CN117095935A - 一种表面镀锌的磁粉热压成型制备高性能复合磁体及其制备 - Google Patents
一种表面镀锌的磁粉热压成型制备高性能复合磁体及其制备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117095935A CN117095935A CN202311098135.1A CN202311098135A CN117095935A CN 117095935 A CN117095935 A CN 117095935A CN 202311098135 A CN202311098135 A CN 202311098135A CN 117095935 A CN117095935 A CN 117095935A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic powder
- zinc
- powder
- magnetic
- magnet
- 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.)
- Pending
Links
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 title claims abstract description 193
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 22
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 121
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 116
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 67
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims abstract description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 59
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 53
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 39
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 36
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 34
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 30
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 28
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 17
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical group CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 17
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 16
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 16
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 16
- FPYUJUBAXZAQNL-UHFFFAOYSA-N 2-chlorobenzaldehyde Chemical compound ClC1=CC=CC=C1C=O FPYUJUBAXZAQNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 13
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 12
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 11
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 9
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 claims description 8
- 238000009694 cold isostatic pressing Methods 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 6
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000003842 bromide salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 229910002555 FeNi Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 5
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract 1
- PRQMIVBGRIUJHV-UHFFFAOYSA-N [N].[Fe].[Sm] Chemical compound [N].[Fe].[Sm] PRQMIVBGRIUJHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 41
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 14
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 11
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 9
