[發明專利]一種摻稀土高矯頑力錳鉍合金磁粉的制備方法

有效

• 申請號: 201610041619.6
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105689726B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 張朋越;吳瓊;楊洋;葛洪良;泮敏翔
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F1/02;H01F1/059
• 代理公司: 杭州千克知識產權代理有限公司33246
• 代理人: 趙芳,冷紅梅

(一)技術領域

本發明涉及一種摻稀土高矯頑力錳鉍合金磁粉的制備方法。

(二)背景技術

隨著科學技術的飛速發展，特別是在汽車、航空航天等領域，各種極端環境條件下，對于各種材料有著更嚴格的要求。永磁體作為最重要功能的材料，在國民經濟和科技領域應用越來越廣。目前NdFeB磁體因其高的磁性能和良好的機械性能，備受人們的關注。但由于NdFeB磁體的居里溫度僅為318℃，工作溫度大都低于100℃，因此極大的限制其在高溫度的使用。MnBi合金是一種傳統的磁性材料，居里溫度可達360℃，而且具有正的矯頑力溫度系數特性，因此受到人們廣泛的研究和關注。但是由于內稟磁性能的限制，單相錳鉍永磁粉末的矯頑力與釤鈷等常用永磁材料仍然較低，特別是在室溫下這種差距更加明顯，這對于錳鉍永磁材料的應用十分不利。

目前，錳鉍合金內稟矯頑力的提升主要是靠元素摻雜來實現。元素摻雜的添加方式大都是在合金熔煉過程中和錳、鉍主合金一起添加，由于熔融態金屬流動性較差，摻雜元素在主合金中不能分布均勻，實際生產中往往通過多次熔煉來提高摻雜元素在主合金的分散性，浪費人力和物力資源的同時，還是無法保證摻雜元素分布的均勻性。

(三)發明內容

本發明目的是提供提供一種稀土配合物摻雜獲得高矯頑力錳鉍磁粉的方法。

本發明采用的技術方案是：

一種摻稀土高矯頑力錳鉍合金磁粉的制備方法，所述方法包括：

(1)配料：按照合金摩爾組成Mn_yBi_100-y進行稱重配料；其中y＝45或50或55；

(2)熔煉：采用電弧熔煉法將已配好的原料放入在氬氣保護下的電弧熔爐中，熔煉得到Mn_yBi_100-y合金鑄錠；

(3)粗破碎：將步驟(2)制得的Mn_yBi_100-y合金鑄錠進行破碎，破碎后過20目篩，得Mn_yBi_100-y粗顆粒；

(4)將步驟(3)制得的Mn_yBi_100-y粗顆粒浸泡在稀土配合物和無水乙醇的混合液體中，得到混懸液；所述混合液體重量占Mn_yBi_100-y粉料重量的3～10％，其中稀土配合物占混合液體總重量的5～50％，無水乙醇占混合液體總重量的50～95％；所述的稀土配合物為稀土鑭系多孔聚合物[Ln₂(PDA)₃(H₂O)]·2H₂O、羧酸稀土配合物、稀土卟啉配合物、含OH橋的稀土吡啶二羧酸配合物[Ln(2,5-pdc)(OH)(H₂O)₂]·H₂O和LnCl₃中的一種或二種及以上的混合物，其中Ln＝Ce、Pr、Nd、Tb、Dy、Ho或Tm，優選為[Tb(2,5-pdc)(OH)(H₂O)₂]·H₂O與DyCl₃的混合物；

(5)高能球磨：將步驟(4)制得的混懸液進行高能球磨，球磨前加入重量為混懸液重量8～15％的保護劑，球磨2～4小時，然后將球磨料于真空下100℃～200℃烘干0.5～2小時，獲得具有高矯頑力的錳鉍磁粉。

步驟(2)電弧熔煉法參數優選如下：先小電流20A～30A熔煉4～6分鐘，待鑄錠全部熔化后，加大電流至50A～60A再熔煉2～4分鐘，冷卻，將鑄錠翻邊后再重復熔煉3次。

步驟(5)中保護劑優選為油酸。

本發明采用稀土配合物摻雜的方法制備高矯頑力的錳鉍磁粉。將稀土配合物溶解于無水乙醇中，再將錳鉍合金微米顆粒均勻浸泡在含稀土配合物的無水乙醇中，然后通過高能球磨使稀土元素以原子的形式擴散進入錳鉍分子的晶格中，使摻雜元素在主合金中的均勻分散，顯著提高了磁粉的磁晶各向異性。最終所制備的摻稀土錳鉍磁粉具有顯著高于不含稀土的鈷錳鉍磁粉的矯頑力。

本發明的有益效果主要體現在：

(1)Mn_yBi_100-y粗顆粒浸泡在稀土配合物和無水乙醇的混合液體中，稀土配合物均勻包覆粉料顆粒，在球磨過程中可實現稀土元素均勻擴散至錳鉍分子的晶格中，增加錳鉍的磁晶各向異性，從而提高錳鉍合金的內稟矯頑力，提高幅度最高達到40％以上；