本发明属于钕铁硼磁体领域，具体涉及一种具有高磁性能且高电阻率的烧结钕铁硼磁体及其制备方法和应用。
背景技术：
1、烧结钕铁硼具有优良的综合磁性能，广泛应用于消费电子、通讯、器械、汽车等众多领域。汽车电机是钕铁硼应用的核心应用领域，汽车电机要求钕铁硼具有高的剩磁，高的矫顽力，同时要求磁体具有高电阻率，保证磁体装机后电机涡流较小，从而提高电机效率。对于提高磁体矫顽力难度加大，通用的方法是在钕铁硼中添加一定量的重稀土元素dy和/或tb，但是这两种元素的储量有限，价格昂贵。因此，如何在不使用重稀土或少使用重稀土情况下提高磁体矫顽力，同时降低材料成本具有十分重要意义。
2、为提高产品的综合性能，专利文献cn111724960a公开了一种r-t-b系永久磁体，其成分m至少包含ga、cu、zr，且在两个主相颗粒之间的二颗粒晶界中含有zr-b化合物。通过zrb化合物的形成从而提高产品矫顽力。但是因为zrb化合物的形成量不会太多，因此产品性能提升有限
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种钕铁硼材料及其制造方法，可以在不使用或者少使用重稀土的情况下提高磁体矫顽力，降低成本，同时保证磁体具有高的剩磁，易充磁的特点。
2、为改善现有技术的不足，本发明提供如下技术方案：
3、一种烧结钕铁硼磁体，所述烧结钕铁硼磁体包括主相晶粒和晶界；所述主相晶粒的组分包括r2t14b；所述晶界位于主相晶粒之间，所述晶界包含二粒晶界和三角晶界；其中，所述二粒晶界位于任意两个主相晶粒之间，所述三角晶界位于任意三个及以上的主相晶粒之间；
4、所述三角晶界包括第一富cu相的区域和第二富cu相的区域；其中，
5、第一富cu相包括r、t、cu和ga，其中：r、t、cu和ga的质量比为（72～90）：（1～8）：（8～20）：（1～3）；
6、第二富cu相包括r、t、cu和ga，其中：r、t、cu和ga的质量比为（50～74）：（5～10）：（20～40）：（2～5）。
7、本发明中，第一富cu相的区域是指含有第一富cu相的三角晶界；第二富cu相的区域是指含有第二富cu相的三角晶界，具体如图5所示。
8、根据本发明的实施方案，r是稀土元素；r包括nd，和选自如下稀土元素中的至少一种：y、la、ce、pr、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu、sc；所述t为fe和co中的至少一种。
9、根据本发明的实施方案，所述第一富cu相中，r、t、cu和ga的质量比例如为80:5:10:2、76.96:2.5:18.05:2.49、80.3:4.27:12.92:2.51、80.1:3.17:14.95:1.81。
10、根据本发明的实施方案，所述第二富cu相中，r、t、cu和ga的质量比例如为60:5:30:3、68.09:7.32:22.44:2.15、66.51:7.9:23.04:2.55、66.67:5.96:25.17:2.2。
11、根据本发明的实施方案，所述第一富cu相占第一富cu相的区域的面积占比记为p11，5%≤p11≤30%，例如为12%、15%、25%。
12、根据本发明的实施方案，所述第一富cu相的区域占所有三角晶界的面积占比记为p12，p12≥8%，例如为8.52%、12.5%。
13、根据本发明的实施方案，所述第二富cu相占第二富cu相的区域的面积占比记为p21，p21≥40%，例如为50%、60%。
14、根据本发明的实施方案，所述第二富cu相的区域占所有三角晶界的面积占比记为p22，p22≥30%，例如为32%、38%。
15、根据本发明的实施方案，所述三角晶界的面积与所述晶界的总面积之比记为p，p≥70%，例如为70%、80%。
16、根据本发明的实施方案，所述第一富cu相优选位于所述第一富cu相的区域的边缘，与主相晶粒相邻；或第二富cu相优选位于所述第二富cu相的区域的边缘，与主相晶粒相邻。进一步地，将主相晶粒与含有第一富cu相的区域或第二富cu相的区域的三角晶界的交界处记为主相晶粒边缘部；其中，所述主相晶粒边缘部靠近主相晶粒的部分的cu原子浓度设定为[cu1]（本发明中，[cu1]约等同于主相晶粒的原子浓度）；所述主相晶粒边缘部靠近三角晶界部分的cu原子浓度设定为[cu2]（本发明中，[cu2]约等同于三角晶界中的cu原子浓度）；
