[发明专利]含有稀土元素、铁、氮、氢和氧的磁性材料

说明书

本发明涉及一种磁性材料及其制备方法，具体地说，本发明涉及包括稀土金属、铁、氮、氢和氧的磁性材料，该磁性材料显示出优异的磁性，例如，高剩余磁化强度，内禀矫顽力和回路矩形性以及高磁各向异性，这些优异的磁性是常规的非烧结的或非浇铸的磁性材料所不具有的，同时还涉及这些磁性材料的制备方法。可以有利地将具有这些优异磁性的磁性材料制成颗粒状，因此，本发明的磁性材料颗粒可以用一种粘合剂结合得到一种所谓的粘结磁铁，该磁铁具有所需的形状并保持所用磁性材料的优异磁性能，并且它不同于常规的磁性材料，在用常规磁性材料生产粘结磁铁中，需要将其制成烧结体（该烧结体显示出最大的磁性），然后将其粉碎成颗粒，再用粘合剂粘结，其中的粉碎步骤不可避免地造成最终粘结磁铁的磁性的降低。本发明还涉及有利保持所用磁性材料优异磁性的粘结磁铁。

至今为止，磁性材料被广泛地作为硬磁材料用于小马达，对更小更强的磁铁的需要在日益增长。通常已知稀土磁性材料，如钐-钴（Sm-Co）和钕-铁-硼（Nd-Fe-B），由于发挥磁性的机理，当将其制成烧结磁铁时显示出最大的磁性。因此，将磁性材料Sm-Co和Nd-Fe-B分别制成烧结磁铁，然后研磨或切割成用作磁性零件所需形状。 另一方面，已知粘结磁铁是由粘合剂粘结在一起的磁性材料颗粒组成的，该粘结磁铁可以有利地通过用磁性材料颗粒注模或压模制成任何所需形成，而不需要制备烧结磁铁中用的研磨或切割。但是，当用常规的稀土磁性材料生产粘结磁铁时，必须通过粉碎用磁性材料生产的烧结磁铁制备粒度约10～50μm的磁性颗粒，然后模制得到的磁性颗粒。这样不仅在烧结磁铁的粉碎过程中降低了磁性，而且由于这一附加步骤，不可避免地增加了成本。

在这些情况下，在本领域中要求开发颗粒状具有小粒度（例如，小于10μm）并显示高磁性的磁性材料，由此可以得到具有令人满意的磁性的粘结磁铁。

本发明人已提出一种如下式所示的磁性材料：

R_αFe（100-α-β-γ）N_βH_γ

或

R_αFe（100-α-β-γ-δ）N_βH_γM_δ

其中：R为至少一种稀土元素，包括Y在内，

M为选自Sn，Ga，In，Bi，Pb，Zn，Al，Zr，Cu，Mo，Ti，Si，MgO，Al₂O₃，Sm₂O₃，AlF₃，ZnF₂，SiC，TiC，AlN和Si₃N₄中的至少一种添加剂，

α为5～20%（原子）

β为5～30%（原子），

γ为0.01～10%（原子）和

δ为0.1～40%（原子）

（见欧洲专利申请，公开号0369097Al）

这一方案是基于这样一种新发现，即将一种含有稀土金属和铁的粉末合金氮化和氢化，并加入上式M所限定的特殊金属和/或特殊的无机化合物，可以提供具有改进磁性的颗粒状磁性材料。这种颗粒状磁性材料不仅可以制成烧结磁铁，而且也可以用粘合剂粘结制成粘结磁铁，在上述磁性材料的制备中，氮化和氢化之后，必须使粗粉碎的材料在惰性气氛中进行细粉碎，以防止氧进入该材料中。

本发明人对上述氮化物-氢化物类型的磁性材料作了进一步的研究，目的在于进一步改进其磁性。结果，意外地发现当氮化和氢化之后，在其中具有极有限量的溶解氧的有机介质中，或在具有极有限的氧分压的含氧惰性气氛下进行所说材料的细粉碎时，可以得到具有极明显改进的磁性的磁性材料。这对必须防止氧进入磁性材料和磁性材料的氧化这一常识是一种令人吃惊的否定。基于这种意外的新发现完成了本发明。

因此，本发明的目的在于提供一种磁性材料，该材料具有高磁性例如，高饱和磁化强度、剩余磁化强度、内禀矫顽力和回路矩形性以及高磁各向异性。

本发明的另一目的在于提供一种粒度小于10μm具有优异磁性的粒状磁性材料，由此通过模制可以直接从其容易地生产粘结磁铁。

本发明的另一目的在于提供具有所需形状和优异磁性的粘结磁铁。

本专业的熟练技术人员通过下面的详细叙述和权利要求以及附图将清楚地理解本发明的上述及其它目的。