低涡流损耗的稀土永磁体制造技术

本发明专利技术公开的低涡流损耗的稀土永磁体，包括：磁体单元，磁体单元具有薄层形结构，且在稀土永磁体中设置有多个；绝缘单元，绝缘单元具有薄层形结构，且在稀土永磁体中设置有多个，并至少形成于至少部分磁体单元的相邻两个磁体单元之间；稀土永磁体为至少由磁体单元和绝缘单元共同形成的紧密结构。本发明专利技术方案通过优化的磁体结构，从而有效降低了导电磁体单元在电磁交变环境的下涡流损耗，从而不仅能够有效保持磁体在高交变环境下的磁性能，降低磁体发热，保障设备的安全稳定运行，提高磁体使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
低涡流损耗的稀土永磁体
本专利技术涉及一种稀土永磁体，特别是低涡流损耗的稀土永磁体。
技术介绍
涡流损耗指，导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，导体内的感生的电流导致的能量损耗。在导体内部形成的一圈圈闭合的电流线，称为涡流(又称傅科电流)。涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。涡流损耗的计算需根据导体中的电磁场的方程式，结合具体问题的上述诸因素进行。稀土永磁材料是不同的稀土元素和过渡金属(Fe，Co，Ni、Sm等)组成的化合物，是近二十年来得到迅速发展的一种新颖永磁材料。根据稀土永磁体的制备工艺，可将稀土永磁体分为粘结型稀土永磁体和烧结型稀土永磁体。与粘接型稀土永磁体比较，烧结型稀土永磁体具有永磁性能高、居里温度高、温度稳定性较好等优点。近年来，随着永磁材料应用的拓展，烧结型稀土永磁体成为高科技技术产业不可缺少的战略性基础材料，已广泛应用于民用、军用各个领域，如高性能永磁电机、电声设备等。然而，由于烧结型稀土永磁体电导率较高，当永磁体内的磁场发生交变时，由于电磁感应，永磁体会产生涡旋电流，进而引起永磁体发热。对于高速永磁电机或多极大扭矩永磁电机等而言，由于磁场的交变频率较高，烧结型稀土永磁体的涡流更高，永磁体温升明显。温升高会降低永磁体的磁性能，甚至会造成永磁体不可逆退磁。因此，降低烧结型稀土永磁体的涡流损耗，具有重要意义。通常永磁材料的绝缘特性越好，涡流损耗越小，因此，寻找在高频交变场下工作、具有低电导率和高磁性能的稀土永磁材料是目前稀土永磁材料领域研究的热点。公开号为CN1508815的具有绝缘性的稀土永磁材料，以稀土永磁合金粉为基体，在稀土永磁合金粉中添加环氧树脂、环氧聚酯漆、聚乙烯醇缩丁醛和硅烷。基于该稀土永磁材料制备的稀土永磁体具有较高的电阻率(即绝缘性好)，但是由于稀土永磁合金粉中掺杂有机的绝缘材料，进而使烧结工艺要求过高，不易制备。公开号为CN104332263的一种可降低涡流损耗的烧结型稀土永磁体及其制备方法包括依次交替的第一永磁层和第二绝缘层，第一永磁层由导电永磁材料制备得到，第二绝缘层由绝缘材料制备得到，绝缘材料为铁氧体粉末，第一永磁层的厚度大于或等于1mm，第二绝缘层的厚度小于或等于0.5mm。该方案采用交替设置的第一永磁层和第二绝缘层，以克服前述制造不易的问题，同时获得良好的低涡流损耗特性，该方案采用将第一永磁层和第二绝缘层交替间隔的坯料共同烧结成为整体，以简化生产工序，但是却一方面因第一永磁层和第二绝缘层两者的材料不同，不仅仅增加了工艺控制难度，对产品的品质控制难度同样数量级的增加。另外高频环境下的涡流损耗与导电磁体的形状密切相互，该方案降低了对磁体结构形状的可控性，从而难以有效控制涡流损耗的降低。另一方面，该方案将第一永磁层和第二绝缘层的简单组合，在两者的厚度配合不当时，易于使磁体的表面磁场分步不均，而影响到场强的均匀性，从而限制了磁体在高精密领域的应用。至于，在现有技术中直接采用胶黏剂作为绝缘层的方式，一方面受限于涂覆工艺导致涂覆质量和绝缘层厚度不可控，极易产生气泡、厚薄不均，而影响绝缘性能，并且在长期使用中受老化、介电性能的差异极易被击穿从而丧失绝缘隔离能力，使用寿命短，特别是在高复杂电磁环境下以及受热时尤为显著。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开的低涡流损耗的稀土永磁体，通过优化的磁体结构，从而有效降低了导电磁体单元在电磁交变环境的下涡流损耗，从而不仅能够有效保持磁体在高交变环境下的磁性能，降低磁体发热，保障设备的安全稳定运行，提高磁体使用寿命，并且获得良好的表面磁场性能，从而满足高精密领域对高质量磁场的要求，并且具有性能稳定、寿命长、产品质量可控性好，绝缘性能优秀。本专利技术公开的低涡流损耗的稀土永磁体，包括：磁体单元，磁体单元具有薄层形结构，且在稀土永磁体中设置有多个；绝缘单元，绝缘单元具有薄层形结构，且在稀土永磁体中设置有多个，并至少形成于至少部分磁体单元的相邻两个磁体单元之间；稀土永磁体为至少由磁体单元和绝缘单元共同形成的紧密结构。