[发明专利]一种钕铁硼磁体用合金复合晶界扩散剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种钕铁硼磁体用合金复合晶界扩散剂及其制备方法与应用。所述合金复合晶界扩散剂，由含重稀土粉末与不含重稀土的低熔点合金粉末按照质量比(1.11～3.63)：1复合后，再与有机粘结剂混合得到。本发明通过将复合扩散剂涂敷于钕铁硼磁体表面并进行扩散热处理，获得的磁体综合磁性能比经单合金扩散磁体的更好，特别表现在矫顽力和方形度上，实现低温、短时的扩散热处理条件下制备出高矫顽力高磁能积的烧结磁体与纳米晶磁体。

技术领域

本发明属于钕铁硼永磁体制备技术领域，具体涉及一种钕铁硼磁体用合金复合晶界扩散剂及其制备方法与应用。

背景技术

钕铁硼稀土永磁材料因拥有优异的磁性能在新能源和智能通讯等领域已取得了广泛的应用。在钕铁硼永磁电机的服役过程中，钕铁硼磁体需要在200℃下稳定工作，这要求钕铁硼磁体同时拥有高矫顽力和高磁能积。而主相Nd₂Fe₁₄B的居里温度低(312℃)，高温工况下极容易退磁。这个问题可以通过晶界扩散工艺对磁体组织进行调控优化。晶界扩散是通过扩散热处理将扩散剂从磁体表面沿晶界进入磁体内部，以提高钕铁硼磁体矫顽力的方法。目前，通过晶界扩散不但能引入Tb、Dy提高主相晶粒表面的各向异性场，也可以引入Pr、Nd等轻稀土元素进行晶界相调控，大幅度提高矫顽力。

最近有报道表明，通过扩散如Nd-Dy-Cu、Pr-Tb-Cu和Pr-Tb-Al-Cu等含重稀土的低熔点合金能很好地提升磁体矫顽力。相对于其他扩散剂(如氟化物与氧化物)，低熔点合金扩散效果更好，对于厚磁体(厚度8mm)和纳米晶磁体的效果尤为显著。然而，目前多组元合金扩散剂工业化程度不高。主要原因在于，多组元合金的成分配比对矫顽力提升的敏感度大，不同成分的磁体对多组元合金扩散剂的成分要求亦有所不同，导致产品性能难以稳定。同时，合金扩散过程中重稀土元素容易偏聚于磁体表面，限制了其扩散深度，导致其不能被有效利用。

另一方面，纳米晶磁体如热压与热变形磁体的组织结构对温度敏感性高，在高温下长时间停留使得纳米晶长大，导致磁性能急剧下降。含重稀土的合金扩散源(如氟化物与氧化物)一般熔点较高，在低温的热处理条件下扩散效率较低，效果较差。目前可通过不含重稀土的低熔点合金如Nd-Cu和Pr-Cu的扩散有效地提高热变形磁体的矫顽力，但由于大量非磁性相的大量引入，磁体剩磁与磁能积下降幅度较大。如何在低温、短时的扩散热处理条件下有效地提高纳米晶磁体的矫顽力，同时保证较高的剩磁和磁能积是现在有待攻克的技术难点。

因此，业内急需一种简单、高效、低成本的低熔点合金扩散方法，稳定制备出高矫顽力高磁能积的商用钕铁硼磁体。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种钕铁硼磁体用合金复合晶界扩散剂。

本发明的另一目的在于提供上述一种钕铁硼磁体用合金复合晶界扩散剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述一种钕铁硼磁体用合金复合晶界扩散剂在改善钕铁硼磁体中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种钕铁硼磁体用合金复合晶界扩散剂，由含重稀土粉末与不含重稀土的低熔点合金粉末按照质量比(1.11～3.63)：1复合后，再与有机粘结剂混合得到。

优选地，所述含重稀土粉末与不含重稀土的低熔点合金粉末复合后粉末总质量与有机粘结剂质量比为(0.6～1)：1。

优选地，所述含重稀土粉末为Dy、Tb和合金HRE-M粉末中的至少一种，其中HRE为Dy和Tb中的至少一种，M为Al、Cu、Ni、Co、Mg和Zn中的至少一种。