[发明专利]一种高性能改性SmFeN磁粉和永磁体的制备方法

说明书

本发明提供了一种高性能改性SmFeN磁粉的制备方法，该方法通过使用抗氧化剂、偶联剂对SmFeN粉体进行表面改性处理，使其抗氧化性能、与基体的粘结性能显著提高。将该方法制备得到的改性SmFeN磁粉与PA12基体进行混炼造粒、注塑成型，即可得到高性能SmFeN永磁体，其具有较高的磁性能、抗氧化性能、流动性和力学性能，易于注塑成型，能够满足较苛刻的使用环境的要求，而且制备工艺简单，对设备要求不高，成本较低，便于实现工业化大生产以满足市场的需求。

技术领域

本发明属于粘结磁性材料技术领域，涉及一种高性能改性SmFeN磁粉和永磁体的制备方法。

背景技术

市场应用促进领域发展，高性能磁性材料在汽车工业、风力发电、移动通讯等领域的应用程度越来越大，现在全球对高性能稀土永磁材料的研发和产业化竞争也越发强烈。NdFeB稀土永磁材料是到目前为止综合性能最好的永磁材料。但是，NdFeB永磁有两大弊端：其一，由居里温度低所导致的磁性能温度稳定性差；其二，由相间电极电位不同所导致的抗腐蚀性能差。NdFeB永磁的这两大缺点限制了其在相应领域的应用。而与NdFeB相比，SmFeN稀土永磁的饱和磁化强度M_s为1.54T，与NdFeB的1.6T相当；居里温度T_c可达470℃，远高于NdFeB的310℃；各向异性场H_a为14T，也远高于NdFeB的8T。另外，NdFeB永磁材料经过多年的大量开发使用不仅使其地壳储量大为减少，而且价格也明显上涨。其次，稀土矿物资源在自然界中往往都是共存的，在大量开发Nd资源的同时闲置了很多Sm资源，而且稀土资源是不可再生的，这样就造成了稀土资源的严重浪费，而对SmFeN永磁材料的开发则可以提高稀土资源的综合利用率。再者，粘结SmFeN永磁材料具有优良的成型工艺性，易于加工成形状复杂的零部件且尺寸精度高。SmFeN所具有的上述优势无疑使之成为替代NdFeB的优选，极大地促进了世界各国的相关科研单位和生产企业对这一新型稀土永磁材料的资金投入和开发力度。

虽然在粒径等其它条件相同的情况下，SmFeN磁粉的抗氧化性能、耐腐蚀性以及温度稳定性能均高于NdFeB，但是为了发挥出SmFeN优良的磁性能，用于制备高性能磁体的SmFeN磁粉粒径须要接近其单畴尺寸(0.3μm)，但随着磁粉粒径的不断减小，其抗氧化性能也大大降低，从而导致磁性能大幅降低。所以，为了制备高性能的SmFeN磁体并推动其产业化发展，当前最需要解决的就是改善SmFeN磁粉的抗氧化性能。国内外的大多数企业开发出的SmFeN永磁体也正因为抗氧化性能较差而使得产品的磁性能明显降低。纵观全球，目前，日本住友公司在高性能SmFeN永磁材料的开发和工业化生产方面做得最好，但其采用的是还原扩散法等系列制备工艺方法，设备费用投入高，工艺复杂，产品价格也相对高。

基于此，本申请对SmFeN粉体采用特殊的表面改性工艺和后续配套的挤出造粒、注塑工艺，有效改善了SmFeN磁体的抗氧化性能，从而显著提高了其磁性能，而且制备工艺简单，对设备要求不高，成本较低，便于实现工业化大生产以满足市场的需求。

发明内容

针对现有制备技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高性能改性SmFeN磁粉和永磁体的制备方法。

本发明采用如下技术方案：一种高性能改性SmFeN磁粉的制备方法，该方法为：向粒径为1-10μm的SmFeN磁粉溶液中加入乙二醇，混合均匀后，加入钛酸四丁酯并混合均匀，之后在真空状态下50-60℃保温2-3h，而后在真空状态下80-90℃烘干；其中，钛酸四丁酯的质量占SmFeN粉体质量的0.5-1.5％，乙二醇的质量占钛酸四丁酯质量的1-1.5％。

优选地，所使用的SmFeN原粉为平均粒径在1-10μm范围内的各向异性Sm₂Fe₁₇N₃。

一种高性能SmFeN永磁体的制备方法，将上述方法制备得到的改性SmFeN磁粉与基体混合，混炼造粒；然后采用注塑机注塑成型。