[發明專利]一種燒結釹鐵硼磁體矯頑力的提高方法及應用

在審

• 申請號: 202111369009.6
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114141522A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 馮泉妤;劉明輝;劉友好;譚新博;陳靜武;衣曉飛
• 申請（專利權）人: 安徽大地熊新材料股份有限公司;大地熊(包頭)永磁科技有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/057
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 張夢媚

本發明公開了一種燒結釹鐵硼磁體矯頑力的提高方法及應用，該提高方法主要包括以下步驟：在超聲酸洗后的燒結釹鐵硼磁體表面，由內至外依次磁控濺射鍍覆金屬鋁膜層和重稀土金屬膜層，獲得半成品，然后將所述半成品置于惰性氣體氣氛中進行高溫擴散處理后，冷卻，從而制得高矯頑力燒結釹鐵硼磁體。該提高方法在保證燒結釹鐵硼磁體矯頑力提高的前提下，相較于傳統現有的磁控濺射擴散方法，能夠降低擴散溫度或縮短擴散時間，從而降低能耗，提高生產效率。

技術領域

本發明屬于稀土永磁材料領域，具體涉及一種燒結釹鐵硼磁體矯頑力的提高方法，還涉及該提高方法的應用，具體的說為采用該提高方法制得的一種高矯頑力燒結釹鐵硼磁體。

背景技術

燒結釹鐵硼磁體是迄今為止磁性最強的磁性材料，廣泛應用在航空航天、汽車工業、電子電器、醫療器械、節能電機、新能源、風力發電等領域，是當今世界上發展最快、市場前景最好的永磁材料。燒結釹鐵硼磁體具有高磁能積、高矯頑力、高能量密度、高性價比和良好的機械特性等突出優勢，已經在高新技術領域中擔當了重要的角色。經過30多年的研究發展，設計出了合理的合金成分和成熟的制備工藝，使燒結釹鐵硼磁體的剩磁和最大磁能積達到理論值的90％以上，然而其矯頑力不足理論值的30％，如何提高燒結釹鐵硼磁體的矯頑力成了磁性材料行業的重要問題。

目前制備高矯頑力燒結釹鐵硼磁體的常用方法是加入重稀土元素Dy和/或Tb，主要包括三種方式：(1)在合金熔煉時直接加入Dy和/或Tb金屬；(2)通過雙合金的方式在粉末中加入含有Dy和/或Tb的粉末；(3)通過晶間富稀土相向燒結釹鐵硼磁體中擴散Dy和/或Tb。在以上三種方式中，通過晶界擴散方式制得含Dy和/或Tb的燒結釹鐵硼磁體，其具有更高的綜合磁性能，并且只需消耗少量的Dy和/或Tb，是當前推廣較多的一種方式。

目前利用磁控濺射的方式在磁體表面沉積重稀土金屬膜層，然后擴散熱處理是當前應用較廣的磁體晶界擴散方式之一。然而，當前直接磁控濺射沉積重稀土金屬膜層用于晶界擴散的方法也具有一定的不足，主要表現在：

(1)為防止磁體表面沉積的重稀土金屬膜層脫落或者氧化或者被污染，在磁控濺射鍍膜之前需要對磁體進行清洗處理，洗去磁體表面的油污和氧化層，常用的清洗方式為超聲酸洗，由于燒結釹鐵硼磁體特殊的微觀結構，超聲酸洗過程中磁體表面暴露出來的晶界富稀土相也會與酸液發生反應脫落，形成一定深度的“溝壑”，這些“溝壑”具有寬度窄(通常為納米級，20nm以下)、深度深(通常為微米級，2μm以上)的特點。后續在磁控濺射沉積重稀土金屬膜層的過程中，重稀土金屬原子很難完全填充這些“溝壑”，這些“溝壑”直接隔開了重稀土金屬膜層與磁體內部的晶界相，使得重稀土金屬原子的直接晶界擴散變得困難，擴散所需的時間較長。

(2)此外，燒結釹鐵硼磁體表面95％以上的區域為主相晶粒，因此95％以上的重稀土金屬膜層沉積在主相晶粒上，由于重稀土金屬的熔點較高且重稀土金屬與主相晶粒的反應溫度較高，必須在較高的溫度下，這些沉積在主相晶粒表層的重稀土金屬才能與主相晶粒發生反應生成重稀土金屬-鐵合金填滿“溝壑”，然后再沿著晶界相擴散進入磁體內部，擴散所需的溫度較高。

發明內容

有鑒于此，本發明有必要提供一種燒結釹鐵硼磁體矯頑力的提高方法，在磁體表面預先沉積一層金屬鋁膜，然后再磁控濺射沉積重稀土金屬膜，進行高溫擴散處理，利用金屬鋁熔點較低且可以與重稀土金屬形成低熔點合金的特點，用熔融的金屬鋁和重稀土金屬-鋁合金填充酸洗時產生的“溝壑”，促進重稀土金屬原子從磁體表面往晶界相中的擴散運動，在提高磁體矯頑力的同時，降低擴散處理溫度，縮短擴散處理時間，克服當前磁控濺射用于燒結釹鐵硼磁體晶界擴散的不足。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種燒結釹鐵硼磁體矯頑力的提高方法，包括以下步驟：

超聲酸洗未處理燒結釹鐵硼磁體，獲得待處理磁體；