用于提高稀土永磁体的矫顽磁场强度的钕的电化学沉积的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及稀土永磁体、特别是高能稀土永磁体的制备方法以及所对应的稀土永磁体。
【背景技术】
[0002]现如今，Nd-Fe-B基的纳米级永磁体由于其特殊的性质而引人注目。特别地，通过急速凝固以纳米状态制备的贫稀土合金目前正在特别研究中。通过急速凝固以纳米状态产生了所谓的MQ粉末亦或所谓的HDDR粉末。不需要或仅需少量添加重稀土金属(例如Dy或Tb)的那些合金及制备方法被认为是特别有吸引力的。这些研究的原动力主要是该金属的原料问题。用来实现所述纳米级材料中的矫顽磁场强度(也称为矫顽力)的关键机制基于，可将所述材料中的微晶尺寸调整为所谓的单畴尺寸之下。与基材(2-14-1相)的大的晶态各向异性结合的单畴性导致材料的反复磁化明显更加困难，并导致可以尽可能地省去重稀土金属的添加物，所述重稀土金属否则为提高矫顽磁场强度而被添加。由于通常通过热压来制备由这些合金所构成的磁体，因而，不同于常规的烧结NdFeB磁体，总稀土含量可显著减少。伴随高稀土剩余量的常规烧结会在纳米级的粉末中造成晶粒生长，并由此使硬磁特性恶化。由于纳米复合材料中缺乏富稀土的晶界相，作为烧结磁体的典型特征的基本作用当然也消失了。在此，于烧结期间形成了富稀土的非磁性的晶界相。晶粒之间的这种富钕的非磁性相除烧结作用之外(特别是在液相烧结的情况下)还具有对单个硬磁性的Nd2Fe14B晶粒的磁去耦作用。该相通过所述去耦对矫顽磁场强度的提高作出了决定性的贡献。
[0003]在[1]"Sepehr1-Amin 等人，Scripta Materialia 63，1124-1127 (2010) 〃 中公开了含例如Nd和Cu的钕合金，其中在粉末冶金过程中钕通过与经HDDR处理的NdFeB粉末混合而被引入材料中。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供制备稀土永磁体、特别是高能稀土永磁体的方法，其中所述永磁体具有比常规的、特别是Nd-Fe-B基的纳米级永磁体更高的矫顽磁场强度，其中该方法相比于现有技术应能更快且更经济可行地实施。
[0005]所述技术问题通过根据主权利要求的方法和根据并列权利要求的相应的稀土永磁体得以解决。
[0006]根据第一方面，提出了包括以下步骤的制备稀土永磁体、特别是高能稀土永磁体的方法:
[0007]-制备具有稀土基的硬磁性纳米复合材料的永磁体基体；
[0008]-在所述永磁体基体上电化学沉积轻稀土材料钕Nd；
[0009]-在涂覆有钕Nd的永磁体基体上进行晶界扩散(GrainBoundary Diffus1n)处理。
[0010]通过涂覆或沉积应能有效改善所述永磁体基体的经涂覆的磁性材料。
[0011]根据第二方面，提出了稀土永磁体，特别是高能稀土永磁体，在其制备过程中将钕Nd电化学沉积在含稀土的永磁体基体上，然后进行晶界扩散处理。
[0012]在不同的应用中可在不同的基底上进行钕的沉积。在本发明中，钕在稀土基的永磁体上的沉积被用于随后的晶界扩散，从而在对磁化的影响可忽略的情况下提高矫顽磁场强度。
[0013]其它有利的实施方式结合从属权利要求被保护。
[0014]根据一项有利的实施方式，可在离子性液体中进行所述电化学沉积。在离子性液体中进行用于在基底或基体上电化学沉积铽的方法。
[0015]根据另一项有利的实施方式，所述离子性液体可不含水。金属的电化学沉积是已知的并在工业规模上被使用。
[0016]根据又一项有利的实施方式，所述离子性液体可包含选自四烷基磷鐵(Tetralkylphosphonium)、三烧基硫鐵(Trialkylsulfonium)、四烧基钱根(Tetralkylammonium)、1，1- 二烧基 P比略烧鐵(1，l-Dialkylpyrrolidinium)、1，3- 二烷基咪唑鑰(1，3-Dialkyllimidazolium)和/或1，2，3-三烷基咪唑鑰(1, 2, 3-Trialkylimidazolium)的阳离子。
