【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及稀土永磁材料，具体涉及一种大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法。
技术介绍
1、钕铁硼永磁材料作为第三代稀土永磁材料，已经在我们生活方方面面广泛使用，比如计算机磁盘驱动器、核磁共振仪、风力发电、新能源汽车等高新技术产业。现代科学技术与信息产业正在向集成化、薄型化、小型化、智能化方面发展。钕铁硼永磁材料的出现极大地促进了现代科学技术与信息产业的进步。随着新能源汽车及智能制造等领域快速发展，钕铁硼永磁材料的需求量也随之上升。
2、晶界扩散处理技术是提高钕铁硼磁体矫顽力的优选方法，通过涂覆、磁控溅射、蒸镀等方式将重稀土元素或者其化合物附着在磁体表面，通过热处理扩散和回火处理，优化微观组织结构，提高晶粒外延层的各向异性场，抑制反磁化畴形核。通过晶界扩散处理，使重稀土元素沿着晶界向磁体内部扩散，在主相晶粒表面形成富重稀土壳层，避免剩磁和最大磁能积大幅下降，同时减少重稀土元素的添加。随着新能源汽车及工业电机等领域不断发展，对钕铁硼磁体要求不断提升，需要更高的能量密度，而高性能大厚度磁体可以提供更大的磁场强度，可以很好地满足应用需求。但是，磁体微观组织结构致密，扩散驱动力不足，晶界扩散深度有限，造成大厚度（厚度一般≥11mm）磁体晶界扩散的矫顽力涨幅受限，一般工业上利用晶界扩散技术只能扩散处理厚度小于8mm的磁体。
3、因此，提供一种对于大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法从而提升其矫顽力，是目前本领域需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术的目
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，所述晶界扩散方法包括以下步骤：
4、（1）采用第一合金粉末和第二合金粉末在钕铁硼磁体的取向面进行分区印刷，得到印刷后的磁体；
5、（2）将步骤（1）得到的所述印刷后的磁体依次进行烘干和脱胶，之后在压力为11-90mpa，温度为650-790℃的条件下进行扩散热处理，随后在真空条件下进行回火，得到扩散后的钕铁硼磁体。
6、本专利技术中，一方面采用具有边缘强化作用的第一合金粉末和采用具有协同扩散作用的第二合金粉末在钕铁硼磁体的取向面进行分区印刷，第一合金粉末能够有效强化磁体边缘易退磁区域的各向异性场，第二合金粉末能够在提升矫顽力的同时，大幅改善晶界相的润湿性，从而有效打开晶界扩散通道。另一方面，由于分区印刷减少了重稀土的印刷用量，同时打开了晶界扩散通道，使重稀土元素更有利于沿着晶界相进行扩散，本专利技术在此基础上进一步采用高压低温的热扩散方式为驱动力，即控制扩散热处理的温度为650-790℃，压力为11-90mpa，能够进一步提高重稀土的晶界扩散深度和均匀性，提升磁体边缘易退磁区域的各向异性场，减少了由于高温扩散导致重稀土的晶格扩散，减少了稀土元素在磁体表面富集和晶粒内部的扩散。综上，本专利技术提供的方法能够使钕铁硼磁体的矫顽力明显提升，并且减轻或消除由于重稀土元素扩散导致的磁体剩磁降低的问题，获得有益的综合磁性能。
7、本专利技术中，控制扩散热处理在高压条件下进行，即压力为11-90mpa，一方面能够避免压力过低导致扩散深度受限，仅有少量重稀土元素扩散进入磁体较深区域，矫顽力提升幅度不高，另一方面避免压力过高导致重稀土元素扩散进入晶粒内部使剩磁下降明显。本专利技术中，控制扩散热处理的温度在低温条件下进行，即温度为650-790℃，一方面能够避免温度过高导致更多的重稀土元素进行晶格扩散以及重稀土元素在磁体表面富集，影响重稀土的晶界扩散深度，降低磁体的饱和磁化强度和扩散到磁体内部重稀土元素的含量，避免最终使得磁体剩磁下降，而且矫顽力提升幅度不高，另一方面避免温度过低导致扩散速率较慢，避免只有少量重稀土元素扩散进入磁体。
8、本专利技术中，所述分区印刷前对钕铁硼磁体一般进行前处理，所述前处理的过程包括：对钕铁硼磁体的表面进行打磨后，然后放入除油剂溶液中进行超声波清洗，再依次经过酸洗、水洗、醇洗和超声波清洗后，烘干备用。
9、优选地，步骤（1）所述钕铁硼磁体为片状；所述钕铁硼磁体的厚度≥11mm，例如可以是11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19或20mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
10、本专利技术中，所述钕铁硼磁体优选为片状，钕铁硼磁体的表面包括取向面和非取向面，所述取向面与制备磁体过程中取向成型的磁场方向垂直，一般指的是片状磁体的上下表面，所述非取向面与制备磁体过程中取向成型的磁场方向平行，一般指的是片状磁体的侧面。
11、优选地，步骤（1）所述分区印刷包括：将含有第一合金粉末的浆料印刷于磁体取向面的边缘区域，将含有第二合金粉末的浆料印刷于磁体取向面除边缘区域外的中心剩余区域；所述边缘区域的面积占取向面面积的百分比为15-35%，例如可以是15%、16%、17%、18%、19%、20%、22%、24%、26%、28%、30%、32%、33%、34%或35%，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
