專利名稱：一種提高磁體矯頑力的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高磁體矯頑力領(lǐng)域，具體涉及一種提高磁體矯頑力的裝置和方法。
背景技術(shù)：
燒結(jié)釹鐵硼永磁體以其磁性能高、制作工藝簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于微特電機(jī)、磁分離設(shè)備、磁力機(jī)械、核磁共振成像設(shè)備等領(lǐng)域。但是隨著溫度的升高，其矯頑力迅速下降，矯頑力的降低使磁體在較高溫度下的磁通不可逆損失增大，抗外場干擾力大大降低。矯頑力是此類磁體的一個重要性能參數(shù)。通常，磁體的矯頑力受多方面因素的影響，包括磁體的制備過程，例如制粉工藝、 成型工藝、燒結(jié)工藝等對磁體的矯頑力均有影響?，F(xiàn)有技術(shù)中，提高磁體矯頑力的方法主要包括摻雜其他元素或其氧化物，例如包括以下幾種1)加入重稀土金屬Dy和Tb等提高主相的各向異性。2)加入Al、& 和Cu等元素細(xì)化主相的晶粒度，提高有效邊界數(shù)量。3)加入DyO等金屬氧化物，利用氧化物的邊界釘扎作用提高磁體矯頑力。但上述方法均需要加入合金元素，在一定程度上，會降低磁體的其他性能指標(biāo)，例如磁能積等。因此，迫切需要開發(fā)一種既能提高磁體矯頑力，又保留磁體其他性能指標(biāo)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一個目的是提供一種既能提高磁體矯頑力，又保留磁體其他性能指標(biāo)的方法。本發(fā)明另一目的是提供一種提高磁體矯頑力的裝置。本發(fā)明第一方面提供了一種提高磁體矯頑力的裝置，包含(i)真空室，所述真空室用于放置待提高矯頑力的磁鐵；(ii)離子轟擊系統(tǒng)，所述離子轟擊系統(tǒng)產(chǎn)生離子并使所述離子轟擊所述待提高矯頑力的磁鐵。 在另一優(yōu)選例中，所述離子轟擊系統(tǒng)為束線式離子轟擊設(shè)備或浸沒式離子轟擊設(shè)備。在另一優(yōu)選例中，所述真空室包含一轉(zhuǎn)盤，其中，所述轉(zhuǎn)盤下安裝有一個大齒輪， 轉(zhuǎn)盤上安裝有用于放置磁體的一個或多個托盤，且所述托盤下安裝一個小齒輪。在另一優(yōu)選例中，所述托盤為1-10個。在另一優(yōu)選例中，所述轉(zhuǎn)盤可以采用行星式轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)托盤的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。在另一優(yōu)選例中，所述轉(zhuǎn)盤采用伺服電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)控制。在另一優(yōu)選例中，所述真空室的側(cè)面安裝有手動機(jī)械手。在另一優(yōu)選例中，所述手動機(jī)械手用于磁體的翻轉(zhuǎn)。在另一優(yōu)選例中，所述的離子轟擊系統(tǒng)產(chǎn)生離子是經(jīng)加速電壓0. 5_10kV(較佳地 l_5kV)加速的離子。
本發(fā)明第二方面提供了一種提高磁體矯頑力的方法，包括步驟(1)提供一磁體；(2)在真空條件下，對待提高矯頑力的磁體的至少一個主表面進(jìn)行離子轟擊，從而提高所述磁體的矯頑力。在另一優(yōu)選例中，所述的轟擊步驟是一真空室中進(jìn)行。在另一優(yōu)選例中，所述的轟擊步驟在本發(fā)明第一方面所述的裝置中進(jìn)行。在另一優(yōu)選例中，所述步驟( 是在本發(fā)明第一方面所述的裝置中，將磁體置于所述裝置的真空室中，對磁體的兩個主表面進(jìn)行離子轟擊，從而提高磁體的矯頑力。在另一優(yōu)選例中，所述離子轟擊的離子加速電壓范圍為0. 5-10kV。在另一優(yōu)選例中，所述離子轟擊的離子加速電壓范圍為l_5kV。在另一優(yōu)選例中，所述離子轟擊的離子選自下組氬離子、氦離子、氮離子、或氧離子。在另一優(yōu)選例中，所述離子轟擊的離子源為束線式離子源或浸沒式離子源。在另一優(yōu)選例中，所述離子轟擊的時間為5-120分鐘；較佳地為5-60分鐘；更佳地為5-30分鐘。在另一優(yōu)選例中，進(jìn)行離子轟擊時，所述真空條件是真空度為3 X 10_3-5 X IO-4Pa0在另一優(yōu)選例中，所述步驟(1)的磁體選自下組釹鐵硼永磁體或釤鈷磁體。在另一優(yōu)選例中，所述步驟(1)的磁體為未充磁的磁體。在另一優(yōu)選例中，所述步驟(1)的磁體為經(jīng)除油并除銹處理的磁體。