一种低失重高耐蚀稀土永磁材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种低失重高耐蚀稀土永磁材料的制备方法，其包括将金属醇盐溶于乙醇，升温滴加催化剂，滴加完成后充分搅拌，制得金属氧化物薄膜旋涂液；将微米级钕铁硼磁体粉末浸入金属氧化物薄膜旋涂液中，混合均匀后利用旋转涂膜机高速旋转以甩干成膜；固化，并将部分团聚的磁体粉末重新碾压成粉末；进行取向压型，然后经油冷等静压制成压坯；经高温烧结及二级回火热处理制得烧结磁体。本发明专利技术采用旋涂制膜工艺实现了高电位金属氧化物晶界相均匀包裹钕铁硼主相晶粒的理想显微结构，并且主相晶粒间的高电位金属元素大幅降低了主相与晶界相的电化学电位差，减小了腐蚀原动力，从而极大地提高了磁体的耐腐蚀性能。

Preparation of rare earth permanent magnet material with low weightlessness and high corrosion resistance

The invention provides a preparation method of rare earth permanent magnet material with low weight loss and high corrosion resistance, which comprises dissolving metal alkoxide salt in ethanol, dropping catalyst at elevated temperature, fully stirring after dropping, and preparing metal oxide film spin-coating liquid; immersing micron-sized Nd-Fe-B magnet powder in metal oxide film spin-coating liquid, mixing evenly. The film was dried by high-speed rotation of the rotary coating machine, solidified and partially agglomerated magnetic powder was re-rolled into powder, oriented compacted, and then pressed into compact by oil-cooled isostatic pressing. The sintered magnet was prepared by high-temperature sintering and secondary tempering heat treatment. The invention adopts spin-coating technology to realize the ideal microstructure of uniformly encapsulating Nd-Fe-B main phase grains in the grain boundary phase of high potential metal oxides, and the high potential metal elements between the main phase grains greatly reduce the electrochemical potential difference between the main phase and the grain boundary phase, reduce the corrosion motivity, thereby greatly improving the resistance of magnets. Corrosion resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种低失重高耐蚀稀土永磁材料的制备方法
本专利技术涉及永磁材料
，具体是涉及一种低失重高耐蚀稀土永磁材料的制备方法。
技术介绍
