本發(fā)明涉及稀土永磁材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高電阻永磁體及其制備方法。
背景技術(shù)：
燒結(jié)NdFeB永磁體自發(fā)明以來得到了迅速的發(fā)展，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，已成為計算機(jī)、交通、通訊信息、音響設(shè)備、自動化與家電等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著高性能燒結(jié)NdFeB永磁體的發(fā)展，永磁電機(jī)的市場需求和應(yīng)用潛力越來越大。永磁電機(jī)相較傳統(tǒng)電機(jī)而言，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕、高效節(jié)能、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于燒結(jié)NdFeB永磁體本身電阻率很低，導(dǎo)熱性差，永磁電機(jī)工作時，會在交變磁場中產(chǎn)生渦流損耗，使磁體溫度升高，導(dǎo)致磁通損失，從而影響電機(jī)的使用。
渦流損耗是磁性材料的主要損耗之一，其與材料的電阻率成反比，因此提高材料的電阻率是降低渦流損耗的有效方法。在現(xiàn)有技術(shù)中，一種方法為日本專利公報特開平08-279407中所介紹的一種R-Fe-B永磁體，該種磁體為燒結(jié)磁體，其在磁體燒結(jié)成型后采用真空蒸膜的方法，在磁體表面鍍上一層2μm-10μm的聚酰亞胺樹脂薄膜改善其絕緣特性，但此方法得到的磁體在較高頻的交變磁場下使用時仍然無法避免因磁體渦流自身內(nèi)部發(fā)熱而導(dǎo)致磁性能的損失。另外，中國專利CN02157615.7中提到在稀土永磁體中添加絕緣添加劑的方法來改善電絕緣性能，從結(jié)果看，電絕緣性能得到了提升，但由于絕緣添加劑的加入造成了磁性能的嚴(yán)重下降，同時其成型過程為無充磁取向成型方式，也使磁體的磁性能難以提高，使發(fā)明中提到的磁體難以在實際中得到廣泛應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高電阻燒結(jié)永磁體及其制備方法，達(dá)到磁體磁性能高，韌性好不易斷裂，電阻率高的效果，可用于計算機(jī)、交通、通訊信息、音響設(shè)備、自動化與家電等需要磁體在高頻場應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。
為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
這種高電阻永磁體，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是它是一種在NdFeB相間加入ZrO2構(gòu)成NdFeB/ZrO2的復(fù)合永磁體。
進(jìn)一步地，所述NdFeB/ZrO2 復(fù)合永磁體以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，包括95%-99% 的NdFeB和1%-5%的ZrO2。
進(jìn)一步地，所述ZrO2的平均顆粒度為100納米-500納米。
進(jìn)一步地，所述NdFeB合金成分的重量百分比為R26-33M0-5B0.7-2Fe余，R選自Nd、Pr、Dy、Tb、Ho、Gd、La、Ce中的一種或者幾種，其總量為26wt%～33wt%；M選自Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Ga、Ca、Cu、Zn、Si、Al、Mg、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Mo中的一種或幾種，其總量為0 wt%～5wt%；B總量為0.7wt%～2wt%；其余為Fe。
這種高電阻永磁體的制備方法，包括下列步驟：
⑴按照NdFeB合金成分配制原料，并進(jìn)行真空熔煉，速凝、甩帶制成NdFeB合金薄片；
⑵將步驟⑴所述的NdFeB合金薄片進(jìn)行氫爆處理，制成NdFeB合金氫爆粉；
⑶將步驟⑵所述的NdFeB合金氫爆粉進(jìn)行氣流磨，制成NdFeB合金粉末；
⑷將步驟⑶所述的NdFeB合金粉末中添加納米ZrO2粉末，獲得均勻的復(fù)合粉末；
⑸將步驟⑷所述的復(fù)合粉末裝入模具中進(jìn)行充磁壓制成型；
⑹將步驟⑸所述的NdFeB/ZrO2 壓坯進(jìn)行燒結(jié)時效。
進(jìn)一步地，步驟⑴中所述的NdFeB合金薄片厚度為0.1mm-0.5mm。
進(jìn)一步地，步驟⑶中所述的NdFeB合金粉末顆粒度范圍1μm-4μm。
進(jìn)一步地，步驟⑸中所述的充磁壓制工藝參數(shù)為：恒溫溫度為10℃-50℃的溫度場和磁場強(qiáng)度為0.5T-3T的取向場的復(fù)合環(huán)境下進(jìn)行成型1min-30min，成型壓力范圍為1ton/cm2 -8ton/cm2。
進(jìn)一步地，步驟⑹中所述的燒結(jié)時效工藝參數(shù)為：燒結(jié)溫度900℃-1300℃，壓力1 *10-2Pa-1*10-4Pa，升溫速率3℃-50℃/min，保溫時間1-10小時，時效溫度450℃-650℃，壓力1 *10-1Pa-1*10-2Pa，升溫速率10℃-50℃，保溫時間1-10小時。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明所述的高電阻磁體，通過在NdFeB相間增加ZrO2 提高了磁體的電阻率；相對傳統(tǒng)磁體，本發(fā)明的磁體具有高電阻率，能夠有效降低渦流損耗。
