用于制备稀土磁体的方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求2013年12月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第 10-2013-0168492号的优先权和利益，该申请的全部内容并入本文以供参考。
技术领域
[0003] 本发明涉及制造稀土磁体的方法。该方法可包括对含Zn金属或其合金和稀土化 合物例如氟化物的混合物施用于其表面上的磁体进行扩散用热处理。本发明还涉及通过本 发明的方法制造的稀土磁体。
【背景技术】
[0004] 稀土永久磁体例如Nd-Fe-B类永久磁体具有优异的磁特性，且已被用于具有较高 功率的较小电动机。此外，其功用在各种范围的应用中发展，例如用于各种家用电器和车辆 的永久磁体。
[0005] 作为磁体的磁特性之一，剩余磁通密度可取决于NdFeB的主相部分、密度和磁取 向程度。矫顽力可与磁体对抗外部磁场或热的耐久性有关。矫顽力可受到磁体晶体结构的 微观结构影响。此外，较小的晶粒尺寸和晶界上的均匀分布可对矫顽力具有作用。为了增 强NdFeB永久磁体的矫顽力，已建议用其他元素例如Dy或Tb代替Nd组分来增加磁各向异 性能量。然而，例如Dy或Tb的元素很昂贵，使得对于永久磁体这样的制造成本不可避免地 增加，因此价格竞争力可能降低。
[0006] 在相关技术中，为增加永久磁体的矫顽力，已开发出双合金法。在这种方法中，混 合具有不同组成的两种不同合金粉末且使其在磁场下进行加压并进行烧结工艺以制造磁 体。在双合金法中，将其中Re是Nd或Pr的Re 2Fe14B粉末以及包括Dy、Tb和另外的额外 元素（例如Al、Ti、Mo或Ho)的合金粉末进行混合以制备磁体。预期所得磁体提供高矫顽 力，同时使剩余磁通密度的降低最小化，因为添加元素例如Dy和Tb在位于晶界附近时沿 Re2Fe14B的晶界大大减少。然而，在该方法中，Dy和Tb在烧结过程中可能扩散到晶粒内部， 使得不能获得预期结果。
[0007] 在相关技术中，已建议"晶界扩散法"作为用于增加矫顽力的方法，使Dy或Tb从 NdFeB永久磁体的表面扩散到晶界中。在晶界扩散法中，Dy或Tb附着于NdFeB烧结磁体 的表面，且将所得磁体加热到例如700°C至KKKTC，使得Dy或Tb穿过烧结体的晶界并渗透 到其中。结果，作为富稀土相的晶界相可存在于晶界上。另外，由于富Nd相的熔点可小于 磁颗粒的熔点，且当其被加热到这样的温度时可熔融，Dy和Tb可溶解在晶界上存在的液相 中，因此它们可从烧结体的表面扩散到颗粒中。材料以液态可比固态扩散得快得多，因此通 过熔融晶界扩散到烧结体中的速率可急剧增加。通过使用扩散速率的差异，可获得如下状 态，即Dy和/或Tb的浓度仅在极其接近烧结体的主相颗粒的晶界的区域中升高，例如表面 区域。如此，由于Dy和/或Tb的浓度增加，磁体的剩余磁通密度（Br)可降低。然而，在由 晶界扩散法制备的磁体中，具有增加浓度的Dy和/或Tb的区域可仅限于主相颗粒的表面 区域，因此磁体的剩余磁通密度的总值可几乎不降低。因此，由晶界扩散法制备的磁体可具 有增强的矫顽力，但剩余磁通密度与不包括Dy或Tb的NdFeB烧结磁体相同。
