包含非磁性合金的热压变形的磁体及其制造方法技术

本发明专利技术的R‑TM‑B热压变形的磁体(这里，R表示选自由Nd、Dy、Pr、Tb、Ho、Sm、Sc、Y、La、Ce、Pm、Eu、Gd、Er、Tm、Yb、Lu及其组合组成的组中的稀土金属，并且TM表示过渡金属)包含平坦型各向异性的磁化晶粒和分布于晶粒之间的边界界面中的非磁性合金，因此，本发明专利技术的磁体与现有永磁体相比具有优异的磁屏蔽效果，因为晶粒可以被完全包围在非磁性合金中，使得可以通过更经济的处理来制造具有增强矫顽力的热压变形的磁体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含非磁性合金的热压变形的磁体及其制造方法
本专利技术涉及包含分布在晶粒界面处的非磁性合金的热压变形的磁体，并且更具体地，涉及用于提高永磁体的矫顽力并且提高剩余磁通密度的方法，与通过现有处理的永磁体不同，该方法不需要通过有效地实现磁屏蔽来施加磁场。
技术介绍
近来，诸如新的可再生能量这样的环境友好的能量行业备受关注，但是就能量产生系统和能量消耗的转换而言，提高消耗能量的装置的效率也可能是重要的。与能量消耗关联的最重要的装置是电机，并且电机的必要材料是稀土永磁体。为了使稀土永磁体在各种应用领域中被用作优异材料，需要高的剩余磁通密度(Br)和稳定的矫顽力(iHc)。用于确保磁性粉末的高的矫顽力的方法中的一种是通过添加诸如Dy这样的重稀土来使用磁性粉末以增加室温下的矫顽力的方法。然而，似乎由于重稀土金属的稀缺和由此导致的价格急剧增加，导致最近使用诸如Dy这样的重稀土金属作为未来的材料存在限制。另外，添加Dy提高了矫顽力，但是不足之处在于使剩磁减小，结果，磁体的强度变弱。此外，在用于制造各向异性的基于钕的永磁体的方法中，通常通过以下方式来制造磁体：通过金属熔化、快速冷却和研磨来制备磁性粉末，在施加磁场的同时将磁性粉末成形，然后在高温(1,000℃或更高的温度)下烧结磁性粉末，并且使磁性粉末经受后热处理。在处理期间，在确保磁性粉末的高矫顽力的方法当中，存在将晶粒的尺寸微粉化(micronize)为单个磁畴尺寸的方法。也就是说，该方法是通过利用物理方法精细地粉碎磁性粉末的晶粒来将晶粒微粉化，并且在这种情况下，在制造方法的步骤中，还必须在烧结之前将磁性粉末本身的粒径微粉化，以便将磁性粉末的晶粒微粉化，但是还需要保持微晶粒的磁性粉末，直到制作出最终产品。然而，在将经精细微粉化的具有微小尺寸粒径的磁性粉末制造成磁体的过程中，矫顽力大幅减小，因为由于超过1,000℃的高温热处理而导致出现晶粒生长，所以晶粒因晶粒粗化而按照单个磁畴的方式产生，并且在颗粒中容易形成反向磁畴。此外，通过使用用于确保高矫顽力的方法当中的又一种方法来致使晶粒隔离，以实现磁屏蔽，结果，可以通过阻止反向磁畴的转变来增大矫顽力。出于此目的，在相关技术中，使用通过将非磁性相施用或涂覆在磁体的表面上以使非磁性相能够在磁体内部扩散的方法(US08038807B1,WO2011/0145674，T.Akiyaetal(2014))。然而，这种方法无法均匀地隔离晶粒，因为非磁性相只在磁体的表面上是充足的，所以没有平稳地出现扩散，结果，非磁性相变得在磁体内部不充足。因此，由于难以向大尺寸的磁体应用该方法并且在这种情况下磁体内部和外部的磁特性互不相同，因此担心制造出不均匀的磁体。
技术实现思路
