[发明专利]烧结钕铁硼永磁体的晶界扩散方法

说明书

本发明公开了一种烧结钕铁硼永磁体的晶界扩散方法。该晶界扩散方法包括如下步骤：以可加工的耐火材料作为料架，按照重稀土粉末‑烧结钕铁硼永磁体薄片‑重稀土粉末的三层叠加方式将烧结钕铁硼永磁体薄片埋覆于重稀土粉末中，并置于所述料架内，形成待扩散磁体。本发明的方法能够降低晶界扩散工艺复杂性。

技术领域

本发明涉及一种烧结钕铁硼永磁体的晶界扩散方法。

背景技术

以Nd₂Fe₁₄B为主要成分的钕铁硼(NdFeB)永磁材料具有较高的剩磁、矫顽力和最大磁能积，综合磁性能优良，广泛应用在风力发电、新能源汽车、变频家电、节能电梯等领域。

钕铁硼磁体的居里温度点低，温度稳定性差，不能满足许多新应用领域高工作温度(200℃)的要求。目前，主要通过添加重稀土元素镝、铽，过渡族元素钴、铌、钼或镓等方法来提高矫顽力和居里温度，从而提高磁体工作温度。对于传统的熔炼工艺，重稀土元素的添加在提高矫顽力的同时，会与铁形成反铁磁耦合，从而降低剩磁和磁能积。

近年来，晶界扩散重稀土得到了广泛研究。通过热处理工艺使烧结钕铁硼磁体表面附着的重稀土元素沿熔融的晶界扩散至烧结钕铁硼磁体内部，这样可以使重稀土集中分布在烧结钕铁硼磁体晶界附近，提高磁体的矫顽力，而剩磁和磁能积降低较少。

现有的晶界扩散工艺包括物理气相沉积(PVD)技术，表面震荡涂覆技术，磁控溅射技术和电泳涂覆技术。上述技术进行重稀土表面附着过程都需要额外的大型涂覆专用设备，增了工艺复杂性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种烧结钕铁硼永磁体的晶界扩散方法，能够降低晶界扩散工艺复杂性。本发明采用如下技术方案实现上述目的。

本发明提供一种烧结钕铁硼永磁体的晶界扩散方法，其包括如下步骤：以可加工的耐火材料作为料架，按照重稀土粉末-烧结钕铁硼永磁体薄片-重稀土粉末的三层叠加方式将烧结钕铁硼永磁体薄片埋覆于重稀土粉末中，并置于所述料架内，形成待扩散磁体。上述晶界扩散方法，能够降低晶界扩散工艺复杂性。

在本发明中，烧结钕铁硼永磁体是主要由稀土元素Nd与铁、硼组成的金属间化合物。Fe表示铁元素。B表示硼元素。重稀土粉末中重稀土元素可以为钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)等元素。料架的形状没有限制，只要满足烧结钕铁硼永磁体的重稀土的顺利扩散即可。重稀土粉末的平均粒径可以为1～15微米，优选为2～10微米，更优选为2～6微米。可以采用本领域内所熟知的破碎装置例如盘磨机、球磨机等将重稀土粉末破碎成上述粒径大小。使用破碎装置时可以使用石油醚或者无水乙醇等不与重稀土粉末发生反应的有机溶剂作为保护剂。重稀土粉末破碎后，可以将重稀土粉末收集到封装带中，将其真空封装或放入惰性气体保护仓。

根据本发明的晶界扩散方法，优选地，还包括料架的制备步骤：在可加工的耐火材料表面挖一个或多个凹槽型模腔。凹槽型模腔的形状并不限制，可以为任意形状；优选为圆形凹槽。凹槽型模腔的设置，可以稳固地固定磁体，有利于控制重稀土粉末的涂覆厚度的一致性。此外，凹槽型模腔也有利于晶界扩散后残余的重稀土粉末的回收利用。圆形凹槽可以更稳固地固定磁体，更好地控制重稀土粉末在烧结钕铁硼永磁体中的涂覆厚度的一致性，从而提高矫顽力，剩磁和磁能积变化较小。