CN104919546A - 用于生产永磁体的方法和永磁体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产永磁体(20)的方法，该方法包括以下步骤：(a)提供一种磁性材料(12)的粉末，(b)使用抗磁性或顺磁性涂覆材料的一个涂层涂覆这些粉末颗粒，(c)将这些涂覆的颗粒压制成一种压坯，(d)在小于适合于烧结该磁性材料(12)的温度的温度下烧结该涂覆材料(17)的热处理，同时将该涂覆材料转移至一个抗磁性或顺磁性材料(22)的基体(21)中，该基体嵌入该磁性材料(12)的颗粒，并且(e)在一个外磁场中磁化该可磁化材料(12)，其中步骤(c)、(d)和(e)可以按任何所希望的相继顺序或同时地以任何所希望的组合进行。可以通过本方法制造的纳米结构的永磁体(20)包括具有最大1μm的平均粒径的永磁材料(12)的芯(15)和一个抗磁性或顺磁性材料(22)的基体(21)，在该基体中嵌入这些芯(15)。

Description

用于生产永磁体的方法和永磁体
本发明涉及一种用于生产永磁体的方法以及一种可以通过这种方法生产的永磁体。
对例如用于电机中的高性能永磁体的需求持续地增大。具体地，永磁体用于机动车辆牵引用的电动机中，以增加的电动性吸引了更广泛的兴趣。具有高矫顽力的主要磁性或可磁化的合金是RE-TM-B或RE-TM类型的稀土合金，其中RE是一种稀土元素，TM是一种铁族(Fe、Co、Ni)的过渡金属并且B是硼。通常，在从这些材料制造磁体中，人们试图实现最终磁体的最小可能的粒径，确切地在磁畴(＜1μm，理想地200至400nm)的尺寸中，使得该紧凑型磁铁将理想地是由单畴晶体构成，这允许实现了特别高的磁场强度。
典型的制造方法包括以下过程步骤：粉碎该磁性起始材料，在有或没有外磁场的情况下将该材料压制成一个生坯以形成一种所希望的形状，烧结该生坯用于进一步压缩(高温处理)，任选的退火(热或低温处理)以便减少应力并且使该磁体的结构稳定，机械后处理(切割，研磨)，并且在一个磁场中磁化。在某些情况下，加工阶段还彼此结合，或者改变顺序。例如，已知的是热压制方法，在该方法中压制在导致该磁性材料机械压缩的温度下进行并且因此避免了单独的烧结过程的需要。此外，压制经常在一个外磁场中进行，该外磁场引起有磁各向异性的磁体，使得随后的磁化不是必要的。在热压制中，在压制过程中不使用磁场。相反，在压制之后，磁化这些组分部件。
在现有技术中使用的烧结方法中，将所粉碎的磁体材料暴露于刚好低于该磁体材料的熔融温度的高温下。使用上述稀土金属合金，典型地使用在1,000℃与1,150℃之间的烧结温度持续1-3小时的烧结时间(在同时施加压力的情况下相应地使用较低的温度)。这导致这些颗粒的压缩和机械结合。还发生颗粒表面的部分熔融，使得所述颗粒在它们的芯边界处还彼此实质性地结合(液相烧结)。烧结的一个所不希望的副作用是晶体生长，甚至在使用具有在＜1μm的目标范围内的粒径的极细颗粒粉末中，晶体生长导致3至10μm数量级的粒径。然而，这些颗粒不利地影响磁体的磁性性能。
上述磁体材料的另一个问题是这些合金是特别自燃性的，特别以粉末的形式，即，它们倾向于在氧和水分的存在下燃烧。在制造过程中这需要特别的保护措施，例如在惰性保护气体下加工并且随后涂覆或嵌入该磁体。这些磁体合金倾向于腐蚀(这还导致降低的磁性性能)也是有问题的。
为了增加磁体的耐热性，另一个过程步骤作为“晶界扩散方法”(GBDP)在现有技术中是已知的。在这种方法中，将一种附加的物质通过扩散引入至该磁体中，如镝、铽、或铜。这种物质在这些晶界之间累积并且增加了这些晶粒的晶格的结构稳定性并且因此增加了其温度稳定性。该GBDP的缺点是该过程步骤中昂贵的并且耗时的。此外，该扩散过程受限于在低于5mm范围内的材料厚度，并且这引起所使用的材料的有问题的浓度梯度。实质上较厚磁体的使用因此可能导致该磁体显示非均匀的磁场强度。此外，按这种方式制造的磁体必须被保护免受腐蚀。为此目的，可以使用镍、环氧树脂等的涂层。
EP 1744328 B1描述了一种用于磁体的制造方法，其中制造了一种RE-Fe-B类型的磁性材料的粉末，并且将该粉末首先使用一种稀土二氧化物粉末浸渍并且然后使用一种来自聚乙烯醇溶液的玻璃粉末浸渍，使得获得了涂覆的磁性颗粒。在干燥之后，首先将这些颗粒在增加的压力(49MPa)下在一个磁场中成型为生坯，并且在一个加热过程中将这些生坯热封或热锻造成磁体(294MPa，730℃)。这产生一种结构，在该结构中这些磁性颗粒嵌入一种基体中，该基体显示出其中分散了该稀土二氧化物的颗粒的玻璃相。在这些磁性颗粒与该玻璃相之间的界面处，形成了一个层，该层由该磁性材料和该稀土元素的合金相和分散于其中的稀土二氧化物的颗粒组成(参见EP1744328 B1的图1)。还披露了上述方法的一种变体，其中首先将该磁性材料的粉末使用一种稀土二氧化物在溅射过程中进行涂覆。在这之后，再次进行上述使用该稀土二氧化物粉末和玻璃粉末的湿法浸渍，随后干燥、成型、并且热压制。在这种情况下，获得了一种结构，该结构与前面的那种结构的不同之处在于它具有一个安排在该合金层与这些磁性颗粒之间的附加层，这些磁性颗粒由稀土二氧化物组成(参见EP1744328 B1的图2)。
JP 01272101 A(摘要)披露了使用一种碱式硅酸盐(例如，所谓的水玻璃(Na2O/SiO2)、硅酸钾、或硅酸锂)对RE-TM-B类型的磁性材料的粉末进行表面处理。
根据JP 03295205 A，粉碎一种稀土合金并且将该粉末浸渍在一种具有水玻璃(Na2O/SiO2)的水溶液中。干燥、成型、并且热压制按这种方式涂覆有水玻璃的涂覆的颗粒。
来自EP 0255816 A2的一种制造方法已知用于基于RE-Fe-B合金的磁体，其中首先将该起始材料压碎并且加工成一种粉末。然后使该粉末经受在300℃至1000℃下的热处理并且然后使用一种陶瓷或金属腐蚀保护层进行涂覆，其中该金属层是通过电解手段产生的。将按这种方式制造的涂覆的颗粒在有或没有使用磁场下压制成一种磁体，其中可以将金属、陶瓷、或塑料粉末的添加剂添加到有待压制的粉末中以便改进其强度。
