CN113394017A - 一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法 - Google Patents
一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113394017A CN113394017A CN202110651431.4A CN202110651431A CN113394017A CN 113394017 A CN113394017 A CN 113394017A CN 202110651431 A CN202110651431 A CN 202110651431A CN 113394017 A CN113394017 A CN 113394017A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnet
- diffusion
- iron boron
- neodymium iron
- electrophoresis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 title claims abstract description 18
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- 238000005245 sintering Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 38
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 22
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 15
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 13
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 claims description 10
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 7
- -1 dysprosium hydride Chemical compound 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 4
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021592 Copper(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 claims description 2
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 26
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 abstract description 18
- 238000005324 grain boundary diffusion Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- GZTBKEOTCAVWNJ-UHFFFAOYSA-L C(C)O.C(C)(=O)[O-].[Cu+2].C(C)(=O)[O-] Chemical compound C(C)O.C(C)(=O)[O-].[Cu+2].C(C)(=O)[O-] GZTBKEOTCAVWNJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- VWWHFOBVDHPEKJ-UHFFFAOYSA-N aluminum ethanol trinitrate Chemical compound C(C)O.[N+](=O)([O-])[O-].[Al+3].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-] VWWHFOBVDHPEKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- XKKVXDJVQGBBFQ-UHFFFAOYSA-L zinc ethanol diacetate Chemical compound C(C)O.C(C)(=O)[O-].[Zn+2].C(C)(=O)[O-] XKKVXDJVQGBBFQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001652 electrophoretic deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
