[发明专利]粉冶稀土超磁致伸缩棒材及其制备技术

说明书

技术领域

本发明涉及稀土功能材料，具体说是涉及一种粉冶稀土超磁致伸缩棒材及其制备技术。

背景技术

稀土超磁致伸缩材料(GMM)，是美国海军表面武器实验室CIark等人在上世纪七十年代开发研制成功的一种新材料，具有任何传统磁致伸缩材料都无法比拟的磁致伸缩应变系数高、能量密度强、适应频率范围宽、反应速度快、精度量级高、可靠性能好等优异技术特性。稀土超磁致伸缩材料自问世以来，一直是新材料技术领域中的前沿热点课题，是世界各国都在密切关注的技术研究领域。经世界各国科技人员和生产企业共同努力，在短短四十多年时间内得到了快速发展完善，现已成为生产制造电—声换能器、电—机换能器、专业传感器、特殊电子元器件等高端技术产品的必选原料，在世界各国经济建设、国防建设中的重要性和影响力日益凸显。

目前以美国为代表的西方工业发达国家，在稀土超磁致伸缩材料的基础理论研究方面已十分先进完备，在制备工艺技术方面已基本成熟定型，在应用器件开发生产方面已在多领域全面展开，成为左右世界各国稀土超磁致伸缩材料技术领域中生产科研的主导推动力量。但是，稀土超磁致伸缩材料依然存在着一些不足和弱点；比如，在组料结构成份方面，依然沿用Tb—Dy—Fe三元稀土合金的结构成份，原料材质自身存在的电阻率小、高频特性差、脆性高、载荷能力低等缺陷没有得到较好解决；在制备工艺技术方面，依然沿用熔融定向凝固法生产制造产品，制备技术中存在的配置设备多、工艺路线长、操纵控制困难、产品质量不稳定、成本费用过高等缺陷也没有得到较好改善。尽管如此，西方工业发达国家依然凭借专利、商标、标准等知识产权和跨国集团公司实行的垄断经营策略，在技术研究方向、产品技术标准、专用设备配置等诸多方面，甚至在产品销售价格、产品应用环境条件等方面，都依然发挥着十分重要的引导或规范作用。

我国稀土超磁致伸缩材料的开发研制起步较晚，基础较差。随着我国高端技术产品的品种数量不断增加，我国对稀土超磁致伸缩材料的需求数量也越来越大。在市场需求强劲拉动下，最近几年直接参与稀土超磁致伸缩材料开发研制的高等院校、科研单位和生产企业越来越多，发展势头很猛，进步较快。

本发明紧密跟踪国内外稀土超磁致伸缩材料技术领域的技术研究进展、最新成果动态和发展趋势，在认真分析研究存在不足和弱点基础上，从选择组料结构成份配比、研究制备工艺技术路线、设计配置专用技术装备等涉及新材料开发研制的主要技术内容入手，有针对性采用多种创新技术措施，形成一种能生产制造出圆棒形粉治稀土超磁致伸缩棒材及其制备技术。

发明内容

本发明拟解决的技术问题。

本发明依据磁致伸缩效应技术原理，采取多元组料配比、超声固相均质混配、等静压压制成形极化、连续逐次烧结定型等创新技术措施，生产制造出一种具有磁致伸缩应变系数大、能量密度强、组织结构密度大、居里温度点高、机械物理性能好等优异技术性能特性的粉冶稀土超磁致伸缩棒材制品。

本发明解决技术问题采取的技术方案。

本发明解决的技术问题，通过以下技术方案予以实现：研究设计出在铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）3种磁性金属材料单质粉末中直接大比例掺入镧（La）、铈（Ce）2种稀土材料单质粉末的组料结构成份，通过设置多元组料配比、超声固相均质混配、等静压压制成形极化、连续逐次烧结定型、商品整理包装等5个相对独立的工艺技术作业单元，加工制成一种圆棒形粉冶稀土超磁致伸缩棒材制品。

所述的多元组料配比作业单元，是依据选择的单质材料都应具有磁致伸缩特性、资源丰富、价格低廉等材料特色，组配化合后能发挥出较强的相互补偿激励作用等组料选材原则，选择使用具有较强磁致伸缩效应、极好机械物理性能、较高密度的铁(Fe)、镍(Ni)、钴（Co）3种磁性金属材料单质金属粉末，选择使用具有极强磁致伸缩效应、较高密度、较大电阻率等材质特性，具有资源丰富、提纯容易、价格较低等资源优势的镧（La）、铈（Ce）2种稀土材料单质粉末，做为组料结构成份材料。各组料组份配比份额，按批次生产制造粉冶稀土超磁致伸缩棒材制品的总重量计：铁(Fe)28～31份；镍(Ni)14～16份；钴（Co）9～8份；镧（La）27～25份；铈（Ce）22～20份。各组料组份的单质粉末粒度均需≤35μm；各组料组份的单质粉末纯度均需≥99.99%；全部杂质合计总量需≤0.006%。