[发明专利]一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料表面化学处理技术领域，具体涉及一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法。

背景技术

钕铁硼系稀土永磁材料自1983年发明以来，其化学组成和制造工艺不断完善和改进，使得钕铁硼永磁材料和器件不断发展。与其他永磁材料相比，钕铁硼永磁体具有高剩磁、高磁能积、高矫顽力、制备成本低等特点，广泛应用于计算机磁盘驱动器、音圈电机（VCM）、核磁共振成像仪、磁悬浮车辆系统、磁分离技术、风力发电机、电声器件、电池驱动工具、手机、水处理及污水净化等领域。但是，钕铁硼永磁体的耐蚀性差，导致其磁性能下降，严重影响了在工业中的广泛应用。

文献1（H.Nakamura,A.Fukuno,T.Yoneyama.Proc10^th Int Workshop on Rare-Earth Magnets and Their Applicalions,1989,412(6):315-317）提出烧结钕铁硼材料中富钕晶界相电位低于基体相Nd₂Fe₁₄B和富硼相Nd_1+ζFe₄B₄相，在原电池中成为阳极，而主相则成为原电池的阴极。另外，富钕相的相对含量较基体相就少得多，局部腐蚀电池具有“小阳极大阴极”的特点，所以富钕相的腐蚀电流密度较大，使得Nd₂Fe₁₄B相晶界加速腐蚀，致使材料在腐蚀介质中表现为晶间腐蚀。

文献2（刘卫强,岳明,张久兴等.烧结NdFeB永磁合金本征腐蚀特性研究进展.粉末冶金技术,2006,24(3):195-198）提出了NdFeB永磁体的腐蚀主要发生在以下3种环境中:(1)暖湿的气流，(2)电化学环境，(3)长时间的高温环境(>250℃)。一般而言,当磁体处于室温和干燥环境(<15%RH)中,氧化腐蚀过程十分缓慢,化学稳定性较好。但是当NdFeB磁体处于干燥高温(>250℃)或电化学环境中,就会发生明显的腐蚀过程。其中富Nd相会首先转变为Nd₂O₃,随后还会逐步发生主相Nd₂Fe₁₄B氧化分解成Fe和Nd₂O₃,进一步氧化生成Fe₂O₃。永磁体在干燥的氧化环境下，形成的腐蚀产物薄膜使其与环境分隔开，阻止永磁体进一步氧化。而在潮湿的环境下生成的氢氧化物或其他含氢化合物则起不到这种保护作用。因此，采取相应的措施阻止或抑制永磁体在上述环境中的腐蚀，是亟需解决的重要问题。

文献3（袁学韬,赵晴.NdFeB永磁材料防腐蚀进展.表面技术,2004,33(4):10-12,25）中指出可以通过在永磁体中添加合金元素的方法来提高其耐蚀性。烧结磁体内加入Nb、Ta、V、Ti、Al、Co、Mo、Dy、Cu等元素的1或2种使之在晶界上偏析，减少晶界上的富钕相，从而提高晶界的耐氧化腐蚀性能。例如，钒元素在晶界形成(V_1-xFe_x)₃B₂沉淀相并夹杂有Fe-V沉淀颗粒；钼元素则形成(Mo_1-xFe_x)₃B₂沉淀化合物；钴元素在富钕晶界相中形成含Co的富钕相或Nd₃Co。这些金属间化合物在晶界上的形成部分地取代了富钕晶界相,改善了富钕晶界相的耐腐蚀性差的弱点，一定程度上提高了磁体的耐腐蚀性。同时Al和Co也会取代Nd₂Fe₁₄B相中的Fe的位置,它们的取代对于主相在200℃以上的氧化腐蚀行为起到了较大的抑制作用。

文献4（莫文剑,张澜庭,陈亮等.添加Si₃N₄对烧结NdFeB的磁性能及抗腐蚀性能的影响.中国稀土学报,2007,25(5):588-591）中指出通过混粉的方式在烧结NdFeB磁体中添加Si₃N₄，可实现在磁体剩磁和最大磁能积提高的基础上,提高材料的腐蚀电位,改善永磁体的耐蚀性。

此外，还可以通过表面技术来提高钕铁硼永磁体的耐蚀性能。