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical group [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- YYXHRUSBEPGBCD-UHFFFAOYSA-N azanylidyneiron Chemical compound [N].[Fe] YYXHRUSBEPGBCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
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
-
- 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
- H01F1/0302—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity characterised by unspecified or heterogeneous hardness or specially adapted for magnetic hardness transitions
- H01F1/0306—Metals or alloys, e.g. LAVES phase alloys of the MgCu2-type
Abstract
本发明公开一种表面镀锌的磁粉热压成型制备高性能复合磁体及其制备。为解决现有技术中热固性树脂作为粘结剂存在的劣势，以及低熔点金属锌粉末作为粘结剂在磁粉表面分布不均匀以及体积百分含量过大，氧含量高、磁体成型差的不足，本发明将经除油并活化处理过的磁粉置于阴极表面，以所述电沉积溶液对应的金属板为阳极；在盛有无水的含锌离子液体作为电沉积溶液置于镀槽中，镀槽置于超声装置内，通过电镀技术通过电流在磁粉表面包覆上金属锌镀层，然后经洗涤纯化得到表面包覆锌镀层的磁粉，该方法大大改善了粘结剂分布均匀性、降低粘结剂百分含量，提高复合磁体的综合性能。
Description
技术领域
本发明属于磁体制备技术领域，涉及一种表面镀锌的磁粉热压成型制备高性能复合磁体及其制备。
背景技术
具有TbCu7型和Th2Zn17型晶体结构的Sm-Fe-N化合物是众所周知的高性能永磁材料。最近，由于重稀有金属资源的价格上涨和供应不稳定，不需要这些元素的Sm-Fe-N磁体已被作为Dy掺杂Nd-Fe-B磁体的潜在替代磁体。此外，Sm-Fe-N磁体具有高居里温度(450℃)，因此优选用于当前开发的混合动力和电动车辆中配备的电机。然而，实际上，Sm-Fe-N化合物然是次要的磁体，因为它们的应用限于粘结磁体，由于烧结固结的困难，粘结磁体不能充分发挥其固有的优点，如耐热性和高磁性能。
使用低熔点金属(Zn、In或Sn)作为粘结材料来制备磁体是有益的选择，其中Zn有强还原性，可吸收稀土磁粉表面的氧，降低磁粉的氧含量，同时又会与稀土磁体表面的α-Fe反应生成Γ-FeZn相，降低α-Fe的含量，Γ-FeZn相必须在颗粒边界处的粉末颗粒内形成，使磁体的矫顽力性能提升，施加压力似乎有利于Zn沿晶界充分扩散来建立这种微观结构。但同时Zn又是非铁磁性相，添加量过多时又会出现磁稀释效应使磁体的剩磁下降。因此，在确保有限的锌添加量下将锌粉与磁粉充分均匀混合，是发挥锌粘接剂作用的同时又不影响磁体性能的关键。目前，常采用磁粉直接和锌粉机械混合，但由于磁粉的粒径在0.1-6μm，而目前锌粉通常都在1000目以上，两者的密度又差不多，因此很难实现每个磁粉与每个锌粉一一匹配的均匀混合效果，这种分散不均匀将导致在热压制造磁体时，彼此间没有锌接触的稀土磁粉将不能粘接而机械强度下降。而有些采用同时球磨工艺混合，因磁粉普遍为质硬材料，而锌粉质软，同时球磨会导致磁粉越来越细，而锌粉从近球形状变成扁平状，均匀分散效果更加不理想。同时，采用市售的1000目以下的纳米锌粉来混合，虽然可以提高体积分数，实现比1000目锌粉更好的均匀混合效果，但因为该纳米锌粉活性高，其氧含量常超过10000ppm，如此过高氧含量的纳米锌粉与磁粉混合进行热压时，不仅使熔点提高同时又使磁体性能下降。
如专利CN03115679.7提出金属锡粘结钕铁硼磁体永磁材料，采用金属锡粉和经钝化还原方法包覆的钕铁硼磁粉来制作金属锡粘结钕铁硼永磁材料，以提高磁粉的高温抗氧化性能，获得性能优良的钕铁硼永磁材料但该专利提到的方法只是简单的将低熔点金属粉末与磁粉简单混合后压制并加热成型的工艺，这不可避免的存在金属锌粉与磁粉分布不均匀、锌粉比重太高问题，导致粘结剂的利用效率低甚至浪费的现象。此外，磁体的磁性能随着磁粉所占比例的下降而降低，因而过多的粘结剂也会影响磁性能。
通过降低锌粉的氧含量和粒径制备高矫顽力Zn键合Sm-Fe-N磁体，增加Zn键合Sm-Fe-N磁体中的相对密度和降低氧含量会增加(BH)max，同时保持高矫顽力。此外，减小Zn的粒径和增加Zn分布的均匀性对于提高矫顽力也很重要，换言之，细的、均匀分布的Zn可以增加Zn键合Sm-Fe-N磁体的矫顽力,通过降低Zn含量导致Sm-Fe-N粉末的体积分数增加和(BH)max增加。
为解决现有技术中热固性树脂作为粘结剂存在的劣势，以及低熔点金属锌粉末作为粘结剂在磁粉表面分布不均匀以及体积百分含量过大，氧含量高、磁体成型差的不足，本发明提供了一种用表面镀锌的磁粉球磨然后在一定温度下热压成型制备高性能粘结磁体的方法，该方法大大改善了粘结剂分布均匀性、降低粘结剂百分含量，提高复合磁体的综合性能。
发明内容
本发明的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种表面镀锌的磁粉热压成型制备高性能复合磁体的制备方法。
所采用的技术方案是：
将经除油并活化处理过的磁粉置于阴极表面，以所述电沉积溶液对应的金属板为阳极；把盛有无水的含锌离子液体作为电沉积溶液置于镀槽中，镀槽置于超声装置内，通过电镀技术在磁粉表面包覆上金属锌镀层，然后经洗涤纯化得到表面包覆锌镀层的磁粉，电镀整个过程是在真空或充满惰性气氛的手套箱中进行，将电镀好的磁粉球磨细化采用3T磁场定向压制，和500Mpa压力冷等静压，将冷等静压好的样品装填于特定的热压模具中通过热压成型的方式将磁粉压制成高性能复合磁体。
作为优选，所述的磁粉为Sm(FeCoTi)12磁粉、L10-FeNi磁粉、Fe16N2磁粉、γ-Fe4N粉、Nd(Fe,M)12Nx、钕铁硼磁粉、SmFeN磁粉、以及SmFeC磁粉中的至少一种。
