本发明专利技术涉及一种改性烧结钕铁硼磁体及其制备方法与应用，所述改性烧结钕铁硼磁体，通过对基体进行晶界扩散制备而成，所述基体为烧结钕铁硼磁体，晶界扩散源由第一扩散源和第二扩散源组成，其中所述第一扩散源为PrMx合金，其中M选自Cu、Al、Zn、Mg、Ga、Sn、Ag、Pb、Bi、Ni、Nb、Mn、Co、Fe、Ti、Cr、Zr、Mo、Ge中的至少一种，第二扩散源为重稀土Dy和/或Tb；通过利用含Pr的低熔点合金优先进入磁体内部形成更宽和更长的扩散通道，再以此作为重稀土元素快速扩散的通道，能够进一步促进重稀土元素扩散深度及其速率和提升磁体矫顽力，并节约制造成本。并节约制造成本。并节约制造成本。
【技术实现步骤摘要】
一种改性烧结钕铁硼磁体及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及一种改性烧结钕铁硼磁体及其制备方法与应用，属于稀土永磁材料
技术介绍
[0002]烧结钕铁硼永磁凭借优异的综合磁性能，被广泛应用于风力发电、节能家电以及新能源汽车等领域。并且随着制造技术的不断进步和人们环保意识的提升，在节能环保、新能源、新能源汽车三大领域备受市场瞩目，其用量以每年10～20％的速度快速增长，表现出良好的应用前景。
[0003]对于磁体而言，矫顽力是评价Nd-Fe-B永磁材料磁性能优劣的重要指标。而重稀土元素Dy、Tb作为矫顽力提升的重要元素，可有效提升2:14:1相磁晶各向异性常数，但是其价格高昂。因此一般通过重稀土元素Dy、Tb表面沉积扩散的方式来提升矫顽力，降低磁体制造成本，但重稀土元素由表向里浓度降幅较大，扩散深度较浅，性能提升幅度有限。
[0004]中国专利技术专利申请号201910183289.8公开了使用低温金属为Cu、Al、Zn、Mg、Sn中的一种或是低温合金为CuAl、CuSn、CuZn、CuMg、SnZn、MgAl、MgCu、MgZn、AlMgZn、CuAlMg中的一种利用磁控溅射或蒸镀在磁体表面沉积所述低熔点纯金属或低熔点合金，再采用蒸镀或磁控溅射在所述磁体表面沉积所述重稀土Dy或Tb。但是该方法也仅能将磁体的矫顽力提升37％左右，无法实现进一步提升。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种改性烧结钕铁硼磁体，该材料通过利用含Pr的低熔点合金优先进入磁体内部形成更宽和更长的扩散通道，再以此作为重稀土元素快速扩散的通道，能够进一步促进重稀土元素扩散深度及其速率和提升磁体矫顽力，并节约制造成本。
[0006]一种改性烧结钕铁硼磁体，通过对基体进行晶界扩散制备而成，所述基体为烧结钕铁硼磁体，晶界扩散源由第一扩散源和第二扩散源组成，其中所述第一扩散源为PrMx合金，其中M选自Cu、Al、Zn、Mg、Ga、Sn、Ag、Pb、Bi、Ni、Nb、Mn、Co、Fe、Ti、Cr、Zr、Mo、Ge中的至少一种，X表示质量百分比，X为8～90，余量为Pr和不可避免的杂质，第二扩散源为重稀土Dy和/或Tb。
[0007]本申请中，在晶界扩散过程中，所述第一扩散源先扩散，所述第二扩散源后扩散。
[0008]可选地，所述基体、第一扩散源、第二扩散源的质量比为100：0.1～2：0.1～1。
[0009]可选地，所述的改性烧结钕铁硼磁体，晶粒为等轴晶，晶粒大小为2～20μm。
[0010]可选地，所述的改性烧结钕铁硼磁体，所述晶界相包括位于两个晶粒之间的薄层晶界相，在距离烧结钕铁硼磁体扩散表面50μm内的区域中，薄层晶界相分布在晶粒之间，晶粒之间界限清晰，薄层晶界相的宽度在50～500nm之间。
[0011]可选地，在距离烧结钕铁硼磁体扩散表面50μm内的区域中，晶粒为核壳结构晶粒，壳层厚度为0.1～2.0μm。
[0012]本申请的第二方面，提供了一种改性烧结钕铁硼磁体的制备方法，至少包括以下步骤：
[0013](1)在烧结钕铁硼磁体表面制备合金膜，其中，所述合金膜为PrM
x
，M选自Cu、Al、Zn、Mg、Ga、Sn、Ag、Pb、Bi、Ni、Nb、Mn、Co、Fe、Ti、Cr、Zr、Mo、Ge中的至少一种，X表示质量百分比，X为8～90，余量为Pr和不可避免的杂质；
[0014](2)在步骤(1)得到的合金膜表面制备重稀土膜，所述重稀土为Dy(T
M
＝1412℃)和/或Tb(T
M
＝1356℃)；
[0015](3)以所述合金膜和重稀土膜作为扩散源，对所述烧结钕铁硼磁体进行晶界扩散，得到改性烧结钕铁硼磁体。
[0016]优选地，M选自Cu，Al，Zn，Ga，Fe，Ni，Co中的至少一种；
[0017]可选地，所述烧结钕铁硼磁体为烧结态或回火态的烧结钕铁硼磁体。
[0018]可选地，步骤(1)所述合金膜的熔点为400～700℃。
[0019]可选地，步骤(1)所述合金膜的厚度为1～40μm，优选5～20μm；
[0020]可选地，步骤(1)所述制备合金膜的具体方法包括：
[0021]在真空度低于2
×
10-3
Pa的条件下，以PrM
