[发明专利]高电阻率钕铁硼永磁合金及其制备方法

说明书

本发明属于永磁材料的制备领域，特别涉及一种高电阻率钕铁硼稀土合金及其制备方法，其中该钕铁硼稀土合金的微观结构为钕铁硼基体均匀地被高电阻率绝缘材料分隔为不同的单元，由钕铁硼纳米晶合金粉末及其表面包覆的纳米无机绝缘材料层组成，所述纳米无机绝缘材料为AlN、SiN、ZrN、SiC，其重量为钕铁硼重量的1～5％；所述钕铁硼纳米晶合金粉末的粒径为0.1‑0.3mm，绝缘包覆材料的粒径为1‑100nm。本发明的方法可以大幅度减少绝缘材料的用量，提高绝缘材料在基体中的分布均匀性，因此提高其绝缘效果。

技术领域

本发明属于永磁材料的制备领域，特别涉及一种高电阻率钕铁硼永磁合金及其制备方法。

背景技术

钕铁硼稀土永磁体具有高磁能积、低价格和良好的加工性能，在永磁电动机中获得了广泛应用。但其缺点是电导率较高、居里温度低、矫顽力温度系数的绝对值高，Nd₂Fe₁₄B的居里温度仅312℃，H_ci的反转温度系数β则达到-0.55～-0.6％/℃。在永磁电机服役过程中产生涡流损耗，温度升高，引起热退磁。热退磁是不可逆退磁，即不可再充磁，不能确保原有的磁通量。普通高磁能积(BH)_max、低矫顽力H_ci的Nd-Fe-B磁体仅能在低于70℃的温度下工作，其服役稳定性差。因此，必须从根本上解决电机用烧结钕铁硼永磁体的热退磁问题，提高其服役稳定性。

目前，提高钕铁硼磁体服役稳定性的方法主要包括以下几个方面：(1)通过电机转子设计，如分割磁体单元来减少涡流损耗，但是，当用金属外壳保护磁体时，此方法变的不太有效。此外，该方法制造成本较高，经济性较差。(2)采用部分Co替代Fe的磁体可以提高Nd₂Fe₁₄B的居里温度，但不能提高最高工作温度，因为Co对各向异性场不利。(3)提高H_ci的反转温度系数β，传统方法是通过Dy替代Nd提高其室温内禀矫顽力H_ci，但是Dy的磁矩与Fe和Nd的磁矩是反向平行的，这种Nd-Dy-Fe-B磁体的饱和磁化强度M_s和最大磁能积(BH)_max不是很高。目前，典型烧结Nd-Dy-Fe-B磁体的最高工作温度为200-230℃。(4)用绝缘高分子材料制备粘结钕铁硼磁体，提高其电阻率，减小涡流损耗，但是它们的工作温度受到高分子材料软化温度低的限制，同时由于高分子材料的磁稀释效应使其最大磁能积比同类烧结磁体低好几倍。(5)通过高能球磨将无机绝缘材料包覆于磁粉表面，该技术中高能球磨过程中，对磁粉的磁性能具有较大损伤，并且，所制备的磁体的微观组织均匀性较差，磁体的电阻率提升会受到限制。

综上所述，高电阻率钕铁硼复合磁体的制备关键技术问题仍然没有很好解决。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种高电阻率钕铁硼永磁合金及其制备方法，可以获得绝缘材料均匀包覆于钕铁硼颗粒表面的、微观组织高度均匀一致的、高电阻率高磁性能钕铁硼磁体。

本发明的原理在于：将高熔点、绝缘无机材料的纳米粉体分散于聚乙烯醇水溶液中，获得绝缘粘结剂；将钕铁硼磁粉加入绝缘粘结剂中，搅拌均匀，真空干燥，加入热压模具，真空脱脂热压，获得各向同性磁体，进行热变形成型，获得各向异性磁体。该磁体与传统的颗粒结构的高分子粘结磁体不同，聚乙烯醇粘结剂已于热压前真空脱除，绝缘材料均匀分布于钕铁硼原始颗粒之间，均匀性好，电阻率高，磁性能优异。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高电阻率钕铁硼永磁合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将纳米无机绝缘材料加入到一定浓度的聚乙烯醇水溶液中，使其均匀分散，获得含有1-1.5mol/L纳米无机绝缘材料的绝缘粘结剂；其中，所述纳米无机绝缘材料为AlN、SiN、ZrN、SiC中的至少一种；