[發明專利]通過直接燒結制備MnBi LTP磁體

在審

• 申請號: 201810630927.1
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN109102978A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 李萬鋒
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: H01F1/147
• 分類號: H01F1/147;H01F41/02
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 董婷;王秀君

本公開涉及通過直接燒結制備MnBi LTP磁體。具體公開了一種方法，所述方法包括：基于第一溫度，將Mn和Bi粉末壓坯在第一溫度燒結第一預定時段；將壓坯在小于第一溫度的第二溫度燒結第二預定時段，其中，第二預定時段大于第一預定時段。在第一溫度燒結第一預定時段的步驟產生預定的MnBi LTP轉變驅動力，以使用于轉變為MnBi LTP的形成能壘減小。將壓坯在第二溫度燒結第二預定時段的步驟形成包含MnBi LTP的磁體。

技術領域

本公開涉及低溫相(low temperature phase，LTP)錳鉍(MnBi)永磁體以及制造LTP MnBi永磁體的方法。

背景技術

MnBi合金由于其獨特的特性(諸如隨著溫度增大的高矯頑力，因此在高溫下在使磁場退磁時其具有較高的穩定性)已被確定為稀土永磁體的合適替代品。這對用于通常在高溫下運行的牽引電馬達來說尤為重要。獲得具有高純度和高產率的LTP的磁性低溫相(LTP)MnBi合金仍然是困難的，這部分地由于錳(Mn)和鉍(Bi)之間的包晶反應以及由于使MnBi LTP成核和生長所需的低相變溫度。

發明內容

根據實施例，公開了一種方法，所述方法包括：基于第一溫度，將Mn和Bi粉末壓坯在第一溫度燒結第一預定時段；將壓坯在小于第一溫度的第二溫度燒結第二預定時段，其中，第二預定時段大于第一預定時段。在第一溫度燒結第一預定時段的步驟產生預定的MnBi LTP轉變驅動力，以使用于轉變為MnBi LTP的形成能壘減小。將壓坯在第二溫度燒結第二預定時段的步驟形成包含MnBi LTP的磁體。

根據一個或更多個實施例，所述第一預定時段可以在約1分鐘與120分鐘之間。所述第一溫度可以在約360℃與900℃之間。所述第二預定時段可以在約1小時與48小時之間。所述第二溫度可以為約260℃至450℃。在一些實施例中，所述方法還可包括：混合并壓制Mn和Bi粉末以形成壓坯。所述MnBi LTP的X射線衍射峰強度可以是所述磁體中的Bi峰的X射線衍射峰強度的至少兩倍。在一些實施例中，所述方法還可包括：粉碎并研磨所述磁體以形成包含MnBi LTP的粉末；將所述包含MnBi LTP的粉末壓制成包含LTP的壓坯；重復燒結的步驟。在又一實施例中，所述方法還可包括：粉碎并研磨所述磁體以形成包含MnBi LTP的粉末；將所述包含MnBi LTP的粉末壓制成包含LTP的壓坯；重復在第二溫度燒結第二預定時段的步驟。

根據實施例，公開了一種通過上述的方法形成的高產率的MnBi LTP磁體。

根據實施例，公開了一種制造高產率的MnBi LTP磁體的方法，包括：將Mn和Bi粉末壓坯在第一溫度燒結第一時段；在小于第一溫度的第二溫度燒結第二時段，使得MnBi LTP的X射線衍射峰強度是Bi的X射線衍射峰強度的至少兩倍，其中，第二時段大于第一時段。將壓坯在第一溫度燒結第一時段的步驟提供用于MnBi LTP成核和生長的相變驅動力。

根據一個或更多個實施例，所述方法還可包括：粉碎并研磨壓坯以形成包含MnBiLTP的粉末。所述方法還可包括：將所述包含MnBi LTP的粉末壓制成包含LTP的壓坯；重復兩個燒結步驟，或者重復在第二溫度燒結第二時段的步驟。所述研磨的步驟可包括低能球磨、低溫研磨或噴射研磨。在一些實施例中，所述第一溫度可以在約360℃與900℃之間。所述第一時段可以在約1分鐘與120分鐘之間。所述第二溫度可以為約260℃至450℃。所述第二時段可以在約1小時與48小時之間。根據一些實施例，所述Mn和Bi粉末壓坯可以為研磨的Mn粉末與研磨的Bi粉末的約0.8：1至1：0.8原子比的混合物。在又一實施例中，所述第一溫度可以為約660℃，所述第一時段可以在約40分鐘與80分鐘之間，并且所述第二溫度可以為約340℃，且所述第二時段可以為約24小時。

附圖說明

圖1是示出成核對合金系統的總自由能的影響的曲線圖。

圖2是示出在360℃和在360℃以下燒結Mn-Bi達24小時的X射線衍射圖的曲線圖。