[發(fā)明專利]一種高矯頑力錳鉍磁粉的批量制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110460411.5
• 申請(qǐng)日: 2011-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102528053A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張東濤;岳明;耿文甜;劉衛(wèi)強(qiáng);張久興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F9/04
• 分類號(hào): B22F9/04;H01F1/047
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術(shù)領(lǐng)域

一種高矯頑力錳鉍磁粉的批量制備方法，屬于永磁材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

錳鉍是一類具有良好磁性能的功能材料，在磁光存儲(chǔ)、永磁電機(jī)等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

近年來(lái)，隨著風(fēng)力發(fā)電、電動(dòng)汽車等新興環(huán)保產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，作為關(guān)鍵基礎(chǔ)材料的永磁材料引起了人們的廣泛關(guān)注。目前常用的永磁材料如釹鐵硼磁體等溫度特性較差，其矯頑力溫度系數(shù)為負(fù)值，即磁體的矯頑力隨著溫度的升高急劇下降，因此無(wú)法適用于對(duì)使用溫度有較高要求的產(chǎn)品。而錳鉍永磁材料具有較高的矯頑力，特別是具有正的矯頑力溫度系數(shù)，其矯頑力隨著溫度的升高而增大，因此可以添加在快淬釹鐵硼粉末中制備成NdFeB/MnBi混合粘結(jié)磁體，可獲得低矯頑力甚至零矯頑力溫度系數(shù)，同時(shí)具有較高磁性能的混合磁體，有望應(yīng)用在較高工作溫度的領(lǐng)域中。然而，錳的熔點(diǎn)為1517K，鉍為545K，兩者的熔點(diǎn)相差972K，一起熔煉非常困難；而且熔煉后合金凝固時(shí)Mn和Bi在719K發(fā)生包晶反應(yīng)形成MnBi相，低溫時(shí)的包晶反應(yīng)很難反應(yīng)完全，因而，要得到錳鉍純相也非常不容易。目前，主要采用將熔煉的合金鑄錠進(jìn)行快淬后球磨的方式制備錳鉍合金粉末，這種方法能夠獲得8000奧斯特以上的矯頑力，但這種方式每次只能獲得幾十克的粉末，無(wú)法批量工業(yè)化生產(chǎn)，而且獲得的錳鉍相純度一般不超過(guò)90％，常常有大量單質(zhì)鉍的存在。所以，當(dāng)前很難批量制備成相較好的、具有高矯頑力的錳鉍合金粉末。

針對(duì)上述研究現(xiàn)狀，我們提出了綜合采用熔煉、退火熱處理、滾動(dòng)球磨等多種技術(shù)，研制高矯頑力的MnBi永磁粉末，并實(shí)現(xiàn)磁粉的批量制備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明綜合采用熔煉、退火熱處理、滾動(dòng)球磨等多種技術(shù)，成功的批量制備出公斤級(jí)的具有高矯頑力的錳鉍磁粉。

本發(fā)明提供一種批量制備公斤級(jí)的高矯頑力錳鉍磁粉的方法。目的在于批量獲得高矯頑力錳鉍磁粉。制備方法包括以下步驟：

1、將純度為99.9％的金屬錳(Mn)和純度為99.9％的金屬鉍(Bi)按照MnBi_1.08的成分配比，采用磁懸浮熔煉爐制成錳鉍合金鑄錠，反復(fù)熔煉合金鑄錠，直到合金鑄錠均勻。

2、將步驟1得到的合金鑄錠在1個(gè)大氣壓氬氣保護(hù)的條件下進(jìn)行退火熱處理，熱處理的工藝條件是：溫度300-340℃、時(shí)間12-24小時(shí)。

3、將退火后的合金鑄錠在汽油保護(hù)的條件下進(jìn)行滾動(dòng)球磨，采用直徑分別為3、6和10厘米的混合鋼球，轉(zhuǎn)速為145轉(zhuǎn)/分鐘，球料比為5∶1，球磨時(shí)間為2-4小時(shí)，然后將球磨粉末在充滿氬氣的手套箱中干燥后收集，最終獲得純度超過(guò)90％且具有高矯頑力的錳鉍磁粉。

本發(fā)明方法制備的錳鉍磁粉的特征在于，與現(xiàn)有的僅能獲得幾十克的高矯頑力錳鉍磁粉的技術(shù)相比，本發(fā)明能夠獲得公斤級(jí)的且室溫矯頑力達(dá)到8000奧斯特以上的錳鉍磁粉，且錳鉍相的純度超過(guò)90％。

本發(fā)明方法制備的錳鉍磁粉的另一重要特征在于，批量制備的磁粉仍然具有很好的高溫磁性能，磁粉在25℃(室溫)-200℃的溫度范圍內(nèi)，其矯頑力隨著溫度的升高而增大。200℃時(shí)矯頑力可達(dá)19000奧斯特，因此磁粉十分有利于在較高的溫度環(huán)境下使用。

附圖說(shuō)明

圖1：實(shí)施例1制備的錳鉍磁粉的室溫磁滯回線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。

實(shí)施例1

將純度為99.9％的金屬錳和純度為99.9％的金屬鉍按照MnBi_1.08的成分配比，即Mn∶Bi物質(zhì)的量的比為1∶1.08，采用磁懸浮熔煉爐制成錳鉍合金鑄錠約1公斤，反復(fù)熔煉3次使合金鑄錠均勻。將均勻的合金鑄錠在1個(gè)大氣壓氬氣保護(hù)的條件下進(jìn)行退火熱處理，熱處理的工藝條件是：溫度300℃、時(shí)間12小時(shí)。將退火后的合金在汽油保護(hù)的條件下進(jìn)行滾動(dòng)球磨，采用直徑分別為3、6和10厘米的混合鋼球，轉(zhuǎn)速為145轉(zhuǎn)/分鐘，球料比為5∶1，球磨時(shí)間為2小時(shí)，然后將球磨粉末在充滿氬氣的手套箱中干燥后收集，最終獲得純度超過(guò)90％的且具有高矯頑力的錳鉍磁粉。

附圖1為實(shí)施例1制備的錳鉍磁粉的在287K時(shí)的磁滯回線，可以看到，制備的公斤級(jí)的錳鉍磁粉仍然具有8000奧斯特的矯頑力，不低于現(xiàn)有技術(shù)制備的幾十克級(jí)的磁粉的性能值。

實(shí)施例2