CN110246643A - 一种轨道交通车辆电机用高性能粘结NdFeB永磁复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及永磁复合材料技术领域，且公开了一种轨道交通车辆电机用高性能粘结NdFeB永磁复合材料，包括以下重量份数配比的原料：80～100份粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)、5份硅烷偶联剂、50～60份纳米铁粉(Fe)、10份玻璃粉；将基体磁性组分粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)与硅烷偶联剂一起进行一次球磨处理，得到一次球磨产物，将一次球磨产物与增磁相纳米铁粉(Fe)一起进行二次球磨处理，得到二次球磨产物，将二次球磨产物与粘结相玻璃粉一起进行三次球磨处理，得到三次球磨产物，将三次球磨产物经过热压烧结处理，制备得到高性能粘结NdFeB永磁复合材料。本发明解决了目前粘结NdFeB永磁复合材料，存在的永磁性能比较低的技术问题。

Description

一种轨道交通车辆电机用高性能粘结NdFeB永磁复合材料
技术领域
本发明涉及永磁复合材料技术领域，具体为一种轨道交通车辆电机用高性能粘结NdFeB永磁复合材料。
背景技术
粘结NdFeB永磁复合材料因其优异的磁性能，可以制成电机磁场器件，广泛应用于各种城市轨道交通车辆电机中。但是，随着电机向高效化、微型化和环保化的趋势发展，粘结NdFeB永磁复合材料较低的永磁性能，已成为制约其在电机中应用的瓶颈问题。因此，制备高性能的粘结NdFeB永磁复合材料，已成为一个亟待解决的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种轨道交通车辆电机用高性能粘结NdFeB永磁复合材料，解决了目前粘结NdFeB永磁复合材料，存在的永磁性能比较低的技术问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种轨道交通车辆电机用高性能粘结NdFeB永磁复合材料，包括以下重量份数配比的原料：80～100份粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)、5份硅烷偶联剂、50～60份纳米铁粉(Fe)、10份玻璃粉；
将基体磁性组分粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)与硅烷偶联剂一起进行一次球磨处理，得到一次球磨产物，将一次球磨产物与增磁相纳米铁粉(Fe)一起进行二次球磨处理，得到二次球磨产物，将二次球磨产物与粘结相玻璃粉一起进行三次球磨处理，得到三次球磨产物，将三次球磨产物经过热压烧结处理，制备得到高性能粘结NdFeB永磁复合材料。
优选的，所述高性能粘结NdFeB永磁复合材料包括以下重量份数配比的原料：90份粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)、5份硅烷偶联剂、60份纳米铁粉(Fe)、10份玻璃粉。
优选的，所述热压烧结处理具体包括以下步骤：
(a)将二次球磨产物装入等静压模具中，在温度120～150℃、压力30～50MPa下压制成型，制备得到前驱体；
(b)将前驱体置于预热到的真空炉中，并于800～900℃、100～120MPa下真空烧结，制备得到高性能粘结NdFeB永磁复合材料。
优选的，所述前驱体在温度850℃、压力110MPa下进行真空烧结。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明将基体磁性组分粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)与硅烷偶联剂一起进行一次球磨处理，得到一次球磨产物，将一次球磨产物与增磁相纳米铁粉(Fe)一起进行二次球磨处理，得到二次球磨产物，将二次球磨产物与粘结相玻璃粉一起进行三次球磨处理，得到三次球磨产物，将三次球磨产物经过热压烧结处理，制备得到高性能粘结NdFeB永磁复合材料，且该高性能粘结NdFeB永磁复合材料的密度为7.03～7.15g/cm3、常温下最大相对磁导率为15.8～16.3、20kA/m的外场下相对磁导率为12.1～12.7；
从而解决了目前粘结NdFeB永磁复合材料，存在的永磁性能比较低的技术问题。
具体实施方式
实施例中使用的原料如下：
粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)，密度7.57g/cm3，江门市新会区宇宏科技有限责任公司；
纳米铁粉(Fe)，平均粒径70nm，纯度>99.9％，密度7.86g/cm3，黑色粉末，南京宏德纳米材料有限公司；
玻璃粉，硅酸盐类，白色粉末，平均粒径2.5±0.5um，比重2.7g/mL，湖北兴银河化工有限公司。
实施例一：
(1)称取100g粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)与30mL无水乙醇放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有10个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为300r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为3h，之后，加入5gγ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，继续球磨1h，得到一次球磨产物；
(2)称取50g纳米铁粉(Fe)与步骤(1)制备的一次球磨产物一起放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有15个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为400r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为2h，得到二次球磨产物；
(3)称取10g玻璃粉与步骤(2)制备的二次球磨产物一起放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有15个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为400r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为2h，得到三次球磨产物；
(4)将步骤(3)中的二次球磨产物装入等静压模具中，在温度120℃、压力30MPa下压制成型，制备得到前驱体；
(5)将步骤(4)中压制成型的前驱体置于预热到500℃的真空炉中，在压力为60MPa下，以10℃/min的升温速率，升温至800℃，并于800℃、100MPa下真空烧结3h，之后以10℃/min的退火速率，降温至室温时取出，制备得到高性能粘结NdFeB永磁复合材料；
(6)对步骤(5)制备的高性能粘结NdFeB永磁复合材料进行性能测试，其密度为7.15g/cm3、常温下最大相对磁导率为15.8、20kA/m的外场下相对磁导率为12.7。
实施例二：
(1)称取80g粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)与30mL无水乙醇放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有10个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为300r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为3h，之后，加入5gγ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，继续球磨1h，得到一次球磨产物；
(2)称取60g纳米铁粉(Fe)与步骤(1)制备的一次球磨产物一起放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有15个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为400r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为2h，得到二次球磨产物；
(3)称取10g玻璃粉与步骤(2)制备的二次球磨产物一起放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有15个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为400r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为2h，得到三次球磨产物；
(4)将步骤(3)中的二次球磨产物装入等静压模具中，在温度150℃、压力50MPa下压制成型，制备得到前驱体；
(5)将步骤(4)中压制成型的前驱体置于预热到500℃的真空炉中，在压力为80MPa下，以10℃/min的升温速率，升温至900℃，并于900℃、120MPa下真空烧结3h，之后以10℃/min的退火速率，降温至室温时取出，制备得到高性能粘结NdFeB永磁复合材料；
(6)对步骤(5)制备的高性能粘结NdFeB永磁复合材料进行性能测试，其密度为7.08g/cm3、常温下最大相对磁导率为16.1、20kA/m的外场下相对磁导率为12.4。
实施例三：
(1)称取90g粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)与30mL无水乙醇放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有10个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为300r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为3h，之后，加入5gγ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，继续球磨1h，得到一次球磨产物；
(2)称取60g纳米铁粉(Fe)与步骤(1)制备的一次球磨产物一起放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有15个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为400r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为2h，得到二次球磨产物；
(3)称取10g玻璃粉与步骤(2)制备的二次球磨产物一起放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有15个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为400r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为2h，得到三次球磨产物；
(4)将步骤(3)中的二次球磨产物装入等静压模具中，在温度130℃、压力40MPa下压制成型，制备得到前驱体；
(5)将步骤(4)中压制成型的前驱体置于预热到500℃的真空炉中，在压力为70MPa下，以10℃/min的升温速率，升温至850℃，并于850℃、110MPa下真空烧结3h，之后以10℃/min的退火速率，降温至室温时取出，制备得到高性能粘结NdFeB永磁复合材料；
(6)对步骤(5)制备的高性能粘结NdFeB永磁复合材料进行性能测试，其密度为7.03g/cm3、常温下最大相对磁导率为16.3、20kA/m的外场下相对磁导率为12.7。

