[发明专利]一种永磁Nd-Fe-B材料的磁温度补偿合金的电化学制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁Nd-Fe-B材料的磁温度补偿合金的电化学制备方法，属稀土永磁材料改性及电化学沉积工艺技术领域。

背景技术

稀土永磁材料现在主要是Nd-Fe-B体系，是现在市场化的磁性最强的体系。但是稀土永磁材料温度稳定性较差，尤其是钕铁硼材料的居里温度低（小于400℃），受环境温度影响较大，如何提高稀土永磁体的温度稳定性、扩大其使用温度范围一直是国内外研究的焦点。

现在常用的改进方法主要有两种。一种是在永磁体体系中添加等重稀土元素来降低磁温度系数。另一种方法是在永磁体表面外贴温度补偿合金。相比较而言，第二种工艺制备的温补合金的热磁性能较好，但也存在一些难以解决的问题：1合金的制造成本和加工成本高；2外贴温补合金片法由于引入非磁性物质会降低补偿效果，且易疲劳脱落。3外贴法增加了磁体厚度，很难对精度高、形状复杂的永磁器件进行补偿。总之，添加重稀土元素和外贴温补合金等方法均存在各自的缺点，基于此，我们提出利用电化学方法在稀土永磁体表面沉积一层温补合金的新思想。这既不会改变磁体成分而引起磁性的下降，又克服了外贴温补合金成本高、寿命短，难补偿形状复杂的器件等缺点。

磁温补合金是一种软磁材料，又叫热敏磁性补偿合金，以其磁性能随着温度所呈现的变化特点作为应用的基础。温补合金的温度补偿效果主要是由它的热磁性能决定，通常为磁感应强度或磁通量随温度的变化量。温补合金的△B/△T值越高，磁性能随温度的变化趋势越大，合金的磁性能越好，磁补偿效果也就越好。北京科技大学李平等人研究表明，通过真空熔炼得到的Fe-Ni合金中Ni含量在36wt%左右时，，其温度补偿效果最好，合金呈现面心立方结构（fcc）的γ相，利用这一特性可以对磁性能进行补偿作用。电子科技大学的龙仲驰等用真空熔炼法在Fe-Ni中分别加入Mn、Cr、Mo、Co等新的组分构成多元系合金，新元素改变了Fe和Ni在合金中的比例，使之沿着相图的右边移动，即fcc结构更为稳定的方向移动。添加少量（低于4wt%）Co可以增加合金的居里温度和工作磁感应强度，进而实现较宽温域的磁补偿。本发明拟沉积的铁钴镍温补合金是以铁、镍为主要成分，所以具有较好的断裂韧性，Ni、Co等成分也使该合金具有良好的耐腐蚀性，在稀土永磁体表面沉积一层这种合金，将会显著提高磁体的力学性能和耐腐蚀性能进而解决其脆性高、易腐蚀等问题，这是本发明研究的又一出发点。

发明内容

本发明的目的在于克服前述外贴补偿合金的缺点，提供一种在永磁Nd-Fe-B材料表面电沉积磁温度补偿合金的方法。

本发明一种Nd-Fe-B材料的磁温度补偿合金的电化学制备方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：

a、 设计在永磁Nd-Fe-B材料表面上电沉积的磁温度补偿合金的组成及其重量百分含量：

Fe          63-65%

Ni          33-35%

Co          2%

该合金为γ相Fe-Ni-Co合金；

b、  钕铁硼基体的预处理：首先将钕铁硼基体进行打磨抛光，随后放在磷酸钠-碳酸钠水溶液中60℃除油数分钟，然后在另一浓度下的磷酸钠-碳酸钠水溶液中电解除油，再用去离子水超声清洗，然后用10%的硫酸活化处理，再用热的去离子水清洗干净，烘干备用；

c、 钕铁硼基体表面纳米层状Ni的预镀：将上述预处理的钕铁硼基体放入事先配置好的浓度为300g/L的硫酸镍电镀液中，并且作为工作电极；以镍片为对电极，调节溶液PH值为3-5，在50℃下，以0.3A/dm²的电流沉积10分钟；