[发明专利]一种具有高度温度稳定性的高温永磁材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有钐Sm、钴Co、铜Cu、锆Zr，以及添加铁Fe、钨w、铪Hf、钼Mo元素的不同z值的具有纳米胞状结构的新型高温永磁材料。

背景技术

永磁材料作为一种重要的功能材料，已经广泛应用到计算机技术、微波通信技术、汽车工业、航空工业、自动化技术、仪表技术等各个重要领域。永磁材料的发展经历了碳钢、AlNiCo系合金、硬磁铁氧体、稀土永磁合金等几个发展阶段。

低温度系数高使用温度的高温永磁材料是物理和材料领域研究的热点问题。因Sm₂Co₁₇永磁体不仅有高的内禀饱和磁感应强度，居里温度也很高，约为926℃，其内禀饱和磁感应强度和居里温度均高于SmCo₅合金，极有可能发展成为使用温度超过450℃的高温永磁材料。Sm₂Co₁₇永磁体内禀矫顽力温度系数高，约为—0.3％/℃，其使用温度范围低于300℃。因此，在高温发电机、耐高温磁悬浮轴承、高温仪表、风力发电机等方面有重要的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有钐Sm、钴Co、铜Cu、锆Zr，以及添加铁Fe、钨w、铪Hf、钼Mo元素的不同z值的具有纳米胞状结构的高温强度好、高温矫顽力高的新型高温永磁材料。该纳米胞状结构新型高温(100～500℃)永磁材料的表达式为Sm(Co_0.86-x-yFe_xCu_0.1Zr_0.04M_y)_z，其中，x＝0.05～0.3，y＝0.01，z＝6.0～8.5，z为Co、Fe、Cu、Zr、M的原子总量，M为钨w、铪Hf、钼Mo的一种。其中添加元素铁Fe能有效提高SmCo基体永磁材料的饱和磁化强度，添加元素钨w、铪Hf、或者钼Mo能有效增强SmCo基体永磁材料的高温强度。

本发明公开了一种具有高度温度稳定性的高温永磁材料及其制备方法，该永磁材料的表达式为Sm(Co_0.86-x-yFe_xCu_0.1Zr_0.04M_y)_z，其中，x＝0.05～0.3，y＝0.01，z＝6.0～8.5，M为钨w、铪Hf、钼Mo的一种。采用真空熔炼、高能球磨和高温烧结工艺，制得具有低的矫顽力温度系数的Sm(Co_0.86-x-yFe_xCu_0.1Zr_0.04M_y)_z永磁材料。

附图说明

图1是本发明Sm(Co_0.86-x-yFe_xCu_0.1Zr_0.04M_y)_z高温永磁材料的X衍射图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明是一种含有钐Sm、钴Co、铜Cu、锆Zr，添加元素为铁Fe、钨w、铪Hf、钼Mo的不同z值的具有细化纳米胞状结构的新型高温永磁材料，该纳米胞状结构新型高温(100～500℃)永磁材料的表达式为Sm(Co_0.86-x-yFe_xCu_0.1Zr_0.04M_y)_z，其中，x＝0.05～0.3，y＝0.01，z＝6.0～8.5，z为Co、Fe、Cu、Zr、M的原子总量，M为钨w、铪Hf、钼Mo的一种。

一种制备纳米胞状结构新型高温永磁材料的方法，包括有下列步骤：

第一步：配制目标成分母合金

采用纯度为99.95％的稀土元素Sm、纯度为99.9％的Co、纯度为99.9％的Fe、Cu、Zr、W、Hf、Mo元素配制成目标成分的母合金；

在本发明中，目标成分是指根据化学式Sm(Co_0.86-x-yFe_xCu_0.1Zr_0.04M_y)_z中要求的原子个数进行配比称取各元素单质。

在本发明中，各元素的纯度为质量百分比纯度。

第二步：熔炼铸锭