烧结Nd-Fe-B磁体经过多年的发展，已经成为社会经济建设和人们日常生活中必不可少的材料，其剩磁和最大磁能积分别已经达到理论值的97％和93％以上。然而，较差的耐腐蚀性能仍然是烧结Nd-Fe-B磁体广泛应用的最主要限制因素。由粉末冶金工艺制备的烧结钕铁硼磁体为多相结构，晶界富Nd相活泼的化学性质导致了磁体在腐蚀环境中易发生化学腐蚀，其与主相间的巨大电位差更是加剧了磁体的电化学腐蚀。随着海上风力发电和混合动力汽车的迅速发展以及国家的政策扶持，对高磁性能、高耐腐蚀性磁体的需求将越来越大，同时对磁体的耐腐蚀性能和使用寿命也将提出更高的要求。为了提高材料的耐腐蚀性能，现有技术采用了一种双合金工艺来对晶界相进行设计，该工艺是分别冶炼主辅合金，破碎后按一定比例混料，然后经磁场取向压型，烧结回火制备成目标磁体。如中国专利ZL200710069227.1提出的“纳米铜改性制备高矫顽力、高耐腐蚀性磁体方法”、中国专利ZL200510050000.3提出的“晶界相中添加纳米氮化硅提高钕铁硼工作温度和耐蚀性的方法”等，这些方法是以双合金工艺为基础，通过在构成晶界相的富稀土金属间化合物中添加高电位的金属或耐腐蚀的陶瓷粉末以降低晶界相的腐蚀速率，提高其耐腐蚀性能。但是，烧结钕铁硼材料易腐蚀的根本原因在于其以富稀土的金属间化合物作为晶界相，而该技术方法中金属或陶瓷粉末添加量有限，晶界改性区域小，并且混粉时难以均匀分布于主合金颗粒间，因此材料的耐腐蚀性能提升有限。近年来，粉末颗粒表面镀膜改性技术悄然兴起。中国专利ZL200610053144.9专利技术了“高耐蚀性烧结钕铁硼的制备方法”，将钕铁硼磁粉表面化学镀铜后烧结制得磁体，实现高电位铜取代易腐蚀的晶间富钕相，从而提高磁体的耐腐蚀性能。但是化学镀后颗粒表面的包裹层显然大于磁体理想显微组织中纳米级的厚度尺寸，因此化学镀引入的过多晶界成分可能导致最大磁能积，尤其是饱和磁化强度的急剧下降。中国专利ZL201310416673.0专利技术了“低镝耐腐蚀烧结钕铁硼的制备方法”，利用磁控溅射粉体镀膜工艺，在钕铁硼合金粉体表面同时溅射Dy，Co，Al及Cu，Ga，Nb等合金元素，从而实现晶界改性，降低Dy含量的同时有效提高磁体的耐腐蚀性能。但是该方法需高真空设备，工艺复杂，设备价格昂贵，因此难以实现大面积推广。旋涂法制膜技术由于其设备简单，生产能力强，制备的薄膜厚度均匀而广泛应用于光盘，半导体器件，电子元器件等领域。此外，旋涂薄膜厚度可通过旋涂溶液的浓度、溶剂的种类、旋涂时的转速及时间等参数来实现可控调节。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低失重高耐蚀稀土永磁材料的制备方法，利用旋涂技术在微米级钕铁硼粉体表面涂覆一层纳米级的金属氧化物薄膜，有效控制薄膜厚度及均匀性的同时，提高晶间相的电化学电位，改善磁体耐腐蚀性能，实现高耐蚀性烧结钕铁硼稀土永磁材料的制备。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种低失重高耐蚀稀土永磁材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：1)将金属醇盐溶于乙醇，升温至85～95℃，然后滴加催化剂，滴加完成后充分搅拌，制得金属氧化物薄膜旋涂液；所述催化剂与金属醇盐的摩尔比为1：1000～1：100；2)将微米级钕铁硼磁体粉末浸入金属氧化物薄膜旋涂液中，其中磁体粉末的质量分数控制在30～60％，超声振动混合均匀后，利用旋转涂膜机高速旋转以甩干成膜；3)将沉积有薄膜的磁体粉末置于真空烘箱内固化，并将部分团聚的磁体粉末重新碾压成粉末；4)将烘干及碾压后的磁体粉末进行取向压型，然后经油冷等静压制成压坯；5)将压坯置于真空烧结炉中，经高温烧结及二级回火热处理制得烧结磁体。进一步方案，步骤1)中所述金属醇盐与乙醇的质量体积比为3：7～6：4(g：ml)；所述催化剂为聚乙二醇600。进一步方案，步骤1)中所述金属醇盐为Al(OR)3、Ti(OR)4或Zr(OR)4，其中R表示烷基。进一步方案，步骤2)中所述的微米级钕铁硼磁体粉末的平均粒度为2～5μm，其是将钕铁硼母合金速凝薄片进行氢破碎制得粗粉，再经气流磨进一步破碎所得；所述钕铁硼母合金速凝薄片是利用真空感应速凝铸片技术制备的。更进一步方案，所述钕铁硼母合金的成分为NdxFe100-x-y-zByMz，其中10≤x≤15，5.95≤y≤6，0≤z≤5，M为Dy，Tb，Pr，Nb，Co，Ga，Al元素中的一种或几种。进一步方案，步骤2)中所述的旋转涂膜机的工艺参数为：甩胶马达转速2500～4000r/min、匀胶时间20～60s、薄膜厚度为20～100nm。进一步方案，步骤3)中所述固化的温度为100～300℃、时间为4～8h。进一步方案，步骤4)中所述取向压型的取向磁场强度为1.5～2.0T、油冷等静压压力为200～250MPa、保压时间为15～30s。进一步方案，步骤5)中所述高温烧结的温度为1060～1082℃、时间为2～3h；二级回火热处理中一级回火处理的温度为900～920℃、时间为1.5～2.5h；二级回火处理的温度为480～520℃、时间为2～3h。