[發明專利]一種具有高剩磁比的稀土?鈷永磁顆粒的制備方法

有效

• 申請號: 201410223780.6
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN104001928B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 劉立東;張健;王芳;夏衛星;杜娟;閆阿儒;劉平
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;H01F1/053;H01F1/06
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 單英

技術領域

本發明屬于磁性材料制備技術領域，具體涉及一種采用低溫濕法球磨制備具有高剩磁比的稀土-鈷永磁顆粒的方法。

背景技術

稀土-鈷合金，例如釤-鈷、鐠-鈷，以及包含其他摻雜元素的永磁合金顆粒等，在制備高溫高矯頑力磁體、納米復合永磁體、高存儲磁記錄材料、鐵磁流體等方面具有重要的研究和應用背景。

目前，制備稀土-鈷永磁合金顆粒材料的方法主要包括化學合成法，物理沉積法，球磨法等。其中，濕法球磨法由于成本低廉，易操作，可大規模生產，對設備要求低等優點，已經成為一種重要的、使用最普遍的制備稀土-鈷永磁顆粒的方法。然而，由于這類合金中稀土元素(釤、鐠等)極易氧化，導致制備的顆粒材料永磁性能較低。

本課題組在公開號為CN103231066A的中國專利申請中公開了一種制備稀土-過渡族永磁合金微/納米顆粒的方法，該方法采用低溫球磨，不僅抑制了原材料氧化，提高了稀土-過渡族永磁合金顆粒中納米級顆粒的產量，而且提高了顆粒的矯頑力。但是，該方法并未考慮合金顆粒的剩磁比。

然而，稀土-鈷永磁合金顆粒在形成的過程中，由于受到磨球高能劇烈的撞擊而產生嚴重的變形，因此破壞了顆粒內部的晶體學各向異性，導致獲得的合金顆粒的剩磁比較低。

發明內容

本發明的技術目的是改進公開號為CN103231066A的中國專利申請公開的制備方法，提供一種制備稀土-鈷永磁顆粒的方法，利用該方法制得的稀土-鈷永磁顆粒不僅具有較高的納米級顆粒含量、較高的矯頑力，而且具有較高的剩磁比。

為了實現上述技術目的，本發明人經過大量實驗探索后意外發現，將公開號為CN103231066A的中國專利申請公開的制備方法中的有機溶劑限定為熔點溫度低于-50℃的有機溶劑，并且在球磨過程中限定球料質量比為8:1～9.5:1，每次球磨時間限定在1.5分鐘～5分鐘，總球磨時間限定在1小時～10小時的情況下，制得的稀土-鈷永磁顆粒不僅具有較高的納米級顆粒含量、較高的矯頑力，而且具有較高的剩磁比。

即，本發明的技術方案為：一種制備高剩磁比的稀土-鈷永磁顆粒的方法，該方法以塊狀或粉末狀稀土-鈷永磁合金材料為原材料，將原材料裝入球磨設備中，在有機溶劑存在條件下，采用低溫濕法球磨制備稀土-鈷永磁合金顆粒，其特征是：所述的有機溶劑的熔點低于-50℃，球磨溫度高于有機溶劑的熔點溫度并且低于0℃；并且，球料質量比為8:1～9.5:1，總球磨時間為1小時～10小時。

所述的低溫球磨方式不限，可以采用專業的低溫球磨設備直接進行低溫球磨，也可以采用球磨罐進行低溫球磨。

所述的專業的低溫球磨設備的類型不限，包括低溫擺動式、行星式、攪拌式球磨機等。

當采用球磨罐進行低溫球磨時，首先將球磨罐進行冷凍處理，然后在普通球磨機上進行球磨，具體包括如下步驟：

(1)將球磨罐置于低溫環境，待球磨罐溫度等于或低于有機溶劑的熔點溫度后取出，在常溫環境下安裝在球磨機上球磨1.5分鐘～5分鐘；所述的球磨機不限，包括但不限于行星式、三維振動式、攪拌式、滾動式球磨機等；

(2)重復步驟(1)，直到總球磨時間為1小時～10小時。

所述的原材料的尺寸沒有具體要求，為了提高球磨效率，優選將原材料的尺寸控制在毫米量級以下，進一步優選為50μm～800μm。

所述的稀土-鈷永磁合金材料主要包括Sm-Co，Pr-Co，Y-Co，La-Co等體系，這些體系中可以摻雜其他摻雜元素。這些體系的永磁合金材料包括1:5型，2:17型，1:7型等化合物，例如：SmCo₅，PrCo₅，Sm₂Co₁₇，SmCo₇等。

所述的有機溶劑不限，例如乙醇、正己烷、正庚烷、2-甲基戊烷等。

所述的有機溶劑的加入量不限，優選能夠浸潤所述的原材料，進一步優選為所述的原材料質量的1倍～10倍。

所述的球磨罐材質和容量不限，包括淬硬鋼和不銹鋼50ml球磨罐；磨球材質和尺寸不限，包括淬硬鋼3mm-20mm磨球。

所述的球磨過程中還可以包括表面活性劑，即可以在表面活性劑存在條件下進行所述的低溫濕法球磨。所述的表面活性劑不限，包括油酸，油胺，三辛胺等中的一種或幾種的混合。作為優選，所述的低溫濕法球磨是在表面活性劑存在條件下進行的。