【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于稀土永磁材料，具体涉及一种基于选区蒸镀扩散的r-t -b磁体及其制备方法。
技术介绍
1、稀土钕铁硼磁性材料具备有小体积、高磁能积等优点，常用于3c消费电子产品、新能源汽车电机、风力发电等领域。然而常规工艺制备出来的钕铁硼磁体性能并不能满足高尖端领域的需求，且常规磁体在高温的工作环境下，磁体的br和hcj急剧下降，不能支持汽车、风力发电设备等电机的高负荷运行，因此，高剩磁、高矫顽力钕铁硼磁体成为了新的研发生产方向。
2、晶界扩散工艺作为一种21世纪的突破性技术，其备受磁材行业的青睐。晶界扩散工艺是先通过真空溅射、丝网印刷、涂覆、真空蒸镀和电沉积等技术将扩散源覆盖在扩散磁体基体表面上，使磁体表面形成一层重稀土扩散源薄膜，再经过一定时间的高温处理后，重稀土元素原子以晶界扩散和体扩散的方式进入磁体内部，从而使主相晶粒形成一层具有高各向异性场的重稀土壳层。
3、晶界扩散工艺可实现高剩磁、高矫顽力磁体的制备，经过扩散工艺处理的磁体，其主要性能变化在于hcj的大幅度提高而br降低很少，因此扩散后的磁体仍具有高磁能积。但是，在常规晶界扩散工艺中，扩散源会覆盖在磁体表面上的全部区域，这在一定程度上造成了重稀土元素的浪费。
4、有专利报道对磁体进行分区域扩散的方法，但现有技术分区扩散主要采用pvd、喷涂或印刷方式在磁体表面特定区域覆盖扩散源，这种分区域覆盖扩散源，一般需要利用遮挡片覆盖住不涂覆区域，遮挡片上的扩散源无法利用，需要进行回收，较为浪费。并且喷涂或印刷一般只能单面进行，需要将磁体翻面再进
5、传统的真空蒸镀是指在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式蒸发镀膜材料，使之气化，粒子飞至基体表面凝聚成膜的一种工艺方法，该方法制备的薄膜纯度和致密性高。但分区蒸镀时如果采用遮挡片来覆盖不涂覆区域，遮挡片上的扩散源薄膜回收较为困难。因此，有必要研究如何直接将扩散源分区覆盖在磁体表面，从而不造成扩散源的浪费，工艺也更加简单。
技术实现思路
1、针对高性能钕铁硼磁体制备的晶界扩散工艺，本专利技术提供一种基于选区蒸镀扩散的r-t -b磁体及其制备方法，无需遮挡片直接实现多个磁体同时双面进行选区蒸镀，减少了重金属扩散源的用量以及浪费，提高了生产效率，扩散磁体的性能以及强度均显著提高。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一种基于选区蒸镀扩散的r-t -b磁体，所述磁体包括以下质量百分的成分：
4、r：28~35wt.%，r由r1和rh组成，rh含量为磁体质量的0.1wt.%~15.0wt.%，rh为dy或tb或两者的混合物；占磁体质量0.2wt.%~1.2wt.%的rh以晶界扩散的方式添加到磁体中；
5、r的余量为r1，r1为pr、nd、la、ce、gd、sm、er、y、pm、tm、yb、lu、ho中的一种或多种，优选rl至少含有有轻稀土元素的一种或多种元素；所述轻稀土元素为la、ce、pr、nd中的一种或多种；
6、m：0.1~7wt.%，m由m1和m2组成，m1含量为磁体质量的0.3~1.0wt.%，m1为高熔点元素，m1为zr、nb、ti中的一种或多种；
7、m的余量为m2，m2为al、cu、ga、zn、ni金属元素中的一种或多种；
8、b：0.9~1.1wt.%，b为硼元素；
9、余量为t及其他不可避免杂质，t为fe或fe和co；
10、所述磁体存在至少一个表面a和一个侧面b，表面a和侧面b相邻，优选表面a和侧面b相邻且相互垂直。
11、进一步，表面a的边角区域的平均重稀土含量是侧面b的1.3倍以上、表面a的边角区域的平均重稀土含量是表面a的非边角区域的1.8倍以上。
12、进一步，所述表面a为磁体的扩散表面，是具有一层采用蒸镀方式制备重稀土薄膜的磁体表面。扩散表面可以垂直于磁体取向方向、平行于磁体取向方向或与磁体取向方向成任意角度，优选扩散表面垂直于磁体取向方向。
13、表面a由边角区域和非边角区域两部分构成，边角区域是指表面a距磁体边线0~hmm宽度范围内的表面区域，h的范围为2~5，非边角区域是指距边线hmm宽度范围以外的表面区域。
14、进一步，所述磁体在距表面a垂直距离为0.1~0.3mm的深度处，同一深度层的边角区域的平均重稀土含量标记为q1、非边角区域的平均重稀土含量标记为q2；距侧面b垂直距离为0.1~0.3mm之间，且距表面a垂直距离大于0.3mm位置的平均重稀土含量标记为q3，它们之间的关系满足q1＞1.3q3，q1＞1.8q2。
15、进一步，所述磁体中，表面a的边角区域的平均晶粒尺寸和磁体内部中心主相的平均晶粒尺寸分别记为d1和d2，它们的绝对差值d在0.1~0.6μm范围内，d=d1-d2。
16、进一步的，边角区域和磁体内部中心主相的平均晶粒尺寸绝对差值d在0.12~0.5μm范围内；
17、再进一步的，边角区域和磁体内部中心主相的平均晶粒尺寸绝对差值d在0.2~0.4μm范围内。
18、更进一步，优选边角区域的面积为表面a的总面积的20%及以上，更优选为表面a的总面积的45%以上。
19、所述基于选区蒸镀扩散的r-t -b扩散磁体可按以下方法制得：