[0017]根据另一项有利的实施方式，所述烷基可各自独立地具有1?14个碳原子。其具有1?200mS/cm的电导率、4V?6V宽的电化学窗口以及高达400°C的热稳定性。
[0018]根据又一项有利的实施方式，基团Ri (R1至R4)是可独立选择的，并且包括1?20个碳原子以及包括具有支链的或无支链的烷基、环烷基、杂烷基、低聚醚取代基、低聚酯取代基、寡聚酰胺取代基和/或寡聚丙烯酰胺取代基。
[0019]根据另一项有利的实施方式，所述低聚醚取代基的结构为[_CH2-CH2-0-]n，其中整数η为1?10并以Η封端。
[0020]根据另一项有利的实施方式，所述低聚酯取代基的结构为[_CH2-C0-0-]n，其中整数η为1?10并以Η封端。
[0021]根据又一项有利的实施方式，所述寡聚酰胺取代基(Oligoamid-Substituenten)的结构为[_C0-NR-]n，其中整数η为1?10并以Η封端，其中R为氢或烷基(例如甲基)。
[0022]类似地，所述寡聚酰胺取代基的结构为[-C0-NR-]n，所述寡聚丙烯酰胺取代基的结构为[-CH2_CHC0NH2-]n，其中整数η为1?10并以Η封端。
[0023]如果基团R1至R4(Ri)选自具有支链的或无支链的C1至C20的烷基、环烷基、杂烷基，那么所述基团同时还可具有额外的醚基取代基，例如乙氧基、甲氧基等、酯基取代基、酰胺基取代基、碳酸酯基取代基、腈基取代基、或者齒素取代基，并且特别地它们可以是部分或完全氟化的。基本结构示于图2中。
[0024]为了满足上述条件，与本发明的阳离子结合的合适的阴离子选自全氟乙酸根(Perfluoracetate)、全氣烧基横酸根(Perfluoralkylsuflonate)、二(氣磺酰基)酰亚胺(Bis (fluorsulfonyl) imide)、双(全氟烧基磺酰基)酰亚胺(Bis (perf luoralkylsulfonyl) imide)、三(全氣烧基)三氣磷酸根(Tris (perf luoralkyl)triflourphosphate)、双(全氟烧基)四氟磷酸根(Bis (perfluoralkyl)tetraf luorphosphate)、五(全氟烧基)氟磷酸根(Penta (perluoralkyl)fluorphosphate)、六氟磷酸根(Hexaf luorophosphate)、三(全氟烧基)甲基化物(Tris (perfluoralkyl)methide)、四氰基硼酸根(Tetracyanoborate)、全氟烧基硼酸根(Perfluoralkylborate)、四氟硼酸根(Tetraf luoroborate)、以及混合的硼酸根阴离子。
[0025]如果在所述阴离子中包含一个以上的全氟烷基，那么这些全氟烷基可各自独立为不同的全氟烷基。
[0026]按照本发明的方法，钕盐被溶解在如上所述的合适的离子性液体中。这可以要么通过金属在离子性液体中的阳极溶解要么通过合适的金属盐在离子性液体中的阳极溶解来完成。
[0027]合适的钕盐可例如为Nd(III)卤化物、钕(III)双(全氟烷基磺酰基)酰亚胺(Neodym(III)bis (perfluoralkylsulfonyl) imide)、醇化(Alkoholate)钦、全氣乙酸钦、四氟硼酸钕、六氟磷酸钕。
[0028]优选地，应使用不含水的钕盐并且所述钕盐由与所使用的离子性液体的阴离子相同或化学相似的阴离子构成。
【附图说明】
[0029]依据实施例结合附图来对本发明进行详述。附图示出了:
[0030]图1示出了本发明方法的实施例；
[0031]图2a_f示出了本发明所提出的阳离子的基本结构的实施例；
[0032]图3a_e