钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用
阅读说明：本技术 钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用 (Neodymium-iron-boron magnet material, raw material composition, preparation method and application ) 是由 付刚 黄佳莹 黄吉祥 权其琛 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供了钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用。其中,钕铁硼磁体材料的原料组合物,以质量百分比计,其包括如下含量的组分：R’：29.5～32.8％,所述R’包括Pr和Nd；其中,Pr≥17.15％；Al≥0.5％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。本发明中的钕铁硼磁体材料在不添加重稀土元素的前提下,仍然可使得钕铁硼磁体材料的性能得到显著的提升。(The invention provides a neodymium iron boron magnet material, a raw material composition, a preparation method and application. The raw material composition of the neodymium iron boron magnet material comprises the following components in percentage by mass: r': 29.5-32.8%, wherein R' comprises Pr and Nd; wherein Pr is more than or equal to 17.15 percent; al is more than or equal to 0.5 percent; b: 0.90-1.2%; fe: 60-68%; the percentage is the mass percentage of the total mass of the raw material composition of the neodymium iron boron magnet material. The performance of the neodymium iron boron magnet material can be obviously improved on the premise of not adding heavy rare earth elements.)
技术领域
本发明具体涉及钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用。
背景技术
以Nd2Fe14B为主要成分的钕铁硼(NdFeB)磁体材料，具有较高的剩磁、矫顽力和最大磁能积，综合磁性能优良，应用在风力发电、新能源汽车、变频家电等方面。目前现有技术中的钕铁硼磁体材料中的稀土成分通常以钕为主，只少量的镨。现有技术中虽然有少量报道将镨替换一部分的钕可提高磁体材料的性能，但是提高的程度有限，仍然没有显著的提升。另一个方面，现有技术中矫顽力和剩磁的性能均较好的钕铁硼磁体材料，同时还需要依赖重稀土元素的大量添加，成本较为昂贵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有技术中钕铁硼磁体材料中将钕用部分的镨替代之后，磁体材料的矫顽力和剩磁仍然无法得到显著的提升，且仍然需要添加较多量的重稀土元素才能使得磁体材料的性能较为优异的缺陷。而提供了钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用。本发明的钕铁硼磁体材料在不添加重稀土元素的前提下，仍然可使得钕铁硼磁体材料的性能得到显著的提升。
本发明是通过如下技术方案解决上述技术问题的。
本发明提供了一种钕铁硼磁体材料的原料组合物，以质量百分比计，其包括如下含量的组分：
R’：29.5～32.8％，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.15％；
Al≥0.5％；
B：0.90～1.2％；
Fe：60～68％；
百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述Pr的含量较佳地为17.15～30％，例如17.15％、18.15％、19.15％、20.15％、21.15％、22.85％、23.15％、24.15％、25.15％、26.5％、27.15％或30％；更佳地为21～26.5％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述Nd与所述R’的总质量的比值较佳地小于0.5，更佳地为0.04～0.44，例如0.04、0.07、0.12、0.14、0.15、0.18、0.2、0.21、0.22、0.27、0.36、0.37、0.38、0.4、0.41或0.44。
