本發(fā)明涉及一種稀土永磁材料領(lǐng)域技術(shù)，特別是一種耐高溫高磁性能永磁材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：釹鐵硼磁鐵的優(yōu)點(diǎn)是性價(jià)比高，具良好的機(jī)械特性；不足之處在于居里溫度點(diǎn)低，溫度特性差，且易于粉化腐蝕，必須通過調(diào)整其化學(xué)成分和采取表面處理方法使之得以改進(jìn)，才能達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。釹鐵硼磁體根據(jù)制作方法不同分為燒結(jié)型和粘結(jié)型兩種。與燒結(jié)永磁體相比，粘接磁體具有性價(jià)比高、異型磁體成型方便、加工精度高、韌性好、磁偏差小以及易于小型化等諸多優(yōu)點(diǎn)，這些特點(diǎn)正好符合了電子信息整機(jī)產(chǎn)品“輕、薄、短、小”的發(fā)展方向，因此粘接磁體已廣泛用于計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通訊、高級(jí)音響、微特電機(jī)、傳感器及磁電式儀器儀表等領(lǐng)域。隨著稀土磁體應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，如汽車啟動(dòng)電機(jī)、馬達(dá)類產(chǎn)品及集成化co-rom、硬盤主軸電機(jī)hdd、其他微特直流電機(jī)和自動(dòng)化儀器儀表等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛對(duì)粘結(jié)釹鐵硼需求范圍的擴(kuò)大，如何提高燒結(jié)釹鐵硼磁體的耐溫性對(duì)擴(kuò)大其市場應(yīng)用范圍是一種新的挑戰(zhàn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，中國發(fā)明專利cn101740193b,發(fā)明名稱為：一種高磁性能高電阻率稀土永磁體及其制備方法的專利中提到了從高性能磁粉表面絕緣化處理技術(shù)及磁體溫壓取向成型技術(shù)入手，不添加絕緣添加劑，研究了磁粉表面偶聯(lián)工藝、專用樹脂與偶聯(lián)磁粉的混合工藝、磁體溫壓取向成型工藝等，解決了磁粉與專用樹脂粘接不牢、專用樹脂在磁粉表面包覆不完整、專用樹脂在處理過程中易團(tuán)聚、成型后磁體磁性能提高有限等一系列問題，從其結(jié)果看，電絕緣性能確實(shí)得到了明顯提升，但耐高溫性能卻并不理想，如何開發(fā)耐高溫永磁材料成為發(fā)展趨勢。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：技術(shù)問題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種耐高溫高磁性能永磁材料的制備方法，該制備方法通過磁粉表面偶聯(lián)工藝、專用樹脂與偶聯(lián)粘接磁粉的混合工藝、磁體溫壓取向成型技術(shù)等技術(shù)路徑得到一種耐高溫高磁性能永磁材料。技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供的耐高溫高磁性能永磁材料的制備方法，具體制備步驟為：1)將100重量份的nd2fe14b磁粉與0.2～3重量份的氧化石墨烯粉末進(jìn)行攪拌混和均勻配置成混合磁粉；再將0.1～5重量份的鈦酸酯偶聯(lián)劑與20～50重量份的有機(jī)溶劑混合后加入到混合磁粉中，然后將經(jīng)偶聯(lián)處理后的混合磁粉與0.1～0.3重量份的二茂鐵磁粉混合，干燥，最后將干燥后的混合磁粉與1～10重量份雙酚a環(huán)氧樹脂混合后真空干燥并造粒，所得混合磁粉應(yīng)可以通過100～400目篩；2)將步驟1所得的混合磁粉在設(shè)置恒溫溫度為20～200℃的溫度場和磁場強(qiáng)度為0.5～3t的取向場的復(fù)合環(huán)境下進(jìn)行成型10～30min，成型壓力范圍為2～8ton/cm2，制成耐高溫高磁性能永磁材料。優(yōu)選地，所述的nd2fe14b磁粉粒度為20～200μm且性能要求為ihc≥400ka/m、br≥0.65t、bhmax≥120kj/m3。優(yōu)選地，所述的有機(jī)溶劑為甲苯、苯、乙苯、二甲苯、丙酮或無水酒精的任一種或者其兩種以上的混合物。