一种低熔点金属或合金辅助重稀土元素晶界扩散的方法

文档序号:662769 发布日期:2021-04-27 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 一种低熔点金属或合金辅助重稀土元素晶界扩散的方法 (Method for assisting grain boundary diffusion of heavy rare earth element by low-melting-point metal or alloy ) 是由 李家节 李飞飞 屈鹏鹏 何磊 仲洁 王磊 杨斌 于 2020-12-21 设计创作,主要内容包括:一种低熔点金属或合金辅助重稀土元素晶界扩散的方法,其特征在于:通过固相、液相、气相包覆的方法使重稀土金属粉末表面包覆一层低熔点金属/合金粉末,或者使低熔点金属/合金粉末表面包覆一层重稀土粉末,形成具有表面改性的异质核壳结构的复合粉作为扩散源。通过晶界扩散技术制备高性能钕铁硼永磁材料,能够在减少重稀土用量的同时,大幅度提高稀土永磁体的内禀矫顽力。(A method for assisting grain boundary diffusion of heavy rare earth elements by low-melting-point metal or alloy is characterized by comprising the following steps: the surface of the heavy rare earth metal powder is coated with a layer of low-melting-point metal/alloy powder by a solid-phase, liquid-phase and gas-phase coating method, or the surface of the low-melting-point metal/alloy powder is coated with a layer of heavy rare earth powder to form composite powder with a surface-modified heterogeneous core-shell structure as a diffusion source. The high-performance neodymium iron boron permanent magnet material is prepared by a grain boundary diffusion technology, so that the intrinsic coercive force of the rare earth permanent magnet can be greatly improved while the use amount of heavy rare earth is reduced.)

一种低熔点金属或合金辅助重稀土元素晶界扩散的方法

技术领域

本发明属于稀土磁性材料领域,涉及一种低熔点金属或合金辅助重稀土元素晶界扩散的方法。

背景技术

永磁材料作为一种重要的基础功能材料,其在科学技术和日常生活中的应用价值越来越高,包括风力发电、航空航天、医疗机械、计算机、家用电器、办公自动化等领域。但是随着高端应用的不端增加对产品性能要求越来越高,高性能的钕铁硼又依赖于价格昂贵的重稀土Dy、Tb等元素。如何在降低成本的情况下,获得高性能的磁体成为近期研究的重点和难点。

矫顽力是一个评价钕铁硼磁体性能的重要参数,重稀土元素Dy、Tb的化合物Dy2Fe14B、Tb2Fe14B具有大的磁晶各向异性场,从而可以提高矫顽力。但其价格昂贵、不可再生等特点,应用受到极大的限制。晶界扩散作为一种提高矫顽力有效的方法,在企业中得到广泛的应用。但是受限于元素扩散深度,普通的晶界扩散只适用于5mm以下的磁体,对较厚的磁体作用不大。因此,如何在节约成本的情况下提高扩散深度,对研究和应用具有深刻的意义。

微/纳米粉末以其独特的性质受到人们的广泛关注,然而由于其易燃、团聚等现象,在制备和应用的过程中需要对其进行表面修饰才能充分发挥其性能。因此对于微/纳米粉末的表面修饰具有重要的研究意义。微/纳米粉末的表面修饰主要是在微/纳米表面包裹一层包覆层,形成异质核壳结构。这种结构可以使微/纳米粉末具有较好的稳定性、耐候性。常见的包覆方法有固相包覆法、液相包覆法和气相包覆法。

包覆技术在微/纳米粉末的制备和应用领域有着广泛的应用,且技术成熟。晶界扩散技术自提出以来同样受到广泛的关注,是制备高性能烧结钕铁硼的重要方法之一。晶界扩散所使用的扩散源往往是微/纳米粉,如TbH2,DyF3等,因此将包覆技术应用到扩散源的制备上具有重要的研究意义。众所周知,重稀土元素的熔点颇高,高温扩散时往往是固态的重稀土元素向液态的晶界相扩散,并形成(Nd,HRE)2Fe14B核壳结构。但是其扩散能力有限,扩散速率较低。因此有必要提出一种减少重稀土用量的同时提高扩散速率的方法。

CN106710765A公开了一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体,其制备方法采用晶界添加法,将主合金粉和辅合金粉进行混粉、取向成型和烧结。其中,主合金粉和辅合金粉中的Dy分解需要时间,减慢了扩散速率,而且熔点会随着Dy含量增加而升高,无法任意调节重稀土的用量,对成分调配的灵活性差。

CN110473684A公开了一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法,该方法利用钴基硬质合金球与重稀土化合物粉末均匀混合后,通过高压气流,使钴基硬质合金与重稀土粉末冲击烧结钕铁硼磁体表面,增加扩散物与磁体间的接触面积,提高扩散效率。但是,该方法在烧结磁体前需要对钕铁硼磁体表面冲击10-30min,还需要精确控制非晶层或微裂纹区深度在0.2mm~1.0mm之间,对工艺的控制精度要求高,不利于规模化生产。

本发明创造性的提出一种低熔点金属/合金辅助重稀土元素晶界扩散的方法,在减少重稀土用量的同时,增大了扩散速率,极大的提高了矫顽力。

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