本發(fā)明屬于金屬磁粉制備和表面改性處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種表面具有多重協(xié)同保護(hù)膜的金屬磁粉及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、sm2fe17nx是近年來發(fā)展起來的一類新型稀土永磁材料。與ndfeb永磁相比，這類磁體具有相近的磁性能，理論的最大磁能積與ndfeb相當(dāng)，其理論值可達(dá)到480kj/m3以上。同時(shí)這類磁體具有更加良好的溫度和化學(xué)穩(wěn)定性。其居里溫度高于750k（477℃）比ndfeb（590k或317℃）的高出近160℃，具有優(yōu)異的內(nèi)稟磁性能和很大的各向異性場(chǎng)。

2、但這種細(xì)磁粉具有很高的表面活性，直接置于空氣中極易氧化，溫度稍高還會(huì)燃燒。因此有必要對(duì)磁粉進(jìn)行包覆處理，提高其抗氧化能力。sm-co永磁材料的涂層主要用于提高磁體的抗高溫氧化能力，基本原理是阻斷或者減少氧在磁體中的擴(kuò)散。例如，在磁體表面鍍上一層金屬(?al，cu，ni，cr，mo?和?w?等)?，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)均勻且具有足夠厚度(不小于10μm)的涂層能夠?qū)Υ朋w提供有效的保護(hù)。日本大阪大學(xué)的町田憲一教授（先端科學(xué)技術(shù)共同研究中心），為提高各向異性smfen?磁粉的耐氧化性，開發(fā)了磁粉鍍鋅和有機(jī)硅化合物進(jìn)行表面處理的技術(shù)。處理后不僅耐氧化性提高，而且粉末粒子與樹脂結(jié)合緊密，配向時(shí)粒子回轉(zhuǎn)容易。張東濤等人利用硅烷偶聯(lián)劑kh550對(duì)sm2fe17nx永磁粉末進(jìn)行了表面包覆處理，研究了不同包覆狀態(tài)的磁粉在300℃以下的氧化行為及其磁性能的變化規(guī)律。結(jié)果表明，偶聯(lián)劑以化學(xué)鍵的方式吸附在磁粉表面，形成了一層網(wǎng)狀薄膜，有效地阻止了磁粉與環(huán)境中氧的接觸，從而提高了磁粉在高溫下的抗氧化能力。

3、稀土永磁材料的氧化和腐蝕防護(hù)十分重要，隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬、服役環(huán)境的愈發(fā)苛刻和用戶要求的提升，對(duì)氧化和腐蝕防護(hù)技術(shù)提出了更高的要求。針對(duì)具體的應(yīng)用需求，需開發(fā)效果好、綠色環(huán)保、成本低廉的新型防護(hù)涂層及其制備技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種表面具有多重協(xié)同保護(hù)膜的金屬磁粉及其制備方法。所述金屬磁粉表面同時(shí)具有磷化膜和金屬氧化膜等多重協(xié)同保護(hù)膜，其多重協(xié)同保護(hù)膜制備方法是金屬磁粉先經(jīng)過磷化處理，然后再利用氧化劑進(jìn)行化學(xué)氧化處理，最后經(jīng)氧分壓爐在低氧環(huán)境下進(jìn)行熱處理，最終在粉體表面形成均勻致密、質(zhì)量穩(wěn)定的同時(shí)含磷化膜及氧化膜的多重協(xié)同保護(hù)膜。進(jìn)一步提高金屬粉體在高溫服役下抗氧化性能。綜上，亟需提出一種通過磷化和化學(xué)氧化協(xié)同處理在金屬粉體表面形成一層均勻致密保護(hù)膜的方法，提高粉體在高溫服役下抗氧化性能。

2、本發(fā)明方法采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種表面具有多重協(xié)同保護(hù)膜的金屬磁粉的制備方法，包括：

4、惰性氣氛保護(hù)下，將金屬磁粉置于含濃磷酸的有機(jī)溶液中攪拌處理，得到表面磷化的金屬磁粉；

5、惰性氣氛保護(hù)下，將表面磷化的金屬磁粉置于含氧化劑的堿性溶液中，25-80℃下充分?jǐn)嚢韬?，靜置反應(yīng)后獲得化學(xué)氧化處理后的金屬磁粉；