本专利技术中金属氧化物薄膜旋涂液的制备应用了溶胶-凝胶反应原理，以金属醇盐为前驱体，其制备过程中主要分为以下两步：第一步是前驱体的水解过程，醇羟基部分被羟基取代，形成羟基化合物，见化学式1，随着反应进行，水解过程不断进行，直到水解完全，见化学式2；M(OR)n+xH2O→M-(OH)x(OR)n-x+xROH化学式1；M-(OH)x(OR)n-x+n-xH2O→M-(OH)n+n-xROH化学式2；第二步为羟基化合物的缩聚反应过程，水解后形成的羟基化合物经脱水、脱醇后得到澄清透明且具有一定粘度的氧化物溶胶。见化学式3，化学式4。M-(OH)n+n(HO)-M→M-O-M+nH2O化学式3；M(OR)n+n(HO)-M→M-O-M+nH-OR化学式4。与现有技术相比，本专利技术的有益效果表现在：本专利技术利用旋涂技术在微米级钕铁硼磁体粉体的表面涂覆一层纳米级的金属氧化物薄膜，有效控制薄膜厚度及均匀性的同时，提高晶间相的电化学电位，改善磁体耐腐蚀性能，实现高耐蚀性烧结钕铁硼稀土永磁材料的制备。本专利技术采用旋涂制膜工艺实现了高电位金属氧化物晶界相均匀包裹钕铁硼主相晶粒的理想显微结构。钕铁硼主相晶粒间的高电位金属元素大幅降低了主相与晶界相的电化学电位差，减小了腐蚀原动力，从而极大地提高了磁体的耐腐蚀性能。本专利技术制得的烧结钕铁硼磁体的高电位金属氧化物晶界相的厚度可以控制在纳米尺度，因此不仅保证了晶界相发挥去交换耦合作用，还能减小腐蚀通道，从而实现磁体耐腐蚀性能的进一步提高。本专利技术的制备方法与中国专利ZL201310416673.0中磁控溅射的粉体镀膜工艺相比，本专利技术的旋涂制膜工艺简单，设备价格低廉，更易实现推广应用。具体实施方式以下将结合实施例，对本专利技术进行较为详细的说明。但是，实施例内容仅是对本专利技术所作的举例和说明，所属本
的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离专利技术的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低失重高耐蚀稀土永磁材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：1）将金属醇盐溶于乙醇，升温至85~95℃，然后滴加催化剂，滴加完成后充分搅拌，制得金属氧化物薄膜旋涂液；所述催化剂与金属醇盐的摩尔比为1：1000~1：100；2）将微米级钕铁硼磁体粉末浸入金属氧化物薄膜旋涂液中，其中磁体粉末的质量分数控制在30~60%，超声振动混合均匀后，利用旋转涂膜机高速旋转以甩干成膜；3）将沉积有薄膜的磁体粉末置于真空烘箱内固化，并将部分团聚的磁体粉末重新碾压成粉末；4）将烘干及碾压后的磁体粉末进行取向压型，然后经油冷等静压制成压坯；5）将压坯置于真空烧结炉中，经高温烧结及二级回火热处理制得烧结磁体。

【技术特征摘要】
1.一种低失重高耐蚀稀土永磁材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：1）将金属醇盐溶于乙醇，升温至85~95℃，然后滴加催化剂，滴加完成后充分搅拌，制得金属氧化物薄膜旋涂液；所述催化剂与金属醇盐的摩尔比为1：1000~1：100；2）将微米级钕铁硼磁体粉末浸入金属氧化物薄膜旋涂液中，其中磁体粉末的质量分数控制在30~60%，超声振动混合均匀后，利用旋转涂膜机高速旋转以甩干成膜；3）将沉积有薄膜的磁体粉末置于真空烘箱内固化，并将部分团聚的磁体粉末重新碾压成粉末；4）将烘干及碾压后的磁体粉末进行取向压型，然后经油冷等静压制成压坯；5）将压坯置于真空烧结炉中，经高温烧结及二级回火热处理制得烧结磁体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述金属醇盐与乙醇的质量体积比为3：7~6：4（g：ml）；所述催化剂为聚乙二醇600。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述金属醇盐为Al(OR)3、Ti(OR)4或Zr(OR)4，其中R表示烷基。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的微米级钕铁硼磁体粉末的平均粒度为2~5μm，其是将钕铁硼母合金速凝薄片进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，曹玉杰，吴玉程，黄秀莲，陈静武，刘家琴，衣晓飞，熊永飞，
申请(专利权)人：安徽大地熊新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34