[发明专利]一种钕铁硼磁体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料领域，具体是一种钕铁硼磁体的制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼磁体是迄今为止磁性最强的永磁材料，它被广泛的应用于电子、机电、仪表和医疗等诸多领域，是当今世界上发展最快，市场前景最好的永磁材料。但是烧结钕铁硼磁体存在一个明显的缺点是温度稳定性差，因而其在高温电机等领域的应用受到很大局限。钕铁硼磁体的温度稳定性与其矫顽力密切相关，提高磁体矫顽力是改善其温度稳定性的一种方法。传统技术制备的烧结钕铁硼磁体材料是通过在磁体中添加纯的重稀土纳米粉末来提高磁体的矫顽力，但是由于纯的重稀土纳米粉末颗粒极易发生氧化，对磁体最终的磁性能有可能产生恶化，这就对磁体制备工艺及设备提出了更高的要求，因此大大增加了生产成本。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种稀土氟化物纳米颗粒掺杂制备具有高矫顽力的钕铁硼磁体的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：

a、首先将氟化稀土纳米粉末加入到钕铁硼原料粉末中混合均匀；

b、然后将经过均匀混合后的粉末在磁场中取向并压制成型得到压坯；

c、接着将压坯置入真空烧结炉内做脱氢、烧结处理；

d、最后进行热处理。

按照本发明的处理方法，本发明采用稀土氟化物纳米粉末颗粒在制粉时添加入原料粉末中，制备出优异磁性能特别是高矫顽力的烧结钕铁硼磁性材料。与纯的稀土纳米颗粒相比，稀土元素氟化物的纳米粉末颗粒不易氧化，利用传统设备就能够制备出高性能的烧结磁体。

具体实施方式

一种钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：

a、首先将氟化稀土纳米粉末加入到钕铁硼原料粉末中混合均匀，这里氟化稀土纳米粉末可以是一种或几种不同氟化稀土的混合物；b、然后将经过均匀混合后的粉末在磁场中取向并压制成型得到压坯；c、接着将压坯置入真空烧结炉内做脱氢、烧结处理；d、最后进行热处理。通过稀土氟化物纳米粉末颗粒代替纯的重稀土铽或镝的纳米颗粒制备兼具高矫顽力和优异磁性能的烧结钕铁硼磁性材料。与纯的重稀土纳米粉末颗粒相比，稀土元素氟化物的纳米粉末颗粒不易氧化，而且对磁体制备过程中的氧含量要求明显降低，利用传统设备就能够制备出高性能的烧结磁体。

所述步骤a中氟化稀土为氟化铽、氟化镝、氟化镨、氟化钕中的一种或几种。这几种元素较为常用，效果最好。

所述步骤a中氟化铽或氟化镝纳米粉末粒径为10～100纳米；所述步骤a中钕铁硼原料粉末粒径3～5微米。这样的粒径大小利于将氟化铽或氟化镝纳米粉末均匀掺杂在钕铁硼原料粉末中。

所述步骤a中纳米粉末的添加比例为钕铁硼原料粉末和纳米粉末总重量的1～3％。这里只需要添加1～3％的稀土氟化物纳米粉末就可以起到提高矫顽力的作用，其添加量铽或镝的比例还可相比传统技术烧结的钕铁硼磁体显著降低。

所述步骤b中磁场强度为1.5～2.5T。在这样强度的磁场环境下，掺杂了稀土氟化物纳米粉末的钕铁硼原料粉末沿磁力线紧密排布，利于压制成型。

所述步骤c中脱氢温度为400～650℃或900～1000℃，时间为0.5～3小时，烧结温度为1050～1150℃，时间2～4小时。由于钕铁硼原料粉末是通过将钕铁硼速凝薄片用氢爆法破碎并通过气流磨粉碎得到，氢爆法即钕铁硼速凝薄片吸氢，生成的氢化物晶格膨胀，并生成热，膨胀的内应力使速凝薄片晶体产生裂纹变成疏松体，晶格常数变大和热膨胀过程产生粉态炸裂同时进行。所述加温脱氢处理后主相氢化物中氢全部放出，变回原来的钕铁硼粉体。

所述步骤d中热处理包括一、二级，其中一级热处理温度850～950℃，保温1～3小时；第二级热处理温度500～650℃，保温1～3小时。经过这样处理就得到了最终的烧结钕铁硼磁体。

实施例1

a、首先将成分为Nd29.5Fe68.2Co1.2B1.1(质量百分含量)的钕铁硼薄片采用氢爆法破碎-气流磨粉碎工艺制成平均粒径3微米的原料粉末，然后将粒径为10纳米的氟化铽纳米粉末按照质量比为1％的比例加入到钕铁硼原料粉末中混合均匀；

b、然后将经过均匀混合后的粉末在强度为2.5T磁场中取向并压制成型得到压坯；

c、接着将压坯置入真空烧结炉内，在温度为950℃下进行2小时的脱氢处理，然后在温度为1100℃下烧结3小时；

d、最后进行一、二级热处理，其中一级热处理温度900℃，保温2小时；第二级热处理温度600℃，保温1小时，即获得烧结磁体。所制备磁体的各项磁性能指标及密度如表1中所述。