用于制備稀土磁體的方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求2013年12月31日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請第 10-2013-0168492號的優先權和利益，該申請的全部內容并入本文以供參考。
技術領域
[0003] 本發明涉及制造稀土磁體的方法。該方法可包括對含Zn金屬或其合金和稀土化 合物例如氟化物的混合物施用于其表面上的磁體進行擴散用熱處理。本發明還涉及通過本 發明的方法制造的稀土磁體。
【背景技術】
[0004] 稀土永久磁體例如Nd-Fe-B類永久磁體具有優異的磁特性，且已被用于具有較高 功率的較小電動機。此外，其功用在各種范圍的應用中發展，例如用于各種家用電器和車輛 的永久磁體。
[0005] 作為磁體的磁特性之一，剩余磁通密度可取決于NdFeB的主相部分、密度和磁取 向程度。矯頑力可與磁體對抗外部磁場或熱的耐久性有關。矯頑力可受到磁體晶體結構的 微觀結構影響。此外，較小的晶粒尺寸和晶界上的均勻分布可對矯頑力具有作用。為了增 強NdFeB永久磁體的矯頑力，已建議用其他元素例如Dy或Tb代替Nd組分來增加磁各向異 性能量。然而，例如Dy或Tb的元素很昂貴，使得對于永久磁體這樣的制造成本不可避免地 增加，因此價格競爭力可能降低。
[0006] 在相關技術中，為增加永久磁體的矯頑力，已開發出雙合金法。在這種方法中，混 合具有不同組成的兩種不同合金粉末且使其在磁場下進行加壓并進行燒結工藝以制造磁 體。在雙合金法中，將其中Re是Nd或Pr的Re 2Fe14B粉末以及包括Dy、Tb和另外的額外 元素（例如Al、Ti、Mo或Ho)的合金粉末進行混合以制備磁體。預期所得磁體提供高矯頑 力，同時使剩余磁通密度的降低最小化，因為添加元素例如Dy和Tb在位于晶界附近時沿 Re2Fe14B的晶界大大減少。然而，在該方法中，Dy和Tb在燒結過程中可能擴散到晶粒內部， 使得不能獲得預期結果。
[0007] 在相關技術中，已建議"晶界擴散法"作為用于增加矯頑力的方法，使Dy或Tb從 NdFeB永久磁體的表面擴散到晶界中。在晶界擴散法中，Dy或Tb附著于NdFeB燒結磁體 的表面，且將所得磁體加熱到例如700°C至KKKTC，使得Dy或Tb穿過燒結體的晶界并滲透 到其中。結果，作為富稀土相的晶界相可存在于晶界上。另外，由于富Nd相的熔點可小于 磁顆粒的熔點，且當其被加熱到這樣的溫度時可熔融，Dy和Tb可溶解在晶界上存在的液相 中，因此它們可從燒結體的表面擴散到顆粒中。材料以液態可比固態擴散得快得多，因此通 過熔融晶界擴散到燒結體中的速率可急劇增加。通過使用擴散速率的差異，可獲得如下狀 態，即Dy和/或Tb的濃度僅在極其接近燒結體的主相顆粒的晶界的區域中升高，例如表面 區域。如此，由于Dy和/或Tb的濃度增加，磁體的剩余磁通密度（Br)可降低。然而，在由 晶界擴散法制備的磁體中，具有增加濃度的Dy和/或Tb的區域可僅限于主相顆粒的表面 區域，因此磁體的剩余磁通密度的總值可幾乎不降低。因此，由晶界擴散法制備的磁體可具 有增強的矯頑力，但剩余磁通密度與不包括Dy或Tb的NdFeB燒結磁體相同。
