[發明專利]一種含有晶界相的釤鈷永磁體及其制備方法

有效

• 申請號: 201811313384.7
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN111145973B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 顏光輝;劉壯;閆阿儒;張超越;王廣慶;朱艷姣;陳仁杰;劉雷;夏衛星;李東
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01F1/055
• 分類號: H01F1/055;H01F41/02
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發明提供了一種含有晶界相的釤鈷永磁體及其制備方法。所述含有晶界相的釤鈷永磁體具有富含銅元素的晶界相包裹晶粒的組織結構。所述制備方法包括：首先采用傳統粉末冶金工藝熔煉釤鈷合金鑄錠，并將其制備成微米級釤鈷合金粉末；將微米級或納米級CuO粉末與所述釤鈷合金粉末混合均勻，之后依次進行磁場取向壓型、冷等靜壓、燒結、固溶和時效處理，獲得含有晶界相的釤鈷永磁體。本發明的釤鈷永磁體具有富含銅元素的晶界相包裹晶粒的組織結構和高的矯頑力，與不含該組織結構的釤鈷永磁體相比，隨著CuO添加量的提高，釤鈷永磁體的室溫矯頑力得到大幅提高，提高幅度達到1.5?2.5倍。

技術領域

本發明涉及一種釤鈷永磁材料，特別涉及一種含有富銅元素晶界相的釤鈷永磁體及其制備方法，屬于稀土永磁材料技術領域。

背景技術

釤鈷永磁體主要是又釤、鈷、鐵、銅、鋯等元素組成，并經高溫燒結和時效而得到一類稀土永磁材料。因其高磁能積、優良的溫度穩定性和抗腐蝕性能，廣泛應用航空航天、國防軍工、通訊、微波器件、儀器儀表、電機等領域。

傳統釤鈷永磁體中消耗大量的鈷元素，而鈷元素作為一種昂貴的戰略元素，儲量有限且不可再生。因此在基本保持釤鈷永磁體磁性能的前提下，降低鈷元素用量而提高鐵元素的用量，有助于降低釤鈷永磁體成本，且保護鈷元素。但是，提高鐵元素在釤鈷永磁體中的用量的同時，會影響到高矯頑力釤鈷永磁體的獲得。

在傳統燒結釤鈷永磁體中由于晶界相的缺失使得磁體晶粒間存在較強的磁耦合作用，并在晶粒的周圍形成比晶粒內部銅元素含量低的區域，即貧銅元素區域，從而制約了磁體矯頑力的提高。目前，提高釤鈷永磁體矯頑力的一般方法是，提高釤鈷永磁體合金中銅元素的含量。但這會大幅降低磁體的剩磁，限制釤鈷永磁體磁性能的提升。因此，如何消除晶粒間的磁耦合作用和晶界區域的貧銅元素現象，是提高釤鈷永磁體矯頑力的關鍵途徑。

目前專利技術中，中國發明專利申請CN102568807A公開了納米Cu添加進入釤鈷永磁體從而提高其矯頑力，但此方法沒有在釤鈷永磁體的晶粒周圍形成明顯的晶界相，更不會形成富含Cu元素的晶界相。此外，中國發明專利申請CN102650004A公開了在釤鈷合金熔煉過程中加入氧化鈣和氧化鎂來制備釤鈷永磁體的制備方法，氧化鈣或氧化鎂進入到釤鈷磁體的晶界處，但不會在釤鈷磁體中形成由富含Cu元素的晶界相包裹晶粒的組織結構。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種含有晶界相的釤鈷永磁體及其制備方法，以克服現有釤鈷永磁體的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種含有晶界相的釤鈷永磁體，所述釤鈷永磁體具有富含銅元素的晶界相包裹晶粒的組織結構。

本發明實施例還提供了一種含有晶界相的釤鈷永磁體的制備方法，其包括：

對包含Sm、Co、Fe、Cu及Zr合金元素的原料進行熔煉，形成釤鈷合金鑄錠，并制成釤鈷合金粉末；

將CuO粉末與所述釤鈷合金粉末混合均勻，其中，所述CuO粉末的粒徑在微米級或納米級，所述CuO粉末與所述釤鈷合金粉末的質量比為0.1～20：100；之后依次進行磁場取向壓型、冷等靜壓、燒結、固溶和時效處理，獲得具有富含銅元素的晶界相包裹晶粒的組織結構的釤鈷永磁體。

本發明實施例還提供了由前述方法制備的含有晶界相的釤鈷永磁體。

較之現有技術，本發明提供的釤鈷永磁體具有富含銅元素的晶界相包裹晶粒的組織結構和高的矯頑力，與不含該組織結構的釤鈷永磁體相比，隨著CuO添加量的提高，釤鈷永磁體的室溫矯頑力得到大幅提高，提高幅度達到1.5-2.5倍。

附圖說明