[发明专利]一种钕铁硼磁体表面悬浮液等离子喷涂涂层的制备方法

说明书

本发明公开一种钕铁硼磁体表面悬浮液等离子喷涂涂层的制备方法，包括如下步骤：(1)制备稀土悬浮液；(2)采用悬浮液等离子喷涂技术在钕铁硼磁体双面进行喷涂，得到悬浮液等离子喷涂涂层；(3)晶界热扩散方法处理喷涂后的磁体。等离子喷涂技术结合晶界热扩散技术具有生产效率高，环境友好等特点，能够有效提升重稀土元素在磁体中的扩散深度，促进磁性能的提升，同时也有助于加速推动晶界扩散技术的产业化进程。

技术领域

本发明涉及钕铁硼磁体技术领域。具体地说是一种钕铁硼磁体表面悬浮液等离子喷涂涂层的制备方法。

背景技术

钕铁硼磁体因具备高磁能积、高矫顽力等优异的磁学性能已被广泛应用于电子信息、冶金工业、医疗卫生等领域。然而为了进一步扩大钕铁硼磁体的应用范围，市场对钕铁硼磁体的磁性能提出了更高的要求。目前，提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法主要为晶界扩散法，即在烧结钕铁硼磁体表面包覆含有重稀土元素的化合物，然后进行热扩散处理，使得重稀土元素沿着晶界扩散进入钕铁硼基体相内部，择优分布于主相晶粒边缘，改善不均匀区各向异性，这样可明显提高矫顽力且保持剩磁几乎不会下降。其中重稀土元素扩散进入钕铁硼磁体的深度是影响磁性能提高的重要因素之一。如何制备高结合力且具有易于扩散进入钕铁硼基体的涂层结构形式是保证钕铁硼磁体磁性能提升的关键。目前在钕铁硼磁体表面制备包覆层的方法主要有浸渍、涂覆、蒸镀、磁控溅射或电镀等。其中浸渍和涂覆等方法制备的涂层结合力低，在晶界热扩散中易出现涂层脱落、起皮等现象。而磁控溅射、蒸镀等方法生产效率低、靶材制造成本高、靶材和蒸发料的利用率低。电镀和化学镀等方法对环境的污染较为严重。所以目前重稀土元素热扩散处理技术大多仍然局限于实验室，离规模化生产尚有一段距离。

等离子喷涂技术是利用等离子喷枪产生的等离子火焰来加热熔化喷涂材料，喷涂材料达到熔融或半熔融状态的情况下，在高速等离子作用下喷向材料的表面形成喷涂层。由于等离子喷涂的中心温度高，因此可以进行各种高熔点、耐磨、耐热金属及陶瓷材料的喷涂，而且等离子喷涂的涂层孔隙率低，涂层与基体具有较高的结合强度，厚度可精确控制，涂层氧化物和杂质较少。从原理上分析，环境友好的等离子喷涂技术在钕铁硼磁体晶界扩散领域的应用对破解上述难题有天然的优势。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提高烧结钕铁硼磁体磁性能的钕铁硼磁体表面悬浮液等离子喷涂涂层的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种钕铁硼磁体表面悬浮液等离子喷涂涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备稀土悬浮液；

(2)采用悬浮液等离子喷涂技术在钕铁硼磁体双面进行喷涂，得到悬浮液等离子喷涂涂层；

(3)晶界热扩散方法处理喷涂后的磁体。

上述钕铁硼磁体表面悬浮液等离子喷涂涂层的制备方法，在步骤(1)中，将稀土粉体和去离子水混合，搅拌均匀，直接进行球磨或加入稀土粉体改性剂后再进行球磨；球磨结束后加入分散剂，调整稀土悬浮液的pH值，以获得均匀稳定的稀土悬浮液。

上述钕铁硼磁体表面悬浮液等离子喷涂涂层的制备方法，所述稀土粉体为DyF₃粉、Dy₂O₃粉、TbF₃粉、Tb₂O₃的一种或多种，所述稀土粉体改性剂为4-羟乙基哌嗪乙磺酸和N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于三乙二醇中形成的改性溶液，在改性溶液中：每100mL三乙二醇加入4-羟乙基哌嗪乙磺酸30-40g、N,N-亚甲基双丙烯酰胺20-30g；所述分散剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸铵和聚丙烯酸钠中的一种。