6、惰性氣氛保護(hù)下，將化學(xué)氧化處理后的金屬磁粉清洗、晾干，得到干燥的氧化處理后金屬磁粉；

7、將干燥的氧化處理后金屬磁粉置于氧分壓爐中進(jìn)行熱處理，使得金屬磁粉表面形成一層均勻致密且與基體結(jié)合良好的多重保護(hù)膜。

8、作為優(yōu)選，所述金屬磁粉包括釤鐵氮磁粉、釹鐵硼磁粉、釹鐵氮磁粉、釤鈷磁粉、釤鐵鈷磁粉和鐵氮化合物磁粉其中一種或它們復(fù)合物。

9、作為優(yōu)選，所述氧化劑包括硝酸鈉、亞硝酸鈉、雙氧水、重鉻酸鉀和高錳酸鉀其中的一種，更為優(yōu)選，氧化劑為亞銷酸鈉，其含量為0.5%。

10、作為優(yōu)選，所述含濃磷酸的有機(jī)溶液中溶質(zhì)為質(zhì)量含量大于80%的濃磷酸。

11、作為優(yōu)選，所述惰性氣氛包括氬氣或氦氣中的一種或兩種。

12、作為優(yōu)選，所述含濃磷酸的有機(jī)溶液中磷酸含量為磁粉質(zhì)量含量0.5%-10%。

13、作為優(yōu)選，所述含氧化劑的堿性溶液ph大于8，其氧化劑含量為磁粉質(zhì)量含量0.1%-1.0%，更為優(yōu)選為0.1%-0.5%。

14、作為優(yōu)選，所述氧分壓爐中，通入氮?dú)夂涂諝獾幕旌蠚怏w或氮?dú)夂图冄鯕獾幕旌蠚怏w，控制空氣或純氧氣流量使得爐膛內(nèi)的氧含量處于1-15?vol.%。氧分壓爐控制溫度150-250℃，升溫和降溫速率2-4℃/min，保溫時(shí)間30min-2h。

15、所述酸溶液的溶劑采用有機(jī)溶劑。

16、第二方面，本發(fā)明提供一種表面具有多重協(xié)同保護(hù)膜的金屬磁粉，采用上述方法制備得到。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果至少在于：

18、本發(fā)明金屬磁粉經(jīng)過磷化膜和金屬氧化膜協(xié)同保護(hù)，避免了單層膜不致密的問題，可有效隔絕粉體與空氣的接觸，確保高溫抗氧化性，從而提高了金屬磁粉在高溫下的矯頑力。

19、磷化膜和金屬氧化膜協(xié)同保護(hù)膜經(jīng)控制氧分壓下的高溫爐中熱處理后，熱處理不僅可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)磷化膜分子脫水干燥，確保協(xié)同膜與金屬粉體之間的結(jié)合力，同時(shí)在微量的氧氣下高溫可對(duì)粉體表面進(jìn)行微氧化，以彌補(bǔ)協(xié)同膜不致密處再次形成氧化保護(hù)膜。同時(shí)粉體預(yù)先經(jīng)高溫處理可避免金屬磁粉在300℃以下環(huán)境服役時(shí)出現(xiàn)永磁性能下降，實(shí)現(xiàn)了金屬磁粉在更高溫度下服役的可能性，拓寬了金屬磁粉的可應(yīng)用市場(chǎng)。

技術(shù)特征：

1.一種表面具有多重協(xié)同保護(hù)膜的金屬磁粉的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述金屬磁粉包括釤鐵氮磁粉、釹鐵硼磁粉、釹鐵氮磁粉、釤鈷磁粉、釤鐵鈷磁粉和鐵氮化合物磁粉其中一種或它們復(fù)合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述氧化劑包括硝酸鈉、亞硝酸鈉、雙氧水、重鉻酸鉀和高錳酸鉀其中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述含濃磷酸的有機(jī)溶液中溶質(zhì)為質(zhì)量含量大于80%的濃磷酸，溶劑為烷基醇。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述惰性氣氛包括氬氣或氦氣中的一種或兩種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述含濃磷酸的有機(jī)溶液中磷酸含量為磁粉質(zhì)量含量0.5%-10%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述含氧化劑的堿性溶液中氧化劑含量為磁粉質(zhì)量含量0.1%-1.0%。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述氧分壓爐中，通入氮?dú)夂涂諝獾幕旌蠚怏w或氮?dú)夂图冄鯕獾幕旌蠚怏w，控制空氣或純氧氣流量使得爐膛內(nèi)的氧含量處于1-15vol.%。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述氧分壓爐控制溫度150-250℃，升溫和降溫速率2-4℃/min，保溫時(shí)間30min-2h。

10.一種表面具有多重協(xié)同保護(hù)膜的金屬磁粉，采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種表面具有多重協(xié)同保護(hù)膜的金屬磁粉及其制備方法。本發(fā)明具體是惰性氣氛保護(hù)下，將金屬磁粉置于含濃磷酸的有機(jī)溶液中攪拌處理，得到表面磷化的金屬磁粉；惰性氣氛保護(hù)下，將表面磷化的金屬磁粉置于含氧化劑的堿性溶液中，25?80℃下充分?jǐn)嚢韬螅o置反應(yīng)后清洗、晾干，得到干燥的氧化劑處理后的金屬磁粉；最后置于氧分壓爐中進(jìn)行熱處理，使得金屬磁粉表面形成一層均勻致密且與基體結(jié)合良好的多重保護(hù)膜。本發(fā)明表面具有多重協(xié)同保護(hù)膜的金屬磁粉相比較單一磷化處理或氧化處理的磁粉，其在高溫服役下抗氧化性更好。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭精武,張澤,唐彧旸,蔡偉,喬梁,車聲雷,陳海波,石東升,李涓,應(yīng)耀,余靚
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24