[发明专利]磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粘结稀土磁体及其制备方法。

背景

通过将基于稀土金属的磁性材料颗粒定型为预定形状，含稀土元素的化合物已经能够用于制备永磁体。由充当粘合剂的聚合物等将基于稀土金属的磁性材料颗粒聚集。这类聚合物-粘结磁体与烧结磁体相比具有特有的优势，例如在一步成型方法中，它们在紧密度容限内具有成型为各种复杂形状的柔性，这降低了制备成本。

此外，已知许多满足加工和应用需求的聚合物粘合剂。因此，能由广泛的原材料制备粘结的磁体。然而，存在与这些稀土聚合物-粘结磁体的耐久性有关的问题。

由于两个主要因素，聚合物-粘结磁体的最大操作温度显著低于烧结磁体。首先，聚合物-粘结磁体的降解和软化温度明显低于永磁材料的居里温度。其次，这些磁性颗粒易于氧化，并且在粘结磁体使用寿命内，该敏感度基本随着温度增加而增加。当可得到具有良好温度稳定性的粘合剂时，很少一些具有足以在高温下抵挡氧化作用的良好防护性能。这种对氧化作用的敏感度减低了磁体的可用使用寿命。

磁体在空气中的快速氧化最终导致磁性颗粒的磁性显著降低，并因此导致磁体磁性的显著降低。甚至在磁体形成期间可突然地发生氧化，由此导致制备过程中的安全隐患。对于这种商业上和工业上可行的基于稀土的聚合物-粘结磁体而言，需要解决这类问题。

为克服氧化问题，磁体的制造可在惰性或非氧化环境中进行或经过为避免颗粒与空气相互作用而使用的有机硅烷偶联剂的预压缩热处理。当在某种程度上防止氧化作用时，在不遇到诸如产率降低和制备成本增加的其它问题的情况下，完全防止磁体内氧化作用是具有挑战性的。此外，后续干燥步骤的高处理温度可使成本不稳定且效率低下。

给出了上述常规钝化方法的不足，因此需要提供钝化技术，其在应用于基于稀土金属的粘结磁体的制备时，提供有效的抗氧化性且克服或至少改善上述不足。

还需要提供克服或至少改善上述不足的粘结稀土磁体。

概述

根据第一方面，提供了包含粘结稀土磁性颗粒结块的磁体，其中，所述磁体在180℃的温度下经过1000小时，由ASTM 977/977M所测量的最大能积损失(ΔBH_最大)等于12％或更小。

有利地，粘结稀土磁体中的磁性颗粒的总表面积的至少70％对氧化作用基本呈惰性。因此，即使在高温下，磁体可基本不被氧化。

有利地，可基本使粘结稀土磁体免受氧化作用，因此，磁体的磁性能够保持更长时间。

根据第二方面，提供了包含粘结稀土磁性颗粒结块的粘结稀土磁体，其中，与由在压缩形成所述磁体之前涂覆抗氧化剂的颗粒形成的粘结磁体相比，所述磁体的最大能积损失(ΔBH_最大)更低。

因此，与在压缩之前已经被钝化的磁体相比，所公开的在压缩期间被钝化或在压缩期之后被钝化的磁体的磁性损失程度更小。

根据第三方面，提供了制备粘结稀土磁体的方法，其包括下述步骤：

(a)压缩稀土磁性材料颗粒以形成所述磁体；以及

(b)在所述压缩步骤的过程中或在所述压缩步骤之后，使所述磁体与包含其抗氧化剂的流动相接触。

有利地，公开的方法通过在组成磁体的磁性材料颗粒表面上形成保护层，从而基本降低了稀土磁体在大气条件以及潮湿条件下对氧化作用的敏感度(susceptibility)。保护层的形成可在压缩磁性材料颗粒的过程中或在压缩磁性材料颗粒之后进行。这可以使保护层能涂覆新形成的磁性材料颗粒表面，该表面在压缩过程中磁性材料颗粒破碎时形成。因此，保护层可出现在新的表面上，并可基本完全覆盖在压缩过程中产生的磁性材料颗粒的已有表面和新的表面。

重要的是该接触步骤在压缩步骤的过程中或在压缩步骤之后进行。若在压缩步骤的过程中或压缩步骤之后没有流动相接触磁体且在压缩步骤期间发生新的颗粒破裂，新的颗粒未暴露于抗氧化涂层，因此它们易于氧化，同时颗粒的磁性随之损失，并因此由颗粒形成的粘结磁体的磁性也损失。在压缩的过程中形成的未暴露于抗氧化剂的新表面的氧化导致在固化时磁性的严重下降以及在高温工作时的相当大的老化损失(即，磁性随时间损失)。

因此，通过在压缩步骤的过程中或压缩步骤之后使磁体接触流动相，避免了未暴露于钝化步骤的新的表面易于氧化。为此，由于颗粒表面为抗氧化的，因此存在通过在压缩步骤的过程中或压缩步骤之后接触包含其抗氧化剂的流动相而形成的新产物。