[发明专利]2:17型抗氧化钐钴高温永磁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种2:17型钐钴永磁材料，更特别地说，是指一种具有2:17型抗氧化钐钴高温永磁材料及其制备方法。

背景技术

永磁材料是一种重要的功能材料，它能提供持续的磁场，具有能量与信息转换的功能，已经广泛应用于计算机技术、微波通信技术、汽车工业、航空工业、自动化技术、仪表技术等各个重要领域。

R₂Co₁₇化合物中由于3d族Co原子的含量比RCo₅更多，具有更高的饱和磁化强度和居里温度。R₂Co₁₇化合物低温下具有Th₂Zn₁₇型菱方结构。R₂Co₁₇化合物结构可以认为是由RCo₅的结构中1/3的R原子被Co-Co原子对有序取代而得到，其中Sm₂Co₁₇化合物的晶格参数a和c分别为和

当2:17型钐钴高温永磁材料应用到高温500℃时，Sm元素会在合金内部氧化形成Sm₂O₃，导致合金的微观结构发生改变，致使样品的磁性能呈现逐渐衰减趋势。

发明内容

为了克服现有2:17型钐钴永磁材料在高温条件下的内部氧化，本发明通过合金化法掺杂元素Si以及球磨过程中掺杂SmCo₂Sn超细粉体，其中掺杂Si元素促进高温烧结过程中过饱和相Th₂Ni₁₇(2:17H)的形成，并且提高磁体的高温抗氧化能力；而掺杂SmCo₂Sn超细粉体以其低的熔点达到液相烧结的目的，提高磁体的密度和力学性能，同时SmCo₂Sn超细粉体有效减弱氧元素的扩散，从而进一步提高磁体的高温抗氧化能力。

本发明的一种2:17型抗氧化钐钴高温永磁材料，该永磁材料的表达式为Sm(Co_aFe_bCu_cZr_dSi_eSn_f)_z，且a+b+c+d+e+f＝1，其中a的原子个数为0.35～0.92、b的原子个数为0.02～0.32、c的原子个数为0.02～0.16、d的原子个数为0.01～0.04、e的原子个数为0.02～0.1、f的原子个数为0.01～0.03、z的原子个数为6.5～8.5。

制备一种2:17型抗氧化钐钴高温永磁材料包括有下列步骤：

步骤一：制第一目标成分铸锭

称取Sm、Co、Fe、Cu、Zr和Si元素配置成第一目标成分；

将第一目标成分置于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内；

调节真空室的真空度2×10^-3Pa～5×10^-3Pa，然后充高纯氩气使真空室的真空度至0.1×10⁵Pa～0.8×10⁵Pa；

经电弧熔炼20～90s后，断弧形成第一合金锭；

翻转第一合金锭，经电弧熔炼20～90s后，断弧形成第二合金锭；

翻转第二合金锭，经电弧熔炼20～90s后，断弧形成第三合金锭；随炉冷却，取出，制得SmCoFeCuZrSi合金铸锭；

步骤二：制SmCoFeCuZrSi单畴粉

在充有高纯氩气的真空手套箱中，将步骤一制得的SmCoFeCuZrSi合金铸锭用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤80μm的初破碎粉，然后将初破碎粉放入球磨机的球磨罐中，在丙酮介质下球磨30～150min后，得到平均粒径为5微米的SmCoFeCuZrSi单畴粉体；

在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为10mm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨1g的初破碎粉所需2～10g的10mm轴承钢球和2～10g的5mm轴承钢球；

先对真空手套箱抽真空度至2×10^-3Pa～5×10^-3Pa，然后充高纯氩气使真空室的真空度至1.0×10⁵Pa；

步骤三：制第二目标成分铸锭

称取Sm、Co和Sn元素配置成第二目标成分；

将第二目标成分置于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内；