一种高性能耐高温纳米复合永磁体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能耐高温纳米复合永磁体的制备方法，涉及永磁材料的制备技术。其主要步骤为：1)按照NdFeB合金成分称量各元素原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼，然后快淬制成薄带；2)通过步骤1)制备SmCo合金快淬带；3)将NdFeB与SmCo合金快淬带分别进行高能球磨，制成相应的纳米晶合金粉末；4)将NdFeB与SmCo纳米晶合金粉末按一定比例混合，并在其中添加晶界纳米改性剂，使其均匀分布于NdFeB与SmCo粉末表面，获得三者均匀混合的复合粉末；5)将复合粉末压制成型坯件；6)将型坯件进行放电等离子烧结制得纳米复合磁体；7)将纳米复合磁体进行热变形，提高取向度，获得高性能耐高温的纳米复合永磁体。本发明专利技术过程简单，易于操作，适合于大规模批量化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及永磁材料制备
，特指ー种高性能耐高温纳米复合永磁体的制备方法。
技术介绍
钕铁硼(NdFeB)永磁体是具有高磁性能和高性价比的新一代稀土永磁材料，广泛应用于计算机、通讯信息、医疗、交通、音响设备、办公自动化与家电等各种支柱产业与高新技术产业；随着我国节能减排倡导政策的提出与推进，用于电动汽车、风电等节能环保领域的高性能、耐高温磁体的需求不断增长，钕铁硼磁体的磁能积已得到很大的发展，最大磁能积已高达474 kj/m3 (59.5 MGOe)，然而，其温度稳定性方面的发展却一直比较缓慢，这严重限制了其进ー步应用。钕铁硼永磁体的温度稳定性主要取决于Nd2Fe14B硬磁相的内秉磁性能和磁体的微观组织结构；目前主要通过合金化方法提高钕铁硼磁体的温度稳定性，如重稀土元素Dy、Tb等的加入，能够有效提高Nd2Fe14B的各向异性场，实现磁矩的温度补偿，进而提高矫顽力，降低温度系数，改善其温度稳定性；而Co、Ni、Ga、Si等元素的加入，能够提高磁体居里温度，进而提高温度稳定性；合金元素的加入虽然能够有效提高磁体的温度稳定性，但往往伴随着磁体性能的降低，为此，晶界扩散技术提出后得到很大的发展，这种新技术可以在保证磁性能不降低或下降很少的前提下有效提高磁体的温度稳定性；无论是合金化还是エ艺优化对于磁体温度稳定性的改善都是有限的，仍然无法满足不断扩大的应用需求；因此，开发高性能耐高温的新型永磁体成为进ー步拓宽其应用空间的关键，将具有性能互补特征的两种永磁体复合在一起成为制备高性能耐高温新型复合永磁体的新途径，已初步显示出较好的复合效果，但是，由于复合体系选择、制备エ艺选用与界面组织结构控制等未实现良好匹配，使得新型复合磁体的性能并未达到要求。针对上述问题，本专利技术综合运用复合化、界面控制、纳米化等有效手段，提出基于界面调控-纳米磁硬化的高性能耐高温纳米复合永磁体的可控制备技术，结合晶界改性技术，采用放电等离子烧结与热变形复合エ艺制备致密的高性能耐高温纳米复合永磁体；相对传统的制备エ艺，本专利技术エ艺简单，相容性好，能够保证两复合永磁相的优化组织结构，有效控制界面组织结构和相组成，获得取向好、晶粒细小均匀、无氧化的纳米复合永磁体，实现高性能耐高温纳米复合永磁体的制备。
技术实现思路
随着科技发展，高性能耐高温永磁体的需求不断增长，而钕铁硼磁体虽然性能高，但矫顽力低，温度稳定性差，这严重限制其进ー步应用；因此，必须在保证较高磁能积的前提下显著提高其矫顽カ和温度稳定性；传统方法虽然能够提高钕铁硼磁体的温度稳定性，但依然达不到应用的需求，这受限于其自身的内秉磁性能；为了克服这ー缺陷，将其和其他具有互补性能的磁体复合成为提高其矫顽カ和温度稳定性的有效途径，但由于复合体系选择、制备エ艺选用与界面组织结构控制等未实现良好匹配，使得新型复合磁体的磁性能和温度稳定性并未达到应用要求；本专利技术的目的是为解决上面的问题，提供ー种高性能耐高温纳米复合永磁体的制备方法，，其通过晶界改性，放电等离子烧结与热变形相结合的复合エ艺，有效控制晶界组织结构和相组成，优化两硬磁相的组织结构，获得取向好、晶粒细小均匀、无氧化的纳米复合永磁体，实现高性能耐高温纳米复合永磁体的制备。本专利技术解决上述问题的技术方案是采用基于界面调控-纳米磁硬化的晶界改性，放电等离子烧结与热变形相结合的复合エ艺制备高性能耐高温纳米复合永磁体，其步骤为 1)按照NdFeB合金成分称量各元素原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼，然后快淬制成薄带； 2)按照SmCo合金成分称量各元素原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼，然后快淬制成薄带； 3)将NdFeB与SmCo合金快淬带分别进行高能球磨，制成相应的纳米晶合金粉末； 4)将NdFeB与SmCo纳米晶合金粉末按比例混合,并在其中添加晶界纳米改性剂，通过混料机混合使其均匀分布于NdFeB与SmCo粉末表面，获得三者均匀混合的复合粉末； 5)将复合粉末压制成型还件； 6)将型坯件进行放电等离子烧结制得纳米复合磁体； 7)将纳米复合磁体进行热变形，提高取向度，获得高性能耐高温的纳米复合永磁体。