本发明中，所述Nd的含量较佳地在15％以下，更佳地为1.5～14％，例如1.5％、2.45％、3.85％、4.05％、4.55％、4.85％、5.85％、6.65％、6.85％、8.35％、11.65％、11.85％、12.85％或13.85％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述R’较佳地还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的种类较佳地包括Dy、Tb和Ho中的一种或多种，更佳地为Dy和/或Tb。
其中，所述RH和所述R’的质量比较佳地小于0.253，更佳地为0～0.08，例如1/30.5、1/32、1.5/31.85、2.3/31.9、1/31、1.2/30.2、1.4/30.4、1.7/30.7、1.9/31.9、2.1/31.8、2.3/31.5、1/30.5、1.7/31.7、1.2/31.2、1.4/31.4、1.7/31.7、0.5/31.5、0.5/31.3、1/30.5或2.7/32.7。
其中，所述RH的含量较佳地为0.5～2.7％，例如0.5％、1％、1.2％、1.4％、1.5％、1.7％、1.9％、2.1％、2.3％或2.7％，更佳地为1～2.5％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
当所述RH中含有Tb时，所述Tb的含量较佳地为0.5～2wt％，例如0.5％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.2％、1.5、1.6％、1.8％或2％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
当所述RH中含有Dy时，所述Dy的含量较佳地在0.5wt％以下，例如0.1％、0.2％、0.3％或0.5％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
当所述的RH中含量Ho时，所述Ho的含量可为本领域常规的添加量，通常为0.8～2.0％，例如1％。
本发明中，所述Al的含量较佳地为0.5～3wt％，例如0.5％、0.6％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％、2.1％、2.2％、2.3、2.5％、2.7％、2.8％、2.9％或3％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述B的含量较佳地为0.95～1.2％，例如0.95％、0.96％、0.98％、0.985％、0.99％、1％、1.1％或1.2％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述Fe的含量较佳地为60～67.515％，例如为60.03％、62.76％、62.96％、63.145％、63.735％、63.885％、63.935％、64.04％、64.265％、64.315％、64.57％、64.735％、64.815％、64.865％、64.97％、64.985％、65.015％、65.065％、65.115％、65.135％、65.265％、65.315％、65.365％、65.385％、65.515％、65.56％、65.665％、65.715％、65.765％、65.815％、65.85％、65.985％、65.915％、65.9655、65.995％、66.065％、66.115％、66.165％、66.215％、66.315％、66.465％、66.515％、66.665％、66.715％、66.75％、66.815％、66.915％、67.115％、67.215％、67.315、67.4％、67.415％、67.515％或67.615，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料的原料组合物中较佳地还包括Cu。
本发明中，所述Cu的含量较佳地为0.1～1.2％，例如0.1％、0.35％、0.4％、0.45％、0.48％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、1％或1.1％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料较佳地还包括Ga。
本发明中，所述Ga的含量较佳地在0.45wt％以下，例如0.05％、0.1％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％或0.42％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料的原料组合物较佳地还包括N，所述N的种类较佳地包括Zr、Nb、Hf或Ti。
其中，所述Zr的含量较佳地为0.05～0.5％，例如0.1％、0.2％、0.25％、0.28％、0.3％或0.35％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料的原料组合物中较佳地还包括Co。
本发明中，所述Co的含量较佳地为0.5～3％，例如1％或3％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料的原料组合物中通常还包括O。
其中，所述O的含量较佳地在0.13％以下，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料的原料组合物还可包括本领域常见的其他元素，例如Zn、Ag、In、Sn、V、Cr、Mo、Ta和W中的一种或多种。
其中，所述Zn的含量可为本领域常规的含量，较佳地为0.01～0.1％，例如，0.02％或0.05％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
