一種高電阻率高磁性能核殼結(jié)構(gòu)NdFeB磁粉及用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于磁性材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高電阻率核殼結(jié)構(gòu)NdFeB磁粉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]NdFeB磁體目前被廣泛應(yīng)用在傳統(tǒng)電機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、高鐵、磁盤以及智能高科技設(shè)備等應(yīng)用領(lǐng)域。然而，在一些高頻交變的電磁場環(huán)境下以及高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)中，NdFeB磁體會產(chǎn)生明顯的渦流損耗，從而出現(xiàn)溫度異常升高的情況，使磁體性能降低甚至失去磁性，并且磁體長時間在高溫下工作其使用壽命也會顯著下降。因此降低渦流損耗同時保持磁體性能對于磁體在高頻、交流、高速等領(lǐng)域的應(yīng)用十分關(guān)鍵。提高磁體的電阻率是降低渦流損耗并且長時間保持高磁性能的一種非常有效的方法。目前，高電阻率磁體的制備方法主要有聚合物絕緣包覆磁粉粘結(jié)磁體、無機(jī)固相粉末絕緣包覆磁粉制備的磁體、無機(jī)(酸性)溶液包覆磁粉混合干燥后制備燒結(jié)磁體等。
[0003]中國鋼鐵研宄總院Pan.W等人采用球磨和HDDR的方法制備了 NdFeB磁粉，然后將磁粉與聚合物混合后壓制成磁體，其中磁體中含有5%的環(huán)氧聚氯丙烷，4%的聚乙烯醇縮丁醛，2%的環(huán)氧樹脂，1%的硅烷。其電阻率明顯增加，但矯頑力和剩磁等磁學(xué)性能有所下降。此外這些聚合物的耐熱性較差，在高溫下無法使用，這種高電阻率粘結(jié)磁體的應(yīng)用受到了限制。
[0004]中國上海交通大學(xué)董顯平等人采用Ium的MgF2粉末與5um左右NdFeB磁粉球磨混合，在1040~1100°C燒結(jié)2h，900°C和560°C回火獲得燒結(jié)磁體。MgF^加量從0.1%增加到
0.5%時，磁體剩磁和矯頑力先升后降，電阻率隨著添加量提高而上升，但MgF2添加量過大時磁體中會出現(xiàn)大量空洞使燒結(jié)致密度降低。
[0005]日本Kumu1等人采用無機(jī)溶液包覆磁粉混合干燥后，即把氟化釹溶液噴射到NdFeB粉末上，然后將其在真空干燥室中干燥，然后在650°C熱壓成磁體。當(dāng)包覆層厚度為200nm時，相比沒有包覆氟化物的磁體矯頑力幾乎沒有變化，剩磁從0.7T下降到0.64T，電阻率提高到原來的10倍，但其包覆層厚度難以控制。
[0006]中國發(fā)明專利CN1185009專利中，在稀土永磁體中添加絕緣添加劑的方法來改善其電絕緣性能，其結(jié)果表明電絕緣性能得到了很大的提高，但大量的絕緣添加劑的引入導(dǎo)致了磁體的磁性能嚴(yán)重下降。其成型過程為無取向的成型方式，這也使得磁體的磁性能難以提高，嚴(yán)重限制了磁體在實際工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
[0007]中國發(fā)明專利CN101740193A中，將NdFeB磁粉和環(huán)氧樹脂混合在磁場取向下壓型制備了高電阻率的粘結(jié)NdFeB磁體，但是該方法制備的磁體的使用溫度受到高分子材料軟化溫度低的限制。同時，由于非磁性的高分子材料的添加使磁體的磁性能也大大降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服目前普通NdFeB磁體電阻率不高，而高電阻率磁體性能又低的不足；提供一種高電阻率高磁性能核殼結(jié)構(gòu)NdFeB磁粉及用途。本發(fā)明具有高磁性能、高電阻率、高耐腐蝕性以及高包覆均勻性。