- H01F41/0293—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets diffusion of rare earth elements, e.g. Tb, Dy or Ho, into permanent magnets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D15/00—Electrolytic or electrophoretic production of coatings containing embedded materials, e.g. particles, whiskers, wires
- C25D15/02—Combined electrolytic and electrophoretic processes with charged materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
- C25D21/12—Process control or regulation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/001—Magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
- H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
- H01F1/0577—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法，属于稀土永磁材料晶界扩散技术领域。通过协同电镀电泳在烧结钕铁硼磁体上形成一层复合膜层，所述复合膜层的元素组成包括必要元素Dy和/或Tb，辅助元素为Cu和/或Zn和/或Al元素，所述复合膜层为电镀电泳混合膜层。两种或多种扩散源的掺杂使扩散源与磁体的结合力更强，同时辅助元素增加了DyHx/TbHx在磁体中的扩散速度和深度，利用(RE,Nd)2Fe14B(RE＝Dy/Tb)较高的各向异性场来提高磁体矫顽力，利用辅助元素对晶界的修饰和优化获得更高的矫顽力。本发明特点在于该复合膜层与烧结钕铁硼结合力好，沉积所使用的重稀土量大幅降低，热处理后矫顽力大幅提升。
Description
技术领域：
一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法，属于稀土永磁材料晶界扩散技术领域。
背景技术：
钕铁硼磁体因具有高磁性能广泛应用于风力发电、混合动力汽车等领域，随着5G通信技术、混合动力汽车等信息能源领域的高速发展，钕铁硼磁体的使用量大幅上升，同时各行业对钕铁硼磁体的性能提出了更高的要求。但由于其不良的高温稳定性限制了钕铁硼磁体的推广使用，而钕铁硼磁体的温度稳定性与矫顽力的关系十分密切，矫顽力高的磁体其温度稳定性也相对较好，因此为提高钕铁硼磁体的温度稳定性人们把目光集中在提高钕铁硼磁体的矫顽力上。
烧结钕铁硼磁体的实际矫顽力远没有达到其理论矫顽力，仍有很大的提升空间。晶界扩散技术是目前应用最为广泛的提高钕铁硼磁体矫顽力的技术，晶界扩散处理技术主要采用涂覆、电沉积、磁控溅射、粘覆、蒸镀等方式。磁控溅射和蒸镀所用设备精密生产难度大因此生产成本较高且重稀土利用率低；电沉积、涂覆和粘覆又存在扩散层与磁体结合力不强的弊端。CN 108231322 A提出利用磁控溅射法在烧结钕铁硼磁体上沉积Tb/Dy-Cu复合薄膜的方法，该方法所述复合薄膜的元素组成包括必要元素Tb和/或Dy，与可选元素Cu，所述复合薄膜为共溅射混合薄膜，或者为交替混合薄膜，使烧结钕铁硼磁体的矫顽力得到了显著提高，且生产成本显著下降。与该专利相比，本专利有如下特点：首先专利CN108231322 A采用磁控溅射法沉积扩散层，磁控溅射设备造价昂贵，本专利采用电泳电镀协同镀膜的方式沉积扩散层使用设备简单易制作，设备生产成本低；其次专利CN 108231322A采用磁控溅射法沉积扩散层，靶材利用率低，造成重稀土资源的浪费，本专利所用DyHx/TbHx纳米颗粒配制悬浊液可重复使用，减少重稀土资源的浪费；最后专利CN 108231322 A所用可选元素仅包含Cu而本专利使用扩散源可灵活调控，可选元素不仅限于Cu，还包括Zn、Al，使用范围更加广泛，更具有实用性。此外专利CN 103556208 B提出利用电泳沉积在烧结钕铁硼磁体表面形成稀土氢化物颗粒涂层的方法，该方法可以获得良好磁性能，但仅依靠电沉积涂层呈现蓬松状态，结合力较差，重稀土用量相对较多。与该专利相比，本专利可以形成Cu和/或Zn和/或Al和DyHx和/或TbHx混合膜层，利用电镀的作用使得重稀土涂层结合力更加紧密，且非重稀土涂层的加入有效减少了重稀土的使用量，因此更具有实用价值。
发明内容：
本发明提供了一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法，目的是通过电镀电泳协同附着扩散源使非重稀土扩散源与重稀土扩散源同时附着在磁体上，扩散源与磁体结合力变强，热处理后利用(RE,Nd)2Fe14B(RE＝Dy/Tb)较高的各向异性场来提高磁体矫顽力，同时利用非重稀土扩散源的辅助作用进一步提高磁体的矫顽力。
