利用材料缺陷制备的钕铁硼磁体制造技术

本申请提供一种利用材料缺陷制备的钕铁硼磁体。本申请在将合金速凝片进行氢破碎处理得到粗粉，并通过高能气流磨将粗粉研磨成细粉后，将粗、细粉末混合进行磁场取向压制成型和冷等静压处理，得到生胚；由此在将生胚烧结、回火处理获得钕铁硼磁体后，向脱净氧化皮所得的钕铁硼磁体表面沉积重稀土，利用上述制备工艺在磁体中所形成的缺陷相具有高活化能和不稳定的特性，以缺陷相作为重稀土的存储和扩散通道，促进元素扩散深度及速率。本申请能够利用磁体制备过程中所形成的可调控的点、线、面、晶格以及空位缺陷等，利用缺陷浓度的提升改善重稀土核壳结构层的分布，提升本申请制备所得钕铁硼磁体的矫顽力，并节约制造成本。并节约制造成本。并节约制造成本。

Neodymium iron boron magnets prepared by using material defects

【技术实现步骤摘要】
利用材料缺陷制备的钕铁硼磁体


[0001]本申请涉及稀土永磁材料
，具体而言涉及一种利用材料缺陷制备的钕铁硼磁体。

技术介绍

[0002]烧结钕铁硼磁体凭借优异的磁性能，被称为“磁王”，广泛应用于航空航天、风力发电、节能家电、电子电器以及新能源汽车等领域。为了获得磁性能优异的磁体，在烧结钕铁硼的制备过程中，会采用元素添加、增加烧结温度和延长保温时间等办法来避免在钕铁硼磁体材料中产生缺陷，以此提升材料的致密度。
[0003]通常而言，缺陷的存在对于烧结钕铁硼的制备会产生不利影响。材料缺陷会导致钕铁硼磁体性能急剧恶化，因此需要极力避免。