根据US 2011/0037548 A1，将一种磁性材料(例如Nd-Fe-B)在一种湿磨方法中粉碎以获得＜3μm的粒径并且使用一种高熔点金属的有机化合物或一种高熔点陶瓷的前体将其加工成一种浆料，其中这些磁性颗粒使用该有机金属化合物或该陶瓷前体进行涂覆。作为高熔点金属，提及Ta、Mo、W、和Nb，并且作为陶瓷，提及BN和AlN。在添加一种热聚合物粘合剂或硬质塑料聚合物粘合剂之后，该浆料被模制成一种所希望的状态并且在1，100℃与1，150℃之间的温度下烧结。这导致该有机金属化合物或陶瓷前体形成一个包围这些磁性颗粒的层，该层旨在防止在烧结过程中的晶体生长。在US 2011/0267160 A1中描述的方法与以上方法的不同之处主要在于代替使用一种粘合剂，以在一种腐蚀抑油、矿物油、或合成油中的溶解形式使用该有机金属化合物或陶瓷前体。
从现有技术开始，本发明的目的是提供了一种用于生产永磁体的方法，通过该方法可以更容易地并且以一种更经济的方式制造磁体，该磁体是耐热且耐腐蚀的并且示出了高的磁性性能。本发明的目的还是提供了一种具有改进的耐热性和耐腐蚀性的磁体。
通过一种用于生产永磁体的制造方法、一种可以通过这种方法生产的永磁体、以及一种包括独立的权利要求书中指定的特征的电机来实现这些目的。
根据本发明用于生产永磁体的方法包括以下步骤：
(a)提供一种磁性材料的粉末，
(b)使用抗磁性或顺磁性涂覆材料的一个层涂覆这些粉末颗粒，
(c)将这些涂覆的颗粒压制成一种压坯，
(d)在低于适合于烧结(并且熔融)该磁性材料的温度的温度下烧结该涂覆材料，同时将该涂覆材料转移至一种抗磁性或顺磁性材料的基体中，在该基体中嵌入该磁性材料的颗粒，并且
(e)在一个外磁场中磁化该磁性材料，
其中步骤(c)、(d)和(e)是按任何所希望的相继顺序或同时地以任何所希望的组合进行。
具体地，根据本发明的方法特征在于该涂覆材料的烧结在低于该磁性材料(在下面还被称为磁体材料)的烧结温度的温度下进行。换句话说，本方法的烧结步骤(d)在不发生该磁性材料的烧结的条件下进行。具体地，在步骤(d)中该烧结是在至多对应于该涂覆材料的转变或熔化温度(取决于它是一种非晶材料还是晶体材料)的温度下进行。因此，在步骤(d)中该烧结发生，其中唯一地熔融该涂覆材料而无磁芯的磁性材料的烧结。优选地，该整个方法是在不发生该磁性材料的烧结的条件下进行的。这意味着在任何过程步骤中不使用导致该磁性材料烧结的条件(具体地温度和压力)。在此上下文中，必要考虑的是这些材料的转变和熔化温度是依赖压力的，并且因此该烧结温度必须将压力考虑在内而进行选择。因此，如果在一个单一过程步骤中同时使用升高的压力和升高的温度，例如通过将步骤(c)和(d)结合，该方法温度不同于在无压力烧结中的进行选择。在每种情况下，以这样一种方式选择这些条件，使得它们至多导致该涂覆材料的烧结，而不导致该磁性材料的烧结。
通过根据本发明的过程控制同时避免该磁性材料的烧结，尤其在烧结步骤(d)中，防止了这些磁性颗粒的所不希望的晶体生长。这种效应进一步增加，因为这些颗粒具有一个涂层，该涂层防止邻近磁性颗粒在压制和/或烧结过程中生长在一起。其结果是，该最终磁体的磁芯的直径基本上对应于所使用的粉末颗粒的直径，例如是≤3μm、并且优选地≤1μm、特别是200至400nm。根据本发明，由此获得了一种磁体，该磁体基本上由单畴颗粒或单畴微晶组成并且因此示出了较高的矫顽磁场强度和改进的耐热性。同时，较低的粒径导致更致密的晶体堆积并且因此导致更大的机械强度(硬度)。
附加的积极效应通过涂覆磁性颗粒实现。例如，增加了该磁性材料的耐腐蚀性。同时，这些磁性颗粒的涂覆导致颗粒表面的钝化。这消除了高度自燃性磁性材料在与空气接触时的自燃的风险，其尤其在粉末处理过程中适用。以这种方式，进行该方法变得更容易；例如，没有必要在进行涂覆之后在惰性气体气氛中工作。此外，与小粒径相关的顺磁性或抗磁性基体的介电绝缘作用导致发生在该磁体中的涡电流减少。这进而导致增加的磁场强度并且防止不希望的磁体加热。
该方法的特征还在于相对于所使用的材料(该磁性材料和该涂覆或基体材料两者)的高灵活性。此外，该方法可以比以上描述的GBDP方法更快速地并且更便宜地进行。
当然，在步骤(d)中选择的特定温度取决于该涂覆材料，尤其取决于其气体转变或熔化温度。例如，组成本发明中的优选的基体材料的实例的很多玻璃的转变温度(见下文)是在最高达900℃的范围内。在这种情况下，用于烧结的一个优选的温度范围是400℃至800℃，并且特别是550℃至650℃，当其在常压下操作时。具体地，该烧结温度比该涂覆材料的转变或熔化温度低至少50℃、并且优选地至少100℃。如果在压力下进行烧结，例如与压制的步骤(c)同时地，使用相应更低的温度。
在本发明中，术语“起始材料”应理解为指的是在步骤(b)中直接使用的用于产生在其沉积之前的涂覆材料(析出物)的材料。另一方面，“涂覆材料”指的是沉积在步骤(b)中的颗粒的表面上的涂层的材料。该起始材料和该涂覆材料可以是化学上相同或不同的。术语“基体材料”指的是存在于该最终永磁体中的基体的材料，在该材料中嵌入这些颗粒。该基体材料和该涂覆材料也可以是化学上相同或不同的。在本发明的优选的实施例中，其中该基体材料是一种玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、或金属玻璃，该起始材料、该涂覆材料、以及该基体通常彼此不同，即，该起始材料构成该涂覆材料的前体并且该涂覆材料构成该基体材料的前体。
在本发明中，此外，“磁体材料”、“磁性材料”或“永久磁性或永久地磁性材料”应理解为指的是一种铁磁性或亚铁磁性的活性物质，该活性物质在永久磁化之后产生一个磁场并且吸引或排斥其他铁磁性或亚铁磁性体(取决于磁极的方向)。此种活性物质在该方法中被用作有待涂覆的粉末材料，并且在该方法链结束时形成该最终磁体的磁芯。相比之下，衍生自该涂覆材料的基体材料的相(围绕并且嵌入该磁芯)是一种顺磁性或抗磁性活性材料，即，照一般说法，它不是磁性的。