優(yōu)選地，制得的耐高溫高磁性能永磁材料中碳含量為300～2500ppm。優(yōu)選地，所述nd2fe14b磁粉100份、二茂鐵磁粉0.3份、鈦酸酯偶聯(lián)劑3份、雙酚a環(huán)氧樹脂8份和氧化石墨烯粉末2.6份。優(yōu)選地，所述的氧化石墨烯粉末的粒度為40～60μm。有益效果：通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)條件下得到的磁體相比，其有益效果在于：1.本發(fā)明提供的耐高溫高磁性能永磁材料的制備方法以引入偶聯(lián)劑、二茂金屬高分子鐵磁體、環(huán)氧樹脂的表面絕緣化處理ndfeb-石墨烯混合磁粉為例，所壓制磁體相比現(xiàn)有技術(shù)中粘接ndfeb磁體磁性能明顯提升。2.本發(fā)明提供的耐高溫高磁性能永磁材料的制備方法優(yōu)化了元素的搭配，通過偶聯(lián)、混合、后處理等工藝使磁粉的表面絕緣性能得到明顯改善，再將表面改性后的磁粉再在溫度場和取向場的復(fù)合環(huán)境下進(jìn)行成型，改善了粘結(jié)釹鐵硼材料耐溫性不良的缺點(diǎn)，擴(kuò)大可粘結(jié)釹鐵硼適用范圍，可以彌補(bǔ)粘結(jié)釹鐵硼使用溫度低的缺點(diǎn)。3.本發(fā)明提供的耐高溫高磁性能永磁材料的制備方法通過在混合磁粉過程中添加氧化石墨烯粉末，由于氧化石墨烯粉末彌散在釹鐵硼磁體的晶界相中，并以四方晶型的結(jié)構(gòu)存在，有效的改善了磁體的氧含量分布，故能合理控制晶粒尺寸并使磁體充分致密化，可以有效的抑制晶粒長大，提高h(yuǎn)cj并對(duì)改善晶粒組織結(jié)構(gòu)有明顯作用。改善了粘結(jié)釹鐵硼材料耐溫性不良的缺點(diǎn)，擴(kuò)大粘結(jié)釹鐵硼適用范圍。4.本發(fā)明提供的耐高溫高磁性能永磁材料的制備方法通過改善成分和工藝過程，用二茂金屬高分子鐵磁體代替環(huán)氧樹脂粘結(jié)永磁體，使粘結(jié)磁體中ndfeb磁粉顆粒之間磁場結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生變化，大大提高了高溫下磁體的磁性能，并且可有效的降低磁體失重，提高磁體的抗腐蝕性。5.本發(fā)明通過實(shí)用技術(shù)和方法評(píng)估粘結(jié)釹鐵硼耐溫性結(jié)果，使得現(xiàn)有技術(shù)通過合理優(yōu)化技術(shù)工藝、成分配方等工藝因素，改善了粘結(jié)釹鐵硼材料得耐溫性。6.通過本發(fā)明方法制得的耐高溫高磁性能永磁材料具有重量輕、力學(xué)性能高、耐腐蝕、抗老化、耐高溫的優(yōu)點(diǎn)，可在高溫設(shè)備中長期使用，可以大幅度延長產(chǎn)品使用壽命，減少更換部件的次數(shù)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明：下述實(shí)施例中所使用的鈦酸酯偶聯(lián)劑為南京曙光化工出品，雙酚a環(huán)氧樹脂為中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所產(chǎn)725-2-a雙酚a環(huán)氧樹脂，氧化石墨烯粉末采用hummers法制備。實(shí)施例1(1)磁粉表面偶聯(lián)：將100重量份的nd2fe14b磁粉與0.2重量份的氧化石墨烯粉末進(jìn)行攪拌混和均勻配置成混合磁粉；再將0.1重量份鈦酸酯偶聯(lián)劑ndz401與30重量份的二甲苯有機(jī)溶劑加入到100.2重量份的磁粉中，通過2000轉(zhuǎn)/分的速度的高速剪切攪拌0.5h將上述溶液混合均勻，并通過超聲波振蕩0.5h使得磁粉與偶聯(lián)劑能充分混合，然后將混合物邊攪拌邊加熱，直至溶劑揮發(fā)完畢，將改性后的混合磁粉烘干后研磨待用；(2)然后將將改性后的混合磁粉與0.1重量份的二茂鐵磁粉混合，干燥，再將雙酚a環(huán)氧樹脂1重量份與丙酮的混合液加入到干燥后的混合磁粉中，在2000轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下攪拌0.5h將上述混合液混合均勻，并經(jīng)過超聲波振蕩0.5h使磁粉與樹脂能充分混合，然后將混合物邊攪拌邊加熱，直至溶劑揮發(fā)完畢，將改性后的混合磁粉烘干后研磨，研磨后的混合磁粉應(yīng)通過100目篩；(3)將表面改性后的混合磁粉在20℃溫度場和磁場強(qiáng)度為0.5t的取向場的復(fù)合環(huán)境下進(jìn)行成型30min，成型壓力為3ton/cm2，得到耐高溫高磁性能永磁材料。