[發明專利]一種稀土－鐵超磁致伸縮材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200710099415.9
• 申請日: 2007-05-18
• 公開（公告）號: CN101308718A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 于敦波;李紅衛;李勇勝;李擴社;楊紅川;張世榮;胡權霞;徐靜
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院;有研稀土新材料股份有限公司
• 主分類號: H01F1/053
• 分類號: H01F1/053;C22C38/00;C22C33/04
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 程鳳儒

技術領域

本發明涉及磁性材料領域，提供了一種具有[111]擇優取向的多晶稀土-鐵超磁致伸縮材料及其制備方法。

背景技術

稀土-鐵超磁致伸縮材料(TbDyFe₂)具有磁致伸縮系數大，反應速度快(＜1μs)、能量密度大等優點，在汽車工業、化工、機械和軍事等許多領域有著廣闊的應用前景，日益受到人們廣泛的重視。這種材料的大磁致伸縮主要來源于立方點陣的菱方畸變，因此其磁致伸縮應變λ有顯著的各向異性，理論計算表明，在壓應力作用下，不同晶向的磁致伸縮系數差別很大，其中λ₁₁₁遠遠大于λ₁₁₀、λ₁₁₂和λ₁₁₃。由于Tb-Dy-Fe合金凝固時是典型的小平面生長，固液界面為片狀枝晶，<112>方向是唯一的穩定生長方向，因此一般制備的Tb-Dy-Fe合金為<112>擇優取向。通過改變凝固條件，也可制備出<110>取向的材料，但在普通的定向凝固技術中，很難獲得<111>擇優取向的樣品。

國內外關于Tb-Dy-Fe超磁致伸縮材料制備方法的專利主要有：1981年申請的專利US4308474和1983年申請的專利US4378258，主要集中在稀土磁致伸縮材料的理論和成分研究，制備工藝為水平區熔法。1986年美國專利US4609402公布了垂直區熔工藝制備稀土磁致伸縮材料。1988年美國專利US4770704公布了一種下拉工藝制備稀土大磁致伸縮材料。1989年美國專利US4818304公布了稀土大磁致伸縮棒材磁場熱處理工藝。1992年美國專利US5114467公布了一種采用等離子體熔煉工藝制備稀土磁致伸縮材料。另一類是采用粉末冶金工藝制備的粘結稀土磁致伸縮材料，粘結稀土磁致伸縮材料能有效地提高材料的使用頻率，具有良好的強韌性，材料能加工成各種復雜形狀。關于粘結磁致伸縮材料的專利主要有兩個，1998年申請的專利US005792284A，主要涉及使用Terfenol-D棒材為原料制成磁致伸縮粉末，然后把粉末與粘結劑混合壓制成型。2001年申請的專利US6312530B1，公布了一種制備稀土磁致伸縮材料的新工藝，主要內容包括，使用快淬法制備出磁致伸縮非晶粉末或非晶薄帶，通過晶化處理形成晶?粒小于100nm的(Tb，Dy)Fe₂相，然后制成粘結稀土磁致伸縮材料。

國內外關于Tb-Dy-Fe超磁致伸縮材料擇優取向方面的專利很少，主要有：中國北京科技大學周壽增等人采用定向凝固法制備了<112>擇優取向的Tb-Dy-Fe磁致伸縮棒材，申請的專利為ZL93106941.6。中國專利ZL98101191.8和CN200610001026.3公布了具有<110>擇優取向的Tb-Dy-Fe定向凝固棒及其制備工藝，美國專利US5527398和歐洲專利EP0509628也通過定向凝固法制備<110>取向的Tb-Dy-Fe超磁致伸縮。中國專利CN02131236.2還公布了<113>擇優取向的Tb-Dy-Fe超磁致伸縮材料及其制造工藝。

目前，針對磁控技術制備[111]擇優取向的Tb-Dy-Fe磁致伸縮材料專利國內外未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有[111]擇優取向的多晶稀土-鐵超磁致伸縮材料。

本發明的另一個目的是提供一種通過把外部強磁場施加于定向凝固過程中，得到一種制備具有[111]擇優取向的稀土-鐵超磁致伸縮材料的方法。

為了實現上述目的，本發明采取以下的技術方案：

本發明公開了一種稀土-鐵超磁致伸縮材料，其特征在于：

(1)擇優取向為[111]方向。

(2)該稀土-鐵超磁致伸縮材料，其特征在于，該稀土-鐵超磁致伸縮材料的化學式為：(Tb_1-xDy_x-zN_z)Fe_(2+δ-y)-M_y，其中，M代表B、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Zn、Ga、Nb、Ta、W中一種或幾種，0.45≤x≤0.75，-0.2≤δ≤0.2，0≤y≤0.3，0≤z≤0.2，N代表Ce、Pr、Nd、Ho和Er中的至少一種。

本發明的稀土-鐵超磁致伸縮材料，優選[111]方向的取向度至少為60％；更優選[111]方向的取向度至少為70％；最優選[111]方向的取向度至少為80％。