通常，在步骤(b)中的涂覆可以通过任何所希望的方法进行，包括湿法技术如溶胶-凝胶法和干沉积方法。在这种情况下，该涂覆优选地通过一种干沉积方法、特别是通过一种化学或物理气体分离方法进行。干沉积方法具有优于湿法的以下优点：不需要任何溶剂(其中一些是昂贵的)，并且因此还没有用于溶剂处理或再提纯的措施。此外，不需要能源密集的干燥方法。同时，化学和物理气体分离方法可以在相对于可以使用的涂覆材料的高灵活度下进行。在此上下文中，物理气体分离方法(PVD，物理气相沉积)应理解为指的是基于真空的涂覆方法，在这些方法中使用不同的物理方法将该起始材料转化为气相并且然后通常通过冷凝将其沉积在有待涂覆的底物(磁性颗粒)上。PVD的不同变体主要区别在于方式，其中将该起始材料转化为气相。在蒸发法与溅射之间有特定的区别。这些蒸发法包括热蒸发、激光束蒸发、电弧蒸发、以及电子束蒸发。另一方面，在溅射中，该起始材料通过离子轰击进行溅射。所有这些方法可以在本发明的范围内使用。同样地在化学气相沉积(CVD，化学气相沉积)中，将该起始化合物使用不同的技术转化为气相。CVD与物理方法的不同之处在于化学反应导致该涂覆材料在作为一种固体组分的底物的表面上沉积，由于存在于该气相中的这些组分的化学反应。在这种情况下，该起始材料以挥发性形式存在于该气相中并且作为一种更不易挥发的化合物，例如，作为一种元素化合物或氧化物沉积。
优选地，用于生产永磁体的整个方法，可能的例外是一种用于生产该磁性粉末的湿法，应该唯一地通过干法进行。
作为用于本发明的基体材料，使用抗磁性或顺磁性材料。具体地，这些材料是玻璃材料、玻璃陶瓷、陶瓷或金属玻璃，但是还有顺磁性的或抗磁性的金属，例如Dy、Tb、Al、Pt、Ti、Cu、Pb、Zn、Ga、Ge、Au、Ag、Mg、Mo、Mn、Zr、Li、等，或者其合金或氧化物。还可能使用上述材料的混合物。作为该基体材料特别优选的是一种玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、或其组合。玻璃应理解为指的是结构上作为一种不规则结构(网状)存在的无定形物质(与结晶物质对比，结晶物质以一种有序的晶格结构发生)。化学上，玻璃是基于SiO2和其他金属氧化物的，特别是Al2O3、Na2O、K2O、MgO、CaO、B2O3、TiO2、PbO、P2O5以及其他。在本发明的情况中优选的玻璃包括石英、冕玻璃、钠钙玻璃、浮法玻璃、和硼硅玻璃。大多数玻璃成分包括不同的氧化物与可变的SiO2组分的混合物。这些不同的氧化物不作为单独的低分子量分子，而是以扩展的玻璃网络的形式存在于该玻璃中。例如，氧化硅作为一种处于相互交联的SiO4四面体的形式的硅酸盐存在。通常，玻璃陶瓷示出了与这些玻璃相同或类似的化学成分。它们与玻璃的不同之处在于除了玻璃相之外，还存在多晶相。陶瓷材料包括无机硅酸盐材料，即，像玻璃或玻璃陶瓷、SiO2-或SiO4-基的材料如高岭土或粘土矿物，氧化物陶瓷，这些氧化物陶瓷基于氧化铝、氧化铍、或其他材料，非氧化物材料和碳化物以及氮化物如碳化硅SiC、碳化硼BC、或氮化硼BN。就化学成分而言，在这些陶瓷材料与玻璃或玻璃陶瓷之间存在差异。金属玻璃应理解为指的是与常规的金属或金属合金不同，无定形的金属合金，即，示出了无序的晶格结构。
玻璃、玻璃陶瓷、或陶瓷的特征在于特别高的防腐特性以及抗燃烧性。
该抗磁性或顺磁性基体材料以这样一种方式进行选择，使得它具有比该磁性材料更低的转变温度Tg或熔化温度Tm，以便后者在该烧结过程期间将不经受烧结。优选地，该转变温度Tg或熔化温度Tm应该比该磁性材料的熔化温度低至少100K、特别是至少200K。该转变温度Tg或熔化温度Tm可以例如通过一种量热方法(差示扫描量热法，DSC)确定。
优选地，在该方法的步骤(c)中，该抗磁性或顺磁性基体材料的一种化学前体材料被用作该起始材料。为了产生主要由氧化物材料组成的玻璃、玻璃陶瓷、或陶瓷，取决于所选择的涂层，适合物质的实例包括盐类或挥发性化合物如氢化物。具体地，取决于有待产生的基体材料的组成，使用元素Si、Al、Na、K、Mg、Ca、B、P、Pb、Ti、Li、Be和其他元素的前体化合物。在分解之后，这些化合物经常产生相应的元素组分，当仍然在气相中时或在该颗粒表面上沉积之后，这些元素组分反应以形成相应的氧化物。通常，在涂覆步骤(b)结束时，这些材料以具有细颗粒结构的氧化物的形式(“白锈”)存在。仅仅在烧结之后，这些氧化物产生所希望的玻璃、陶瓷、或玻璃陶瓷材料。
该磁性材料尤其是一种铁磁性金属、并且优选地是一种铁磁性金属合金。具体地，在这种情况下使用RE-TM-B或RE-TM类型的合金，其中RE表示一种稀土元素，TM表示一种铁族的过渡金属(铁Fe、钴Co、镍Ni)，并且B表示硼。第一种类型的一个典型的代表是Nd-Fe-B合金，而Sm和Co的合金是第二种类型的实例。此种合金的特征在于特别高的矫顽磁场强度。
在步骤(a)中制备的磁性材料的粉末应该优选地具有最大3μm、并且优选地至多1μm的粒径。优选地，该粒径是在0.1至0.6μm(100至600nm)的范围内并且特别优选在0.2至0.4μm(200至400nm)的范围内。在这个范围内的粒径基本上对应于磁畴的尺寸，使得上述的直径示出了特别高的磁场强度。如以上所解释的，所使用的粒径是通过根据本发明的方法获得的并且因此还存在于处于所谓的单畴颗粒形式的最终磁体中。
优选地，在步骤(b)中，所产生的涂覆材料的最大涂层厚度是100nm。具体地，该涂层厚度是在1至10nm的范围内并且优选地在2至5nm的范围内。一方面，这些涂层厚度对于实现令人满意的磁绝缘以及易燃颗粒的钝化是足够的。另一方面，这些涂层厚度是足够低的，使得它们基本上不限制该磁体的磁场密度。
