[发明专利]一种铁镍基硬磁材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铁镍基硬磁材料，属于磁性材料技术领域。包括以下步骤：主要由元素Fe、Ni、P及Si组成，所述铁镍基硬磁材料的组分为Fe_aNi_bSi_cP_d，所述Fe_aNi_bSi_cP_d为多晶体形态；其中，a、b、c、d分别代表对应各元素的摩尔百分比，40≤a＝b≤42，16≤c+d≤20，c＜d。本发明提供的硬磁材料在Fe‑Ni‑P合金中加入适量Si，最高矫顽力达920Oe。

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，具体涉及一种铁镍基硬磁材料及其制备方法。

背景技术

目前高性能永磁体主要有两大类，一类是以钕铁硼和钐钴为代表的稀土永磁材料，另一类是以铁铂、钴铂为代表的具有L1₀晶体结构的永磁材料。虽然相较于后者，前者在成本上相对可以接受，但仍然需要大量使用稀有资源，阻碍了磁性材料的应用与生产领域的可持续性发展。同样具有L1₀结构，L1₀-FeNi(图1)不含有贵重元素，且以其高“磁晶各向异性能”而表现出优异的永磁性，然而铁镍两种元素的合金在通常的凝固和热处理条件下往往会优先形成不具备永磁性的A1-FeNi(图1)，使得合金中的铁、镍原子通常不具备充分扩散重排形成有序相的能力，因此激发合金中铁镍原子的低温扩散能力和提高L1₀相的热稳定性对于铁镍基硬磁材料的制备非常重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种铁镍基硬磁材料及其制备方法，该硬磁材料在Fe-Ni-P合金中加入适量Si，最高矫顽力高达920Oe。本发明提供的方法主要采用铁镍基非晶态合金的晶化相变而合成含有L1₀-FeNi铁镍基永磁体。

本发明第一个目的提供一种铁镍基硬磁材料，主要由元素Fe、Ni、P及Si组成，所述铁镍基硬磁材料的组分为Fe_aNi_bSi_cP_d，所述Fe_aNi_bSi_cP_d为晶体形态；其中，a、b、c、d分别代表对应各元素的摩尔百分比，40≤a＝b≤42，16≤c+d≤20，c＜d。

优选的，2≤c≤4。

更优选的，所述铁镍基硬磁材料为Fe₄₂Ni₄₂Si₂P₁₄或Fe₄₀Ni₄₀Si₄P₁₆。

本发明第二个目的提供一种铁镍基硬磁材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将原料铁源、镍源、硅源及磷源，均匀混合后，在惰性气体保护下，于1100～1250℃熔炼15～20min，得到中间合金，再将中间合金采用熔体快速冷却形式，获得非晶态合金；所述磷源为含磷的铁合金或镍合金；

S2、将S1获得的非晶态合金，于300～450℃退火处理0.5～2h，即得晶态铁镍基硬磁材料。

优选的，所述铁源为纯铁和/或磷化铁。

优选的，所述镍源为纯镍和/或磷化镍。

优选的，所述磷源为磷化铁和/或磷化镍；所述硅源为纯硅。

优选的，所述熔体快速冷却速率为1x10⁶～4x10⁶℃/s。

更优选的，所述熔体快速冷却选用单辊甩带的方法，具体步骤如下：

将中间合金在单辊甩带机上加热熔化后，于1100～1200℃时加压使熔体喷射至旋转铜辊上，通过铜辊甩出，即得非晶态合金。