在另一優(yōu)選例中，包括步驟(a)提供一磁體；(b)在本發(fā)明第一方面所述的裝置中，將磁體置于所述裝置的真空室中，將其真空度降低至預(yù)定值(如3X10_3-5X10_4Pa)后，對磁體的第一主表面進(jìn)行離子轟擊，得到第一主表面經(jīng)離子轟擊的磁體，從而提高磁體的矯頑力；(c)任選地，采用手動機(jī)械手翻轉(zhuǎn)步驟(b)得到的第一主表面經(jīng)離子轟擊的磁體后，對磁體的第二主表面進(jìn)行離子轟擊，得到第二主表面經(jīng)離子轟擊的磁體，從而進(jìn)一步提高磁體的矯頑力。在另一優(yōu)選例中，步驟(b)和/或(c)中，離子轟擊時間為5-60分鐘，較佳地5-30 分鐘。應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再--累述。


圖1顯示了實(shí)施例1、對比例3和對比例4中用不同能量氮離子轟擊磁體的磁滯回線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明人通過長期而深入的研究，意外地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提出了一種新穎地采用離
4子轟擊磁體來提高磁體矯頑力的方法，所述方法在磁體內(nèi)晶界等處引入缺陷，釘扎磁疇，顯著提高磁體矯頑力。避免了在磁體制備過程中摻雜任何合金元素，因此，在提高矯頑力的同時，磁體磁能積等其他性能指標(biāo)基本無明顯影響。在此基礎(chǔ)上，發(fā)明人完成了本發(fā)明。磁體磁體一般又分為永磁體和軟磁體。永磁體，即能夠長期保持其磁性的磁體，永磁體是硬磁體，不易失磁，也不易被磁化。軟磁體，作為導(dǎo)磁體和電磁鐵的材料大都是軟磁體，軟磁體極性是隨所加磁場極性而變化的。磁疇所謂磁疇(Magnetic Domain)，是指磁性材料內(nèi)部的一個個小區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)部包含大量原子，這些原子的磁矩都像一個個小磁鐵那樣整齊排列，但相鄰的不同區(qū)域之間原子磁矩排列的方向不同。各個磁疇之間的交界面稱為磁疇壁。宏觀物體一般總是具有很多磁疇，通常其磁疇的磁矩方向各不相同，結(jié)果可能導(dǎo)致其矢量和為零，因此整個物體的磁矩為零，它就沒有磁性。只有當(dāng)該物體被磁化后，才能顯示出磁性。矯頑力矯頑力是指使已被磁化后的鐵磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度降為零所必須施加的磁場強(qiáng)度。 矯頑力是永磁體的主要技術(shù)指標(biāo)，決定磁體保持永磁的能力。使磁化至技術(shù)飽和的永磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)降低至零所需要的反向磁場強(qiáng)度稱為磁感矯頑力(bHc)。使內(nèi)稟磁感強(qiáng)度(UoM或Mr)降低至零所需的反向磁場強(qiáng)度稱為內(nèi)稟矯頑力(jHc)。離子轟擊本發(fā)明所述的離子轟擊采用束線式離子轟擊或浸沒式離子轟擊。束線式離子轟擊是指離化的氣體在離子源內(nèi)高壓電場加速后獲得可控的能量和速度，離子流呈束線式轟擊磁體表面。浸沒式離子轟擊由射頻或微波激發(fā)產(chǎn)生等離子體，磁體浸沒在等離子體中，對磁體施加負(fù)脈沖高壓，加速離子轟擊磁體。提高磁體矯頑力的裝置本發(fā)明提供了一種提高磁體矯頑力的裝置，包含(i)真空室，所述真空室用于放置待提高矯頑力的磁鐵；其中，所述真空室包含一轉(zhuǎn)盤，其中，所述轉(zhuǎn)盤下安裝有一個大齒輪，轉(zhuǎn)盤上安裝有用于放置磁體的一個或多個(如1-10個或5-8個)托盤，且所述托盤下安裝一個小齒輪。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)盤采用伺服電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)控制，可以采用行星式轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)托盤的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。所述真空室的側(cè)面安裝有手動機(jī)械手，用于磁體的翻轉(zhuǎn)。(ii)離子轟擊系統(tǒng)，所述離子轟擊系統(tǒng)產(chǎn)生離子并使所述離子轟擊所述待提高矯頑力的磁鐵。所述離子轟擊系統(tǒng)使用的離子選自下組氬離子、氦離子、氮離子、或氧離子。