本发明的另一个实施例涉及一种纳米结构的永磁体，该永磁体包括具有最大3μm、优选至多1μm的平均粒径的永磁材料的芯和一个抗磁性或顺磁性材料的基体，在该基体中嵌入这些芯。在这种情况下，这些芯衍生自所使用的磁性材料的粉末并且因此化学上相当于该粉末。相反地，该基体材料衍生自该烧结的涂覆材料。因此，涉及该磁性材料以及该基体材料的以上解释还适用于该最终磁体。
在这种情况下，“纳米结构的”应理解为指的是该磁体的内部结构，其中这些结构元件(芯)的尺寸是在以上提及的尺寸的范围内。
根据本发明的纳米结构的永磁体可以用于任何应用中，在该应用中还使用常规的磁体。这尤其涉及电机，例如电动机，特别是用于单-或结合的驱动车辆(混合电动车辆或电池电动车辆)或用于动力转向驱动器的那些。此外，这些磁体同样还可以有利地用于医疗领域，例如用于磁共振断层摄影术装置或类似物中。
最后，本发明涉及一种包括至少一个根据本发明的永磁体、并且特别地多个永磁体的电机。在一个具体的实施例中，该电机被配置为一种电动机，在该电动机中这些永磁体典型地是转子的部件并且例如被嵌入该转子的一个层压的芯中或被附接到其表面上。
以下将参考附图借助于工作实例进一步详细地解释本发明。它们示出了以下：
图1用于生产永磁体的现有技术的一种方法的流程图；
图2根据一个优选的实施例根据本发明用于生产永磁体的方法流程图；
图3根据本发明的方法的单独过程步骤的不同中间体以及最终产品的结构设计；
图4用于涂覆该磁性粉末的CVD涂覆装置；
图5用于将该涂覆的磁性粉末在一个磁场中机械压制成一种压坯的压制工具；
图6在一个烘箱中烧结这些压坯的过程步骤，以及
图7在该烘箱中将过程步骤该磁体退火的。
在现有技术中已知的一种用于生产永磁体的示例性方法示出于图1中(中间列)。单独的过程步骤在左侧的图中示出，同时这些单独过程的结构结果在左侧以高度示意形式示出。
首先，将一种铁磁性材料(以下被称为磁性材料)例如在一个真空感应烘箱中熔融、铸造并且通过冷却硬化。这产生了各向同性的合金的晶体结构。在硬化之后，将例如棒状的物质机械地破碎并且然后例如在氮气氛中在一个喷射磨机中研磨。以这种方式获得的粉末由单独的颗粒组成，这些颗粒的直径是在3-5μm的数量级。任选地，该粉末可以被配置在一个外磁场中使得它以磁各向异性的形式存在。然后将该粉末使用一个具有机械压力机的工具压制成一种压坯(也称为生坯)，其中取决于所使用的压制力获得了一种或多或少的压坯结构。压制可以等静压地进行，其中将该压制力从所有的空间方向均匀地施加到该压坯上，或者非等静压地进行，其中通常从一个或从两个相对的空间方向上机械地施加该压制力。在先前磁化的情况下，等静压地进行该压制。此外，压制可以在没有一个外磁场下进行，使得产生一种各向同性的压坯，其中不存在磁性晶向。远远更常见地，然而，在一个外部轴向或横向磁场中进行压制，其产生各向异性的压坯，在该压坯中沿着该磁化轴存在一个定向的晶向。在以下步骤中，烧结该压坯。本领域的技术人员理解烧结指的是一种过程，在该过程中将细晶粒的、陶瓷的、或金属的物质在不同的气氛中在小于或等于它们的熔化温度的温度下进行加热。通过该烧结过程，粉末颗粒经受机械结合，有时包括材料结合。例如，Nd-Fe-Bor类型的合金，例如Nd2Fe14B，被用于在1,000℃至1,150℃的范围内的温度下烧结。单独显微结构晶体的生长在一起产生具有3至10μm数量级直径的晶粒。在烧结之后，存在一种各向同性体，由于超过了居里温度。任选地，这可以接着是一个退火过程，在该退火过程中该磁体经受进一步的热处理，但是在比该烧结温度更低的温度下(低温处理)。退火的目的例如是减少在该晶体显微结构中的残留应力。在此之后，为了给予该磁体所希望的形状和尺寸，可以进行成形加工和/或表面处理。具体地，使用机械加工技术，如研磨、切割、碾磨、或其他。此外，通常施加表面涂层，例如环氧树脂或铜、镍、铝的金属层、或类似物。通过重新嵌入一个外磁场中，再磁化这些磁畴，其条件是尚未进行非等静压压制。
一种方法也是已知的，具体地在被称为“晶界扩散方法”(GBDP)中用于磁化，用于改进该磁体的矫顽磁场强度和耐热性。为此目的，在将磁体涂覆之前将另一种物质引入该磁体中，例如镝Dy、铽Tb、或铜Cu。以上已经讨论了这个步骤的缺点。
为了避免在烧结过程中的上述晶体生长，根据本发明提出了一种方法，该方法是在以下参考图2至7作为一个实例描述的。
通过第一步骤S1至S3，制备了一种磁性材料的粉末，例如，具有组成Nd2Fe14B的一种合金，这些第一步骤S1至S3基本上对应于参考图1已经描述的步骤。在根据本发明的方法的范围内，提供了一种粉末，该粉末在步骤S3之后具有≤3μm、特别是≤1μm、并且理想地200至400nm的平均粒径，并且因此以单畴颗粒的形式存在。
任选地，在该碾磨步骤S3之后可以进行这些粉末颗粒的分离。通过分离这些颗粒，分离出一个限定的粒径范围，即，在进一步的过程中仅仅使用所限定的粒径的一部分。这使得可能获得均匀的粒径，从而在该最终永磁体中产生高的磁芯(磁晶体)堆积密度。这允许实现高的磁场强度。
图3示出了该方法的不同过程步骤的中间体的结构构型的高度示意视图。在图2中示出的步骤S3中产生的粉末10由该磁性材料12的颗粒11组成。这些畴中的磁性取向(参见箭头)静止地分布于空间中，即，该材料是有磁各向同性的。具体地，平均粒径D小于或等于1μm、并且理想地0.2至0.4μm。
