專利名稱：稀土氫化物表面涂層處理劑、形成涂層的方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面涂層處理劑，尤其涉及一種稀土氫化物表面涂層處理劑和其 形成表面涂層的方法，用于提高燒結(jié)NdFeB磁體所矯頑力，屬于磁性材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
燒結(jié)NdFeB是迄今為止磁性最強的永磁材料，廣泛的應(yīng)用于電子、機電、儀表和醫(yī) 療等諸多領(lǐng)域，是當今世界上發(fā)展最快，市場前景最好的永磁材料。目前，隨著稀土永磁電 機、DVD光頭、電腦硬盤驅(qū)動器、音圈馬達、高級音響等產(chǎn)品設(shè)備市場的不斷擴大，NdFeB永 磁的市場容量也不斷增加。目前全球燒結(jié)NdFeB永磁的年產(chǎn)量大約在10萬噸左右，而且還 在隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的需求不斷增長。近年來，隨著風(fēng)能發(fā)電和電動汽車等綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，燒結(jié)NdFeB永磁 的溫度特性再次受到廣泛的關(guān)注。目前，通過向燒結(jié)NdFeB磁體中添加較多的Dy或Tb，可 以顯著提高合金的矯頑力，進而改善合金的溫度特性。盡管這是一種已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的有 效途徑，但存在著以下不足首先，由于Dy或Tb的加入會損失磁體的飽和磁化強度，從而造 成磁體剩磁和磁能積的下降。其次，由于Dy和Tb資源稀缺，價格遠高于Nd元素，因此會造 成合金原料成本的大幅提高。對此，本發(fā)明人在前期發(fā)明出一種通過向NdFeB粉末中摻雜重稀土氫化物納米顆 粒來提高燒結(jié)NdFeB磁體磁性能的的方法，并申請國家發(fā)明專利(目前該專利已經(jīng)公開，申 請?zhí)?00810227680. 5)。隨后，我們對采用上述方法制備高矯頑力燒結(jié)NdFeB磁體的工藝 過程和磁體結(jié)構(gòu)進行了詳細的研究。其中，我們發(fā)現(xiàn)氫化物納米顆粒具有良好的擴散特性。 可以在一定溫度條件下從磁體表面快速擴散進入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于形成稀土氫化物表面涂層的處理劑及其形成 涂層的方法，可以在磁體表面形成涂層，燒結(jié)后改善磁體如燒結(jié)NdFeB磁體的磁性能；本發(fā) 明的另一目的是將其應(yīng)用于磁體表面并通過對涂層磁體熱處理改善其磁性能的方法。本發(fā)明的稀土氫化物表面涂層處理劑，主要是用于形成稀土氫化物表面涂層的處 理劑，其特征在于，稀土氫化物表面涂層處理劑為將稀土氫化物均勻分散在甲醇或乙醇溶 劑中形成的膠體溶液，稀土氫化物包括Pr、Nd、Tb、Dy、Ho氫化物中的至少一種，稀土氫化物 的平均顆粒直徑的范圍是在10-100納米之間，溶液的濃度是0. 1-2. Og/ml,即每毫升溶劑 中稀土氫化物的的添加量在0. 1-2. Og之間，形成用于稀土氫化物表面涂層的處理劑。本發(fā)明的在金屬磁體的表面上形成稀土氫化物表面涂層的方法，將平均顆粒 直徑范圍在10-100納米的稀土氫化物分散在甲醇或乙醇溶劑中形成膠體溶液，濃度是 0. 1-2. Og/ml，制備成稀土氫化物表面涂層的處理劑；將處理劑置入玻璃器皿(如燒杯)中， 然后將磁體如燒結(jié)NdFeB塊狀浸入溶液中；將含有磁體的處理劑進行超聲處理，以確保處 理劑中的稀土氫化物能夠均勻的涂敷在磁體表面，形成厚度均勻的表面涂層；隨后，將形成
