本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域,尤其是永磁材料領(lǐng)域,具體為一種具有晶界多層結(jié)構(gòu)的高性能燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的制備方法及其制備的產(chǎn)品。
背景技術(shù):
Nd-Fe-B磁體具有優(yōu)異的磁性能,已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的稀土功能材料。經(jīng)過30多年的發(fā)展,燒結(jié)Nd-Fe-B磁體已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俚牟牧希粡V泛應(yīng)用于航空航天、發(fā)電機(jī)、電子計(jì)算機(jī)、汽車、通訊、醫(yī)療器械等各個(gè)領(lǐng)域。Nd-Fe-B磁體的剩磁和最大磁能積分別已經(jīng)達(dá)到理論值的97%和93%以上,但磁體的矯頑力不到理論值的一半,且磁體的抗腐蝕性能很差,這兩個(gè)主要問題已成為燒結(jié)Nd-Fe-B磁體廣泛應(yīng)用的最大限制因素。
釹鐵硼磁體的主相為Nd2Fe14B硬磁相,晶界相為富Nd相。其中,晶界相的成分、結(jié)構(gòu)和分布狀態(tài)對磁體磁性能、抗腐蝕性能和機(jī)械性能有非常明顯的影響。
近年來,隨著海上風(fēng)力發(fā)電、混合動(dòng)力汽車的迅速發(fā)展,以及國家政策的扶持,對高熱穩(wěn)定性磁體的需求將越來越大,并對磁體的抗腐蝕性能和使用壽命也將提出更高的要求。
目前,研究者主要通過合金化添加、晶界改性和晶界擴(kuò)散等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對晶界相的強(qiáng)化,從而提高磁體性能。在晶界強(qiáng)化機(jī)理方面,提高磁體的矯頑力,需要在主相晶粒邊界形成一層高磁晶各向異性的重稀土薄殼層;提高磁體的抗腐蝕性能,要在晶界形成高電位穩(wěn)定晶界相;提高晶界相的連續(xù)性,需要降低晶界相熔點(diǎn),并提高其與主相的潤濕性。
研究者主要通過合金化添加和晶界改性及重構(gòu)的方法實(shí)現(xiàn)對晶界相的強(qiáng)化,從而提高燒結(jié)釹鐵硼磁體的矯頑力和抗腐蝕性能。基于雙合金工藝,嚴(yán)密課題組利用Dy71.5Fe28.5與Dy32.5Fe62Cu5.5合金對燒結(jié)釹鐵硼磁體進(jìn)行了晶界改性。研究發(fā)現(xiàn),添加的低熔點(diǎn)重稀土晶界改性合金在磁體燒結(jié)過程中形成了(Nd,Dy)2Fe14B的重稀土殼層,提高了晶界的磁晶各向異性場,從而提高了磁體的矯頑力。Yue等人研究了納米Tb、Dy粉晶界添加對磁體矯頑力的影響。在Tb 的添加量僅為 0.4 at.%時(shí),磁體的矯頑力即從12 kOe提高到20 kOe左右,同時(shí)剩磁仍保持在 1.36 T,同樣,在納米Dy粉的晶界添加情況下,同樣形成了均勻的磁硬化殼層,矯頑力的提高作用明顯。
莫文劍等人研究了MgO晶界改性對燒結(jié)Nd-Fe-B磁體抗腐蝕性能的影響。磁體的晶界相由于MgO的添加形成了化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的Nd-O-Fe-Mg相,這些穩(wěn)定相集中分布在晶界,阻礙了腐蝕沿富Nd相的傳播,提高了晶界相的化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性。嚴(yán)密課題組采用Nd64Co36高電位合金粉對低稀土含量的釹鐵硼主相合金進(jìn)行晶界重構(gòu),形成了化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的晶界相,大大縮小了晶界相與主相間的電位差,在保持磁性能的同時(shí)上大幅提高了磁體的本征抗腐蝕性能。
目前,晶界相常被作為一個(gè)整體來研究其熔點(diǎn)、磁晶各向異性場和腐蝕電位的變化,無法實(shí)現(xiàn)對晶界結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控,導(dǎo)致晶界強(qiáng)化效果單一、重稀土資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
