一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法及大尺寸高性能钕铁硼磁体技术

本发明专利技术提供一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法及大尺寸高性能钕铁硼磁体，大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法的步骤包括:在超薄铝箔的表面溅射重稀土层获得复合扩散源，将复合扩散源覆于相应的钕铁硼磁体表面，将覆有复合扩散源的钕铁硼磁体进行扩散热处理，得到大尺寸高性能的钕铁硼磁体。本发明专利技术向超薄铝箔溅射重稀土层，工艺简单，同时，铝能作为辅助扩散剂，提高晶界流动性，促进了磁体中薄层连续晶界相的形成，有利于扩散的进行，该方法与现有技术中直接将重稀土覆盖于钕铁硼磁体表面相比，本发明专利技术更容易使重稀土元素扩散进入磁体的内部，能够有效提高钕铁硼磁体的综合磁性能。有效提高钕铁硼磁体的综合磁性能。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法及大尺寸高性能钕铁硼磁体


[0001]本专利技术涉及稀土永磁材料领域，更具体涉及一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法及大尺寸高性能钕铁硼磁体。

技术介绍

[0002]钕铁硼磁体以其优异的磁性能，广泛应用于新能源汽车、风力发电等新兴领域，但由于其主相Nd2Fe
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B的居里温度较低，使得钕铁硼磁体的温度稳定性较差，因此，目前通常在钕铁硼磁体中加入重稀土Dy和Tb，来提高磁体的矫顽力和热稳定性。近年来，由于对高性能钕铁硼磁体的需求增多以及重稀土Dy和Tb的资源短缺，使得重稀土Dy和Tb的价格水涨船高，所以如何在制备高性能钕铁硼磁体中减少重稀土Dy和Tb的用量成为广泛研究的热点。
[0003]通过晶界扩散技术能有效提升钕铁硼磁体的矫顽力，并且只需消耗少量的重稀土Dy和/或Tb，是当前应用最为广泛的一种方式。通常在晶界扩散时，扩散源直接覆盖于两个垂直于易磁化轴的面(C面)上，使扩散沿易磁化轴(C轴)进行，研究表明这样的扩散效果要优于垂直于易磁化轴的方向，扩散效率更高，但对于沿C轴方向厚度较厚的产品，扩散源重稀土Dy和Tb的扩散深度有限，难以深入磁体内部，会导致矫顽力提升不明显、方形度降低大等一系列问题，目前利用晶界扩散技术加工的磁体厚度一般极少数超过8mm。厚度超过8mm的钕铁硼磁体我们称为大尺寸钕铁硼磁体，当钕铁硼磁体厚度超过8mm时采用现有技术进行扩散时扩散深度不够，无法获得高性能的钕铁硼磁体。所以，开发大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法十分必要。
[0004]针对上述现有技术存在的问题和缺陷，因而钕铁硼磁体的渗透方法还需要进一步的改进和发展。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法及大尺寸高性能钕铁硼磁体，具体技术方案如下：
[0006]一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法，包括以下步骤：
[0007]在超薄铝箔的表面溅射重稀土层获得复合扩散源，将复合扩散源覆于相应的钕铁硼磁体表面，将覆有复合扩散源的钕铁硼磁体进行扩散热处理，得到大尺寸高性能的钕铁硼磁体；
[0008]进一步地，超薄铝箔的厚度为4.5
‑
8μm；
[0009]进一步地，通过磁控溅射的方法在超薄铝箔的表面溅射重稀土层；
[0010]进一步地，重稀土为Dy、Tb或包含Dy成分的合金、化合物或包含Tb成分的合金、化合物；
[0011]进一步地，重稀土层的厚度为9
‑
20μm；
[0012]进一步地，复合扩散源覆于钕铁硼磁体的两个垂直于易磁化轴的面上和任一非取
向面上，对覆有复合扩散源的钕铁硼磁体进行固定；
[0013]进一步地，复合扩散源的重稀土层接触钕铁硼磁体；
[0014]进一步地，固定覆有复合扩散源的钕铁硼磁体的具体步骤为：将覆有复合扩散源的钕铁硼磁体在200℃的条件下加热20
‑
30min，具体地，可以将覆有复合扩散源的钕铁硼磁体置于200度的烘箱中；
[0015]进一步地，扩散热处理的扩散温度为800
‑
900℃，回火处理的温度450
‑
490℃；
[0016]另外，本专利技术还提供一种由上述的钕铁硼磁体的扩散方法获得的大尺寸高性能钕铁硼扩散磁体。