[0008] 此外，在相關技術的晶界擴散法中，使用氣相沉積或濺射將稀土金屬例如Yb、Dy、 Pr和Tb或金屬例如Al和Ta施用于Nd-Fe-B磁體的表面以形成層，并且可以對具有該層 的所得磁體進行熱處理。或者，將稀土無機化合物例如氟化物或氧化物施用于燒結體的表 面，然后對所得產物進行熱處理。在晶界擴散法中，布置在燒結體表面上的元素例如Dy和 Tb可經由燒結體晶界的路徑擴散到燒結體內部。因此，Dy或Tb可在主相的晶界附近大大 濃縮，因此晶界擴散法可制造比雙合金法具有更理想結構的磁體。此外，這樣的結構可變換 為剩余磁通密度的降低較少且矯頑力值較高。然而，由于晶界擴散法通常包括氣相沉積和 濺射，其在設施或工藝方面具有許多缺點且其生產率大大降低。因此，對于開發以低成本和 高生產率在永久磁體中提供均勻地增強的矯頑力的方法仍存在迫切的需要。
[0009] 上述在該【背景技術】部分公開的信息僅用于增強對本發明背景的理解，因此其可能 含有不構成在該國本領域普通技術人員已經知曉的現有技術的信息。
【發明內容】
[0010] 本發明公開的是具有增強的矯頑力和增加的耐腐蝕性且同時抑制剩余磁通密度 劣化的稀土永久磁體的制造方法。此外，本發明提供通過本發明的方法制造的稀土永久磁 體。
[0011] 在一方面，提供制造稀土永久磁體的方法。
[0012] 在示例性實施方式中，該方法可包括：
[0013] 獲得NdFeB燒結磁體；
[0014] 將包括含Zn金屬和含Tb或Dy的金屬化合物的混合粉末施用到燒結磁體的表面 上；以及
[0015] 對混合粉末施用到其表面上的燒結磁體進行熱處理。
[0016] 具體地，NdFeB燒結磁體可具有化學式1的組成：
[0017][化學式1]
[0018] ReaMbFecBd
[0019] Re可以是選自Nd、Dy、Tb和Pr的至少一種稀土金屬，且Re主要包括Nd ;M可以是 選自Co、Al、Cu、Ga、Zr和Nb的至少一種金屬；a是25至35的實數；b是0至10的實數；d 是0. 1至5的實數；c是當a+b+c+d = 100時的余量，且a、b、c和d各自分別表示各個元素 基于NdFeB燒結磁體總重量的重量百分數（wt % )。
[0020] 在某些示例性實施方式中，混合粉末還可包括選自Cu、Co、Sn、Al、Ni和Fe的至少 一種金屬。
[0021] 在某些不例性實施方式中，在混合粉末中，含Zn金屬可包括Zn金屬粉末、包含Zn 和稀土兀素的合金粉末、第一金屬和Zn的合金粉末。具體地，第一金屬可以是選自Cu、Co、 Sn、Al、Ni和Fe的至少一種金屬及其組合。
[0022] 在某些示例性實施方式中，在混合粉末中，含Tb或Dy的金屬化合物可包括Tb金 屬粉末、Dy金屬粉末、Tb氟化物、Tb氫化物、Tb氧化物、Dy氟化物、Dy氫化物、Dy氧化物、 Tb-過渡金屬氟化物、Tb-過渡金屬氫化物、Tb-過渡金屬氧化物、Dy-過渡金屬氟化物、 Dy-過渡金屬氫化物、Dy-過渡金屬氧化物或其組合。
[0023] 在某些示例性實施方式中，混合粉末可具有約0. 3wt %至約50wt %的鋅含量。具 體地，混合粉末可具有大于或等于約lwt%的Zn含量。
[0024] 在某些示例性實施方式中，混合粉末可具有小于或等于約10 μ m的平均粒徑。具 體地，混合粉末可具有范圍為約1 μ m至約5 μ m的平均粒徑。
[0025] 在某些示例性實施方式中，混合粉末可以是簡單的混合物，其包括含Zn金屬、含 Tb或Dy的金屬化合物以及任選的選自Cu、Co、Sn、Al、Ni和Fe的至少一種金屬。如本文所 用的，術語"簡單的混合物"是指可通過將混合物的組分例如手動地或物理地混合而獲得的 混合物。
[0026] 在某些示例性實施方式中，混合粉末可以是將含Zn金屬、含Tb或Dy的金屬化合 物以及任選的選自Cu、Co、Sn、Al、Ni和Fe的至少一種金屬鑄成合金且粉碎由此獲得的合 金