作为优选，所述磁粉的粒径为5-30μm，采用合适的粒径促进锌的负载效果。
作为优选，为使金属锌在磁粉表面均匀包覆，镀槽的槽底施加有变化的磁场，使得磁粉在表面包覆锌的过程中可以翻滚，变化的磁场可以通过来回移动强磁性的烧结钕铁硼磁条来实现。
作为优选，所述的磁粉除油、活化前处理步骤为：(1)除油：用含15g/ml-30g/mlNaOH，15g/ml-30g/ml Na2CO3，5g/L-10g/LNa3PO4，0.005g/L-0.04g/L十二烷基苯磺酸钠的溶液彻底除油；(2)表面活化：用稀酸溶液进行活化，常用质量浓度为3％的盐酸溶液来进行活化。
所述的含锌离子液体镀液包括电镀技术所采用的电沉积溶液，其中电沉积溶液的配方为：
镀锌添加剂；
其中，所述溴化盐包括溴化钠(NaBr)150-250g/L和溴化钾(KBr)40-60g/L；
所述镀锌添加剂包括环氧丙烷(C3H6O)3-6mL/L，邻氯苯甲醛(C7H5ClO)5-10mL/L和硼酸(H3BO3)3-6mL/L；
作为优选，阴极采用钛，阳极采用金属锌；阴阳极面积比为1：2～5。
作为优选，所述电镀参数为电流密度0.5-4A/dm2,电镀过程中溶液温度20-80℃，电镀时间为0.5-3h。
作为优选，所述球磨过程是在真空或者惰性气体气氛下进行，球磨溶剂选择正己烷；球磨研磨介质为玛瑙珠、钢珠或氧化锆珠，与磁粉质量比为10:1-20:1，球磨时间为3-6h，球磨后磁粉直径为1-5μm，氧含量小于或等于5000ppm。
作为优选，所述热压成型过程在真空或者惰性气体气氛下进行；其热压条件为热压温度为400-500℃，热压压力大于0.5GPa，热压时间0.5min-5min，保压时间0.5min-5min，热压磁体密度要大于6.8g/cm3。
本发明的第二个目的是提供一种复合磁体，复合磁粉中锌粉颗粒的含量为0.1wt.％～30wt.％，锌粉颗粒为纯度大于或等于90％的单质锌；单质锌的粒径为100nm～1μm，锌粉颗粒占据所述磁粉颗粒的表面积的比例在40％以上，锌粉颗粒的氧含量小于或等于2000ppm。
本发明的有益效果主要体现在：
(1)电镀溶液采用常温无水无氧的含锌离子液体，由于其熔点低、溶解性能好、导电率好、电化学窗口宽、性质稳定等优点，在防止磁粉氧化的同时包覆了一层活性高的低熔点金属锌镀层，而在普通水溶液镀锌对磁粉会腐蚀，电流密度小沉积速度慢且磁粉氧化严重；
(2)在磁粉表面直接包覆低熔点金属锌，有效促进了磁粉与金属锌的分布均匀性，在热压成型制备复合磁体时提高磁粉的相对含量，从而提高复合磁体的磁性能和力学性能，同时也提高了热压成型过程中磁粉的抗氧化性；
(3)含锌离子液体中加入一定比例的环氧丙烷、邻氯苯甲醛、硼酸的镀锌添加剂，使得锌在磁粉表面分散更均匀。
附图说明
图1为电沉积装置示意图。
图中标记：超声装置1、烧结钕铁硼永磁体2、钐铁氮磁粉3、直流稳压电源4、电沉积槽5、锌板6、钛板7。
图2为实例2中利用电镀技术包覆低熔点金属锌镀层磁粉SEM图像。
图3为实例2中热压成型制备复合磁体抛光断面Zn元素分布的EDS。
图4为实例1、2、7、8利用电镀技术包覆低熔点金属锌镀层磁粉XRD图像。
具体实施方式
如前所述，鉴于现有技术的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，提出了本发明的技术方案：(1)本发明采用常温无水无氧的含锌离子液体作为锌源，无水无氧的含锌离子液体由于其熔点低、溶解性能好、导电率好、电化学窗口宽、性质稳定等优点，在防止磁粉氧化的同时包覆了一层活性高的低熔点金属锌镀层；在磁粉表面直接包覆低熔点金属锌，有效促进了磁粉与金属锌的分布均匀性，在热压成型制备复合磁体时提高磁粉的相对含量，从而提高复合磁体的磁性能和力学性能，同时也提高了热压成型过程中磁粉的抗氧化性；(2)含锌离子液体中加入由一定比例的环氧丙烷、邻氯苯甲醛、硼酸的镀锌添加剂，使得锌在磁粉表面分散更均匀；，其中邻氯苯甲醛可改善镀件表面的润湿性能，提高高电流密度区的阴极极化，硼酸扩大电流密度范围(特别是低电流密度区)和提高镀液的分散能力；(3)利用电镀技术包覆低熔点金属锌镀层，工艺简单，低熔点金属锌镀层厚度可根据金属沉积的时间随意控制；(4)根据磁粉级性相斥的特性，在镀槽的槽底施加有变化的磁场，可促进磁粉在金属沉积的过程中可以翻滚，防止磁粉因重叠而不能包覆，或因机械搅拌而破碎。
本发明提供一种表面镀锌的磁粉热压成型制备高性能复合磁体的制备方法：
将经除油并活化处理过的磁粉置于阴极表面，以所述电沉积溶液对应的金属板为阳极；在盛有无水的含锌离子液体作为电沉积溶液置于镀槽中，镀槽置于超声装置内，通过电镀技术通过电流在磁粉表面包覆上金属锌镀层，然后经洗涤纯化得到表面包覆锌镀层的磁粉，电镀整个过程是在真空或充满惰性气氛的手套箱中进行，将电镀好的磁粉球磨细化，通过热压成型的方式将磁粉制成高性能复合磁体。
所述的磁粉的粒径为5-30μm，采用合适的粒径促进锌的负载效果；
为使金属锌在磁粉表面均匀包覆，镀槽的槽底施加有变化的磁场，使得磁粉在表面包覆锌的过程中可以翻滚，变化的磁场可以通过来回移动强磁性的烧结钕铁硼磁条来实现。
所述的磁粉除油、活化前处理步骤为：(1)除油：用含15g/ml-30g/ml NaOH，15g/ml-30g/ml Na2CO3，5g/L-10g/L Na3PO4，0.005g/L-0.04g/L十二烷基苯磺酸钠的溶液彻底除油；(2)表面活化：用稀酸溶液进行活化，常用质量浓度为3％的盐酸溶液来进行活化。
所述的含锌离子液体镀液包括采用电镀技术所采用的电沉积溶液，其中电沉积溶液的配方为：
镀锌添加剂；
其中，所述溴化盐包括溴化钠(NaBr)150-250g/L和溴化钾(KBr)40-60g/L；
所述镀锌添加剂包括环氧丙烷(C3H6O)3-6mL/L，邻氯苯甲醛(C7H5ClO)5-10mL/L和硼酸(H3BO3)3-6mL/L；
上述高性能复合磁体的制备方法具体按如下步骤进行：
(1)取磁粉进行5分钟除油，无水乙醇漂洗，1分钟表面活化，无水乙醇漂洗工序的前处理；
(2)按配方称取尿素(CH4N2O)、溴化钠(NaBr)、溴化钾(KBr)、无水氯化锌(ZnCl2)、环氧丙烷(C3H6O)、邻氯苯甲醛(C7H5ClO)、硼酸(H3BO3)用甲酰胺配制成电沉积溶液装入槽中，钛板置于槽底并通过引线与稳压直流电源的负极相连作为阴极，金属锌板悬挂于电沉积溶液中作为阳极，阴阳极面积比为1：2～5；