所述離子轟擊系統(tǒng)的離子源為束線式離子源或浸沒式離子源。提高磁體矯頑力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種提高磁體矯頑力的方法，包括步驟(1)提供一磁體；所述磁體可選自下組釹鐵硼永磁體或釤鈷磁體。優(yōu)選地，所述磁體為未充磁的磁體。優(yōu)選地，所述磁體為經(jīng)除油和/或除銹處理的磁體。所述除油或除銹處理可以是本領(lǐng)域常用的任何一種除油或除銹處理步驟，例如在一定溫度(如50-100°C )下，用一定濃度的堿水溶液(如(如I-IOwt^的NaOH水溶液) 去油處理一段時間(如10-30分鐘)；或用一定濃度的酸溶液(如l-5wt%的HNO3水溶液) 酸洗一段時間(如1-10分鐘)；或在有機(jī)溶劑(如無水乙醇)中清洗等等。(2)在真空條件下，對待提高矯頑力的磁體的至少一個主表面進(jìn)行離子轟擊，從而提高所述磁體的矯頑力。優(yōu)選地，可采用本發(fā)明的提高磁體矯頑力的裝置。將磁體置于所述裝置的真空室中，對磁體的至少一個主表面進(jìn)行離子轟擊，從而提高磁體的矯頑力。所述離子轟擊可在真空室中進(jìn)行，進(jìn)行離子轟擊時，優(yōu)選地，所述真空室的真空度為3X10_3-5X10_4Pa。當(dāng)然，所述真空度可以是適合進(jìn)行離子轟擊的常規(guī)的真空度，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，當(dāng)所述真空度過低時會導(dǎo)致生產(chǎn)能耗升高，進(jìn)一步導(dǎo)致增加生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)成本；過高時會導(dǎo)致提高矯頑力的效果下降。所述離子轟擊所使用的離子可以是本領(lǐng)域常用的離子，優(yōu)選自下組氬離子、氦離子、氮離子、或氧離子。所述離子轟擊的離子源為束線式離子源或浸沒式離子源。所述離子轟擊采用的離子加速電壓范圍不能太低也不能太高，太低時，無法達(dá)到提高矯頑力的效果；太高時，反而使磁體的矯頑力下降。本發(fā)明所述離子轟擊優(yōu)選地采用離子加速電壓范圍為0. 5-10kV，較佳地為l-5kV。所述離子轟擊的時間為5-120分鐘；較佳地為5-60分鐘；更佳地為5_30分鐘。優(yōu)選地，所述步驟O)為在本發(fā)明所述的提高磁體矯頑力的裝置中，將磁體置于所述裝置的真空室中，對磁體的兩個主表面進(jìn)行離子轟擊，從而提高磁體的矯頑力。本發(fā)明的另一優(yōu)選的提高矯頑力的方法，包括步驟(a)提供一磁體，其中，所述磁體是經(jīng)除油、除銹處理的磁體；(b)在本發(fā)明所述的裝置中，將磁體置于所述裝置的真空室中，將其真空度降低至 3X 10_3-5X 10_4Pa后，對磁體的第一主表面進(jìn)行離子轟擊，所述轟擊時間為5_60分鐘；(c)然后采用手動機(jī)械手翻轉(zhuǎn)磁體，對磁體的第二主表面進(jìn)行離子轟擊，所述轟擊時間為5-60分鐘，從而提高磁體的矯頑力。當(dāng)然，該步驟(c)是任選的。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)有提供了一種新穎地提高磁體矯頑力的方法，所述方法采用離子轟擊磁體，可誘發(fā)可長距離傳播的非線性點(diǎn)陣激發(fā)，在磁體中引入各種缺陷，釘扎磁疇，從而顯著提高磁體矯頑力，而且不會降低磁體的其他磁性能指標(biāo)。下面結(jié)合具體實(shí)施，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件， 或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說明，否則百分比和份數(shù)按重量計算。
實(shí)施例實(shí)驗(yàn)材料市售的未充磁的燒結(jié)釹鐵硼磁體，尺寸為20X 10X5mm的長方體。實(shí)施例11. 1磁體的預(yù)處理取M個燒結(jié)釹鐵硼磁體，先用5% NaOH水溶液80°C去油處理5分鐘，然后用3% HNO3溶液酸洗3分鐘，最后再無水乙醇中超聲波清洗2分鐘，然后風(fēng)干。將M個釹鐵硼磁體分別置于真空室中的8個托盤上，并實(shí)現(xiàn)磁體的自傳和公轉(zhuǎn)， 保證磁體處理的均勻性。1. 2磁體的離子轟擊處理采用機(jī)械泵和分子泵的真空機(jī)組將真空室壓力降低至3 X 10_3Pa，然后采用束線式離子源，將氮離子加速到lkV，轟擊磁體10分鐘。1. 3磁體的性能測試采用綜合物性測量系統(tǒng)(PPMS)測試該磁體矯頑力，測試結(jié)果如圖1所示。