17、[cu1]与[cu2]满足如下关系式：[cu2]/[cu1]≥20，例如为25、30、35、40、45、50。
18、根据本发明的实施方案，满足上述关系式[cu2]/[cu1]≥20的主相晶粒边缘部具有一定的宽度l，20nm≤l≤100nm，例如为30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm。
19、根据本发明的实施方案，所述烧结钕铁硼磁体中，所述二粒晶界优选包括薄层富稀土相。
20、根据本发明的实施方案，所述烧结钕铁硼磁体，按质量比为100％计，包括如下组分：
21、r，30wt%～35wt%（例如为31wt%、32wt%、33wt%、34wt%），r是稀土元素，r包括nd，和选自如下稀土元素中的至少一种：y、la、ce、pr、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu、sc；
22、b，0.9wt%～1.3wt%（例如为1wt%、1.1wt%、1.2wt%）；
23、m1为cu，0.25wt%～2wt%（例如为0.25wt%、0.5wt%、0.75wt%、1.0wt%、1.5wt%）；
24、m2为zr、ti中的至少一种，0.1wt%～0.6wt%（例如为0.15wt%、0.25wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%）；
25、m3为v、cr、mn、ga、si、al、nb、w和mo中的至少一种，0.1wt%～1.0wt%（例如为0.15wt%、0.25wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.8wt%）；
26、余者为t和不可避免的杂质，t为fe和co中的至少一种。
27、本发明还提供上述烧结钕铁硼磁体的制备方法，所述制备方法包括：
28、（1）制粉工序：制备合金微粉；所述合金微粉包括r、t、b和m，所述r、t、b和m具有如上文所述的含义；
29、（2）压坯工序：将所述合金微粉研磨得到磁粉，并压制得到压坯；
30、（3）烧结工序：将步骤（2）中的压坯进行烧结处理得到烧结坯体；
31、（4）时效工序：将步骤（3）中的烧结坯体进行多级时效处理得到烧结钕铁硼磁体。
32、根据本发明的实施方案，所述合金微粉可选用本领域已知的方法得到，例如将按照烧结钕铁硼磁体的组分准备原料并采用速凝薄带法制备得到r-fe-b-m合金片，随后将所述r-fe-b-m合金片进氢爆处理得到所述r-fe-b-m的合金微粉。
33、根据本发明的实施方案，步骤（2）中，所述磁粉的平均粒度为2～5μm，例如为3μm、4μm。
34、根据本发明的实施方案，步骤（2）中，所述合金微粉可选用本领域已知的方法研磨得到磁粉，例如将所述合金微粉进行气流磨研磨得到所述磁粉。
35、根据本发明的实施方案，步骤（2）中，压制前，所述磁粉中还可以添加润滑剂，例如添加0.1-0.5wt%润滑剂后混料0.5-6h。
36、根据本发明的实施方案，步骤（3）中，所述烧结处理的条件包括：烧结温度为900-1100℃（例如为1000℃），烧结时间为2-8h（例如为3h、4h、5h、6h、7h）。
37、根据本发明的实施方案，步骤（4）中，所述多级时效处理包括一级时效处理、二级时效处理和三级时效处理。优选地，所述多级时效处理具体包括：将烧结后的磁体在温度t1：500℃～700℃（例如为600℃）进行1～6h的一级时效处理，然后进行随炉自然冷却10min，冷却速率δt11≤5℃/min，再开风机冷却，冷却速率δt12：7～15℃/min，冷却至低于200℃；再加热至温度t2：800℃～950℃（例如为900℃）进行1～3h的二级时效处理，然后开风机进行冷却，冷却速率δt2：7～15℃/min冷却至低于200℃；再加热至温度t3：400～600℃（例如为500℃）进行2～8h的三级时效处理，然后开风机进行冷却，冷却速率δt3：7～15℃/min冷却至低于200℃。
