用于提高稀土永磁体的矫顽磁场强度的钕的电化学沉积制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制备稀土永磁体、特别是高能稀土永磁体的方法，其包括步骤：‑制备具有稀土基的硬磁性纳米复合材料(S1)的永磁体基体；‑在所述永磁体基体上电化学沉积轻稀土材料钕Nd(S2)；‑在涂有钕Nd的永磁体基体上进行晶界扩散处理(S3)；以及相应地制备稀土永磁体。

【技术实现步骤摘要】
用于提高稀土永磁体的矫顽磁场强度的钕的电化学沉积本申请是基于申请日为2015年09月14日、优先权日为2014年09月12日、申请号为201510582343.8、专利技术名称为“用于提高稀土永磁体的矫顽磁场强度的钕的电化学沉积”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及稀土永磁体、特别是高能稀土永磁体的制备方法以及所对应的稀土永磁体。
技术介绍
现如今，Nd-Fe-B基的纳米级永磁体由于其特殊的性质而引人注目。特别地，通过急速凝固以纳米状态制备的贫稀土合金目前正在特别研究中。通过急速凝固以纳米状态产生了所谓的MQ粉末亦或所谓的HDDR粉末。不需要或仅需少量添加重稀土金属(例如Dy或Tb)的那些合金及制备方法被认为是特别有吸引力的。这些研究的原动力主要是该金属的原料问题。用来实现所述纳米级材料中的矫顽磁场强度(也称为矫顽力)的关键机制基于，可将所述材料中的微晶尺寸调整为所谓的单畴尺寸之下。与基材(2-14-1相)的大的晶态各向异性结合的单畴性导致材料的反复磁化明显更加困难，并导致可以尽可能地省去重稀土金属的添加物，所述重稀土金属否则为提高矫顽磁场强度而被添加。由于通常通过热压来制备由这些合金所构成的磁体，因而，不同于常规的烧结NdFeB磁体，总稀土含量可显著减少。伴随高稀土剩余量的常规烧结会在纳米级的粉末中造成晶粒生长，并由此使硬磁特性恶化。由于纳米复合材料中缺乏富稀土的晶界相，作为烧结磁体的典型特征的基本作用当然也消失了。在此，于烧结期间形成了富稀土的非磁性的晶界相。晶粒之间的这种富钕的非磁性相除烧结作用之外(特别是在液相烧结的情况下)还具有对单个硬磁性的Nd2Fe14B晶粒的磁去耦作用。该相通过所述去耦对矫顽磁场强度的提高作出了决定性的贡献。在[1]"Sepehri-Amin等人,ScriptaMaterialia63,1124-1127(2010)"中公开了含例如Nd和Cu的钕合金，其中在粉末冶金过程中钕通过与经HDDR处理的NdFeB粉末混合而被引入材料中。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供制备稀土永磁体、特别是高能稀土永磁体的方法，其中所述永磁体具有比常规的、特别是Nd-Fe-B基的纳米级永磁体更高的矫顽磁场强度，其中该方法相比于现有技术应能更快且更经济可行地实施。所述技术问题通过根据主权利要求的方法和根据并列权利要求的相应的稀土永磁体得以解决。根据第一方面，提出了包括以下步骤的制备稀土永磁体、特别是高能稀土永磁体的方法：-制备具有稀土基的硬磁性纳米复合材料的永磁体基体；-在所述永磁体基体上电化学沉积轻稀土材料钕Nd；-在涂覆有钕Nd的永磁体基体上进行晶界扩散(GrainBoundaryDiffusion)处理。通过涂覆或沉积应能有效改善所述永磁体基体的经涂覆的磁性材料。根据第二方面，提出了稀土永磁体，特别是高能稀土永磁体，在其制备过程中将钕Nd电化学沉积在含稀土的永磁体基体上，然后进行晶界扩散处理。在不同的应用中可在不同的基底上进行钕的沉积。在本专利技术中，钕在稀土基的永磁体上的沉积被用于随后的晶界扩散，从而在对磁化的影响可忽略的情况下提高矫顽磁场强度。其它有利的实施方式结合从属权利要求被保护。根据一项有利的实施方式，可在离子性液体中进行所述电化学沉积。在离子性液体中进行用于在基底或基体上电化学沉积铽的方法。根据另一项有利的实施方式，所述离子性液体可不含水。金属的电化学沉积是已知的并在工业规模上被使用。根据又一项有利的实施方式，所述离子性液体可包含选自四烷基磷鎓(Tetralkylphosphonium)、三烷基硫鎓(Trialkylsulfonium)、四烷基铵根(Tetralkylammonium)、1,1-二烷基吡咯烷鎓(1,1-Dialkylpyrrolidinium)、1,3-二烷基咪唑鎓(1,3-Dialkyllimidazolium)和/或1,2,3-三烷基咪唑鎓(1,2,3-Trialkylimidazolium)的阳离子。根据另一项有利的实施方式，所述烷基可各自独立地具有1～14个碳原子。其具有1～200mS/cm的电导率、4V～6V宽的电化学窗口以及高达400℃的热稳定性。根据又一项有利的实施方式，基团Ri(R1至R4)是可独立选择的，并且包括1～20个碳原子以及包括具有支链的或无支链的烷基、环烷基、杂烷基、低聚醚取代基、低聚酯取代基、寡聚酰胺取代基和/或寡聚丙烯酰胺取代基。根据另一项有利的实施方式，所述低聚醚取代基的结构为[-CH2-CH2-O-]n，其中整数n为1～10并以H封端。根据另一项有利的实施方式，所述低聚酯取代基的结构为[-CH2-CO-O-]n，其中整数n为1～10并以H封端。根据又一项有利的实施方式，所述寡聚酰胺取代基(Oligoamid-Substituenten)的结构为[-CO-NR-]n，其中整数n为1～10并以H封端，其中R为氢或烷基(例如甲基)。类似地，所述寡聚酰胺取代基的结构为[-CO-NR-]n，所述寡聚丙烯酰胺取代基的结构为[-CH2-CHCONH2-]n，其中整数n为1～10并以H封端。如果基团R1至R4(Ri)选自具有支链的或无支链的C1至C20的烷基、环烷基、杂烷基，那么所述基团同时还可具有额外的醚基取代基，例如乙氧基、甲氧基等、酯基取代基、酰胺基取代基、碳酸酯基取代基、腈基取代基、或者卤素取代基，并且特别地它们可以是部分或完全氟化的。基本结构示于图2中。为了满足上述条件，与本专利技术的阳离子结合的合适的阴离子选自全氟乙酸根(Perfluoracetate)、全氟烷基磺酸根(Perfluoralkylsuflonate)、二(氟磺酰基)酰亚胺(Bis(fluorsulfonyl)imide)、双(全氟烷基磺酰基)酰亚胺(Bis(perfluoralkylsulfonyl)imide)、三(全氟烷基)三氟磷酸根(Tris(perfluoralkyl)triflourphosphate)、双(全氟烷基)四氟磷酸根(Bis(perfluoralkyl)tetrafluorphosphate)、五(全氟烷基)氟磷酸根(Penta(perluoralkyl)fluorphosphate)、六氟磷酸根(Hexafluorophosphate)、三(全氟烷基)甲基化物(Tris(perfluoralkyl)methide)、四氰基硼酸根(Tetracyanoborate)、全氟烷基硼酸根(Perfluoralkylborate)、四氟硼酸根(Tetrafluoroborate)、以及混合的硼酸根阴离子。如果在所述阴离子中包含一个以上的全氟烷基，那么这些全氟烷基可各自独立为不同的全氟烷基。按照本专利技术的方法，钕盐被溶解在如上所述的合适的离子性液体中。这可以要么通过金属在离子性液体中的阳极溶解要么通过合适的金属盐在离子性液体中的阳极溶解来完成。合适的钕盐可例如为Nd(III)卤化物、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备稀土永磁体、特别是高能稀土永磁体的方法，其包括以下步骤：/n-制备具有稀土基的硬磁性纳米复合材料的永磁体基体(S1)；/n-在所述永磁体基体上电化学沉积轻稀土材料钕Nd(S2)；以及/n-在涂覆有Nd的永磁体基体上进行晶界扩散处理(S3)。/n