其中，所述Mo的含量可为本领域常规的含量，较佳地为0.01～0.1％，例如0.02％或0.05％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料的原料组合物，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.5～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.15％；Al：≥0.5％；Cu：≤1.2％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.15～30％；更佳地所述Al的含量为0.5～3％；更佳地所述Cu的含量为0.35～1.3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料的原料组合物，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.5～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.15％；Al：≥0.5％；Zr：0.25～0.3％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.15～30％；更佳地所述Al的含量为0.5～3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料的原料组合物，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.5～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.15％；Al：≥0.5％；Cu：≤1.2％；Zr：0.25～0.3％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.15～30％；更佳地所述Al的含量为0.5～3％；更佳地所述Cu的含量为0.35～1.3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料的原料组合物，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.5～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.15％；Al：≥0.5％；Ga≤0.42％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.15～30％；更佳地所述Al的含量为0.5～3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料的原料组合物，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.5～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.15％；Al：≥0.5％；Ga≤0.42％；Cu：≤1.2％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.15～30％；更佳地所述Al的含量为0.5～3％；更佳地，所述Cu的含量为0.35～1.3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料的原料组合物，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.5～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.15％；Al：≥0.5％；Ga≤0.42％；Zr：0.25～0.3％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.15～30％；更佳地所述Al的含量为0.5～3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料的原料组合物，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.5～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.15％；Al：≥0.5％；Ga≤0.42％；Cu：≤1.2％；Zr：0.25～0.3％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.15～30％；更佳地所述Al的含量为0.5～3％；更佳地，所述Cu的含量为0.35～1.3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％，所述RH的种类较佳地为Dy和/或Tb，其中，所述Tb的含量较佳地为0.5～2％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明还提供了一种钕铁硼磁体材料的制备方法，其采用上述的含镨和铝的钕铁硼磁体材料的原料组合物制得。
