一種改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燒結(jié)釹鐵硼相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燒結(jié)釹鐵硼中的氧含量對磁體的性能有重要的影響，當(dāng)釹鐵硼磁體中含有過多的氧時，會導(dǎo)致材料的磁性顯著下降，其主要原因是氧會氧化晶界相的富釹相，導(dǎo)致燒結(jié)過程中富釹相收縮并集中在晶界的三角連接區(qū)，而不是均勻地分布在晶面之間。但是這并非意味著釹鐵硼中磁體的氧含量越低其性能就越好。適當(dāng)?shù)难趸炊梢杂行岣叽朋w的矯頑力，這是因為與純的富釹相相比，出現(xiàn)在晶界邊緣氧化的富釹相提供了釘扎作用(J.Appl.Phys.105，07A724，2009)，使得磁體在退磁過程中的磁極反轉(zhuǎn)更加困難，從而提高了磁體的矯頑力。氧化富釹相在晶界中的分布越均勻，材料的磁性越優(yōu)秀。
[0003]富Nd相晶體結(jié)構(gòu)和氧含量的關(guān)系可表述為:(a) dhcp: < 9at.% ； (b) fee:ll-43at.%；(c)hcp:55-70at.%。Fee結(jié)構(gòu)的富釹相與Nd2Fel4B主相相匹配，更能保持硬磁相的完整性，抑制反磁化疇在磁體表面形核。
[0004]—般情況下，燒結(jié)釹鐵硼磁體中的晶界相含有較高的氧，但通常它們在晶界中為不均勻分布，通常在晶體的三角連接區(qū)富集，而晶面與晶面之間的富釹相通常會較薄，甚至是不存在，導(dǎo)致晶面與晶面之間直接接觸。
[0005]另一方面，釹鐵硼磁體由于在燒結(jié)之前經(jīng)過氫破和氣流磨階段，導(dǎo)致晶體出現(xiàn)斷裂，晶面不平滑，雖然經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，但晶面的缺陷狀態(tài)部分被消除，但也有部分被保留。晶面的表面缺陷對材料的矯頑力影響極大，從理論上來說，晶面缺陷是退磁過程中磁疇反轉(zhuǎn)的起始點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在上述的不足，提供了一種修補晶體表面缺陷且消除晶疇反轉(zhuǎn)現(xiàn)象的改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法，具體操作方法如下:
[0009](1)以常規(guī)方法制備釹鐵硼粉末；
[0010](2)取一種金屬或者合金粉末M，將粉末Μ進行表面氧化處理；
[0011](3)通過雙合金法將表面氧化后的粉末摻入到釹鐵硼粉末中；
[0012](4)混合均勻后的粉末經(jīng)成型壓制后進行燒結(jié)，燒結(jié)后的樣品再經(jīng)過退火處理，得到燒結(jié)釹鐵硼磁體。
[0013]本發(fā)明中，利用雙合金法在晶界中適當(dāng)?shù)靥砑咏饘僭厥且环N有效改善釹鐵硼磁性的方法。在燒結(jié)過程中，摻入的表面氧化粉末Μ受到晶粒的擠壓而破裂，中間的金屬態(tài)被熔融并擴散至晶界，表面氧化層受擠壓而均勻分布在晶界之間；燒結(jié)后磁體經(jīng)退火處理后，使金屬或合金粉末Μ以及氧化層的分布更為均勻。添加入晶界中的金屬元素主要起到一下兩方面的作用:1、取代釹鐵硼晶胞中鐵的位置，修補晶體表面缺陷，使晶面變得平滑；2、在晶界相中形成均勻的一層非鐵磁性相，削弱相鄰晶體之間的磁交換耦合作用，消除退磁過程中由疇壁移動引發(fā)的晶疇反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
[0014]作為優(yōu)選，在步驟⑵中，所述金屬或者合金粉末Μ，含有Pr、Nd、Gd、Dy、Tb、Ho、Fe、Co、N1、Cu、Zr、Nb、Mg、Al、Sn、Zn 元素中的一種或幾種。
