[发明专利]一种单晶磁粉及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种单晶磁粉及其制备方法与应用，属稀土永磁材料技术领域。该磁粉的组成成分为R_xT_{100‑x‑y‑z}M1_yM2_zN_v。R为Sm，或者Sm与除Sm以外的稀土元素的组合；5≤x≤20；T为铁，或者为铁和钴；M1为Si、Al、Ni、Ti、V、Cr、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo和W中至少一种元素，0.1≤y≤10；M2为Cu和Zn中至少一种元素，0.1≤z≤10；0.5≤v≤20。上述磁粉成本较低并具有较高的矫顽力、抗氧化性和耐蚀性。制备包括：熔炼铸片，然后依次进行第一次热处理、氢化处理、脱氢处理、制粉和氮化。该方法简单，所得磁粉可用于制备各向异性粘结永磁材料和各向异性烧结磁体。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，且特别涉及一种单晶磁粉及其制备方法与应用。

背景技术

目前，稀土永磁作为现代社会中重要的基础材料，在计算机、汽车、仪器、仪表、家用电器、石油化工、医疗保健、航空航天等行业中广泛应用。

其中，Sm₂Fe₁₇N_x与Nd(Fe,M)₁₂N_x被认为是下一代稀土永磁的候选者。但采用现有粉末冶金工艺制备Sm₂Fe₁₇N₃细磁粉时生产效率低，磁粉形貌难以控制，且表面容易形成大量缺陷，降低矫顽力；而采用共沉淀法制备的细磁粉需要经过水洗工序，表面含氧量高，不利于进一步制备烧结磁体。

因此，需要研究一种新的磁粉制备工艺，制备新的磁粉。

发明内容

本发明目的之一在于提供了一种单晶磁粉，该永磁粉成本较低并具有较高的磁性能。

本发明的目的之二在于提供一种上述单晶磁粉的制备方法，该方法操作简单，容易调控磁粉形貌，表面缺陷少，氧含量低，不仅有利于制备得到性能较优的单晶磁粉，还便于提高生产效率，适于工业化生产。

本发明的目的之三在于提供一种上述单晶磁粉的应用，例如可将其用于制备各向异性粘结永磁材料和各向异性烧结磁体。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明提出一种单晶磁粉，该单晶磁粉以原子百分比表示的组成成分为：R_xT_100-x-y-zM1_yM2_zN_v。

其中，R为Sm，或者Sm与除Sm以外的稀土元素的组合；5≤x≤20；T为铁，或者为铁和钴；M1为Si、Al、Ni、Ti、V、Cr、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo和W中至少一种元素，0.1≤y≤10；M2为Cu和Zn中至少一种元素，0.1≤z≤10；0.5≤v≤20。

单晶磁粉经母合金氮化而得，母合金由第一类相、第二类相和第三类相组成。

第一类相是由R、T和M1组成并具有Th₂Zn₁₇或者Th₂Ni₁₇型结构的主相。

第二类相为富R辅助相，富R辅助相由第一种辅助相和第二种辅助相共同构成；第一种辅助相为由R和M2组成的熔点低于800℃的非磁性相RM2相；第二种辅助相是由R、T和M1组成的R(T,M1)₂相或者R(T,M1)₃相。

第三类相包括R的氧化物以及难以避免的杂质。

本发明还提出一种由上述单晶磁粉的制备方法，包括以下步骤：