一种晶界扩散复合膜、稀土永磁体及制备方法与流程

    技术2026-08-12  8


    本发明涉及磁体制备领域,具体涉及一种晶界扩散复合膜、稀土永磁体及制备方法。


    背景技术:

    1、钕铁硼作为第三代稀土永磁材料,具有高剩磁,高矫顽力和最大磁能积等特点。以钕、铁和硼为主要原料制备的烧结钕铁硼磁体以其优良的磁性能得到越来越多的应用,被广泛应用于核磁共振、计算机、混合动力汽车、各种电动机和风力发电机等领域。通常情况下,使用稀土镨、钕制作的烧结钕铁硼磁体,其矫顽力较低,耐反向磁场和高温的能力较差,较易失磁,只能应用在低反向磁场和温度不太高的环境中。

    2、为了提高磁体的矫顽力和降低磁体的重稀土使用量,行业内现在普遍认可的方法是晶界扩散技术。如公开号cn106328367a的专利申请中提及采用重稀土tb等进行晶界扩散,公开号为cn108039259a的专利申请中采用内层低熔点金属(熔点≤500℃),外层采用重稀土或重稀土合金层的方式进行扩散,提高重稀土利用率,解决成本较高的问题,大幅提高磁体性能。

    3、但是,现有的晶界扩散技术存在明显的缺陷和痛点,重稀土元素在沿着晶界向磁体内部扩散的过程中,重稀土元素会不可避免的大量进入磁体表层的主相晶粒,而无法更高效的向磁体深处进行扩散,导致扩散过程重稀土元素在磁体表层大量富集,较大的影响重稀土元素的扩散速度和扩散深度,导致扩散增重增大,此外,重稀土元素过多进入主相会极大地增大剩磁降低幅度。


    技术实现思路

    1、本发明是为了解决现有的晶界扩散技术中重稀土元素大量在磁体表层富集,出现重稀土利用率低,渗透速度慢,渗透深度低,剩磁降幅大的技术问题,目的在于提供一种晶界扩散复合膜、稀土永磁体及制备方法,实现了降低重稀土用量,提高磁体扩散深度,提高矫顽力提升幅度,降低剩磁降低幅度的效果。

    2、本发明通过下述技术方案实现:

    3、本发明的第一个目的在于提供一种晶界扩散复合膜,所述晶界扩散复合膜附着于烧结磁体表面,所述晶界扩散复合膜的原料包括选自稀土硼化物、稀土硼氧化物、稀土氢化物、稀土元素与其他金属元素组成的合金中的任意一种或多种组合。

    4、作为进一步的技术方案,所述稀土硼化物的添加量小于烧结磁体重量的1.5%、所述稀土硼氧化物、所述稀土氢化物以及所述稀土元素与其他金属元素组成的合金的添加量均小于烧结磁体重量的5.0%。

    5、作为进一步的技术方案,所述晶界扩散复合膜的膜层数量≥1层。

    6、作为进一步的技术方案,所述稀土元素包括dy、tb、pr、ho、y,所述其他金属元素包括ga、cu、al、fe、co、ti、zr、nb。

    7、作为进一步的技术方案,所述稀土硼化物和稀土硼氧化物中的稀土元素为dy和tb中的任意一种或两种组合。

    8、本发明的第二个目的在于提供一种稀土永磁体,包括烧结磁体和前述的晶界扩散复合膜,所述晶界扩散复合膜附着在烧结磁体表面。

    9、本发明的第三个目的在于提供一种稀土永磁体的制备方法,包括以下步骤:

    10、制备r-t-b-m烧结磁体,将烧结磁体机加工后进行表面活化处理;

    11、采用丝网印刷或喷涂工艺在烧结磁体表面附着前述的晶界扩散复合膜;

    12、将附着了晶界扩散复合膜的烧结磁体在真空烧结炉中进行热处理,使复合膜层元素扩散进入烧结磁体内部。

    13、作为进一步的技术方案,所述r-t-b-m烧结磁体中,r选自la、ce、pr、nd、dy、tb、gd、ho、y中的一种或者几种,其总量为28.0wt%-32.5wt%,m选自ga、al、cu、co、ti、zr、nb中的一种或者几种,其总量为0.2-5.0wt%,b总量为0.8wt%-1.2wt%,其余元素为fe。