一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法，其特征在于，使用钕铁硼磁体料为阴极，铜板为阳极，使用适当的扩散源，通电后在磁体表面形成均匀复合扩散层，所使用的扩散源包括醋酸铜(C4H6O4Cu)和/或氯化铜(CuCl2)和/或硝酸铜(Cu(NO3)2)和/或醋酸锌(C4H6O4Zn)和/或氯化锌(ZnCl2)和/或硝酸锌(Zn(NO3)2)和/或氯化铝(AlCl3)和/或硝酸铝(Al(NO3)3)和氢化镝(DyHx)和/或氢化铽(TbHx)纳米颗粒。
具体包括以下步骤
(1)在电解槽中将C4H6O4Cu和/或CuCl2和/或Cu(NO3)2和/或C4H6O4Zn和/或ZnCl2和/或Zn(NO3)2和/或AlCl3和/或Al(NO3)3溶于乙醇，浓度可控制在0.1-10g/L；
(2)将DyHx和/或TbHx纳米颗粒置于步骤(1)所配制的溶液中，浓度可控制在1-40g/L，搅拌均匀；
(3)将不同形状的钕铁硼磁体置于阴极，铜板置于阳极；将阴极与电泳仪电源负极相连，阳极与电泳仪电源正极相连，设置电压为2-300V，沉积时间依据所需增重比控制在15s-5min；(4)将(3)得到的已沉积磁体取出后冷风吹干，放入真空烧结炉进行热处理，一阶热处理升温35-50min，在500-600℃保温2-5h，快冷1-4h；二阶热处理升温55-75min，在750-950℃保温6-9h，快冷2-4h；三阶热处理升温30-50min，在400-600℃保温2-4h。
所使用铜板面积可根据磁体个数进行调整，以阳极板面积大于等于阴极磁体面积为最低要求。可选用一块铜板置于阴极一侧也可选用两块铜板分别置于阴极两侧，后者效率较高。
本发明与现有技术相比具有的优势：
(1)本发明采用电镀电泳协同沉积扩散源提高了扩散源与磁体的结合力，因此减少了已沉积磁体在热处理前运输过程中扩散源的损失，在热处理过程中扩散源能够更加有效的进入磁体从而使扩散源得到充分利用，有效的减少了重稀土资源的浪费；
(2)本专利沉积膜层可根据实际需要，通过调节电压大小控制其为不同Cu和/或Zn和/或Al和DyHx和/或TbHx含量和比例的混合膜层；
(3)本发明在磁体表面同时附着了非重稀土元素及重稀土元素，非重稀土元素的扩散为重稀土元素的扩散打开通道，使重稀土元素的扩散深度增加，因此与纯DyHx和/或TbHx纳米颗粒沉积相比，在相同增重比时矫顽力提高幅度更大；达到相同矫顽力提升所需的重稀土量更少；
(4)本发明所用悬浊液可重复使用，不会造成重稀土资源的浪费；
(5)本发明所用设备简单，试验流程简短，用料简单易得，生产成本低适合批量生产。
附图说明：
图1为本发明中电镀电泳协同作用所用装置示意图；
具体实施方式
下面结合实施例和对比例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
对比例1：
将尺寸为10×10×4mm3的烧结钕铁硼磁体用砂纸进行机械打磨，无水乙醇清洗，冷风吹干待用。
取20g DyHx纳米颗粒置于1L无水乙醇溶液中，搅拌均匀，配制为20g/L的DyHx纳米颗粒悬浊液。
接通电路，电泳仪正极连接铜板，电泳仪负极连接磁体，设置电压为150V，沉积时间为50s，冷风吹干，确定增重比为1％。
进行热处理，具体为：一阶热处理550℃-3h，快冷3h；二阶热处理925℃-8h，快冷3h；三阶热处理500℃-3h，快冷3h。
记该样品为1％20g Dy。
经测试上述样品的磁性能为
Br＝13.52kG，Hcj＝19.02kOe，(BH)max＝45.28MGOe，Hk/Hcj＝92.0％
经测试上述样品在恒定推力(0.02N)推动下移动相同距离(10cm)失重率为：
0.0765％。
对比例2：
将尺寸为10×10×4mm3的烧结钕铁硼磁体用砂纸进行机械打磨，无水乙醇清洗，冷风吹干待用。
取20g DyHx纳米粉置于1L无水乙醇中，配制20g/L的DyHx纳颗粒粉悬浊液。
接通电路，电泳仪正极连接铜板，电泳仪负极连接磁体，设置电压为150V，沉积时间为100s，冷风吹干，确定增重比为2％。
进行热处理具体为：一阶热处理550℃-3h，快冷2h；二阶热处理925℃-8h，快冷3h；三阶热处理500℃-3h，快冷3h。
记该样品为2％20g Dy。
经测试上述样品的磁性能为
Br＝13.43kG，Hcj＝20.58kOe，(BH)max＝44.28MGOe，Hk/Hcj＝92.4％
经测试上述样品在恒定推力(0.02N)推动下移动相同距离(10cm)失重率为：
0.1204％。
实施例1：
将尺寸为10×10×4mm3的烧结钕铁硼磁体用砂纸进行机械打磨，无水乙醇清洗，冷风吹干待用。
取2g C4H6O4Cu置于1L无水乙醇中，配成2g/L的醋酸铜乙醇溶液，取20g DyHx纳米粉置于已配制好的醋酸铜乙醇溶液中搅拌均匀待用。
连接通电路，电泳仪正极连接铜板，电泳仪负极连接磁体，设置电压为150V，沉积时间为36s，冷风吹干，确定增重比为1％。
进行热处理具体为：一阶热处理600℃-3h，快冷3h；二阶热处理925℃-8h，快冷3h；三阶热处理500℃-3h，快冷3h。
记该样品为1％20g Dy+2g Cu。
经测试上述样品的磁性能为
Br＝13.65kG，Hcj＝20.24kOe，(BH)max＝45.63MGOe，Hk/Hcj＝92.8％
经测试上述样品在恒定推力(0.02N)推动下移动相同距离(10cm)失重率为：
0.0342％。
实施例2：
