[发明专利]一种钐-钴系磁粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土永磁材料领域，涉及一种各向异性钐-钴系磁粉及其制备方法。

背景技术

众所周知，SmCo磁体以其居里温度较高、温度系数低、温度稳定性较好在工业和现代化 科技得到广泛应用，其使用温度一般在-30-350℃。随着科技的发展，对永磁材料使用温度提 出了更高的要求，目前，国防军工上需要使用400-500℃的稀土永磁材料，SmCo磁体因其独 特特点而成为首选，这也对制备磁体用的钐-钴系磁粉提出了更高的要求。

SmCo磁体的磁性能与磁粉的组织和粒度密切相关。对于各向异性永磁体来说，各向异性 永磁体的基本特性是易磁化轴的取向排列，即磁体中所有磁性基体相所有晶粒的易磁化方向 沿某一方向一致排列。而取向度取决于磁粉的晶型，柱状晶有利于磁体的各向异性化，提高 取向度。磁性能(主要是剩磁和最大磁能积)与易轴取向度密切相关。SmCo合金属于六方晶系， c轴是易磁化轴，a轴是难磁化轴。沿c轴取向表明SmCo磁粉在取向过程中，更容易取向并 获得高取向度，可以大幅度提高用其制备的磁体的性能。其原理可以用现代磁学原理来解释， 如各向异性钐钴磁体的剩磁B_r可用下式表示：

B_r＝4ЛM_r＝4ЛM_s(ρ/ρ₀)(1-β)f

其中，M_r一剩余磁化强度；

M_s一饱和磁化强度；

ρ/ρ₀-磁体相对密度，即磁体的密度ρ与理论密度ρ₀之比；

f-取向度；

β-磁体中非磁性相的体积百分数。

由上式可知，提高取向度f可以提钐钴的剩磁B_r。由于最大磁能积(BH)max＝B_r²/4μ₀(式 中μ₀称为回复磁导率，理想的情况下，μ₀＝1)，因此提高取向度f同样可以提高钐钴的最大 磁能积(BH)max。

此外，SmCo磁体的磁性能不仅与磁粉的平均粒度有关，而且与粒度分布有关。在一定粒 度范围内，颗粒分布越窄，磁性能越好。

目前关于各向异性钐钴的专利有中国科学院物理研究所1999年申请的专利CN99107266.9 和CN01124191.8以及2001年申请的专利CN01130856.7，均涉及了用快淬法制备各向异性钐 钴合金，但没有涉及到钐钴磁粉组织、粒度分布以及制备工艺。

关于钐钴合金的国内外专利有三德1999年申请的专利CN99812933.X，该专利公开了一种 成分为Sm(Co，Fe，Cu，Zr，C)各向同性纳米复合磁性材料并且包含SmCoC₂相，通过对快速凝固 的Sm(Co，Fe，Cu，Zr)合金添加碳，制备出各向同性钐钴磁粉。三德2002年申请的专利 CN02826891.1涉及Sm-Co基磁铁合金及其生产方法，所述Sm-Co基磁性合金由式RM表示 的合金组成，其中R含量为32.5-35.5wt％，如Sm，其余为M，如Co，其中：相应于R₂M₇相的(119)平面的X-射线衍射强度(B)与相应于RM₅相的(111)平面的X-射线衍射强度(A)的比 值(B/A)不大于0.1。该专利没有涉及Sm-Co磁粉的组织及其制备方法。信越化学工业株式会 社2002申请的专利CN 02121749.1主要涉及钐钴合金及其制备步骤，即由20-30wt％Sm或含 至少50wt％Sm、10-45wt％Fe、1-10wt％Cu、0.5-5wt％Zr的稀土元素(包括Y)的混合物和余 量Co组成的合金熔化，利用带材铸造技术将该熔体淬火形成含至少20vol.％粒径为1-200μm、 厚度为0.05-3mm的等轴晶体的稀土合金带材。而钐钴磁粉的性能受母合金组织的影响，由组 织为等轴晶钐钴合金制备的磁粉及粘结磁体的性能都不高。EP0156482该专利公开了Sm₂Co₁₇合金的成分及组织，成分：22.5-23.5％Sm，20.0-25.0％Fe，3.0-5.0％Cu，1.4-2.0％Zr，以及少量的 C和O；组织：连续网状的六边形1-5 Sm-Co相包围着菱形的2-17型Sm-Co相。