[发明专利]高频高温用R2Co17系磁性粉末的还原扩散制备方法

说明书

本发明公开了高频高温用R₂Co₁₇系磁性粉末的还原扩散制备方法，包括步骤：原料选择及预处理：采用稀土氧化物、金属钴粉和/或钴的氧化物、还原剂作为原料，将稀土氧化物进行充分干燥；将上述原料充分混合后压块；将压块后的原料置于真空环境中或保护气氛中进行充分的还原扩散反应，水洗去除副产物和杂质，脱水，球磨，干燥，得到产物。本发明的工艺方法与常规方法相比，优势在于使用稀土氧化物原料，不使用纯稀土金属，节约了成本；且与常规方法相比，省略了合金熔炼，均匀化处理和粗破碎几个环节，工艺简单；因此，本发明的方法是获得X波段的隐身吸波材料的一种廉价高效的方法。

技术领域

本发明涉及一种高频高温用R₂Co₁₇系磁性粉末的还原扩散制备方法。

背景技术

随着信息科学技术的迅猛发展，各种信息通讯设备、机器向小型化、高速化、高频化趋势发展，特别是机器在高速运行的情况下温度会急剧升高，需要一种在高频和高温下能继续发挥功能的材料来满足当前信息技术发展的需求。

2：17型稀土类-钴系(R₂Co₁₇)材料是一类磁晶各向异性决定的易磁化平面为C-平面的易面软磁材料，其特点是具有高的饱和磁化强度和高的居里温度。对于传统的高频用软磁材料，其高频特性遵从Snoek极限：

其中，起始磁导率(μi)和自然共振频率(f0)的乘积决定于材料的内禀属性(旋磁比g 和饱和磁化强度Ms)。由Snoek极限知，当材料确定后(即饱和磁化强度已确定)，提高f0时，μi下降，因此限制了其在高频波段的应用。本发明中的2：17型稀土类-钴系(R2Co17)材料是一类易面软磁材料，其高频特性可以突破Snoek极限，遵从如下公式：

与(1)式相比，(2)式中Hθ>>Hφ，在相同饱和磁化强度Ms的情况下，(μi-1)与f0 乘积值会大幅度提高，从而突破Snoek极限，又因为其具有高的居里温度，故此类磁性材料将有望成为高频高温用的理想材料。即R₂Co₁₇(R＝Y、Nd等)系合金是一类具有优异性能的易面稀土软磁材料，其具有饱和磁化强度高、磁晶各向异性决定其易磁化平面在C-平面内的特性，这一特性保证了这类材料可以在高频下工作。另外，这类材料具有高的居里温度(700℃以上)，可以保证在高温继续工作。

目前R₂Co₁₇系磁粉的制备方法有熔炼法也称常规法(J.Appl.Phys.69(1991)5584)；合金熔融快淬法(J.Appl.Phys.117(2015)17A732)及还原扩散法(IEEETran.Magn.28(1992) 2593)。

熔炼法：以高纯稀土金属R(如Y、Nd等)和Co经真空熔炼成R₂Co₁₇合金锭，机械粉碎后再磨成R₂Co₁₇磁粉。合金熔融快淬法：同上得到R₂Co₁₇合金锭后，重熔，熔体被高压惰性气体流喷射到旋转的水冷铜辊上而迅速凝固成带屑。随后粉碎研磨成合金粉末。还原扩散法：以稀土氧化物为原料，通过金属钙热还原出稀土金属，再在一定温度下经过稀土金属与金属钴之间的扩散反应得到R₂Co₁₇合金粉末。

熔炼法及合金熔融快淬法在制备过程中都要用到提纯的稀土金属(比如Y、Nd等)，然后经高温熔炼成R₂Co₁₇合金铸锭，机械粉碎后得到R₂Co₁₇合金粉末。其缺点是：稀土金属原材料成本高，熔炼时需要较高的温度，这使得2:17相成分纯度的控制较为困难，形成铸锭后需要机械破碎后才能得到合金粉末。

发明内容