[發(fā)明專利]一種提高稀土-鐵合金氮化效率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011626217.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112872348B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段麗娟;盧賜福;邵彩茹;王東興;饒帥;陶進(jìn)長(zhǎng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院稀有金屬研究所
• 主分類號(hào): B22F1/00
• 分類號(hào): B22F1/00;C23C8/38;H01F41/02
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 蔣歡妹;莫瑤江

本發(fā)明公開(kāi)了一種提高稀土?鐵合金氮化效率的方法，通過(guò)氮等離子體處理技術(shù)在高純氮?dú)庵行纬傻入x子體，提高氮?dú)庵谢钚缘訚舛龋瑢?duì)合金粉末進(jìn)行N原子注入，相同溫度下大幅提高Sm₂Fe₁₇、Nd(Fe,M)₁₂、Sm₁₁Fe₈₉等稀土?鐵合金粉末在純N₂中進(jìn)行氮化的效率。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及稀土永磁材料領(lǐng)域，具體涉及一種提高稀土-鐵合金氮化效率的方法。

背景技術(shù)：

1990年愛(ài)爾蘭三一大學(xué)Coey教授研究組和北京大學(xué)楊應(yīng)昌研究組基于在稀土-過(guò)渡金屬化合物中氮的間隙原子效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)Sm₂Fe₁₇Nx(簡(jiǎn)稱釤鐵氮)與Nd(Fe,M)₁₂Nx(簡(jiǎn)稱釹鐵氮)具有優(yōu)異的內(nèi)稟磁性，可與釹鐵硼相媲美，并且具有比釹鐵硼更高的居里溫度，釤鐵氮和釹鐵氮被認(rèn)為是下一代稀土永磁的候選者。這些氮化物永磁材料的性能對(duì)氮含量敏感，比如Sm₂Fe₁₇Nx(簡(jiǎn)稱釤鐵氮)化合物的磁性能在x＝3.0時(shí)最佳，Nd(Fe,M)₁₂Nx(簡(jiǎn)稱釹鐵氮)的x＝1.5時(shí)磁性能最佳。公知Sm₂Fe₁₇Nx(簡(jiǎn)稱釤鐵氮)通過(guò)氮化Sm₂Fe₁₇合金粉末獲得，Nd(Fe,M)₁₂Nx(簡(jiǎn)稱釹鐵氮)通過(guò)氮化Nd(Fe,M)₁₂合金粉末獲得。

已經(jīng)公開(kāi)的氮化方法是在300-500℃下將合金粉末置于含有N元素的氣氛中進(jìn)行熱處理，比如N₂、N₂和H₂、N₂和NH₃、NH₃和H₂的混合氣體，或者其他含有N元素的物質(zhì)。這些方法中，氮化效率最高的是使用含有NH₃或者NH₃和H₂的混合氣體。使用高純N₂最安全，原料成本最低，不過(guò)在純N₂中進(jìn)行氮化效率最低，需要長(zhǎng)時(shí)間氮化熱處理才能將合金充分氮化。因?yàn)閷?duì)稀土-鐵合金進(jìn)行氮化時(shí)，由于所形成的間隙化合物屬于亞穩(wěn)相，其保持穩(wěn)定的溫度低于600℃，所以進(jìn)行氮化的溫度一般低于500℃，在這種較低溫度的條件下使用純氮?dú)膺M(jìn)行氮化時(shí)，由于N₂分子的N-N鍵穩(wěn)定性很高，而實(shí)際上能夠直接參與氮化的是具有高活性的N原子，所以在純氮?dú)庵心軌蛑苯訁⑴c氮化反應(yīng)的活性氮原子的濃度低，使用純氮?dú)膺M(jìn)行氮化時(shí)一般需要長(zhǎng)時(shí)間才能獲得具有足夠氮含量的稀土-鐵間隙化合物。使用NH₃、H₂進(jìn)行氮化需要嚴(yán)格的安全設(shè)施和管理辦法，而且存在廢氣處理成本高等環(huán)保問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的之一是提供一種提高稀土-鐵合金氮化效率的方法，通過(guò)氮等離子體處理技術(shù)在高純氮?dú)庵行纬傻入x子體，提高氮?dú)庵谢钚缘訚舛龋瑢?duì)合金粉末進(jìn)行N原子注入，相同溫度下大幅提高Sm₂Fe₁₇、Nd(Fe,M)₁₂、Sm₁₁Fe₈₉等稀土-鐵合金粉末在純N₂中進(jìn)行氮化的效率。

本發(fā)明的目的之二是提供一種等離子氮化爐。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：