（2）本發(fā)明工藝過程簡單，可操控性好，獲得優(yōu)化的NdFeB微觀組織結(jié)構(gòu)，而優(yōu)化的微觀組織結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)磁體的高性能，從而實現(xiàn)高性能高電阻率永磁體的制備。
（3）本發(fā)明添加的ZrO2 能夠在不同溫度下以同質(zhì)異形體存在，相變過程伴隨著明顯的體積膨脹，產(chǎn)生屏蔽裂紋的擴(kuò)展或者抵消殘余應(yīng)力的過程。保證磁體具有較高的韌性。
具體實施方式
以下對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
實施例1
按重量百分比：Nd-23.8%，Pr-5%，Dy-1.6%，Tb-0.4%，F(xiàn)e-67.37%，Co-0.5%，Cu-0.13%,Ga-0.1%，Al-0.1%，B-1%的比例，在惰性氣體環(huán)境下的真空熔煉爐澆注，澆注溫度1450℃，急冷輥轉(zhuǎn)速為50r/min，得到的鱗片厚度約0.3mm；鱗片經(jīng)過氫爆，氣流磨，制成平均顆粒度為3.1μm的粉末；將250納米的ZrO2 粉末與NdFeB合金粉末按照質(zhì)量百分比1:99混合；在1.5T的磁場中取向壓制成型，制成壓坯；將壓坯放入Ar氣氛下的燒結(jié)爐中， 1100℃燒結(jié)5小時得到生坯，生坯在500℃溫度下時效5小時，得到毛坯。
實施例2
按重量百分比：Nd-23.8%，Pr-5%，Dy-1.6%，Tb-0.4%，F(xiàn)e-67.37%，Co-0.5%，Cu-0.13%,Ga-0.1%，Al-0.1%，B-1%的比例，在惰性氣體環(huán)境下的真空熔煉爐澆注，澆注溫度1500℃，急冷輥轉(zhuǎn)速為30r/min，得到的鱗片厚度約0.2mm；鱗片經(jīng)過氫爆，氣流磨，制成平均顆粒度為2.8μm的粉末；將300納米的ZrO2 粉末與NdFeB合金粉末按照質(zhì)量百分比2:98混合；在2T的磁場中取向壓制成型，制成壓坯；將壓坯放入Ar氣氛下的燒結(jié)爐中， 1050℃燒結(jié)3小時得到生坯，生坯在500℃溫度下時效5小時，得到毛坯。
實施例3
按重量百分比：Nd-27.8%，Dy-2.6%，F(xiàn)e-66.65%，Co-1.5%，Cu-0.17%，Ga-0.15%，Al-0.15%，B-0.98%的比例，在惰性氣體環(huán)境下的真空熔煉爐澆注，澆注溫度1400℃，急冷輥轉(zhuǎn)速為38r/min，得到的鱗片厚度約0.32mm；鱗片經(jīng)過氫爆，氣流磨，制成平均顆粒度為2.9μm的粉末；將200納米的ZrO2 粉末與NdFeB合金粉末按照質(zhì)量百分比1.5:98.5混合；在1.5T的磁場中取向壓制成型，制成壓坯；將壓坯放入Ar氣氛下的燒結(jié)爐中，1150℃燒結(jié)2小時得到生坯，生坯在530℃溫度下時效5小時，得到毛坯。
實施例4
按重量百分比：Nd-27.8%，Dy-2.6%，F(xiàn)e-66.65%，Co-1.5%，Cu-0.17%，Ga-0.15%，Al-0.15%，B-0.98%的比例，在惰性氣體環(huán)境下的真空熔煉爐澆注，澆注溫度1470℃，急冷輥轉(zhuǎn)速為28r/min，得到的鱗片厚度約0.22mm；鱗片經(jīng)過氫爆，氣流磨，制成平均顆粒度為2.95μm的粉末；將280納米的ZrO2 粉末與NdFeB合金粉末按照質(zhì)量百分比2.5:97.5混合；在2.5T的磁場中取向壓制成型，制成壓坯；將壓坯放入Ar氣氛下的燒結(jié)爐中，1200℃燒結(jié)4小時得到生坯，生坯在510℃溫度下時效5小時，得到毛坯。
比較例1
按重量百分比：Nd-23.8%，Pr-5%，Dy-1.6%，Tb-0.4%，F(xiàn)e-67.37%，Co-0.5%，Cu-0.13%,Ga-0.1%，Al-0.1%，B-1%的比例，在惰性氣體環(huán)境下的真空熔煉爐澆注，澆注溫度1450℃，急冷輥轉(zhuǎn)速為50r/min，得到的鱗片厚度約0.3mm；鱗片經(jīng)過氫爆，氣流磨，制成平均顆粒度為3.0μm的粉末；在1.5T的磁場中取向壓制成型，制成壓坯；將壓坯放入Ar氣氛下的燒結(jié)爐中， 1100℃燒結(jié)5小時得到生坯，生坯在500℃溫度下時效5小時，得到毛坯。
比較例2
按重量百分比：Nd-27.8%，Dy-2.6%，F(xiàn)e-66.65%，Co-1.5%，Cu-0.17%，Ga-0.15%，Al-0.15%，B-0.98%的比例，在惰性氣體環(huán)境下的真空熔煉爐澆注，澆注溫度1400℃，急冷輥轉(zhuǎn)速為38r/min，得到的鱗片厚度約0.32mm；鱗片經(jīng)過氫爆，氣流磨，制成平均顆粒度為2.9μm的粉末；在1.5T的磁場中取向壓制成型，制成壓坯；將壓坯放入Ar氣氛下的燒結(jié)爐中，1150℃燒結(jié)2小時得到生坯，生坯在530℃溫度下時效5小時，得到毛坯。
將實施例1-4和比較例1-2得到的毛坯做密度、磁性能、電阻率、磁體氧含量、沖擊韌性測試。其中磁體氧含量使用氧氮分析儀，沖擊韌性使用金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法。
經(jīng)過測量分析，其性能如表1所示。
通過實施例與比較例的對比可以看出，磁體加入ZrO2 粉末后，磁性能沒有明顯劣化，電阻率有了明顯提高，沖擊韌性也有提高。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。