磁各向异性的球状粉粒及其制造方法技术

一种制取磁各向异性粉粒的方法包括以下步骤：制取具有主要磁相和平均粒径低于约２００μｍ的大体上球状的粉粒；在升高的温度以足以使主要磁相歧化的数量使氢扩散入该球状粉粒中；以及在真空中加热已歧化的粉粒以使其脱氢。制取球状粉粒的磁性材料可以是包括至少一种铁族元素、至少一种稀土元素和硼的稀土—过渡金属—硼合金。制取包含磁各向异性粉粒的粘结磁铁的方法还包括以下步骤：将已脱氢的粉粒同粘结剂混合以形成混合物；并在磁场中使该混合物中的粉粒定向排列和磁化。本发明专利技术的包含球状、磁各向异性粉粒的粘结磁铁具有超过７ＫＯｅ的固有矫顽磁力。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有高固有矫顽磁力的磁性材料，尤其涉及这种粉状材料。稀土-过渡金属-硼合金（例如NdFeB-型合金）的磁性能对于本专业的技术人员来说是熟知的。NdFeB合金的一种用途是用于生产粘结磁铁。粘结磁铁由用粘结剂（例如有机聚合物）团聚的磁性微粒组成，并显示出很强的磁性。在商业上已经通过将熔化-离心浇铸的带状物碾碎成粉末，来制备用于生产粘结磁铁的NdFeB合金粉。将熔化-离心浇铸的带状物碾碎而成的片状粉粒通常都显示出各向同性的性能和比较差的流动性。因此，它们达不到它们作为磁性材料的全部潜在性能，并且难以用传统的注模设备将它们制成粘结磁铁。此外，由于片状粉粒锐边而产生的应力集中，这种片状粉粒制成的粘结磁铁的机械强度相当差。可以通过将NdFeB合金铸锭碾碎和磨碎来制备NdFeB合金粉。由于在比较慢的冷却期间形成大粒状的显微结构和微粒表面-->上的金相缺陷或氧化作用，用上述方式制备的粉粒通常显示出低于5KOe的固有矫顽磁力Hci值。由于它们显示出低Hci值，在制备粘结磁铁中现在已经不再使用碾碎和磨碎的NdFeB合金粉。在授予Takeshta等人的美国专利No.4，981，532中以及在由I.R.Harris  and  P.J.McGuiness出版的文献（“Hydrogen：its  use  in  the  processing  of  NdFeB-type  magnets  and  the  Characterization  of  NdFeB-type  alloys  and  magnets，”Processings  of  the  Eleventh  International  Workshop  On  Rare  Earth  Magnets  and  Their  Applications，October  1990，Carnegie  Mellon  University  press，Pittsburgh，Pennsylvania）中叙述了锭状和粉状NdFeB合金的加氢处理。已经有人使用称为氢歧化（hydrogen  disproportionation）、解吸和再结合（HDDR）的技术，通过在氢气氛中加热NdFeB合金和接着以一个解吸步骤来脱氢制备出具有矫顽磁性的NdFeB合金粉。将锭状或粉状的NdFeB合金铸件进行HDDR处理而制得的粉末具有不规则的形状，也就是微粒形状随合金中破裂方式而变化的非球状微粒。尽管已有人指出，含有Nb、Ti、Zr或Hf高熔点金属添加元素的铸造合金具有一定程度的各向异性性能，然而这种将铸造合金进行HDDR处理而制备的NdFeB粉通常都是各向同性的。众所周知，使用气体雾化可以生产球状NdFeB合金粉。由于球状粉粒较高的流动性有助于注模成型，所以在原理上球状粉粒形态-->很适合用于生产粘结磁铁。此外，因为微粒的球形形状可使粘结期间由于锐边微粒而产生应力集中的可能性减至最低程度，所以用球状微粒制成的粘结磁铁的机械强度理应是很高的。