材料 本发明涉及永磁材料，特别提供了一种a-Fe/Nd2Fe14B双相藕合的纳米永磁材料。
由于a-Fe/Nd2Fe14B虽然含Nd量低，但具有较高的剩磁和较好的磁性能，因而有着广泛的应用市场。目前对于双相纳米永磁材料的工业生产(主要为Fe3B/Nd2Fe14B和a-Fe/Nd2Fe14B)主要通过快淬形成非晶再晶化成纳米材料来实现，但由于a-Fe/Nd2Fe14B的非晶形成能力较差，大都通过控制工艺参数使之在最佳淬速(直接形成纳米永磁材料)而实现，因最佳淬速区分布范围窄，工艺过程难以控制，因此对设备的精度要求很高，成品率及产品的性能都不理想。
本发明的目的在于提供一种钕铁硼纳米永磁材料，其在工业上更易实现且成品具有更好的磁性能。
本发明提供了一种钕铁硼纳米永磁材料，基本成份为(原子百分比)：Nd 3.5～12,B 3.5～6,Fe余，其特征在于：在上述基本成份中加入包括难熔金属W、Mo、Nb、V、Cr、Hf、Zr、Ti及其合金化的碳、氮化合物TiC、HfC、ZrC及其它难熔非金属C之一种或几种，其量占所形成Nd2Fe14B相化合物的2～3原子百分比。为提高永磁体的温度稳定性，其中的1～2个Nd原子可用Dy部分替代，为了细化晶粒，改善晶界结构，提高温度稳定性和抗蚀性，其中的1～3个Fe原子可用Al、Si、Cu、Co部分替代。
本发明区别于现有技术的关键在于，在成份中添加难溶物质，以降低形成非晶组织的工艺参数，其加入量过低作用不明显，加入量过高则非磁性相所占比例过大，且在随后的晶化过程中晶粒容易长大而影响材料永磁性能的提高。在本发明的成份下，控制冷却铜锟在30m/s以上，均可以形成100％的非晶组织，晶化工艺和材料磁性不受过冷深度的影响。下面通过实施例详述本发明。
附图1为Nd9Fe85B6+TiC非晶条带的X射线衍射结果。
实施例1
原材料为工业纯铁(99％)，金属钕(99.5％)，硼铁(19.6％)，纯钛(99.97％)及光谱级碳，按表2原子百分比配制100克(钕要求4％余量，TiC指在Nd2Fe14B中的计量)，在电弧炉中充入氩气反复精炼数次，在表1所示的快淬参数下(喷嘴直径为0.6mm)获得非晶条带，在710℃×15min真空退火，从图1可以看出在Nd9Fe85B6中加入2.5at％地TiC(为Nd9Fe85B6中Nd2Fe14B的百分比)，即可获得100％的非晶，并无明显的TiC颗粒的聚集，另外从表2可以看出，在同样工艺参数下制得的条带，在其所在的最佳热处理制度下，软/硬磁性相得到充分藕合，加入Ti2.5C2.5可比未加TiC提高ΔMr=45.4％,ΔHic=7％,Δ(BH)max=50.4％。加入的TiC过低，效果不明显；过高，磁性能反而下降。
表1 快淬参数 快淬轮转速 喷射温度 喷射压力 炉内压力 坩埚喷嘴/轮 炉内气体 30m/s 1350℃ +0.5atm 200mmHg 3mm Ar
表2 Nd9Fe85B6添加不同量TiC的磁性能material Heat Treat.Mr(Gs)Hic(Oe)(BH)max(MGo)Nd9Fe85B6Nd9Fe85B6+TicNd9Fe85B6+Ti2.5C2.5Nd9Fe85B6+Ti6C6680℃×15分钟680℃×15分钟710℃×15分钟680℃×5分钟 8522 9806 12390 8651 4468 4345 4782 4718 9.20 9.72 13.84 8.40
实施例2
原材料为工业纯铁(99％)，金属钕(99.5％)，金属镝(99.5％)，硼铁(19.6％B)，纯W(99.97％)，按Nd10Dy2Fe84B4+W2的原子百分比配制100克，在同样的冶炼方式及快淬参数下，在30m/s转速下可获得完全的非晶条带，在700℃×8min真空退火，磁性能由不加W的Br=0.79T,Hc=0.69MA/m,(BH)max=10.5MGOe提高到Br=1.12T,Hc=0.46MA/m,(BH)max=19.0MGOe。
实施例3
原材料为工业纯铁(99％)，金属钕(99.5％)，硼铁(19.6％)，金属Nb、Mo(纯度均在99.9％以上)，按Nd10Fe84B6+Nb2Mo的原子百分比配制100克，配料中钕要求4％的余量，在电弧炉中充入氩气反复精炼数次，使高熔点物质弥散分布，在表1所示的快淬参数下(喷嘴直径为0.8mm)，快淬轮转速为30m/s时可获得100％的非晶条带，在700℃×8min真空退火，获得的永磁材料的磁能积在15.1MGOe。
实施例4
原材料为工业纯铁(99％)，金属钕(99.5％)，硼铁(19.6％)，金属铝(99.7％)，金属Nb、Mo(纯度均在99.9％以上)，按Nd10Fe89B6Al+Nb1Mo2的原子百分比配制100克(铝起细化晶粒，改善晶界结构，提高藕合能力的作用，高熔点物质的Nb、Mo加入量均为Nd2Fe14B中的原子百分含量)，配料中钕要求4％的余量，在电弧炉中充入氩气反复精炼数次，使高熔点物质弥散分布，在表1所示的快淬参数下(喷嘴直径为0.8mm)，快淬轮转速为30m/s时可获得100％的非晶条带，在700℃×8min真空退火，获得的永磁材料的磁能积为14.8MGOe。
实施例5
原材料为工业纯铁(99％)，金属钕(99.5％)，硼铁(19.6％)，硅(99.8％)，金属Hf(纯度在99.9％以上)及光级碳，按Nd9Fe84B6Si+Hf2.5C2.5的原子百分比配制100克(硅起细化晶粒，改善晶界结构，提高藕合能力的作用，高熔点物质HfC的加入量为Nd2Fe14B中的原子百分含量)，配料中钕要求4％的余量，在电弧炉中充入氩气反复精炼数次，使高熔点物质弥散分布，在表1所示的快淬参数下(喷嘴直径为0.8mm)，快淬轮转速为30m/s时可获得100％的非晶条带，在700℃×8min真空退火，获得的永磁材料的磁能积18.3MGOe。
实施例6
原材料为工业纯铁(99％)，金属钕(99.5％)，硼铁(19.6％)，金属W(纯度在99.9％以上)及光级碳，按Nd8Fe86B5+W2C2的原子百分比配制100克(高熔点物质W、C的加入量为Nd2Fe14B中的原子百分含量)，配料中钕要求4％的余量，在电弧炉中充入氩气反复精炼数次，使高熔点物质弥散分布，在表1所示的快淬参数下(喷嘴直径为0.8mm)，快淬轮转速为30m/s时可获得100％的非晶条带，在700℃×8min真空退火，获得的永磁材料的磁能积16.0MGOe。