[0009]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種高電阻率高磁性能核殼結(jié)構(gòu)NdFeB磁粉，它通過以下方法制備得到:按照物質(zhì)的量之比為2:14:1取釹、鐵、硼，將它們置于感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行感應(yīng)熔煉，制成平均厚度為0.1-0.5mm、主相為Nd2Fe14B的速凝片；將制得的速凝片進(jìn)行氫破碎，脫氫后得到粗破碎磁粉；然后在惰性氣體保護(hù)氣氛下進(jìn)行氣流磨，得到粒度在1~6 μπι之間的磁粉；然后將磁粉放入管式爐中，通入流速為50~300mL/min的氨氣加熱到300~400°C并且保溫5~30min后隨爐冷卻，保溫和隨爐冷卻時繼續(xù)通入氨氣，得到本發(fā)明高電阻率高磁性能核殼結(jié)構(gòu)NdFeB磁粉。
[0010]進(jìn)一步地，上述磁粉可通過粘接、燒結(jié)或熱壓等方法制備磁體。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過這種化學(xué)熱處理工藝，制備出表面為氮化層、中心為Nd2Fe14B主相以及富釹相的核殼結(jié)構(gòu)磁粉，氮化層是Nd2Fe14B的N間隙化合物、稀土氮化物以及含氮的非晶過渡層。所得磁粉可通過粘結(jié)、燒結(jié)或熱壓等方法制備成磁體。該方法由于磁粉表面氮化層的存在，使磁體的耐腐蝕性能也有所提高。本發(fā)明采用的是化學(xué)氣相熱處理，氮化層包覆均勻并且厚度可控。將其制成磁體后，氮化層的存在在一定程度上也能降低Nd2Fe14B主相之間的磁耦合作用，從而保持其磁性能。該磁體可以應(yīng)用在常規(guī)環(huán)境、高頻交變電磁場和高速旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，可以顯著地降低渦流損耗，使其磁性能保持穩(wěn)定，提高磁體的工作效率和使用壽命，同時還具有較好的節(jié)能降耗效果。
【附圖說明】
[0012]圖1為原始NdFeB磁粉的X射線衍射(XRD)圖；
圖2為化學(xué)熱處理后NdFeB磁粉的XRD圖。
【具體實施方式】
[0013]按照物質(zhì)的量之比為2:14:1取釹、鐵、硼，將它們置于感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行感應(yīng)熔煉，制成平均厚度為0.1-0.5mm、主相為Nd2Fe14B的速凝片；將制得的速凝片進(jìn)行氫破碎，脫氫后得到粗破碎磁粉；然后在惰性氣體保護(hù)氣氛下進(jìn)行氣流磨，得到粒度在1~6μπι之間的磁粉；磁粉的XRD如圖1所示，從圖中可以看到由上述條件制備得到的磁粉為單相的Nd2Fe14B,并沒有其他雜相的出現(xiàn)。
[0014]實施例1
將上述磁粉放入管式爐中，首先把管式爐抽成真空，然后通入流速為100mL/min的氨氣，以10°C/min的加熱速度加熱到300°C并保溫5min，然后隨爐冷卻，保溫和隨爐冷卻時繼續(xù)通入氨氣，待其溫度下降到室溫，將磁粉取出進(jìn)行XRD測試，然后將其用燒結(jié)、粘結(jié)或熱壓的方法制備磁體。當(dāng)用粘結(jié)的方法制備磁體時，選取高純度環(huán)氧樹脂作為粘結(jié)劑，硅烷為偶聯(lián)劑，聚酰胺為固化劑作為混合聚合物，然后將磁粉與上述聚合物相混合放入酒精中，然后用攪拌機(jī)攪拌lh，攪拌機(jī)的攪拌速度為300~1500r/min，取出待其干燥后在80°C溫度場和磁場為2T的取