一种具有温度补偿的217型稀土永磁材料.pdf

本发明是采用粉末冶金法研制的一种新型低温度系数永磁材料。
    低温度系数永磁材料，广泛地用于行波管、微波管、惯性导航陀螺仪、加速度表和其它高精度仪表等器件，在目前国际新技术革命和我国国防现代化建设中，具有重要意义。

    自六十年代末以来，具有高磁能积、高矫顽力地稀土永磁材料得到迅速发展。但由于平均可逆温度系数较高（α＝-0.035-0.126%/℃，-60-100℃），大大限制了在某些领域的应用。为此，对某些器件，不得不采用软磁材料分流补偿的办法，来消除因温度变化给器件带来的不稳定性，这种分流补偿，不仅技术复杂，而且增加了成本和器件的重量，为降低温度系数，有关学者和专家。利用组成材料备元素的固有物理特性。研制出具有温度补偿的稀土永磁体。通常以Gd或Er、Ho等重稀土元素替代部分稀土永磁体中的Sm，例如，在2-17型永磁体中添加金属Er，磁能积达15～23MGOe〔K、J Strnat，H.F.Mildaum et el.7th Int′l.Work hop Rare Earth-Co Perm.Mag、China Sep、1983〕。

    本发明的目的在于为获得具有温度补偿和高矫顽力的永磁材料而寻找一种廉价的金属添加剂和特殊的工艺制度。

    本发明的要点是，在2-17型Sm（Co、Cu、Fe、Zr）7.4永磁体中，添加金属Gd替代部分Sm，其结构式为Sm1-xGdx（Co、Cu、Fe、Zr）7.4，Sm/Gd＝4/1～3/2，其它元素按重量百分比为：Co45～47%，Cu6%，Fe16～18%，Zr2～3%。

    本发明的另一要点是热处理工艺，烧结温度为1175～1230℃;830℃等温处理，时间12～15小时;时效处理是在800℃保温30分钟，随炉冷至600℃保温2小时，再随炉冷至400℃出炉空冷。

    附图为烧结和热处理工艺示意图。图中1为第一段烧结，温度1200～1220℃;2为第二段烧结，温度1205～1230℃;3为第三段烧结，温度1175～1200℃;4等温处理，830℃保温12～15小时;5第一段分级时效，温度800℃，保温30分钟;6第二段分级时效，温度600℃保温2小时，随炉冷至400℃，出炉空冷。

    本发明与加Er的2-17型稀土永磁体相比，添加元素Gd资源丰富，价格低廉，易于推广应用。三段烧结和简化的时效处理，保证了产品性能，并缩短了生产周期。

    发明人在中频感应炉中用氧化铝坩埚，进行过合金冶炼（2-4公斤/炉），合金料入炉后，炉体真空度达2×10-3mmHg时，充氩气保护熔炼，合金浇注在水冷铜模中，制粉以甲苯为介质，滚动球磨，合金粉末粒度为5～7μ;样品（或产品）在12KOe直流电磁铁磁场中取向模压成型，经三段烧结（温度范围1175～1230℃）后空冷至室温，在830℃保温12小时等温处理，之后随炉冷至800℃保温30分钟，再随炉冷至600℃保温2小时，接着随炉降至400℃时，出炉空冷。其磁性能为：Br＝8800～9600Gs，BHc＝8000～8600Oe，jHc≥15000Oe，（BH）max＝18～21MGOe，在20～120℃范围内，平均可逆温度系数α＝-0.007～-0.012%/℃（开路磁感应强度）。