[0008] 此外，在相关技术的晶界扩散法中，使用气相沉积或溅射将稀土金属例如Yb、Dy、 Pr和Tb或金属例如Al和Ta施用于Nd-Fe-B磁体的表面以形成层，并且可以对具有该层 的所得磁体进行热处理。或者，将稀土无机化合物例如氟化物或氧化物施用于烧结体的表 面，然后对所得产物进行热处理。在晶界扩散法中，布置在烧结体表面上的元素例如Dy和 Tb可经由烧结体晶界的路径扩散到烧结体内部。因此，Dy或Tb可在主相的晶界附近大大 浓缩，因此晶界扩散法可制造比双合金法具有更理想结构的磁体。此外，这样的结构可变换 为剩余磁通密度的降低较少且矫顽力值较高。然而，由于晶界扩散法通常包括气相沉积和 溅射，其在设施或工艺方面具有许多缺点且其生产率大大降低。因此，对于开发以低成本和 高生产率在永久磁体中提供均匀地增强的矫顽力的方法仍存在迫切的需要。
[0009] 上述在该【背景技术】部分公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能 含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
【发明内容】
[0010] 本发明公开的是具有增强的矫顽力和增加的耐腐蚀性且同时抑制剩余磁通密度 劣化的稀土永久磁体的制造方法。此外，本发明提供通过本发明的方法制造的稀土永久磁 体。
[0011] 在一方面，提供制造稀土永久磁体的方法。
[0012] 在示例性实施方式中，该方法可包括：
[0013] 获得NdFeB烧结磁体；
[0014] 将包括含Zn金属和含Tb或Dy的金属化合物的混合粉末施用到烧结磁体的表面 上；以及
[0015] 对混合粉末施用到其表面上的烧结磁体进行热处理。
[0016] 具体地，NdFeB烧结磁体可具有化学式1的组成：
[0017][化学式1]
[0018] ReaMbFecBd
[0019] Re可以是选自Nd、Dy、Tb和Pr的至少一种稀土金属，且Re主要包括Nd ;M可以是 选自Co、Al、Cu、Ga、Zr和Nb的至少一种金属；a是25至35的实数；b是0至10的实数；d 是0. 1至5的实数；c是当a+b+c+d = 100时的余量，且a、b、c和d各自分别表示各个元素 基于NdFeB烧结磁体总重量的重量百分数（wt % )。
[0020] 在某些示例性实施方式中，混合粉末还可包括选自Cu、Co、Sn、Al、Ni和Fe的至少 一种金属。
[0021] 在某些不例性实施方式中，在混合粉末中，含Zn金属可包括Zn金属粉末、包含Zn 和稀土兀素的合金粉末、第一金属和Zn的合金粉末。具体地，第一金属可以是选自Cu、Co、 Sn、Al、Ni和Fe的至少一种金属及其组合。
[0022] 在某些示例性实施方式中，在混合粉末中，含Tb或Dy的金属化合物可包括Tb金 属粉末、Dy金属粉末、Tb氟化物、Tb氢化物、Tb氧化物、Dy氟化物、Dy氢化物、Dy氧化物、 Tb-过渡金属氟化物、Tb-过渡金属氢化物、Tb-过渡金属氧化物、Dy-过渡金属氟化物、 Dy-过渡金属氢化物、Dy-过渡金属氧化物或其组合。
[0023] 在某些示例性实施方式中，混合粉末可具有约0. 3wt %至约50wt %的锌含量。具 体地，混合粉末可具有大于或等于约lwt%的Zn含量。
[0024] 在某些示例性实施方式中，混合粉末可具有小于或等于约10 μ m的平均粒径。具 体地，混合粉末可具有范围为约1 μ m至约5 μ m的平均粒径。
[0025] 在某些示例性实施方式中，混合粉末可以是简单的混合物，其包括含Zn金属、含 Tb或Dy的金属化合物以及任选的选自Cu、Co、Sn、Al、Ni和Fe的至少一种金属。如本文所 用的，术语"简单的混合物"是指可通过将混合物的组分例如手动地或物理地混合而获得的 混合物。
[0026] 在某些示例性实施方式中，混合粉末可以是将含Zn金属、含Tb或Dy的金属化合 物以及任选的选自Cu、Co、Sn、Al、Ni和Fe的至少一种金属铸成合金且粉碎由此获得的合 金