【技术特征摘要】
20140912 DE 102014218369.31.一种制备稀土永磁体、特别是高能稀土永磁体的方法，其包括以下步骤：
-制备具有稀土基的硬磁性纳米复合材料的永磁体基体(S1)；
-在所述永磁体基体上电化学沉积轻稀土材料钕Nd(S2)；以及
-在涂覆有Nd的永磁体基体上进行晶界扩散处理(S3)。


2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在离子性液体中进行所述电化学沉积。


3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述离子性液体不含水。


4.根据权利要求2或3的方法，其特征在于，所述离子性液体的阳离子选自四烷基磷鎓、三烷基硫鎓、四烷基铵根、1,1-二烷基吡咯烷鎓、1,3-二烷基咪唑鎓和/或1,2,3-三烷基咪唑鎓。


5.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述烷基各自独立地具有1～14个碳原子。


6.根据权利要求4或5的方法，其特征在于，基团Ri是可独立选择的，并且包括1～20个碳原子以及包括具有支链的或无支链的烷基、环烷基、杂烷基、低聚醚、低聚酯、寡聚酰胺和/或寡聚丙烯酰胺。


7.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述低聚醚取代基的结构为[-CH2-CH2-O-]n，其中整数n为1～10。


8.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所述低聚酯取代基的结构为[-CH2-CO-O-]n，其中整数n为1～10。


9.根据权利要求6、7或8的方法，其特征在于，所述寡聚酰胺取代基的结构为[-CO-NR-]n，其中整数n为1～10。


10.根据权利要求6、7、8或9的方法，其特征在于，所述寡聚丙烯酰胺取代基的结构为[-CH2-CHCONH2-]n，其中整数n为1～10。


11.根据权利要求6、7、8、9或10的方法，其特征在于，所述具有支链的或...

【专利技术属性】
技术研发人员：M鲁里格，G萨潘，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE