專利名稱：一種Nd-Fe-B永磁體的制備方法
技術領域：
本發明涉及永磁材料技術領域，具體涉及一種Nd-Fe-B永磁體的制備方法。
背景技術：
隨著現代科學技術與信息產業向集成化、小型化、超小型化、輕量化、智能化的方向發展，具有超高磁能密度的燒結Nd-Fe-B永磁材料逐漸在這些領域中占有越來越重要的地位。它有力地促進了現代科學技術與信息產業地發展，為新型產業的出現提供了物質保證。目前燒結Nd-Fe-B永磁材料應用領域主要有電子信息、汽車工業、醫療設備、能源交通、 工業節電能源電機、節能環保家電和綠色能源風力發電等新領域。此外，正在發展的磁懸浮列車和自動化高速鐵路也需要大量高性能永磁材料。近年來釹鐵硼永磁材料的研究和新產品的開發，無論在高能積、高矯頑力、熱穩定性和可靠性、以及耐蝕性鍍層等方面都取得了較大的成績，但是還滿足不了發展的需求。尤其在磁體的耐腐蝕性和性能均勻穩定性方面，仍然達不到指標要求。目前燒結釹鐵硼永磁體的制備采用傳統的粉末冶金的方法，使用球磨或者氣流磨制備磁粉，然后磁場成型、燒結。由于利用球磨和氣流磨制備的磁體尺寸分布很廣，容易有很大的顆粒出現，這樣在后續的燒結過程中，這些大顆粒成為晶粒長大的形核中心，使燒結出的磁體，晶粒異常長大，影響磁體的密度。同時粒度寬廣的磁粉，更容易造成質量(密度、 比重)分布的不均勻，從而造成磁體性能不均勻，解決晶粒均勻度應該從制粉的環節入手， 傳統的制粉方法已經無法滿足釹鐵硼磁性能進一步提高的要求，因此開發新的制粉方法是繼續提高磁體性能的關鍵。此外，由于燒結磁體中存在有大量的孔隙，基體由多種成分的相組成，各相間存在著較大的電化學電位差，在潮濕的環境中容易引起電化學反應，形成許多被稱謂大陰極小陽極特點的腐蝕電池，產生晶間腐蝕。因此，釹鐵硼永磁材料抗腐蝕和防護性能也是決定能否進一步推廣應用的關鍵，提高釹鐵硼永磁體的抗腐蝕能力也成為目前釹鐵硼行業一個重要課題。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種Nd-Fe-B永磁體的制備方法，制備出具有超高磁性能和良好防腐能力的新型Nd-Fe-B永磁體。實現本發明目的的技術方案按以下工藝步驟進行
(1)將NdCl3、！^C12、BC13和油酸鈉按摩爾比1:7 :(1 5) (5 8)溶解在溶劑中，制成溶液，然后將該溶液加熱到50 90°C，反應2 6小時。反應后的溶液分為2層，上層是包含Nd-Fe-B油酸鹽的有機絡合物懸濁液；
(2)將上述的包含Nd-Fe-B油酸鹽的有機絡合物懸濁液移入容器后抽真空，使容器中的真空度彡5 X KT1Pa,加熱至300 400°C，保溫3 6個小時，空冷至室溫得到Nd-Fe-B 亞微米粒子懸濁液；(3)向Nd-Fe-B亞微米粒子懸濁液中加入氯仿或正己烷，倒入離心管中，然后加入氯仿或正己烷體積3 10倍的酒精，并在離心機上離心分離，離心速度3000-6500 r/min，使 Nd-Fe-B亞微米粒子從液體中沉淀出來，后將液體倒出；
(4)重復步驟(3)3次，得到Nd-Fe-B亞微米粒子；
(5)將Nd-Fe-B亞微米粒子加入到含有Ig印al—C0520的環己烷或正己烷溶液中制成透明的微乳液，然后在微乳液中加入正硅酸乙酯和氨水，在室溫下攪拌反應2 96h，經甲醇洗滌、離心分離、磁分離、室溫干燥后得到Nd-Fe-BOSiO2殼核結構磁粉；
(6)將制得的Nd-Fe-BlgSiO2殼核結構的磁粉放入模具中，在1_2T的磁場下壓制成型，再經等靜壓(壓力為15 60噸)后制得粗毛坯，然后將該粗毛坯放入真空燒結爐中， 在1000 1200°C下燒結1 6小時，通過800 1000°C溫度下的實效處理2 5小時和 400 600°C溫度下的實效處理2 5小時，最終制成Nd-Fe-B磁體；經測試得到了磁性能為Br=I. 3-1. 45 T, Hci=12000_30000 0e, (BH)max=40_50 MGOe。該磁體的耐蝕性能也大大提高，失重實驗彡1 mg/cm2 ；