目前,現(xiàn)有的研究都是將晶界相作為一個(gè)整體來研究,通過不同的方法強(qiáng)化晶界,并沒有實(shí)現(xiàn)對晶界內(nèi)部結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控,從而造成了不必要的浪費(fèi)。例如,在重稀土合金晶界改性和重構(gòu)中,主相晶粒邊界的重稀土殼層的形成能有效提高磁體矯頑力,而剩余的大部分重稀土元素集中在晶界中心區(qū)域,造成了不必要的浪費(fèi)。同時(shí),在高電位合金晶界重構(gòu)磁體中,晶界處形成了連續(xù)的穩(wěn)定晶界相,大幅提高了磁體的本征抗腐蝕性能,但為了降低成本,一般高電位重構(gòu)合金中不含有重稀土元素,所以對矯頑力提升不大。
目前,還無法實(shí)現(xiàn)釹鐵硼磁體矯頑力和抗腐蝕性能的同時(shí)大幅提升。申請人研究后認(rèn)為,這主要是由于在目前的工藝條件下,晶界成分和結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)控,還不能同時(shí)控制晶界的反磁化疇形核場、晶界電位及穩(wěn)定性,以及主相晶粒間的磁交換耦合作用。
針對現(xiàn)有的方法無法實(shí)現(xiàn)對晶界結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控,導(dǎo)致晶界強(qiáng)化效果單一、重稀土資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問題,提供一種具有晶界多層結(jié)構(gòu)的高性能燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的制備方法及其制備的產(chǎn)品。本發(fā)明采用雙合金工藝和二次燒結(jié)技術(shù)制備具有晶界多層結(jié)構(gòu)的燒結(jié)釹鐵硼磁體,通過對晶界結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控,實(shí)現(xiàn)磁體磁性能和抗腐蝕性能的全面提高。本發(fā)明制備的磁體具有重稀土薄殼層/高電位晶界中心層/重稀土薄殼層多層晶界結(jié)構(gòu)。其中,分布在主相晶粒邊界的重稀土薄殼層具有較高的磁晶各向異性場,因此能夠抑制在反向磁場中晶界薄弱區(qū)域的磁疇反轉(zhuǎn),進(jìn)而提高磁體的矯頑力和高溫穩(wěn)定性。同時(shí),重稀土薄殼層只分布在主相晶粒邊界,很少擴(kuò)散到主相和晶界中心區(qū)域,能大大減少重稀土用量,降低磁體生產(chǎn)成本。另外,本發(fā)明磁體中高電位晶界中心層的形成,能縮小晶界相與Nd2Fe14B主相的電極電位差,減小電化學(xué)腐蝕驅(qū)動(dòng)力,明顯提高磁體的抗腐蝕性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
具有晶界多層結(jié)構(gòu)的高性能燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的制備方法,包括如下步驟:
(1)制備中間體
將低稀土含量的釹鐵硼主相粉與低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金粉R1xM1y混合后,得到第一混合物,將第一混合物加熱至低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金粉R1xM1y熔點(diǎn)以上,且加熱溫度低于1100℃,使釹鐵硼主相晶粒邊緣形成一層高磁晶各向異性的重稀土薄殼層,得到中間體;
(2)制備產(chǎn)品
將步驟(1)制備的中間體破碎后,與低熔點(diǎn)高電位晶界重構(gòu)合金粉R2mM2n混合,得到第二混合物,將第二混合物進(jìn)行磁場取向成型后,依次進(jìn)行燒結(jié)、熱處理,即得產(chǎn)品。
所述低稀土含量的釹鐵硼主相粉的平均粒度小于5μm,稀土元素含量小于29 wt.%,Nd2Fe14B相所占比例大于95 %。
所述低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金粉R1xM1y中,R1為鑭系金屬Gd、Tb、Dy、Ho中的一種或多種,M1為O、F、H、Cu、Ni、Fe、Co、Sn、Ti、Nb、Zr中的一種或多種,x、y分別為R1、M1的原子百分?jǐn)?shù),x的范圍為5~80,x與y的和為100。