所制得的耐高溫高磁性能永磁材料，其電阻率為1.3×10-4ω·m，在磁場強(qiáng)度0.5t時(shí)，處在50khz高頻交變場下1h溫升為75℃。實(shí)施例2(1)磁粉表面偶聯(lián)：將100重量份的nd2fe14b磁粉與3重量份的氧化石墨烯粉末進(jìn)行攪拌混和均勻配置成混合磁粉，將2重量份的鈦酸酯偶聯(lián)劑ndz401與35重量份的酒精加入到103重量份的混合磁粉中，通過500轉(zhuǎn)/分的速度的高速剪切攪拌1h將上述溶液混合均勻，并通過超聲波振蕩1h使得混合磁粉與偶聯(lián)劑能充分混合，然后將混合物邊攪拌邊加熱，直至溶劑揮發(fā)完畢，將改性后的混合磁粉烘干后研磨待用；(2)然后將改性后的混合磁粉與0.3重量份的二茂鐵磁粉混合，干燥，再將雙酚a環(huán)氧樹脂6.5重量份與有機(jī)溶劑丙酮的混合液加入到表面偶聯(lián)后的混合磁粉中，在500～2000轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下攪拌1h將上述混合液混合均勻，并經(jīng)過超聲波振蕩1h使混合磁粉與樹脂能充分混合，然后將混合物邊攪拌邊加熱，直至溶劑揮發(fā)完畢，將改性后的混合磁粉烘干后研磨，研磨后的磁粉應(yīng)通過250目篩；(3)將表面改性后的混合磁粉在在80℃溫度場和磁場強(qiáng)度為2t的取向場的復(fù)合環(huán)境下進(jìn)行成型15min，成型壓力為5ton/cm2，得到耐高溫高磁性能永磁材料。所制得的耐高溫高磁性能永磁材料，其電阻率為1.5×10-4ω·m，在磁場強(qiáng)度0.5t時(shí)，處在50khz高頻交變場下1h溫升為73℃。實(shí)施例3(1)磁粉表面偶聯(lián)：將100重量份的nd2fe14b磁粉與2重量份的氧化石墨烯粉末進(jìn)行攪拌混和均勻配置成混合磁粉，將5重量份的鈦酸酯偶聯(lián)劑ndz401與30重量份的二甲苯加入到102重量份的混合磁粉中，通過800轉(zhuǎn)/分的速度的高速剪切攪拌1.5h將上述溶液混合均勻，并通過超聲波振蕩1.5h使得混合磁粉與偶聯(lián)劑能充分混合，然后將混合物邊攪拌邊加熱，直至溶劑揮發(fā)完畢，將改性后的混合磁粉烘干后研磨待用；(2)然后將改性后的混合磁粉與0.2重量份的二茂鐵磁粉混合，干燥，再雙酚a環(huán)氧樹脂與有機(jī)溶劑丙酮的混合液加入到表面偶聯(lián)后的混合磁粉中，在500～2000轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下攪拌1.5h將上述混合液混合均勻，并經(jīng)過超聲波振蕩1.5h使磁粉與樹脂能充分混合，然后將混合物邊攪拌邊加熱，直至溶劑揮發(fā)完畢，將改性后的混合磁粉烘干后研磨，研磨后的磁粉應(yīng)通過400目篩；(3)將表面改性后的混合磁粉在在200℃溫度場和磁場強(qiáng)度為3t的取向場的復(fù)合環(huán)境下進(jìn)行成型10min，成型壓力為8ton/cm2，得到耐高溫高磁性能永磁材料。所制得的耐高溫高磁性能永磁材料，其電阻率為1.8×10-3ω·m，在磁場強(qiáng)度0.5t時(shí)，處在50khz高頻交變場下1h溫升為71℃。發(fā)明人測試了實(shí)施例1中由本發(fā)明方法制得的耐高溫高磁性能永磁材料在一系列溫度下的磁性能，詳見表1；表1實(shí)施1所得的粘結(jié)ndfeb磁體在一系列溫度下的磁性能溫度剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度mt矯頑力ka/m內(nèi)稟矯頑力ka/m磁能積kj/m3120656406801120150654394793116200651391786112280646384780108360641379778106450635376770103從表1的結(jié)果來看，實(shí)施例1所得的耐高溫高磁性能永磁材料在450℃時(shí)，磁體也可達(dá)到實(shí)用化水平，磁體也能維持較高的磁性能。在高溫時(shí)比起同檔次的粘結(jié)釹鐵硼磁體磁性能都可有大幅度的提高，即使在高溫的情況下也可達(dá)到維持高磁性能的效果。當(dāng)前第1頁12