[发明专利]磁体

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土磁体，且涉及一种制造稀土磁体的方法。更具体地说，本发明涉及一种具有被改进的矫顽力的稀土磁体，且涉及一种制造该稀土磁体的方法。

背景技术

稀土磁体可包括晶格结构，其包含稀土合金晶粒。已经表明这样的磁体的磁性性能(特别是矫顽力)可通过置换诸如镝或铽这样的稀土磁性元素进入晶格结构而被改进。镝或铽可被置换入晶格块(例如通过二元添加)或通过热处理步骤沿晶格的晶粒边界置换，比如晶粒边界扩散。镝或铽沿晶粒边界的扩散是优选的，因为较少的镝或铽被需要以实现磁体性能(比如矫顽力)的相同改进。

为了晶粒边界扩散，镝或铽必须被沉积在稀土磁体上用于使有效置换发生。镝和铽的高价格和低自然丰度意味着当前研究工作集中在使用较小量的镝或铽来提供改进的磁体。这些沉积技术的问题在于相当大量的时间可能被需要用于沉积镝或铽，且昂贵的镝或铽的损耗可能仍然发生。还考虑被使用在当前沉积技术中的一些含镝材料(例如，DyF3)可不利于基体的磁性性能。快速和/或材料有效地沉积镝或铽到稀土磁性结构，且对于基体的磁性性能没有有害影响的方法是期望的。

发明内容

在第一方面，本发明提供了一种磁体，包括磁性体部和一个或多个镝金属珠；其中磁性体部包含稀土磁体合金的晶粒，且每个珠被沉积到磁性体部的表面的仅部分上。

在使用期间，磁体可以由于温度升高和/或反向场效应被永久退磁(丧失其一些或全部磁性强度)。这些效应在磁体中并不均匀地发生，退磁的位点往往取决于磁体的应用，即在电动机或发电机中。结果，理想地，磁体的矫顽力被分级，以便于抵抗这些效应。通过沉积镝金属珠到磁性体部的仅特定部分上，矫顽力跨磁性基体的级别可以被更仔细地控制。术语珠意欲限定金属的量，其可以形成为各种形状和尺寸且可以沉积到稀土磁体的表面上的特定位点上。

镝金属珠的沉积可以使用各种沉积技术来实现。通过仅沉积镝珠到磁性体部上，较少的金属被需要，且相同的矫顽力等的改善被实现在磁体的目标位点上或周围。磁体的目标位点可以是磁体的在使用期间经受较高水平的温度波动或反向磁场效应的部分。磁性特性的改善可不需要对整个磁性体部实现，且从而昂贵的镝的浪费被避免。

该稀土合金晶粒可包括磁性合金，其包含钐，镨，铈或钕。特别有利的是烧结的合金包含钕或钐合金，特别是Nd₂Fe₁₄B,SmCo₅和Sm(Co,Fe,Cu,Zr)₇。

每个珠可以被沉积到磁性体部的相应极上。磁体可包括至少两个极，且从而镝珠可以被沉积到每个极上，以增强每个极的磁性性能。

磁体的极被布置为使得它们可以通过线条来几何划分，所述线条在极的改变的磁场极性之间穿过。每个极的磁场强度在最远离它的相应交叉极边界的区域中最大。磁性体部的表面由此由极交叉线几何地划分，且每个珠于是可以沉积在远离极交叉线的相应区域中，即每个珠并不覆盖极交叉线。镝珠在这个区域的沉积导致磁体具有改善的矫顽力和磁性特性。此外，小量的镝沉积在该区域提供了有效和低成本的改善磁体的磁性特性的方法，而不需要跨磁性体部的全部表面沉积镝。附加地，珠可以被沉积在磁性体部表面的边缘处。通过沉积珠在远离极交叉线的相应区域中，且沿着磁体的边缘，镝被沉积在具有最高磁场强度的区域中。

磁体可为圆柱形形状。圆柱形磁体形状包括环形或圆环形磁体，以及实心圆柱形盘状磁体。圆柱形形状允许磁体被用在电动机和发电机应用中。更一般地，一些非圆柱形磁体可以被放到一起，以形成磁性组件，其可以是圆柱形形状。

磁性体部可被烧结。被烧结的磁性体部允许用于更好的晶粒边界扩散发生。应理解一定程度的烧结在晶粒边界扩散热处理期间发生。然而，如果磁性体部在镝珠的冷喷涂沉积之前预烧结，这是更有利的。预烧结磁性体部意味着单独的热处理步骤被需要用于扩散镝进入本体。这个单独的热处理步骤可被仔细调整以使晶粒边界扩散在完全扩散入合金晶粒之中是主要的。

每个金属珠可以通过冷喷涂沉积。冷喷涂沉积镝珠到磁性体部上的使用相比于传统技术具有数个优势。例如在该过程中镝金属可被直接地使用而不是富含镝的粉末，比如DyF₃或Dy₂O₃。如上所述，氟化浆料可能不利于磁性基体的磁性性能。在富含Dy₂O₃的粉末被使用的情况下，氧化镝可在热处理或磁体的进一步烧结之后保持，导致镝进入晶格结构的低效率置换。这些不期望的副作用可通过直接地冷喷涂镝金属而不是氧化镝到磁性体部上而克服。