将尺寸为10×10×4mm3的烧结钕铁硼磁体用砂纸进行机械打磨，无水乙醇清洗，冷风吹干待用。
取4g C4H6O4Cu置于1L无水乙醇中，配成4g/L的醋酸铜乙醇溶液，取20g DyHx纳米颗粒置于已配制好的醋酸铜乙醇溶液中搅拌均匀待用。
接通电路，电泳仪正极连接铜板，电泳仪负极连接磁体，设置电压为150V，沉积时间为36s，冷风吹干，确定增重比为1％。
进行热处理具体为：一阶热处理600℃-3h，快冷3h；二阶热处理925℃-8h，快冷3h；三阶热处理500℃-3h，快冷3h。
记该样品为1％20g Dy+4g Cu。
经测试上述样品的磁性能为
Br＝13.77kG，Hcj＝20.90kOe，(BH)max＝46.08MGOe，Hk/Hcj＝94.6％
经测试上述样品在恒定推力(0.02N)推动下移动相同距离(10cm)失重率为：
0.0346％。
实施例3：
将尺寸为10×10×4mm3的烧结钕铁硼磁体用400目砂纸进行机械打磨，无水乙醇清洗，冷风吹干待用。
取4g C4H6O4Cu置于1L无水乙醇中，配成4g/L的醋酸铜乙醇溶液，取20g DyHx纳米粉置于已配制好的醋酸铜乙醇溶液中搅拌均匀待用。
连接通电路，电泳仪正极连接铜板，电泳仪负极连接磁体，设置电压为150V，沉积时间为72s，冷风吹干，确定增重比为2％。
进行热处理具体为：一阶热处理600℃-3h，快冷3h；二阶热处理925℃-8h，快冷3h；三阶热处理500℃-3h，快冷3h。
记该样品为2％20g Dy+4g Cu。
经测试上述样品的磁性能为
Br＝13.46kG，Hcj＝21.42kOe，(BH)max＝44.19MGOe，Hk/Hcj＝93.4％
经测试上述样品在恒定推力(0.02N)推动下移动相同距离(10cm)失重率为：
0.0860％。
实施例4：
将尺寸为10×10×4mm3的烧结钕铁硼磁体用砂纸进行机械打磨，无水乙醇清洗，冷风吹干待用。
取2g C4H6O4Zn置于1L无水乙醇中，配成2g/L的醋酸锌乙醇溶液，取20g DyHx纳米颗粒置于已配制好的醋酸锌乙醇溶液中搅拌均匀待用。
接通电路，电泳仪正极连接铜板，电泳仪负极连接磁体，设置电压为150V，沉积时间为45s，冷风吹干，确定增重比为1％。
进行热处理具体为：一阶热处理500℃-3h，快冷2h；二阶热处理925℃-8h，快冷3h；三阶热处理500℃-3h，快冷3h。
记该样品为1％20g Dy+2g Zn。
经测试上述样品的磁性能为
Br＝13.58kG，Hcj＝20.11kOe，(BH)max＝44.62MGOe，Hk/Hcj＝90％
经测试上述样品在恒定推力(0.02N)推动下移动相同距离(10cm)失重率为：
0.0352％。
实施例5：
将尺寸为10×10×4mm3的烧结钕铁硼磁体用砂纸进行机械打磨，无水乙醇清洗，冷风吹干待用。
取1g Al(NO3)3置于1L无水乙醇中，配成1g/L的硝酸铝乙醇溶液，取20g DyHx纳米颗粒置于已配制好的硝酸铝乙醇溶液中搅拌均匀待用。
接通电路，电泳仪正极连接铜板，电泳仪负极连接磁体，设置电压为150V，沉积时间为40s，冷风吹干，确定增重比为1％。
进行热处理具体为：一阶热处理600℃-3h，快冷2h；二阶热处理925℃-8h，快冷3h；三阶热处理500℃-3h，快冷3h。
记该样品为1％20g Dy+1g Al。
经测试上述样品的磁性能为
Br＝13.41kG，Hcj＝20.78kOe，(BH)max＝44.60MGOe，Hk/Hcj＝91.3％
经测试上述样品在恒定推力(0.02N)推动下移动相同距离(10cm)失重率为：
0.0352％。
为方便对比将未添加扩散源的原始磁体磁性能也列于表1
表1对比例和实施例中各磁体的剩磁、矫顽力、最大磁能积、方形度和失重率。
对比表1中数据可以发现实施例1较原始磁体矫顽力提高7.70kOe，较对比例1矫顽力、剩磁、最大磁能积、方形度均有所提高，同时实施例1失重率仅为对比例1的45％，结合力明显提高。实施例2较原始磁体矫顽力提高8.36kOe，较对比例1矫顽力、剩磁、最大磁能积、方形度均有所提高，同时实施例2失重率仅为对比例1的45％，结合力明显提高。实施例3较原始磁体矫顽力提高8.88kOe，较对比例2矫顽力、剩磁、方形度均有所提高，同时实施例3失重率仅为对比例2的71％，结合力明显提高。实施例4较原始磁体矫顽力提高7.57kOe，较对比例1矫顽力、剩磁均有所提高，同时实施例4失重率仅为对比例1的46％，结合力明显提高。实施例5较原始磁体矫顽力提高8.24kOe，较对比例1矫顽力、方形度均有所提高，同时实施例5失重率仅为对比例1的41％，结合力明显提高。对比实施例2和对比例2可以看到1％20gDy+4g Cu对比2％20g Dy矫顽力、剩磁、最大磁能积、方形度均高，即达到相同的磁性能提升，采用本专利所用方法，非重稀土元素的加入至少可减少重稀土用量50％，有效的减少了重稀土的浪费。
Claims (6)
1.一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法，其特征在于，使用钕铁硼磁体为阴极，铜板为阳极，使用适当的扩散源，通过调整电压在烧结钕铁硼磁体表面形成具有高结合力的均匀复合扩散膜层。