所述低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金粉R1xM1y的熔點(diǎn)低于900℃。
所述低熔點(diǎn)高電位晶界重構(gòu)合金粉R2mM2n中,R2為鑭系金屬La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho中的一種或多種,M2為高標(biāo)準(zhǔn)電極電位金屬Cu、Ni、Fe、Co中的一種或多種,m、n分別為R2、M2的原子百分?jǐn)?shù),m與n的和為100,m的范圍為5~80。
所述低熔點(diǎn)高電位晶界重構(gòu)合金粉R2mM2n的熔點(diǎn)低于900℃。
所述低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金粉R1xM1y、低熔點(diǎn)高電位晶界重構(gòu)合金粉R2mM2n的粒度為分別0.1-100μm。
所述步驟(2)中,將第二混合物進(jìn)行磁場取向成型后,進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)溫度為950-1100℃,燒結(jié)時(shí)間為2-5h,然后進(jìn)行兩級熱處理,一級熱處理溫度為850-950℃,保溫時(shí)間為1-5h,二級熱處理溫度為300-600℃,保溫時(shí)間為1-5h,即得產(chǎn)品。
采用前述方法所制備的產(chǎn)品。
針對前述問題,本發(fā)明提供一種具有晶界多層結(jié)構(gòu)的高性能燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的制備方法及其制備的產(chǎn)品,即一種全面提高燒結(jié)釹鐵硼(Nd-Fe-B)磁體磁性能、抗腐蝕性能的具有晶界多層結(jié)構(gòu)的燒結(jié)釹鐵硼磁體的設(shè)計(jì)和制備方法。
該方法主要包括以下內(nèi)容:(1)通過將低稀土含量的釹鐵硼主相粉和低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金粉混合、熱處理,在Nd2Fe14B主相晶粒邊緣形成一層高磁晶各向異性的重稀土薄殼層,即得中間體;(2)將具有重稀土薄殼層的主相粉破碎(即制備的中間體破碎后),并和低熔點(diǎn)高電位晶界重構(gòu)合金粉混合,再經(jīng)磁場取向成型,并經(jīng)燒結(jié)、熱處理后,制備出具有重稀土薄殼層/高電位晶界中心層/重稀土薄殼層多層晶界結(jié)構(gòu)的燒結(jié)釹鐵硼磁體。
本發(fā)明中,低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金粉R1xM1y可利用熔煉和甩片快速冷卻的方法,在低稀土含量下,得到盡可能多的Nd2Fe14B主相,再通過氫爆和氣流磨方法得到平均顆粒尺寸小于5μm的主相粉。
低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金粉R1xM1y、低熔點(diǎn)高電位晶界重構(gòu)合金粉R2mM2n在制備時(shí),根據(jù)合金相圖、元素間混合焓及元素標(biāo)準(zhǔn)電極電位,設(shè)計(jì)低熔點(diǎn)的兩種晶界重構(gòu)合金成分,利用真空電弧熔煉或真空感應(yīng)熔煉制備得到合金錠,隨后利用球磨或氣流磨等方式將合金破碎成粒度為0.1-100μm的粉末。
本發(fā)明中,將低稀土主相粉與低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金粉均勻混合,并在重構(gòu)粉熔點(diǎn)以上進(jìn)行真空熱處理,使得晶界重構(gòu)粉熔化,并均勻分布在主相晶粒周圍,在熱處理過程中與主相發(fā)生反應(yīng),生成磁晶各向異性場更高的重稀土薄殼層,進(jìn)而提高磁體矯頑力,制備出中間體。
再將制備的中間體破碎成粉末,并和低熔點(diǎn)高電位晶界重構(gòu)合金粉R2mM2n均勻混合,之后經(jīng)過磁場取向成型,在950-1100℃下燒結(jié)并保溫2-5小時(shí),隨后在850-950℃下進(jìn)行一級熱處理1-5小時(shí),再在300-600℃下二級熱處理1-5小時(shí),冷卻后,得到產(chǎn)品。在此過程中,低熔點(diǎn)高電位晶界合金會(huì)熔化,并分布在晶界中心處,大大減小主相和晶界相的電位差,提高磁體抗腐蝕性能。