所述的步驟(1)中的溶劑由酒精、蒸餾水和正乙烷按體積比4:3:7組成，溶劑加入時按比例 lmmol NdCl3 :(200 ~ 800) ml 酒精加入；
所述的Nd-Fe-B亞微米粒子懸濁液中Nd-Fe-B粒子粒度為80 500 nm ； 所述的Nd-Fe-BOSiO2殼核結構磁粉粒度為85 600 nm ； 所述的步驟(5)中的離心分離的離心速度為3000 6500r/min ； 所述的步驟(5)中的磁分離是在0. 2 IT的磁場下進行。與現用技術相比，本發明的特點及其有益效果是
(1)傳統方法利用球磨或氣流磨制粉，通常磁粉粒度控制困難，粒度分布過寬，從而導致后續燒結過程中，晶粒不均勻，影響磁性能；而本發明通過控制反應條件控制生成物的粒徑和形狀，制備出均勻的Nd-Fe-B粉；
(2)通常，矯頑力和晶粒尺寸有很大關系，均勻細小的晶粒尺寸導致高的矯頑力。 Nd-Fe-B是比較容易氧化的材料，因此在傳統制備過程中，無法把磁粉制的更小，通常在 3Mm左右，如果太小就會導致磁粉氧化嚴重，影響磁性能。而本發明殼核結構的Nd-Fe-B粉， 由于有外層S^2的保護，因此可以很好的防止氧化，制得具有更小的亞微米尺寸的磁粉，有利于進一步提高磁性能；
(3)傳統的磁體通常要求有過量的富釹相，這個富釹相包覆在Nd-Fe-B磁性能晶粒表面，起到脫耦的作用可以提高磁性能，而SiO2層同樣可以起到這個作用，這樣可以減少Nd 的使用量，節約稀土。因此該方法有可能替代現有的制備方法，有著廣泛的應用前景。
圖1為實施例1制備的Nd-Fe-B亞微米粒子的透射電鏡照片；
圖2為實施例1制備的殼核結構的Nd-Fe-BOSiO2粒子的透射電鏡照片，其中1為 Nd-Fe-B粒子，2為粒子。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作詳細說明，但本發明的保護范圍不僅限于下述的實施例
下述實施例所用原材料均為市售產品；
實施例1
(1)將NdCl3、！^eCl2、BCl3和油酸鈉按摩爾比17 1 5溶解在溶劑中，溶劑由酒精、蒸餾水和正乙烷按體積比4:3:7組成，溶劑用量比例為lmmol NdCl3 200ml酒精加入，制成溶液，然后將該溶液加熱到50°C，反應2小時，反應后的溶液分為2層，上層是包含Nd-Fe-B 油酸鹽的有機絡合物懸濁液；
(2)將上述的包含Nd-Fe-B油酸鹽的有機絡合物懸濁液移入容器后抽真空，使容器中的真空度為5 X KT1Pa,加熱容器至300°C保溫3小時，空冷至室溫得到Nd-Fe-B亞微米粒子懸濁液，亞微米粒子粒度為80 nm；
(3)向Nd-Fe-B亞微米粒子懸濁液中加入氯仿，倒入離心管中，然后加入氯仿體積3倍的酒精，并在離心機上離心分離，離心速度3000 r/min,使Nd-Fe-B亞微米粒子從液體中沉淀出來，后將液體倒出；
(4)重復步驟(3)3次，得到Nd-Fe-B亞微米粒子；
(5)將Nd-Fe-B亞微米粒子加入到含有Ig印al— C0520的環己烷或正己烷溶液中制成透明的微乳液，然后在微乳液中加入正硅酸乙酯和氨水，在室溫下攪拌反應2h，經甲醇洗滌后、進行離心速度為4000r/min的離心分離、0. 2T的磁場下的磁分離和室溫干燥后得到 Nd-Fe-BOSiO2殼核結構磁粉，其粒度為85 nm；
(6)將制得的Nd-Fe-BlgSiO2殼核結構的磁粉放入圓柱形模具中，在IT的磁場下壓制成型，再經15噸的等靜壓后制得粗毛坯，然后將該粗毛坯放入真空燒結爐中，在1000°C下燒結1小時，通過800°C溫度下的實效處理2小時和400°C溫度下的實效處理2小時，最終制成 Φ 10 X 25mm的圓柱形Nd-Fe-B磁體。經測試其磁性能為Br=L !35T，Hci=12000 0e, (BH) max=40 MGOe，將該磁體放入PCT實驗箱中，120°C，2個大氣壓168小時，失重率為0. 7mg/ cm2，遠遠低于普通方法制備的燒結Nd-Fe-B磁體。 實施例2:
