[发明专利]一种高温高矫顽力钐钴永磁材料及制备方法

说明书

一种高温高矫顽力钐钴永磁材料及制备方法，永磁材料为Sm(Co_{1‑u‑v‑w}Fe_uCu_vZr_w)_z，其中u＝0.09～0.18，v＝0.05～0.10，w＝0.02～0.04，z＝6.9～7.8；制备方法为纯度99.95％的稀土元素Sm、纯度99.98％的Co、纯度99.99％的Cu、纯度99.9％的Fe、Zr混合均匀后熔炼成合金铸锭，将铸锭进行组织优化处理，采用粉末冶金技术制备微米级合金粉末，然后经过取向成型、高温烧结与固溶、时效处理制备成钐钴永磁合金。本发明有效提高了TbCu₇结构的比例，制备出了无Zr₆(FeCo)₂₃相的组织结构均匀的钐钴永磁体，得到了超高温下兼具高矫顽力和高磁能积的优异性能，可适用于550℃以上的超高温环境。

技术领域

本发明涉及一种高温高矫顽力钐钴永磁材料及制备方法，更确切地说，是指一种在保持高磁能积的基础上具有高矫顽力的高温钐钴永磁材料及制备方法，属于磁性材料领域。

背景技术

随着航空、航天、电子等领域的发展，500～550℃甚至更高温度环境下高矫顽力高磁能积永磁材料的需求日益迫切，针对如此高的要求，AlNiCo、SmCo₅、NdFeB、纳米复合等材料均无法满足高温性能要求，而具有高的居里温度、优越的综合磁性能和良好的环境稳定性的2:17型高温钐钴磁体成为科研人员的研究热点。

2:17型钐钴永磁材料拥有十分突出的内禀性能，其居里温度可达926℃，饱和磁感应强度和磁晶各向异性在高温下均能保持较高水平，是一种重要的功能材料，目前已广泛应用于通讯、微波器件、汽车工业、航空航天、医疗设备、仪器仪表等重要领域。

近年来，人们在高矫顽力2:17型钐钴永磁的基础上对其成分进行适当的调整，如适当降低Fe含量，增加Cu含量，调整z值等，提高了磁体的使用温度，使现有商用钐钴永磁体最高使用温度从350℃提高到500℃左右。成分的适当调整降低了钐钴永磁体的矫顽力温度系数，保证了永磁体较高的高温磁性能，以美国电子能源公司(EEC)为代表，研制的高温钐钴永磁体550℃的剩磁、矫顽力和磁能积达到5.45kGs、6.34kOe和6.70MGOe，

但上述永磁体表现出的磁性能并不能满足航空航天等高温条件下特殊电力系统的要求。主要原因在两个方面：

1.非均匀的铸锭组织难以破碎成均匀的单晶颗粒，导致低的高温磁性能；

2.对于钐钴永磁体来说，其组织结构中Zr₆(FeCo)₂₃相的偏析是一个非常普遍的现象，尤其是在适用于高温条件下的钐钴磁体中，这种相的存在降低了钐钴永磁体的高温磁性能。

发明内容

本发明技术解决问题：为了解决现有报道2:17型钐钴永磁材料高温条件下矫顽力和磁能积普遍较低的问题，提供一种高温高矫顽力的钐钴永磁材料及制备方法。

为了实现上述目的，申请人通过研究发现，2:17型钐钴原料经过熔炼之后，并不是完全的1:7相组织，而是2:7相，1:7相及2:17相的混乱结构，2:7相在整个体系内分布无规则。而通过优化处理技术纯化主相，可以使1:7主相增多，2:7相总含量下降，除此之外，杂相2:7相向晶界偏聚，在晶界上形成网状结构，2:7相与主相界面处光滑紧致，也使得铸锭更容易破碎成均匀的单晶颗粒；