一种高电阻率磁体的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种高电阻率磁体的制备方法及应用，将钕铁硼磁粉中添加单质Si粉末与R2F3粉末进行混粉。粉末经取向成型、冷等静压、烧结、热处理制成毛坯，团块状的单质Si粉末、ReF3粉末生成细微的Si02颗粒，颗粒在毛细管吸力作用下填充至主相晶粒之间，形成高电阻率的包裹层。本发明专利技术的有益效果是：通过复合添加，制备出具有高电极电位晶界包裹主相晶粒结构的磁体，磁体具有高电阻率，可有效降低在电机旋转过程中的涡流损耗和温升；经过烧结过程，被还原出的重稀土元素进入主相，形成高各向异性场的壳层结构，提高了磁体的矫顽力，可实现大规模生产。本发明专利技术大大改善了磁片的电阻率处理后永磁体性能无明显下降。后永磁体性能无明显下降。后永磁体性能无明显下降。

【技术实现步骤摘要】
一种高电阻率磁体的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于稀土永磁材料
，具体涉及一种高电阻率磁体的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]烧结钕铁硼是目前已知的综合磁性能最高的稀土永磁材料，广泛应用在风力发电、新能源汽车发动机等旋转电力设备，已成为国民经济和国防军工不可或缺的功能材料。烧结钕铁硼为合金，采用粉末冶金方式制备。主相R2Fe
14
B是磁性相，占烧结钕铁硼的96
‑
98％；在主相间存在富稀土相，富稀土相以薄层状、团块状和主相颗粒内沉淀等方式存在，主要起助烧结和去磁耦合作用。
[0003]烧结钕铁硼的居里温度约为312℃，随着工作温度升高，其剩磁及矫顽力逐渐减低。烧结钕铁硼磁体电阻率很低，因此在电机旋转的交变电磁场环境下会产生涡流损耗，同时磁体温度会升高，磁性能降低，严重时会导致失磁。
[0004]减小垂直于取向方向的磁体尺寸并用粘接剂制备大块磁钢可以降低涡流损耗。但是这种方式既增加了加工工序，又造成磁体利用率降低，提升了成本。同时，磁片间高分子粘接剂会稀释磁体的磁通密度，影响电机效率。
[0005]专利CN2014103564699介绍了由若干稀土铁系的磁粉层与若干氧化物或氟化物的微粉层交替压合构成的夹芯结构，在基本不改变剩磁、矫顽力及其它磁特性的情况下，就可以获得高电阻率的高性能磁体。但该方法工序复杂，需进行多种粉料的更换，无法实现规模化生产。
[0006]专利CN2016104825568介绍了以100
‑
500纳米的ZrO2粉末的形式在气流磨后混合加入制备NdFeB/ZrO2的复合永磁体，由于ZrO2均匀分布在NdFeB磁体中，并以四方晶型的结构存在，有效的改善了磁体的氧含量，提高NdFeB磁体的韧性达到增韧的效果，提高了磁体的电阻率。但ZrO2的存在稀释了磁性相体积分数，必然造成磁性能的降低；同时ZrO2主要以团块状存在于晶界交隅处，无法完全隔离主相颗粒，对电阻率提升值有限。
[0007]已有报道关于采用氟化重稀土涂覆法晶界扩散提升磁体电阻率，由于磁体表面与内部存在浓度梯度，磁体电阻率一致性差，且存在尺寸限制。
[0008]鉴于上述因素，提供一种高电阻率磁体的制备方法及应用，可有效降低在电机旋转过程中的涡流损耗和温升；经过烧结过程，被还原出的重稀土元素进入主相，形成高各向异性场的壳层结构，提高了磁体的矫顽力。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种高电阻率磁体的制备方法及应用，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0010]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现：一种高电阻率磁体的制备方法，具体步骤如下：
[0011]步骤1，钕铁硼磁粉中添加单质Si粉末与R2F3粉末并在惰性气体氛围下进行混粉制备成粉末颗粒；
[0012]步骤2，将步骤1中的混合粉末，在惰性气体氛围保护下，将均匀混合的合金粉末在磁场下进行取向压型，将压型完成的磁块进行冷等静压，使其压型成为生坯；
[0013]步骤3，将步骤2中的生坯被放入烧结炉中真空高温烧结及热处理，得到稀土永磁体烧结毛坯。
[0014]进一步地，所述铁硼磁粉采用R1
‑
T
‑
B稀土永磁体，其为R1
‑
T
‑
B烧结磁体，其中R1选自La、Ce、Pr、Nd、Dy、Tb、Gd、Ho中的一种或者几种，其总量为26wt％～33wt％；
[0015]T为包含Fe，且包含Co、Cu、Al、Ga、Ti、Nb、Zr等元素中的一种或多种，其总量为60
‑
80wt％；B总量为0.5wt％～2wt％。
[0016]进一步地，所述R2F3中R2为重稀土元素Dy、Tb、Ho、Gd的一种或多种。
[0017]进一步地，所述步骤3中烧结温度为950
‑
1200℃，保温1
‑
100h；
[0018]热处理分两段进行，第一段800℃