3稀土氫化物表面涂層的磁體從溶液中取出，采用風(fēng)干的方式使磁體表面涂層中的溶劑(甲 醇或乙醇)揮發(fā)。利用本發(fā)明的稀土氫化物表面涂層處理劑應(yīng)用于磁體表面改善其磁性能的方法: 將磁體如燒結(jié)NdFeB塊狀浸入稀土氫化物表面涂層處理劑中；將含有磁體的處理劑進行超 聲處理，以確保處理劑中的稀土氫化物能夠均勻的涂敷在磁體表面，形成厚度均勻的表面 涂層；隨后，將形成稀土氫化物表面涂層的磁體從溶液中取出，采用風(fēng)干的方式使磁體表面 涂層中的溶劑(甲醇或乙醇)揮發(fā)。將風(fēng)干后的磁體置于真空熱處理爐中，在550°C -950°C 的溫度范圍內(nèi)，進行0. 5-2小時的熱處理，由此獲得處理后的高性能磁體。本發(fā)明中所涉及的磁體為任何含稀土的材料的磁體如燒結(jié)NdFeB磁體。采用本發(fā)明的稀土氫化物表面涂層的處理劑和方法，可以在塊狀金屬磁體的表面 上添加包含稀土氫化物的表面涂層，通過對表面上已經(jīng)形成稀土氫化物表面涂層的磁體在 5500C _950°C的溫度下進行熱處理，可以顯著改善磁體的磁性能，特別是磁體的矯頑力。本 發(fā)明的處理劑由于所含有的稀土氫化物顆粒的平均粒徑為納米級，因此可以有效、快速的 擴散到磁體內(nèi)部，而且擴散距離大。最終在磁體晶粒邊界形成稀土邊界層，大幅提高磁體的 矯頑力，同時對磁體的其它磁性能參量如剩磁、磁能積沒有明顯的負面影響。
具體實施例方式以下各個實施例為采用不同成分的用于形成稀土氫化物表面涂層的處理劑，經(jīng)表 面涂層處理和隨后的熱處理后磁體的磁性能參量。為了方便對比，磁體在處理前的原始磁 性能也一并給出(見表1)。實施例1將平均顆粒直徑10納米的稀土氫化鐠納米顆粒IOg與IOOml的甲醇均勻混合， 使氫化鐠均勻的分散在甲醇中，制備出用于形成氫化鐠表面涂層的處理劑，其濃度為0. Ig/ ml ο將燒結(jié)NdFeB磁體(其磁性能參量見表1中的1號磁體)制備成外形尺寸 7 X 7 X 7mm的小塊，并對其表面進行拋光處理。將處理后的磁體浸入氫化鐠表面涂層處理劑 中，進行1分鐘的超聲處理，隨后進行風(fēng)干處理，使磁體表面涂層中的甲醇揮發(fā)干凈。最后， 將風(fēng)干磁體置于真空度為1X10_5托的熱處理爐中，進行550°C、2小時的熱處理。處理后磁 體的最終磁性能參量見表1中的2號磁體。實施例2將平均顆粒直徑20納米的稀土氫化釹納米顆粒30g與IOOml的甲醇均勻混合， 使氫化釹均勻的分散在甲醇中，制備出用于形成氫化釹表面涂層的處理劑，其濃度為0. 3g/ ml ο將燒結(jié)NdFeB磁體制備成外形尺寸7 X 7 X 7mm的小塊，并對其表面進行拋光處理。 將處理后的磁體浸入氫化釹表面涂層處理劑中，進行1分鐘的超聲處理，隨后進行風(fēng)干處 理，使磁體表面涂層中的甲醇揮發(fā)干凈。最后，將風(fēng)干磁體置于真空度為1X10_5托的熱處 理爐中，進行600°C、1. 5小時的熱處理。處理后磁體的最終磁性能參量見表1中的3號磁 體。實施例3
將平均顆粒直徑100納米的稀土氫化鋱納米顆粒50g與IOOml的乙醇均勻混合， 使氫化鐠均勻的分散在乙醇中，制備出用于形成氫化鐠表面涂層的處理劑，其濃度為0. 5g/ ml ο將燒結(jié)NdFeB磁體(其磁性能參量見表1中的1號磁體)制備成外形尺寸 7 X 7 X 7mm的小塊，并對其表面進行拋光處理。將處理后的磁體浸入氫化鋱表面涂層處理劑 中，進行1分鐘的超聲處理，隨后進行風(fēng)干處理，使磁體表面涂層中的乙醇揮發(fā)干凈。最后， 將風(fēng)干磁體置于真空度為1X10_5托的熱處理爐中，進行850°C、1小時的熱處理。處理后磁 體的最終磁性能參量見表1中的3號磁體。實施例4將平均顆粒直徑50納米的稀土氫化鏑納米顆粒IOOg與IOOml的乙醇均勻混合， 使氫化鏑均勻的分散在乙醇中，制備出用于形成氫化鏑表面涂層的處理劑，其濃度為1. Og/ ml ο將燒結(jié)NdFeB磁體(其磁性能參量見表1中的1號磁體)制備成外形尺寸 7 X 7 X 7mm的小塊，并對其表面進行拋光處理。