[发明专利]一种制备纳米钕铁氮永磁粉末的方法及纳米永磁粉

说明书

本发明公开一种纳米钕铁氮永磁粉末的制备方法，包括以下步骤：(1)制备1:12型钕铁氮系单相合金粉末，然后将合金粉末在氮气氛围中进行氮化反应，得到氮化合金粉末，最后向所述氮化合金粉末中加入表面活性剂进行两步球磨，初期低速球磨，后期高速球磨，得到纳米钕铁氮永磁粉末。本发明还公开了这种纳米钕铁氮永磁粉末的成份。采用本发明公开了一种不同于传统方法的制备纳米钕铁氮永磁粉末的方法，该方法能够高度可控地制备1:12型钕铁氮系纳米粉末，制得的钕铁氮粉末，特别是成份为NdFe_12‑xMo_xNb_yN_z的纳米粉末，在稀有金属添加量低的情况下，展现出优异的磁性能，矫顽力高，稳定性好，具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种钕铁氮磁性材料，具体涉及一种制备纳米钕铁氮永磁粉末的方法及纳米永磁粉。

背景技术

工业上应用较多的永磁体大致分为钐钴Sm-Co系和钕铁硼Nd-Fe-B系两大类，前者居里温度较高但磁性能较低、价格昂贵而应用受限，后者因室温磁性能优异而应用广泛，但其居里温度低且温度稳定性差，不能服务于温度较高或温度逐渐升高的环境中。因此，用于牵引马达、电动汽车以及风力发电机组的商用永磁体都含有一定量的稀土元素Dy，以提高主要成份为R₂Fe₁₄B化合物(R＝Nd，Pr等)的Nd-Fe-B磁体的温度稳定性。然而，稀土资源大量开发应用，造成了稀土元素尤其是重稀土元素如Dy、Tb等的短缺。所以，开发稀土元素含量低甚至不含重稀土元素的高性能永磁体是磁性材料领域的研究重点。近年的研究表明，具有ThMn₁₂型(1:12型)晶体结构的RFe₁₂N(R为稀土元素)永磁比Nd-Fe-B永磁对稀土元素的添加量要求更低，而居里温度更高，有望成为新一代永磁材料，但RFe₁₂N永磁目前还面临分解温度较低的问题。此外，RFe₁₂N类永磁块体不能通过一体成型方式得到，而是利用RFe₁₂N粉末实现块体的成型，鉴于此，如何制备高性能RFe₁₂N粉末成为发展这类磁体的瓶颈。现有文献(《中国稀土学报》，1998，16(4):339-342；《材料科学与工程学报》，2000，18(s2):726-728)报道了制备钕铁氮粉末的方法，其制备过程中需要将非晶钕铁氮粉末颗粒热处理使之晶体化，再进行氮化反应，而热处理过程中对颗粒尺寸、晶化程度的控制条件较为苛刻，使得该制备方法难度较大。因此，有必要研发新的制备高性能RFe₁₂N粉末的工艺。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种纳米钕铁氮永磁粉末的制备方法。技术方案如下：

一种制备纳米钕铁氮永磁粉末的方法，其关键在于包括以下步骤，

(1)制备合金粉末，该合金粉末为1:12型钕铁氮系单相合金粉，成份为NdFe_12-xMo_xNb_y，其中0≤x≤2，0≤y0.5；

(2)将所述合金粉末在氮气氛围中进行氮化反应，得到氮化合金粉末，其成份为氮化物NdFe_12-xMo_xNb_yN_z，0.8≤z≤2；

(3)向所述氮化合金粉末中加入表面活性剂进行两步球磨，初期在300-450r/min转速下低速球磨，后期在800-1000r/min转速下高速球磨，得到纳米钕铁氮永磁粉末。

作为优选技术方案，上述步骤(1)中，按各元素比例配制原料金属，熔炼获得均匀合金铸锭，然后破碎得到所述合金粉末，所述合金粉末的粒径100μm。

作为优选技术方案，上述步骤(1)中，所述合金铸锭经真空热处理，得到1:12型钕铁氮系单相合金，然后进行破碎。