[發(fā)明專利]一種MnAlC基高矯頑力永磁材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610211068.3
• 申請(qǐng)日: 2016-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN105702406B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸偉;牛俊超;王韜磊;向震;夏卡達(dá);馬尚軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F1/058
• 分類號(hào): H01F1/058;H01F1/06;B22F9/04
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31225
• 代理人: 褚明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種永磁材料，尤其是涉及一種MnAlC基高矯頑力永磁材料及其制備方法。

背景技術(shù)

永磁材料作為一種功能材料，在智能化與電氣化的今天發(fā)揮著越來越重要的作用。按照矯頑力及飽和磁化強(qiáng)度來劃分，永磁材料主要可分為稀土系永磁(NdFeB體系與SmCo體系)，鐵氧體永磁(鋇鐵氧體、鍶鐵氧體等)以及其他永磁合金(Fe-Cr-Co系、Al-Ni-Co系等)。其中稀土系永磁因含有超大磁矩的Nd與Sm等稀土元素而使其具有其他材料所無法比擬的優(yōu)異磁性能。但是稀土資源作為一種不可再生的戰(zhàn)略資源，隨著不斷地開采越來越匱乏，價(jià)格也越來越昂貴。與此同時(shí)在民用產(chǎn)品制造領(lǐng)域，大部分產(chǎn)品對(duì)永磁材料的要求并非太苛刻，如常用的永磁電機(jī)，音響及磁吸盤等。而傳統(tǒng)的鐵氧體與稀土系永磁相比雖然價(jià)格低廉，但是其矯頑力一般偏低，限制了其在民用產(chǎn)品制造業(yè)的廣泛使用。從材料研發(fā)與實(shí)際制造的角度來說，開發(fā)出一種磁性能介于傳統(tǒng)鐵氧體與稀土系硬磁之間的永磁材料，進(jìn)而達(dá)到生產(chǎn)應(yīng)用中的最高性價(jià)比具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

早在1950年國(guó)外學(xué)者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在MnAl合金體系中存在磁性亞穩(wěn)相τ相，這種磁性相是由高溫相ε相經(jīng)過快冷得到的。但由于后來稀土系永磁的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致關(guān)于MnAl系合金的研究有所遲緩。近年來，由于MnAl系永磁體便宜的原材料、低的密度、較高的磁各向異性以及優(yōu)異的加工成型性而又再次引起了大量學(xué)者的研究。同時(shí)為了進(jìn)一步提高該體系的矯頑力及綜合磁性能，元素?fù)诫s與多元復(fù)合的手段大量被應(yīng)用到MnAl永磁材料中，國(guó)內(nèi)也有關(guān)于此方面進(jìn)展的大量報(bào)道。

如華南理工大學(xué)的陳川等(碳、硼和稀土添加MnAl基合金的結(jié)構(gòu)和硬磁性能)研究了小半徑原子對(duì)合金相變與性能的影響，其證實(shí)了碳元素的加入可以穩(wěn)定磁性相，但材料矯頑力的提升并不明顯。齊長(zhǎng)發(fā)等(一種錳鋁鈦鐵合金，中國(guó)發(fā)明專利，CN1198474A，1998.11.11)通過過渡金屬元素?fù)诫s明顯提升了錳鋁合金體系的機(jī)械力學(xué)性能，但并未介紹其磁性能。胡元虎等(一種制造錳鋁硬磁合金的方法，中國(guó)發(fā)明專利，CN101684527A，2010.03.31)以MnAlR(R為Fe,Co,Ni,Cu,Cr等)為基體，通過摻雜大磁矩稀土元素Sm,Dy,Nd等制得的多元合金體系。雖然該多元體系綜合磁性能有所提升，但是仍未擺脫稀土元素的制約。林培豪等(MnAl合金磁性吸波材料及其制備方法，CN103409669A，2013.08.13)雖然是以氬氣保護(hù)熔煉MnAl合金，但是該類材料屬于微波材料領(lǐng)域，主要是利用磁性材料的吸波特性而非關(guān)注飽和磁化強(qiáng)度及矯頑力等磁性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于以元素?fù)诫s調(diào)控為手段同時(shí)引入表面活性劑輔助球磨，制備一種價(jià)格低廉、高矯頑力、具有較好的綜合磁性能的MnAlC基高矯頑力永磁材料。小半徑原子碳用以穩(wěn)定磁性相，過渡金屬元素釘扎磁疇邊界，從而提高材料的矯頑力及磁性能。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種MnAlC基高矯頑力永磁材料，其名義分子式為(Mn_0.55Al_0.45)_xC_yR_z，其中R為Fe、Co或Ni，0＜y≤2.0，1.0≤z≤3.0，x＝100-y-z。

優(yōu)選地，其名義分子式為Mn_53.3Al₄₄C_1.7Co_1.0，或Mn_53.3Al₄₄C_1.7Fe_1.0，或Mn_53.3Al_43.5C_1.7Ni_1.5。

一種MnAlC基高矯頑力永磁材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)母合金的原料配比與制備：