烧结钕铁硼晶界扩散Dy工艺进展.pdf

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1、第34卷第3期稀土Vo1．34．No．32013年6月ChineseRareEarthsJune2O13烧结钕铁硼晶界扩散Dy工艺进展李建，周磊，刘涛，程星华，喻晓军，李波(1．中国钢研科技集团公司安泰科技北京空港新材料产业园，北京101318；2．中国钢研科技集团公司，北京100081)摘要：烧结钕铁硼性能要求不断提高的今天，晶界扩散技术应运而生。通过该技术能用少量重稀土大幅提高矫顽力，且避免剩磁下降。本文对目前研究开发中的多种晶界扩散Dy工艺介绍总结，并就晶界扩散工艺提高矫顽力的机制做了简要分析。关键词：烧结钕铁

2、硼；晶界扩散工艺；磁性能；微观结构中图分类号：TM273文献标识码：A文章编号：1004-0277(2013)03-0086-07作为绿色能源核心应用材料，烧结钕铁硼的需镀或磁控溅射方式在磁体表面沉积Dy金属并进行求量迅速增大，但在微型电机、混合动力汽车中的工晶界扩散。作环境要求磁体在高温下仍保持高矫顽力。众所周日本爱发科株式会社的永田浩等开发出在知，添加Dy元素是提高矫顽力的有效方法⋯，但是钕铁硼磁体表面蒸镀D)r／Tb工艺。首先将金属Dy若用传统合金化的方法则需要添加大量Dy(高达以及待处理样品放置于炉内，并高温

3、加热使得Dy10％)达到高矫顽力，不仅造成剩磁、磁能积大幅降金属高温蒸发并在外来稀有气体的诱导下沉积在磁低，且增加了原材料生产成本，加快了资源消耗。体表面并沿着晶界向磁体内部扩散，如图1所示。最近发现，人为将Dy从烧结钕铁硼磁体沿着晶界扩散进入钕铁硼基体相内部，并择优分布于主相晶粒边缘，改善不均匀区各向异性，明显提高矫顽力且保持剩磁几乎不会下降，这种技术被称为晶界扩散技术引。目前，在国内外研究人员分别开发了多种不同晶界扩散处理技术。了解不同工艺的具体方式、特点有利于进一步确定晶界扩散工艺工程化发展方向，对今后的实践应

4、用有重要意义。1晶界扩散Dy工艺1．1蒸镀扩散Dy金属方法众所周知，物理气相沉积(PVD)技术已经广泛用于功能薄膜制备、表面防护等领域。部分研究人员借鉴物理气相沉积工艺，在真空环境下用加热蒸图1蒸镀扩散炉示意图Fig．1Schematicdrawingofthevaporsorptionfurnace收稿日期：2012-10-08作者简介：李建(1984一)，男，吉林延吉人，博士研究生，主要从事烧结钕铁硼磁体研究。第3期李建等：烧结钕铁硼晶界扩散Dy工艺进展9l(Nd，Dy)2Fe14B区。[2]永田浩，中村久三，加

5、藤丈夫，等．永磁铁及永磁铁的图l2示意性比较了晶界扩散Dy处理前与处理制造方法[P]．日本专利：2009，101563737．[3]Sepheri—AminH，OhkuboT，HonoK．Grainboundary后样品的退磁曲线。在钕铁硼主相晶粒边缘存在一structureandchemistryofDy——diffusionprocessedNd-·定厚度的成分过渡区，是非平衡共晶产物¨。钕铁Fe-Bsinteredmagnets[J]．JApplPhys，2010，107：硼磁体的反磁化机制为形核机制引，而上述

6、成分过09A7451-09A7453．渡区中的各向异性场较低、散磁场较高，容易形成反[4]DeshanL，ShunjiS，TakashiK，eta1．Graininterface磁化核。通过晶界扩散Dy技术，让Dy择优偏聚在modificationandmagneticpropertiesofNdFeBsintered主相晶粒边缘成分过渡区，提高了该区的磁晶各向magnets[J]．JapaneseJournalofAppliedphysics，2008，47：7876-7878．异性，用少量的Dy有效抑制反磁化核的

7、形成，大幅[5]孙宝玉，巴德纯，房也，等．DyA1合金薄膜在NdFeB基提高了矫顽力。与传统双合金工艺相比，扩散Dy体上真空热扩散行为的研究[J]．稀土，2010，31：17·工艺是在已烧结完成后的晶界扩散，只在晶粒边缘20．发生取代反应，避免了主相内过多的Nd被Dy取代[6]ParkKT，HiragaK，SagawaM．EffectofMetal—Coat·从而造成剩磁下降。ingandConsecutiveHeatTreatmentonCoercivityofThinNd-Fe-BSinteredMagnets[

8、A]．ProceedingsoftheSix-teensthInternationalWorkshoponRare—EarthMagnetsandTheirApplications[C]．SendaiJapan，2000，257—264．[7]HirotaK，NakamuraH，MinowaT，eta1．Coercivityen—hanceme