本发明中，所述的制备方法较佳地包括以下步骤：将上述的钕铁硼磁体材料的原料组合物的熔融液经熔铸、氢破、成形、烧结和时效处理，即可。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料的原料组合物的熔融液可通过本领域常规的方法制得，例如：在高频真空感应熔炼炉中熔炼，即可。所述熔炼炉的真空度可为5×10-2Pa。所述熔炼的温度可为1500℃以下。
本发明中，所述的铸造的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，例如，在Ar气气氛中(例如5.5×104Pa的Ar气气氛下)，以102℃/秒-104℃/秒的速度冷却，即可。
本发明中，所述的氢破的操作和条件可为本领域常规的操作和条件。例如，经吸氢、脱氢、冷却处理，即可。
其中，所述吸氢可在氢气压力0.15MPa的条件下进行。
其中，所述脱氢可在边抽真空边升温的条件下进行。
本发明中，所述氢破后还可按本领域常规手段进行粉碎。所述粉碎的工艺可为本领域常规的粉碎工艺，例如气流磨粉碎。所述气流磨粉碎较佳地在在氧化气体含量150ppm以下的氮气气氛下进行。所述氧化气体指的是氧气或水分含量。所述气流磨粉碎的粉碎室压力较佳地为0.38MPa；所述气流磨粉碎的时间较佳地为3h。
其中，所述粉碎后，可按本领域常规手段在粉体中添加润滑剂，例如硬脂酸锌。所述润滑剂的添加量可为混合后粉末重量的0.10～0.15％，例如0.12％。
本发明中，所述成形的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，例如磁场成形法或热压热变形法。
本发明中，所述的烧结的操作和条件可为本领域常规的操作和条件。例如，在真空条件下(例如在5×10-3Pa的真空下)，经预热、烧结、冷却，即可。
其中，所述预热的温度通常为300～600℃。所述预热的时间通常为1～2h。较佳地所述预热为在300℃和600℃的温度下各预热1h。
其中，所述烧结的温度较佳地为1030～1080℃，例如1040℃。
其中，所述烧结的时间可为本领域常规，例如2h。
其中，所述冷却前可通入Ar气体使气压达到0.1MPa。
本发明中，所述烧结之后、所述时效处理之前，较佳地还进行晶界扩散处理。
其中，所述的晶界扩散的操作和条件可为本领域常规的操作和条件。例如，在所述的钕铁硼磁体材料的表面蒸镀、涂覆或溅射附着含有Tb的物质和/或含有Dy的物质，经扩散热处理，即可。
所述含有Tb的物质可为Tb金属、含有Tb的化合物，例如含有Tb的氟化物或合金。
所述含有Dy的物质可为Dy金属、含有Dy的化合物，例如含有Dy的氟化物或合金。
所述扩散热处理的温度可为800-900℃，例如850℃。
所述扩散热处理的时间可为12-48h，例如24h。
本发明中，所述时效处理中，二级时效处理的温度较佳地为550～650℃，例如550℃。
本发明中，所述二级时效处理中，升温至550～650℃的升温速率较佳地为3～5℃/min。所述升温的起点可为室温。
本发明中，所述室温是指25℃±5℃。
本发明还提供了一种钕铁硼磁体材料，其采用上述的制备方法制得。
本发明还提供了一种钕铁硼磁体材料，以质量百分比计，其包括如下含量的组分：
R’：29.4～32.8％，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.12％；
Al：≥0.48％；
B：0.90～1.2％；
Fe：60～68％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述Pr的含量较佳地为17.12～30％，例如，17.12％、17.13％、17.14％、17.15％、18.13％、18.14％、18.15％、18.16％、19.12％、19.14％、20.05％、20.13、20.14％、21.12％、21.13％、21.14％、21.15％、21.16％、23.11％、23.12％、23.13％、13.15％、24.16％、25.12％、25.13％、25.14％、25.16％、25.17％、26.52％、27.15％或30％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述Nd的含量较佳地在15％以下，更佳地为1.5～14％，例如，1.5％、2.45％、3.83％、3.84％、3.86％、3.89％、4.03％、4.52％、4.82％、4.83％、4.84、4.86％、4.87％、5.84％、6.82％、6.83％、6.84％、6.86％、8.33％、8.34％、8.35％、8.36％、11.55％、11.63％、11.64、11.66％、11.85％、12.82％、12.83％、12.84％、12.85％、12.89％、13.81％、13.82％、13.84％或13.85％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述R’较佳地还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的种类较佳地包括Dy、Tb和Ho中的一种或多种，更佳地为Dy和/或Tb。
其中，所述RH和所述R’的质量比较佳地＜0.253，更佳地为0～0.08。
其中，所述RH的含量较佳地在3％以下，较佳地为0.4～3％，例如，0.48％、0.51％、0.56％、1％、1.02％、1.03％、1.04％、1.19％、1.21％、1.25％、1.42％、1.43％、1.52％、1.7％、1.71％、1.72％、1.91％、2.13％、2.33％、2.69％或2.71％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
