人造永磁体和制造所述人造永磁体的方法技术

在制造人造永磁体的方法中，在粉末制备步骤中，制备包含具有永久磁性且具有第一平均粒度的稀土过渡金属化合物的主相粉末，和制备具有比主相粉末更高的各向异性磁场强度并且具有第二平均粒度的各向异性粉末，其中所述第二平均粒度比所述第一平均粒度小。在随后的粉末混合步骤中，主相粉末和各向异性粉末混合在一起以形成粉末混合物和，在随后的热处理步骤中，将具有第一平均粒度的主相粉末和具有第二平均粒度的各向异性粉末的该粉末混合物烧结以形成人造永磁体（5）。主相粉末优选含有SE2(Fe,X)14B化合物，其中SE表示稀土元素，Fe表示铁，B表示硼，且X表示包括铁的任何所需的化学元素，或许多任何所需的化学元素。主相粉末的第一平均粒度有利地比各向异性粉末的第二平均粒度大50％以上，优选比所述第二平均粒度大100％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】人造永磁体和制造所述人造永磁体的方法本专利技术涉及一种制造人造永磁体的方法。可以从例如铁、钴或镍等硬磁材料或者也可以从稀土合金制造人造永磁体，其在永磁体的周围产生永久的基本上静态的磁场。永磁体在许多应用领域中使用，和因此对不同的永磁体有高的需求。已经开发了许多方法，通过该方法可以由合适的永磁材料制造人造永磁体并进行磁化。根据所使用的各自的制造方法和各自的永磁材料，可以制造具有不同性能和适应各自使用目的的永磁体。实践证明的制造方法使用由合适的永磁材料制成的结晶粉末或由若干种永磁材料的组合制成的结晶粉末。而且，添加剂或粘合剂可以混合。将结晶粉末压制成丸粒，和然后将该丸粒烧结，其中在烧结过程中，压缩的粉末晶粒可以相互连接并通过加热通常至1000℃以上的温度而固化。如此制造的人造永磁体的永久磁性很大程度上被诸如饱和磁化强度、各向异性磁场强度或居里温度等各种特性，且特别是矫顽磁场强度和剩磁影响和指定。对于许多应用场合，如果永磁体既具有高矫顽磁场强度又具有高剩磁在此是有利的，从而在制造方法期间或之后，通过外部磁场磁化的人造永磁体保持其在外部磁场之外的磁化尽可能长，并且在暴露于去磁磁场之后也尽可能长。已经表明，从含有铁金属和还有稀土金属两者的合金中，可以制造具有有利性能，特别是高剩磁和高矫顽磁场强度的人造永磁体。例如，可以由其制造稀土磁体的经常使用的且具有成本效益的合金是钕-铁-硼或钐-钴。除了合适地选择硬磁材料和合金之外，磁性可以被增强或改善，因为由此制造的粉末在压制成丸粒的过程中暴露于强的外部磁场，以便粉末的各颗粒以优选的磁化轴线在外部磁场的方向上对齐。为了进一步改善这种稀土磁体的磁性，已经开发了各种方法，借助于这些方法，通过向烧结的永磁体中引入合适的化学元素、组分或物质，可以以有针对性的方式改善或者增强各磁性。例如，已经表明，在稀土磁体中，通过用添加的元素例如重稀土元素取代诸如轻质稀土元素等各化学元素，或者用其它化学元素例如铝、镓、铜、锡等取代铁，可以增加烧结的永磁体的矫顽磁场强度。因此，从实践中已知，在待用于制造粉末以及随后的烧结过程的合金熔化时就已经混合了适当比例的添加的元素，所述添加的元素在丸粒的烧结过程期间或在加热期间很大程度上均匀地分布在由其制造的永磁体中。添加的元素通过扩散渗入在烧结过程期间不熔化的永久磁性颗粒中，并且影响各永久磁性颗粒的磁性以及由此整个烧结的永磁体的磁性。研究表明，通过增加永久磁性颗粒的各向异性磁场强度可以改善永久磁性。通过引入合适的添加的元素，可以增加各向异性磁场强度，且同时可以减小各相邻颗粒之间的磁相互作用。然而，迄今为止所研究的作为用于增加各向异性磁场强度的添加的元素已被混入粉末中的以及在烧结过程中基本上均匀地分布在各颗粒中的所有化学元素导致剩磁的降低。各向异性磁场强度在很大程度上受引入到永久磁性颗粒边缘区域中的添加的元素的影响，而在颗粒的核心区域中，相同的添加的元素对各向异性磁场强度几乎没有可测量的影响或没有可测量的影响。相反，通过在颗粒的边缘区域和核心区域中均引入添加的元素，颗粒的剩磁减小。通过将添加的元素混入粉末中，由其压制丸粒并随后烧结永磁体，在大多数情况下，仅可能的是，产生添加的元素在永磁体内，且特别是在各永久磁性颗粒内的基本上均匀的分布。用增强添加添加的元素通过在颗粒的边缘区域中的增强的各向异性磁场强度而获得的永磁体的永久磁性的期望优点可以被在整个颗粒中引起的剩磁的减小抵消，以便总体上添加的元素的增强添加甚至可能变成不利的。已经表明，晶界扩散可以有利地用于制造人造永磁体。如果已经烧结的永磁体随后再次被加热并与合适的添加的元素接触，则添加的元素沿着各永久磁性颗粒之间的晶界更加强烈地扩散到烧结的永磁体中，并且因此其浓度在各颗粒的边缘区域中增加。以这种方式，可以增加各向异性磁场强度，而不会引起永磁体的相关剩磁的明显降低。然而，已经表明，适合于改善磁性的添加的元素只能通过晶界扩散被引入到永磁体的大约2至3mm的小边缘区域中。因此，利用晶界扩散的方法，可以明显地改善尺寸在几毫米范围内的小的人造永磁体，而直径大于5至10mm的较大的人造永磁体的磁性，例如只能受到最小程度的影响，而实际上晶粒尺寸扩散方法往往不能经济地使用。因此，本专利技术的目的在于提供一种制造人造永磁体的方法，使得可以影响或改善烧结永磁体的磁性。