[发明专利]一种改善钕铁硼磁体晶界相的方法

说明书

技术领域

本发明涉及烧结钕铁硼相关技术领域，尤其是指一种改善钕铁硼磁体晶界相的方法。

背景技术

烧结钕铁硼磁体具有非常优越的磁学性能，其在常温环境中具有非常高的矫顽力、剩磁和磁能积，所以被誉为第三代“磁王”，被广泛地应用在汽车电机、风电系统以及其它一些高端的产品。目前制备所得的钕铁硼磁体的剩磁可达到理论值的90％以上，但是在不加入重稀土元素的情况下，它的矫顽力却不足理论值的1/3。因此如何提升钕铁硼磁体的矫顽力也是目前研究的重点。

为了提升烧结钕铁硼磁体的内禀矫顽力，目前通常采用的方法有：晶粒细化、晶界改善、热压法等。而改善晶界较为常用的方法是往晶界中掺入金属微粒。其中掺入的金属可以是金属单质，也可以是两种或者是三种、甚至是多种金属元素形成的合金。其中这些金属元素包括绝大部分稀土元素特别是重稀土元素，还有大部分的过渡组元素如锰、钴、镍、铜、锌等，甚至也包括一些其它的金属如铝、镓、锡等。

目前所采用的添加方式主要是采用混合合金法，即将金属制备成粉末后直接掺入到钕铁硼粉末中。利用这种方法来提升磁体性能的相应报道和专利非常多，其中以掺入含镝、铽等重稀土元素的金属时效果非常明显。掺入的元素主要是分布在晶界相中，主要作用有三点：一是修复晶面的缺陷，使晶面更加平滑；二是存在于晶界富稀土相中，削弱晶体与晶体之间的交换耦合作用；三是为磁体表面提供磁钉扎作用，增强磁体的矫顽力。

当金属含有两种或两种以上元素时，通常是先将它们熔融成合金再铸锭，然后制成粉末合金粉末。这种方法需要对合金进行先熔融再破碎成纳米级或微米级的粉末，因此增加了生产的成本，而且将合金锭块破碎成粉末需要用到非常复杂的工艺或者是一些高级的设备。或者是分别将两种金属或其化合物制备成粉末然后再掺入到磁体中，但是这种掺入方式容易导致两种掺入的金属在磁体中分布不均匀。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种生产成本低且掺杂过程简单的高效的改善钕铁硼磁体晶界相的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种改善钕铁硼磁体晶界相的方法，具体操作方法如下：

(1)以常规方法制备主相合金粉末；

(2)一种金属或化合物M2负载在另一种金属或化合物M1的粉末上，做成混合合金粉末；

(3)通过混合合金法将混合合金粉末掺入到主相合金粉末中；

(4)混合后的粉末经成型压制后进行烧结，烧结后的样品再经过两次退火处理，得到钕铁硼磁体。

本发明中，通过将一种金属或化合物负载在另一种金属或化合物的粉末上，做成一种混合合金粉末，然后通过混合合金法掺入到主相合金粉末中，同样达到在晶界中掺入两种或两种以上金属元素的效果，而掺杂物在晶界相较为均匀分布，而不需要对合金进行先熔融再破碎成纳米级或微米级的粉末，因此降低了生产的成本，也不需要用到非常复杂的工艺或者是一些高级的设备，简化了掺杂的过程。

作为优选，在步骤(1)中，所述主相合金的成分为RE_xTm_yB，其中RE代表La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Tb、Ho中的一种或多种，Tm为Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Al、Sn、Zn元素中的一种或几种，x的范围为1.5-2.5，y的范围为12-16。

作为优选，在步骤(2)中，所述金属或化合物M1和M2，包含有以下元素中的一种或多种：氢、碳、氮、氧、镁、铝、锰、铁、钴、铜、锌、镓、锆、铌、银、锡、镧系稀土元素，M1和M2中必须含有一种金属元素，而且M1与M2在化学成分上存在差异。

作为优选，所述金属或化合物M1和M2中，必须含有一种金属元素，该金属元素占M1的组成比例范围为0.001wt％-100wt％，该金属元素占M2的组成比例范围为0.001wt％-100wt％。

作为优选，所述混合合金粉末中，M1与M2的质量比范围为从0.001∶1到1000∶1。

作为优选，所述的金属或化合物M1为粉末颗粒状，其粒径范围在0.001-100μm。

作为优选，在步骤(2)中，利用真空蒸镀、阴极溅射、熔融混合、气雾化等方法，将M2负载在M1粉末上，负载后粉末粒径范围为0.001-200μm。

作为优选，负载后的混合合金粉末结构为全包裹、半包裹或者黏附型复合结构。

作为优选，在步骤(3)中，将负载后的混合合金粉末与主相合金磁体混合的时机为氢破之前、气流磨之前或者气流磨之后，掺入的混合合金粉末占总粉末重量的0.01％-5％。