当所述RH中含有Tb时，所述Tb的含量较佳地为0.5～2.1％，例如，0.51％、0.56％、0.69％、0.71％、0.81％、0.83％、0.88％、0.9％、1％、1.01％、1.02％、1.03％、1.04％、1.2％、1.21％、1.5％、1.58％、1.59％、1.6％、1.8％、2.01％或1.02％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
当所述RH中含有Dy时，所述Dy的含量较佳地在0.51％以下，较佳地为0.1～0.51％，例如，0.11％、0.12％、0.13％、0.19％、0.21％、0.22％、0.23％、0.29、0.31、0.32％、0.48％、0.49％或0.51％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
当所述的RH中含量Ho时，所述Ho的含量可为本领域常规的添加量，通常为0.8～2％，例如1％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述Al的含量较佳地为0.48～3％，例如，0.48％、0.49％、0.58％、0.6％、0.61％、0.8％、0.82％、0.83％、0.89％、0.9％、0.91％、0.92％、1.01％、1.02％、1.03％、1.04％、1.09％、1.21％、1.22％、1.23％、1.31％、1.42％、1.49％、1.51％、1.52％、1.53％、1.62％、1.63％、1.7％、1.79％、1.81％、1.82％、1.9％、1.91％、1.92％、2.01％、2.02％、2.03％、1.12％、2.21％、2.3％、2.31％、2.52％、2.71％、2.91％或2.98％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述B的含量较佳地为0.95～1.2％，例如0.951％、0.962％、0.981％、0.982％、0.983％、0.984％、0.985％、0.986％、0.99％、0.998％、1.03％或1.11％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述Fe的含量较佳地为59.9～67.7％，例如为59.932％、62.8％、62.88％、63.136％、63.896％、64.029％、64.234％、64.266％、64.566％、64.799％、64.897％、64.915％、64.985％、64.987％、65.084％、65.096％、65.146％、65.264％、65.299％、65.309％、65.327％、65.347％、65.385％、65.514％、65.524％、65.548％、65.664％、65.665％、65.689％、65.779％、65.829％、65.867％、65.877％、65.896％、65.944％、66.019％、66.047％、66.174％、66.236％、66.249％、66.327％、66.386％、66.496％、66.534％、66.964％、66.699％、66.73％、66.847％、66.917％、67.029％、67.088％、67.115％、67.216％、67.224％、67.315％、67.426％、67.45％、67.526％、67.587％或67.607％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料中较佳地还包括Cu。
本发明中，所述Cu的含量较佳地在1.2％以下，例如0.11％、0.34％、0.35％、0.4％、0.41％、0.45％、0.5％、0.51％、0.55％、0.6％、0.63％、0.65％、0.72％、0.75％、0.81％、0.85％、0.91％、1.02％、1.03％、1.04％或1.11％，更佳地为0.34～1.3％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料较佳地还包括Ga。
本发明中，所述Ga的含量较佳地在0.42％以下，例如0.05％、0.1％、0.2％、0.23％、0.25％、0.251％、0.31％、0.34％、0.36％、0.41％、0.42％、0.43％或0.44％，更佳地为0.25～0.42％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料中较佳地还包括N，所述N的种类较佳地包括Zr、Nb、Hf或Ti。
其中，所述Zr的含量较佳地为0.05～0.5％，例如，0.1％、0.11％、0.2％、0.22％、0.24％、0.25％、0.27％、0.28％、0.3％、0.31％、0.32％、0.34％、0.35％、0.36％、0.37％或0.38％，百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料中较佳地还包括Co。
本发明中，所述Co的含量较佳地为0.5～3.5％，例如1％或3.03％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料中通常还包括O。
其中，所述O的含量较佳地在0.13％以下，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料的原料组合物总质量的质量百分比。
本发明中，所述的钕铁硼磁体材料还可包括本领域常见的其他元素，例如Zn、Ag、In、Sn、V、Cr、Nb、Mo、Ta和W中的一种或多种。