(3)将处理过的磁粉置于槽中，经过一段时间沉淀，磁粉平铺于钛板上，镀槽置于超声装置中，在20-80℃、阴极电流密度0.5-4A/dm2的条件下电沉积金属锌，电沉积过程中在槽底施加有变化的磁场，电镀装置处于真空气氛或充满惰性气体的操作室中，所述操作室中的氧含量小于或等于10ppm，水含量小于或等于10ppm；
电镀槽在电镀过程中置于超声波装置中，这是因为超声波在传播过程中在电极表面产生的空泡并随后炸裂，从而产生向表面方向的高速液体射流，这种射流被认为导致电极处传质边界层的破坏、减少了物质耗尽、改进离子的质量传输层、增加镀层厚度和提高反应效率和沉积速率，使得磁粉在尽可能短的时间内被电镀并且改善了整体性能。
(4)沉积0.5-3h后，关闭直流稳压电源，将电镀完的磁粉从镀槽中取出用丙酮清洗，然后用无水乙醇进一步清洗以除去电解液中的杂质，用正己烷收集磁粉，将磁粉置于惰性气体的手套箱中干燥。
所述的洗涤纯化步骤为：磁粉的清洗是比较关键的一步，因为清洗如果不充分，盐的带入会影响剩磁等磁性能，磁粉的清洗及收集采用丙酮、无水乙醇、正己烷的目的就是杜绝磁粉氧化，将磁粉取出用丙酮清洗，然后用无水乙醇进一步清洗以除去电沉积溶液中的杂质，先用丙酮清洗的目的是将磁粉表面包裹着的离子液体中的甲酰胺、尿素清洗干净但电解液中的溴化盐不溶于丙酮所以需要进一步用无水乙醇清洗以及进一步除去磁粉表面的尿素，用PH计测试磁粉间PH值为6-8即可，将电镀好的磁粉置于正己烷中，使用永磁体从溶液中取出磁粉，放入惰性气体的手套箱干燥。
所述的球磨细化按如下步骤进行：
(1)球磨是通过滚动或搅拌使研磨介质冲击、剪切物料从而实现无料细化的过程，为避免磁粉细化过程中容易氧化导致磁性能不足的问题，球磨装料整个过程是在有惰性气体保护的手套箱中进行，为了避免球磨过程中氧化的问题球磨剂选择正己烷(无水级98％)；
(2)球磨装料整个过程是在充满惰性气体的手套箱中进行，球磨罐中倒入一定量的正己烷(无水级98％)。称取一定量的磁粉装入正己烷中，再加入研磨介质(玛瑙珠、钢珠、氧化锆珠，与磁粉的质量比例为10：1、20：1)，加盖后将球罐从手套箱中取出，球磨时间为3-6h；
(3)球磨结束后在氧含量为10-50ppm手套箱中洗粉，进而将磁粉与正己烷分离，将清洗后的磁粉置于惰性气体的手套箱中干燥，球磨后的磁粉粒径为1-5μm，氧含量小于或等于5000ppm。
所述的热压成型制备复合磁体粉步骤为：
(1)将球磨细化后表面包覆锌镀层的磁粉采用3T磁场定向压制，和500Mpa压力冷等静压，将冷等静压好的样品装填于特定的热压模具中，整个热压过程是在真空或者充满惰性气体的手套箱中进行；
(2)采用适当的热压实验参数，利用压机进行热压成型；
(3)磁体热压成型条件为：热压温度为400-500℃，热压压力大于0.5GPa，热压时间0.5min-5min。保压时间0.5min-5min，热压磁体密度要大于6.8g/cm3。
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但不能将方案中所涉及的方法及技术参数理解为对本发明的限制。
实施例1：钐铁氮磁粉电镀技术沉积包覆锌层球磨细化并热压成型制备高性能复合磁体
电镀溶液配方：尿素(CH4N2O)450-550g/L，溴化钠(NaBr)150-250g/L，溴化钾(KBr)40-60g/L，无水氯化锌(ZnCl2)60-70g/L，甲酰胺(CH3NO)0.1L-0.2L，环氧丙烷(C3H6O)3-6mL/L，邻氯苯甲醛(C7H5ClO)5-10mL/L，硼酸(H3BO3)3-6mL/L。
工艺如下：按摩尔比75％:20％:5％分别称取一定量的尿素、NaBr、KBr混散于干燥的烧杯中并密闭，置于80℃的真空干燥箱中加热5h，待其全部溶解加入等体积的甲酰胺，磁力搅拌使其充分混合后经漏斗过滤，得无色透明的液体，取一定量的上述液体，磁力搅拌条件下按60g/L缓慢加入经充分干燥过的无水ZnCl2，加料完毕逐步升高温度到80℃，使ZnCl2充分溶解，磁力搅拌30min得到无色透明的离子液体，为使镀层表面平整、致密、均匀，在配好的离子液体中加入添加剂：环氧丙烷(C3H6O)5mL/L，邻氯苯甲醛(C7H5ClO)7mL/L，硼酸(H3BO3)5mL/L密封备用。由于ZnCl2有极强的吸水性，在加料前需在真空干燥箱中100℃脱水干燥12h。盛溶液槽用有机玻璃制作，钛板放置在槽底并通过引线与电源的负极相连作为阴极，锌板悬挂在电沉积溶液中作为阳极，阴阳极面积比1：2～5，然后称取10g粒径为5-30μm的钐铁氮磁粉经过至少5分钟除油，无水乙醇漂洗，至少1分钟表面活化，无水乙醇漂洗工序前的处理，电镀装置如图1所示，将经过前处理后的钐铁氮磁粉放入电沉积槽中，然后将电沉积槽放入超声装置中，经过槽底的磁铁吸附，使钐铁氮磁粉平铺在钛板上，在50℃，1A/dm2的条件下电沉积包覆金属锌层，电沉积过程中每隔一段时间将电沉积槽从超声装置中取出，用烧结钕铁硼永磁体在槽低运动，使得钐铁氮磁粉能贴着钛板不断翻滚，经过2h后，关闭直流稳压电源，取出并用丙酮反复清洗磁粉，清洗后继续用无水乙醇溶剂进一步清洗，整个电镀过程均置于氧含量为10-50ppm的手套箱中，将电镀好的磁粉放入充满惰性气体的手套箱中干燥，球磨装料整个过程是在有惰性气体保护的手套箱中进行，球磨罐中倒入一定量的正己烷(无水级98％)。称取一定量的电镀好干燥后的磁粉装入正己烷中，再加入研磨介质(玛瑙珠与磁粉的质量比例为20：1)，加盖后将球罐从手套箱中取出，球磨时间为5h，球磨结束后在氧含量为10-50ppm手套箱中洗粉，进一步将磁粉与正己烷分离，将清洗后的磁粉置于惰性气体的手套箱中干燥。球磨细化后磁粉粒径为1-5μm，氧含量小于或等于5000ppm，将球磨细化后的磁粉采用3T磁场定向压制和500Mpa压力冷等静压，将冷等静压好的样品装填于特定的热压模具中整个热压过程是在充满惰性气体的手套箱中进行，将热压装置加热到一定温度，利用压机进行热压成型，然后取出模具，并脱模取出试样，热压实验参数:热压温度430℃，热压压力3GPa，加热时间3min，保压时间2min。经测试复合磁体的密度为6.64g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝10.82KGs，HCj＝12.65KOe，(BH)max＝26.73MGOe，经能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF，ZSX PrimusⅡ)测试电镀包覆锌镀层磁粉的Zn元素含量为20wt.％。使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)和台式扫描电子显微镜(Phenom ProX)进行微观结构和形态研究。
