[发明专利]一种稀土配合物晶界改性烧结钕铁硼磁体的制备方法有效
申请号: | 201110044241.2 | 申请日: | 2011-02-24 |
公开(公告)号: | CN102184776A | 公开(公告)日: | 2011-09-14 |
发明(设计)人: | 张朋越;泮敏翔;葛洪良;崔玉建;卢柯旸 | 申请(专利权)人: | 中国计量学院 |
主分类号: | H01F41/02 | 分类号: | H01F41/02;B22F9/04;B22F3/16 |
代理公司: | 杭州求是专利事务所有限公司 33200 | 代理人: | 韩介梅 |
地址: | 310018 浙*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 稀土 配合 物晶界 改性 烧结 钕铁硼 磁体 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及烧结钕铁硼磁体的制备方法,尤其是稀土配合物晶界改性烧结钕铁硼磁体的制备方法,属于磁性材料技术领域。
背景技术
稀土永磁材料是当代磁性最强的永磁体,由于它具有高的剩磁,高的矫顽力以及高的磁能积,且具有良好的动态回复特性,因此该类材料一经问世就以优异的磁性能引起磁性材料界的关注,现已在国防、家电、电机及其信息产业等领域得到了广泛的应用。同时,随着应用领域技术的发展,对高性能永磁材料的需求量与日俱增,特别要求该类材料同时具有高矫顽力、小型化、抗冲击、功率高、高温度稳定性等特点。因此,对于稀土永磁材料的研究和开发,仍将是当今和今后相当长一段时间内最重要的研究课题。
对于磁性能最高的烧结钕铁硼磁体来说,理论磁能积达到516 kJ/m3,而且近二十年来磁性能指标不断被刷新,实验室研究水平从238 kJ/m3发展到如今的磁能积大于474 kJ/m3,已达到了理论磁能积的92%,是磁性材料中发展最快的一类磁体。但是,尽管烧结钕铁硼磁体具有高的各向异性场,矫顽力的极限值为5572 kA/m,但是目前生产的钕铁硼磁体的矫顽力仅是理论值的1/3~1/5左右,说明了钕铁硼磁体的矫顽力还有很大地提高潜力。同时,虽然钕铁硼磁体的居里温度点达到310℃,但由于矫顽力和剩磁有较大的温度系数,实际工作温度只能在160℃以下。所以提升永磁材料的矫顽力和降低温度系数是进一步扩展稀土永磁材料应用领域的有效手段。
目前,烧结钕铁硼磁体的矫顽力的提升主要是靠元素添加和替代来实现。1983年日本住友特殊金属公司(专利:EP 0126802A1)已经开始添加重稀土元素(Dy、Tb、Ga、Er、Ho等替代Nd)形成具有更高各向异性场的Tb2Fe14B或Dy2Fe14B,以及过渡金属元素(Co,Nb,Al复合替代部分Fe)改善磁体微结构来提升磁体的矫顽力和温度稳定性。但是,这种通过元素掺杂效应来实现矫顽力和温度系数的提升大都以牺牲磁体的磁能积和剩磁来实现,也在一定程度上提高了磁体的生产成本。同时,烧结钕铁硼磁体在制粉过程中由于粉体氧化问题,造成磁体矫顽力、剩磁和磁能积的降低,严重损害磁体的性能。
目前采用的添加方式大都是在母合金中添加重稀土,因此铽和镝基本是均匀存在于磁体中。而根据烧结NdFeB永磁材料的矫顽力理论,如果能够在主相Nd2Fe14B晶粒的边界层上引入一层铽和镝,形成Tb2Fe14B B或Dy2Fe14B化合物,就可以获得良好的效果。但这样降低了Tb2Fe14B或Dy2Fe14B在烧结NdFeB永磁材料中的比例,从而减小对磁体剩磁和磁能积的负面影响。目前已有日本学者对NdFeB颗粒表面涂覆铽或镝层进行了初步探索(日本专利:2003-174003、IEEE. Trans. Magn., V41,10: 3844-2005),中国也有了相关许多关于抗氧化剂(200810162913.8)和纳米稀土粉末颗粒添加的报道(中国发明专利:200610089124.7和200810277680.5)。但是由于重稀土元素铽和镝的纳米粉末或NdFeB颗粒极易发生氧化,对磁体最终磁性能产生恶化,这就对磁体制备技术和抗氧化剂种类提出了更高的要求,需要对传统制备工艺技术进行改进。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足,提供一种能有效提高永磁体的矫顽力和降低温度系数的稀土配合物晶界改性烧结钕铁硼磁体的制备方法。
本发明的稀土配合物晶界改性烧结钕铁硼磁体的制备方法,包括如下步骤:
1) 铸片:采用速凝铸片工艺制备钕铁硼速凝片,然后用氢爆法将钕铁硼速凝片破碎成1-10微米的钕铁硼合金颗粒;
2) 制粉:在将氢爆工艺处理后的钕铁硼合金颗粒进一步破碎制粉的同时,以倾倒的方式注入抗氧化剂,抗氧化剂掺入量占钕铁硼粉料总重量的0.01~2%;
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