CN 109440182 北京工业大学 2019
技术背景
目前，钕铁硼材料的制造主要以高纯度的单质金属为原料，通过熔炼‑速凝‑氢破‑气流磨等工艺制得用于烧结的粉末。但该方法对原料的纯度要求高，直接导致生产成本的提高
在20世纪70年代，还原扩散法开始应用于制造稀土永磁材料。该方法是以氧化物为原料，金属钙(Ca)或(CaH2)为还原剂，通过还原扩散直接获得稀土永磁合金粉末与氧化钙(CaO)的混合物，再经过除钙工艺将CaO与稀土永磁合金分离，获得所需的稀土永磁粉末
目前，还原扩散法虽然在制造成本上有较大的优势，但在稀土永磁领域的应用仍具有一定的限制性。受限制的原因主要有：一是还原扩散法制得粉末主要为大尺寸多晶颗粒，难以直接获得尺寸均匀可调且满足制备烧结钕铁硼磁体的粉末；二是还原扩散后样品需经除钙过程才可获得钕铁硼粉末。
球磨过程中粉体极易氧化且产生大量细粉(尺寸小于1μm)，这将大幅降低烧结磁体的磁性能。另外，还原扩散制造钕铁硼材料最常见的除钙方法是漂洗法：用水或水的溶液为漂洗液，在>0奥斯特的磁场中清洗CaO(专利号：CN85100860)。该方法可使CaO与水反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2溶于水可被除去，但Ca(OH)2微溶于水(溶解度为0.16％)，所以需要消耗大量的水。另一方面，除钙过程中，还原扩散样品遇水反应剧烈，采用水溶液漂洗的方法除钙需要多次重复清洗，因剩余的金属钙和产生的CaO遇水反应放热，粉末经长时间清洗将导致粉体氧化。该方法获得的磁粉氧含量较高，制造的磁体磁性能较低或者不能制造出磁体.
工艺路径
1、以氧化钕、铁粉、铁硼合金粉以及钙颗粒为原料，按化学摩尔计量比进行配比，其中Fe/RE＝(4.0～6.8)：1,金属钙与氧化钕的比例为(0.6～2)：1，Fe/B＝14:1，粉末置于旋涡仪，反应物置于氩气炉中反应，反应温度为900°C～1150°C，保温1‑4h，随炉冷至室温；RE为钕。化钕50nm～20μm，铁粉50nm～50μm，铁硼合金粉50nm～50μm。
2、对上述制备的钕铁硼颗粒进行氢破除钙
(1)将上述获得的钕铁硼颗粒置于高压釜中吸氢反应，优选氢气压力为0 .2～5MPa，温度为60～180°C，反应时间为0.5～1.5h，冷却至室温
(2)样品吸氢后进行手动研磨至完全粉化，研磨后的样品置于无水乙醇中超声、磁选，将钕铁硼粉末和氧化钙等杂质分离，重复该步骤多次如3～5次
(3)步骤(2)获得样品分离出的钕铁硼磁粉置于冰水中超声清洗，优选清洗5～10分钟后清洗液的pH值为8，其中换水5～10次反复清洗
(4)步骤(3)获得粉末干燥优选于10‑1～10‑2Pa下真空干燥，干燥粉末置于氩气手套箱中保存；经检测，获得钕铁硼粉末氧含量为1800～3600ppm、不同尺寸分布的单晶颗，如50nm～200nm,1μm～2μm和6～15μm等，可实现粉体材料的多元化应用。
步骤(2)中需将样品研磨至粉化，使用无水乙醇初步磁选除去氧化钙，可除去50wt.％～80wt.％的氧化钙。
效果
本工艺的优势
原料：(a)50nm～500nm铁粉,(b)1μm‑5μm铁粉,(c)5μm‑50μm铁
评价
要得到(BH)m大于40MGOe的磁体,除了各元素成分控制得当以外,氧含量必须小于2000PPm。本技术虽然有改进，但氧含量还是偏高。
客服1