在以下步骤S4(图2)中，使用抗磁性或顺磁性涂覆材料或其化学前体材料(前体)的一个层涂覆这些粉末颗粒。图4示出了这个涂覆过程。在此处示出的实例中，通过化学气相沉积CVD的方法进行该涂覆。将该粉末12通过一种惰性气体(例如氩气Ar或氮气N2)的载气41卷入一个反应室40中，并且以此方式将其保持在空气中。反应室40配备有一个加热元件42。反应室40还通过管线43与贮藏容器44连接，每一个贮藏容器包含一种有待以挥发性前体化合物形式施加的用于该涂层的起始材料45。在示出的实例中，这些容器44之一包含一种硅的前体化合物、第二个包含另一种磷的前体化合物，并且第三个包含一种硼的前体化合物。然而，取决于有待施加的涂层，其他化合物还可以被保留，并且以不同的数目。通过另一个载气流41，这些挥发性前体化合物通过管线43被送至反应器40中。通过调节这些单独的体积流量来调节该涂覆组合物的所希望的组成。在反应室40中，这些前体化合物经受热分解(热解)，并且在大多数情况下出现零氧化态的元素化合物。将这些化合物(通常非挥发性的)沉积在该磁性材料的粉末12的粉末颗粒11的表面上，在此处它们与氧气反应以形成对应的氧化物，该氧气优选地使用载体流41以规定的量进料至反应室40中。还可能的是这些元素组分可以氧化为在气相中的对应的氧化物，即，在它们已经沉积之前。
该涂覆阶段的结果示出于图3b中。涂覆的粉末13现在由涂覆的颗粒14组成，每一个涂覆的颗粒具有磁性材料12的一个芯15和围绕芯15的涂覆材料17的一个层16。因此这些颗粒14示出了一种壳/芯结构。出于此原因，这种方法在此还被称为SCIP(壳芯分离方法)。在这个阶段中，涂覆材料17仍然没有示出玻璃状的结构。相反，它是处于该起始材料(在这个实例中，硅、磷、和硼)的单独氧化物的粉状结构的形式，并且经常具有白色的、非透明的外观(“白锈”)。
在随后的步骤S5(参见图2)中，将该涂覆的粉末压制成一种压坯。
这个过程示出于图5中，其中50指示占据涂覆的粉末13的一个压制工具。压制工具50具有两个可竖直移动的压制冲压机51，这些压制冲压机从两个相对侧包围并且作用于粉末13上，从而施加给它压力p(各向异性压制)。压制工具50还示出了一个线圈52，该线圈产生一个对齐的轴向磁场H，使得粉末13在压制的过程中经受该磁场H并且是结晶学上取向的。在此示出的在一个轴向场中的机械压制对应于一个本方法的优选的实施例。然而，还可能的是分别地进行压制和磁性定向的加工步骤，即，首先将粉末对齐进行等静压压制，进行烧结，并且最后在一个外磁场中进行磁化。
在该磁场中的机械压制的结果示出于图3c中。该压制的产品是一种压坯19，该压坯也被称为一种生压坯或生坯，其中这些涂覆的颗粒被压缩并且以或多或少有序的方式排列。此外，它们示出了它们的磁性偶极的共同对齐，使得压坯19本身产生一个外磁场。应该指出，在压制过程中，其中没有发生涂覆材料17或磁性材料12的化学变化的条件占主导。根据一个优选的实施例，(还)没有进行该涂覆材料的烧结。
直到随后的步骤S6(参见图2)才进行该压坯的烧结，这示出于图6中。为此目的，将压坯19放置于一个烘箱60中。将压坯19加热到低于磁性材料12的熔化温度的温度，但是加热到一个温度，在该温度下涂覆材料17转变成玻璃相(玻璃化)并且经受烧结。换句话说，在图6中示出的烧结在该涂覆材料(在这种情况下，玻璃)的转变范围内的温度下进行。用于烧结气氛的可能性包括真空，具有预定分压的N2或Ar的真空、氮气、氩气、或氦气气氛，或氧化气氛(例如空气)等。
在该烧结之后，该磁体应该最佳地进行退火(在图2中的步骤S7)，这示出于图7中。在这个步骤中，为了减少在磁体20中的机械应力，在与图6的相同或不同的烘箱16中使磁体20经受低温处理。设置温度为小于或等于在步骤S6中使用的烧结温度。该退火减少了在该材料中的残留应力，导致该磁体的晶体显微结构松弛。该退火温度取决于该基体材料的组成并且例如是250℃至550℃。
在退火之后，为了给予磁体20一个所希望的形状，可任选地进行该磁体的机械处理(在图2中的步骤S8)。然而，所希望的形状优选地在步骤S5的压制过程中产生。此外，该磁体还可以经受任何所希望的表面处理和/或涂覆过程。通常，然而，因为该基体，可以免除防腐涂层。
如果在步骤S5中等静压地进行晶体取向和压制，为了定向这些磁畴，在一个外磁场中在一个步骤S9中磁化所烧结的压坯。
压制(S5)、烧结(S6)和磁化(S9)的步骤可以按任何所希望的顺序或同时地以任何所希望的组合进行。压制优选地在磁场中与磁化同时进行(机械压制)，并且甚至更优选地，所有三个过程应该同时进行，即，该机械压制在磁场中在同时的温度施加(为了烧结该涂覆材料)下进行。如果在室温下进行压制(冷压制)，该压制力是例如250-800MPa。在热压制的情况下，这些条件是例如50-150MPa，在650℃-850℃下。
这些烧结和磁化步骤的结果示出于图3d中。所产生的永磁体20现在示出了基体材料22的一个连续的基体21，在本实例中该基体由所形成的玻璃组成并且典型地但不必要地是透明的。这种基体21包含处于或多或少配位的晶体堆积的嵌入的磁性材料12的芯15。因为通过相应地选择贯穿整个烧结过程的压力和温度的工艺参数防止了该磁性材料颗粒的烧结，这些芯15的粒径继续基本上对应于粉末12的原始平均粒径D，即，它们测量为特别是至多1μm并且优选地是在200至400nm的范围内。在基体21内的芯15的平均距离是由涂覆材料17的涂层16的原始涂层厚度δ决定的。该距离是涂层16的原始涂层厚度δ的至多2倍并且因此优选地是在几个纳米的范围内，并且具体地该平均距离应该是在≤10nm的范围内。
根据本发明的磁体，该磁体可以通过根据本发明的方法生产，该磁体具有以下优点：
·因为减小的颗粒或晶粒尺寸，增加的矫顽磁场强度以及因此增加的耐热性；
·因为金属颗粒的涂覆的耐腐蚀性；
·因为减小的粒径和增加的堆积密度，较大的机械强度(硬度)；
·因为与减小的粒径相关的涂层的介电绝缘作用，在该磁体中发生的涡电流减少；
·因为颗粒的电绝缘的较高的效力(较少的涡电流＝在该磁体中的较少的热量产生＝较高的耐热性)；
·因为没有晶粒生长，磁通量的均匀分布；
·不需要涂覆最终的磁体；
·在烧结过程中没有或极小的与这些磁体相关联的延迟(这个延迟在现有技术中发生，这些磁体必须经受单独的再研磨)；
·可以实现较窄的公差(tolerance)要求
·没有Dy和Tb(如果希望的话)
·没有络合物相形成；
·没有形成富Nd相(通过材料基体的液相)，即，磁性颗粒的磁性解偶联通过涂覆材料进行＝Nd的含量减少至约8％(减少的成本)；
