本發(fā)明涉及一種稀土永磁材料,屬于材料領(lǐng)
技術(shù)領(lǐng)域:
,特別是一種耐高溫高磁性能永磁材料。
背景技術(shù):
:釹鐵硼磁鐵的優(yōu)點是性價比高,具良好的機械特性;不足之處在于居里溫度點低,溫度特性差,且易于粉化腐蝕,必須通過調(diào)整其化學(xué)成分和采取表面處理方法使之得以改進,才能達到實際應(yīng)用的要求。釹鐵硼磁體根據(jù)制作方法不同分為燒結(jié)型和粘結(jié)型兩種。與燒結(jié)永磁體相比,粘接磁體具有性價比高、異型磁體成型方便、加工精度高、韌性好、磁偏差小以及易于小型化等諸多優(yōu)點,這些特點正好符合了電子信息整機產(chǎn)品“輕、薄、短、小”的發(fā)展方向,因此粘接磁體已廣泛用于計算機、移動通訊、高級音響、微特電機、傳感器及磁電式儀器儀表等領(lǐng)域。隨著稀土磁體應(yīng)用范圍的不斷擴大,如汽車啟動電機、馬達類產(chǎn)品及集成化co-rom、硬盤主軸電機hdd、其他微特直流電機和自動化儀器儀表等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛對粘結(jié)釹鐵硼需求范圍的擴大,如何提高燒結(jié)釹鐵硼磁體的耐溫性對擴大其市場應(yīng)用范圍是一種新的挑戰(zhàn)。在現(xiàn)有技術(shù)中,中國發(fā)明專利cn101740193b,發(fā)明名稱為:一種高磁性能高電阻率稀土永磁體及其制備方法的專利中提到了從高性能磁粉表面絕緣化處理技術(shù)及磁體溫壓取向成型技術(shù)入手,不添加絕緣添加劑,研究了磁粉表面偶聯(lián)工藝、專用樹脂與偶聯(lián)磁粉的混合工藝、磁體溫壓取向成型工藝等,解決了磁粉與專用樹脂粘接不牢、專用樹脂在磁粉表面包覆不完整、專用樹脂在處理過程中易團聚、成型后磁體磁性能提高有限等一系列問題,從其結(jié)果看,電絕緣性能確實得到了明顯提升,但耐高溫性能卻并不理想,如何開發(fā)耐高溫永磁材料成為發(fā)展趨勢。技術(shù)實現(xiàn)要素:技術(shù)問題:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種耐高溫高磁性能永磁材料,增強粘結(jié)釹鐵硼材料的力學(xué)性能、磁性能、耐溫性能及抗腐蝕性,擴大粘結(jié)釹鐵硼適用范圍。技術(shù)方案:為了實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的,本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:本發(fā)明提供的一種耐高溫高磁性能永磁材料,該永磁材料按質(zhì)量份計,其組成為nd2fe14b磁粉100份、二茂鐵磁粉0.1~0.3份、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.1~5份、雙酚a環(huán)氧樹脂1~10份、氧化石墨烯粉末0.2~3份,均勻混合后在設(shè)置恒溫溫度為20~200℃的溫度場和磁場強度為0.5~3t的取向場的復(fù)合環(huán)境下成型固化物;所述的nd2fe14b磁粉粒度為20~200μm且性能要求為ihc≥400ka/m、br≥0.65t、bhmax≥120kj/m3。優(yōu)選地,該永磁材料按質(zhì)量份計,其組成為nd2fe14b磁粉100份、二茂鐵磁粉0.3份、鈦酸酯偶聯(lián)劑3份、雙酚a環(huán)氧樹脂8份和氧化石墨烯粉末2.6份。優(yōu)選地,所述的氧化石墨烯粉末的粒度為40~60μm。優(yōu)選地,所述的雙酚a環(huán)氧樹脂環(huán)氧值為0.04~0.06eq/100g。優(yōu)選地,該耐高溫高磁性能永磁材料中碳含量為300~2500ppm。