[发明专利]硬磁材料

说明书

本发明涉及一种含有稀土金属、铁和碳的硬磁材料。本发明还涉及一种以硬磁材料为基体的磁体。

从公开的文献中，特别是发表在J.Appl.Phys.61，3574-3576（1987）的描述中已知一种类型的硬磁材料。文章的作者把其中所述的Nd₂Fe₁₄C化合物归类为不稳定的物质。因而，该材料不能被用为永久磁体的原料。

本发明的目的是提供一种含有稀土金属（RE）、铁和碳的硬磁材料，而它是稳定的。按照本发明通过采用一种硬磁材料而达到这个目的，该材料进一步特征为含有相当于化学式，RE₂Fe_14-xMn_xC的组成的硬磁物相。其中RE是至少一种选自钕（Neodymium）、镨（Praseodymium）、铈（Cerium）和镧（Lanthanum）的元素，以及其中0.2≤X≤2。已经发现X的值是不能随意选择的。已发现，X值小于0.2的材料则是不够稳定的。X值大于2的材料的居里温度大约是室温或低于室温，这样的材料用于磁性材料的应用是有问题的。原则上，通过以钴替代存在于材料中的部分铁可以提高其居里温度。按照本发明在化合物中没有硼存在是一个优点，因为在制备该化合物时不会形成有毒的、挥发性的硼化合物。

在实验中已进一步证实按照本发明的化合物的硬磁物相具有ThMn₁₂型的四面体晶体结构，这和已知的Nd₂Fe₁₄B的结构相当。如下表所示，按照本发明的化合物的居里温度（Tc）是在300和550K之间。按照本发明具有相同的稀土金属的化合物当其含锰量较高时其居里温度是较低的。

表

化合物    居里温度（K）

Nd₂Fe_13.7Mn_0.3C 505

Nd₂Fe_13.5Mn_0.5C 492

Nd₂Fe₁₃MnC 452

Nd₂Fe_12.5Mn_1.5C 400

Nd₂Fe₁₂Mn₂C 355

Pr₂Fe_13.7Mn_0.3C 481

Pr₂Fe_13.5Mn_0.5C 460

Pr₂Fe₁₃MnC 412

Pr₂Fe₁₂Mn₂C 306

可通过常用方法来制备本发明的硬磁材料，即通过将相当于组成的化学式的比率的各合适的起始材料一起熔融，然后在一种保护气体或真空中，在温度范围为800℃-950℃内经过退火处理;而在处理时发生重结晶。

应该指出，通过本发明的实验，可证实申请人基本上可制得具有相应化学式为Nd₂Fe₁₄C组成的硬磁物相的稳定材料。通过将组成化学式为Nd₂Fe₁₄C的铸件在一个较小的温度区间（优选在850-880℃）经过长时间的退火处理即可达到目的;而在处理时发生重结晶。申请人有理由相信，与已知方法比较，按照本发明方法，为了得到所需的四面体结构的重结晶作用的退火处理时间较短。此外，按照本发明的材料退火处理能够在较大的温度范围内进行。另一方面，可通过将化学式为Nd₂Fe₁₄C的组合物熔融拉丝，继之将所形成的带状物进行退火处理，而在处理中发生重结晶，也能够得到稳定的材料。但两种已知的方法都有缺点，从经济观点来看是不太适宜的。