尽管如此，由于通过气体雾化而生产的球状NdFeB合金粉显示出低Hci值，所以它们不能广泛地用于生产粘结磁铁。在授予Kim的美国专利No.5，127，970中公开了一种用于提高由气体雾化而生产的较粗球状NdFeB合金粉的固有矫顽磁力的方法。该方法包括将具有200-300μm粒径的球状NdFeB合金粉在660-850℃的升高温度下进行氢吸附-解吸双循环处理。这样虽然提高了NdFeB粉的固有矫顽磁力，但该粉粒的性质仍保持各向同性。因此，无法得到由于各向异性性能引起的为商业用途所希望的增强的剩磁（Br）和最大的能量积（BHmax）。因此，本专利技术的首要目的是提供一种磁各向异性的球状磁粒。本专利技术的另一目的是提供一种高固有矫顽磁力的磁性材料。本专利技术还有一个目的是提供一种用每个微粒都具有高矫顽磁力的各向异性的球状微粒制成的粘结磁铁。在以下的说明中将部分地陈述本专利技术的各种附加目的和各种优点，它们之中的一部分在该说明中将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实施中将会了解该目的和各种优点。为了实现上述目的并根据本专利技术的目的，在本文中进行具体而概括的说明，制造本专利技术的磁各向异性的方法包括制造具有主要磁-->相和平均粒径低于约200μm的大体上为球状的粉粒，在升高温度下以足以使该主要磁相歧化（disproportionate）的数量使氢扩散入球状粉粒中;在真空中加热已歧化的粉粒以使其脱氢。该已歧化的粉粒仍保持其球状和磁各向异性，并显示出相当高的固有矫顽磁力和最大的能量积。可以将该球状磁各向异性的粉粒同粘结剂混合并加工成粘结磁铁。制成球状粉粒的磁性材料可以由包括至少一种铁族元素、至少一种稀土元素和硼的稀土-过渡金属-硼合金组成。该球状粉粒的主要磁相最好基本上由（Nd1-xRx）2Fe14B组成，式中R是La、Sm、Pr、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y中的一种或多种元素，x为0-1。球状粉粒的平均粒径优选范围为约10μm-约150μm。可以在500℃-1000℃、优选的在约900℃-约950℃范围的升高温度下进行歧化和解吸步骤。在一种最佳实施方案中，该方法还包括加热已歧化的粉粒的步骤以提高该粉粒固有矫顽磁力。本专利技术的另一个方面是一种用于制造基本上由磁各向异性粉粒组成的粘结磁铁的方法。制造磁铁的方法包括通过惰性气体雾化来制造具有主要磁相和平均粒径低于约200μm的基本上成球状的粉粒;在升高温度下以足以使主要磁相歧化的数量使氢扩散入该球状粉粒中;在真空中加热已歧化的粉末以使其脱氢;将已歧化的粉粒同适宜的粘结剂混合以形成由分散在粘结剂中的粉粒组成的混合物;以及在磁场中使该混合物中的粉粒定向排列和磁化。-->本专利技术的进一步目标是由球状、磁各向异性粉粒组成的粘结磁铁。该粘结磁铁包括许多基本上由至少一种铁族元素、至少一种稀土元素和硼组成的基本成球状的粉粒。该球状粉粒是磁各向异性、磁化和定向排列的。粘结剂将该球状粉粒团聚成具有超过7KOe固有矫顽磁力的粘结磁铁。在一种最佳实施方案中，在球状粉粒中的重结晶晶粒将该粉粒再细分成具有平均大小低于0.5μm的单个磁畴。不用说，上述一般说明和以下的详细说明仅是示例性和说明性的叙述，但这些示例和说明不能象权利要求那样对本专利技术起限定作用。附图简述被包括在本说明书中并作为说明书一部分的附图说明了本专利技术的若干种实施方案，同上述说明一起用来解释本专利技术的原理。图1是表示在已雾化状态中的球状粉粒的Nd12.6Dy1.4Fe79Nb0.5B6.5（批料H）粉粒的500倍光学显微照片。该粉粒的较大晶粒大小随粉粒直径而变化。图2是按平行和垂直于初始磁化方向所测定的已雾化Nd11.7Dy1.3Fe80Nb0.5B6.5（批料F）粉粒的磁化曲线图。