有益效果:通過采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)條件下得到的磁體相比,其有益效果在于:1.本發(fā)明提供的耐高溫高磁性能永磁材料以引入偶聯(lián)劑、二茂金屬高分子鐵磁體、環(huán)氧樹脂的表面絕緣化處理ndfeb-石墨烯混合磁粉為例,所壓制磁體相比現(xiàn)有技術(shù)中粘接ndfeb磁體磁性能明顯提升。2.本發(fā)明提供的耐高溫高磁性能永磁材料優(yōu)化了元素的搭配,使磁粉的耐溫性能得到明顯改善,再將表面改性后的磁粉再在溫度場和取向場的復(fù)合環(huán)境下進行成型,改善了粘結(jié)釹鐵硼材料耐溫性不良、抗腐蝕性能差的缺點,擴大可粘結(jié)釹鐵硼適用范圍,可以彌補粘結(jié)釹鐵硼使用溫度低的缺點。3.本發(fā)明提供的耐高溫高磁性能永磁材料通過在混合磁粉過程中添加氧化石墨烯粉末,由于氧化石墨烯粉末彌散在釹鐵硼磁體的晶界相中,并以四方晶型的結(jié)構(gòu)存在,有效的改善了磁體的氧含量分布,故能合理控制晶粒尺寸并使磁體充分致密化,可以有效的抑制晶粒長大,提高hcj并對改善晶粒組織結(jié)構(gòu)有明顯作用。增強了粘結(jié)釹鐵硼材料的力學(xué)性能、磁性能、耐溫性能及抗腐蝕性,擴大了粘結(jié)釹鐵硼適用范圍。4.本發(fā)明提供的耐高溫高磁性能永磁材料通過改善成分,用二茂金屬高分子鐵磁體代替環(huán)氧樹脂粘結(jié)永磁體,使粘結(jié)磁體中ndfeb磁粉顆粒之間磁場結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生變化,大大提高了高溫下磁體的磁性能,并且可有效的降低磁體失重,提高磁體的抗腐蝕性。5.本發(fā)明提供的耐高溫高磁性能永磁材料具有重量輕、力學(xué)性能高、耐腐蝕、抗老化、耐高溫的優(yōu)點,可在高溫設(shè)備中長期使用,可以大幅度延長產(chǎn)品使用壽命,減少更換部件的次數(shù)。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進一步說明:下述實施例中所使用的鈦酸酯偶聯(lián)劑為南京曙光化工出品,雙酚a環(huán)氧樹脂為中國船舶重工集團公司第七二五研究所產(chǎn)725-2-a雙酚a環(huán)氧樹脂,氧化石墨烯粉末采用hummers法制備。實施例1(1)磁粉表面偶聯(lián):將100重量份的nd2fe14b磁粉與0.2重量份的氧化石墨烯粉末進行攪拌混和均勻配置成混合磁粉;再將0.1重量份鈦酸酯偶聯(lián)劑ndz401與30重量份的二甲苯有機溶劑加入到100.2重量份的磁粉中,通過2000轉(zhuǎn)/分的速度的高速剪切攪拌0.5h將上述溶液混合均勻,并通過超聲波振蕩0.5h使得磁粉與偶聯(lián)劑能充分混合,然后將混合物邊攪拌邊加熱,直至溶劑揮發(fā)完畢,將改性后的混合磁粉烘干后研磨待用;(2)然后將將改性后的混合磁粉與0.1重量份的二茂鐵磁粉混合,干燥,再將雙酚a環(huán)氧樹脂1重量份與丙酮的混合液加入到干燥后的混合磁粉中,在2000轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下攪拌0.5h將上述混合液混合均勻,并經(jīng)過超聲波振蕩0.5h使磁粉與樹脂能充分混合,然后將混合物邊攪拌邊加熱,直至溶劑揮發(fā)完畢,將改性后的混合磁粉烘干后研磨,研磨后的混合磁粉應(yīng)通過100目篩;(3)將表面改性后的混合磁粉在20℃溫度場和磁場強度為0.5t的取向場的復(fù)合環(huán)境下進行成型30min,成型壓力為3ton/cm2,得到耐高溫高磁性能永磁材料。