12、本专利技术中，所述边缘区域指的是由取向面的棱边向面中心延伸且不包含面中心处的区域，所述中心剩余区域指的是取向面除去边缘区域的剩余区域。本专利技术中，优选控制边缘区域的面积占取向面面积的百分比在特定范围，一方面能够避免边缘区域的面积过小，难以有效强化磁体易退磁区域的各向异性场，矫顽力的提升不大，另一方面避免边缘区域的面积过大，导致过多的重稀土元素扩散进磁体，降低磁体的饱和磁化强度，使得剩磁下降明显。
13、优选地，步骤（1）所述分区印刷后第一合金粉末的质量占磁体质量的0.1-0.5%，例如可以是0.1%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%或0.5%，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；所述分区印刷后第二合金粉末的质量占磁体质量的0.3-0.7%，例如可以是0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%、0.55%、0.6%、0.65%或0.7%，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
14、优选地，步骤（1）所述含有第一合金粉末的浆料由第一合金粉末和有机溶剂混合得到；所述含有第二合金粉末的浆料由第二合金粉末和有机溶剂混合得到；所述有机溶剂包括汽油、丙烯酸、乙醇、酚醛树脂或聚乙烯醇缩丁醛中的任意一种或至少两种的组合。
15、优选地，所述合金粉末的质量与有机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，所述晶界扩散方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述钕铁硼磁体为片状；
3.根据权利要求1所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述分区印刷包括：将含有第一合金粉末的浆料印刷于磁体取向面的边缘区域，将含有第二合金粉末的浆料印刷于磁体取向面除边缘区域外的中心剩余区域；
4.根据权利要求3所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述分区印刷后第一合金粉末的质量占磁体质量的0.1-0.5%；
5.根据权利要求3所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述含有第一合金粉末的浆料由第一合金粉末和有机溶剂混合得到；
6.根据权利要求1所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述第一合金粉末的组成元素包括Tb和第一辅助元素；
7.根据权利要求6所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述第一合金粉末以质量为100wt.%计
8.根据权利要求1所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述第二合金粉末的组成元素包括Tb、Pr、Nd和第二辅助元素；
9.根据权利要求8所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述第二合金粉末以质量为100wt.%计，组成元素包括10-30wt.%的Tb，40-70wt.%的Pr，5-20wt.%的Nd，2-10wt.%的Ga，2-10wt.%的Zn，0-10wt.%的Al，0-7wt.%的Co以及0-15wt.%的Cu。
10.根据权利要求1所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（2）所述扩散热处理的时间为6-12h。
...【技术特征摘要】
1.一种大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，所述晶界扩散方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述钕铁硼磁体为片状；
3.根据权利要求1所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述分区印刷包括：将含有第一合金粉末的浆料印刷于磁体取向面的边缘区域，将含有第二合金粉末的浆料印刷于磁体取向面除边缘区域外的中心剩余区域；
4.根据权利要求3所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述分区印刷后第一合金粉末的质量占磁体质量的0.1-0.5%；
5.根据权利要求3所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述含有第一合金粉末的浆料由第一合金粉末和有机溶剂混合得到；
6.根据权利要求1所述大厚度钕铁硼磁体的晶界扩散方法，其特征在于，步骤（1）所述第一合金粉末的组成元素包括tb和第一辅助元素；
7.根据权利要求6...
【专利技术属性】
技术研发人员：李志彬，马强，徐海波，王鑫，
申请(专利权)人：中国科学院赣江创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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