[发明专利]具有绝缘性能的稀土永磁材料

说明书

本发明所涉及的是稀土永磁材料领域。特别适用于制备具有较高绝缘性的绝缘稀土永磁材料。

目前在现有技术中，人们对永磁材料的使用一般均不考虑该材料的绝缘性能。但稀土永磁材料被使用在需要绝缘的环境中，其所采用的解决方法也仅是对永磁体表面镀层绝缘材料，例如日本专利公报特开平8-279407号中所介绍了一种多磁极电绝缘R-Fe-B永磁体。这种磁体的制备方法与传统生产方法相同，即将R-Fe-B合金铸锭破碎制粉，压制成型，烧结，热处理后获得稀土永磁体，然后采用真空蒸镀的方法，在每块磁体表面镀有2-10μm的聚酰亚氨的树脂薄膜层，该镀膜层具有电绝缘性。这类稀土永磁体只是在磁体的表面镀有很薄的绝缘材料，在较高频的交变磁场下使用，因磁体产生涡流自身发热而导致磁性能的严重损失。热量过高，镀膜层被破坏而使磁体丧失绝缘特性。所以这种绝缘磁体的使用具有很大的局限性。

众所周知，金属物体在交变的高频电场下会产生涡流而发热，金属永磁体也不例外，作为稀土永磁材料在较高频率交变的磁场中也将产生感应电动势。对于较大尺寸的金属物体，其电阻相对较小，此时由电动势所产生的感应电流将会很大。这种感应电流的流线呈闭合旋涡状，即涡流。涡流不像导线中的电流那样被输送出去，而只能是使物体本身发热，造成能量的损耗。因此大尺寸的稀土永磁体在较高频率交变的磁场下使用，同样会产生涡流和发热。由于稀土永磁材料的磁性能与温度有很强的依赖关系，即随的温度升高磁体本身的磁性能降低，因此稀土永磁体若产生的涡流过大，磁体则会剧烈的发热，导致磁体大幅度的退磁。要解决稀土永磁体在较高频率交变的磁场下使用而不发热，保证永磁体磁性能不受损失的解决办法，是将稀土永磁体本身制备成具有很好绝缘性的稀土永磁绝缘体。

本发明的目的是提出一种永磁体本身具有绝缘性质的和使用范围宽的绝缘稀土永磁材料。

本发明所提出的绝缘稀土永磁材料是由稀土永磁合金粉末与粘结剂、绝缘添加剂组合而成，其特征在于组成绝缘稀土永磁材料的成份为(重量％)：环氧树脂为1-10％；环氧聚酯漆(EIU)为0.5-10％；聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为0-10％；硅烷偶联剂(KH)为0-8％；其余为稀土永磁合金粉末。在本发明的绝缘稀土永磁材料中稀土永磁合金粉的粒度应分布在10-200μm之间。环氧树脂作为粘结剂。聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、硅烷偶联剂(KH)、环氧聚酯漆(EIV)均为市场所售，在本发明的材料中是作为绝缘添加剂。本发明的其它特征是：该稀土永磁合金粉末是钐钴系的永磁粉。或是钕铁硼系的永磁粉。在该绝缘稀土永磁材料的成份中，环氧树脂的加入量为2-6％。环氧聚酯漆的加入量为3-8％。聚乙烯醇缩丁酯的加入量为3-8％。硅烷偶联剂的加入量为3-6％。这样才能保证该材料具有良好的绝缘性。在本发明的绝缘稀土永磁材料中，稀土合金永磁粉末可以是钐钴系永磁粉末，例如，SmCo₅、Sm₂Co₁₇等合金粉末，也可以是NdFeB系数永磁合金粉末。永磁合金粉末的粒度取决于永磁合金粉末的成份。所以稀土永磁合金粉末的粒度定为10-200μm。在本发明绝缘稀土永磁材料的成份中，环氧树脂主要是作为粘结剂使用，虽然PVB、KH和EIV也有一些粘合作用，但我们将这些材料(组份)是作为绝缘添加剂使用。在本发明材料的成份中，环氧树脂与PVB组合后再与稀土永磁合金粉末混合组成磁体时，不但起到粘结和一定的绝缘效果外，还可提高合成大块磁体时的密着性和磁块的抗冲击性。稀土永磁合金粉末的表面都属于亲水性材料，而上述的环氧树脂与PVB均属于亲油性物质，硅烷偶联剂KH组分的加入是起到偶联活化的作用，提高了稀土永磁合金粉末与粘结剂的粘结力，改善磁粉在环氧树脂中的分散性，使稀土永磁体具有良好的机械性能，同时仍具有绝缘效果。环氧聚酯漆EIU是本发明绝缘稀土永磁材料成份中主要的绝缘添加剂，它具有组份挥发物少，可使磁性粉末击穿场强度高，同时还具有一定的粘接效果，能使稀土永磁体整体绝缘性好。以上是对本发明绝缘稀土永磁材料成份的详细叙述，即每个单颗粒磁粉均包围有绝缘添加剂和粘结剂，压制成型方法将其压制成所需要的整体形状。其制备工艺是首先将稀土永磁粉末和环氧树脂粘结剂按要求配制好，再将设定量的一种，也可以两种或两种以上的绝缘添加剂一起放入溶器中充分浸润并混合均匀后进行干燥，最后按普通粘结磁体压制工艺压制成所需形状的稀土永磁绝缘磁体。