[發明專利]一種大梯度高矯頑力釹鐵硼材料的制備方法

在審

• 申請號: 202210639220.3
• 申請日: 2022-06-08
• 公開（公告）號: CN115050562A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 吳中平;黃益紅;楊杭福;吳瓊;白慧龍
• 申請（專利權）人: 浙江中科磁業股份有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/057
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本發明公開了一種大梯度高矯頑力釹鐵硼材料的制備方法。本發明通過毛坯釹鐵硼磁粉材料，將需擴散的重稀土元素（重稀土Dy、Tb、Er、Lu和Gd）和低熔點金屬（Al、Cu、Ga和In）涂覆于釹鐵硼塊體表面，利用飛秒激光聚焦在釹鐵硼涂覆層上，重稀土離子和低熔點金屬在熱場和電場下擴散至釹鐵硼塊體內部，得到大梯度高矯頑力擴散釹鐵硼磁體。該制備方法制備過程簡單，飛秒激光能量高，離子擴散以及對釹鐵硼的燒結呈相所需時間短，離子在電場和熱梯度雙重作用下，擴散深度更深，磁體的矯頑力和磁性能有效提高。

技術領域

本發明涉及一種大梯度高矯頑力釹鐵硼材料的制備方法，屬于高性能磁性材料領域。

背景技術

燒結釹鐵硼是目前世界發現的永磁材料中磁性最強的一種，磁性能比鐵氧體永磁體高十倍，比第一、第二代稀土永磁體SmCo高近一倍，而且用豐富廉價的鐵取代緊缺昂貴的鈷，大大減小了對戰略資源的依賴，降低了成本，因此廣泛用于計算機硬盤驅動電機（VCM）、航天航空器儀器表、醫療核磁共振成像儀（MRI）等高科技領域，成為人們日常生活中不可缺少的磁性材料。

實際應用中的受反向磁場導致的釹鐵硼的退磁現象是其實際應用主要要克服的，而最直接的辦法就是提高磁體自身的矯頑力。

本發明采用電壓加持下的激光燒蝕，能實現高溫等離子體間的快速反應，不僅制備過程簡單，而且有效減少了以往退火、甩帶等環節的高耗時，使涂覆離子擴散的深度更深，得到的磁性材料呈大梯度狀，且相較單相磁性材料有更高的飽和磁化強度和矯頑力。相比于激光穿孔三維擴散技術，由于不需要對磁體穿孔，所需激光能量較低(由于擴散源中有低熔點存在)，同時在電場作用下，擴散源中的稀土離子能夠擴散到磁體內部，解決了稀土離子擴散深度淺的問題，大大提高了磁體的矯頑力和磁能積。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種電壓加持下的激光燒蝕的制備方法，其過程簡單且低耗能和低溫度系數以及低時耗的大梯度高矯頑力的磁體材料的制備方法

具體制備包括如下步驟：

（1）預處理：利用拋光機，將釹鐵硼磁體表面拋光；

（2）涂覆階段：將重稀土元素和低熔點金屬涂覆在釹鐵硼塊體的上表面；

（3）制備電極：在涂覆完的釹鐵硼塊體上下表面再添加電極；

（4）擴散階段：在電極上施加電壓的同時，利用飛秒激光聚焦在釹鐵硼涂覆層上，重稀土離子和低熔點金屬在熱場和電場擴散至釹鐵硼塊體內部，形成大梯度高矯頑力擴散磁體；

具體的，步驟（2）所述的涂覆金屬為重稀土Dy、Tb、Er、Lu和Gd、低熔點金屬Al、Cu、Ga和In一種或多種，重稀土占涂敷金屬總質量的10~50%，涂敷的方法為磁控濺射、蒸鍍或旋涂。

具體的，步驟（3）所述的添加電極，方法為通過導電粘合劑粘結將石墨電極粘結于涂覆之后的釹鐵硼的上下表面。

具體的，步驟（4）所述的施加電極電壓，大小為10-100 V，飛秒激光的激光頻率為10 Hz，波長為1064nm，脈寬為1~7ns，激光脈沖強度為100~350 mJ/pulse，光斑直徑為1~3mm。

與傳統的晶界擴散相比，本發明具有如下優勢：

（1）激光能量高，擴散以及最終形成目標釹鐵硼所需的時間短；

（2）離子在電場和熱梯度雙重作用下，擴散深度更深，磁體形成的矯頑力更大；

（3）本發明，工藝過程環保簡單，易操作，省時節能。

附圖說明

圖1是釹鐵硼熱場與電場雙場擴散涂敷原理圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式及對比例對本發明作進一步闡述。

實施例1：采用一種電壓加持下的激光燒蝕制備大梯度釹鐵硼磁體的方法。本發明的具體步驟如下：