[发明专利]用稀土金属、铁和碳制成的硬磁材料

说明书

本发明涉及一种包含钕、铁和碳的硬磁材料。

一种公知的这种材料是具有四方晶结构的Nd₂Fe₁₄B。众所周知，在这种化合物中用C置换B就会增强其各向异性（例如，见：physique Colloque C₆，supplement au no 9，T46，Sept 1985，C6-305/308页，“掺入碳的Nd₂Fe₁₄B的磁各向异性”一文，作者为：Bolzoni、Leccabue、Pareti以及Sanchez）。该文献的306页上指出：如果在化合物Nd₂Fe₁₄B中硼全部被碳置换，则不可能获得四方晶相。在《Solid state Commun-nications》第64卷第5期（1987年）第639-644页中也陈述了这一点。在那篇题为“三元碳化物R₂Fe₁₄C的合成及磁性”（作者是Gueramiom、Bezinge、Yvon和Muller）的文章的第640页上指出：在R＝钕的情况下，利用再结晶退火是不会获得四方晶结构的。

本发明的目的是要提供一种具有强的晶体各向异性的硬磁材料，该材料只包含碳而无硼，同时还包含相当高含量的钕。

已经发现，利用一种具有四方晶结构、并且，其成份不偏离或几乎不偏离Nd₂Fe₁₄C的化学计量成份的再结晶退火的铸料所组成的材料，能达到此目的。在该成分中，最多达6at%（原子百分数）（按总成份计算）的Fe可以被Co所置换。如果超过6at·%的Fe被Co所置换，则具有四方晶结构（它可在退火处理过程中获得）的硬磁材料量将显著降低。

本发明的硬磁材料可按如下方法获得。

最好在例如氩的惰性气体气氛下把原料钕、铁（可能有的）钴以及碳大体按化学计量比例熔化在一起。把该熔体浇铸在模具中。该材料具有Nd₂F₁₇结构，并且，不是硬磁性的;然后，把碳溶于晶格中。假设溶于晶格中的碳能够置换一个或多个铁原子。该结构是菱形六面体的。需要时，可以在900°或更高的温度下对所得到的铸料进行均质化退火。如果该材料只含有钕、铁和碳，则在840℃之间的温度下进行退火，使得出现再结晶。已经发现仅仅在这个温度范围内才出现再结晶，从而，形成Nd₂Fe₁₄C的四方晶相。已经出乎预料地发现：关于称出的原料，明显的偏离相应的硼化合物场合下所需要的化学计量成份是不合乎要求的。但是，实验证明，对于所述化学计量成份来说，不多于20%的钕和/或碳量以及15%的铁量的正向偏差是允许的。超过所指明的温度范围（高于890℃）就不形成四方晶相，或者，如果已占优势地形成所述晶相，那么，除了所述四方晶相外，还保留具有Nd₂Fe₁₇结构的第二晶相（840℃以下）。如果在所指明的温度范围内进行退火，那么，将占优势地形成四方晶相。如果在850℃和880℃之间、最好在870℃的温度下进行退火，就可得到具有最佳磁性的基本上单晶相的材料。如果该材料还含有Co，则最好使再结晶的退火过程在近于850℃温度下进行。实验证明，钴显著地增高该硬磁材料的居里温度，这对某些应用场合可能是所希望的。实验证明，在按照本发明制造该含钴硬磁材料过程中，关于称出的各元素，小量地偏离化学计量成份不是必然的，但却是允许的。20%的钕和/或碳量以及15%的铁和/或钴量的正向偏差是允许的。如果用镨而不用钕来进行产生本发明材料的各项试验，就会发现不可能获得基本上单晶相的四方晶结构。

实施例1