磁控溅射晶界扩散 TbDy 对烧结钕铁硼磁体磁性能和微观组织的改进技术

磁控溅射晶界扩散 Tb/Dy 对烧结钕铁硼磁体磁性能和微观组织的改进技术 有研稀土确认申报 2022 金辑奖 · 中国汽车新供应链百强

申请技术:磁控溅射晶界扩散 Tb/Dy 对烧结钕铁硼磁体磁性能和微观组织的改进技术

在真空或惰性状态下将结合有重稀土镀层的基材加热,激活重稀土原子向基材内部扩散。取代主相晶粒外层 Nd,形成重稀土壳核结构,优化晶界结构,提高矫顽力。

有研拥有自主开发的大尺寸高纯稀土金属靶材制备技术及装备,拥有国内最大 Tb/Dy 靶材生产线%。

通常将内禀矫顽力(kOe)和最大磁能积(MGOe)之和大于 60 的钕铁硼称为高性能钕铁硼永磁材料,近年来高性能钕铁硼产品占比逐步提升。根据中国稀土行业协会和 Frost&Sullivan 数据,2018 年中国钕铁硼毛坯产量 15.7 万吨,高性能钕铁硼材料产量 2.3 万吨,占比约 15%; 2020 年高性能钕铁硼产量 4.62 万吨,占烧结钕铁硼总量 19.4 万吨的 24%。随着新能源汽车、高端工业电机渗透率提升,高端产品占比预计仍将继续提升。

目前烧结钕铁硼性能较理论值仍有空间,晶界扩散技术能够进一步提高性能、降低成本。工业批量生产稀土永磁体的磁性能最高能够达到理论数值的 80%-90%,近年龙头厂商通过组分控制、工艺优化等措施已能够将性能提升至理论值的 90% 附近。研究发现,钕铁硼磁材中掺杂的中重稀土位于晶界处能够更好的发挥其提升矫顽力作用,晶界渗透技术能够改变中重稀土的分布,通过烧结后渗透技术将中重稀土元素集中在晶界处,提升矫顽力;同时也能够大幅降低中重稀土掺杂比例,将镝铽元素的产量从 5-7% 降低至 0.2-0.4%。在当前高性能钕铁硼需求量快速增长,中重稀土供给受限、价格大幅上涨的情况下降低钕铁硼综合生产成本、 保障下游需求。

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