‑
980℃，热处理时间2h
‑
72h，第二段450℃
‑
600℃，热处理时间为2h
‑
8h。
[0019]进一步地，所述取向磁场强度为1
‑
3T，更优为1.7
‑
3T；氮气手套箱中氧含量为1000ppm以下。
[0020]进一步地，所述单质Si粉末和R2F3粉末可添加于R1
‑
T
‑
B氢破粗粉阶段，经混合后一起进行气流磨研磨制备细粉，生坯中单质Si粉末、R2F3粉末分布于R1
‑
T
‑
B磁粉的间隙位置。
[0021]所述R1
‑
T
‑
B磁粉、单质Si粉末、R2F3粉末在惰性气体氛围下采用美式三维混粉机或旋风式混粉设备或双锥式混粉机进行混合。
[0022]其中，所述单质Si粉末可替换为SiO2粉末或SiC粉末。
[0023]进一步地，步骤3中相互接触的单质Si粉末与R2F3粉末发生反应，重稀土R2进入主相外围形成高各向异性场的壳层结构。
[0024]进一步地，步骤3中由团块状的单质Si粉末、R2F3粉末生成细微的Si02颗粒，Si02颗粒填充至主相晶粒之间，形成高电阻率的包裹层，重稀土R2进入主相形成重稀土壳层。
[0025]一种高电阻率磁体的制备方法，具体步骤如下：
[0026]步骤1，按重量百分比：Nd
‑
21.75％，Pr
‑
7.28％，Tb
‑
1％，Co
‑
0.8％，Cu
‑
0.12％，Ga
‑
0.15％，B
‑
0.97％，Fe
‑
67.93％的比例，配制合金原料；
[0027]步骤2，将合金原料在真空或惰性气体气氛中熔化，在1350
‑
1550℃温度开始浇注，将熔体浇注到急冷辊上形成速凝薄片，速凝薄片通过吸氢破碎和气流磨制粉，制成粒度1
‑
10um磁粉，粉末粒径分布集中，D90/D10≤5；
[0028]步骤3，步骤2中制备磁粉、Si粉末与DyF3粉末按重量百分比99：0.5：0.5在惰性气体氛围下混合，使用美式三维混料机混合8
‑
12h；混合粉在1
‑
3T的磁场中取向成型；
[0029]步骤4，生坯被放入烧结炉中进行1000
‑
1100℃烧结2
‑
40h；在800℃
‑
980℃，热处理时间2h
‑
72h，在450℃
‑
600℃，热处理时间为2h
‑
8h，得到稀土永磁体烧结毛坯。
[0030]一种高电阻率磁体的应用，将高电阻率磁体广泛应用与风力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电阻率磁体的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤1，钕铁硼磁粉中添加单质Si粉末与R2F3粉末并在惰性气体氛围下进行混粉制备成粉末颗粒；步骤2，将步骤1中的混合粉末，在惰性气体氛围保护下，将均匀混合的合金粉末在磁场下进行取向压型，将压型完成的磁块进行冷等静压，使其压型成为生坯；步骤3，将步骤2中的生坯被放入烧结炉中真空高温烧结及热处理，得到稀土永磁体烧结毛坯。2.根据权利要求1所述的高电阻率磁体的制备方法，其特征在于：所述铁硼磁粉采用R1
‑
T
‑
B稀土永磁体，其为R1
‑
T
‑
B烧结磁体，其中R1选自La、Ce、Pr、Nd、Dy、Tb、Gd、Ho中的一种或者几种，其总量为26wt％～33wt％；T为包含Fe，且包含Co、Cu、Al、Ga、Ti、Nb、Zr等元素中的一种或多种，其总量为60
‑
80wt％；B总量为0.5wt％～2wt％。3.根据权利要求2所述的高电阻率磁体的制备方法，其特征在于：所述R2F3中R2为重稀土元素Dy、Tb、Ho、Gd的一种或多种。4.根据权利要求2所述的高电阻率磁体的制备方法，其特征在于：所述步骤3中烧结温度为950
‑
1200℃，保温1
‑
100h；热处理分两段进行，第一段800℃
‑
980℃，热处理时间2h
‑
72h，第二段450℃
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600℃，热处理时间为2h
‑
8h。5.根据权利要求1所述的高电阻率磁体的制备方法，其特征在于：所述取向磁场强度为1
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3T，更优为1.7
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3T；氮气手套箱中氧含量为1000ppm以下。6.根据权利要求3所述的高电阻率磁体的制备方法，其特征在于：所述单质Si粉末和R2F3粉末可添加于R1
‑
T
‑
B氢破粗粉阶段，经混合后一起进行气流磨研磨制备细粉，生坯中单质Si粉末、R2F3粉末分布于R1
‑
T
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄书林，白兰，罗赣，
申请(专利权)人：北京麦戈龙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：