所述的NdFeB合金成分的原子百分比为吨1^^1(|(|_^_。』爲，其中9 く a+b彡16，0. I彡b彡4，5彡c彡6. 5，0. I彡d彡4，R*Pr、Dy、Tb、Gd、Ho元素中的ー种或几种，M为Co、Ni、Al、Ga、Cu、Sn、Mg、Zn、Si、Nb、Zr、Hf、Ti、W、V 元素中ー种或几种。所述的SmCo合金为SmCo5、Sm2Co17或SmCo7型磁体。所述的NdFeB与SmCo纳米晶合金粉末混合的质量比例为1:9_9:1。所述的晶界纳米改性剂为原子百分比PrxCuy的合金粉末，其中20 < X < 85，15 ^ y ^ 80，合金粉末平均颗粒尺度为IO-IOOnm,添加量为混合粉末总重量的0. 5%_5%。所述的放电等离子烧结エ艺參数为烧结温度600-1000°C，压カ30-500Mpa，升温速率30-100°C /min，烧结保温时间l-10min。所述的热变形エ艺參数为温度为650-1000°C，压カ为50_300MPa。本专利技术的优点在干通过放电等离子烧结-热变形复合エ艺制备磁体，能够有效控制复合硬磁相间的界面反应，抑制弱磁中间相的形成，而且能够抑制纳米晶粒长大，取向完整；晶界改性技术能够有效调控界面相组织结构与成分，避免弱磁中间相的形成，这都有利于实现高性能耐高温纳米复合永磁体的制备；因此，本专利技术可以制备现有エ艺难以获得的晶界相可控、晶粒细小均匀与晶粒取向完整的高性能耐高温纳米复合永磁体，这不仅保证了较高的磁性能，而且显著提高了磁体的温度稳定性，能够实现高性能和高温度稳定性的良好匹配，从而满足实际应用的需求，此エ艺过程简単，适合于大規模批量化生产，因此，通过本专利技术可以制备出高性能耐高温纳米复合永磁体。具体实施例方式本专利技术中高性能耐高温纳米复合永磁体是通过晶界改性、放电等离子烧结与热变形相结合的复合エ艺制备而成；首先将按复合磁体各自成分配制的混合原料分别进行真空熔炼，并快淬成薄带，然后将两磁体快淬带分别进行高能球磨制成纳米晶粉末，并将两磁体的纳米晶粉末与晶界纳米改性剂进行均匀混合，获得复合粉末，最后将复合粉末压制成型坯件，进行放电等离子烧结和热变形，制得致密的纳米复合永磁体；采用本专利技术制得的纳米复合永磁体晶界相可控、晶粒细小均匀、晶粒取向完整，实现了高性能与高温度稳定性的良好匹配，推动了其进ー步应用。实施例I 1)按照Nd7Pr2Fe82Co3B5Cu1合金成分称量各元素原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼，然后采用旋转铜辊以22m/s快淬速度进行快淬制成薄带； 2)按照SmCo5合金成分称量各元素原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼，然后采用旋转铜辊以50m/s快淬速度进行快淬制成薄带； 3)将Nd7Pr2Fe82Co3B5Cu1与SmCo5合金快淬带分别进行高能球磨，制成相应的纳米晶合金粉末； 4)将Nd7Pr2Fe82Co3B5Cu1与SmCo5纳米晶合金粉末按质量比9 I混合，并在其中添加平均颗粒尺度为IOnm的Pr68Cu32晶界纳米改性剂,添加量为混合粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种高性能耐高温纳米复合永磁体的制备方法，其特征在于包括如下步骤 1)按照NdFeB合金成分称量各元素原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼， 然后快淬制成薄带； 2)按照SmCo合金成分称量各元素原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼， 然后快淬制成薄带； 3)将NdFeB与SmCo合金快淬带分别进行高能球磨，制成相应的纳米晶合金粉末； 4)将NdFeB与SmCo纳米晶合金粉末按比例混合，并在其中添加晶界纳米改性 齐U，通过混料机混合使其均匀分布于NdFeB与SmCo粉末表面，获得三者均匀 混合的复合粉末； 5)将复合粉末压制成型还件； 6)将型坯件进行放电等离子烧结制得纳米复合磁体； 7)将纳米复合磁体进行热变形，提高取向度，获得高性能耐高温的纳米复合永磁体。2.如权利要求I所述的ー种高性能耐高温纳米复合永磁体的制备方法，其特征在于所述的NdFeB合金成分的原子百分比为其中9彡a+b彡16，0. I彡b彡4，5彡c彡6. 5,0. I彡d彡4，R*Pr、Dy、Tb、Gd、Ho元素中的ー种或几种，M为Co、Ni、Al、Ga、Cu、Sn、Mg、Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔熙贵，崔承云，程晓农，许晓静，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：