綜上所述,申請人在長期研究的基礎(chǔ)上,通過對晶界結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控,實(shí)現(xiàn)了磁體綜合性能的顯著提升,并對其物理化學(xué)機(jī)制有了深入的研究。本發(fā)明基于雙合金工藝及二次燒結(jié)技術(shù),在主相晶粒邊界形成高磁晶各向異性的薄重稀土殼層,并在晶界中心區(qū)域形成高電位穩(wěn)定晶界相,制備出具有重稀土薄殼層/高電位晶界中心層/重稀土薄殼層多層晶界結(jié)構(gòu)的釹鐵硼磁體,達(dá)到在提高釹鐵硼磁體的矯頑力和抗腐蝕性能的同時(shí),大幅降低重稀土用量的目的。
如圖1、2所示,相比于傳統(tǒng)的燒結(jié)釹鐵硼磁體,本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對晶界內(nèi)部結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控,使得重稀土元素只分布在高磁晶各向異性的重稀土殼層中,而晶界中心則主要是高電位穩(wěn)定晶界相。圖1中,中心部分為Nd2Fe14B主相,中心部分的邊緣為富Nd晶界相。
對本發(fā)明進(jìn)行測定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,重稀土薄殼層的形成大大提高了晶界相的磁晶各向異性場HA,進(jìn)而提高了磁體的矯頑力Hcj;高電位晶界中心層的形成大大減小了晶界相和Nd2Fe14B主相的電位差,即電化學(xué)腐蝕驅(qū)動(dòng)力,進(jìn)而提高了磁體的抗腐蝕性能。本發(fā)明的具有晶界多層結(jié)構(gòu)的燒結(jié)釹鐵硼磁體,室溫下矯頑力可達(dá)到19 kOe以上,重稀土添加量少于1 wt.%;在3.5 wt.%氯化鈉水溶液中的腐蝕電位高于-0.75V,在120℃,2個(gè)大氣壓和100%相對濕度的環(huán)境下,腐蝕96小時(shí)的失重量小于0.7mg/cm2。
本發(fā)明通過精細(xì)調(diào)控,制備出滿足要求的多層晶界結(jié)構(gòu),且要在磁體制備和使用過程中,有效維持該多層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,顯著提高磁體的磁性能和抗腐蝕性能,重稀土用量低于同等矯頑力商用磁體,具有較高的應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
附圖說明
本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明,其中:
圖1為傳統(tǒng)的燒結(jié)釹鐵硼磁體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明制備的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本說明書中公開的所有特征,或公開的所有方法或過程中的步驟,除了互相排斥的特征和/或步驟以外,均可以以任何方式組合。
本說明書中公開的任一特征,除非特別敘述,均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即,除非特別敘述,每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
實(shí)施例1
(1)制備低稀土含量的釹鐵硼主相粉
先制備低稀土含量的Nd-Fe-B主相粉,成分為Nd12.3FebalB6.1。利用熔煉和甩片快速冷卻的方法,制得釹鐵硼速凝薄片。隨后,通過氫爆和氣流磨工藝,得到平均顆粒尺寸約為3.8μm的主相粉。
(2)制備晶界重構(gòu)合金
根據(jù)合金相圖、元素間混合焓,設(shè)計(jì)低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金成分,要求合金中含有較多重稀土元素,同時(shí)熔點(diǎn)較低,能夠在熱處理過程中熔化并均勻分布在主相晶粒周圍。