·没有形成所不希望的η相；
·没有形成αFe树枝状相；
·没有晶粒生长；
·在磁体尺寸上没有限制(在GBDP中，磁体限制为＜5mm)；
·消除了粉末燃烧的风险；
·生产过程(在粉末涂覆之后)可以在标准大气压中进行，没有该粉末存储的问题；
·在烧结之后在该磁体中没有残余孔隙；
·烧结过程对磁体合金没有影响；
·环境友好的：磁体是100％可再循环的。通过加热该材料基体(液相)分离磁芯。SCIP保持完整，没有磁体芯(磁性颗粒)的团聚体形成。
参考编号列表
10    粉末
11    颗粒
12    磁性材料
13    粉末(涂覆的)
14    颗粒(涂覆的)
15    芯
16    涂层
18    涂覆材料
19    压坯
20    永磁体
21    基体
22    基体材料
40    反应器
41    载气
42    加热元件
43    管线
44    贮藏容器
45    起始材料
46    载气
50    压制工具
51    压制冲压机
52    线圈

Claims (10)

1.一种用于制造纳米结构的永磁体(20)的方法，包括以下步骤：
(a)提供一种磁性材料(12)的粉末(10)，
(b)使用抗磁性或顺磁性涂覆材料(17)的一个涂层(16)涂覆这些粉末颗粒(11)，
(c)将这些涂覆的颗粒(13)压制成一种压坯(19)，
(d)在低于适合于烧结该磁性材料(12)的温度的温度下烧结该涂覆材料(17)同时将该涂覆材料(17)转移至一个抗磁性或顺磁性材料(22)的基体(21)中，该基体嵌入该磁性材料(12)的颗粒，并且
(e)在一个外磁场中磁化该磁性材料(12)，
其中步骤(c)、(d)和(e)可以按任何所希望的相继顺序或同时地以任何所希望的组合进行。
2.如权利要求1所述的方法，其中在最大等于该涂覆材料(17)的转变或熔化温度并且优选比该温度低至少50K的温度下进行该步骤(d)中的热处理。
3.如以上权利要求之一所述的方法，其中步骤(b)中的该涂覆通过一种干沉积方法、特别是通过一种化学或物理气相沉积方法进行。
4.如以上权利要求之一所述的方法，其中该抗磁性或顺磁性基体材料(22)是一种玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、或金属玻璃。
5.如以上权利要求之一所述的方法，其中在步骤(b)中，该涂覆材料(17)的一种化学前体材料用作一种用于该涂覆材料(17)的起始材料，在该涂层经受化学反应期间或之后该起始材料形成该涂覆材料(17)。
6.如以上权利要求之一所述的方法，其中在步骤(a)中的该粉末(10)具有最大3μm、特别地最大1μm的平均粒径，优选地在0.1至0.6μm的范围内、并且特别优选地在0.2至0.4μm范围内的平均粒径。
7.如以上权利要求之一所述的方法，其中在步骤(b)中产生的该涂层(16)的平均涂层厚度是最大100nm、特别是在1至10nm的范围内、并且优选地是在2至5nm的范围内。
8.如以上权利要求之一所述的方法，其中该磁性材料(12)是一种铁磁性金属或铁磁性金属合金，特别是选自RE-TM-B或RE-TM类型的合金，其中RE是一种稀土元素，TM是一种铁族的过渡金属，并且B是硼。
9.一种永磁体(20)，该永磁体具有包括具有最大3μm的平均粒径的永磁材料(12)的芯(15)和一个抗磁性或顺磁性材料(22)的基体(21)的纳米结构，在该基体中嵌入这些芯(15)。
10.一种电机，包括至少一个如权利要求9所述的永磁体(20)。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105161281A (zh) * 2015-10-08 2015-12-16 北京华太鑫鼎金属材料有限公司 钕铁硼磁体的制备方法
CN105336464A (zh) * 2015-11-30 2016-02-17 宁波可可磁业有限公司 一种钕铁硼磁性材料的制备方法
TWI576872B (zh) * 2015-12-17 2017-04-01 財團法人工業技術研究院 磁性元件的製造方法
CN108780687A (zh) * 2016-02-11 2018-11-09 大众汽车有限公司 混合磁体及其制造方法
CN109003801A (zh) * 2018-08-01 2018-12-14 江苏师范大学 一种高矫顽力钕铁硼烧结永磁体的制备方法
CN113454739A (zh) * 2019-02-28 2021-09-28 Abb瑞士股份有限公司 通过增材制造的自磁化净形永磁体的生产方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11320728B2 (en) 2013-05-23 2022-05-03 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator image display projector apparatus with solid state illumination light sources
KR102295817B1 (ko) * 2014-12-24 2021-08-31 엘지전자 주식회사 의류처리장치 및 자기기어장치
DE102015213957B4 (de) * 2015-07-23 2019-03-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Hybridmagneten sowie mit dem Verfahren herstellbarer Hybridmagnet und eine den Hybridmagnet umfassende elektrische Maschine
