[发明专利]低涡流损耗的稀土永磁体

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土永磁体，特别是低涡流损耗的稀土永磁体。

背景技术

涡流损耗指，导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，导体内的感生的 电流导致的能量损耗。在导体内部形成的一圈圈闭合的电流线，称为涡流(又称傅科电流)。 涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率 等因素有关。涡流损耗的计算需根据导体中的电磁场的方程式，结合具体问题的上述诸因素 进行。

稀土永磁材料是不同的稀土元素和过渡金属(Fe，Co，Ni、Sm等)组成的化合物，是近二 十年来得到迅速发展的一种新颖永磁材料。根据稀土永磁体的制备工艺，可将稀土永磁体 分为粘结型稀土永磁体和烧结型稀土永磁体。与粘接型稀土永磁体比较，烧结型稀土永磁 体具有永磁性能高、居里温度高、温度稳定性较好等优点。

近年来，随着永磁材料应用的拓展，烧结型稀土永磁体成为高科技技术产业不可 缺少的战略性基础材料，已广泛应用于民用、军用各个领域，如高性能永磁电机、电声设备 等。

然而，由于烧结型稀土永磁体电导率较高，当永磁体内的磁场发生交变时，由于电 磁感应，永磁体会产生涡旋电流，进而引起永磁体发热。对于高速永磁电机或多极大扭矩永 磁电机等而言，由于磁场的交变频率较高，烧结型稀土永磁体的涡流更高，永磁体温升明 显。温升高会降低永磁体的磁性能，甚至会造成永磁体不可逆退磁。因此，降低烧结型稀土 永磁体的涡流损耗，具有重要意义。

通常永磁材料的绝缘特性越好，涡流损耗越小，因此，寻找在高频交变场下工作、 具有低电导率和高磁性能的稀土永磁材料是目前稀土永磁材料领域研究的热点。

公开号为CN1508815的具有绝缘性的稀土永磁材料，以稀土永磁合金粉为基体，在稀土 永磁合金粉中添加环氧树脂、环氧聚酯漆、聚乙烯醇缩丁醛和硅烷。基于该稀土永磁材料制 备的稀土永磁体具有较高的电阻率(即绝缘性好)，但是由于稀土永磁合金粉中掺杂有机的绝 缘材料，进而使烧结工艺要求过高，不易制备。公开号为CN104332263的一种可降低涡流损耗 的烧结型稀土永磁体及其制备方法包括依次交替的第一永磁层和第二绝缘层，第一永磁层由 导电永磁材料制备得到，第二绝缘层由绝缘材料制备得到，绝缘材料为铁氧体粉末，第一永 磁层的厚度大于或等于1mm，第二绝缘层的厚度小于或等于0.5mm。该方案采用交替设置的第 一永磁层和第二绝缘层，以克服前述制造不易的问题，同时获得良好的低涡流损耗特性，该 方案采用将第一永磁层和第二绝缘层交替间隔的坯料共同烧结成为整体，以简化生产工序， 但是却一方面因第一永磁层和第二绝缘层两者的材料不同，不仅仅增加了工艺控制难度，对 产品的品质控制难度同样数量级的增加。另外高频环境下的涡流损耗与导电磁体的形状密切 相互，该方案降低了对磁体结构形状的可控性，从而难以有效控制涡流损耗的降低。另一方 面，该方案将第一永磁层和第二绝缘层的简单组合，在两者的厚度配合不当时，易于使磁体 的表面磁场分步不均，而影响到场强的均匀性，从而限制了磁体在高精密领域的应用。至于， 在现有技术中直接采用胶黏剂作为绝缘层的方式，一方面受限于涂覆工艺导致涂覆质量和绝 缘层厚度不可控，极易产生气泡、厚薄不均，而影响绝缘性能，并且在长期使用中受老化、 介电性能的差异极易被击穿从而丧失绝缘隔离能力，使用寿命短，特别是在高复杂电磁环境 下以及受热时尤为显著。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开的低涡流损耗的稀土永磁体，通过优化的磁体结构，从而 有效降低了导电磁体单元在电磁交变环境的下涡流损耗，从而不仅能够有效保持磁体在高交 变环境下的磁性能，降低磁体发热，保障设备的安全稳定运行，提高磁体使用寿命，并且获 得良好的表面磁场性能，从而满足高精密领域对高质量磁场的要求，并且具有性能稳定、寿 命长、产品质量可控性好，绝缘性能优秀。

本发明公开的低涡流损耗的稀土永磁体，包括：

磁体单元，磁体单元具有薄层形结构，且在稀土永磁体中设置有多个；

绝缘单元，绝缘单元具有薄层形结构，且在稀土永磁体中设置有多个，并至少形成于至 少部分磁体单元的相邻两个磁体单元之间；

稀土永磁体为至少由磁体单元和绝缘单元共同形成的紧密结构。