(1)將NdCl3、FeCl2,BCl3和油酸鈉按摩爾比1 7 5 :8溶解在溶劑中，溶劑由酒精、蒸餾水和正乙烷按體積比4:3:7組成，溶劑用量比例為lmmol NdCl3 800ml酒精加入，制成溶液，然后將該溶液加熱到90°C，反應6小時，反應后的溶液分為2層，上層是包含Nd-Fe-B 油酸鹽的有機絡合物懸濁液；
(2)將上述的包含Nd-Fe-B油酸鹽的有機絡合物懸濁液移入容器后抽真空，使容器中的真空度為4X KT1Pa,加熱容器至400°C保溫6個小時，空冷至室溫得到Nd-Fe-B亞微米粒子懸濁液，亞微米粒子粒度為500 nm；
(3)向Nd-Fe-B亞微米粒子懸濁液中加入正己烷，倒入離心管中，然后加入正己烷體積 10倍的酒精，并在離心機上離心分離，離心速度6500 r/min,使Nd-Fe-B亞微米粒子從液體中沉淀出來，后將液體倒出；(4)重復步驟(3) 3次，得到Nd-Fe-B亞微米粒子；
(5)將Nd-Fe-B亞微米粒子加入到含有Ig印al — C0520的環己烷或正己烷溶液中制成透明的微乳液，然后在微乳液中加入正硅酸乙酯和氨水，在室溫下攪拌反應96h，經甲醇洗滌后、進行離心速度為6500r/min的離心分離、IT的磁場下的磁分離和室溫干燥后得到 Nd-Fe-BOSiO2殼核結構磁粉，其粒度為600 nm ；(6)將制得的Nd-Fe-BOSiO2殼核結構的磁粉放入方形模具中，在2T的磁場下壓制成型，再經60噸的等靜壓后制得粗毛坯，然后將該粗毛坯放入真空燒結爐中，在1200°C下燒結6小時，通過1000°C溫度下的實效處理5小時和600°C溫度下的實效處理5小時，最終制成41_X41_X25mm的方形Nd-i^e-B磁體。經測試其磁性能為Br=l. 4T，Hci=200000e, (BH)max=45MG0e，將該磁體切成5 mmX 5 mmX 5 mm塊，在放入PCT實驗箱中，120°C，2個大氣壓168小時，失重率為0. 7mg/cm2，遠遠低于普通方法制備的燒結Nd-Fe-B磁體。
實施例3:
(1)將NdCl3、FeCl2,BCl3和油酸鈉按摩爾比1 7 3 :6溶解在溶劑中，溶劑由酒精、蒸餾水和正乙烷按體積比4:3:7組成，溶劑用量比例為lmmol NdCl3 :500ml酒精加入，制成溶液，然后將該溶液加熱到70°C，反應4小時，反應后的溶液分為2層，上層是包含Nd-Fe-B油酸鹽的有機絡合物懸濁液；
(2)將上述的包含Nd-Fe-B油酸鹽的有機絡合物懸濁液移入容器后抽真空，使容器中的真空度為5 X KT1Pa,加熱容器至350°C保溫4個小時，空冷至室溫得到Nd-Fe-B亞微米粒子懸濁液，亞微米粒子粒度為200 nm；
(3)向Nd-Fe-B亞微米粒子懸濁液中加入氯仿，倒入離心管中，然后加入氯仿體積5倍的酒精，并在離心機上離心分離，離心速度4000 r/min,使Nd-Fe-B亞微米粒子從液體中沉淀出來，后將液體倒出；(4)重復步驟(3) 3次，得到Nd-Fe-B亞微米粒子；
(5)將Nd-Fe-B亞微米粒子加入到含有Ig印al— C0520的環己烷或正己烷溶液中制成透明的微乳液，然后在微乳液中加入正硅酸乙酯和氨水，在室溫下攪拌反應48h，經甲醇洗滌后、進行離心速度為5000r/min的離心分離、0. 5T的磁場下的磁分離和室溫干燥后得到 Nd-Fe-BiSiO2殼核結構磁粉，其粒度為250nm ；
