一种R-Fe-B烧结磁体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种R

【技术实现步骤摘要】
一种R
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Fe
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B烧结磁体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种R
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Fe
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B烧结磁体及其制备方法和应用，属于稀土永磁材料领域。

技术介绍

[0002]R
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Fe
‑
B磁体因具有优越的性能在风力发电、家用电机、医疗设备、移动通讯等领域被广泛应用，特别由于近期全球汽车技术呈现低碳化，我国新能源汽车保有量已是世界第一，预计未来10
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15年高端钕铁硼永磁材料将迎来快速增长，烧结钕铁硼的市场应用会进一步扩大。
[0003]R
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Fe
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B磁体矫顽力是永磁材料磁性大小和保持时间长短的决定性因素，传统工艺的矫顽力的提高主要通过将重稀土元素Dy、Tb直接添加至熔炼炉，但重稀土的使用量比较大，且采用此种方式提高矫顽力是以牺牲剩磁为代价，随着矫顽力的提升磁石的剩磁明显降低。而且，由于重稀土元素的稀有性决定其价格昂贵，从而造成磁石的成本剧增。在R
‑
Fe
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B领域晶界扩散法已量产化，其通过从磁体表面将Dy或Tb等重稀土元素沿晶界扩散至磁体内部改善晶界微观组织，提高了Nd
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Fe
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B系烧结磁体的矫顽力，且有效地减少晶粒边界散射场，减弱磁交换耦合作用，使晶粒边界磁硬化，在磁体剩磁基本不降低的前提下，矫顽力得到大幅度提高，当前实现晶界扩散的方式主要有蒸发镀膜技术、电弧离子镀膜技术、磁控溅射技术、辊涂技术等等(参照专利文献1、专利文献2、专利文献3、专利文献4、专利文献5)。上述方式采用不同的方法及设备实现了重稀土布置在磁体表面，其中申请人在专利文献5中通过采用在磁体表面布置含有重稀土元素的有机层实现了在磁体表面布置重稀土元素的效果，此种方式重稀土层厚度、均匀性可控性高，不易脱落、易于批量化生产，且重稀土粉末被有机物质包裹放置空气中不易氧化，热处理过程中有机物质脱离磁体，重稀土元素沿晶界扩散至磁体内部。
[0004]晶界扩散技术通过布置在磁体表面的重稀土沿晶界扩散进入磁体内部实现Hcj的提升，其以高温下磁体表面与内部重稀土的浓度差作为扩散动力，针对厚度较小的磁体重稀土易扩散至磁体中心部位，磁体表面与内部Hcj分布均匀性较好，但随着磁体厚度的增加单纯采用在磁体表面布置更多重稀土量的方式，磁体表面与内部位置Hcj差值明显增大，且布置在表面的高重稀土层一方面会破坏磁体的表面状态，需要在后续加工处理，另一方面表面较多的重稀土易扩散进入晶粒内部，导致磁体表面部位剩磁明显降低，降低晶界扩散的效果，相对于开发各种在磁体表面布置重稀土的设备及方法，针对产品厚度较大的磁体，提升扩散深度及扩散后磁体表面与内部的Hcj一致性成为当前亟需解决的问题。
[0005]引用的专利文献：
[0006]专利文献1：CN101651038B；
[0007]专利文献2：CN101375352A；
[0008]专利文献3：CN100565719C；
[0009]专利文献4：CN101404195B；
[0010]专利文献5：CN106158347A。