x
合金为靶材，采用磁控溅射方法进行合金膜沉积。
[0022]可选地，步骤(2)所述重稀土膜的厚度为1～20μm，优选3～10μm。
[0023]可选地，步骤(2)所述制备重稀土膜的具体方法包括：
[0024]在真空度低于2
×
10-3
Pa的条件下，以重稀土为靶材，采用磁控溅射方法进行重稀土膜沉积。
[0025]可选地，步骤(3)所述的晶界扩散，具体条件包括：
[0026]真空度低于3
×
10-3
Pa；
[0027]扩散温度为750℃～1000℃；
[0028]扩散时间为0.5～24h。
[0029]进一步地，进行晶界扩散后，在430℃～640℃下回火处理0.5～10h。
[0030]优选地，扩散温度为850℃～950℃；
[0031]扩散时间为2～24h。
[0032]可选地，所述烧结钕铁硼磁体、合金膜、重稀土膜的质量比为100：0.1～2：0.1～1。
[0033]在一具体实施例中，一种提升烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，包括如下步骤：
[0034]1)清洁烧结钕铁硼磁体表面，并确保其上下表面光洁、平整；
[0035]2)在真空度低于2
×
10-3
Pa条件下，在磁体表面沉积含Pr的低熔点合金PrM，沉积层的厚度为1-40um，优选5-20μm；
[0036]3)向磁体表面沉积重稀土Dy(TM＝1412℃)或Tb(TM＝1356℃)，沉积层的厚度1-20μm；
[0037]4)将处理后的磁体放入回火炉，抽真空，真空度低于3
×
10-3Pa时，在850℃～950℃，保温2h～24h；
[0038]5)在430℃～640℃，保温0.5～10h。
[0039]可选地，所述的改性烧结钕铁硼磁体的晶粒为等轴晶，晶粒大小为2～20μm。本申请中，晶粒大小是指晶粒中表面积最大晶面内两点之间的最大距离即晶粒长轴的长度。
[0040]可选地，所述晶界相包括位于两个晶粒之间的薄层晶界相和位于多个晶粒角隅处的三叉型晶界相，在距离烧结钕铁硼磁体扩散表面50μm内的区域中，薄层晶界相均匀分布在晶粒之间，晶粒之间界限清晰，薄层晶界相的宽度在50～500nm之间。
[0041]其中，本申请中，烧结钕铁硼磁体扩散表面是指具有合金膜和重稀土膜的表面；距离烧结钕铁硼磁体扩散表面50μm内的区域是指到扩散表面的垂直距离≤50μm的区域；薄层晶界相的宽度是指相邻本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种改性烧结钕铁硼磁体，通过对基体进行晶界扩散制备而成，其特征在于，所述基体为烧结钕铁硼磁体，晶界扩散源由第一扩散源和第二扩散源组成，其中所述第一扩散源为PrM
x
合金，其中M选自Cu、Al、Zn、Mg、Ga、Sn、Ag、Pb、Bi、Ni、Nb、Mn、Co、Fe、Ti、Cr、Zr、Mo、Ge中的至少一种，X表示质量百分比，X为8～90，余量为Pr和不可避免的杂质，第二扩散源为重稀土Dy和/或Tb。2.根据权利要求1所述的改性烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述基体、第一扩散源、第二扩散源的质量比为100：0.1～2：0.1～1。3.根据权利要求2所述的改性烧结钕铁硼磁体，其特征在于，晶粒为等轴晶，晶粒大小为2～20μm。4.根据权利要求2所述的改性烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述晶界相包括位于两个晶粒之间的薄层晶界相，在距离烧结钕铁硼磁体扩散表面50μm内的区域中，薄层晶界相分布在晶粒之间，晶粒之间界限清晰，薄层晶界相的宽度在50～500nm之间。5.根据权利要求4所述的改性烧结钕铁硼磁体，其特征在于，在距离烧结钕铁硼磁体扩散表面50μm内的区域中，晶粒为核壳结构晶粒，壳层厚度为0.1～2.0μm。6.一种改性烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：(1)在烧结钕铁硼磁体表面制备合金膜，其中，所述合金膜为PrM
x
，M选自Cu、Al、Zn、Mg、Ga、Sn、Ag、Pb、Bi、Ni、Nb、Mn、Co、Fe、Ti、Cr、Zr、Mo、Ge中的至少一种，X表示质量百分比，X为8～90，余量为Pr和不可避免的杂质；(2)在步骤(1)得到的合金膜表面制备重稀土膜，所述重稀土为Dy和/或Tb；(3)以所述合金膜和重稀土膜作为扩散源，对所述烧结钕铁硼磁体进...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗阳，祝伟，于敦波，王子龙，张洪滨，白馨元，林笑，彭海军，谢佳君，
申请(专利权)人：有研稀土高技术有限公司有研稀土荣成有限公司，
类型：发明
国别省市：
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