(6)將制得的Nd-Fe-BlgSiO2殼核結構的磁粉放入圓柱形模具中，在1_2T的磁場下壓制成型，再經40噸的等靜壓后制得粗毛坯，然后將該粗毛坯放入真空燒結爐中，在1100°C下燒結3小時，通過900°C溫度下的實效處理3小時和500°C溫度下的實效處理3小時，最終制成Φ10Χ25πιπι的圓柱形Nd-Fe-B磁體，經測試得到了其磁性能為Br=l. 45 Τ, Hci=30000 0e, (BH)max=50 MGOe，將該磁體放入PCT實驗箱中，120°C，2個大氣壓168小時，失重率為 0. 7mg/cm2，遠遠低于普通方法制備的燒結Nd-Fe-B磁體。
權利要求
1.一種Nd-Fe-B永磁體的制備方法，其特征在于按如下步驟進行(1)將NdCl3、！^C12、BC13和油酸鈉按摩爾比1:7 :(1 5) (5 8)溶解在溶劑中，制成溶液，然后將該溶液加熱到50 90°C，反應2 6小時，反應后的溶液分為2層，上層是包含Nd-Fe-B油酸鹽的有機絡合物懸濁液；(2)將上述的包含Nd-Fe-B油酸鹽的有機絡合物懸濁液移入容器后抽真空，使容器中的真空度彡5 X KT1Pa,加熱至300 400°C保溫3 6個小時，空冷至室溫得到Nd-Fe-B亞微米粒子懸濁液；(3)向Nd-i^e-B亞微米粒子懸濁液中加入氯仿或正己烷，倒入離心管中，然后加入氯仿或正己烷體積3 10倍的酒精，并在離心機上離心分離，離心速度3000-6500 r/min，使 Nd-Fe-B亞微米粒子從液體中沉淀出來，后將液體倒出；(4)重復步驟(3)3次，得到Nd-Fe-B亞微米粒子；(5)將Nd-Fe-B亞微米粒子加入到含有Ig印al— C0520的環己烷或正己烷溶液中制成透明的微乳液，然后在微乳液中加入正硅酸乙酯和氨水，在室溫下攪拌反應2 96h，經甲醇洗滌、離心分離、磁分離和室溫干燥后得到Nd-Fe-BOSiO2殼核結構磁粉；(6)將制得的Nd-Fe-BOSiO2殼核結構的磁粉放入模具中，在1-2T的磁場下壓制成型， 再經15 60噸的等靜壓后制得粗毛坯，然后將該粗毛坯放入真空燒結爐中，在1000 1200°C下燒結1 6小時，再通過800 1000°C溫度下的實效處理2 5小時和400 600°C溫度下的實效處理2 5小時，最終制成Nd-Fe-B磁體。
2.根據權利要求1所述的一種Nd-Fe-B永磁體的制備方法，其特征在于所述的步驟(1)中的溶劑由酒精、蒸餾水和正乙烷按體積比4:3:7組成，溶劑加入量按比例Immol NdCl3 :(200 ~ 800) ml 酒精加入。
3.根據權利要求1所述的一種Nd-Fe-B永磁體的制備方法，其特征在于所述的 Nd-Fe-B亞微米粒子懸濁液中Nd-Fe-B粒子粒度為80 500 nm。
4.根據權利要求1所述的一種Nd-Fe-B永磁體的制備方法，其特征在于所述的 Nd-Fe-BiSiO2殼核結構磁粉粒度為85 600 nm。
5.根據權利要求1所述的一種Nd-Fe-B永磁體的制備方法，其特征在于所述的步驟 (5)中的離心分離的離心速度為4000 6500r/min。
6.根據權利要求1所述的一種Nd-Fe-B永磁體的制備方法，其特征在于所述的步驟 (5)中的磁分離是在0. 2 IT的磁場下進行。
全文摘要
本發明涉及永磁材料技術領域，具體涉及一種Nd-Fe-B永磁體的制備方法。將NdCl3、FeCl2、BCl3和油酸鈉溶液加熱，反應后的溶液分為2層，上層是包含Nd-Fe-B油酸鹽的有機絡合物懸濁液；向懸濁液中加入氯仿或正己烷，使Nd-Fe-B亞微米粒子從液體中沉淀出來；將粒子加入到含有Igepal—C0520的環己烷或正己烷溶液中制成透明的微乳液，然后加入正硅酸乙酯和氨水，得到Nd-Fe-B@Si02殼核結構磁粉，最后經燒結后制成Nd-Fe-B磁體；經測試得到了磁性能為Br=1.3-1.45T,Hci=12000-30000Oe,(BH)max=40-50MGOe。
文檔編號H01F1/057GK102496440SQ20111044902
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者孫寶玉, 裴文利 申請人:沈陽中北通磁科技股份有限公司