2.按照权利要求1所述的一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法，其特征在于，所使用的扩散源包括醋酸铜(C4H6O4Cu)和/或氯化铜(CuCl2)和/或硝酸铜(Cu(NO3)2)和/或醋酸锌(C4H6O4Zn)和/或氯化锌(ZnCl2)和/或硝酸锌(Zn(NO3)2)和/或氯化铝(AlCl3)和/或硝酸铝(Al(NO3)3)和氢化镝(DyHx)和/或氢化铽(TbHx)纳米颗粒。
3.按照权利要求1所述的一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法，其特征在于，可通过控制电压和C4H6O4Cu和/或CuCl2和/或Cu(NO3)2和/或C4H6O4Zn和/或ZnCl2和/或Zn(NO3)2和/或AlCl3和/或Al(NO3)3溶液浓度以及氢化镝(DyHx)和/或氢化铽(TbHx)纳米颗粒悬浊液浓度控制混合膜层的比例和含量。
4.按照权利要求1、2、3所述的一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)在电解槽中将C4H6O4Cu和/或CuCl2和/或Cu(NO3)2和/或C4H6O4Zn和/或ZnCl2和/或Zn(NO3)2和/或AlCl3和/或Al(NO3)3溶于乙醇，浓度控制在0.1-10g/L；
(2)将DyHx和/或TbHx纳米颗粒置于步骤(1)所配置的溶液中，浓度控制在1-40g/L，搅拌均匀；
(3)将钕铁硼磁体置于阴极，铜板置于阳极；将阴极与电泳仪电源负极相连，阳极与电泳仪电源正极相连，设置电压为2-300V，沉积时间依据所需增重比控制在15s-5min；
(4)将(3)得到的已沉积磁体取出后冷风吹干，放入真空烧结炉进行热处理，一阶热处理升温35-50min，在500-600℃保温2-5h，快冷1-4h；二阶热处理升温55-75min，在750-950℃保温6-9h，快冷2-4h；三阶热处理升温30-50min，在400-600℃保温2-4h。
5.按照权利要求4所述的一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法，其特征在于，步骤(3)所使用铜板面积可根据磁体个数进行调整，以阳极板面积大于等于阴极磁体面积为最低要求。
6.按照权利要求4所述的一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法，其特征在于，步骤(3)选用一块铜板置于阴极一侧或选用两块铜板分别置于阴极两侧，后者效率较高。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110651431.4A CN113394017B (zh) | 2021-06-10 | 2021-06-10 | 一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110651431.4A CN113394017B (zh) | 2021-06-10 | 2021-06-10 | 一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113394017A true CN113394017A (zh) | 2021-09-14 |
| CN113394017B CN113394017B (zh) | 2023-11-03 |
Family
ID=77620428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110651431.4A Active CN113394017B (zh) | 2021-06-10 | 2021-06-10 | 一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113394017B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114334416A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-12 | 北京工业大学 | 一种固液相分离扩散工艺制备高性能钕铁硼磁体的方法 |
| CN114783755A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-22 | 杨杭福 | 一种电场热场共辅助制备钐铁氮磁体的方法 |
| CN117069513A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-11-17 | 北京工业大学 | 基于一步法电泳液快速制备沉积晶界扩散烧结钕铁硼磁体的方法 |
Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001257112A (ja) * | 2000-03-14 | 2001-09-21 | Citizen Watch Co Ltd | 永久磁石材料 |
| US20040115340A1 (en) * | 2001-05-31 | 2004-06-17 | Surfect Technologies, Inc. | Coated and magnetic particles and applications thereof |
