[发明专利]一种(Pr,Gd)Co永磁材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种(Pr,Gd)Co永磁材料，由Co和稀土Pr、Gd为原料，经熔炼和热处理制备得化学式为(Pr_1‑xGd_x)Co₂的Laves相永磁材料，其中，化学式中的x值满足0.2≤x≤0.6；所得材料具有MgCu₂型立方的晶体结构；居里温度为54‑254K，在低于居里温度时，饱和磁化强度为8.2‑63Am²/kg，矫顽力0.167‑0.73T。其制备方法包含以下步骤：1）原料的熔炼，按照化学式称量Co和稀土Pr、Gd，经熔炼制备成(Pr_1‑xGd_x)Co₂合金；2）材料的热处理，通过热处理形成稀土原子与钴原子满足物质的量之比为1:2稳定相。本发明永磁材料具有：工作温度可调控，矫顽力大，工艺简单，原料廉价，总体制备成本低的特点，适合工业生产。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料领域，具体涉及一种永磁材料及其制备方法。

背景技术

稀土元素(R)与过渡族金属(T)二者结合形成的R-T₂ Laves相化合物，该类型的化合物由于3d-4f电子层的相互作用表现出很多有趣的磁性，其中RCo₂化合物从上世纪60年代就引起了众多研究者的研究兴趣。RCo₂化合物，在之前的报道中均体现出软磁特性，其在磁制冷领域有巨大应用潜力。对此类化合物磁性的进一步研究，对开发材料的新性能，充分利用此种材料为推动国民经济的发展以及社会进步有重要意义。

永磁材料（也称作硬磁材料）作为目前世界上不可或缺的基础功能材料，在诸多领域发挥着不可替代的作用。稀土永磁材料作为永磁材料中重要的一大类组成部分，应用十分广泛。目前应用到的稀土永磁材料主要是钐钴合金和第三代稀土永磁材料Nd-Fe-B，相对其它永磁材料具有制作工艺简单、高磁能积等优势，Nd-Fe-B被称作“磁王”。其它永磁材料还有铁氧体永磁材料、非稀土永磁材料。Nd-Fe-B永磁材料主要有烧结钕铁硼和纳米结构钕铁硼，烧结钕铁硼制备工艺主要有粘结磁体、烧结磁体、热压变形磁体；纳米结构钕铁硼制备工艺主要有热压+热变形、放电等离子烧结+热压变形、高速压制+热压变形、热挤压等制备工艺。Nd-Fe-B永磁体矫顽力机制众说纷纭，主要有成核场理论、发动场理论、畴壁钉扎理论。铁氧体永磁材料主要有固相烧结法和化学合成法。铁氧体永磁体由于其较为复杂的晶体结构，目前较为统一的观点认为其较大的矫顽力来自于超交换作用。钐钴永磁材料主要制备工艺有熔炼方法和物理气相沉积。钐钴永磁体矫顽力机制主要有位错与畴壁钉扎、沉淀相的形核作用、晶界和晶体缺陷对畴壁的钉扎、反磁化扩张的临界场等理论。非稀土金属永磁材料主要制备工艺也为熔炼方法。非稀土金属永磁体矫顽力来源与合金相的结构与成分有密切关系。

文献报道中PrCo₂、GdCo₂两种化合物均体现出软磁性，磁滞回线显示并不存在矫顽力。GdCo₂化合物在同样条件(10K)时同样也呈现软磁特性。当把轻稀土Pr与重稀土Gd混合形成R’R’’Co₂（R’=轻稀土，R’’=重稀土）化合物时，化合物出现永磁性能，在之前报道中尚未发现此种特性。这为开发轻重稀土与金属Co所形成合金的永磁性能提供了一个新方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种(Pr,Gd)Co永磁材料及其制备方法。