其中，所述Zn的含量可为本领域常规的含量，较佳地为0.01～0.1％，例如，0.03％或0.04％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
其中，所述Mo的含量可为本领域常规的含量，较佳地为0.01～0.1％，例如0.02％或0.06％，百分比是指占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.4～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.12％；Al：≥0.48％；Cu：≤1.2％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.12～30％；更佳地所述Al的含量为0.48～3％；更佳地所述Cu的含量为0.34～1.3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.4～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.12％；Al：≥0.48％；Zr：0.25～0.3％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.12～30％；更佳地所述Al的含量为0.48～3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.4～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.12％；Al：≥0.48％；Cu：≤1.2％；Zr：0.25～0.3％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.12～30％；更佳地所述Al的含量为0.48～3％；更佳地所述Cu的含量为0.34～1.3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.4～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.12％；Al：≥0.48％；Ga≤0.44％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.12～30％；更佳地所述Al的含量为0.48～3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.4～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.12％；Al：≥0.48％；Ga≤0.44％；Cu：≤1.2％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.15～30％；更佳地所述Al的含量为0.48～3％；更佳地，所述Cu的含量为0.34～1.3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.4～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.12％；Al：≥0.48％；Ga≤0.44％；Zr：0.25～0.3％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.12～30％；更佳地所述Al的含量为0.48～3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明中，所述钕铁硼磁体材料，以质量百分比计，较佳地包括如下含量的组分：R’：29.4～32.8％，所述R’为稀土元素，所述R’包括Pr和Nd；其中，所述Pr≥17.12％；Al：≥0.48％；Ga≤0.44％；Cu：≤1.2％；Zr：0.25～0.3％；B：0.90～1.2％；Fe：60～68％；更佳地，所述Pr的含量为17.12～30％；更佳地所述Al的含量为0.5～3％；更佳地，所述Cu的含量为0.34～1.3％；更佳地所述R’还包括RH，所述RH为重稀土元素，所述RH的含量较佳地为1～2.5％，所述RH的种类较佳地为Dy和/或Tb，其中，所述Tb的含量较佳地为0.5～2％；百分比为占所述钕铁硼磁体材料总质量的质量百分比。
本发明还提供了一种钕铁硼磁体材料，在所述钕铁硼磁体材料的晶间三角区中，Pr和Al的总质量与Nd和Al的总质量的比值≤1.0；
在所述钕铁硼磁体材料的晶界处，Pr和Al的总质量与Nd和Al的总质量的比值≥0.1；
较佳地，所述钕铁硼磁体材料的组分为上述的钕铁硼磁体材料的组分。
本发明中，所述晶界处是指两个晶粒之间的界限，所述晶间三角区是指三个及三个以上的晶粒所形成的空隙。
本发明还提供了一种所述钕铁硼磁体材料在电机中作为电子元器件的应用。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：现有技术中在钕铁硼磁体材料中添加镨和铝，虽然会增加矫顽力，但是同时会降低剩磁。发明人通过大量的实验发现，特定含量的镨和铝配伍可产生协同作用，也就是说，同时添加特定含量的镨和铝可使得钕铁硼磁体的矫顽力有更为显著的提升，同时剩磁也只有略微的降低。且本发明中的磁体材料在不添加重稀土元素的情况下，磁体材料的矫顽力和剩磁仍然较高。
附图说明
图1为实施例11的钕铁硼磁体材料的元素分布图。
图2为实施例11的钕铁硼磁体材料的晶界处元素分布图，图中的1为晶界处中定量分析所取的点。
