[發(fā)明專利]一種永磁合金及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810751547.3
• 申請(qǐng)日: 2018-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN109087766B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣成保;趙爽;吳煜燁;王敬民;張?zhí)禧?/a>;劉敬華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F1/055
• 分類號(hào): H01F1/055;C22C22/00;C22C1/03;C22F1/16
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 劉會(huì)景;劉芳

本發(fā)明提供一種永磁合金及其制備方法，涉及永磁材料技術(shù)領(lǐng)域。該永磁合金的名義分子式為(Mn_0.5+xAl_0.5?x)_100?yRE_y，其中0.01≤x≤0.09、0.1≤y≤1.0、RE為稀土元素中的一種或多種。本發(fā)明還提供該永磁合金的制備方法，通過(guò)在MnAl合金中添加微量稀土元素并結(jié)合熔體快淬技術(shù)以及表面活性劑輔助球磨的方法，在τ相基體中引入大量彌散的納米級(jí)析出相，作為釘扎中心以有效阻礙磁疇運(yùn)動(dòng)，從而顯著提升矯頑力。同時(shí)，該永磁合金與MnAl永磁合金相比，未犧牲飽和磁化強(qiáng)度，且τ相穩(wěn)定性強(qiáng)、居里溫度高。并且，該制備方法具有工藝簡(jiǎn)單、工藝重復(fù)性和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于永磁材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種永磁合金及其制備方法，尤其涉及一種通過(guò)在MnAl永磁合金中摻入微量稀土元素以得到高性能永磁合金的技術(shù)。

背景技術(shù)

永磁材料在各種永磁電機(jī)等應(yīng)用領(lǐng)域起著不可或缺的作用。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，高性能永磁材料的研發(fā)與應(yīng)用也受收到越來(lái)越密切的關(guān)注。目前應(yīng)用最為廣泛的永磁材料主要包括以Nd-Fe-B為代表的稀土永磁體以及鐵氧體永磁體。但是近年來(lái)，由于稀土資源的日漸匱乏以及價(jià)格的大幅度提高，加之鐵氧體永磁體磁性能較低，因此開發(fā)高性能的少稀土或者無(wú)稀土的新型永磁體成為了研究人員的重點(diǎn)研究方向。

MnAl永磁合金由于具有較大的理論磁能積(14.4MGOe)、較高的理論飽和磁化強(qiáng)度(144emu/g)、較大的磁各向異性場(chǎng)(38kOe)、較高的居里溫度(650K)以及低廉的價(jià)格，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。但是，由于MnAl合金的矯頑力不夠理想，因此，獲得兼具較大矯頑力和較高飽和磁化強(qiáng)度的MnAl永磁合金是研究人員一直致力于解決的難題。

目前，研究人員主要通過(guò)減小晶粒尺寸的方式以提高M(jìn)nAl合金的矯頑力，一般利用機(jī)械球磨法、等離子體電弧法等處理MnAl合金以達(dá)到減小晶粒尺寸的目的。然而，上述途徑均遇到了很大的瓶頸，雖然所得到的MnAl合金的矯頑力能達(dá)到3kOe～5kOe，但是伴隨著鐵磁性τ相大量分解，導(dǎo)致飽和磁化強(qiáng)度急劇下降。因此，開發(fā)一種新的MnAl永磁合金，使其同時(shí)具有較大矯頑力及較高飽和磁化強(qiáng)度，是目前亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提供一種永磁合金，其在MnAl永磁合金中摻入微量稀土元素，使該永磁合金具有大矯頑力及高飽和磁化強(qiáng)度的特點(diǎn)，并具有原料成本低的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明還提供上述永磁合金的制備方法，通過(guò)該制備方法所得到的永磁合金具有大矯頑力及高飽和磁化強(qiáng)度的特性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種永磁合金，該永磁合金的名義分子式為(Mn_0.5+xAl_0.5-x)_100-yRE_y，其中0.01≤x≤0.09，0.1≤y≤1.0，RE為稀土元素中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在MnAl合金中摻入微量大尺寸的稀土元素，并通過(guò)控制稀土元素添加量，使MnAl合金磁晶各向異性常數(shù)K₁增大，并在減小了MnAl-τ相晶粒尺寸的同時(shí)，在τ相基體中形成大量彌散分布的納米析出相，作為磁疇釘扎中心，阻礙磁疇位移，從而顯著提升矯頑力。并且，進(jìn)入MnAl基體晶格的微量稀土元素通過(guò)3d-4f耦合作用，還能夠進(jìn)一步增大合金本征的磁晶各向異性常數(shù)K₁，最終使永磁合金的矯頑力相比于二元MnAl永磁合金可提高20％～40％。同時(shí)，該永磁合金還未犧牲原MnAl永磁合金的飽和磁化強(qiáng)度，使該永磁合金維持了較高的飽和磁化強(qiáng)度。

上述向MnAl合金中所摻入的稀土元素(RE)，具體可以是鋱(Tb)、鑭(La)、釤(Sm)、鏑(Dy)、镥(Lu)、鈥(Ho)、鉺(Er)、鈧(Sc)和銩(Tm)中的一種，也可以是上述稀土元素中的兩種及以上。