[0015]作為優(yōu)選，在步驟(2)中，所述金屬或者合金粉末Μ的粒徑范圍在0.001-100 μ m。
[0016]作為優(yōu)選，表面氧化處理的具體操作方法如下，在含氧的環(huán)境中靜置一段時間，使粉末Μ的表面發(fā)生氧化，而粉末Μ的內(nèi)部仍為金屬態(tài)，粉末Μ的表面氧化層厚度為0.001-40 μm。
[0017]作為優(yōu)選，在含氧的環(huán)境中靜置時間的范圍為1分鐘到10天，溫度為0_500°C之間。
[0018]作為優(yōu)選，在步驟(3)中，將表面氧化后的粉末Μ摻入到步驟(1)的釹鐵硼粉末中，摻入量占總量的0.01% wt-5% wt之間。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:1、取代釹鐵硼晶胞中鐵的位置，修補晶體表面缺陷，使晶面變得平滑；2、在晶界相中形成均勻的一層非鐵磁性相，削弱相鄰晶體之間的磁交換耦合作用，消除退磁過程中由疇壁移動引發(fā)的晶疇反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明燒結(jié)釹鐵硼磁體的制作流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的描述。
[0022]如圖1所示的實施例中，一種改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法，具體操作方法如下:
[0023](1)以常規(guī)方法制備釹鐵硼粉末；
[0024](2)取一種金屬或者合金粉末M，將粉末Μ進行表面氧化處理，金屬或者合金粉末Μ，含有 Pr、Nd、Gd、Dy、Tb、Ho、Fe、Co、N1、Cu、Zr、Nb、Mg、Al、Sn、Zn 元素中的一種或幾種，其粒徑范圍在0.001-100 μπι;在含氧的環(huán)境中靜置一段時間，靜置時間的范圍為1分鐘到10天，溫度為0-500°C之間，具體情況視粉末Μ的具體組成而定，使粉末Μ的表面發(fā)生氧化，而粉末Μ的內(nèi)部仍為金屬態(tài)，粉末Μ的表面氧化層厚度為0.001-40 μ m ;
[0025](3)通過雙合金法將表面氧化后的粉末Μ摻入到步驟(1)的釹鐵硼粉末中，表面氧化后的粉末Μ摻入量為0.01 % wt-5% wt之間；
[0026](4)混合均勻后的粉末經(jīng)成型壓制后進行燒結(jié)，在燒結(jié)過程中，摻入的表面氧化粉末Μ受到晶粒的擠壓而破裂，中間的金屬態(tài)被熔融并擴散至晶界，表面氧化層受擠壓而均勻分布在晶界之間；燒結(jié)后的樣品再經(jīng)過退火處理，使金屬或合金粉末Μ以及氧化層的分布更為均勻，得到燒結(jié)釹鐵硼磁體。
[0027]對比例:
[0028]制備成分為(PrQ.25NdQ.75)2.Q1Fe14.2NbQ.3AlQ.3Ba9f^磁體，經(jīng)燒結(jié)退火后磁性性能結(jié)果為:Br = 14.0Gs，Hcj = 15.4k0e，(BH)nax= 46.7MOeGs。
[0029]實施例一:
[0030]粒徑大約為3微米的Cu粉在空氣中加熱至500°C，時間3小時，使其表面充分氧化，摻入到辦。.25制。.75)2.。和14.具。.#1。.』。.96粉末中，其摻入量為0.5% wt，充分混合后壓制成塊體。經(jīng)燒結(jié)退火后性能為:Br = 13.3Gs，Hcj = 16.8k0e，(BH)nax= 43.5M0eGs。
[0031]實施例二:
[0032]將金屬Ga粉(平均粒徑大約為2.1微米)靜置于空氣中，時間為1小時，使其表面充分氧化，摻入到辦。.25制。.75)2.。和14.具。.41?！?。.96粉末中，其摻入量為1%被，充分混合后壓制成塊體。經(jīng)燒結(jié)退火后性能為:Br = 13.8Gs，Hcj = 17.2k0e，(BH)nax= 45.8M0eGs。
[0033]實施例三:
