[發明專利]一種高性能改性SmFeN磁粉和永磁體的制備方法

有效

• 申請號: 202011305692.2
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112331472B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 周俊杰;陳海波;沈森棋;唐城城;蔡偉;王鑫;李越星;王帆;姜力強
• 申請（專利權）人: 江西中石新材料有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/059
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明提供了一種高性能改性SmFeN磁粉的制備方法，該方法通過使用抗氧化劑、偶聯劑對SmFeN粉體進行表面改性處理，使其抗氧化性能、與基體的粘結性能顯著提高。將該方法制備得到的改性SmFeN磁粉與PA12基體進行混煉造粒、注塑成型，即可得到高性能SmFeN永磁體，其具有較高的磁性能、抗氧化性能、流動性和力學性能，易于注塑成型，能夠滿足較苛刻的使用環境的要求，而且制備工藝簡單，對設備要求不高，成本較低，便于實現工業化大生產以滿足市場的需求。

技術領域

本發明屬于粘結磁性材料技術領域，涉及一種高性能改性SmFeN磁粉和永磁體的制備方法。

背景技術

市場應用促進領域發展，高性能磁性材料在汽車工業、風力發電、移動通訊等領域的應用程度越來越大，現在全球對高性能稀土永磁材料的研發和產業化競爭也越發強烈。NdFeB稀土永磁材料是到目前為止綜合性能最好的永磁材料。但是，NdFeB永磁有兩大弊端：其一，由居里溫度低所導致的磁性能溫度穩定性差；其二，由相間電極電位不同所導致的抗腐蝕性能差。NdFeB永磁的這兩大缺點限制了其在相應領域的應用。而與NdFeB相比，SmFeN稀土永磁的飽和磁化強度M_s為1.54T，與NdFeB的1.6T相當；居里溫度T_c可達470℃，遠高于NdFeB的310℃；各向異性場H_a為14T，也遠高于NdFeB的8T。另外，NdFeB永磁材料經過多年的大量開發使用不僅使其地殼儲量大為減少，而且價格也明顯上漲。其次，稀土礦物資源在自然界中往往都是共存的，在大量開發Nd資源的同時閑置了很多Sm資源，而且稀土資源是不可再生的，這樣就造成了稀土資源的嚴重浪費，而對SmFeN永磁材料的開發則可以提高稀土資源的綜合利用率。再者，粘結SmFeN永磁材料具有優良的成型工藝性，易于加工成形狀復雜的零部件且尺寸精度高。SmFeN所具有的上述優勢無疑使之成為替代NdFeB的優選，極大地促進了世界各國的相關科研單位和生產企業對這一新型稀土永磁材料的資金投入和開發力度。

雖然在粒徑等其它條件相同的情況下，SmFeN磁粉的抗氧化性能、耐腐蝕性以及溫度穩定性能均高于NdFeB，但是為了發揮出SmFeN優良的磁性能，用于制備高性能磁體的SmFeN磁粉粒徑須要接近其單疇尺寸(0.3μm)，但隨著磁粉粒徑的不斷減小，其抗氧化性能也大大降低，從而導致磁性能大幅降低。所以，為了制備高性能的SmFeN磁體并推動其產業化發展，當前最需要解決的就是改善SmFeN磁粉的抗氧化性能。國內外的大多數企業開發出的SmFeN永磁體也正因為抗氧化性能較差而使得產品的磁性能明顯降低。縱觀全球，目前，日本住友公司在高性能SmFeN永磁材料的開發和工業化生產方面做得最好，但其采用的是還原擴散法等系列制備工藝方法，設備費用投入高，工藝復雜，產品價格也相對高。

基于此，本申請對SmFeN粉體采用特殊的表面改性工藝和后續配套的擠出造粒、注塑工藝，有效改善了SmFeN磁體的抗氧化性能，從而顯著提高了其磁性能，而且制備工藝簡單，對設備要求不高，成本較低，便于實現工業化大生產以滿足市場的需求。

發明內容

針對現有制備技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種高性能改性SmFeN磁粉和永磁體的制備方法。

本發明采用如下技術方案：一種高性能改性SmFeN磁粉的制備方法，該方法為：向粒徑為1-10μm的SmFeN磁粉溶液中加入乙二醇，混合均勻后，加入鈦酸四丁酯并混合均勻，之后在真空狀態下50-60℃保溫2-3h，而后在真空狀態下80-90℃烘干；其中，鈦酸四丁酯的質量占SmFeN粉體質量的0.5-1.5％，乙二醇的質量占鈦酸四丁酯質量的1-1.5％。

優選地，所使用的SmFeN原粉為平均粒徑在1-10μm范圍內的各向異性Sm₂Fe₁₇N₃。

一種高性能SmFeN永磁體的制備方法，將上述方法制備得到的改性SmFeN磁粉與基體混合，混煉造粒；然后采用注塑機注塑成型。