技术实现思路

[0004]本申请针对现有技术的不足，提供一种利用材料缺陷制备的钕铁硼磁体，本申请利用缺陷相的高活化能和不稳定特性，以此作为重稀土的存储和扩散通道，促进元素扩散深度及速率，利用缺陷浓度的提升改善重稀土核壳结构层的分布，提升钕铁硼磁体的矫顽力，并节约制造成本。本申请具体采用如下技术方案。
[0005]首先，为实现上述目的，提出一种利用材料缺陷制备钕铁硼磁体的方法，其步骤包括：第一步，将合金按照名义成分进行配比熔炼及真空速凝处理后得到合金速凝片，将速凝片进行氢破碎处理得到粒径不超过8μm的粗粉；第二步，对第一步所得粗粉进行高能气流磨处理，得到粉末粒径分布区间在1
‑
6μm之间的细合金粉末；第三步，分别收集粗粉和细合金粉末，将其均匀混合后备用；第四步，调整粉末混合比例，然后依次进行混粉、磁场取向压制成型和冷等静压处理，得到生胚；第五步，对生胚进行烧结及回火处理，得到烧结钕铁硼磁体；第六步，将烧结钕铁硼磁体作为扩散源磁体，将烧结钕铁硼磁体表面的氧化皮脱净并烘干，向脱净后所得磁体表面沉积重稀土；第七步，通过晶界扩散工艺对第六步沉积后所得磁体进行高温扩散，制备获得钕铁硼磁体。
[0006]可选的，如上任一所述的利用材料缺陷制备钕铁硼磁体的方法，其中，所述第四步中，调整粉末混合比例的步骤包括：将粗粉、细合金粉末之间比例调整至预设比例混合均匀。
[0007]可选的，如上任一所述的利用材料缺陷制备钕铁硼磁体的方法，其中，所述第四步中，调整粉末混合比例的步骤包括：在粉末中添加粒径尺寸为20
‑
800 nm的难熔硬质粉末，然后将粗粉、细粉末之间比例调整至预设比例混合均匀。
[0008]可选的，如上任一所述的利用材料缺陷制备钕铁硼磁体的方法，其中，所述第四步在磁场取向压制成型过程中，将合金粉末在氧含量0.02
‑
0.05%的气氛环境中进行压制，并将成型压力控制在19
‑
20 Mpa之间。
[0009]可选的，如上任一所述的利用材料缺陷制备钕铁硼磁体的方法，其中，所述第五步
中，在对生胚进行烧结的过程中将烧结温度降低至1020
‑
1080 ℃之间。
[0010]可选的，如上任一所述的利用材料缺陷制备钕铁硼磁体的方法，其中，所述第四步中，添加的难熔硬质粉末包括：高Cr合金、高Zr合金、高Mn合金、高Nb合金、Ta金属及其合金、高熵合金、高Ni合金、陶瓷聚合物、碳化钨、硼化系合金中的任意一种或其组合。
[0011]可选的，如上任一所述的利用材料缺陷制备钕铁硼磁体的方法，其中，所述第六步中，向脱净所得磁体表面沉积的重稀土包括：Dy或Tb的纯金属、化合物、合金。
[0012]同时，为实现上述目的，本申请还提供一种采用上述制备方法制备的钕铁硼磁体，其包括：由粒径不超过8μm的粗粉构成的大尺寸晶粒；由粒径分布区间在1
‑
6μm之间的细合金粉末构成的小尺寸晶粒；分布于大尺寸晶粒、小尺寸晶粒之间的缺陷，所述缺陷中扩散并存储有重稀土。
[0013]可选的，如上任一所述的钕铁硼磁体，其中，小尺寸晶粒包括：由粒径不超过8μm的粗粉通过高能气流磨处理获得的细合金粉末，还包括：粒径尺寸为20
‑
800 nm的以下任意一种难熔硬质粉末或以下任意难熔硬质粉末的组合：高Cr合金、高Zr合金、高Mn合金、高Nb合金、Ta金属及其合金、高熵合金、高Ni合金、陶瓷聚合物、碳化钨、硼化系合金。
[0014]可选的，如上任一所述的钕铁硼磁体，其中，扩散并存储于缺陷中的重稀土包括：Dy的纯金属或Tb的纯金属或其化合物；所述缺陷通过磁场取向压制成型过程中氧含量0.02
‑
0.05%的气氛环境、19
‑
20 Mpa的成型压力，以及烧结过程中降低至1020
‑
1080 ℃之间的烧结温度形成。
[0015]有益效果本申请采用反向思维，提出利用缺陷来制备高性能烧结钕铁硼的方法，充分利用缺陷的特点来提升烧结钕铁硼磁体磁性能。本申请在将合金速凝片进行氢破碎处理得到粗粉，并通过高能气流磨将粗粉研磨成细粉后，将粗、细粉末混合进行磁场取向压制成型和冷等静压处理，得到生胚；由此在将生胚烧结、回火处理获得钕铁硼磁体后，向脱净氧化皮所得的钕铁硼磁体表面沉积重稀土，利用上述制备工艺在磁体中所形成的缺陷相具有高活化能和不稳定的特性，以缺陷相作为重稀土的存储和扩散通道，促进元素扩散深度及速率。本申请能够利用磁体制备过程中所形成的可调控的点、线、面、晶格以及空位缺陷等，利用缺陷浓度的提升改善重稀土核壳结构层的分布，提升本申请制备所得钕铁硼磁体的矫顽力，并节约制造成本。
[0016]本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。
附图说明
[0017]附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本申请的实施例一起，用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：图1是本申请实施例1中通过不同比表面能和粒径分布的晶粒诱导孔洞缺陷增加晶界的晶粒结构示意图；图2是本申请实施例2中利用晶粒不致密特性形成多孔稀土相的磁体晶粒结构示意图；图3是本申请实施例3中利用硬质相与软质相之间硬度差和晶格错配特性所获得
的晶粒结构示意图；图中，1表示晶粒；11表示大尺寸晶粒；12表示小尺寸晶粒；13表示周期性排列晶界相；4表示缺陷。
具体实施方式
[0018]为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0019]本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0020]本申请中所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钕铁硼磁体，其特征在于，包括：由粒径不超过8μm的粗粉构成的大尺寸晶粒（11）；由粒径分布区间在1
‑
6μm之间的细合金粉末构成的小尺寸晶粒（12）；分布于大尺寸晶粒（11）、小尺寸晶粒（12）之间的缺陷（4），所述缺陷（4）中扩散并存储有重稀土。2.如权利要求1所述的钕铁硼磁体，其特征在于，小尺寸晶粒（12）包括：由粒径不超过8μm的粗粉通过高能气流磨处理获得的细合金粉末，还包括：粒径尺寸为20
‑
800 nm的以下任意一种难熔硬质粉末或以下任意难熔硬质...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨牧南，钟淑伟，杨斌，梅军，罗三根，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：