| WO2006118006A1 (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | 電気化学的反応方法及び複合材料形成方法 |
| JP2008088491A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Kumamoto Univ | 複合めっき材およびその製造方法 |
| CN101375352A (zh) * | 2006-01-31 | 2009-02-25 | 日立金属株式会社 | R-Fe-B类稀土烧结磁铁及其制造方法 |
| JP2009099853A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Hitachi Metals Ltd | 高耐食性ｒ−ｔ−ｂ系希土類磁石 |
| CN102041543A (zh) * | 2009-10-20 | 2011-05-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | 金属表面富勒烯/金属复合薄膜的制备方法 |
| CN102117692A (zh) * | 2009-12-30 | 2011-07-06 | 北京中科三环高技术股份有限公司 | 具有多层复合电镀层的稀土永磁体及在其上进行复合电镀的方法 |
| JP2014017480A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-30 | Nissan Motor Co Ltd | Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の粒界改質方法 |
| CN103839670A (zh) * | 2014-03-18 | 2014-06-04 | 安徽大地熊新材料股份有限公司 | 一种制备高矫顽力的烧结钕铁硼永磁体的方法 |
| EP2869311A1 (en) * | 2013-10-29 | 2015-05-06 | Institute Jozef Stefan | Method of manufacturing fully dense Nd-Fe-B magnets with enhanced coercivity and gradient microstructure |
| CN105185497A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-12-23 | 包头天和磁材技术有限责任公司 | 一种永磁材料的制备方法 |
| CN108109833A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-06-01 | 赣州新瑞迪奥磁性材料有限公司 | 一种通过晶界扩散法生产高性能稀土永磁体的方法 |
| CN108389712A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-08-10 | 宁波招宝磁业有限公司 | 一种电泳还原制备高性能钕铁硼磁体的方法 |
| CN108565088A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-09-21 | 严高林 | 一种带涂层的钕铁硼烧结磁体及其制备方法 |
| CN109136996A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-04 | 安徽工业大学 | 一种利用钕铁硼废料制备Mg-Nd基中间合金的方法 |
| CN109256274A (zh) * | 2017-07-14 | 2019-01-22 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 低重稀土高矫顽力钕铁硼磁体的制备方法 |
| CN110233036A (zh) * | 2018-03-05 | 2019-09-13 | 宁波招宝磁业有限公司 | 一种钕铁硼磁体渗镝的方法 |
| CN112420305A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-26 | 四川大学 | 一种提高稀土永磁材料磁性能的晶界扩散方法 |
-
2021
- 2021-06-10 CN CN202110651431.4A patent/CN113394017B/zh active Active
Patent Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001257112A (ja) * | 2000-03-14 | 2001-09-21 | Citizen Watch Co Ltd | 永久磁石材料 |
| US20040115340A1 (en) * | 2001-05-31 | 2004-06-17 | Surfect Technologies, Inc. | Coated and magnetic particles and applications thereof |