[0034]將Dy/Cu合金(質(zhì)量比例為3: 1)粉(平均粒徑大約為2.8微米)置于空氣中5分鐘，使其表面發(fā)生氧化，摻入到(Pr。.25Nd0.75) 2.01Fe14.2Nb0.3A10.3B0.96粉末中，其摻入量為1 %wt，充分混合后壓制成塊體。經(jīng)燒結(jié)退火后性能為:Br = 13.6Gs，Hcj = 17.9k0e，(BH)_=44.6M0eGso
[0035]通過對比例、實施例一、實施例二和實施例三所得，利用雙合金法在晶界中適當(dāng)?shù)靥砑咏饘僭厥且环N有效改善釹鐵硼磁性的方法，有效的提高了燒結(jié)釹鐵硼磁體的矯頑力。
【主權(quán)項】
1.一種改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法，其特征是，具體操作方法如下: (1)以常規(guī)方法制備釹鐵硼粉末； (2)取一種金屬或者合金粉末M，將粉末Μ進行表面氧化處理； (3)通過雙合金法將表面氧化后的粉末摻入到釹鐵硼粉末中； (4)混合均勻后的粉末經(jīng)成型壓制后進行燒結(jié)，燒結(jié)后的樣品再經(jīng)過退火處理，得到燒結(jié)釹鐵硼磁體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法，其特征是，在步驟(2)中，所述金屬或者合金粉末 Μ，含有 Pr、Nd、Gd、Dy、Tb、Ho、Fe、Co、N1、Cu、Zr、Nb、Mg、Al、Sn、Zn元素中的一種或幾種。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法，其特征是，在步驟(2)中，所述金屬或者合金粉末Μ的粒徑范圍在0.001-100 μ m。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法，其特征是，表面氧化處理的具體操作方法如下，在含氧的環(huán)境中靜置一段時間，使粉末Μ的表面發(fā)生氧化，而粉末Μ的內(nèi)部仍為金屬態(tài)，粉末Μ的表面氧化層厚度為0.001-40 μ m05.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法，其特征是，在含氧的環(huán)境中靜置時間的范圍為1分鐘到10天，溫度為0-500°C之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法，其特征是，在步驟(3)中，將表面氧化后的粉末Μ摻入到步驟(1)的釹鐵硼粉末中，摻入量占總量的0.01%wt-5% wt 之間。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改善燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的方法。它具體操作方法如下：(1)以常規(guī)方法制備釹鐵硼粉末；(2)取一種金屬或者合金粉末M，將粉末M進行表面氧化處理；(3)通過雙合金法將表面氧化后的粉末摻入到釹鐵硼粉末中；(4)混合均勻后的粉末經(jīng)成型壓制后進行燒結(jié)，燒結(jié)后的樣品再經(jīng)過退火處理，得到燒結(jié)釹鐵硼磁體。本發(fā)明的有益效果是：1、取代釹鐵硼晶胞中鐵的位置，修補晶體表面缺陷，使晶面變得平滑；2、在晶界相中形成均勻的一層非鐵磁性相，削弱相鄰晶體之間的磁交換耦合作用，消除退磁過程中由疇壁移動引發(fā)的晶疇反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
【IPC分類】H01F1/08, H01F1/057, B22F1/00, H01F41/02
【公開號】CN105374541
【申請?zhí)枴緾N201510391547
【發(fā)明人】王成勝, 洪群峰, 章曉峰
【申請人】浙江東陽東磁稀土有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年7月1日