一种利用多组分扩散源高效增强NdFeB磁体生产中重稀土利用率的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用多组分扩散源高效增强NdFeB磁体生产中重稀土利用率的方法，属于磁性材料制备技术领域。本发明专利技术公开了一种利用多组分扩散源高效增强NdFeB磁体生产中重稀土利用率的方法，所述的方法包括如下步骤：在预处理后的NdFeB磁体表面覆盖Tb

【技术实现步骤摘要】
一种利用多组分扩散源高效增强NdFeB磁体生产中重稀土利用率的方法


[0001]本专利技术属于磁性材料制备
，涉及一种利用多组分扩散源高效增强NdFeB磁体生产中重稀土利用率的方法。

技术介绍

[0002]钕铁硼磁体由于其优异的磁性，被广泛应用于风力发电、磁悬浮列车、航天飞机和牵引电机等领域，已成为许多高端应用中不可或缺的一部分。但其内禀矫顽力(Hcj)远低于理论值，传统上可通过向磁体添加重稀土元素(如Dy或Tb)来实现磁体矫顽力的提高。但重稀土元素天然丰度有限，市场价格攀高进阻碍了其广泛应用。
[0003]晶界扩散技术是一种消耗少量重稀土元素就能获取高性能磁体的有效制备方法。目前在NdFeB磁体上涂覆的重稀土元素源包括重稀土元素、富重稀土元素粉末或化合物和重稀土元素共晶合金等，多属于二元和三元共晶扩散源，扩散深度不够，且晶界处各元素分布与预期有差距，每单位质量重稀土的使用对磁体磁性能提高不理想，重稀土利用率需进一步提高。专利CN109192493A中提出采用四元及四元以上稀土合金薄膜 LRE
100
‑
x
‑
y
‑
z
HRE
x
M
y
Al
z
(1x≤40,1≤y≤20,1≤z≤20)作为扩散源可以减小稀土用量，提高磁体性能；但在磁体矫顽力提升的同时，剩磁有所下降,重稀土元素向磁体内部扩散深度不够，并且单位质量稀土使用量对磁体性能的提升也不明确。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种利用多组分扩散源高效增强NdFeB磁体生产中重稀土利用率的方法，能够大幅度提升每单位质量重稀土使用量达到的矫顽力增强，并增加磁体剩磁。
[0005]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种利用多组分扩散源高效增强NdFeB磁体生产中重稀土利用率的方法，包括如下步骤：在预处理后的磁体表面覆盖Tb
x
Pr
70
‑
x
Cu
y
Zn
20
‑
y
Al
10
多组分扩散源薄膜，然后置于真空环境进行扩散热处理和退火热处理。
[0006]作为优选，所述的多组分扩散源Tb
x
Pr
70
‑
x
Cu
y
Zn
20
‑
y
Al
10
为四元以及四元以上不同种类元素组成的合金，40＜x≤70，8≤y≤20。
[0007]多组分扩散源中的Tb作为一种重稀土，具有高磁晶各向异性的特性； Pr作为一种轻稀土，具有熔点低、与Nd晶胞参数接近的特性。
[0008]进一步优选，所述的多组分扩散源中8≤y≤15。
[0009]更进一步优选，所述的多组分扩散源Tb
x
Pr
70
‑
x
Cu
y
Zn
20
‑
y
Al
10
中40＜x ≤60。
[0010]重稀土多元合金较纯金属熔点更低，元数越多，熔点越低，在晶界扩散过程中有着更高的扩散效率；镀膜磁体在进行热扩散处理的过程中，随着热处理温度升高，其中的低熔点金属及其与重稀土元素形成的低熔点合金先一步进入磁体内部，改善磁体内富Nd相晶界
的浸润性并优化了重稀土元素的扩散通道，从而使整个扩散源更容易进入磁体内部，提高扩散效率。此外，在晶界扩散过程，不同元素之间存在协同效应，多元合金中的重稀土元素是逐步进入磁体，重稀土与其它多元素结合较强，更多重稀土沿着界面扩散，而不会过多进入主相中，相对来说不会在表面磁体产生过多的聚集，浓度差也不会过大，这样重稀土元素只会进入晶粒表面，形成对矫顽力作用更大的核壳结构，并优化界面层。而且随着元素的数目越多，熔点越低，重稀土沿界面扩散的越深，浓度梯度越均匀，重稀土元素的利用率也就越高。因此五元合金相比于四元合金更具优势。
[0011]作为优选，所述的NdFeB磁体包括烧结NdFeB磁体、粘接NdFeB磁体中的一种或多种。
[0012]作为优选，所述的预处理过程包括将磁体切割、打磨、超声波清洗后烘干。
[0013]作为优选，所述的磁体切割形状包括长方体、立方体、圆柱体、圆环中的一种或多种。
[0014]作为优选，所述的薄膜厚度为5
‑
15μm。
[0015]作为优选，所述的覆盖方法包括真空磁控溅射、液相沉积、电泳沉积中的一种或多种。
[0016]进一步优选，所述的覆盖方法为真空磁控溅射，溅射的压力为 0.5
‑
1.4pa，氩气流量为27
‑
38sccm，真空度为10
‑3‑5×
10
‑3Pa。
[0017]作为优选，所述的热处理过程中真空度为10
‑3‑5×
10
‑3Pa。
[0018]作为优选，所述的扩散热处理温度为700
‑
850℃，时间为1
‑
20小时。
[0019]作为优选，所述的退火热处理温度为500
‑
650℃，时间为1
‑
20小时。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]1、本专利技术的方法可以有效降低重稀土元素消耗，提高重稀土利用率。
[0022]2、本专利技术的方法能够促进重稀土元素的晶界扩散，优化晶界的微观结构，提高矫顽力和剩磁。
[0023]3、本专利技术使用的多组分扩散源Tb
x
Pr
70
‑
x
Cu
y
Zn
20
‑
y
Al
10
能够使剩磁有所增加，并且提高每单位质量重稀土使用量达到的矫顽力。
[0024]4、本专利技术中经成分优化过的多组分扩散源可有效增强重稀土元素向磁体内部的扩散深度。
[0025]5、本专利技术中多组分扩散源处理的磁体比单组分重稀土扩散源处理的磁体重稀土的扩散深度大、单位质量利用率高；五元扩散源处理的磁体比四元重稀土扩散源处理的磁体性能更优。
[0026]说明书附图
[0027]图1为本专利技术中Tb在不同元扩散源中单位质量稀土使用量对磁体矫顽力的提升图
[0028]图2为本专利技术中室温下原始磁体(a)、对比例2(b)、对比例1(c)、实施例5(d)离表面不同深度处的横截面显微结构图。
[0029]图3为本专利技术中磁体的退磁曲线图。
具体实施方式
[0030]以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并
不限于这些实施例。
[0031]将获得的产品进行测试，具体的性能测试结果如表1所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用多组分扩散源高效增强NdFeB磁体生产中重稀土利用率的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：在预处理后的NdFeB磁体表面覆盖Tb
x
Pr
70
‑
x
Cu
y
Zn
20
‑
y
Al
10
多组分扩散源薄膜，然后置于真空环境进行扩散热处理和退火热处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的多组分扩散源Tb
x
Pr
70
‑
x
Cu
y
Zn
20
‑
y
Al
10
为四元以及四元以上不同种类元素组成的合金，且40＜x≤70，8≤y≤20。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的NdFeB磁体包括烧结NdFeB磁体、粘接NdFeB磁体中一种或两种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的预处理过程包括将...

【专利技术属性】
技术研发人员：王芳，胡国琦，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：