一种以1∶12型化合物为主相的稀土永磁材料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN94110243.2

申请日:

1994.05.10

公开号:

CN1113964A

公开日:

1995.12.27

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日:2000.7.26|||授权||||||公开

IPC分类号:

C22C38/00

主分类号:

C22C38/00

申请人:

中国科学院金属研究所;

发明人:

张志东; 董星龙; 张丹; 孙校开; 刘伟; 赵新国; 耿殿雨; 群峰; 计育智

地址:

110015辽宁省沈阳市沈河区路72号

优先权:

专利代理机构:

中国科学院沈阳专利事务所

代理人:

张晨

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内容摘要

一种以1∶12型化合物为主相的稀土永磁材料,其特征在于,该永磁材料以R(FeT)12-yXy化合物为主相,其中R为稀土,T为过渡金属,X为硼和/或碳,y在0.05~4.0之间,其合金成分范围在:稀土:4.0~10.0at%;铁和其它过渡金属:61.0~95.0at%;碳和(或)硼:0.385~30.5at%。本发明提供的一种以1∶12型化合物为主相的稀土永磁材料,其较已有的1∶12型化合物有更好的磁性能。

权利要求书

1: 1、一种以1∶12型化合物为主相的稀土永磁材料,其特征在于,该永磁材料以R(FeT) 12-y X y 化合物为主相,其中稀土R为Y,Ce,Pr,Nd,Pn,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu中任一元素或数种元素。其它过渡金属T为Sc,Ti,V,Br,Mn,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Al,Si,Ge,Zr,Nb,Mo,Sn,Sb,Ta,W,Tl,Bi中任一元素或数种元素,X为硼和/或碳,y在0.05~4.0之间,其合金的成份范围在: 稀土:4.0~10.0at%; 铁和其它过渡金属:6
2: 0~95.0at% 碳和(或)硼:0.385~30.5at%。 2、一种稀土永磁材料,其特征在于:该永磁材料系以权利要求1所述永磁材料为基经渗氮、渗氢、渗碳形成新化合物制备的磁粉或磁体。

说明书


本发明涉及稀土永磁材料,特别是以1∶12型化合物为主相的稀土永磁材料。

    尽管Nd-Fe-B永磁体具有高饱和磁能积等良好的磁性能,其居里温度低的弱点限制了这种材料的应用范围。例如有关Nd-Fe-B的专利JP昭62-170455,JP昭62-151541,JP昭62-152108,JP昭62-149108,JP昭61-139641,JP昭62-124702,JP昭60-159152,JP昭60-204862,JP昭60-144906,JP昭60-31208,JP昭62-177149,JP昭62-174905等。

    近年来,世界范围内探索新型永磁材料的进展迅速。但有关的工作主要集中在2∶17,2∶14∶1型三元化合物。其中R2Fe17Nx的应用。这方面的研究工作有待一新的突破。

    纯RFe12化合物通常不能形成,需添加一些其它过滤金属元素Ti、V、Cr、Mo、Si等才能形成。由于非磁性元素的添加,导致这种化合物的磁性的降低。

    本发明的目的在于提供一种以1∶12型化合物为主相的稀土永磁材料,其较已有的1∶12型化合物有更好的磁性能。

    本发明提供了一种以1∶12型化合物为主相地稀土永磁材料,其特征在于,该永磁材料以R(FeT)12-yXy化合物为主相,其中稀土R为Y,Ce,Pr,Nd,Pn,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu中任一元素或数种元素。其它过渡金属T为Sc,Ti,V,Br,Mn,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Al,Si,Ge,Zr,Nb,Mo,Sn,Sb,Ta,W,Tl,Bi中任一元素或数种元素,X为硼和/或碳,y在0.05在0.05~4.0之间,其合金的成份范围在:

    稀土:4.0~10.0at%

    铁和其它过渡金属:61.0~95.0at%

    碳和(或)硼:0.385~30.5at%

    将纯稀土、纯铁、纯过渡金属、纯碳或纯硼(或铁碳或铁硼合金),考虑碳和硼的替代效应,按1∶12成份配料后熔炼,即可得主相为R(FeT)12-yXy的合金,经800~1100℃处理1~30天即可得单相化合物。如初始成份在上述标准成份附近则可获得主相为R(FeT)12-yXy的合金。无论是单相或多相的样品都可作为优良永磁材料的初始材料。永磁体的制备可通过粉末烧结、快淬或机械合金化方法制备。本发明由于用碳和硼替代过渡金属原子作为稳定元素稳定1∶12相,可使1∶12相的各项磁性能得到普遍提高,下面通过实施例详述本发明。

    附图1为YFe10V1.5C0.5和SmFe10V1.5C0.5化合物的X光谱线;

    附图2为YFe10V1.5C0.5和SmFe10V1.5C0.5化合物的交流磁化率曲线;

    附图3为SmFe10V1.5C0.5化合物4.2K的磁化曲线;

    附图4为NdFe10Mo1.5C0.5化合物的磁化强度温度曲线;