| WO2006118006A1 (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | 電気化学的反応方法及び複合材料形成方法 |
| CN101375352A (zh) * | 2006-01-31 | 2009-02-25 | 日立金属株式会社 | R-Fe-B类稀土烧结磁铁及其制造方法 |
| JP2008088491A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Kumamoto Univ | 複合めっき材およびその製造方法 |
| JP2009099853A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Hitachi Metals Ltd | 高耐食性ｒ−ｔ−ｂ系希土類磁石 |
| CN102041543A (zh) * | 2009-10-20 | 2011-05-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | 金属表面富勒烯/金属复合薄膜的制备方法 |
| CN102117692A (zh) * | 2009-12-30 | 2011-07-06 | 北京中科三环高技术股份有限公司 | 具有多层复合电镀层的稀土永磁体及在其上进行复合电镀的方法 |
| JP2014017480A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-30 | Nissan Motor Co Ltd | Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の粒界改質方法 |
| EP2869311A1 (en) * | 2013-10-29 | 2015-05-06 | Institute Jozef Stefan | Method of manufacturing fully dense Nd-Fe-B magnets with enhanced coercivity and gradient microstructure |
| CN103839670A (zh) * | 2014-03-18 | 2014-06-04 | 安徽大地熊新材料股份有限公司 | 一种制备高矫顽力的烧结钕铁硼永磁体的方法 |
| CN105185497A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-12-23 | 包头天和磁材技术有限责任公司 | 一种永磁材料的制备方法 |
| CN109256274A (zh) * | 2017-07-14 | 2019-01-22 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 低重稀土高矫顽力钕铁硼磁体的制备方法 |
| CN108109833A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-06-01 | 赣州新瑞迪奥磁性材料有限公司 | 一种通过晶界扩散法生产高性能稀土永磁体的方法 |
| CN108389712A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-08-10 | 宁波招宝磁业有限公司 | 一种电泳还原制备高性能钕铁硼磁体的方法 |
| CN110233036A (zh) * | 2018-03-05 | 2019-09-13 | 宁波招宝磁业有限公司 | 一种钕铁硼磁体渗镝的方法 |
| CN108565088A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-09-21 | 严高林 | 一种带涂层的钕铁硼烧结磁体及其制备方法 |
| CN109136996A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-04 | 安徽工业大学 | 一种利用钕铁硼废料制备Mg-Nd基中间合金的方法 |
| CN112420305A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-26 | 四川大学 | 一种提高稀土永磁材料磁性能的晶界扩散方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ＤＡＮＷＵ: ""Coercivity enhancement mechanism of Tb-diffusion Nd-Fe-B sintered magnets studied by magneto-optical Kerr optical microscope"", 《ＲＡ Ｒ ＥＭ Ｅ ＴＡ Ｌ Ｓ》 * |