KR102016615B1 (ko) * 2017-09-14 2019-08-30 (주)코미코 내플라즈마 특성이 향상된 플라즈마 에칭 장치용 부재 및 그 제조 방법
KR102347739B1 (ko) * 2017-12-11 2022-01-06 현대자동차주식회사 강자계 방식 열간 압출 영구자석 제조공법 및 ipm 모터
WO2020254184A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24 Haldor Topsøe A/S Ferromagnetic catalyst support for induction heated catalysis
US11721458B2 (en) 2020-08-06 2023-08-08 Hrl Laboratories, Llc Methods for tailoring magnetism, and structures obtained therefrom
CN113096914B (zh) * 2021-03-18 2023-08-01 钢铁研究总院 一种向高温热源施加磁场的装置和方法
EP4066963A1 (en) * 2021-03-29 2022-10-05 Jozef Stefan Institute Method of forming a starting material for producing rare earth permanent magnets from recycled materials and corresponding starting material
DE102021111682A1 (de) 2021-05-05 2022-11-10 Nidec Gpm Gmbh Kreiselpumpe mit nasslaufendem Elektromotor
FR3142367A1 (fr) 2022-11-28 2024-05-31 Renault S.A.S Procédé de fabrication d’une pièce comprenant au moins un aimant par fabrication additive
CN116475411B (zh) * 2023-05-11 2024-01-12 江苏城乡建设职业学院 一种高强高韧低氧构件及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62152107A (ja) * 1985-12-25 1987-07-07 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 合成樹脂磁石用磁性粉末
JPH08111306A (ja) * 1994-10-07 1996-04-30 Mitsubishi Materials Corp 耐食性に優れたボンド磁石用Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末、ボンド磁石および磁石粉末の製造方法
CN1234589A (zh) * 1998-03-23 1999-11-10 住友特殊金属株式会社 永久磁体和r-tm-b系永久磁体
JP2004349585A (ja) * 2003-05-23 2004-12-09 Hitachi Metals Ltd 圧粉磁心およびナノ結晶磁性粉末の製造方法
CN102483991A (zh) * 2009-09-09 2012-05-30 日产自动车株式会社 稀土磁体成形体及其制造方法
CN102639266A (zh) * 2009-12-04 2012-08-15 住友电气工业株式会社 磁石用粉末
CN102665970A (zh) * 2010-05-19 2012-09-12 住友电气工业株式会社 磁性部件用粉末、粉末成形体及磁性部件
CN102682949A (zh) * 2012-05-23 2012-09-19 钢铁研究总院 高电阻率永磁合金及其制备方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US756A (en) * 1838-05-30 Winjji
US807A (en) * 1838-06-27 Samuel gilson
US677A (en) * 1838-04-05 Improvement in repeating or many-chambered fire-arms
AT386554B (de) 1986-08-04 1988-09-12 Treibacher Chemische Werke Ag Verfahren zur herstellung korrosionsbestaendiger, hartmagnetischer pulver fuer die magneterzeugung, magnete aus hartmagnetischem pulver und verfahren zu deren herstellung
JPH01272101A (ja) 1987-08-13 1989-10-31 Daihachi Chem Ind Co Ltd 表面改質磁性粉末およびそれを含有するボンド磁石組成物
JP2995663B2 (ja) 1990-04-13 1999-12-27 株式会社トーキン 形状異方性軟磁性合金粉末
US5595608A (en) * 1993-11-02 1997-01-21 Tdk Corporation Preparation of permanent magnet
TW563139B (en) * 2000-11-30 2003-11-21 Nec Tokin Corp Magnetic core including magnet for magnetic bias and inductor component using the same