20、（1）制备板状扩散源和预扩散磁体基体：
21、所述板状扩散源的成分为rh，rh为dy或tb或两者的混合物；
22、板状扩散源包括至少一个扩散源框，所述扩散源框由边框区和中间镂空的镂空区组成，边框区对应预扩散磁体基体的扩散表面的边角区域，镂空区对应扩散表面的非边角区域；
23、预扩散磁体基体的扩散表面的边角区域为蒸镀区，扩散表面的非边角区域为非蒸镀区；
24、进一步，边框区、镂空区的形状尺寸和预扩散磁体基体的扩散表面的边角区域、非边角区域的形状尺寸相适应。考虑到误差，边框区的外边界尺寸可略大于扩散表面的尺寸，可以完全覆盖预扩散磁体基体的扩散表面，边框区的宽度为扩散表面的边角区域的宽度，为hmm，h的范围为2~5；
25、进一步，所述板状扩散源可以包括多个扩散源框，不同扩散源框的形状尺寸可以相同，也可以不同。每个扩散源框的边框区和镂空区对应特定的预扩散磁体基体的边角区和非边角区。
26、在一个优选的实施方式中，板状扩散源由多个形状尺寸相同的扩散源框组成，可以同一批次给多个预扩散磁体基体进行分区蒸镀扩散，同时制造大量相同规格的扩散磁体。
27、一般可采用铸造或压铸的方式扩散源边框；扩散源边框的高度一般为1mm以上，优选2~5mm。
28、进一步，板状扩散源包括多个扩散源框时，相邻的扩散源框之间设有隔档凸起。
29、所述隔挡凸起为铸造或压铸过程中留下的凸起结构，隔挡凸起包围每个扩散源框，隔挡凸起经由砂纸打磨后，隔档凸起的宽度为0.2-1mm，高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1. 一种基于选区蒸镀扩散的R-T -B磁体，其特征在于所述磁体包括以下质量百分的成分：
2.如权利要求1所述的磁体，其特征在于表面A和侧面B相邻且相互垂直，所述表面A为磁体的扩散表面，是具有采用蒸镀方式制备重稀土薄膜的磁体表面；所述表面A由边角区域和非边角区域两部分构成，边角区域是指表面A距磁体边线0~Hmm宽度范围内的表面区域，H的范围为2~5，非边角区域是指距边线Hmm宽度范围以外的表面区域。
3.如权利要求2所述的磁体，其特征在于所述磁体在距表面A垂直距离为0.1~0.3mm的深度处，同一深度层的边角区域的平均重稀土含量标记为Q1、非边角区域的平均重稀土含量标记为Q2；距侧面B垂直距离为0.1~0.3mm之间，且距表面A垂直距离大于0.3mm位置的平均重稀土含量标记为Q3，它们之间的关系满足Q1＞1.3Q3，Q1＞1.8Q2。
4.如权利要求2所述的磁体，其特征在于所述表面A的边角区域的平均晶粒尺寸和磁体内部中心主相的平均晶粒尺寸分别记为D1和D2，它们的绝对差值D在0.1~0.6μm范围内，D=D1-D2。
5.如权利要求
6.如权利要求1~4之一所述的基于选区蒸镀扩散的R-T -B磁体的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述板状扩散源包括多个扩散源框；
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述板状扩散源与扩散表面隔离0.1~1mm的距离，所述隔离采用网状隔片进行隔离；
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述网状隔片边缘弯曲，形成凸起，所述凸起部分包住预扩散磁体基体的侧面，所述凸起用于隔离预扩散磁体基体的侧面和扩散源框之间的隔档凸起。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述步骤（2）中，真空扩散的真空度为7.1×10-5~8.3×10-4Pa；所述真空扩散处理的温度为850~1000℃；所述的真空扩散处理的扩散时间为6~32h。
...【技术特征摘要】
1. 一种基于选区蒸镀扩散的r-t -b磁体，其特征在于所述磁体包括以下质量百分的成分：
2.如权利要求1所述的磁体，其特征在于表面a和侧面b相邻且相互垂直，所述表面a为磁体的扩散表面，是具有采用蒸镀方式制备重稀土薄膜的磁体表面；所述表面a由边角区域和非边角区域两部分构成，边角区域是指表面a距磁体边线0~hmm宽度范围内的表面区域，h的范围为2~5，非边角区域是指距边线hmm宽度范围以外的表面区域。
3.如权利要求2所述的磁体，其特征在于所述磁体在距表面a垂直距离为0.1~0.3mm的深度处，同一深度层的边角区域的平均重稀土含量标记为q1、非边角区域的平均重稀土含量标记为q2；距侧面b垂直距离为0.1~0.3mm之间，且距表面a垂直距离大于0.3mm位置的平均重稀土含量标记为q3，它们之间的关系满足q1＞1.3q3，q1＞1.8q2。
4.如权利要求2所述的磁体，其特征在于所述表面a的边角区域的平均晶粒尺寸和磁体内部中心主相的平均晶粒尺寸分别记为d1和d2，它们的绝对差值d在0...
【专利技术属性】
技术研发人员：王荣杰，陈彪，付松，吴朗靖，叶中秋，马瑜琳，
申请(专利权)人：浙江英洛华磁业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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