[发明专利]一种提高钕铁硼永磁材料耐蚀性的方法

说明书

本发明公开了一种提高钕铁硼永磁材料耐蚀性的方法，包括如下步骤：1)采用速凝薄片工艺制备钕铁硼基速凝薄片，之后用氢爆法将合金薄片破碎并通过气流磨粉碎制备3‑5微米钕铁硼基原料粉末；2)将上述钕铁硼基原料粉末溶于正己烷中；3)向上述钕铁硼基原料样品中加入一定量的过渡金属氯化物，超声震荡充分混合；4)将步骤3)所得产物进行烘干溶剂后研碎放入真空管式炉中，在惰性气氛中先升温至100℃保温20～30分钟，后升温至600～800℃保温2～3h，后随炉冷却至室温；5)将步骤4)所得产物研磨成粉后进行磁场取向成型，得到压坯；6)将压坯进行等静压后进行真空烧结，然后回火热处理，最终获得高耐蚀性的烧结钕铁硼磁体。

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，更具体地说，它涉及一种提高钕铁硼永磁材料耐蚀性的方法。

背景技术

烧结钕铁硼磁体自发明以来，以其优异的综合性能及相对低廉的价格而得到广泛应用。然而，限制烧结钕铁硼的一个重要的点就是烧结钕铁硼的耐腐蚀性差，这一点大大限制了其进一步应用。目前大多数研究所采用的技术手段为采用合金化或表面处理方法防腐。合金化指制备钕铁硼永磁材料时掺入合金元素可以在钕铁硼的晶界处形成金属间化合物，提高耐腐蚀性能，但是这样方式一般添加的都是贵重的稀土金属元素，提高了制造成本，且往往伴随着牺牲磁体磁学性能。表面处理包括电沉积、化学沉积、物理气相沉积及有机聚合物树脂涂层等，这些手段成本高，且“三废”问题处理起来麻烦。

经分析可知，烧结NdFeB磁体耐腐蚀性差的特点首先与其自身晶体结构和相分布有着密切的联系。与多数金属及合金一样，烧结NdFeB永磁合金是由多晶体组成的，其多晶组织由主相Nd₂Fe₁₄B相、富Nd相和富B相Nd_1+εFe₄B₄三相组成。就分布状态而言，富Nd相以网络状的方式分布在主相Nd₂Fe₁₄B的晶粒边界或三角晶界位置，形成所谓的晶界相，此外少量的富B相以颗粒的形式分布于主相的晶界位置。NdFeB磁体的磁性主要由硬磁相Nd₂Fe₁₄B决定；富Nd相的存在可促进磁性材料的烧结，使磁体致密化，沿晶界分布时，可起磁耦合隔离作用，有利于矫顽力的提高，但会降低饱和磁化强度和剩磁。另一个造成烧结NdFeB磁体耐腐蚀性差的原因则与合金中的相的化学特点有关。具体而言，富Nd相中大量存在的单质Nd元素是化学活性最高的金属元素之一，化学稳定性差，较易发生氧化。一般而言，当磁体处于室温和干燥环境(<15％RH)下，其氧化腐蚀过程十分缓慢，化学稳定性较好，但是当合金处于干燥高温(>250℃)或电化学环境中，就会发生明显的腐蚀过程，其中在干燥高温的环境中，合金中富Nd相会首先转变为Nd₂O₃，随后还会逐步发生主相Nd₂Fe₁₄B的氧化分解成ɑ-Fe和Nd₂O₃，进一步氧化生成Fe₂O₃；而在电化学环境中，合金组织中相互接触的三相之间存在着明显的电位差，三相的电化学电位由低到高依次分别为富Nd相、富B相和主相Nd₂Fe₁₄B，因此三相的腐蚀速率不同，三相间电化学性质的不同造成了电偶效应，为合金形成原电池提供了可能。富Nd相和富B相会相对于主相Nd₂Fe₁₄B形成阳极，优先发生腐蚀，这两相作为阳极金属将承担很大的腐蚀电流密度，尤其是其中的富Nd相，由于在组织中呈网络状分布，腐蚀速度很快。它的腐蚀会导致主相Nd₂Fe₁₄B晶粒之间结合界面消失，出现晶粒脱落现象，最终导致合金的整体腐蚀。由此可见，无论在哪种腐蚀环境中，烧结NdFeB合金的腐蚀过程就其本质而言都属于选择性腐蚀。发生这一过程的原动力在于合金中富Nd相既具有强烈的化学活性，又与主相Nd₂Fe₁₄B之间有明显的电位差。与此同时，由于合金中的富Nd相是呈网络状分布在主相晶粒边界上，使得NdFeB磁体的腐蚀形态具有典型的晶间腐蚀特征，大大加速了合金的腐蚀速度。可见，富Nd相的化学特性及其分布状态是决定NdFeB磁体耐腐蚀性的关键因素。