發(fā)明人選擇Dy-Fe二元共晶點(diǎn)成分Dy71.5Fe28.5(原子百分比)作為重稀土晶界重構(gòu)合金(即低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金),其熔點(diǎn)為890℃。之后,根據(jù)元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電位選擇了Nd-Co的二元共晶點(diǎn)成分Nd64Co36(原子百分比)作為高電位晶界重構(gòu)合金(即低熔點(diǎn)高電位晶界重構(gòu)合金),其熔點(diǎn)為566℃。隨后,通過電弧熔煉制備了兩種晶界重構(gòu)合金錠,并通過球磨制備出粒度約為1.7 μm的合金粉末。
(3)制備產(chǎn)品
將步驟1制備的主相粉和重稀土合金粉Dy71.5Fe28.5均勻混合后,在980℃下,真空熱處理2小時(shí),得到中間體。將熱處理后的混合粉末(即得到的中間體)破碎、分散,并與高電位合金粉Nd64Co36均勻混合;其中,低稀土主相粉:重稀土晶界合金粉:高電位晶界合金粉的質(zhì)量比為97:1:2?;旆酆?,在1.6 T,200 MPa下進(jìn)行磁場取向成型;之后,在1075℃下燒結(jié)4小時(shí),再在890℃下熱處理2小時(shí),然后在400℃下熱處理2小時(shí),制得具有重稀土薄殼層/高電位晶界中心層/重稀土薄殼層多層晶界結(jié)構(gòu)的釹鐵硼磁體。
經(jīng)測定,本實(shí)施例制得的具有多層晶界結(jié)構(gòu)的釹鐵硼磁體,其矯頑力為19.18 kOe,磁體在25℃、3.5 wt.%氯化鈉溶液中的腐蝕電位為-0.753 V;磁體在120℃,2個(gè)大氣壓和100%相對濕度的環(huán)境下腐蝕96小時(shí)的失重量為0.47 mg/cm2。
實(shí)施例2
(1)制備低稀土含量的Nd-Fe-B主相粉
先制備低稀土含量的Nd-Fe-B主相粉,成分為Nd12.3FebalB6.1。利用熔煉和甩片快速冷卻的方法,制得釹鐵硼速凝薄片。隨后,通過氫爆和氣流磨工藝,得到平均顆粒尺寸約為3.8μm的主相粉。
(2)制備晶界重構(gòu)合金
根據(jù)合金相圖、元素間混合焓,設(shè)計(jì)低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金成分,要求合金中含有較多重稀土元素,同時(shí)熔點(diǎn)較低,能夠在熱處理過程中熔化并均勻分布在主相晶粒周圍。
發(fā)明人選擇Dy-Fe二元共晶點(diǎn)成分Tb71.5Fe28.5(原子百分比)作為重稀土晶界重構(gòu)合金。之后,根據(jù)元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電位選擇了Nd-Co的二元共晶點(diǎn)成分Nd64Co36(原子百分比)作為高電位晶界重構(gòu)合金,其熔點(diǎn)為566℃。隨后,通過電弧熔煉制備了兩種晶界重構(gòu)合金錠,并通過球磨制備出粒度約為1.7 μm的合金粉末。
(3)制備產(chǎn)品
將步驟(1)制備的主相粉和重稀土合金粉Tb71.5Fe28.5均勻混后,在980℃下,真空熱處理2小時(shí),得到中間體。將熱處理后的混合粉末破碎、分散,并與高電位合金粉Nd64Co36均勻混合;其中;低稀土主相粉:重稀土晶界合金粉:高電位晶界合金粉的質(zhì)量比為96:2:2。混粉后,在1.6 T,200 MPa下進(jìn)行磁場取向成型;之后,在1080℃下燒結(jié)4小時(shí),再在890℃下熱處理2小時(shí),然后在400℃下熱處理2小時(shí),制得具有重稀土薄殼層/高電位晶界中心層/重稀土薄殼層多層晶界結(jié)構(gòu)的釹鐵硼磁體。
經(jīng)測定,本實(shí)施例制備的具有多層晶界結(jié)構(gòu)的釹鐵硼磁體,其矯頑力為23.33 kOe,磁體在25℃、3.5 wt.%氯化鈉溶液中的腐蝕電位為-0.796 V;磁體在120℃,2個(gè)大氣壓和100%相對濕度的環(huán)境下腐蝕96小時(shí)的失重量為0.53 mg/cm2。
實(shí)施例3
(1)制備低稀土含量的釹鐵硼主相粉
先制備低稀土含量的Nd-Fe-B主相粉,成分為Nd12.3FebalB6.1。利用熔煉和甩片快速冷卻的方法,制得釹鐵硼速凝薄片。隨后,通過氫爆和氣流磨的方法,得到平均顆粒尺寸約為3.8μm的主相粉。
(2)制備晶界重構(gòu)合金