EP1744328B1 (en) 2005-06-10 2012-07-25 Nissan Motor Co., Ltd. Rare earth magnet having high strength and high electrical resistance
JP4710507B2 (ja) * 2005-09-21 2011-06-29 株式会社日立製作所 磁石，磁石用磁性材料，コート膜形成処理液及び回転機
JP4415980B2 (ja) * 2006-08-30 2010-02-17 株式会社日立製作所 高抵抗磁石およびそれを用いたモータ
JP5266522B2 (ja) 2008-04-15 2013-08-21 日東電工株式会社 永久磁石及び永久磁石の製造方法
JP5266523B2 (ja) 2008-04-15 2013-08-21 日東電工株式会社 永久磁石及び永久磁石の製造方法
JP2010263172A (ja) * 2008-07-04 2010-11-18 Daido Steel Co Ltd 希土類磁石およびその製造方法
US20110057756A1 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Electron Energy Corporation Rare Earth Composite Magnets with Increased Resistivity
DE102009046426A1 (de) * 2009-11-05 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Magnets sowie Magnet und elektrische Maschine
JP5093215B2 (ja) * 2009-11-26 2012-12-12 トヨタ自動車株式会社 焼結希土類磁石の製造方法
JP4865919B2 (ja) * 2010-03-31 2012-02-01 日東電工株式会社 永久磁石及び永久磁石の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62152107A (ja) * 1985-12-25 1987-07-07 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 合成樹脂磁石用磁性粉末
JPH08111306A (ja) * 1994-10-07 1996-04-30 Mitsubishi Materials Corp 耐食性に優れたボンド磁石用Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末、ボンド磁石および磁石粉末の製造方法
CN1234589A (zh) * 1998-03-23 1999-11-10 住友特殊金属株式会社 永久磁体和r-tm-b系永久磁体
JP2004349585A (ja) * 2003-05-23 2004-12-09 Hitachi Metals Ltd 圧粉磁心およびナノ結晶磁性粉末の製造方法
CN102483991A (zh) * 2009-09-09 2012-05-30 日产自动车株式会社 稀土磁体成形体及其制造方法
CN102639266A (zh) * 2009-12-04 2012-08-15 住友电气工业株式会社 磁石用粉末
CN102665970A (zh) * 2010-05-19 2012-09-12 住友电气工业株式会社 磁性部件用粉末、粉末成形体及磁性部件
CN102682949A (zh) * 2012-05-23 2012-09-19 钢铁研究总院 高电阻率永磁合金及其制备方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105161281A (zh) * 2015-10-08 2015-12-16 北京华太鑫鼎金属材料有限公司 钕铁硼磁体的制备方法
CN105161281B (zh) * 2015-10-08 2017-04-05 北京华太鑫鼎金属材料有限公司 钕铁硼磁体的制备方法
CN105336464A (zh) * 2015-11-30 2016-02-17 宁波可可磁业有限公司 一种钕铁硼磁性材料的制备方法
CN105336464B (zh) * 2015-11-30 2017-06-30 宁波可可磁业股份有限公司 一种钕铁硼磁性材料的制备方法
TWI576872B (zh) * 2015-12-17 2017-04-01 財團法人工業技術研究院 磁性元件的製造方法
US10259172B2 (en) 2015-12-17 2019-04-16 Industrial Technology Research Institute Fabrication method of magnetic device
CN108780687A (zh) * 2016-02-11 2018-11-09 大众汽车有限公司 混合磁体及其制造方法
CN108780687B (zh) * 2016-02-11 2020-12-29 大众汽车有限公司 混合磁体及其制造方法
CN109003801A (zh) * 2018-08-01 2018-12-14 江苏师范大学 一种高矫顽力钕铁硼烧结永磁体的制备方法
CN113454739A (zh) * 2019-02-28 2021-09-28 Abb瑞士股份有限公司 通过增材制造的自磁化净形永磁体的生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
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