本方案针对导电性的稀土永磁体存在的涡流损耗问题，通过采用薄层形结构的磁体单元，在高频(频率在100kHz～300MHz的电磁场)、超高频电磁场(频率在300MHz以上的电磁场)环境中，从而降低感生电动势、延长电流回路的长度，从而极大程度上减弱稀土永磁体各个单元在高频、超高频电磁场环境中的涡流。本专利技术公开的低涡流损耗的稀土永磁体的一种改进，磁体单元的厚度为0.3-50mm。本专利技术公开的低涡流损耗的稀土永磁体的一种改进，磁体单元的厚度为1-20mm。本专利技术公开的低涡流损耗的稀土永磁体的一种改进，绝缘单元的厚度为0.05-5mm。优选地，绝缘单元的厚度为0.05-3mm。本方案对绝缘层厚度的控制，可以有效避免磁体表面场强的波动，特别是在磁体单元强度较低的情况下，需要相对较薄的绝缘层厚度，在合适厚度的绝缘单元、磁体单元以及磁体单元磁场强度的组合下，实现不同情形下的匀强磁场。本专利技术公开的低涡流损耗的稀土永磁体的一种改进，绝缘单元的厚度与该绝缘单元相邻的连续的磁体单元(连续的磁体单元是指由多个磁体单元紧密相邻而连续设置，相邻之间无间隔，从而使其具有较小的单个厚度，利于降低涡流损耗，下同)的总厚度的比例为1：(1-700)。本专利技术公开的低涡流损耗的稀土永磁体的一种改进，绝缘单元的厚度与该绝缘单元相邻的连续的磁体单元的总厚度的比例为1：(5-500)。本方案对绝缘层厚度与该绝缘单元相邻的连续的磁体单元的总厚度的比例的控制，在不同的两层厚度、单元场强、单元介电性能的情形下均可以有效避免磁体表面场强的波动，特别是在磁体单元强度较低的情况下，需要相对较薄的绝缘层厚度，在合适厚度的绝缘单元、磁体单元以及磁体单元磁场强度的组合下，实现不同情形下的匀强磁场，并且有效控制涡流损耗，提高对附着交变电磁环境的适应性。本专利技术公开的低涡流损耗的稀土永磁体的一种改进，磁体单元为钕铁硼磁体单元或者钐钴基磁体单元，其中钕铁硼磁体单元为具有外镀层或者不具有外镀层。本专利技术公开的低涡流损耗的稀土永磁体的一种改进，磁体单元为不具有外镀层的钕铁硼磁体单元时，稀土永磁体的最外侧为绝缘单元。本专利技术公开的低涡流损耗的稀土永磁体的一种改进，绝缘单元为绝缘的陶瓷单元或者高分子聚合物单元。本专利技术方案公开的低涡流损耗的稀土永磁体，克服了非均质烧结永磁体的烧结难的问题，有效降低了产品的内部缺陷，实现了结构单元的品质稳定性和可重复性，并且使产品具有良好的质量条件下，可以任意组合改变磁体的局部磁场(如可以通过不同厚度、磁场强度的磁体单元与不同厚度、材质、介电性能的绝缘单元配合来满足特定的磁场要求)，从提高产品应用的灵活性，而通过对磁体产品的磁体单元以及绝缘单元的厚度以及厚度组合的控制，在将在交变电磁场环境下特别是超高频交变电磁场环境下有效降低涡流损耗，降低磁场衰减，并且提供稳定均匀的有效磁场。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1本实施例中，低涡流损耗的稀土永磁体，包括：磁体单元，磁体单元具有薄层形结构，且在稀土永磁体中设置有2个；绝缘单元，绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
低涡流损耗的稀土永磁体，包括：磁体单元，所述磁体单元具有薄层形结构，且在稀土永磁体中设置有多个；绝缘单元，所述绝缘单元具有薄层形结构，且在稀土永磁体中设置有多个，并至少形成于至少部分磁体单元的相邻两个磁体单元之间；所述稀土永磁体为至少由磁体单元和绝缘单元共同形成的紧密结构。

【技术特征摘要】
1.低涡流损耗的稀土永磁体，包括：磁体单元，所述磁体单元具有薄层形结构，且在稀土永磁体中设置有多个；绝缘单元，所述绝缘单元具有薄层形结构，且在稀土永磁体中设置有多个，并至少形成于至少部分磁体单元的相邻两个磁体单元之间；所述稀土永磁体为至少由磁体单元和绝缘单元共同形成的紧密结构。2.根据权利要求1所述的低涡流损耗的稀土永磁体，其特征在于，所述磁体单元的厚度为0.3-50mm。3.根据权利要求2所述的低涡流损耗的稀土永磁体，其特征在于，所述磁体单元的厚度为1-20mm。4.根据权利要求1所述的低涡流损耗的稀土永磁体，其特征在于，所述绝缘单元的厚度为0.05-5mm。5.根据权利要求1-4任一所述的低涡流损耗的稀土永磁体，其特征在于，所述绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建斌，马汉云，
申请(专利权)人：宁波宁港永磁材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33