天和磁材新专利:多元素协同扩散源重构钕铁硼性能边界


来源:中国粉体网   留白

[导读]  近日,包头天和磁材科技股份有限公司公开的“稀土永磁体、方法及用途”发明专利(CN120809407A)。

中国粉体网讯  作为新能源汽车、伺服电机等高端制造领域的核心功能材料,烧结钕铁硼磁体的性能与成本一直是产业博弈的核心。传统整体掺杂重稀土的模式虽能提升矫顽力,但存在剩磁损失大、资源利用率低的痛点;晶界扩散技术虽已实现重稀土用量30%~70%的削减,却长期面临综合磁性能与方形度难以兼顾、薄型磁体扩散均匀性不足的行业瓶颈。近日,包头天和磁材科技股份有限公司公开的“稀土永磁体、方法及用途”发明专利(CN120809407A),通过基体-扩散源双组分精准设计,为薄型钕铁硼磁体的性能升级与降本提供了新的技术路径。



该专利技术针对厚度12mm以下的烧结钕铁硼磁体构建了完整的工艺体系。在基体配方层面,采用无重稀土基础体系,以Nd为核心稀土元素,总稀土含量控制在30~33wt%,同时对硼、钴、铜、锆、镓等元素进行窄窗口定量调控,其中硼含量精准锁定在0.91~0.95wt%,钴、铜、锆、镓分别控制在0.95~1.5wt%、0.1~0.25wt%、0.08~0.22wt%、0.08~0.25wt%区间,为后续扩散过程搭建了稳定的晶界基础。在扩散源设计上,突破传统单一重稀土扩散的思路,采用“混合稀土+多金属协同”配方:由Pr搭配Dy或Tb组成稀土相,其中Pr占稀土总量的9%~14%,再配以Ga、Cu、Al按特定质量比复配,扩散源总用量仅为磁体重量的0.4%~1.2%。配套采用“高温扩散-低温时效”两步热处理工艺,先在700~1000℃保温实现重稀土沿晶界渗透,再经400~700℃时效优化晶界相结构,保障元素均匀分布。


 

实测数据显示,该技术方案的性能表现显著优于传统扩散工艺。最优工况下,磁体方形度(Hk/Hcj)可达0.995,综合磁性能指标(最大磁能积与内禀矫顽力数值之和)达到75.71,同时Dy元素利用效率较常规配方提升10%以上。与同类技术相比,该专利既避免了扩散源中重稀土占比过低导致的矫顽力不足,也解决了Ga、Cu、Al等元素配比失衡引发的方形度下降问题,实现了剩磁、矫顽力、方形度三大核心指标的协同提升。

 

作为国内稀土永磁领域的主力企业,天和磁材依托包头稀土产业集群的资源优势,持续深耕晶界扩散技术。此次专利通过多元素协同效应突破了薄型磁体的性能天花板,在消费电子、微型伺服电机等对磁体尺寸和稳定性要求严苛的场景具备显著应用价值,同时为行业降低重稀土依赖、推进高性能磁体降本量产提供了新的技术参考。

 

参考来源:
专利之星检索系统、天和磁材官网

 

(中国粉体网编辑整理/留白)

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