[发明专利]一种高电阻率的烧结R-Fe-B永磁体及其制备方法

说明书

本发明属于稀土永磁材料制备技术领域，尤其涉及一种高电阻率的烧结R‑Fe‑B永磁体及其制备方法。氮化碳是一种耐腐蚀二维惰性材料，可通过低温热处理其前驱体实现高效制备。本发明中，前驱体包裹的磁粉经过压型，并在热处理工序中严控烧结工艺低温区与控制多阶变速升温过程多温度的升温速率，前驱体进行缩聚反应，原位生成的氮化碳薄层可将整个磁粉晶粒完全包裹，使烧结磁体致密化。厚度可控的氮化碳层的存在可提高磁体电阻率，同时抑制主相晶粒长大和晶粒间交换耦合作用；实现降低涡流损耗的同时最大限度减小磁性能损失。本发明的工艺简单，原材料廉价易得，绿色环保。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料制备技术领域，尤其涉及一种高电阻率的烧结R-Fe-B永磁体及其制备方法。

背景技术

烧结R-Fe-B永磁体由于其优异的磁性能被广泛应用于风力发电、人工智能、新能源汽车等新兴绿色产业。但是在较高转速或多极大扭矩工作状态下，由于其交变频率很高，使磁体涡流损耗增加，引起了磁体的温升，造成磁体性能大幅下降，从而限制了磁体的应用范围。通过提高产品电阻率来改善永磁体的涡流损耗是一种最直接最有效的方法。因此如何增大磁体的电阻、减小涡流损耗就显得尤为关键。

目前已有研究通过向R-Fe-B永磁粉中混合绝缘粉末或片材来提高产品电阻率。如中国专利CN106653271B，CN104851544A中，在材料中掺杂电阻率高的硅等无机非金属粉或片材以提高材料的电阻率，制得具有较高居里温度、温度稳定性良好的磁体，但是制备过程中不能实现绝缘材料对磁粉的完整包覆，造成磁体性能均匀性差。中国专利CN101740193A中将钕铁硼磁粉和钛酸酯偶联剂、双酚A环氧树脂等混合后制备高电阻磁体，此方法中不仅存在包覆不完整的缺陷，还存在高温下有机掺杂物脱落风险、工艺要求高等不足。

此外，为实现在磁粉表面的完整包覆，获得电阻率均匀的磁体，已有研究通过在磁粉表面直接化学生成绝缘层来提高产品的电阻率。

专利CN104036898A中通过采用Ca(NO₃)₂溶液和KF溶液在Nd-Fe-B粉体表面进行直接沉淀化学合成反应生成CaF₂包覆层的粉体，经热压和热变形制备高电阻率的磁体。专利中用到Ca(NO₃)₂、KF溶液与磁粉直接接触，并利用KF的吸水性，反应过程中要保证磁粉不被氧化，实施难度较大；且反应中用到有毒化学品，不符合绿色发展要求。

专利CN104959618A将气流磨后磁粉放入管式炉中，加热条件下持续通入一定流量的氨气，使磁粉表面成分与氨气生成氮化物层,实现高包裹性、高电阻率。但该专利中实现每个NdFeB粉体与氨气接触并均匀反应形成氮化层需要的工艺,操作复杂，工业化难度较大，且很难保证NdFeB粉体全部被包裹。

此外，以上研究添加的包覆物均不能实现包覆层厚度的可控制备，不同厚度的包覆层会造成磁体密度下降，从而造成磁性能不同程度的降低。因此，通过简单工艺在完整包覆R-Fe-B磁粉的同时并对包覆层厚度的可控制备是解决以上问题的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种高电阻率的烧结R-Fe-B永磁体及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高电阻率的烧结R-Fe-B永磁体,该永磁体的晶粒表面原位具有3-400nm的氮化碳包裹层。

本发明的第二个目的在于提供上述高电阻率的烧结R-Fe-B永磁体的制备方法，将R-Fe-B合金速凝薄片经过氢化-球磨-气流磨后得粒度1-10μm的磁粉，将氮化碳前驱体分散剂在汽化或雾化状态下与磁粉混料，得到的氮化碳前驱体分散剂包覆的磁粉在磁场取向下压制得生坯，生坯经多阶变速升温热处理至磁粉晶粒表面形成氮化碳包裹层。

具体地，上述高电阻率的烧结R-Fe-B永磁体的制备方法，步骤如下：