38、根据本发明的实施方案，步骤（4）的烧结钕铁硼磁体还可以任选的进行扩散处理。
39、根据本发明的实施方案，所述扩散处理为晶界扩散处理。优选地，在扩散处理前，还可以进行本领域已知的预处理，例如将所述烧结钕铁硼磁体加工成需要的尺寸，再任选的进行除油、酸洗等。
40、优选地，所述晶界扩散处理的条件包括：扩散温度为850～950℃，扩散时间为至少3h。
41、优选地，所述扩散处理时，扩散源选自含有下述元素中的至少一种：dy、tb、ho、nd、pr。
42、优选地，所述扩散处理可以为热喷涂法、涂覆法、溅射法、浸渍法等本领域已知的处理方法中的至少一种。
43、本发明还提供上述烧结钕铁硼磁体的应用，例如在电机中的应用。
44、本发明的有益效果
45、在制备烧结钕铁硼磁体时，增加稀土后晶界会形成nd2fe17相，该相属于软磁相，会降低磁体矫顽力。但是在增加稀土的同时增加元素cu在晶界会形成ndfecum相，该相为非铁磁性相，可以阻碍退磁场在晶粒间的传播从而提高矫顽力。发明人发现，除了添加重稀土元素外，提高晶界的非铁磁性也可以很明显提高烧结钕铁硼磁体的矫顽力。而且，该非铁磁性在晶界中可以阻碍电子在主相颗粒间的传播，起到隔绝作用，从而提高烧结钕铁硼磁体的电阻率，减小磁体在电机中的涡流损耗。
46、本发明提供的烧结钕铁硼磁体具有两种非铁磁性的富cu相，可以阻碍退磁场在晶粒间的传播从而提高矫顽力。同时富cu相中的fe含量较少，在晶界中可以阻碍电子在主相晶粒间的传播，起到隔绝作用，从而提高磁体电阻率，减小磁体在电机中的涡流损耗。
1.一种烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述烧结钕铁硼磁体包括主相晶粒和晶界；所述主相晶粒的组分包括r2t14b；所述晶界位于主相晶粒之间，所述晶界包含二粒晶界和三角晶界；其中，所述二粒晶界位于任意两个主相晶粒之间，所述三角晶界位于任意三个及以上的主相晶粒之间；
2.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述第一富cu相占第一富cu相的区域的面积占比记为p11，5%≤p11≤30%。
3.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述第一富cu相的区域占所有三角晶界的面积占比记为p12，p12≥8%。
4.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述第二富cu相占第二富cu相的区域的面积占比记为p21，p21≥40%。
5.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述第二富cu相的区域占所有三角晶界的面积占比记为p22，p22≥30%。
6.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述三角晶界的面积与所述晶界的总面积之比记为p，p≥70%。
7.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述第一富cu相位于所述第一富cu相的区域的边缘，与主相晶粒相邻；或第二富cu相位于所述第二富cu相的区域的边缘，与主相晶粒相邻；
8.根据权利要求7所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述主相晶粒边缘部具有一定的宽度l，20nm≤l≤100nm。
9.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述烧结钕铁硼磁体，按质量比为100％计，包括如下组分：
10.权利要求1-9任一项所述的烧结钕铁硼磁体在电机中的应用。