图3为实施例11的钕铁硼磁体材料的晶间三角区的元素分布图，图中的1为晶间三角区中定量分析所取的点。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
各实施例1～45和对比例46～49中的钕铁硼磁体材料的原料组合物如下表1所示。
表1
实施例1
含镨和铝的钕铁硼磁体材料的制备方法如下：
(1)熔铸：按表1所示的各实施例和对比例的原料组合物的配方，取配制好的原料放入氧化铝制的坩埚中，在高频真空感应熔炼炉中在5×10-2Pa的真空中以1500℃以下的温度进行真空熔炼。在真空感应熔炼后的熔炼炉中通入Ar气体使气压达到5.5万Pa后，进行铸造，以102℃/秒-104℃/秒的冷却速度获得急冷合金。
(2)氢破粉碎：在室温下将放置急冷合金的熔炼炉抽真空，而后向氢破用炉内通入纯度为99.9％的氢气，维持氢气压力0.15MPa，充分吸氢后，边抽真空边升温，充分脱氢，之后进行冷却，取出氢破粉碎后的粉末。
(3)微粉碎工序：在氧化气体含量150ppm以下的氮气气氛下，在粉碎室压力为0.38MPa的条件下对氢破粉碎后的粉末进行3小时的气流磨粉碎，得到细粉。氧化气体指的是氧或水分。
(4)在气流磨粉碎后的粉末中添加硬脂酸锌，硬脂酸锌的添加量为混合后粉末重量的0.12％，再用V型混料机充分混合。
(5)磁场成形过程：使用直角取向型的磁场成型机，在1.6T的取向磁场中，在0.35ton/cm2的成型压力下，将上述添加了硬脂酸锌的粉末一次成形成边长为25mm的立方体，一次成形后在0.2T的磁场中退磁。为使一次成形后的成形体不接触到空气，将其进行密封，再使用二次成形机(等静压成形机)在1.3ton/cm2的压力下进行二次成形。
(6)烧结过程：将各成形体搬至烧结炉进行烧结，烧结在5×10-3Pa的真空下，在300℃和600℃的温度下各保持1小时后，以1040℃的温度烧结2小时，之后通入Ar气体使气压达到0.1MPa后，冷却至室温，即得烧结体。
(7)时效处理过程：烧结体在高纯度Ar气中，以600℃温度进行3小时热处理后升温至550℃的升温速率为3℃/min，冷却至室温后取出。
实施例1～45以及对比例46～49的制备工艺除选用的原料组合物的配方不同以外，制备工艺中的参数与实施例1的制备工艺相同。
实施例50
将实施例1的原料组合物采用Dy晶界扩散法得实施例50的钕铁硼磁体材料，其制备工艺如下：
将表1中编号1按照实施例1的烧结体的制备首先制备得到烧结体，先进行晶界扩散，再进行时效处理。其中时效处理的工艺同实施例1，晶界扩散的处理过程如下：
将烧结体加工成直径为20mm、片料厚度小于3mm的磁铁，厚度方向为磁场取向方向，表面洁净化后，使用Dy氟化物配制成的原料，全面喷雾涂覆在磁铁上，将涂覆后的磁铁干燥，在高纯度Ar气体气氛中，在磁铁表面溅射附着Tb元素的金属，以850℃的温度扩散热处理24小时。冷却至室温，即得。
实施例51
将实施例1的原料组合物采用Dy晶界扩散法得实施例51的钕铁硼磁体材料，其制备工艺如下：
将表1中编号1按照实施例1的烧结体的制备首先制备得到烧结体，先进行晶界扩散，再进行时效处理。其中时效处理的工艺同实施例1，晶界扩散的处理过程如下：
将烧结体加工成直径20mm、片料厚度小于7mm的磁铁，厚度方向为磁场取向方向，表面洁净化后，分别使用Tb氟化物配制成的原料，全面喷雾涂覆在磁铁上，将涂覆后的磁铁干燥，在高纯度Ar气体气氛中，在磁铁表面溅射附着Tb元素的金属，以850℃的温度扩散热处理24小时。冷却至室温。
效果实施例1
取各实施例和对比例制得的钕铁硼磁体材料，测定其磁性能、成分，FE-EPMA观察其磁体的晶相结构。
(1)磁性能评价：烧结磁铁使用中国计量院的NIM-10000H型BH大块稀土永磁无损测量系统进行磁性能检测。下表2所示为磁性能检测结果。
表2
(2)成分测定：各成分使用高频电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行测定。下表3所示为各实施例和各对比例的钕铁硼磁体材料的成分检测结果。
表3
(3)FE-EPMA检测：取实施例11的钕铁硼磁体材料，采用场发射电子探针显微分析仪(FE-EPMA)(日本电子株式会社(JEOL)，8530F)检测。对磁体材料中的Pr，Nd，Al，Zr和O元素进行分析，并对晶界处及晶间三角区的元素进行定量分析。其中：晶界指两个晶粒之间的界限，晶间三角区指三个及三个以上的晶粒所形成的空隙。
由图1可知，Pr、Nd元素主要分布在主相中，晶界处也出现了部分的稀土，元素Al分布于主相中，元素Zr分布于晶界处。如图2所示，为实施例11的钕铁硼磁体材料的晶界处的元素分布图，取图2中1标记的点对晶界处元素进行定量分析，结果如下表4所示：
表4
从以上的数据可看出，Pr和Nd以富稀土相及氧化物的形式存在于晶界中，分别为α-Pr和α-Nd，Pr2O3，Nd2O3和NdO，Al除了在主相外晶界处占有一定的含量约为0.2wt.％左右，例如本实施例中的0.19wt.％。Zr作为高熔点元素弥散分布于整个区域。
如图3所示，为晶间三角区的元素分布图，取图3中1标记的点对晶间三角区的元素进行定量的分析结果如下表5所示：
表5
Pr(wt.％)
Nd(wt.％)
Al(wt.％)
Zr(wt.％)
O(wt.％)
Fe(wt.％)
32.8
42.3
1.38
0.079
1.2
余量
由表5可知，在晶间三角区，Pr及Nd元素分布于其中，在本实施例的配方中，很清楚的发现，在晶间三角区Pr的含量明显相对Nd的含量低，虽然稀土有部分富集于此处，但Pr的富集程度相对Nd要少，这也是高Pr和Al共同作用提高矫顽力的原因之一。同时该处含有部分的O及Zr的分布。