[发明专利]一种适用于高温高压纯氢气环境的钐钴永磁体的制备方法

说明书

本发明涉及永磁材料领域，公开了一种适用于高温高压纯氢气环境的钐钴永磁体的制备方法，包括：（1）熔炼；（2）破碎处理，气流磨；（3）磁场取向成型，冷等静压；（4）烧结、固溶、时效处理体；（5）对钐钴磁体表面清洁处理，在钐钴磁体表面依次镀基体镀层、AlCrZnN镀层和DyNiAl镀层。本发明采用磁控溅射法在钐钴永磁表面制备的镀层结合性及致密性好，具有优秀的耐氢性能和耐高温性能，保证了钐钴永磁材料在高温高压纯氢气环境下的使用。

技术领域

本发明涉及永磁材料领域，尤其涉及一种适用于高温高压纯氢气环境的钐钴永磁体的制备方法。

背景技术

与烧结钕铁硼相比，烧结钐钴不仅具有优良的磁性能，而且具有耐腐蚀耐高温和良好的高温稳定性。世界范围的钐钴永磁材料的研发力度始终不断增加，中国的钐钴永磁材料研究水平也在逐年提高。钐钴永磁材料在需要高使用温度和高温稳定等特定场合发挥了不可替代的作用，如航空航天所用电机及发电机，部分尖端应用如行波管(空间探索及卫星通信)以及飞行器的惯性装置(重力传感器和陀螺仪)。

将钐钴永磁材料应用于氢能源电机中，其特殊的使用环境要求钐钴永磁材料具有较好的高温稳定性及在氢气环境磁性能不会发生减退，若在使用过程中发生磁性能减退的现象，会对氢能源电机的使用寿命和安全造成巨大的影响，如何预防这种现象的发生成为当前研究的重点。但现有的钐钴永磁材料在接触到氢气的情况下，氢原子会沿晶界进入钐钴永磁材料，导致钐钴永磁材料粉化，磁性能发生减退现象，最终导致氢能源电机失效。因此，如何提高钐钴永磁材料在高温高压纯氢气环境下的磁性能的稳定成为重点。

目前，在磁性材料耐氢领域相关技术较少，对如何预防氢原子进入磁性材料内部导致磁性材料粉化，磁性能发生减退的现象对应解决方法较少；如申请人为南京安德海睿智能科技有限公司、申请号为20201011472.7的专利公开了一种具有耐氢性能的稀土永磁体及其制备方法，其提出在氮气气氛下对永磁体毛坯进行热处理，热处理结束后将稀土永磁体浸入含铈的水基硅烷溶剂中进行封闭处理，封闭完成后进行固化处理从而在稀土永磁体表面形成一层膜来提高稀土永磁材料的耐氢性能。

然而上述方案的缺点在于热处理结束后将稀土永磁体浸入含铈的水基硅烷溶剂中进行封闭处理，在这个过程中稀土永磁体表面的溶剂会发生流动现象导致表面的溶剂分布不均匀，溶剂的分布不均匀导致后续固化处理后稀土永磁体表面的膜厚度分布不一致，部分区域耐氢性能较差，材料的一致性较差，对材料的使用寿命和安全性造成影响。

发明内容

为了克服钐钴永磁材料在氢气环境下会发生失效的问题，尤其是针对钐钴永磁材料在高温高压纯氢气环境下发生粉化现象造成材料无法使用的问题，本发明提供了一种适用于高温高压纯氢气环境下钐钴永磁材料及其制备方法。

本发明的具体技术方案为：一种适用于高温高压纯氢气环境的钐钴永磁体的制备方法，包含以下步骤：

(1)按元素配比配料后将原料在惰性环境下熔炼得到合金铸锭或铸片。

(2)将所得铸锭或铸片破碎处理，随后在惰性环境下经气流磨制得钐钴粉体。

(3)将所得钐钴粉体在惰性环境及磁场中取向成型，然后冷等静压，得到钐钴磁体生坯。

(4)将钐钴磁体生坯在惰性环境下烧结及固溶处理，得到烧结钐钴磁体毛坯，随后在惰性环境下时效处理得到钐钴磁体。

(5)对钐钴磁体表面清洁处理，采用磁控溅射镀膜设备在钐钴磁体表面依次镀含Ni、Cu和NiCu合金中的一种或多种的基体镀层、AlCrZnN镀层和DyNiAl镀层。