[發(fā)明專利]一種無液相條件下高性能各向異性釹鐵硼磁體的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710078619.8
• 申請(qǐng)日: 2017-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN108428542B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜娟;王鳳青;張中佳;劉平;張雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號(hào): H01F41/02
• 分類號(hào): H01F41/02;H01F1/057;B22F3/14;B22F3/24
• 代理公司: 寧波元為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33291
• 代理人: 單英

本發(fā)明提供了一種無液相條件下高性能各向異性釹鐵硼磁體的制備方法。該方法將納米晶釹鐵硼粉末經(jīng)熱壓處理得到各向同性磁體，再將各向同性磁體在無液相存在的條件下進(jìn)行低速熱變形或者蠕變熱變形處理，制備各向異性釹鐵硼磁體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：利用低速與蠕變變形促進(jìn)晶界擴(kuò)散和晶界蠕變、進(jìn)而提升變形過程中晶界在壓力作用下的定向演變，克服了現(xiàn)有技術(shù)在無液相條件下釹鐵硼磁體織構(gòu)難以形成或織構(gòu)較弱的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了無液相條件下釹鐵硼磁體織構(gòu)、剩磁、磁能積的同步提高，從而在無液相條件下獲得了高性能各向異性釹鐵硼磁體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磁性材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無液相條件下高性能各向異性釹鐵硼磁體的制備方法。

背景技術(shù)

釹鐵硼永磁體作為目前性能最高的稀土永磁材料，在航空航天、交通運(yùn)輸、國(guó)防軍事、醫(yī)療器械、計(jì)算機(jī)、電子通訊等各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，已成為發(fā)展高新技術(shù)、新興產(chǎn)業(yè)和社會(huì)進(jìn)步的重要基礎(chǔ)。特別是稀土永磁電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電、新能源汽車、節(jié)能電梯、節(jié)能空調(diào)等節(jié)能和新能源領(lǐng)域迅速發(fā)展，給稀土永磁材料提供了龐大的應(yīng)用市場(chǎng)。

提高磁體取向織構(gòu)是提高磁體剩磁和磁能積的有效方法。熱壓熱變形技術(shù)是實(shí)現(xiàn)磁體取向織構(gòu)化的重要途徑之一，其制備過程主要分為兩個(gè)階段：(1)熱壓階段，是將釹鐵硼永磁粉體在一定的溫度和壓力下壓制為各向同性磁體，實(shí)現(xiàn)粉體預(yù)成型；(2)熱變形階段，是將熱壓過程得到的預(yù)成型體在一定溫度下進(jìn)一步變形成為所需塊體，在熱變形過程中，出現(xiàn)晶粒的變形、擇優(yōu)取向而實(shí)現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)織構(gòu)化，即得到各向異性磁體。

現(xiàn)有的釹鐵硼熱壓熱變形技術(shù)多在快速變形條件下完成，變形速率常為1×10^-3s^-1～2×10^-1s^-1，這種技術(shù)導(dǎo)致僅在外來擴(kuò)散相熔化或磁體自身組分出現(xiàn)部分熔化的液相存在的變形條件下，經(jīng)熱變形技術(shù)獲得的釹鐵硼磁體才呈現(xiàn)明顯織構(gòu)，而對(duì)于無液相的情況，織構(gòu)則難以形成或者織構(gòu)很弱。這種無液相條件織構(gòu)難以增強(qiáng)的技術(shù)現(xiàn)狀，成為限制新一代超高性能永磁材料實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)上述的技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種無液相條件下高性能各向異性釹鐵硼磁體的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)探索，利用低速變形與蠕變變形促進(jìn)晶界擴(kuò)散和晶界蠕變，進(jìn)而提升變形過程中晶界在壓力作用下的定向演變，實(shí)現(xiàn)無液相條件下釹鐵硼磁體織構(gòu)和剩磁的提高。

即，本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種無液相條件下高性能各向異性釹鐵硼磁體的制備方法，采用熱壓熱變形法，包括兩個(gè)步驟：①將納米晶釹鐵硼粉末經(jīng)熱壓處理得到各向同性磁體；②將各向同性磁體在無液相存在的變形條件下進(jìn)行低速熱變形或蠕變熱變形，制備各向異性磁體。

本發(fā)明中所述的變形速率是指沿著壓力方向，在單位時(shí)間內(nèi)的變形率，其計(jì)算方法為變形速率＝ΔH/H₀/Δt，其中，H₀指代沿著壓力方向的初始高度，ΔH指代沿著壓力方向變形Δt時(shí)間的變形高度。

所述的釹鐵硼粉末是以金屬間化合物Re₂Fe₁₄B為基礎(chǔ)的納米晶快淬磁粉或球磨磁粉，主要成分為稀土元素釹(Nd)、鐵(Fe)、硼(B)，為了獲得不同性能部分釹可用鏑(Dy)、鐠(Pr)等其他稀土金屬替代。

所述的納米晶釹鐵硼粉末可以是完全晶態(tài)，也可以包含部分非晶態(tài)，磁粉晶粒優(yōu)選小于100nm。

所述的步驟②中，無液相存在的變形條件是指在變形過程中通過溫度控制、擴(kuò)散相控制，以及包套條件、潤(rùn)滑條件、墊片條件等的控制，實(shí)現(xiàn)在變形過程中保證磁體中任何組分都不熔化，以及沒有液相滲入磁體。

作為優(yōu)選，所述的步驟①的制備過程如下：