一种耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料及其制备方法技术

本申请涉及永磁材料领域，具体公开了一种耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料包括下列重量百分比的元素：1～8％的稀土氢化物颗粒，10～15％PrNd、1.0～1.5％B，2～3％Co，0.1～0.3％Cu，0.5～1.0％Nb，0.1～0.2％Zr，1～2％Al，0～1％Ga，剩余余量为Fe，所述稀土氢化物颗粒粒径为1000目。本申请在保温烧结前，先通过高温环境使金属铝为还原剂，直接还原氧化镁制取金属镁，通过添加镁元素，在热和潮湿的环境下，与氧反应从而降低Nd的氧化，使磁体保持良好磁性，由于镁具有较低的熔点，能够促进磁体液相烧结，使富钕相分布更加均匀，均匀的富Nd相能够提高磁体的磁性能，同时改善了永磁材料内部的腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料及其制备方法
本申请涉及永磁材料领域，更具体地说，它涉及一种耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料及其制备方法。
技术介绍
永磁材料作为一种非常重要的信息功能材料，在现代广泛应用于通信、机电、信息、机器人和智能制造等领域。永磁材料的矫顽力一般大于4kA/m，技术磁化到饱和时去掉外加磁场，仍然能长时间保持很强的磁性。目前大部分电机如汽车发动电机、电动自行车电机、电脑驱动电机、风力发电机等均采用永磁电机。烧结钕铁硼永磁体积小且性能高，能够很好地减小电机质量，提高电机效率，更适应于汽车的小型化和轻量化，为新型产业的发展提供了物质基础。相关技术为公开号为CN110808158A的中国专利技术专利公开了一种提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法及烧结钕铁硼磁体，该方案公开了一种提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法，其由RM合金制备、RM附着层制备和热处理等步骤组成；本专利技术还提供了一种由上述方法制备获得的烧结钕铁硼磁体。本专利技术中通过摩擦碰撞将RM合金粘附在磁体表面，介质颗粒的碰撞，能够除去表面多余沾附的RM合金，形成一致性好、结合力强的RM附着层，同时避免粘连；剩余的RM合金颗粒和介质颗粒可回收使用，稀土利用率高；本专利技术旋转加热过程中，可控制RM合金层的厚度，从而控制扩散量，满足不同性能烧结钕铁硼磁体的需求。针对上述中的相关技术，专利技术人认为简单通过稀土合金材料的碰撞摩擦黏附在基体材料表面后，通过高温扩散改善材料矫顽力的方案中，由于扩散材料与基体材料之间并不能形成良好的分散效果，会使钕铁硼材料的均匀性能受到影响，从而不能不能有效提高钕铁硼材料的矫顽力，同时该结构中分散性能不佳，使磁体在使用过程中容易发生电化学腐蚀、氧化腐蚀和吸氢腐蚀，降低了磁体的磁性能。
技术实现思路
为了改善钕铁硼材料内部结构，以提高磁体的矫顽力和耐腐蚀性能，第一方面，本申请提供一种耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料及其制备方法，所述耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料包括下列重量百分比的元素：1～8％的稀土氢化物颗粒，10～15％PrNd、1.0～1.5％B，2～3％Co，0.1～0.3％Cu，0.5～1.0％Nb，0.1～0.2％Zr，1～2％Al，0～1％Ga，剩余余量为Fe，所述稀土氢化物颗粒粒径为1000目。通过采用上述技术方案，由于本申请优化了稀土扩散材料的粒径，使其能在添加在永磁基体材料内部后形成良好的分散结构，通过分散颗粒与主体基材之间的良好结合，形成了包覆形态的结构，改善了晶界组织，抑制晶粒耦合作用，降低耦合作用系数，抑制离散场的形核和长大，降低退磁因子，从而有效提高钕铁硼永磁材料的矫顽力，进一步改善永磁材料的抗腐蚀性能。进一步地，所述耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料还包括与Cu等质量的Mg和质量为Mg重量1/10的Al2O3。通过采用上述技术方案，由于本申请在永磁材料内部添加了Mg和Al2O3，由于镁元素的添加，Mg的密度很小并且纳米Mg粉的活性很高，在热和潮湿的环境下，Mg比Nd更容易与氧反应，从而降低Nd的氧化使磁体保持良好磁性，通过成型的氧化铝颗粒促进磁体液相烧结，使富钕相分布更加均匀，均匀的富Nd相能够提高磁体的磁性能，从而优化了钕铁硼材料的结构特性，提高了钕铁硼永磁材料的抗腐蚀性能。进一步地，所述耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料的制备方法包括：S1、原料混合：按配方分别称取各元素后，收集混合颗粒并球磨混合，收集得球磨混合基体颗粒；S2、压制坯料：按重量分数计，分别称量45～50份球磨混合基体颗粒、10～15份防腐蚀改性液和10～15份矫顽力改性剂搅拌混合，研磨分散得分散浆液并添加至模具中，冷压成型；S3、升温烧结：将冷压后的坯料置于真空烧结炉中，程序升温后保温处理，二次程序升温并保温烧结；S4、二次回火：静置冷却至室温后，两次回火处理并静置冷却至室温，即可制备得耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料。