技术实现思路

[0011]为改善上述技术问题，本专利技术提供一种R
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Fe
‑
B磁体坯体，所述磁体坯体包括R
‑
Fe
‑
B磁体和复合扩散层，所述复合扩散层在所述R
‑
Fe
‑
B磁体的表面。
[0012]根据本专利技术的实施方案，所述R
‑
Fe
‑
B磁体的磁体取向方向的厚度为Z，并且Z≥3.95mm。优选地，15.05mm≥Z≥3.95mm。优选地，Z的尺寸公差为
±
0.05mm，例如
±
0.03mm。
[0013]根据本专利技术的实施方案，所述R
‑
Fe
‑
B磁体中，R选自稀土元素Nd、Pr、Tb、Dy、Gd、Ho中任意一种或几种。
[0014]根据本专利技术的实施方案，所述R
‑
Fe
‑
B磁体中，R含量优选为27
‑
34wt％，例如为27
‑
30wt％。
[0015]根据本专利技术的实施方案，所述R
‑
Fe
‑
B磁体中，B含量优选为0.8
‑
1.3wt％。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述R
‑
Fe
‑
B磁体还包含Fe和M，其中M选自Ti、V、Cr、Mn、Co、Ga、Cu、Si、Al、Zr、Nb、W、Mo中的至少一种。
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述R
‑
Fe
‑
B磁体中，M的含量可以为0
‑
5wt％，优选为0
‑
3wt％，例如为2wt％。
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述复合扩散层总厚度小于200μm，例如为10μm～180μm，如50μm、80μm、100μm或150μm。
[0019]根据本专利技术的实施方案，所述复合扩散层包含重稀土元素，优选包含重稀土元素、金属氧化物、有机固体以及任选存在或不存在的溶剂。
[0020]根据本专利技术的实施方案，所述重稀土元素选自金属镝、金属铽、氢化镝、氢化铽、氟化镝、氟化铽、氧化镝、氧化铽的至少一种。
[0021]根据本专利技术的实施方案，所述金属氧化物选自氧化锆、氧化钙、氧化铝、氧化钬中的至少一种。
[0022]根据本专利技术的实施方案，所述金属氧化物可以为粉末形式，例如所述金属氧化物的粒度选自0.5
‑
10μm。优选地，所述金属氧化物中，粒度介于0.5
‑
3μm之间的金属氧化物粉末的质量百分比在70％以上。
[0023]根据本专利技术的实施方案，所述有机固体可以为粉末形式，例如，所述有机固体选自松香改性醇酸树脂、热塑性酚醛树脂、脲醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛的至少一种。
[0024]根据本专利技术的实施方案，所述溶剂选自醇类溶剂(如甲醇、乙醇)、醚类溶剂(如乙醚)、芳烃类溶剂(如苯)中的至少一种，优选为醇类溶剂，例如为乙醇。
[0025]根据本专利技术的实施方案，所述复合扩散层包含RH层和RL层，其中：
[0026]RH层包含重稀土、有机固体以及任选存在或不存在的溶剂；
[0027]RL层包含金属氧化物、有机固体以及任选存在或不存在的溶剂。
[0028]根据本专利技术的实施方案，所述RH层与RL层彼此独立地至少为1层，例如选自1层、2层、3层、4层、5层或更多层。
[0029]根据本专利技术的实施方案，所述RH层与RL层依次交替布置。优选地，当RH层与RL层交替布置时，远离所述R
‑
Fe
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种R
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Fe
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B烧结磁体，其特征在于，所述R
‑
Fe
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B烧结磁体表面具有氧化物粘覆层；和所述R
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Fe
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B烧结磁体的磁体取向方向磁体表面的Hcj为H1，由磁体表面沿磁体取向方向至磁体内部2.00
±
0.02mm处的Hcj为H2，所述H1和H2具有如式(I)所示的关系：H2
‑
H1≤50kA/m(I)。2.根据权利要求1所述的R
‑
Fe
‑
B烧结磁体，其特征在于，所述氧化物粘覆层的厚度小于20μm，优选小于等于10μm。优选地，所述氧化物粘覆层包括氧化锆、氧化钙、氧化铝、氧化钬中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的R
‑
Fe
‑
B烧结磁体，其特征在于，所述R
‑
Fe
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B烧结磁体由R
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Fe
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B磁体坯体经保温热处理得到；所述R
‑
Fe
‑
B磁体坯体包括R
‑
Fe
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B磁体和复合扩散层，所述复合扩散层在所述R
‑
Fe
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B磁体的表面；所述复合扩散层经保温热处理后，其中的金属氧化物形成氧化物粘覆层。优选地，所述保温热处理包括交替进行低温热处理和高温热处理。优选地，所述低温热处理的温度范围为750℃
‑
830℃。优选地，所述高温热处理的温度范围为830℃
‑
970℃。优选地，所述氧化物粘覆层可通过非机械磨削的方式去除。优选地，所述R
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Fe
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B磁体坯体包括R
‑
Fe
‑
B磁体和复合扩散层，所述复合扩散层在所述R
‑
Fe
‑
B磁体的表面。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的R
‑
Fe
‑
B烧结磁体，其特征在于，所述R
‑
Fe
‑
B磁体的磁体取向方向的厚度为Z，并且Z≥3.95mm。优选地，15.05mm≥Z≥3.95mm。优选地，Z的尺寸公差为
±
0.05mm，例如
±
0.03mm。优选地，所述R
‑
Fe
‑
B磁体中，R选自稀土元素Nd、Pr、Tb、Dy、Gd、Ho中任意一种或几种。优选地，所述R
‑
Fe
‑
B磁体中，R含量为27
‑
34wt％。优选地，所述R
‑
Fe
‑
B磁体中，B含量为0.8
‑
1.3wt％。优选地，所述R
‑
Fe
‑
B磁体还包含Fe和M，其中M选自Ti、V、Cr、Mn、Co、Ga、Cu、Si、Al、Zr、Nb、W、Mo中的至少一种。优选地，所述R
‑
Fe
‑
B磁体中，M的含量为0
‑
5wt％。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的R
‑
Fe
‑
B烧结磁体，其特征在于，所述复合扩散层总厚度小于200μm。优选地，所述复合扩散层包含重稀土元素，优选包含重稀土元素、金属氧化物、有机固体以及任选存在或不存在的溶剂。优选地，所述重稀土元素选自金属镝、金属铽、氢化镝、氢化铽、氟化镝、氟化铽、氧化镝、氧化铽的至少一种。优选地，所述金属氧化物选自氧化锆、氧化钙、氧化铝、氧化钬中的至少一种。优选地，所述有机固体选自松香改性醇酸树脂、热塑性酚醛树脂、脲醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛的至少一种。优选地，所述溶剂选自醇类溶剂、醚类溶剂、芳烃类溶剂中的至少一种，优选为醇类溶剂，例如为乙醇。优选地，所述复合扩散层包含RH层和RL层，其中：RH层包含重稀土、有机固体以及任选存在或不存在的溶剂；
RL层包含金属氧化物、有机固体以及任选存在或不存在的溶剂。优选地，所述RH层与RL层彼...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兆浦，李咚咚，苏国栋，卜魏魏，
申请(专利权)人：南通正海磁材有限公司，
类型：发明
国别省市：