[发明专利]Sm(Co,M)7型合金薄带磁体的制备方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及含稀土金属和磁性过渡金属的硬磁材料的磁体，具体地说是Sm(Co，M)₇型合金薄带磁体的制备方法。

背景技术

在磁体技术领域，利用过渡族稀土合金已成功地开发出SmCo₅型合金、Sm₂Co₁₇型合金和Nd-Fe-B型合金三代永磁体。最近又发现，具有TbCu₇型结构的SmCo₇型合金表现出较大的各向异性场(HA＝7.960-22.3MA·m^-1)和较低的内禀矫顽力温度系数(β＝-0.11％)等高温优良性能。SmCo₇型合金的成分位于SmCo₅型合金与Sm₂Co₁₇型合金之间，空间群为P6/mmm。SmCo₇型合金的饱和磁化强度与居里温度比Sm₂Co₁₇型合金低，但比SmCo₅型合金高。关键是，SmCo₇型合金永磁体具有比Sm₂Co₁₇型合金永磁体好的温度稳定性和好的矫顽力温度系数，而且SmCo₇型合金永磁体具有非常细小均匀的胞状相，畴壁钉扎比Sm₂Co₁₇型合金相强而均匀，因此SmCo₇型合金可能是应用于高温环境的新一代磁体。

当前，国内外均有人在研究新型的SmCo₇型合金永磁体。钢铁研究总院的Guo等人(Guo Y Q，Li W，Luo J，et al.Structure and magnetic characteristics of novel SmCo-basedhard magnetic alloys[J].J Magn & Magn Mater，2006，303：e367-e370；Guo Yongquan，FengWeicun，Li Wei.Magnetism and phase stability of R(Co，M)₇pseudobinary intermetallics withTbCu₇-type structure[J].J Appl Phys，2007，101，023919：1-7；Liu T，Li W，Li X M，et al.Crystal structure and magnetic properties ofSmCo_7-xGa_x[J].J Magn&Magn Mater，2007，310：e632-e634；Guo Yongquan，Li Wei，Feng Weichun.Structural stability and magneticproperties of SmCo_7-xGa_x[J].Appl Phys Lett，2005，86，192513：1-3)用电弧炉直接合成了RCo_7-xM_x(R＝Sm，Nd，Pr，Tb；M＝Ga，Cu，Hf，Ag，Si；x＝0.1-5.0)，其中以M＝Hf，Ga，Si的各向异性场最高，但他们只是制备了铸态合金，并主要研究合金形成TbCu₇型结构的成相能力，不能作为有实际意义的磁体。CN101064206公开了将RE(Co_balFe_xCu_yT_w)_z(RE为稀土元素，T为Zr、Hf、Ti、Mn、Mo中的一种或其混合物质)在感应炉内熔炼，快淬炉内甩带得到非晶态合金带，用微波烧结炉晶化处理制备的含SmCo₇主相的纳米晶磁体的颗粒尺寸只有约20nm，但得到的最大内禀矫顽力只有541.28kA·m^-1。US6468440披露采用快淬法及氮化法制备(R¹_XR²_YB_ZT_100-X-Y-Z)_100-QN_Q条带，其中R¹是稀土元素，R²是Zr，Hf或Sc，T是Fe或Co，X，Y，Z和Q是原子比，其中X≥2％，Y≥0.01％，4≤X+Y≤20％，0≤Z≤10％，0.1≤Q≤20％，条带主相具有TbCu₇型结构，但条带和粘结磁体的最高内禀矫顽力只有780.08kA·m^-1。台湾Chang等人(Chang H W，Huang S T，Chang C W，et al.Magnetic properties，phase evolution，and microsturcture of melt spun SmCo_7-xHf_xC_y(x＝0-0.5；y＝0-0.14)ribbons[J].J Appl Phys，2007，101：09K508)以40m·s^-1速度对SmCo_7-xHf_xC_y(x＝0-0.5；y＝0-0.14)薄带的结构与磁性能研究发现，Hf可以有效地稳定与增加TbCu₇型结构的磁晶各向异性场，该薄带的晶粒尺寸为10-80nm，内禀矫顽力也只达到939.28kA·m^-1。由于该合金组成中的C主要作为小间隙原子C源存在，因此C会形成非磁性的Sm₂C₃，这可能是其矫顽力提高的钉扎点，但钉扎效果还不足够好。总之，现有技术研究得到的SmCo₇型合金永磁体的矫顽力仍然比较低。