实施例2：钐铁氮磁粉电镀技术沉积包覆锌层球磨细化并热压成型制备高性能复合磁体
电镀溶液配方：尿素(CH4N2O)450-550g/L，溴化钠(NaBr)150-250g/L，溴化钾(KBr)40-60g/L，无水氯化锌(ZnCl2)60-70g/L，甲酰胺(CH3NO)0.1L-0.2L，环氧丙烷(C3H6O)3-6mL/L，邻氯苯甲醛(C7H5ClO)5-10mL/L，硼酸(H3BO3)3-6mL/L。
电沉积离子溶液的配置方法如实例1所述，钐铁氮磁粉前处理如实例1所示，将经过处理后的钐铁氮磁粉放入电沉积槽中，然后将电沉积槽放入超声装置中，经过槽底的磁铁吸附，使钐铁氮磁粉平铺在钛板上，在50℃、2A/dm2、电沉积时间2h的条件下电沉积包覆金属锌层，磁粉电镀过程如实例1所示，球磨细化步骤如实例1所示，热压成型制备复合磁体步骤如实例1所述，经测试复合磁体的密度为6.68g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝10.71KGs，HCj＝13.40KOe，(BH)max＝26.43MGOe，经能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF，ZSX PrimusⅡ)测试电镀包覆锌镀层磁粉的Zn元素含量为20wt.％，使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)，台式扫描电子显微镜(Phenom ProX)进行微观结构和形态研究。图2为实例2中利用电镀技术包覆低熔点金属锌镀层磁粉SEM图像。图3为实例2中热压成型制备复合磁体抛光断面Zn元素分布的EDS。
对比例1钐铁氮磁粉球磨细化并热压成型制备高性能复合磁体
取一定量5-30μm Sm-Fe-N磁粉球磨细化步骤如实例1所示，直接将装填于特定的热压模具中，热压成型制备复合磁体具体步骤如实例1所述，经测试复合磁体的密度为5.89g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝10.01KGs，HCj＝8.72KOe，(BH)max＝18.84MGOe，使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)和扫描电子显微镜(SU1510)进行微观结构和形态研究.
对上述实施例2、对比例1热压制备复合磁体进行磁性能测试，结果如表1所示。
表1:热压成型制备复合磁体磁性能测试结果
由表1可知由电沉积方法制备磁体的矫顽力高于未电镀磁体的矫顽力，表明通过电沉积方法可以在Sm-Fe-N粉末上均匀沉积低氧含量的细Zn颗粒且有效的提高了磁体的矫顽力。
实施例3：钐铁氮磁粉电镀技术沉积包覆锌层球磨细化并热压成型制备高性能复合磁体
电沉积离子溶液的配置方法如实例1所述，钐铁氮磁粉前处理如实例1所示，将经过处理后的钐铁氮磁粉放入电沉积槽中，然后将电沉积槽放入超声装置中，经过槽底的磁铁吸附，使钐铁氮磁粉平铺在钛板上，在50℃、2A/dm2、电沉积时间0.5h的条件下电沉积包覆金属锌层，磁粉电镀过程如实例1所示，球磨细化步骤如实例1所示，热压成型制备复合磁体步骤如实例1所述，经测试复合磁体的密度为6.53g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝11.72KGs，HCj＝10.56KOe，(BH)max＝26.84MGOe，经能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF，ZSX PrimusⅡ)测试电镀包覆锌镀层磁粉的Zn元素含量为7wt.％，使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)，台式扫描电子显微镜(Phenom ProX)进行微观结构和形态研究。
实施例4：钐铁氮磁粉电镀技术沉积包覆锌层球磨细化并热压成型制备高性能复合磁体
电沉积离子溶液的配置方法如实例1所述，钐铁氮磁粉前处理如实例1所示，将经过处理后的钐铁氮磁粉放入电沉积槽中，然后将电沉积槽放入超声装置中，经过槽底的磁铁吸附，使钐铁氮磁粉平铺在钛板上，在50℃、2A/dm2、电沉积时间1h的条件下电沉积包覆金属锌层，磁粉电镀过程如实例1所示，球磨细化步骤如实例1所示，热压成型制备复合磁体步骤如实例1所述，经测试复合磁体的密度为6.58g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝10.98KGs，HCj＝11.36KOe，(BH)max＝26.73MGOe，经能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF，ZSX PrimusⅡ)测试电镀包覆锌镀层磁粉的Zn元素含量为12wt.％，使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)，台式扫描电子显微镜(Phenom ProX)进行微观结构和形态研究。
实施例5：钐铁氮磁粉电镀技术沉积包覆锌层球磨细化并热压成型制备高性能复合磁体
电沉积离子溶液的配置方法如实例1所述，钐铁氮磁粉前处理如实例1所示，将经过处理后的钐铁氮磁粉放入电沉积槽中，然后将电沉积槽放入超声装置中，经过槽底的磁铁吸附，使钐铁氮磁粉平铺在钛板上，在50℃、2A/dm2、电沉积时间1.5h的条件下电沉积包覆金属锌层，磁粉电镀过程如实例1所示，球磨细化步骤如实例1所示，热压成型制备复合磁体步骤如实例1所述，经测试复合磁体的密度为6.64g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝10.89KGs，HCj＝11.56KOe，(BH)max＝26.42MGOe，经能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF，ZSX PrimusⅡ)测试电镀包覆锌镀层磁粉的Zn元素含量为17wt.％，使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)，台式扫描电子显微镜(Phenom ProX)进行微观结构和形态研究。