技术课题因此，本专利技术的目的是提供一种热压变形的磁体和制造该热压变形的磁体的方法，在该热压变形的磁体中，作为由于非磁性合金均匀地分布于晶粒的界面处而导致的磁屏蔽的效果，提高了矫顽力，由于热压变形处理，导致磁化方向在一个方向上对齐(align)，结果，剩余磁通密度提高，在该方法中，通过在制造磁体的过程期间将非磁性合金混合，使非磁性合金均匀地分布于晶粒的界面处。技术方案下文中，将更详细地描述本专利技术。根据本专利技术的一种用于制造R-TM-B热压变形的磁体的方法包括以下步骤：(a)用R-TM-B合金来制备磁性粉末(R意指选自由Nd、Dy、Pr、Tb、Ho、Sm、Sc、Y、La、Ce、Pm、Eu、Gd、Er、Tm、Yb、Lu组成的组中的任一种稀土金属及其组合，并且TM意指过渡金)；(b)通过对所述磁性粉末进行压制烧结来制造烧结体；以及(c)通过施加热和压力对烧结体进行热压制变形(热变形)，其中，所述方法包括以下步骤：在制造步骤(a)中的所述R-TM-B合金时或者在进行步骤(b)中的所述压制烧结之前，添加非磁性合金。可以通过将具有基于R-TM-B组分的合金锭微粉化来制造步骤(a)中的磁性粉末，并且可以通过例如HDDR处理、熔体纺丝(meltspinning)处理或快速凝固处理等来制造基于R-TM-B的锭。具体地，可以通过利用高速轧制(rolling)熔化合金锭并且快速冷却熔化的合金的系统来制造具有带形的锭。可以通过执行研磨的装置来将具有带形的锭进行粉碎，并且因此被粉碎的粉末可以是步骤(a)中的磁性粉末。HDDR处理是通过氢化处理、歧化处理、脱氢处理和再化合(recombination)处理来制造磁性粉末的处理。磁性粉末可以是其中包括多个晶粒的多晶颗粒，磁性粉末可以具有100至500μm的平均粒径，并且多晶颗粒通常可以是包括多个畴的多畴颗粒。当制造现有的烧结磁体时，磁体粉末应该被粉碎以具有约3μm的粉末粒径，使得磁性粉末的粒径变成单晶，结果，在执行烧结处理之前，磁场容易对齐。因此，当制备磁性粉末时，应该以低速执行带坯连铸机冷却轮的轧制，并且研磨应该还经受粗粉碎处理和精细粉碎处理。相比之下，本专利技术的磁性粉末可以带来减少粉碎处理的成本和能量的效果，因为磁性粉末是充足的，只要磁性粉末是其中存在多个晶粒的多晶颗粒或者非晶颗粒，并且具有100μm至500μm的平均粒径。步骤(b)可以是对步骤(a)中制备的磁性粉末进行压制烧结的步骤。只要烧结是能够执行的方法，就可以应用压制烧结步骤，所述方法不受特别限制，但是例如，可以应用热压制烧结、热等静压烧结、火花等离子体烧结、熔炉烧结、微波烧结或其组合方法等。可以在300℃至800℃的温度和30MPa至1,000MPa的压力的条件下执行压制烧结步骤。当在该温度下执行压制烧结时，非磁性合金可以主要分布于磁性粉末中的晶粒界面处，并且磁性粉末中的每一个密集塞入(pack)，结果，可以得到具有密实结构的烧结体。然而，即使在该情况下，烧结体中的粉末颗粒的形式可以仍然是球形或其它不规则形式，并且可以恰好是粉末颗粒被密集压缩而成的结构，因此，粉末颗粒通常可以处于没有表现出磁性特性的状态，因为每个粉末中的畴的磁化方向彼此一致。在这种情况下，磁性粉末颗粒中的晶粒可以具有约30nm至约100nm的尺寸。步骤(c)可以是在预定温度和预定压力的条件下对步骤(b)中形成的烧结体进行热压和变形的步骤。由于步骤(c)是可以在比压制烧结中的温度和压力高的温度和压力下执行的步骤，并且可以是对密集成形的磁体进行压缩的步骤，因此步骤(c)是以下步骤：在烧结体中密集存在的状态下的颗粒中的易磁化轴在与压力方向相同的方向上旋转，并且颗粒中的大部分在与压力方向相同的方向上生长，结果，宽度增加，并且步骤(c)可以在所有方向都是敞开或关闭的装置中执行。