[发明专利]用于稀土磁体的晶界扩散技术

说明书

提供了一种用于稀土(RE)磁体的晶界扩散方法。所述方法包括用涂覆材料涂覆所述RE磁体的颗粒。每个RE磁体颗粒包括多个晶粒。然后同时对涂覆颗粒进行热处理并将其压实。之后将经过热处理、压实和涂覆的颗粒形成为稀土磁体。在所述方法的一种形式中，在形成为稀土磁体之前使所述经过热处理、压实和涂覆的颗粒热变形。所述方法的另一种形式在不首先烧结所述稀土磁体的情况下实现所述晶界扩散。

技术领域

本公开涉及晶界扩散技术，并且更具体地涉及用于制造稀土磁体的晶界扩散方法。

背景技术

这个部分中的说明仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以不构成现有技术。

常规的稀土(RE)烧结磁体将大量重稀土(HRE)材料用于烧结磁体中以满足所希望的高温环境要求。为了减少烧结磁体中的HRE含量，在烧结过程之后实施晶界扩散过程。一般工序包括从微米型磁性粉末产生具有微米级晶粒的烧结磁体。用含HRE的材料的层涂覆烧结磁体。含HRE的材料包括含HRE的氟化物、氢化物和氧化物的材料。对涂覆HRE的烧结磁体进行加热以将HRE从涂覆层扩散到烧结磁体的晶界。这种沿着晶界的HRE扩散通常将磁体厚度限制于约6mm。经过HRE扩散的磁体往往具有不均匀的性质，诸如磁体的中心处的矫顽力小于扩散的晶界中的矫顽力。另外，在晶界扩散期间，基础烧结磁体的HRE可以显著减少。

降低烧结磁体中的HRE含量的另一种方式是形成各向异性磁体，其中晶粒的c轴全部在一个方向上对齐。这些各向异性磁体通常通过磁性薄片或带状物的热变形来制得。磁性薄片或带状物如其名称所暗示具有大的纵横比(长度比直径(l/d)或长度比厚度(l/t))，并且它们的直径或厚度以微米进行测量。通常，磁性薄片或带状物具有大小范围从纳米级到微米级的晶粒。一般热变形工序包括：将磁性薄片或带状物放置到热压机中；对热压机进行加热；以及对磁性薄片或带状物进行压制以将其压实为各向异性磁体。在热变形过程中，可以产生各向异性磁体，其中所有晶粒都在一个方向上对齐。HRE烧结磁体的晶界扩散过程结合各向异性磁体的热变形并不那么有效，因为各向异性磁体的晶界非常薄。

本公开解决了与形成稀土磁性制品相关的这些和其他问题。

发明内容

在本公开的一种形式中，提供了一种用于稀土(RE)磁体的晶界扩散方法。所述方法包括：用涂覆材料涂覆RE磁体的颗粒，其中每个颗粒包括多个晶粒；以及同时对涂覆颗粒进行热处理并将其压实。

在一种形式中，同时热处理和压实的步骤包括涂覆颗粒的热变形。颗粒可以是粉末、带状物和薄片，或颗粒可以是纳米颗粒、亚微米颗粒或小微米颗粒。用于颗粒的涂覆材料可以是含有重稀土(HRE)元素的氟化物、氢化物或氧化物。

用于颗粒的涂覆材料是以下中的至少一者：重稀土(HRE)合金、HRE化合物、轻稀土(LRE)合金、LRE化合物、非磁性材料、非RE材料以及其组合。HRE合金可以包括例如Dy、Tb、Dy-Fe和Tb-Fe，并且LRE合金可以包括例如Nd-Fe、Nd-Cu和Pr-Cu。

在涂覆步骤中，可以采用各种方法，包括但不限于：化学合成、气体-粉末喷涂、溶胶-凝胶法以及其组合。涂覆步骤还可以包括将粉末与颗粒混合。另外，涂覆材料可以分散在液体中以供涂覆。

在本公开的另一种形式中，提供了一种用于稀土(RE)磁体的晶界扩散方法。所述方法包括用涂覆材料涂覆RE磁体的颗粒，其中每个颗粒包括多个晶粒。所述方法还包括同时对涂覆颗粒进行热处理并将其压实，其中热处理和压实的步骤包括涂覆颗粒的热变形。在这种形式中，颗粒可以是粉末、带状物和薄片，或颗粒可以是纳米颗粒、亚微米颗粒和小微米颗粒。涂覆步骤包括例如化学合成、气体-粉末喷涂和溶胶-凝胶法。涂覆还可以包括将粉末与颗粒混合。用于颗粒的涂覆材料可以是重稀土(HRE)合金、HRE化合物、轻稀土(LRE)合金、LRE化合物、非磁性材料、非RE材料以及其组合。