[0017]由于采用了以上技术方案，本专利技术的有益技术效果是：
[0018]1、本专利技术向超薄铝箔溅射重稀土层，工艺简单，同时，铝能作为辅助扩散剂，提高晶界流动性，促进了磁体中薄层连续晶界相的形成，有利于扩散的进行，该方法与现有技术中直接将重稀土覆盖于钕铁硼磁体表面相比，本专利技术更容易使重稀土元素扩散进入磁体的内部，能够有效提高钕铁硼磁体的综合磁性能；
[0019]2、现有技术中高性能大尺寸钕铁硼磁体的加工多为渗透后叠层，不利于后续加工和使用，但是本专利技术制备的钕铁硼扩散磁体厚度大、一次成型并且机械性能更好，性能更优异；
[0020]3、本专利技术中重稀土用量并未增多，节约了成本，减少能源消耗。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法，在超薄铝箔的表面溅射重稀土层获得复合扩散源，将复合扩散源覆于相应的钕铁硼磁体表面，将覆有复合扩散源的钕铁硼磁体进行扩散热处理，得到大尺寸高性能的钕铁硼磁体。本专利技术向超薄铝箔溅射重稀土层，工艺简单，同时，铝能作为辅助扩散剂，提高晶界流动性，促进了磁体中薄层连续晶界相的形成，有利于扩散的进行，本专利技术制备的钕铁硼磁体厚度大、一次成型并且机械性能更好，性能更优异。
[0023]通过磁控溅射的方法在超薄铝箔的表面溅射重稀土层，重稀土层的厚度为9
‑
20μm，重稀土为Dy、Tb或包含Dy成分的合金、化合物或包含Tb成分的合金、化合物。
[0024]将复合扩散源覆于大厚度钕铁硼磁体上的方法为：把复合扩散源的重稀土层接触处理好的大厚度钕铁硼磁体，将其连续的覆盖于两个垂直于易磁化轴的面上和任一非取向面上，将覆有复合扩散源的钕铁硼磁体在200℃的条件下加热20
‑
30min，具体地，可以将覆有复合扩散源的钕铁硼磁体置于200度的烘箱中，保证复合扩散源覆在钕铁硼磁体上的牢固程度。
[0025]扩散热处理具体步骤为：烧结炉内真空度抽至9
×
10
‑3Pa以下，将覆有复合扩散源的钕铁硼磁体置于烧结炉内，扩散温度为800
‑
900℃，扩散时间为12
‑
20h，退火温度为450
‑
490℃，保温时间为1
‑
3小时。
[0026]实施例1
[0027]一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法，其步骤如下：
[0028]1.扩散基体前处理
[0029]1)选择8mm
×
6mm
×
8mm牌号为N50的烧结钕铁硼磁体作为扩散基体，其中沿C轴方向的样品尺寸为8mm；
[0030]2)用砂纸打磨磁体样品的表面至光滑平整，将打磨干净的磁体样品依次用蒸馏水超声5min、5wt.％稀硝酸溶液超声30s、无水乙醇进行超声5min，并将磁体表面吹干。
[0031]2.复合扩散层制备
[0032]将4.5μm厚24mm
×
6mm大小的超薄铝箔置于磁控溅射炉腔内样品台处，在铝箔的一个面上沉积Dy，靶材采用99.9wt.％高纯Dy靶材，抽真空至1
×
10
‑3Pa以下，充入氩气，工作气压为0.6
‑
0.8Pa，通过控制溅射时间获得Dy膜，镀层Dy的厚度为9μm。
[0033本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法，其特征在于，在超薄铝箔的表面溅射重稀土层获得复合扩散源，将复合扩散源覆于相应的钕铁硼磁体表面，将覆有复合扩散源的钕铁硼磁体进行扩散热处理，得到大尺寸高性能钕铁硼磁体。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法，其特征在于，所述超薄铝箔的厚度为4.5
‑
8μm。3.根据权利要求1所述的一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法，其特征在于，通过磁控溅射的方法在超薄铝箔的表面溅射重稀土层。4.根据权利要求1所述的一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法，其特征在于，所述重稀土为Dy、Tb或包含Dy成分的合金、化合物或包含Tb成分的合金、化合物。5.根据权利要求1所述的一种大尺寸钕铁硼磁体的扩散方法，其特征在于，所述重稀土层的厚度为9
‑
20μm。6.根据权利要求1所述的一种大尺寸钕铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙禄涛，罗阳，林笑，马跃华，于敦波，闫文龙，
申请(专利权)人：有研稀土新材料股份有限公司有研稀土荣成磁性材料研究院，
类型：发明
国别省市：