[发明专利]一种高强度钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度钕铁硼磁体及其制备方法，其以钕铁硼磁体作为母材基体，在所述钕铁硼磁体的表面设有金属镀层，所述金属镀层包括至少一层金属单质镀层，其特征在于，所述金属镀层上还设有石墨烯薄膜层。本发明在钕铁硼磁体常规金属镀层表面制得石墨烯薄膜，由于石墨烯的高强度特性，使得磁体表面具有极高的强度，同时网状结构的石墨烯薄膜能够减小金属镀层的脱落，从而获得高强度和高稳定性的钕铁硼磁体。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，具体涉及一种高强度钕铁硼磁体及其制备方法。

背景技术

永磁材料，又称“硬磁材料”，指的是一经磁化即能保持恒定磁性的材料。实用中，永磁材料工作于深度磁饱和及充磁后磁滞回线的第二象限退磁部分。常用的永磁材料分为铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料和复合永磁材料等。

在稀土永磁材料中，作为迄今综合磁性能最高的当属烧结钕铁硼永磁，其是由稀土元素RE(Nd，Pr等)、过渡金属TM(Fe，Co等)和B元素按一定的成分比例经熔炼后组成的合金，然后采用粉末冶金的方法压制成型，经烧结得到的一种高性能磁性材料。目前烧结钕铁硼材料是由主相Nd₂Fe₁₄B相和晶间富Nd相组成，由于两相之间存在电位差导致其极易发生晶间腐蚀而影响钕铁硼磁体在高湿度、酸性等环境下的使用。另一方面，钕铁硼材料属于脆性材料，它的断裂为沿晶断裂，断裂韧度低，耐磨性差。

现有技术中，常用的提高钕铁硼磁体表面耐蚀性的方法主要是在磁体表面电镀锌、铜等金属镀层，起到防腐作用。常规的金属镀层虽然能提高磁体的耐蚀性，但是，在磁体表面防护方面仍然存在很多不足：一方面，镀层与磁体的结合力较低，在使用过程中容易从基体材料脱落而起不到防护作用；另一方面，金属镀层表面强度低，仅仅在基体表面镀金属镀层并不能提高基体材料的力学性能，而导致磁体在使用过程中易出现断裂、磨损等现象，降低材料使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种高强度钕铁硼磁体及其制备方法，将钕铁硼磁体在电镀金属镀层后，利用石墨靶材原位溅射进行石墨烯生长，在钕铁硼磁体常规金属镀层表面制得石墨烯薄膜，由于石墨烯的高强度特性，使得磁体表面具有极高的强度，同时网状结构的石墨烯薄膜能够减小金属镀层的脱落，从而获得高强度和高稳定性的钕铁硼磁体。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强度钕铁硼磁体，其以钕铁硼磁体作为母材基体，在所述钕铁硼磁体的表面设有金属镀层，所述金属镀层包括至少一层金属单质镀层，所述金属镀层上还设有石墨烯薄膜层。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，其具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。同时石墨烯作为已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。因此，本发明通过在常规金属镀层表面镀石墨烯薄膜，从而大幅提高电镀后钕铁硼磁体的力学性能。

进一步的，所述金属单质镀层的厚度为5-20μm。

进一步的，所述石墨烯薄膜层的厚度为5-10μm。

进一步的，所述金属单质包括铜、镍、锡中的一种。

进一步的，所述金属单质镀层为电镀层，本发明中优选采用电镀金属单质镀层，但不仅限于电镀层，可以理解的是，采用任何方式布置在磁体表面的金属单质镀层均可用于本发明中的技术方案中。

本发明还提供了一种高强度钕铁硼磁体的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、将钕铁硼磁体的表面预处理清洗后，作为母材基体；