[发明专利]硬磁相、其制备方法和磁性材料

说明书

本发明涉及一种硬磁相，其特征在于下列化学式：(Ce_1‑xSm_x)_aTM_bV_cA_d，其中TM是至少一种选自Fe、Co、Ni、Mn及其混合物的过渡金属，A是至少一种选自W、Ti、Mo、Cr、Nb、Ta、Hf、Al、Si、Ga、Cu、Zr、Sn、Zn和P的元素，其中0＜x＜1，a=2‑20原子%，b=60‑85原子%，c=0.5‑15原子%和d=0.5‑15原子%，且a+b+c+d=100原子%。

技术领域

本发明涉及硬磁相以及具有改进的磁特性的磁性材料。此外，本发明还涉及制备该硬磁相的方法以及其应用，并还涉及使用本发明的硬磁相或本发明的磁性材料的电动机械。

背景技术

由于近期尤其在汽车制造领域电动机使用的增多，在近几年大大增加了对高效磁性材料特别是永久磁铁的需求。新式的高效磁铁由金属间的稀土金属-过渡金属-化合物如Nd-Fe及其中包括Nd₂Fe₁₄B形成，并且其特征为高的顽磁性、大的矫顽场（Koezitivfeld）和高的能量乘积。基于高浓度的稀土金属的磁性材料的缺点是其高的原料成本及其市场上有限的可供使用性。

发明内容

相比之下，根据权利要求1的本发明的硬磁相的特征在于优异的磁特性和因此高的顽磁性、大的矫顽场强度，和此外还在于高的能量乘积。通过下面的化学式定义的硬磁相的特定组成，还使本发明的硬磁相在好的原料可供使用性下具有较低的材料成本：

(Ce_1-xSm_x)_aTM_bV_cA_d

上述化学式中，Ce代表元素铈，Sm代表元素钐，TM是至少一种过渡金属，在此也可存在多种过渡金属的混合物。该过渡金属TM选自：铁 (Fe)、钴 (Co)、镍 (Ni)、锰 (Mn) 及其混合物。这里提及的过渡金属与本发明的硬磁相的其余成分形成非常稳定的晶格结构，并非常有利于形成所需的有利的磁特性，即特别有利于本发明材料的饱和和磁各向异性。此外，这里所定义的过渡金属的特征是市场上有高的可供使用性及其原料成本低，这进一步明显降低了本发明硬磁相的材料成本和/或生产成本。

V代表元素钒和A代表至少一种选自W、Ti、Mo、Cr、Nb、Ta、Hf、Al、Si、Ga、Cu、Zr、Sn、Zn和P的元素。本发明的硬磁相的化学组成可借助于伦琴结构分析和元素分析来确定。由各元素的比例，即0 ＜ x ＜1，a = 2-20原子%，b = 60-85 原子%，c = 0.5-15原子% 和d =0.5-15原子% ，且a+b+c+d = 100原子%，产生过渡金属的高比例以及元素A的高比例，由此保持铈和钐的中等比例。金属铈与钐相结合对硬磁相的磁特性有决定性的影响，与常用的稀土金属相比，其特征是以适当的成本良好地可供使用。这明显降低了本发明的硬磁相的原料成本。元素钐和铈可相互取代。过渡金属的高比例以及元素A的高比例也有利于降低原料成本。除其它过渡金素如Ti和W外，元素钒也稳定该硬磁相的结构，并且与其它的稳定性元素相比还导致改进的矫顽场强度。由于本发明的硬磁相的特定组成，其具有优良的机械稳定性、磁稳定性以及热稳定性，这使其特别适合在强应力下使用，即例如在移动设备如汽车和便携式电子仪器中使用。因此，通过使用本发明的硬磁相甚至在低价格产品中也开启了多种应用可能性，而不会使产品品质受损。

从属权利要求示出本发明的优选扩展方案。

根据本发明硬磁相的一个有利的扩展方案，该过渡金属TM优选是铁 (Fe)。优选使用Fe归因于其在健康以及生态上的安全性，此外，与Co、Ni和Mn比较，也归因于其再次明显降低原料成本。