实施例6：钐铁氮磁粉电镀技术沉积包覆锌层球磨细化并热压成型制备高性能复合磁体
电沉积离子溶液的配置方法如实例1所述，钐铁氮磁粉前处理如实例1所示，将经过处理后的钐铁氮磁粉放入电沉积槽中，然后将电沉积槽放入超声装置中，经过槽底的磁铁吸附，使钐铁氮磁粉平铺在钛板上，在50℃、2A/dm2、电沉积时间2.5h的条件下电沉积包覆金属锌层，磁粉电镀过程如实例1所示，球磨细化步骤如实例1所示，热压成型制备复合磁体步骤如实例1所述，经测试复合磁体的密度为6.73g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝10.56KGs，HCj＝13.87KOe，(BH)max＝25.98MGOe，经能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF，ZSX PrimusⅡ)测试电镀包覆锌镀层磁粉的Zn元素含量为26wt.％，使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)，台式扫描电子显微镜(Phenom ProX)进行微观结构和形态研究。
对实施例2-6热压制备复合磁体进行磁性能测试，结果如表2所示。
表2：热压成型制备复合磁体磁性能测试结果
由表2可以看出，在接近真空条件下通过电沉积的方法在Sm-Fe-N粉末上沉积细小的Zn颗粒，随着锌含量的逐渐增加Sm-Fe-N磁体的矫顽力也逐渐上升且最大值接近14KOe。
实施例7：钐铁氮磁粉电镀技术沉积包覆锌层球磨细化并热压成型制备高性能复合磁体
电镀溶液配方：尿素(CH4N2O)450-550g/L，溴化钠(NaBr)150-250g/L，溴化钾(KBr)40-60g/L，无水氯化锌(ZnCl2)60-70g/L，甲酰胺(CH3NO)0.1L-0.2L，环氧丙烷(C3H6O)3-6mL/L，邻氯苯甲醛(C7H5ClO)5-10mL/L，硼酸(H3BO3)3-6mL/L。
电沉积离子溶液的配置方法如实例1所述，钐铁氮磁粉前处理如实例1所示，将经过处理后的钐铁氮磁粉放入电沉积槽中，然后将电沉积槽放入超声装置中，经过槽底的磁铁吸附，使钐铁氮磁粉平铺在钛板上，在50℃、3A/dm2、电沉积时间2h的条件下电沉积包覆金属锌层，磁粉电镀过程如实例1所示，球磨细化步骤如实例1所示，热压成型制备复合磁体步骤如实例1所述，经测试复合磁体的密度为6.63g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝10.61KGs，HCj＝12.72KOe，(BH)max＝25.87MGOe，经能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF，ZSX PrimusⅡ)测试电镀包覆锌镀层磁粉的Zn元素含量为20wt.％，使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)，台式扫描电子显微镜(Phenom ProX)进行微观结构和形态研究。
实施例8：钐铁氮磁粉电镀技术沉积包覆锌层球磨细化并热压成型制备高性能复合磁体
电镀溶液配方：尿素(CH4N2O)450-550g/L，溴化钠(NaBr)150-250g/L，溴化钾(KBr)40-60g/L，无水氯化锌(ZnCl2)60-70g/L，甲酰胺(CH3NO)0.1L-0.2L，环氧丙烷(C3H6O)3-6mL/L，邻氯苯甲醛(C7H5ClO)5-10mL/L，硼酸(H3BO3)3-6mL/L。
电沉积离子溶液的配置方法如实例1所述，钐铁氮磁粉前处理如实例1所示，将经过处理后的钐铁氮磁粉放入电沉积槽中，然后将电沉积槽放入超声装置中，在50℃、4A/dm2、电沉积时间2h的条件下电沉积包覆金属锌层，磁粉电镀过程如实例1所示，球磨细化步骤如实例1所示，热压成型制备复合磁体步骤如实例1所述，经测试复合磁体的密度为6.67g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝10.54KGs，HCj＝11.88KOe，(BH)max＝25.90MGOe，经能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF，ZSX PrimusⅡ)测试电镀包覆锌镀层磁粉的Zn元素含量为20wt.％，使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)，台式扫描电子显微镜(Phenom ProX)进行微观结构和形态研究。
图4为实例1、2、7、8利用电镀技术包覆低熔点金属锌镀层磁粉XRD图像。
对上述实施例1、实施例2、实施例7、实施例8热压制备复合磁体进行磁性能测试，结果如表3所示。
表3:热压成型制备复合磁体磁性能测试结果
由表3可以看出，在接近真空条件下通过电沉积的方法在Sm-Fe-N粉末上沉积细小的Zn颗粒，随着电流密度的逐渐增加Sm-Fe-N磁体的矫顽力呈现先上升后下降的趋势且最大值接近14KOe，表明钐铁氮磁粉电镀沉积低熔点锌层时电流密度不易开的太大，应当选用电流密度小，时间长的实验方案。
对比例2：钐铁氮磁粉球磨细化后混入锌粉热压成型制备复合磁体
钐铁氮磁粉球磨细化步骤如实例1所示，在充满惰性气体的手套箱中，称取一定量球磨细化后钐铁氮磁粉与5wt.％的1000目锌粉倒入装有一定量玛瑙珠的玻璃瓶中，充分混合均匀后装填于特定的热压模具中，热压成型制备复合磁体具体步骤如实例1所述，经测试5wt.％Zn含量复合磁体的密度为6.54g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝9.72KGs，HCj＝9.99KOe，(BH)max＝23.47MGOe，经能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF，ZSX PrimusⅡ)测试混入5wt.％Zn含量磁粉的Zn元素含量为4.2wt.％，使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)和扫描电子显微镜(SU1510)进行微观结构和形态研究.
