一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法及扩散装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113463014A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110769764.7H01F41/02(2006.01)(22)申请日2021.07.07(71)申请人江苏科技大学地址212003江苏省镇江市梦溪路2号(72)发明人陈夫刚韩贺昌赵勇王晓丽(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243代理人郭俊玲(51)Int.Cl.C23C10/28(2006.01)C23C10/30(2006.01)C23C10/60(2006.01)C21D1/18(2006.01)C23F17/00(2006.01)C23C10/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法及扩散装置(57)摘要本发明是一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法，包括：步骤1：将钕铁硼磁体打磨干净，并在其表面涂敷或溅射沉积一层富含重稀土元素的扩散源；步骤2：将步骤1处理后的磁体放入扩散装置的炉体中，抽真空，然后升温；步骤:3：待温度升高到目标温度后保温并开启扩散装置的超声装置，在超声辅助下进行晶界扩散，等待扩散结束，关闭超声装置，冷却到室温；步骤4：将步骤3扩散处理后的磁体进一步加热到回火温度，进行回火处理，扩散装置包括炉体、超声发生装置和真空系统。本发明可以有效克服烧结钕铁硼磁体晶界扩散深度浅和矫顽力分布均匀性差的技术难题，促进烧结钕铁硼磁体晶界扩散技术的推广应用。CN113463014ACN113463014A权利要求书1/1页1.一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法，其特征在于：所述扩散方法包括如下步骤：步骤1：将钕铁硼磁体打磨干净，并在其表面涂敷或溅射沉积一层富含重稀土元素的扩散源；步骤2：将步骤1处理后的磁体放入扩散装置的炉体中，抽真空，然后升温；步骤:3：待温度升高到目标温度后保温并开启扩散装置的超声装置，在超声辅助下进行晶界扩散，等待扩散结束，关闭超声装置，冷却到室温；步骤4：将步骤3扩散处理后的磁体进一步加热到回火温度，进行回火处理。2.一种实现权利要求1所述一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法的扩散装置，其特征在于：所述扩散装置包括炉体、超声发生装置和真空系统，超声装置连接炉体的炉管的一端，所述炉管的另一端与真空系统连接。3.根据权利要求1所述一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法，其特征在于：所述步骤1中的扩散源为富含镝或铽的化合物粉末、镝或铽金属镀层。4.根据权利要求1所述一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法，其特征在于：烧结钕铁硼磁体的厚度为1‑10mm。5.根据权利要求1所述一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法，其特征在于：烧结钕铁硼磁体的平均晶粒尺寸为1‑10μm。6.根据权利要求1所述一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法，其特征在于：所述步骤3中晶界扩散的目标温度为800～950℃，晶界扩散时间为1‑10h，真空度值为1×10‑3‑1×10‑2Pa。7.根据权利要求1所述一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法，其特征在于：所述步骤4中晶界扩散后的回火温度为460‑550℃，时间1‑10h，真空度设定值为1×10‑3‑1×10‑2Pa。2CN113463014A说明书1/7页一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法及扩散装置技术领域[0001]本发明属于稀土永磁材料技术领域，具体的说是涉及一种钕铁硼磁体超声辅助的晶界扩散方法及扩散装置。背景技术[0002]二十世纪八十年代初期钕铁硼(Nd‑Fe‑B)永磁材料的问世在材料的发展史上具有里程碑式的意义。得益于Nd‑Fe‑B永磁体优异的磁性能，特别是其高的磁能积，Nd‑Fe‑B永磁材料问世后得到了广泛的应用，其市场份额目前位居所有永磁材料之首。Nd‑Fe‑B磁体根据其磁能积和矫顽力可以划分为不同的牌号，其中，高矫顽力Nd‑Fe‑B永磁材料的制备需要价格昂贵的重稀土元素镝(Dy)和铽(Tb)，Dy/Tb作为稀缺的重稀土资源，其价格远高于Nd的价格，这使得高矫顽力Nd‑Fe‑B磁体的价格昂贵。近年来，新能源汽车、风力发电、节能空调等领域的快速发展需要大量的高矫顽力Nd‑Fe‑B磁体，这不仅对我国的重稀土资源带来了严峻的挑战，高的磁体价格也阻碍了这些行业的健康可持续发展。[0003]由于钕铁硼磁体的晶粒边界是其矫顽力的薄弱部位，在反向磁场的作用下，退磁首先从晶粒边界开始。晶界扩散技术可以将重稀土元素Dy或Tb集中分布在磁体的晶粒边缘处，晶界扩散处理后磁体的矫顽力显著提升，同时磁体的磁能积又不降低。晶界扩散技术可以高效利用重稀土元素Dy/Tb制备高矫顽力Nd‑Fe‑B磁体。但是，由于烧结Nd‑Fe‑B磁体的晶界扩散的深度较浅，一般工业上利用