將處理后的磁體浸入氫化鏑表面涂層處理劑 中，進行1分鐘的超聲處理，隨后進行風(fēng)干處理，使磁體表面涂層中的乙醇揮發(fā)干凈。最后， 將風(fēng)干磁體置于真空度為1X10_5托的熱處理爐中，進行900°C、12小時的熱處理。處理后 磁體的最終磁性能參量見表1中的4號磁體。實施例5將平均顆粒直徑80納米的稀土氫化鈥納米顆粒200g與IOOml的乙醇均勻混合， 使氫化鈥均勻的分散在乙醇中，制備出用于形成氫化鐠表面涂層的處理劑，其濃度為2. Og/ ml ο將燒結(jié)NdFeB磁體(其磁性能參量見表1中的1號磁體)制備成外形尺寸 7 X 7 X 7mm的小塊，并對其表面進行拋光處理。將處理后的磁體浸入氫化鈥表面涂層處理劑 中，進行1分鐘的超聲處理，隨后進行風(fēng)干處理，使磁體表面涂層中的乙醇揮發(fā)干凈。最后， 將風(fēng)干磁體置于真空度為IX 10_5托的熱處理爐中，進行950°C、0. 5小時的熱處理。處理后 磁體的最終磁性能參量見表1中的2號磁體。表1
權(quán)利要求
稀土氫化物表面涂層處理劑，其特征在于，所述稀土氫化物表面涂層處理劑為將稀土氫化物均勻分散在甲醇或乙醇溶劑中形成的膠體溶液，稀土氫化物包括Pr、Nd、Tb、Dy、Ho氫化物中的至少一種，稀土氫化物的平均顆粒直徑的范圍是在10 100納米之間。
2.權(quán)利要求1的稀土氫化物表面涂層處理劑，其特征在于，所述的膠體溶液的濃度是 0. 1-2. Og/ml。
3.在金屬磁體的表面上形成稀土氫化物表面涂層的方法，其特征在于，將平均顆粒 直徑范圍在10-100納米的稀土氫化物分散在甲醇或乙醇溶劑中形成膠體溶液，濃度是 0. 1-2. Og/ml，制備成稀土氫化物表面涂層的處理劑；將處理劑置入玻璃器皿中，然后將磁 體浸入溶液中；將含有磁體的處理劑進行超聲處理，使處理劑中的稀土氫化物均勻的涂敷 在磁體表面，形成厚度均勻的表面涂層；隨后，將形成稀土氫化物表面涂層的磁體從溶液中 取出，采用風(fēng)干的方式使磁體表面涂層中的溶劑揮發(fā)。
4.權(quán)利要求1的稀土氫化物表面涂層處理劑應(yīng)用于磁體表面改善其磁性能的方法，其 特征在于包括以下步驟將磁體浸入稀土氫化物表面涂層處理劑中；將含有磁體的處理劑 進行超聲處理，使處理劑中的稀土氫化物均勻的涂敷在磁體表面，形成厚度均勻的表面涂 層；隨后，將形成稀土氫化物表面涂層的磁體從溶液中取出，采用風(fēng)干的方式使磁體表面涂 層中的溶劑揮發(fā)；將風(fēng)干后的磁體置于真空熱處理爐中，在550°C -950°C的溫度范圍內(nèi)，進 行0. 5-2小時的熱處理。
5.權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述磁體為含稀土的材料的磁體。
6.權(quán)利要求5的方法，其特征在于，所述含稀土的材料的磁體為燒結(jié)NdFeB磁體。
全文摘要
本發(fā)明公開了稀土氫化物表面涂層處理劑、形成涂層的方法及其應(yīng)用，用于提高燒結(jié)NdFeB磁體所矯頑力，屬于磁性材料技術(shù)領(lǐng)域。所述涂層處理劑為稀土氫化物分散在甲醇或乙醇溶劑中形成的膠體溶液；將處理劑置入玻璃器皿中，然后將磁體浸入溶液中；將含有磁體的處理劑進行超聲處理，使處理劑中的稀土氫化物均勻的涂敷在磁體表面，形成厚度均勻的表面涂層；隨后，將形成稀土氫化物表面涂層的磁體從溶液中取出，采用風(fēng)干的方式使磁體表面涂層中的溶劑揮發(fā)，形成涂層；將風(fēng)干后的磁體置于真空熱處理爐中，在550℃-950℃的溫度范圍內(nèi)，進行0.5-2小時的熱處理。本發(fā)明可以顯著改善磁體的磁性能，特別是磁體的矯頑力。
文檔編號B22F1/00GK101908397SQ20101024173
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者劉衛(wèi)強, 孫浩, 岳明, 張東濤, 張久興, 楊敬山 申請人:北京工業(yè)大學(xué)