[發(fā)明專利]一種晶界原位擴(kuò)散納米級(jí)擴(kuò)散物的釹鐵硼磁體及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810898536.8
• 申請(qǐng)日: 2018-08-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109087767A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙利忠;劉先國(guó);李領(lǐng)偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F1/057
• 分類號(hào): H01F1/057;H01F41/02
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明涉及釹鐵硼磁體領(lǐng)域，尤其涉及一種晶界原位擴(kuò)散納米級(jí)擴(kuò)散物的釹鐵硼磁體及其制備方法，所述磁體在釹鐵硼磁體的晶界處摻雜有納米級(jí)的擴(kuò)散物，納米級(jí)擴(kuò)散物為納米R(shí)E_100?xM_x粉體，其中RE為稀土元素，M為金屬元素，成分比例100?x：x為原子比，擴(kuò)散物的晶粒尺寸為10～100nm，擴(kuò)散物在晶界處摻雜并原位擴(kuò)散。整體磁體具有更加優(yōu)秀的磁性能。并且在摻雜和原位擴(kuò)散的作用下，能夠?qū)Υ朋w的耐熱性能、機(jī)械性能以及耐化學(xué)性能形成多方面的強(qiáng)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及釹鐵硼磁體領(lǐng)域，尤其涉及一種晶界原位擴(kuò)散納米級(jí)擴(kuò)散物的釹鐵硼磁體及其制備方法。

背景技術(shù)

稀土永磁材料是發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)、實(shí)施《中國(guó)制造2025》的關(guān)鍵功能性材料，被廣泛應(yīng)用于新能源、智能裝備、軌道交通、電子信息等領(lǐng)域。目前，釹鐵硼磁體在稀土永磁材料中占主要地位。釹鐵硼永磁材料由于其突出的磁性能在現(xiàn)今社會(huì)的很多產(chǎn)業(yè)和高科技領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，隨著以混合動(dòng)力汽車(chē)和風(fēng)力發(fā)電為代表的新應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，對(duì)其磁性能、熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性能等綜合性能的要求也越來(lái)越高，提高釹鐵硼永磁體的綜合性能已成為其研究的一個(gè)重要方向。釹鐵硼永磁材料的性能不僅與成分有關(guān)，而且還受到材料顯微組織結(jié)構(gòu)，尤其是晶界相顯微結(jié)構(gòu)的影響。通過(guò)晶界相調(diào)控和顯微組織優(yōu)化來(lái)改善材料性能一直受到研究者的廣泛關(guān)注。晶界擴(kuò)散工藝可以通過(guò)強(qiáng)化晶粒表層的各向異性場(chǎng)或調(diào)控晶界相來(lái)提高磁體的矯頑力。近年來(lái)，擴(kuò)散介質(zhì)的研究主要以低熔點(diǎn)稀土-金屬(RE-M)共晶合金為重點(diǎn)，其制備工藝主要有：1、熔煉-甩帶-破碎；2、熔煉-氫破-球磨等。這些工藝制備的擴(kuò)散介質(zhì)往往為微米尺寸的顆粒。如果用這些顆粒與釹鐵硼磁粉混合進(jìn)行原位擴(kuò)散的話，較大的顆粒尺寸容易導(dǎo)致擴(kuò)散物的分布不均勻，最終導(dǎo)致擴(kuò)散不均勻，因此急需發(fā)展一種晶界擴(kuò)散納米粉的制備工藝。

井浩宇,齊宇軒,孟士超.快淬工藝制備釹鐵硼納米復(fù)合稀土永磁材料[J].金屬功能材料,2009,16(3):35-38.一文中首先提及了熔體快淬法、機(jī)械合金化法、高能球磨法、改進(jìn)的HDDR法以及磁控濺射等方法制備納米復(fù)相永磁材料的方法，并且其中提及了納米復(fù)合磁體的主要性能特點(diǎn)之一，即其可以將軟磁相和硬磁相的優(yōu)點(diǎn)集于一身，利用軟磁相和硬磁相磁矩間的交換耦合作用使得磁矩取向趨于一致，體現(xiàn)單一鐵磁性特征。但是納米復(fù)合磁體的理論計(jì)算表明：在納米尺度內(nèi)，近鄰晶粒內(nèi)強(qiáng)烈的交換耦合作用才會(huì)發(fā)生，產(chǎn)生剩磁增強(qiáng)，表現(xiàn)硬磁性特征。為滿足交換耦合作用，軟、硬磁相晶粒尺寸應(yīng)不超過(guò)臨界晶粒尺寸，交換耦合作用要求硬磁相尺寸不超過(guò)20nm，軟磁相晶粒尺寸小于10nm，只有使納米復(fù)合永磁材料的微觀結(jié)構(gòu)達(dá)到或接近理想條件，才能保證交換耦合機(jī)制產(chǎn)生作用，獲得高性能納米復(fù)合永磁材料。為此，該文獻(xiàn)中采用熔體快淬法的方法來(lái)制備釹鐵硼納米復(fù)合稀土永磁材料，并通過(guò)調(diào)整母合金成分、添加元素以及淬速等影響因素得到不同條件下所制備的永磁材料并觀察其微觀結(jié)構(gòu)及檢測(cè)其磁性能，雖然其通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)后得出了較優(yōu)方案，但熔體快淬法本身存在的制備效率低下等問(wèn)題，并且熔體快淬法所制得的粉體為粒徑約200μm的非晶態(tài)或微晶態(tài)粉體，無(wú)法直接得到納米晶態(tài)粉體，還需通過(guò)合適且復(fù)雜的熱處理才能獲得20～40nm，因此其在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用難度較大。