[發明專利]稀土氫化物表面涂層處理劑、形成涂層的方法及其應用

無效

• 申請號: 201010241737.4
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101908397A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 岳明;劉衛強;楊敬山;孫浩;張東濤;張久興
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F1/08;H01F41/00;B22F1/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及一種表面涂層處理劑，尤其涉及一種稀土氫化物表面涂層處理劑和其形成表面涂層的方法，用于提高燒結NdFeB磁體所矯頑力，屬于磁性材料技術領域。

背景技術

燒結NdFeB是迄今為止磁性最強的永磁材料，廣泛的應用于電子、機電、儀表和醫療等諸多領域，是當今世界上發展最快，市場前景最好的永磁材料。目前，隨著稀土永磁電機、DVD光頭、電腦硬盤驅動器、音圈馬達、高級音響等產品設備市場的不斷擴大，NdFeB永磁的市場容量也不斷增加。目前全球燒結NdFeB永磁的年產量大約在10萬噸左右，而且還在隨著相關產業的需求不斷增長。

近年來，隨著風能發電和電動汽車等綠色環保產業的迅速發展，燒結NdFeB永磁的溫度特性再次受到廣泛的關注。目前，通過向燒結NdFeB磁體中添加較多的Dy或Tb，可以顯著提高合金的矯頑力，進而改善合金的溫度特性。盡管這是一種已經實現產業化的有效途徑，但存在著以下不足：首先，由于Dy或Tb的加入會損失磁體的飽和磁化強度，從而造成磁體剩磁和磁能積的下降。其次，由于Dy和Tb資源稀缺，價格遠高于Nd元素，因此會造成合金原料成本的大幅提高。

對此，本發明人在前期發明出一種通過向NdFeB粉末中摻雜重稀土氫化物納米顆粒來提高燒結NdFeB磁體磁性能的的方法，并申請國家發明專利(目前該專利已經公開，申請號200810227680.5)。隨后，我們對采用上述方法制備高矯頑力燒結NdFeB磁體的工藝過程和磁體結構進行了詳細的研究。其中，我們發現氫化物納米顆粒具有良好的擴散特性。可以在一定溫度條件下從磁體表面快速擴散進入。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種用于形成稀土氫化物表面涂層的處理劑及其形成涂層的方法，可以在磁體表面形成涂層，燒結后改善磁體如燒結NdFeB磁體的磁性能；本發明的另一目的是將其應用于磁體表面并通過對涂層磁體熱處理改善其磁性能的方法。

本發明的稀土氫化物表面涂層處理劑，主要是用于形成稀土氫化物表面涂層的處理劑，其特征在于，稀土氫化物表面涂層處理劑為將稀土氫化物均勻分散在甲醇或乙醇溶劑中形成的膠體溶液，稀土氫化物包括Pr、Nd、Tb、Dy、Ho氫化物中的至少一種，稀土氫化物的平均顆粒直徑的范圍是在10-100納米之間，溶液的濃度是0.1-2.0g/ml，即每毫升溶劑中稀土氫化物的的添加量在0.1-2.0g之間，形成用于稀土氫化物表面涂層的處理劑。

本發明的在金屬磁體的表面上形成稀土氫化物表面涂層的方法，將平均顆粒直徑范圍在10-100納米的稀土氫化物分散在甲醇或乙醇溶劑中形成膠體溶液，濃度是0.1-2.0g/ml，制備成稀土氫化物表面涂層的處理劑；將處理劑置入玻璃器皿(如燒杯)中，然后將磁體如燒結NdFeB塊狀浸入溶液中；將含有磁體的處理劑進行超聲處理，以確保處理劑中的稀土氫化物能夠均勻的涂敷在磁體表面，形成厚度均勻的表面涂層；隨后，將形成稀土氫化物表面涂層的磁體從溶液中取出，采用風干的方式使磁體表面涂層中的溶劑(甲醇或乙醇)揮發。

利用本發明的稀土氫化物表面涂層處理劑應用于磁體表面改善其磁性能的方法：將磁體如燒結NdFeB塊狀浸入稀土氫化物表面涂層處理劑中；將含有磁體的處理劑進行超聲處理，以確保處理劑中的稀土氫化物能夠均勻的涂敷在磁體表面，形成厚度均勻的表面涂層；隨后，將形成稀土氫化物表面涂層的磁體從溶液中取出，采用風干的方式使磁體表面涂層中的溶劑(甲醇或乙醇)揮發。將風干后的磁體置于真空熱處理爐中，在550℃-950℃的溫度范圍內，進行0.5-2小時的熱處理，由此獲得處理后的高性能磁體。

本發明中所涉及的磁體為任何含稀土的材料的磁體如燒結NdFeB磁體。

采用本發明的稀土氫化物表面涂層的處理劑和方法，可以在塊狀金屬磁體的表面上添加包含稀土氫化物的表面涂層，通過對表面上已經形成稀土氫化物表面涂層的磁體在550℃-950℃的溫度下進行熱處理，可以顯著改善磁體的磁性能，特別是磁體的矯頑力。本發明的處理劑由于所含有的稀土氫化物顆粒的平均粒徑為納米級，因此可以有效、快速的擴散到磁體內部，而且擴散距離大。最終在磁體晶粒邊界形成稀土邊界層，大幅提高磁體的矯頑力，同時對磁體的其它磁性能參量如剩磁、磁能積沒有明顯的負面影響。

具體實施方式

以下各個實施例為采用不同成分的用于形成稀土氫化物表面涂層的處理劑，經表面涂層處理和隨后的熱處理后磁體的磁性能參量。為了方便對比，磁體在處理前的原始磁性能也一并給出(見表1)。

實施例1