[发明专利]人造永磁体和制造所述人造永磁体的方法

说明书

在制造人造永磁体的方法中，在粉末制备步骤中，制备包含具有永久磁性且具有第一平均粒度的稀土过渡金属化合物的主相粉末，和制备具有比主相粉末更高的各向异性磁场强度并且具有第二平均粒度的各向异性粉末，其中所述第二平均粒度比所述第一平均粒度小。在随后的粉末混合步骤中，主相粉末和各向异性粉末混合在一起以形成粉末混合物和，在随后的热处理步骤中，将具有第一平均粒度的主相粉末和具有第二平均粒度的各向异性粉末的该粉末混合物烧结以形成人造永磁体（5）。主相粉末优选含有SE₂(Fe,X)₁₄B化合物，其中SE表示稀土元素，Fe表示铁，B表示硼，且X表示包括铁的任何所需的化学元素，或许多任何所需的化学元素。主相粉末的第一平均粒度有利地比各向异性粉末的第二平均粒度大50％以上，优选比所述第二平均粒度大100％以上。

本发明涉及一种制造人造永磁体的方法。

可以从例如铁、钴或镍等硬磁材料或者也可以从稀土合金制造人造永磁体，其在永磁体的周围产生永久的基本上静态的磁场。永磁体在许多应用领域中使用，和因此对不同的永磁体有高的需求。已经开发了许多方法，通过该方法可以由合适的永磁材料制造人造永磁体并进行磁化。根据所使用的各自的制造方法和各自的永磁材料，可以制造具有不同性能和适应各自使用目的的永磁体。

实践证明的制造方法使用由合适的永磁材料制成的结晶粉末或由若干种永磁材料的组合制成的结晶粉末。而且，添加剂或粘合剂可以混合。将结晶粉末压制成丸粒，和然后将该丸粒烧结，其中在烧结过程中，压缩的粉末晶粒可以相互连接并通过加热通常至1000℃以上的温度而固化。

如此制造的人造永磁体的永久磁性很大程度上被诸如饱和磁化强度、各向异性磁场强度或居里温度等各种特性，且特别是矫顽磁场强度和剩磁影响和指定。对于许多应用场合，如果永磁体既具有高矫顽磁场强度又具有高剩磁在此是有利的，从而在制造方法期间或之后，通过外部磁场磁化的人造永磁体保持其在外部磁场之外的磁化尽可能长，并且在暴露于去磁磁场之后也尽可能长。

已经表明，从含有铁金属和还有稀土金属两者的合金中，可以制造具有有利性能，特别是高剩磁和高矫顽磁场强度的人造永磁体。例如，可以由其制造稀土磁体的经常使用的且具有成本效益的合金是钕-铁-硼或钐-钴。

除了合适地选择硬磁材料和合金之外，磁性可以被增强或改善，因为由此制造的粉末在压制成丸粒的过程中暴露于强的外部磁场，以便粉末的各颗粒以优选的磁化轴线在外部磁场的方向上对齐。

为了进一步改善这种稀土磁体的磁性，已经开发了各种方法，借助于这些方法，通过向烧结的永磁体中引入合适的化学元素、组分或物质，可以以有针对性的方式改善或者增强各磁性。例如，已经表明，在稀土磁体中，通过用添加的元素例如重稀土元素取代诸如轻质稀土元素等各化学元素，或者用其它化学元素例如铝、镓、铜、锡等取代铁，可以增加烧结的永磁体的矫顽磁场强度。因此，从实践中已知，在待用于制造粉末以及随后的烧结过程的合金熔化时就已经混合了适当比例的添加的元素，所述添加的元素在丸粒的烧结过程期间或在加热期间很大程度上均匀地分布在由其制造的永磁体中。添加的元素通过扩散渗入在烧结过程期间不熔化的永久磁性颗粒中，并且影响各永久磁性颗粒的磁性以及由此整个烧结的永磁体的磁性。

研究表明，通过增加永久磁性颗粒的各向异性磁场强度可以改善永久磁性。通过引入合适的添加的元素，可以增加各向异性磁场强度，且同时可以减小各相邻颗粒之间的磁相互作用。然而，迄今为止所研究的作为用于增加各向异性磁场强度的添加的元素已被混入粉末中的以及在烧结过程中基本上均匀地分布在各颗粒中的所有化学元素导致剩磁的降低。各向异性磁场强度在很大程度上受引入到永久磁性颗粒边缘区域中的添加的元素的影响，而在颗粒的核心区域中，相同的添加的元素对各向异性磁场强度几乎没有可测量的影响或没有可测量的影响。相反，通过在颗粒的边缘区域和核心区域中均引入添加的元素，颗粒的剩磁减小。