[發明專利]晶界添加氧化物或氮化物提高釹鐵硼永磁材料性能的方法

無效

• 申請號: 200710037888.6
• 申請日: 2007-03-08
• 公開（公告）號: CN101055779A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 莫文劍;張瀾庭;劉瓊珍;單愛黨;曹力軍;吳建生
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02;C22C1/04;B22F3/10
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;張宗明

技術領域

本發明涉及的是一種稀土材料技術領域的方法，尤其是一種提高釹鐵硼永磁材料磁性能、熱穩定性和耐蝕性的晶界添加氧化物或氮化物提高釹鐵硼永磁材料性能的方法。

背景技術

燒結釹鐵硼磁體具有很高的剩磁、矯頑力和最大磁能積，自問世以來，在國防、家用電器、醫療機械、電子信息和汽車工業等諸多領域獲得了廣泛的應用，特別是近年來在計算機、電子通訊等設備的普及和低能耗汽車用電機的高速發展，使其應用前景更加廣闊。但是釹鐵硼永磁材料較低的熱穩定和抗腐蝕性大大降低了使用過程中磁性能，并限制了其使用環境。

釹鐵硼磁體主要由Nd₂Fe₁₄B主相、富Nd相和少量富B相組成，其中Nd₂Fe₁₄B相為鐵磁性相，其它為順磁性相。由于鐵磁性相較低的居里溫度(310℃)導致了整個磁體在相對較低的溫度時磁性能開始快速下降。描述磁體熱穩定性的參數主要有：總損失(h_T)，可逆損失(h_rev)，不可逆損失(h_irr)以及可逆溫度系數(包括磁感溫度系數α和矯頑力溫度系數β)。實際的工業化生產中常使用磁體的最高工作溫度來作為衡量磁體的溫度穩定性的標準。從目前提高釹鐵硼磁體熱穩定的途徑來看，主要通過提高磁體的居里溫度和矯頑力來入手。

經對現有技術的文獻檢索發現，周壽增等人在《超強永磁體一稀土鐵系永磁材料》(冶金工業出版社，2004年第266頁)一書中對提高釹鐵硼永磁材料溫度穩定性的方法進行了研究和概述，該文提出適量添加Co元素可顯著提高合金的居里溫度和熱穩定性。其不足在于，雖然含Co的磁體熱穩定得到提高，但是在晶界富集形成的Nd-(FeCo)₂軟磁性相，導致磁體矯頑力快速降低。并且，Co元素作為一種國家戰略資源，其使用量受到控制。

釹鐵硼永磁材料在使用過程中主要以在潮濕或存在腐蝕介質的環境中發生電化學腐蝕最為嚴重。其腐蝕原動力在于主相與富Nd相、富B相之間的化學電動勢差。富Nd晶界相的電極電位位為-0.65V，在原電池中成為陽極，而主相電極電位為-0.515V，成為原電池的陰極。因此，盡量減少不同相之間的腐蝕電位差，就可以避免或者減弱晶間腐蝕，降低腐蝕電流密度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種提高釹鐵硼永磁材料磁性能、熱穩定性和耐蝕性的方法。使其成本低，用量小、且無污染，并實現了提高磁體綜合性能的目的。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括如下步驟：

(1)采用鑄錠工藝制成釹鐵硼鑄錠合金或用速凝薄片工藝制成釹鐵硼合金速凝薄片；

所述的釹鐵硼鑄錠合金，化學式為Nd_aFe_100-a-b-cB_bM_c，原子百分比：13≤a≤24，5.5≤b≤7，0≤c≤7；M為Dy、Tb、Co、Ga、Al、Cu元素中一種或幾種。

(2)將釹鐵硼鑄錠合金先進行粗破碎，氣流磨制成粉末；

所述的粗破碎，是指通過中破碎機中破碎至80～100目；所述的氣流磨制成粉末，是指通過氣流磨制成平均顆粒直徑為4～5μm的粉末。

(3)加入氧化物或氮化物粉末均勻混合；

所述的氧化物，是指粒徑低于1μm，經分散處理的氧化鋅、氧化鈣、氧化鉻、氧化錳、氧化鋯、氧化硅粉末中的一種；

所述的氮化物，是指粒徑低于1μm，經分散處理氮化鈦、氮化鋁、氮化釩、氮化鈮、氮化釹、氮化鏑、氮化鋱粉末中的一種；

所述的氧化物或氮化物粉末質量占NdFeB粉末的0.1～5％；

所述的均勻混合，是指采用球磨混粉的方式，氧化物或氮化物粉末在石油醚介質中進行20～90min的均勻混合。

(4)均勻混合后的混合粉末在磁場取向壓制成型，取向壓制后再將坯件進行冷等靜壓，以提高坯體密度；

所述的在磁場取向壓制成型，磁場強度為1.5～2.0T；所述的等靜壓，壓力為150～250MPa。

(5)將坯件放入高真空燒結爐內，燒結并回火制成磁體。

所述的燒結，燒結溫度為：1040～1140℃；燒結時間為：1～4h。

所述的回火，是指：燒結后再經過900℃和560℃兩次回火；回火時間2h。