通过采用上述技术方案，由于本申请采用一次成型的烧结制备方案制备耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料，即先通过配置各改性材料，再混合制备成坯体，先加温处理，使金属铝还原经氧化氢氧化镁而产生的氧化镁，还原后的镁渗透并包覆至永磁材料原料中，通过金属镁的填充，改善材料的抗腐蚀性能，同时二次程序升温后再次烧结成型，并通过二次回火处理，将其内部填充的矫顽力改性剂在高温环境下渗透至永磁材料孔隙内部，使其在永磁材料内部形成更加均匀的负载，从而改善软材材料的结构，提高了其抗腐蚀性能，该优化后的制备方案，不仅能有效降低永磁材料的制备的时间，提高该永磁材料制备的效率，同时一次成型烧结的方案改善了永磁材料内部的结构性能，从而进一步改善了使用寿命。进一步地，步骤S2所述的防腐蚀改性液为，按质量比1：3：100将纳米铝粉、纳米氢氧化镁颗粒和去离子水混合分散制备而成。通过采用上述技术方案，由于本申请将纳米铝粉和纳米氢氧化镁颗粒分散在去离子水中，形成胶体材料的溶胶悬浮液进行添加，不仅改善了组分之间的分散性能，同时铝粉和氢氧化镁颗粒能有效填充至材料内部进行反应，优化了钕铁硼材料的结构特性，提高了钕铁硼永磁材料的抗腐蚀性能。进一步地，步骤S2所述的矫顽力改性剂为氢化铽。通过采用上述技术方案，由于本申请采用氢化铽进行矫顽力改性处理，改善了永磁材料中磁体晶界组织，使晶界更加连续平滑提高交换耦合作用系数，同时氢化铽能润湿永磁材料内部的晶界平滑晶粒，减小退磁因子，从而提高磁体矫顽力。进一步地，所述矫顽力改性剂制备步骤包括：（1）取纯铽并打磨，洗涤干燥后球磨处理，收集球磨颗粒并置于氢碎炉中，在氢气气氛下，吸氢处理；（2）抽真空处理并升温加热，保温烧结后球磨处理，得矫顽力改性剂。通过采用上述技术方案，通过采用纯铽并进行打磨处理，经吸氢改性制备得矫顽力改性剂，能有效改善钕铁硼材料的磁性性能，通过该矫顽力改性剂提高磁体矫顽力。进一步地，所述吸氢处理为：在真空度0.1～0.5Pa下通氢气至0.05～0.08MPa，再升温加热至250～300℃保温3～5h吸氢处理。通过采用上述技术方案，由于本申请优化了吸氢处理的温度和压强，使铽能更好与氢气产生反应从而生成氢化铽进行矫顽力改性处理。进一步地，步骤S3所述的程序升温后保温处理为，按1℃/min升温至850～920℃，保温处理45～60min。通过采用上述技术方案，本申请在保温烧结前，先通过高温环境使金属铝为还原剂，直接还原氧化镁制取金属镁，由于本申请方案中采用的均为纳米级别的颗粒材料，所以本申请最终还原形成的镁能有效渗透至永磁材料内部并形成分散包覆，从而通过添加镁元素，在热和潮湿的环境下，与氧反应从而降低Nd的氧化，使磁体保持良好磁性，由于镁具有较低的熔点，能够促进磁体液相烧结，使富钕相分布更加均匀，均匀的富Nd相能够提高磁体的磁性能，同时改善了永磁材料内部的腐蚀性能。进一步地，步骤S4所述的两次回火处理为，控制一次回火温度为850～880℃，一次回火100～110min后，再在480～500℃下保温回火3～5h。通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料，其特征在于，所述耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料包括下列重量百分比的元素：1～8％的稀土氢化物颗粒，10～15％PrNd、1.0～1.5％B，2～3％Co，0.1～0.3％Cu，0.5～1.0％Nb，0.1～0.2％Zr，1～2％Al，0～1％Ga，剩余余量为Fe，所述稀土氢化物颗粒粒径为1000目。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料，其特征在于，所述耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料包括下列重量百分比的元素：1～8％的稀土氢化物颗粒，10～15％PrNd、1.0～1.5％B，2～3％Co，0.1～0.3％Cu，0.5～1.0％Nb，0.1～0.2％Zr，1～2％Al，0～1％Ga，剩余余量为Fe，所述稀土氢化物颗粒粒径为1000目。


2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料，其特征在于，所述耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料还包括与Cu等质量的Mg和质量为Mg重量1/10的Al2O3。


3.一种耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料的制备方法，其特征在于，所述耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料的制备方法包括：
S1、原料混合：按配方分别称取各元素后，收集混合颗粒并球磨混合，收集得球磨混合基体颗粒；
S2、压制坯料：按重量分数计，分别称量45～50份球磨混合基体颗粒、10～15份防腐蚀改性液和10～15份矫顽力改性剂搅拌混合，研磨分散得分散浆液并添加至模具中，冷压成型；
S3、升温烧结：将冷压后的坯料置于真空烧结炉中，程序升温后保温处理，二次程序升温并保温烧结；
S4、二次回火：静置冷却至室温后，两次回火处理并静置冷却至室温，即可制备得耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料。


4.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀高矫顽力型钕铁硼永磁材料的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈俊杰，戈福庆，
申请(专利权)人：常州市宏昱磁业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32