實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于采用表1所示的相應(yīng)參數(shù)或條件。實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于采用表1所示的相應(yīng)參數(shù)或條件。對比例1重復(fù)實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于采用表1所示的相應(yīng)參數(shù)或條件。對比例2重復(fù)實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于采用表1所示的相應(yīng)參數(shù)或條件。表 權(quán)利要求
1.一種提高磁體矯頑力的裝置，其特征在于，包含(i)真空室，所述真空室用于放置待提高矯頑力的磁鐵；( )離子轟擊系統(tǒng)，所述離子轟擊系統(tǒng)產(chǎn)生離子并使所述離子轟擊所述待提高矯頑力的磁鐵。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述真空室包含一轉(zhuǎn)盤，其中，所述轉(zhuǎn)盤下安裝有一個大齒輪，轉(zhuǎn)盤上安裝有用于放置磁體的一個或多個托盤，且所述托盤下安裝一個小齒輪。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述真空室的側(cè)面安裝有手動機(jī)械手。
4.一種提高磁體矯頑力的方法，其特征在于，包括步驟(1)提供一磁體；(2)在真空條件下，對待提高矯頑力的磁體的至少一個主表面進(jìn)行離子轟擊，從而提高所述磁體的矯頑力。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)是在如權(quán)利要求1-3中任一所述的裝置中，將磁體置于所述裝置的真空室中，對磁體的兩個主表面進(jìn)行離子轟擊，從而提高磁體的矯頑力。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述離子轟擊的離子加速電壓范圍為 0.5-10kV。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述離子轟擊的離子選自下組氬離子、氦離子、氮離子、或氧離子。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述離子轟擊的時間為5-120分鐘；較佳地為5-60分鐘；更佳地為5-30分鐘。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，進(jìn)行離子轟擊時，所述真空條件是真空度為 3Xl(T3-5Xl(T4Pa。
10.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)的磁體選自下組釹鐵硼永磁體或釤鈷磁體。
11.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，包括步驟(a)提供一磁體；(b)在權(quán)利要求1-3中任一所述的裝置中，將磁體置于所述裝置的真空室中，將其真空度降低至預(yù)定值(如3X10_3-5X I(T4Pa)后，對磁體的第一主表面進(jìn)行離子轟擊，得到第一主表面經(jīng)離子轟擊的磁體，從而提高磁體的矯頑力；(c)任選地，采用手動機(jī)械手翻轉(zhuǎn)步驟(b)得到的第一主表面經(jīng)離子轟擊的磁體后，對磁體的第二主表面進(jìn)行離子轟擊，得到第二主表面經(jīng)離子轟擊的磁體，從而進(jìn)一步提高磁體的矯頑力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高磁體矯頑力的裝置和方法。具體地，本發(fā)明公開了一種提高磁體矯頑力方法，所述方法為在真空室中，對磁體的至少一個主表面進(jìn)行離子轟擊，從而提高磁體的矯頑力。本發(fā)明采用不同種類和不同加速電壓的離子轟擊磁體，不需要在磁體中加入其他合金元素，可在磁體中誘發(fā)可長距離傳播的非線性點(diǎn)陣激發(fā)，引入各種缺陷釘扎磁疇，顯著提高磁體矯頑力，而且不會降低磁能積等其他磁性能指標(biāo)。
文檔編號H01F41/02GK102522193SQ20121000796
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者李洪波, 李金龍, 薛群基 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所