对比例3：钐铁氮磁粉球磨细化后混入锌粉热压成型制备复合磁体
将对比例1中的1000目锌粉加入量替换为25wt.％，其他条件为对比例1相同。
经测试25wt.％Zn含量复合磁体的密度为6.68g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝9.56KGs，HCj＝10.06KOe，(BH)max＝21.86MGOe，经能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF，ZSX PrimusⅡ)测试混入25wt.％Zn含量磁粉的元素含量为20wt.％，使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)和扫描电子显微镜(SU1510)进行微观结构和形态研究.
对上述实施例2-3、对比例1-2热压制备复合磁体进行磁性能测试，结果如表4所示。
表4：热压成型制备复合磁体磁性能测试结果
由表4对比在接近真空条件下通过电沉积的方法在Sm-Fe-N粉末上沉积细小的Zn颗粒和铁氮磁粉球磨细化后混入锌粉两种热压成型制备复合磁体磁性能数据可知，对于两种Zn键合磁体，矫顽力均随Zn含量的增加而增加。在相同Zn含量下，由电沉积方法制备的磁体的矫顽力高于由混合粉末制备的磁体的矫顽力，表明该混合粉末比沉积粉末具有更高的氧含量和更低的表面覆盖率。通过电沉积方法可以在Sm-Fe-N粉末上均匀沉积低氧含量的细Zn颗粒。
实施例9：钐铁氮球磨细化磁粉电镀技术沉积包覆锌层并热压成型制备复合磁体
电镀溶液配方：尿素(CH4N2O)450-550g/L，溴化钠(NaBr)150-250g/L，溴化钾(KBr)40-60g/L，无水氯化锌(ZnCl2)60-70g/L，甲酰胺(CH3NO)0.1L-0.2L，环氧丙烷(C3H6O)3-6mL/L，邻氯苯甲醛(C7H5ClO)5-10mL/L，硼酸(H3BO3)3-6mL/L。
球磨细化步骤如实例1所述，电沉积离子溶液的配置方法如实例1所述，钐铁氮磁粉前处理如实例1所示，将经过处理后的钐铁氮磁粉放入电沉积槽中，然后将电沉积槽放入超声装置中，经过槽底的磁铁吸附，使钐铁氮磁粉平铺在钛板上，在50℃、2A/dm2、电沉积时间2h的条件下电沉积包覆金属锌层，磁粉电镀过程如实例1所示，热压成型制备复合磁体步骤如实例1所述，经测试复合磁体的密度为6.56g/cm3，用AMT-4型永磁参数测量仪测量了磁体的磁性能磁体性能为Br＝10.62KGs，HCj＝8.64KOe，(BH)max＝23.82MGOe，经能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF，ZSX PrimusⅡ)测试电镀包覆锌镀层磁粉的Zn元素含量为10wt.％，使用X射线衍射(XRD，X’Pert Pro)，台式扫描电子显微镜(Phenom ProX)进行微观结构和形态研究。
对比上述实施例9、实施例2热压制备复合磁体进行磁性能测试，结果如表5所示。
表5：热压成型制备复合磁体磁性能测试结果
由表5可以看出，在接近真空条件下通过电沉积的方法在Sm-Fe-N粉末上沉积细小的Zn颗粒，先沉积后球磨热压制备的复合磁体磁性能高于先球磨后沉积热压制备的复合磁体磁性能，矫顽力的降低归因于氧扩散到Sm-Fe-N粉末中，在后续热压过程中产生软磁相α-Fe从而降低磁体磁性能。
上述实施例用来说明解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权力要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用表面镀锌的磁粉热压制备复合磁体的方法，其特征在于，所述的方法是：
将经除油并活化处理过的磁粉置于阴极表面，以金属板为阳极，以无水无氧的含锌离子液体作为电沉积溶液；
将电沉积溶液置于镀槽中，镀槽置于超声装置内，真空或者惰性气氛环境下通过电镀技术使得磁粉表面包覆金属锌镀层，然后经洗涤纯化得到表面包覆锌镀层的磁粉；
将表面包覆锌镀层的磁粉球磨细化采用磁场定向压制和冷等静压，将冷等静压好的样品通过热压成型的方式制成复合磁体；
所述无水无氧的含锌离子液体包括以下原料组分：
尿素(CH4N2O)450-550g/L；
溴化盐；
无水氯化锌60-70g/L；
甲酰胺(CH3NO)0.1L-0.2L；
镀锌添加剂；
其中所述的镀锌添加剂包括环氧丙烷3-6mL/L，邻氯苯甲醛5-10mL/L，硼酸3-6mL/L。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于所述的磁粉为Sm(FeCoTi)12磁粉、L10-FeNi磁粉、Fe16N2磁粉、γ-Fe4N粉、Nd(Fe,M)12Nx、钕铁硼磁粉、SmFeN磁粉、以及SmFeC磁粉中的至少一种，粒径为5-30μm。
3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于阴极置于镀槽槽底，阳极悬挂于电沉积溶液中，镀槽的槽底施加有变化的磁场。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于阴极采用钛，阳极采用金属锌；阴阳极面积比为1：2～5。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于所述电镀参数为电流密度1-4A/dm2,电镀过程中溶液温度20-80℃，电镀时间为0.5-3h。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于所述磁粉除油活化处理步骤为将磁粉先用含15g/ml-30g/ml NaOH，15g/ml-30g/ml Na2CO3，5g/L-10g/LNa3PO4，0.005g/L-0.04g/L十二烷基苯磺酸钠的溶液至少5min分钟除油，无水乙醇漂洗，用质量浓度为3％的盐酸溶液至少1分钟表面活化，无水乙醇漂洗；整个处理是在真空或惰性气体气氛进行。
7.如权利要求1所述方法，其特征在于所述的溴化盐包括溴化钠150-250g/L、溴化钾40-60g/L。
8.如权利要求1所述方法，其特征在于所述球磨过程是在真空或者惰性气体的气氛下进行，球磨溶剂选择正己烷；球磨研磨介质为玛瑙珠、钢珠或氧化锆珠，与磁粉质量比为10：1-20：1，球磨时间为3-6h，球磨后磁粉直径为1-5μm，氧含量小于或等于5000ppm。