该目的根据本专利技术通过如下方法实现，其中在粉末制备步骤中制备包含具有永久磁性并具有第一平均粒度的稀土过渡金属化合物的主相粉末，并且制备各向异性粉末，其具有比主相粉末更高的各向异性磁场强度，并具有小于第一平均粒度的第二平均粒度，其中在粉末混合步骤中，主相粉末和各向异性粉末混合在一起以形成粉末混合物，其中随后使用常规的粉末冶金方法产生致密的模制体，并且其中在随后的热处理步骤中，将具有第一平均粒度的主相粉末和具有第二平均粒度的各向异性粉末的粉末混合物烧结以形成人造永磁体。根据本专利技术的方法利用了以下事实：在烧结过程中，在加热期间，小颗粒比大颗粒更快地熔化或完全熔化。通过根据本专利技术的不同平均粒度的指定，实现了在烧结过程中加入到粉末混合物中的较小粒度的各向异性粉末更快速地开始熔化或熔化，并且具有较大平均粒度的主相粉末的颗粒在很大程度上保持其固定的形状。包含在各向异性粉末中的添加的元素由于较小颗粒的较早开始熔化而变得快速移动，并且它们渗入主相粉末的显著更大颗粒的边缘区域中。通过烧结温度和烧结过程的持续时间的合适的指定，可以实现，来源于各向异性粉末的添加的元素的浓度的有利增加可在主相粉末的颗粒的边缘区域中实现，而主相粉末的较大颗粒的核心区域很大程度上保持不含添加的元素。有利地规定，在烧结过程中，各向异性粉末的小颗粒基本上完全熔化，并且在烧结过程中从各向异性粉末产生的液相的化学组成被建立并且在很大程度上用各向异性粉末的化学组成指定。在随后的冷却过程中，液相在主相粉末的颗粒的边缘区域上结晶。由于晶界扩散，液相快速分布，并且包围主相粉末的颗粒，使得化学元素能够快速从液相渗入主相粉末的颗粒的边缘区域中。主相粉末和各向异性粉末通常都包含具有在尺寸范围上延伸的粒度分布的颗粒。作为平均粒度，可以使用在个别情况下存在的粒度频率分布的平均值的合适统计参数，例如粒度分布的中值或算术平均值。已经知道具有有利的磁性并且适于制造人造永磁体的不同的磁性合金和材料。取决于各自的组成，这些合金中的一些可商购且具有成本效益。为了制造根据本专利技术的永磁体，例如可以使用SE2(Fe,X)14B化合物作为主相粉末或者作为主相粉末的组分，其中SE表示稀土元素，Fe表示铁，B表示硼，且X表示包括铁的任何所需的化学元素，或许多任何所需的化学元素。通过混合具有较小平均粒度的各向异性粉末，并且由于在主相粉末的颗粒的边缘区域中各向异性粉末的组分或化学元素浓度的作为结果的增加，永磁体的各向异性磁场强度是要增加的。为此目的，各向异性粉末含有增加主相粉末的各向异性磁场强度的稀土元素是有利的。各向异性粉末还可以含有其它或额外的组分和添加的元素，其还增加了主相粉末的各向异性磁场强度，或借助于其，人造永磁体的磁性可以被影响并适应于各自的使用目的。取决于各自的成分和组分，根据本专利技术的方法的优点发生，当在加热过程中，各向异性粉末平均稍快于主相粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造人造永磁体的方法，其中，在粉末制备步骤（1）中，制备包含具有永久磁性且具有第一平均粒度的稀土过渡金属化合物的主相粉末，和制备具有比主相粉末更高的各向异性磁场强度并且具有比第一平均粒度小的第二平均粒度的各向异性粉末，其中，在粉末混合步骤（2）中，主相粉末和各向异性粉末混合在一起以形成粉末混合物，其中随后使用常规粉末冶金方法产生致密的模制体，并且其中在随后的热处理步骤（4）中，将具有第一平均粒度的主相粉末和具有第二平均粒度的各向异性粉末的粉末混合物烧结以形成人造永磁体（5）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.12 DE 102015107486.91.一种制造人造永磁体的方法，其中，在粉末制备步骤（1）中，制备包含具有永久磁性且具有第一平均粒度的稀土过渡金属化合物的主相粉末，和制备具有比主相粉末更高的各向异性磁场强度并且具有比第一平均粒度小的第二平均粒度的各向异性粉末，其中，在粉末混合步骤（2）中，主相粉末和各向异性粉末混合在一起以形成粉末混合物，其中随后使用常规粉末冶金方法产生致密的模制体，并且其中在随后的热处理步骤（4）中，将具有第一平均粒度的主相粉末和具有第二平均粒度的各向异性粉末的粉末混合物烧结以形成人造永磁体（5）。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，主相粉末和各向异性粉末在每种情况下都是至少另外两种不同粉末的混合物。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述主相粉末含有至少一种稀土元素。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述主相粉末含有SE2(Fe,X)14B化合物，其中SE表示稀土元素，Fe表示铁，B表示硼和X表示包括铁的任何所需的化学元素，或许多任何所需的化学元素。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述各向异性粉末含有至少一种稀土元素。6.根据前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：K勒韦，W费尔嫩格尔，K施科科夫，O古特弗莱施，
申请(专利权)人：达姆施塔特工业大学，
类型：发明
国别省市：德国,DE