所制得的耐高溫高磁性能永磁材料,其電阻率為1.3×10-4ω·m,在磁場強度0.5t時,處在50khz高頻交變場下1h溫升為75℃。實施例2(1)磁粉表面偶聯(lián):將100重量份的nd2fe14b磁粉與3重量份的氧化石墨烯粉末進行攪拌混和均勻配置成混合磁粉,將2重量份的鈦酸酯偶聯(lián)劑ndz401與35重量份的酒精加入到103重量份的混合磁粉中,通過500轉(zhuǎn)/分的速度的高速剪切攪拌1h將上述溶液混合均勻,并通過超聲波振蕩1h使得混合磁粉與偶聯(lián)劑能充分混合,然后將混合物邊攪拌邊加熱,直至溶劑揮發(fā)完畢,將改性后的混合磁粉烘干后研磨待用;(2)然后將改性后的混合磁粉與0.3重量份的二茂鐵磁粉混合,干燥,再將雙酚a環(huán)氧樹脂6.5重量份與有機溶劑丙酮的混合液加入到表面偶聯(lián)后的混合磁粉中,在500~2000轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下攪拌1h將上述混合液混合均勻,并經(jīng)過超聲波振蕩1h使混合磁粉與樹脂能充分混合,然后將混合物邊攪拌邊加熱,直至溶劑揮發(fā)完畢,將改性后的混合磁粉烘干后研磨,研磨后的磁粉應(yīng)通過250目篩;(3)將表面改性后的混合磁粉在在80℃溫度場和磁場強度為2t的取向場的復(fù)合環(huán)境下進行成型15min,成型壓力為5ton/cm2,得到耐高溫高磁性能永磁材料。所制得的耐高溫高磁性能永磁材料,其電阻率為1.5×10-4ω·m,在磁場強度0.5t時,處在50khz高頻交變場下1h溫升為73℃。實施例3(1)磁粉表面偶聯(lián):將100重量份的nd2fe14b磁粉與2重量份的氧化石墨烯粉末進行攪拌混和均勻配置成混合磁粉,將5重量份的鈦酸酯偶聯(lián)劑ndz401與30重量份的二甲苯加入到102重量份的混合磁粉中,通過800轉(zhuǎn)/分的速度的高速剪切攪拌1.5h將上述溶液混合均勻,并通過超聲波振蕩1.5h使得混合磁粉與偶聯(lián)劑能充分混合,然后將混合物邊攪拌邊加熱,直至溶劑揮發(fā)完畢,將改性后的混合磁粉烘干后研磨待用;(2)然后將改性后的混合磁粉與0.2重量份的二茂鐵磁粉混合,干燥,再雙酚a環(huán)氧樹脂與有機溶劑丙酮的混合液加入到表面偶聯(lián)后的混合磁粉中,在500~2000轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下攪拌1.5h將上述混合液混合均勻,并經(jīng)過超聲波振蕩1.5h使磁粉與樹脂能充分混合,然后將混合物邊攪拌邊加熱,直至溶劑揮發(fā)完畢,將改性后的混合磁粉烘干后研磨,研磨后的磁粉應(yīng)通過400目篩;(3)將表面改性后的混合磁粉在在200℃溫度場和磁場強度為3t的取向場的復(fù)合環(huán)境下進行成型10min,成型壓力為8ton/cm2,得到耐高溫高磁性能永磁材料。所制得的耐高溫高磁性能永磁材料,其電阻率為1.8×10-3ω·m,在磁場強度0.5t時,處在50khz高頻交變場下1h溫升為71℃。發(fā)明人測試了實施例1中所得的耐高溫高磁性能永磁材料在一系列溫度下的磁性能,詳見表1;表1實施1所得的粘結(jié)ndfeb磁體在一系列溫度下的磁性能溫度剩余磁感應(yīng)強度mt矯頑力ka/m內(nèi)稟矯頑力ka/m磁能積kj/m3120656406801120150654394793116200651391786112280646384780108360641379778106450635376770103從表1的結(jié)果來看,實施例1所得的耐高溫高磁性能永磁材料在450℃時,磁體也可達到實用化水平,磁體也能維持較高的磁性能。在高溫時比起同檔次的粘結(jié)釹鐵硼磁體磁性能都可有大幅度的提高,即使在高溫的情況下也可達到維持高磁性能的效果。當(dāng)前第1頁12