将已雾化的粉粒浸没在熔化石腊中，并在直流（DC）磁场中进行固化。所测磁化强度按100%粉粒理论密度归一化。在各测定方向之间零磁场下磁化强度的差别Br约为10emu/g，这反映了各向同性的性能。图3是通过惰性气体雾化和HDDR处理而形成的本专利技术的-->Nd12.6Dy1.4Fe79Nb0.5B6.5（批料H）粉粒的500倍光学显微照片。图3所示粉粒进行了晶粒精制，以致它们的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制取磁各向异性粉粒的方法，所述方法包括以下步骤：制取具有主要磁相和平均粒径低于约２００μｍ的基本上成球状的粉粒，所述粉粒由至少一种铁族元素、至少一种稀土元素和硼组成；

【技术特征摘要】
US 1993-5-28 0692761、一种制取磁各向异性粉粒的方法，所述方法包括以下步骤：制取具有主要磁相和平均粒径低于约200μm的基本上成球状的粉粒，所述粉粒由至少一种铁族元素、至少一种稀土元素和硼组成；在升高的温度下以足以使所述主要磁相歧化的数量使氢扩散入所述粉粒中；和在真空中加热已歧化的粉粒以使所述的氢气解吸。2、根据权利要求1的方法，该方法还包括以下步骤：对已脱氢的粉粒进行加热以提高该粉粒的固有矫顽磁力。3、根据权利要求1的方法，其中，已歧化的粉粒仍保持粉粒形成时的初始粒径和基本球形形状。4、根据权利要求1的方法，其中，所述铁族元素选自Fe、Ni、Co和它们的混合物。5、根据权利要求4的方法，其中，所述稀土元素选自由Nd、La、Sm、Pr、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y组成的镧系元素，它们的混合物以及稀土金属混合物。6、根据权利要求1的方法，其中，在500℃-1000℃范围的升高温度进行扩散氢气和解吸氢气的步骤。7、根据权利要求5的方法，其中，所述主要磁相基本上由（Noh1-xRx）2Fe14B组成，式中R是La、Sm、Pr、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y中的一种或多种元素，而x为0-1。8、根据权利要求7的方法，其中，所述主要磁相基本上由正方晶系的Nd2Fe14B组成。9、根据权利要求7的方法，其中，在约900℃-约950℃范围的温度进行扩散氢气和解吸氢气的步骤。10、根据权利要求8的方法，其中，所述粉粒包含至少一种选自Co、Nb、V、Mo、Ti、Zr、Cr、W和它们混合物的高熔点元素，以使Nd2Fe4B晶粒的二次重结晶现象减至最小程度。11、根据权利要求7的方法，其中，所述粉粒包含至少一种选自Cu、Al和Ga的晶粒间界改性剂，以提高所述粉粒的矫顽磁力。12、根据权利要求1的方法，该方法还包括以下步骤：将所述各向异性的粉粒置于磁场下以形成磁粉，其中，所述磁粉具有大于约7KOe的固有矫顽磁力。13、根据权利要求1的方法，其中，制取所述基本上成球状粉粒的步骤包括进行惰性气体雾化。14、根据权利要求1的方法，其中，所述基本上成球状的粉粒具有低于约150μm的平均粒径。15、根据权利要求1的方法，其中，所述基本上成球状的粉粒具有约10μm-约150μm的平均粒径。16、根据权利要求1的方法，其中，所述基本上成球状的粉粒具有约10μm-约70μm的平均粒径。17、一种制取基本上由磁各向异性粉粒组成的粘结磁铁的方法，所述方法包括以下步骤：通过惰性气体雾化来制取具有主要磁相和平均粒径低于约200μm的基本上成球状的粉粒，所述粉粒由至少一种铁族元素、至少一种稀土元...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宝民，刘万力，梁友兰，
申请(专利权)人：株式会社三德，
类型：发明
国别省市：JP[日本]