    附图5为NdFe10V1.5B0.5和SmFe10V1.5B0.5化合物的X光谱线;

    附图6为SmFe10V1.5B0.5化合物4.2K的磁化曲线。

    实施例1 RFe10T1.5C0.5(R=Y,Nd,Sm;T=V,Mo,Cr)化合物的磁性

    将纯稀土、纯铁、纯过渡金属、纯碳按上述成份配料后熔炼,可得主相为RFe10T1.5C0.5的合金,经800~1100℃处理1~30天得到单相化合物,其中的Sm、Y化合物X光谱线见图1。由图2可以看出其有较高的居里温度。图3显示其有高的饱和磁化强度和磁各向异性。图4表明NdFe10Mo1.5C0.5化合物有一自施再取向转变。

    实施例2 RFe10T1.5B0.5(R=Y,Nd,Sm;T=V,Mo,Cr)化合物的结构和磁性

    将纯稀土、纯铁、纯过渡金属、纯硼按上述成份配料后熔炼,可得主相为RFe10T1.5B0.5的合金,经800~1100℃,处理1~30天得到单相化合物见图5,由图6可见其有高的饱和磁化强度和磁各向异性。

    实施例3 YFe11.01Ti0.805C0.189和YFe11.17Ti0.8915B0.4385化合物的原子占位的确定

    试样制法同实施例1,用中子衍射实验对YFe11.01Ti0.805C0.189和YFe11.17Ti0.8915B0.4385化合物的原子占位进行了确定,得出碳和硼原子占据(8i)和(8f)替代位置,替代过渡金属原子。仅有少量占据(2b)间隙位置,晶格常数分别a=0.8565nm,c=0.4821nm;a=0.8552nm,c=0.4815nm。

    实施例4 以SmFe10Ti1.5C0.5为基的永磁体

    首先用实施例1所述方法制得以SmFe10Ti1.5C0.5为基的合金,采用球磨的办法,使其粒度达200目以下。经磁性能测定得Tc=360℃,Mr=1.05KGs,iHc=9.5KOe,(BH)max=18MGOe。

    实施例5 RFe10Cr0.5C0.5的永磁性能

    将含有Ce、Sm、Nd、Pn、Gd和Dy等的混合稀土与其它原料,按上述成份配制成样品,可制得居里温度Tc=400℃,剩磁Mr=8.5KGs,矫顽力iHc≥20KOe,磁能积(BH)max=12.5MGOe的磁粉。

    实施例6 SmFe11Ti0.2V0.3B0.5的永磁性

    将原料按上述成份配制成样品,按研磨工艺可制得居里温度Tc=380℃,剩磁Mr=10.5KGs,矫顽力iHc=9KOe,磁能积(BH)max=20MGOe的磁粉。

    实施例7 SmFe10VB0.5C0.5的永磁性能

    将原料按上述成份配制成样品,按粉末冶金烧结工艺,可得居里温度Tc=350℃,剩磁Mr=10.5KGs,矫顽力iHc=11KOe,磁能积(BH)max>18.5MGOe的永磁体。

    实施例8 NdFe10Ti1.5B0.5为基合金的永磁性能

    将原料按上述成份配制成样品,采用粉末研磨渗氮的方法获得了Tc=470℃,Mr=1.0KGs,iHc=8.8KOe,(BH)max=15.5MGOe的磁粉。

    比较例

    将RFe10V1.5C0.5、RFe10V1.5B0.5与RFe10V2化合物的结构和磁性进行比较,如表1和表2,可见含磁硼1∶2型的化合物具有优良的内禀磁性。

    表1

    R 合金 品格常数 Tc△Tc

    a(A)  c(A)  (K)  (K)

    Sm Sm(FeVC)128.5351 4.7726 612 9

    Sm(FeVB)128.535 4.7715 632 29

    SmFe10V28.5363 4.7722 603

    Y Y(FeVC)128.4936 4.7718 547 13

    Y(FeVB)128.5073 4.7526 568 34

    YFe10V28.4949 4.7722 534

    表2

    合金 Ms μRμFeμMBABFOMP

    (μB/f.u) (μB) (μB) (μB) (T) (T)

    Sm(FeVC)1219.25 0.71 1.857 1.54 18 11.0

    Sm(FeVB)1219.2 0.71 1.85 1.54 22 11.5

    SmFe10V219.2 0.71 1.85 1.54 15 11.0

    Y(FeVC)1216.42 0 1.642 1.37 4.5

    Y(FeVB)1216.9 0 1.69 1.4 4.2

    YFe10V215.9 0 1.59 1.3 3.6

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一种以112型化合物为主相的稀土永磁材料,其特征在于,该永磁材料以R(FeT)12-yXy化合物为主相,其中R为稀土,T为过渡金属,X为硼和/或碳,y在0.054.0之间,其合金成分范围在:稀土:4.010.0at;铁和其它过渡金属:61.095.0at;碳和(或)硼:0.38530.5at。本发明提供的一种以112型化合物为主相的稀土永磁材料,其较已有的112型化合物有更好的磁性能。 。

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