[发明专利]纳米Zn晶界改性的高耐蚀性烧结钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米Zn晶界改性的高耐蚀性烧结钕铁硼磁体的制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼磁体是20世纪80年代初推出的新一代稀土永磁材料，其具有优异的综合磁性能、高的性价比和易加工等优点，现已广泛应用于计算机、电动机、风力发电机、电动汽车、仪器仪表、高保真扬声器、核磁共振成像仪和航天航空导航器等领域。由于其高的磁能积，因此特别适宜应用于要求小型化、轻量化、集成化的各种换代产品中。

烧结钕铁硼磁体是以Nd₂Fe₁₄B化合物为基体的，其磁性能来源于Nd₂Fe₁₄B化合物的内禀磁参量，如H_A、J_s、T_c等。烧结钕铁硼磁体的磁性能通常用剩磁B_r、矫顽力H_cj、磁能积(BH)_max来表征，B_r的极限值为J_s，(BH)_max的极限值为1/4J_s²，H_cj的极限值是磁晶各向异性场H_A，它取决于材料的磁晶各向异性常数K₁和K₂。磁性能的提高一直以来都是研究者的研究重点，经过多年的努力，实验室制备的磁体的最大磁能积已达到474kJ/m³，接近理论值的93％。然而实际矫顽力仅为其理论值的1/3-1/30，因而在烧结钕铁硼磁体矫顽力的提高上还大有潜力可挖。随着磁性能的逐步提高，烧结钕铁硼磁体耐腐蚀性差的缺点日渐被放大，限制了其应用范围的进一步扩大。

烧结钕铁硼磁体是多晶复相永磁材料，主要由主相Nd₂Fe₁₄B、富硼相和富钕相组成。富钕相主要沿主相晶界均匀分布，而富硼相主要以颗粒状存在于晶界中。由于富钕相的电极电位远低于主相Nd₂Fe₁₄B，因此在腐蚀介质中它们之间会构成腐蚀原电池，电位较负的富钕相在原电池中成为阳极，优先发生腐蚀，其腐蚀的原动力在于主相Nd₂Fe₁₄B与晶界相，尤其是富钕相间的电化学位差。由于烧结钕铁硼磁体中富钕相的数量较少，因此，局部腐蚀电池具有小阳极大阴极的特点，作为阳极的少量富钕相承担了很大的腐蚀电流密度，加速了富钕相的晶间腐蚀，可见，烧结钕铁硼磁体的腐蚀为典型的晶间腐蚀，降低主相Nd₂Fe₁₄B与富钕相间的电化学位差是提高其本征耐腐蚀性能的有效手段。

双合金工艺顾名思义必然存在两种合金，在烧结Nd-Fe-B磁体中，这两种合金分别是近Nd₂Fe₁₄B正成分比的主相合金与富Nd的晶界相合金。将这两种合金分别单独熔炼和制粉，主相合金通常通过铸锭或速凝甩带工艺制备，辅相合金通常用快淬法制备，然后分别制粉，最后将两者按一定的比例混合，再进行磁场取向成型和烧结制成磁体。利用双合金工艺制备烧结钕铁硼磁体可以方便有效地对晶界富钕相进行改性，从而提高其电极电位，降低其与主相的电化学位差，提高磁体的耐腐蚀性能。此外，晶界相理化性质的改善，有利于显微结构的优化，可以同时提高磁体的磁性能。因此，我们可以利用此原理提高烧结钕铁硼永磁体的综合性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种纳米Zn晶界改性的高耐蚀性烧结钕铁硼磁体的制备方法。

纳米Zn晶界改性的高耐蚀性烧结钕铁硼磁体的制备方法包括如下步骤：

1)主相合金采用铸造工艺或速凝甩带工艺制成铸锭或速凝薄带，晶界相合金采用快淬工艺制成快淬带；然后分别通过机械破碎或者氢爆破碎进行粗破碎，粗破碎后经球磨或气流磨细磨，制得平均颗粒直径为2-10μm的主相合金粉末和1-8μm的晶界相合金粉末；

2)在晶界相合金粉末中添加重量百分比为1％-20％的纳米Zn粉和1％-10％的抗氧化剂，均匀混合后得到纳米Zn改性的晶界相合金粉末；

3)将重量百分比为1-20％的纳米Zn改性的晶界相合金粉末添加到主相合金粉末中，加入重量百分比为0.5％-5％的汽油，然后在混料机中均匀混合制成混合粉末；

4)混合粉末在1.2-2.0T的磁场中取向压型制成生坯；