    14、作为进一步的技术方案,所述表面活化处理包括除油、超声清洗、酸洗和喷砂处理。

    15、作为进一步的技术方案,所述热处理包括:

    16、一级热处理,温度范围为850℃-950℃,热处理时间为5h-40h;

    17、二级热处理,温度范围为400℃-700℃,热处理时间为2.5h-6.5h;

    18、扩散炉真空度控制为10-1-10-4pa,使复合膜层元素扩散进入烧结磁体内部。

    19、本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

    20、本发明以稀土硼化物、稀土硼氧化物、稀土氢化物、稀土元素与其他金属元素组成的合金作为晶界扩散的扩散源进入磁体内部表层,通过改善表层晶体的结合能和晶粒晶界的晶体特性,从而达到抑制重稀土元素进入磁体表层主相晶粒,促使重稀土元素更高效的向磁体深处扩散,降低磁体表层和中心的浓度差,进而达到降低重稀土用量,提高磁体扩散深度,提高矫顽力提升幅度,降低剩磁降低幅度的效果。



    技术特征:

    1.一种晶界扩散复合膜,其特征在于,所述晶界扩散复合膜附着于烧结磁体表面,所述晶界扩散复合膜的原料包括选自稀土硼化物、稀土硼氧化物、稀土氢化物、稀土元素与其他金属元素组成的合金中的任意一种或多种组合。

    2.根据权利要求1所述的一种晶界扩散复合膜,其特征在于,所述稀土硼化物的添加量小于烧结磁体重量的1.5%、所述稀土硼氧化物、所述稀土氢化物以及所述稀土元素与其他金属元素组成的合金的添加量均小于烧结磁体重量的5.0%。

    3.根据权利要求1所述的一种晶界扩散复合膜,其特征在于,所述晶界扩散复合膜的膜层数量≥1层。

    4.根据权利要求1-3任一项所述的一种晶界扩散复合膜,其特征在于,所述稀土元素包括dy、tb、pr、ho、y,所述其他金属元素包括ga、cu、al、fe、co、ti、zr、nb。

    5.根据权利要求4所述的一种晶界扩散复合膜,其特征在于,所述稀土硼化物和稀土硼氧化物中的稀土元素为dy和tb中的任意一种或两种组合。

    6.一种稀土永磁体,其特征在于,包括烧结磁体和如权利要求1-5任一项所述的晶界扩散复合膜,所述晶界扩散复合膜附着在烧结磁体表面。

    7.一种稀土永磁体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    8.根据权利要求7所述的一种稀土永磁体的制备方法,其特征在于,所述r-t-b-m烧结磁体中,r选自la、ce、pr、nd、dy、tb、gd、ho、y中的一种或者几种,其总量为28.0wt%-32.5wt%,m选自ga、al、cu、co、ti、zr、nb中的一种或者几种,其总量为0.2-5.0wt%,b总量为0.8wt%-1.2wt%,其余元素为fe。

    9.根据权利要求7所述的一种稀土永磁体的制备方法,其特征在于,所述表面活化处理包括除油、超声清洗、酸洗和喷砂处理。

    10.根据权利要求7-9任一项所述的一种稀土永磁体的制备方法,其特征在于,所述热处理包括:


    技术总结
    本发明公开了一种晶界扩散复合膜、稀土永磁体及制备方法,涉及磁体制备领域;所述晶界扩散复合膜附着于烧结磁体表面,所述晶界扩散复合膜的原料包括选自稀土硼化物、稀土硼氧化物、稀土氢化物、稀土元素与其他金属元素组成的合金中的任意一种或多种组合,所述晶界扩散复合膜通过丝网印刷或喷涂工艺附着在烧结磁体表面,再经过扩散热处理制备得到稀土永磁体;本发明通过改善表层晶体的结合能和晶粒晶界的晶体特性,从而达到抑制重稀土元素进入磁体表层主相晶粒,促使重稀土更高效的向磁体深处扩散,降低磁体表层和中心的浓度差,进而达到降低重稀土用量,提高磁体扩散深度,提高矫顽力提升幅度,降低剩磁降低幅度的效果。

    技术研发人员:郑大伟,杨威,曹鑫
    受保护的技术使用者:绵阳巨星永磁材料有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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