该步骤可以在所有方向上都敞开并且与施加压力的方向垂直的装置中执行，使得烧结体的厚度可减小并且其宽度可增大。在压制烧结处理中，形成密集塞入有磁性粉末的烧结体，并且由于热压和变形处理中的高压而导致烧结体被强力地压缩，结果，其中存在的尺寸为约30nm至100nm的磁性粉末颗粒和晶粒变形成板状，并且由于结晶特性，导致变形成该形状的晶粒具有在一个方向上对齐的磁化方向，并因此具有各向异性，结果，可以表现出磁性特性。可以在500℃至1,000℃的温度和50MPa至1,000MPa的压力的条件下执行热压和变形步骤。可以执行热压和变形，使得变形比率被调节成约50％至约80％，并且可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种R‑TM‑B热压变形的磁体，这里，R意指选自由Nd、Dy、Pr、Tb、Ho、Sm、Sc、Y、La、Ce、Pm、Eu、Gd、Er、Tm、Yb、Lu及其组合组成的组中的稀土金属，并且TM意指过渡金属，所述R‑TM‑B热压变形的磁体包括：(i)各向异性的板状晶粒；以及(ii)分布于所述晶粒的界面处的非磁性合金。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种R-TM-B热压变形的磁体，这里，R意指选自由Nd、Dy、Pr、Tb、Ho、Sm、Sc、Y、La、Ce、Pm、Eu、Gd、Er、Tm、Yb、Lu及其组合组成的组中的稀土金属，并且TM意指过渡金属，所述R-TM-B热压变形的磁体包括：(i)各向异性的板状晶粒；以及(ii)分布于所述晶粒的界面处的非磁性合金。2.根据权利要求1所述的磁体，其中，所述R-TM-B热压变形的磁体由以下的化学式1表示：[化学式1](R′1-xR"x)2TM14B这里，R′和R"是选自由Nd、Dy、Pr、Tb、Ho、Sm、Sc、Y、La、Ce、Pm、Eu、Gd、Er、Tm、Yb、Lu及其组合组成的组中的稀土金属，并且x是实数，其中，0≤x≤1.0。3.根据权利要求1所述的磁体，其中，所述非磁性合金由以下的化学式2表示：[化学式2]TaM1-a这里，T是选自由Nd、Dy、Pr、Tb、Ho、Sm、Sc、Y、La、Ce、Pm、Eu、Gd、Er、Tm、Yb、Lu及其组合组成的组中的任一种元素，M是选自由Cu、Al、Sb、Bi、Ga、Zn、Ni、Mg、Ba、B、Co、Fe、In、Pt、Ta及其组合组成的组中的任一种金属元素，并且a是实数，其中，0<a<1。4.根据权利要求1所述的磁体，其中，所述非磁性合金包括选自由Nd0.84Cu0.16、Nd0.7Cu0.3、Nd0.85Al0.15、Nd0.08Al0.92、Nd0.03Sb0.97、Nd0.8Ga0.2、Nd0.769Zn0.231、Nd0.07Mg0.93、Pr0.84Cu0.16、Pr0.7Cu0.3、Pr0.85Al0.15、Pr0.08Al0.92、Pr0.03Sb0.97、Pr0.8Ga0.2、Pr0.769Zn0.231、Pr0.07Mg0.93、Bi、Ga、Ni、Co及其组合组成的组中的任一种。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：南宫锡，朴德海，姜諵锡，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR