[發明專利]一種SmCo₅基永磁薄帶磁體及其制備方法有效

申請號：	201710189603.4	申請日：	2017-03-27
公開（公告）號：	CN106710764B	公開（公告）日：	2018-06-22
發明（設計）人：	孫繼兵;程金云;步紹靜;殷福星;張磊	申請（專利權）人：	河北工業大學
主分類號：	H01F1/055	分類號：	H01F1/055;H01F41/02;C22C19/07
代理公司：	天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210	代理人：	胡安朋
地址：	300130 天津市紅橋區***	國省代碼：	天津;12
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摘要：
搜索關鍵詞：	薄帶基永制備合金組成合金磁性過渡金屬磁體材料多元復合稀土金屬硬磁材料元素組成研究
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【說明書】：

本發明一種SmCo₅基永磁薄帶磁體及其制備方法，涉及含稀土金屬和磁性過渡金屬的硬磁材料的磁體，通過在SmCo₅系合金組成中添加不同量的Alnico合金，相當于在SmCo₅系合金中有規律地多元復合添加Alnico合金組成元素，形成多元多相的強化機制，制備出元素組成成分通式為Sm_xCo_yCu_zFe_uAl_vNi_wTi_eNb_fSi_g的SmCo₅基永磁薄帶磁體，克服了現有技術添加單一的元素后，在改善磁體材料的一種或者有限幾種性能的同時，往往會導致其他性能的降低或者變化，從而使性能較理論值相差甚遠，同時添加多種元素時，又沒有規律可循，為后續的研究帶來不便的缺陷。

技術領域

本發明的技術方案涉及含稀土金屬和磁性過渡金屬的硬磁材料的磁體，具體地說是一種SmCo₅基永磁薄帶磁體及其制備方法。

背景技術

稀土永磁材料的研發是近些年來發展比較迅猛的一個方向，在機械、儀器儀表、電子器件、醫療和航空航天諸多方面有廣闊的應用。稀土永磁材料是指稀土元素Sm或Nd和過渡族金屬元組成的合金按冶金成型工藝制備的一種磁性材料。稀土永磁材料至今已開發了三代，分別為SmCo₅系、Sm₂Co₁₇系和Nd-Fe-B系。其中，第一代永磁體SmCo₅系合金因具有高的磁能積、最高的矯頑力、高的各向異性場以及優良的溫度穩定性等優點而備受青睞，對其的研究一直未有松懈。

為了進一步提高SmCo₅系合金的磁性能，Téllez-Blanco等人(J.C.Téllez-Blanco,R. R.Sato Turtelli.Structure and magnetic properties ofSmCo_5-xCu_x alloys[J].Journal of Alloys and Compounds,1998,281:1-5.)通過感應熔煉法制備了SmCo_5-xCu_x(x＝1,1.5,2, 2.5,3,4)鑄態母合金，發現隨著Cu的含量增加，塊體合金矯頑力先增大后減小，在x＝2.5 時達到最大值，即Hc＝26kOe。Suresh等人(K.Suresh,R.Gopalan,A.K.Singh,et al. Coercivity of Sm(Co_0.9Cu_0.1)_4.8melt-spun ribbons[J].Journal of Alloys and Compounds,2007, 436:358-363.)研究快淬速度對Sm(Co_0.9Cu_0.1)_4.8薄帶磁性能的影響，發現在快淬速度50 m/s的條件下薄帶的矯頑力和剩磁分別達到43kOe和37.2emu/g，其作用機理是由于晶界處富Cu相的析出對磁疇產生釘扎作用；同時，隨著快淬速度增加至50m/s，薄帶各向異性增大，晶粒尺寸減小至約56nm，遠小于SmCo₅相單疇的尺寸(750nm)。Tetsuji Saito 等人(Tetsuji Saito,Daisuke Nishio-HamaneSaito.Magnetic properties of SmCo_5-xFe_x(x＝0-4) melt-spun ribbon[J].Journal of Alloys and Compounds,2014,585:423-427.)用快淬法制備出 SmCo₂Fe₃薄帶并在873K溫度下退火使其剩余磁化強度高達100emu/g，但其矯頑力降低到僅有2.9kOe；而同樣條件下制備的純SmCo₅薄帶的矯頑力12kOe，剩磁為30emu/g。 Suresh等人(K.Suresh,R.Gopalan,G.Bhikshamaiah,et al.Phase formation,microstructure and magneticproperties investigation in Cu and Fe substituted SmCo₅melt-spun ribbons[J].Journal of Alloys and Compounds,2008,463:73-77.)用快淬法制備出了Cu和Fe復合添加的Sm_17.24Co_66.20Cu_8.28Fe_8.28薄帶，使其甩帶速度在40m/s時的矯頑力高達31.4kOe，剩余磁化強度高達50.9emu/g；其矯頑力隨著甩帶速度的增加而增加是由于高速快淬下薄帶由高磁晶各向異性的單相Sm(CoCuFe)₅組成且晶粒尺寸減小所致；而高磁化強度是由于高磁矩Fe取代SmCo₅結構中的Co所致。