| ＤＡＮＷＵ: ""Coercivity enhancement mechanism of Tb-diffusion Nd-Fe-B sintered magnets studied by magneto-optical Kerr optical microscope"", 《ＲＡ Ｒ ＥＭ Ｅ ＴＡ Ｌ Ｓ》, 21 October 2019 (2019-10-21), pages 7 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114334416A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-12 | 北京工业大学 | 一种固液相分离扩散工艺制备高性能钕铁硼磁体的方法 |
| CN114334416B (zh) * | 2021-12-21 | 2024-03-19 | 北京工业大学 | 一种固液相分离扩散工艺制备高性能钕铁硼磁体的方法 |
| CN114783755A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-22 | 杨杭福 | 一种电场热场共辅助制备钐铁氮磁体的方法 |
| CN114783755B (zh) * | 2022-04-20 | 2024-03-05 | 杨杭福 | 一种电场热场共辅助制备钐铁氮磁体的方法 |
| CN117069513A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-11-17 | 北京工业大学 | 基于一步法电泳液快速制备沉积晶界扩散烧结钕铁硼磁体的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113394017B (zh) | 2023-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113394017B (zh) | 一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法 | |
| CN105355353B (zh) | 一种钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| CN101521069B (zh) | 重稀土氢化物纳米颗粒掺杂烧结钕铁硼永磁的制备方法 | |
| CN103556208B (zh) | 一种用于形成稀土氢化物颗粒涂层的处理剂和形成涂层的电沉积方法 | |
| EP3182423A1 (en) | Neodymium iron boron magnet and preparation method thereof | |
| CN109712797B (zh) | 一种改善钕铁硼磁体晶界扩散磁性能一致性的方法 | |
| CN105513734B (zh) | 钕铁硼磁体用轻重稀土混合物、钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| CN111834118B (zh) | 一种提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法及烧结钕铁硼磁体 | |
| CN108831655B (zh) | 一种提高钕铁硼烧结永磁体矫顽力的方法 | |
| CN109360728B (zh) | 一种蒸发晶界扩散增强钕铁硼磁体矫顽力的方法 | |
| CN105761861B (zh) | 一种钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| CN110911150B (zh) | 一种提高钕铁硼烧结永磁体矫顽力的方法 | |
| CN103187133A (zh) | 一种稀土永磁合金及其磁性相复合制备方法 | |
| CN109192493A (zh) | 一种高性能烧结钕铁硼永磁材料的制备方法 | |
| CN106876072A (zh) | 提高钕铁硼磁性材料磁性能的方法 | |
| CN112563013A (zh) | 一种晶界扩散制备高内禀矫顽力钕铁硼永磁材料的方法 | |
| CN109256274A (zh) | 低重稀土高矫顽力钕铁硼磁体的制备方法 | |
| CN108389712A (zh) | 一种电泳还原制备高性能钕铁硼磁体的方法 | |
| CN106548843A (zh) | 稀土永磁材料及其制备方法 | |
| CN104103415B (zh) | 一种氢化镝纳米粉末掺杂制备各向异性NdFeB稀土永磁体的方法 | |
| CN104103414B (zh) | 一种制备高矫顽力各向异性纳米晶钕铁硼永磁体的方法 | |
| CN117275919A (zh) | 一种高性能烧结钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| WO2022193464A1 (zh) | 一种钕铁硼磁体及一种三维晶界扩散制备钕铁硼磁体的方法 | |
| CN111933441B (zh) | 一种微尺寸高性能烧结钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| CN106169346A (zh) | 一种钕铁硼电镀Dy薄膜工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |