[发明专利]一种双相复合的钐钴-铁粉末的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，尤其涉及一种双相复合的钐钴-铁粉末的制备方法。

背景技术

钐钴材料是一种典型的硬磁材料，属于第二代稀土永磁材料，具有高的各向异性和高的矫顽力，但是它的饱和磁化强度较低。

与第一代永磁材料相比较，衫钴永磁材料具有优异的永磁性能，例如磁能积大、矫顽力可靠。但是，与第三代稀土永磁材料相比较，例如钕铁硼，衫钴永磁材料的磁性能要低。另一方面，由于钐钴永磁材料的居里温度较高，可以在较高的温度下工作，具有耐高温性能。因此，虽然衫钴永磁材料的磁性能要差于第三代稀土永磁材料钕铁硼，但是在高温和腐蚀性条件下，它还是无法被钕铁硼取代。

目前所使用钐钴永磁材料的主要成分是SmCo₅和Sm₂Co₁₇。钐钴永磁材料的制造工艺是先使用钐钴合金的铸锭进行制粉，然后将合金粉末烧结以得到钐钴永磁体。如何通过钐钴永磁材料的制备工艺提高其饱和磁化强度，同时保持其高的各向异性和高的矫顽力是目前众多科研技术工作者关注的热点，对拓展钐钴永磁材料的应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的技术目的是针对上述现有的技术现状，提供一种衫钴磁性粉末的制备方法，利用该方法得到的衫钴磁性粉末兼具高矫顽力和高饱和磁化强度。

为了实现上述技术目的，本发明人以长期的科学研究为基础，创新性地提出了一种制备衫钴磁性粉末的思路：钐钴永磁材料作为一种典型的硬磁材料，具有高的各向异性和高的矫顽力，但是它的饱和磁化强度较低；与钐钴永磁材料相比，金属铁是一种典型的软磁材料，具有低矫顽力、高饱和磁化强度和高的磁导率等特点；同时，金属钐的活泼性比金属铁高；因此，采用化学置换的方法，在钐钴粉末表面得到一层铁，实现硬磁相钐钴和软磁相铁的复合，以提高纯的钐钴粉末的饱和磁化强度与磁能积。

但是，在实际制备过程中，由于钐钴粉末活性很高，在空气和水溶液中都很容易氧化，所以采用常规的方法很难在其表面得到铁镀层。

本发明人经过大量的反复实验，发现采用以下的技术方案能够克服钐钴粉末活性高、易氧化的问题，实现上述技术思路，从而达到本发明的技术目的。

一种双相复合钐钴-铁粉末的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、钐钴粉末前处理：

钐钴粉末置于有机溶剂中，进行超声清洗，然后进行除锈活化处理，处理后真空干燥待用；

步骤2、配制铁盐的离子液体溶液：

该步骤包括以下A过程或者B过程；

A过程、配制铁盐的非氯铝酸型离子液体溶液：

在非氯铝酸型离子液体中加入适量铁盐，搅拌使其充分溶解，然后进行沉淀，沉淀后将上层的清液倒出备用，该清液即为铁盐的非氯铝酸型离子液体溶液；

所述的非氯铝酸型离子液体包括但不限于1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐；

B过程、配制铁盐的氯铝酸型离子液体溶液：

(1)在无水无氧的环境中，称取氯化1-丁基-3-甲基咪唑、氯化1-乙基-3-甲基咪唑与氯化1，3双甲基咪唑中的一种和适量无水氯化铝，其摩尔比为1∶1～1∶2；

(2)将氯化铝缓慢搅拌加入氯化1-丁基-3-甲基咪唑、氯化1-乙基-3-甲基咪唑或氯化1，3双甲基咪唑中，使氯化铝完全溶解到离子液体中，得到氯铝酸型离子液体；然后在该离子液体中加入高纯铝丝或铝颗粒，精致置换出离子液体中的其他重金属离子；

(3)在无水无氧的环境中，在(2)中得到的氯铝酸型离子液体中加入适量铁盐，搅拌使其充分溶解，然后进行沉淀，沉淀后将上层的清液倒出备用，该清液即为铁盐的氯铝酸型离子液体溶液；

步骤3、化学置换反应制备双相复合的钐钴-铁粉末：

将步骤1处理好的钐钴粉末加入步骤2的A过程配制得到的铁盐的非氯铝酸型离子液体溶液中，进行超声反应处理，反应完毕后取出钐钴粉末，用有机溶剂进行超声清洗，然后真空干燥，得到双相复合钐钴-铁粉末；或者，

在无水无氧的环境中，将步骤1处理好的钐钴粉末加入步骤2的B过程配制得到的铁盐的氯铝酸型离子液体溶液中，然后取出进行超声反应处理，反应完毕后在无水无氧的环境中取出钐钴粉末，用有机溶剂进行清洗，最后真空干燥，得到双相复合钐钴-铁粉末。

上述技术方案中：

步骤1中，所述的钐钴粉末的厚度优选约为5纳米～100纳米，直径优选为1微米～100微米。