[发明专利]一种块状磁性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料，尤其涉及一种块状磁性材料及其制备方法。

背景技术

以Nd-Fe-B为代表的稀土永磁材料自20世纪80年代发现以来，由于其优异的磁性能，迅速发展成为新一代永磁体，并且已广泛应用于能源，机械，交通，计算机，家电，医疗等领域，其生产和开发应用程度已成为衡量一个现代国家经济发展水平和综合国力的重要标志之一。传统的永磁体的制备方法主要有烧结法和粘结法两种。烧结法是通过一定的制粉工艺得到磁粉，在磁场中取向成型，在压机中压成毛坯，然后烧结成型得到永磁体。这种方法工艺复杂，能耗高，并且不能满足复杂形状的需求。粘结法也是通过一定制粉工艺得到磁粉，将磁粉与粘结剂混合成型，经过固化处理后得到永磁体。由于粘结剂的引入使得磁体磁性能被稀释，因此该方法不利于得到高性能的永磁体。此外，传统的制备方法并不适合制备小尺寸的块状磁体，因此有必要探索一种节能高效的永磁体制备方法。

近年来，一些研究者采用铜模喷铸法直接值得圆柱状，圆环状及片状永磁体。这种方法是将熔融的合金喷铸到一定尺寸的铜模中，直接得到纳米晶永磁体，或者先得到非晶合金，再将其热处理得到永磁体。这种方法具有工艺简单，低成本，易成型，易加工，结构致密，耐蚀性强等优点。然而，由于非晶形成能力的限制，到目前为止文献中报道用该法制备的磁体尺寸不超过1.5mm。本实验室在稀土铁系永磁合金体系中，通过元素添加和调节元素比例，采用模具喷铸快淬法直接制得尺寸为0.3mm~20mm，性能优良的块状磁性材料，这对于永磁体的推广应用至关重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种块状磁性材料及其制备方法。

块状磁性材料的化学分子通式为Fe_100-w-x-y-zCo_wR_xB_yM_z，其中R为Nd和Pr中的一种或两种，M为Nb，Ti，Zr，Mo，Cr，V，W，Ta，Cu，Al，Zn，Ni，Ga，Ge，Sr，Si，Y，Tb，Dy，La，Ce，Hf ，Sm，Ho元素中的一种或多种，w，x，y和z分别为Co元素，R元素，B元素和M元素的原子百分比，Fe的原子百分比为100-w-x-y-z，其中，0≤w≤30 at.%, 5≤x≤12 at.%,, 8≤y≤25 at.%, 0≤z≤10 at.%, 剩下为Fe含量。

所述块状磁性材料的最大磁能积(BH)_max为3~30MGOe。

块状磁性材料的制备方法它的步骤如下：

步骤一：将原料金属Fe，Co，Nd，Pr，Nb，Ti，Zr，Mo，Cr，V，W，Ta，Cu，Al，Zn，Ni，Ga，Ge，Sr，Si，Y，Tb，Dy，La，Ce，Hf ，Sm，Ho及FeB合金，根据Fe_100-w-x-y-zCo_wR_xB_yM_z合金成分按照原子百分比称量并配料，将称得的目标成分原料多次熔炼，制得成分均匀的母合金；

步骤二：把步骤一获得的Fe_100-w-x-y-zCo_wR_xB_yM_z母合金去除氧化皮后破碎成小块状Fe_100-w-x-y-zCo_wR_xB_yM_z合金；

步骤三：用步骤二得到的小块状Fe_100-w-x-y-zCo_wR_xB_yM_z合金装入下端开口且孔径为0.4mm~1mm的石英管中，抽真空后，在腔体内充入惰性气体作为保护气，采用高频感应线圈加热使合金熔化，调节电流由小增大，待合金完全熔融后喷铸或吸铸到模具中急冷，制得块体Fe_100-w-x-y-zCo_wR_xB_yM_z合金。