根據(jù)合金相圖、元素間混合焓,設(shè)計(jì)低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金成分,要求合金中含有較多重稀土元素,同時(shí)熔點(diǎn)較低,能夠在熱處理過程中熔化并均勻分布在主相晶粒周圍。
我們選擇了Dy-Fe二元共晶點(diǎn)成分Dy71.5Fe28.5(原子百分比)作為重稀土晶界重構(gòu)合金,其熔點(diǎn)為890℃。之后,根據(jù)元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電位選擇了Nd-Co的二元共晶點(diǎn)成分Nd65Ni35(原子百分比)作為高電位晶界重構(gòu)合金,其熔點(diǎn)為535℃。隨后,通過電弧熔煉制備了兩種晶界重構(gòu)合金錠,并通過球磨制備出粒度約為1.7 μm的合金粉末。
(3)制備產(chǎn)品
將步驟(1)制備的Nd-Fe-B主相粉和重稀土合金粉Dy71.5Fe28.5均勻混合后,在980℃下,真空熱處理2小時(shí),得到中間體。將熱處理后的混合粉末破碎、分散,并與高電位合金粉Nd65Ni35均勻混合;其中,低稀土主相粉:重稀土晶界合金粉:高電位晶界合金粉的質(zhì)量比為96:1:3?;旆酆螅?.6 T,200 MPa下進(jìn)行磁場取向成型;之后,在1075℃下燒結(jié)4小時(shí),再在890℃下熱處理2小時(shí),然后在500℃下熱處理2小時(shí),制得具有重稀土薄殼層/高電位晶界中心層/重稀土薄殼層多層晶界結(jié)構(gòu)的釹鐵硼磁體。
經(jīng)測定,本實(shí)施例制備的具有多層晶界結(jié)構(gòu)的釹鐵硼磁體,其矯頑力為19.97 kOe,磁體在25℃、3.5 wt.%氯化鈉溶液中的腐蝕電位為-0.750 V;磁體在120℃,2個(gè)大氣壓和100%相對濕度的環(huán)境下腐蝕96小時(shí)的失重量為0.42 mg/cm2。
實(shí)施例4
先制備低稀土含量的Nd-Fe-B主相粉,成分為Nd12.3FebalB6.1。利用熔煉和甩片快速冷卻的方法,制得釹鐵硼速凝薄片。隨后,通過氫爆和氣流磨工藝,得到平均顆粒尺寸約為3.8μm的主相粉。
(2)制備晶界重構(gòu)合金
根據(jù)合金相圖、元素間混合焓,設(shè)計(jì)低熔點(diǎn)重稀土晶界重構(gòu)合金成分,要求合金中含有較多重稀土元素,同時(shí)熔點(diǎn)較低,能夠在熱處理過程中熔化并均勻分布在主相晶粒周圍。
我們選擇了Dy-Fe二元共晶點(diǎn)成分Dy71.5Fe28.5(原子百分比)作為重稀土晶界重構(gòu)合金,其熔點(diǎn)為890℃。之后,根據(jù)元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電位選擇了更高電位的Nd30Co65Cu5(原子百分比)作為高電位晶界重構(gòu)合金,其熔點(diǎn)為605℃。隨后,通過電弧熔煉制備了兩種晶界重構(gòu)合金錠,并通過球磨制備出粒度約為1.7 μm的合金粉末。
(3)制備產(chǎn)品
將步驟(1)制備的Nd-Fe-B主相粉和重稀土合金粉Dy71.5Fe28.5均勻混合,在980℃下真空熱處理2小時(shí),得到中間體。將熱處理后的混合粉末(即得到的中間體)破碎、分散,并與高電位合金粉Nd30Co65Cu5均勻混合;其中,低稀土主相粉:重稀土晶界合金粉:高電位晶界合金粉的質(zhì)量比為97:1:2?;旆酆?,在1.6 T,200 MPa下進(jìn)行磁場取向成型;之后,在1075℃下燒結(jié)4小時(shí),再在890℃下熱處理2小時(shí),然后在400℃下熱處理2小時(shí),制得具有重稀土薄殼層/高電位晶界中心層/重稀土薄殼層多層晶界結(jié)構(gòu)的釹鐵硼磁體。
經(jīng)測定,本實(shí)施例制備的具有多層晶界結(jié)構(gòu)的釹鐵硼磁體,其矯頑力為20.14 kOe,磁體在25℃、3.5 wt.%氯化鈉溶液中的腐蝕電位為-0.711 V;磁體在120℃,2個(gè)大氣壓和100%相對濕度的環(huán)境下腐蝕96小時(shí)的失重量為0.40 mg/cm2。
本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合,以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。