一种离子注入改善永磁体损耗性能的方法及永磁体与流程

本方案涉及离子注入工艺，具体涉及一种离子注入改善永磁体损耗性能的方法及永磁体。

背景技术：

1、常规电动机的损耗分布为：(1)定子绕组铜损占到总损耗的34％。(2)定子铁芯的铁损占到总损耗的18％，如果此电机运行在过载状态时定子铁芯还会出现磁饱和损耗，所以定子铁损又会增加很多。(3)转子损耗占到总损耗的24％，如果此电动机运行在过载状态时转子铁芯的铁损同样会增加很多。(4)传统电动机都是径向磁通，磁路较长磁损耗大(5)此电动机的转子两端风叶和电动机尾部装的散热大风叶在电动机运行时还会产生风力摩擦损耗，占到总损耗的10％。(6)杂散损耗占到此电动机损耗的14％。

2、在高速电机中，永磁电机以其结构简单、功率密度高、无励磁损耗、效率高等优点因而被得到广泛应用。但高速、重载等苛刻工况易使电机发热并造成磁体不可逆退磁，最终导致电机无法运行的严重后果。

3、涡流损耗指，导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，导体内的感生的电流导致的能量损耗。在导体内部形成的一圈圈闭合的电流线，称为涡流(又称傅科电流)。涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。

4、本发明针对smco永磁体进行bi、n共离子注入，降低磁体损耗，减少其在工况下的温升，提高其使用寿命及性能指标。

技术实现思路

1、本发明提供了一种离子注入改善永磁体损耗性能的方法及永磁体，以解决现有技术中存在的电机损耗高的技术问题。具体而言：

2、一种离子注入改善永磁体损耗性能的方法，包括如下步骤：

3、使用砂纸对永磁体试样表面进行打磨后，抛光直至表面粗糙度低于0.2μm，此后，将永磁体抛光面朝上置于盛有酒精的烧杯中超声清洗，取出试样并烘干后，将试样固定于靶盘上并放入对配有离子注入系统的真空腔中，离子注入系统包括bi离子注入源和n离子注入源；

4、调节真空度，bi离子注入在室温条件下进行，注入的剂量为5×1014-5×1015/cm2，能量为100-200kev；n离子注入在室温下进行，注入的剂量为1×1014-1×1015/cm2，能量为50-100kev；

5、离子注入后进行退火处理，退火温度为450℃-490℃，时间为4-6小时。

6、更进一步地，永磁体试样为sm2co17稀土永磁材料。

7、更进一步地，永磁体试样采用粉末冶金工艺制备得到。

8、更进一步地，使用200目至1000目的砂纸对永磁体试样表面进行打磨。

9、更进一步地，在机械抛光机使用抛光剂对其表面进行抛光处理。

10、更进一步地，超声清洗20分钟。

11、更进一步地，离子注入前将真空腔调节真空度至0.1-0.4pa。

12、更进一步地，退火处理中真空度小于10-2pa。

13、一种采用上述方法改性得到的永磁体。

14、更进一步地，永磁体试样为sm2co17稀土永磁材料，采用粉末冶金工艺制备得到。

15、本方案提供的离子注入改善永磁体损耗性能的方法，采用b i、n离子共渗入工艺，降低永磁体的损耗。

16、使用200目至1000目的砂纸对永磁体试样表面进行打磨后，在机械抛光机使用抛光剂对其表面进行抛光处理，直至表面粗糙度低于0.2μm。此后，将永磁体抛光面朝上置于盛有酒精的烧杯中超声清洗20分钟。取出试样并烘干后，将试样固定于靶盘上并放入对配有离子注入系统的真空腔中，离子注入系统包括b i离子注入源和n离子注入源。

17、将真空腔调节真空度至0.1-0.4pa，bi离子注入在室温条件下进行，注入的剂量为5×1014-5×1015/cm2，能量为100-200kev；n离子注入在室温下进行，注入的剂量为1×1014-1×1015/cm2，能量为50-100kev，

18、离子注入后进行退火处理，退火温度为450℃-490℃，时间为4-6小时；真空度小于10-2pa。

19、永磁体试样为sm2co17稀土永磁材料，采用粉末冶金工艺制备得到。

20、性能测试：将处理后永磁体试样在20℃时，测量试样长度以及单位长度电阻值，根据gb/t6146-2010精密电阻永磁体电阻率测试方法，进行电阻性能的检测。根据gb/t3217永磁(硬磁)材料磁性试验方法进行磁性性能检测。将永磁体试样在500vac，50hz，20℃下进行3分钟，随后测量其表面温度升高。

21、通过离子注入b i、n离子，使得永磁体表面导电性能降低，涡流现象得到明显减弱，此外由于b i、n化合物在晶界的析出，钉扎作用有利于维持较高的磁性能，此外由于本发明避免使用价格较为昂贵的稀土材料，使得其应用前景更加广阔。

技术特征：

1.一种离子注入改善永磁体损耗性能的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：永磁体试样为sm2co17稀土永磁材料。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：永磁体试样采用粉末冶金工艺制备得到。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：使用200目至1000目的砂纸对永磁体试样表面进行打磨。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在机械抛光机使用抛光剂对其表面进行抛光处理。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：超声清洗20分钟。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：离子注入前将真空腔调节真空度至0.1-0.4pa。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：退火处理中真空度小于10-2pa。

9.如权利要求1所述的方法改性得到的永磁体。

10.如权利要求9所述的永磁体，其特征在于：永磁体试样为sm2co17稀土永磁材料，采用粉末冶金工艺制备得到。

技术总结本方案涉及离子注入工艺技术领域，具体涉及一种离子注入改善永磁体损耗性能的方法及永磁体，以改善其损耗特性。通过离子注入B i、N离子，使得永磁体表面导电性能降低，涡流现象得到明显减弱，此外由于b i、N化合物在晶界的析出，钉扎作用有利于维持较高的磁性能，并且，由于本发明未使用价格较为昂贵的稀土材料，使得其应用前景更加广阔。技术研发人员：张培圣,徐蕾受保护的技术使用者：广能亿能（北京）核能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29