Claims (4)

1.一种轨道交通车辆电机用高性能粘结NdFeB永磁复合材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：80～100份粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)、5份硅烷偶联剂、50～60份纳米铁粉(Fe)、10份玻璃粉；
将基体磁性组分粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)与硅烷偶联剂一起进行一次球磨处理，得到一次球磨产物，将一次球磨产物与增磁相纳米铁粉(Fe)一起进行二次球磨处理，得到二次球磨产物，将二次球磨产物与粘结相玻璃粉一起进行三次球磨处理，得到三次球磨产物，将三次球磨产物经过热压烧结处理，制备得到高性能粘结NdFeB永磁复合材料。
2.根据权利要求1所述的高性能粘结NdFeB永磁复合材料，其特征在于，所述高性能粘结NdFeB永磁复合材料包括以下重量份数配比的原料：90份粘结钕铁硼磁铁粉(Nd2Fe14B)、5份硅烷偶联剂、60份纳米铁粉(Fe)、10份玻璃粉。
3.根据权利要求2所述的高性能粘结NdFeB永磁复合材料，其特征在于，所述热压烧结处理具体包括以下步骤：
(a)将二次球磨产物装入等静压模具中，在温度120～150℃、压力30～50MPa下压制成型，制备得到前驱体；
(b)将前驱体置于预热到的真空炉中，并于800～900℃、100～120MPa下真空烧结，制备得到高性能粘结NdFeB永磁复合材料。
4.根据权利要求1所述的高性能粘结NdFeB永磁复合材料，其特征在于，所述前驱体在温度850℃、压力110MPa下进行真空烧结。
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