9.如权利要求1所述方法，其特征在于所述热压成型过程在真空或者惰性气体气氛下进行；其热压条件为热压温度为400-500℃，热压压力大于0.5GPa，热压时间0.5min-5min，保压时间0.5min-5min，热压磁体密度要大于6.8g/cm3。
10.一种复合磁体，采用权利要求1-9任一项所述方法制备得到，其特征在于所述复合磁粉中所述锌粉颗粒的含量为0.1wt.％～30wt.％，锌粉颗粒为纯度大于或等于90％的单质锌；单质锌的粒径为100nm～1um，锌粉颗粒占据所述磁粉颗粒的表面积的比例在40％以上，锌粉颗粒的氧含量小于或等于2000ppm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311098135.1A CN117095935A (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 一种表面镀锌的磁粉热压成型制备高性能复合磁体及其制备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311098135.1A CN117095935A (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 一种表面镀锌的磁粉热压成型制备高性能复合磁体及其制备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117095935A true CN117095935A (zh) | 2023-11-21 |
Family
ID=88776648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311098135.1A Pending CN117095935A (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 一种表面镀锌的磁粉热压成型制备高性能复合磁体及其制备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117095935A (zh) |
-
2023
- 2023-08-29 CN CN202311098135.1A patent/CN117095935A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gojković et al. | Heat‐Treated Iron (III) Tetramethoxyphenyl Porphyrin Supported on High‐Area Carbon as an Electrocatalyst for Oxygen Reduction: I. Characterization of the Electrocatalyst | |
| CN101707107B (zh) | 一种高剩磁高矫顽力稀土永磁材料的制造方法 | |
| CN102768898A (zh) | 稀土永磁体及其制备方法 | |
| 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 | |
| CN109183102B (zh) | 一种重质粉体的分散脉冲电镀方法 | |
| CN109423637A (zh) | 一种高导电材料的制备方法 | |
| CN113394017B (zh) | 一种电镀电泳协同沉积扩散烧结钕铁硼的方法 | |
| CN108389711A (zh) | 一种具有高矫顽力的烧结钕铁硼磁体的制备方法 | |
| CN105761861A (zh) | 一种钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| CN108010708B (zh) | 一种R-Fe-B系烧结磁体的制备方法及其专用装置 | |
| CN104637667A (zh) | 一种防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条及其制备方法 | |
| Yamaguchi et al. | Metal-coated Sm2Fe17N3 magnet powders with an oxide-free direct metal-metal interface | |
| CN114864264A (zh) | 一种低重稀土高矫顽力稀土钕铁硼永磁体的制备工艺 | |
| CN103187168A (zh) | 一种超强耐腐蚀性钕铁硼磁体的制备方法 | |
| WO2021143086A1 (zh) | 一种可同时提高NdFeB粉末和磁体的抗氧化腐蚀性的方法 | |
| CN117095935A (zh) | 一种表面镀锌的磁粉热压成型制备高性能复合磁体及其制备 | |
| CN1485466A (zh) | 水溶液中电沉积法生产稀土磁性薄膜合金材料的工艺 | |
| JP6427061B2 (ja) | コア−シェル−シェルＦｅＣｏ／ＳｉＯ２／ＭｎＢｉナノ粒子を調製する方法、およびコア−シェル−シェルＦｅＣｏ／ＳｉＯ２／ＭｎＢｉナノ粒子 | |
| JP4114386B2 (ja) | 超微粒子金属錫の製造方法および装置 | |
| Kwon et al. | Inhibition of conversion process from Fe (OH) 3 to β-FeOOH and α-Fe2O3 by the addition of silicate ions | |
| CN115497704A (zh) | 稀土软磁粉末及其制备方法、软磁复合材料及其制备方法 | |
| CN108461272B (zh) | 一种用于形成氢化物纳米颗粒表面涂层的技术 | |
| CN115798908B (zh) | 一种超薄层稀土包覆钕铁硼合金粉末的制备方法 | |
| CN113333759A (zh) | 一种镀磷化层钕铁硼废料的再利用方法 | |
| CN117936209A (zh) | 一种低氧含量多铁磁性镀层钕铁硼磁粉及用其制得的磁体 |
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 |