[发明专利]一种具有高剩磁比的稀土‑钴永磁颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性材料制备技术领域，具体涉及一种采用低温湿法球磨制备具有高剩磁比的稀土-钴永磁颗粒的方法。

背景技术

稀土-钴合金，例如钐-钴、镨-钴，以及包含其他掺杂元素的永磁合金颗粒等，在制备高温高矫顽力磁体、纳米复合永磁体、高存储磁记录材料、铁磁流体等方面具有重要的研究和应用背景。

目前，制备稀土-钴永磁合金颗粒材料的方法主要包括化学合成法，物理沉积法，球磨法等。其中，湿法球磨法由于成本低廉，易操作，可大规模生产，对设备要求低等优点，已经成为一种重要的、使用最普遍的制备稀土-钴永磁颗粒的方法。然而，由于这类合金中稀土元素(钐、镨等)极易氧化，导致制备的颗粒材料永磁性能较低。

本课题组在公开号为CN103231066A的中国专利申请中公开了一种制备稀土-过渡族永磁合金微/纳米颗粒的方法，该方法采用低温球磨，不仅抑制了原材料氧化，提高了稀土-过渡族永磁合金颗粒中纳米级颗粒的产量，而且提高了颗粒的矫顽力。但是，该方法并未考虑合金颗粒的剩磁比。

然而，稀土-钴永磁合金颗粒在形成的过程中，由于受到磨球高能剧烈的撞击而产生严重的变形，因此破坏了颗粒内部的晶体学各向异性，导致获得的合金颗粒的剩磁比较低。

发明内容

本发明的技术目的是改进公开号为CN103231066A的中国专利申请公开的制备方法，提供一种制备稀土-钴永磁颗粒的方法，利用该方法制得的稀土-钴永磁颗粒不仅具有较高的纳米级颗粒含量、较高的矫顽力，而且具有较高的剩磁比。

为了实现上述技术目的，本发明人经过大量实验探索后意外发现，将公开号为CN103231066A的中国专利申请公开的制备方法中的有机溶剂限定为熔点温度低于-50℃的有机溶剂，并且在球磨过程中限定球料质量比为8:1～9.5:1，每次球磨时间限定在1.5分钟～5分钟，总球磨时间限定在1小时～10小时的情况下，制得的稀土-钴永磁颗粒不仅具有较高的纳米级颗粒含量、较高的矫顽力，而且具有较高的剩磁比。

即，本发明的技术方案为：一种制备高剩磁比的稀土-钴永磁颗粒的方法，该方法以块状或粉末状稀土-钴永磁合金材料为原材料，将原材料装入球磨设备中，在有机溶剂存在条件下，采用低温湿法球磨制备稀土-钴永磁合金颗粒，其特征是：所述的有机溶剂的熔点低于-50℃，球磨温度高于有机溶剂的熔点温度并且低于0℃；并且，球料质量比为8:1～9.5:1，总球磨时间为1小时～10小时。

所述的低温球磨方式不限，可以采用专业的低温球磨设备直接进行低温球磨，也可以采用球磨罐进行低温球磨。

所述的专业的低温球磨设备的类型不限，包括低温摆动式、行星式、搅拌式球磨机等。

当采用球磨罐进行低温球磨时，首先将球磨罐进行冷冻处理，然后在普通球磨机上进行球磨，具体包括如下步骤：

(1)将球磨罐置于低温环境，待球磨罐温度等于或低于有机溶剂的熔点温度后取出，在常温环境下安装在球磨机上球磨1.5分钟～5分钟；所述的球磨机不限，包括但不限于行星式、三维振动式、搅拌式、滚动式球磨机等；

(2)重复步骤(1)，直到总球磨时间为1小时～10小时。

所述的原材料的尺寸没有具体要求，为了提高球磨效率，优选将原材料的尺寸控制在毫米量级以下，进一步优选为50μm～800μm。

所述的稀土-钴永磁合金材料主要包括Sm-Co，Pr-Co，Y-Co，La-Co等体系，这些体系中可以掺杂其他掺杂元素。这些体系的永磁合金材料包括1:5型，2:17型，1:7型等化合物，例如：SmCo₅，PrCo₅，Sm₂Co₁₇，SmCo₇等。

所述的有机溶剂不限，例如乙醇、正己烷、正庚烷、2-甲基戊烷等。

所述的有机溶剂的加入量不限，优选能够浸润所述的原材料，进一步优选为所述的原材料质量的1倍～10倍。

所述的球磨罐材质和容量不限，包括淬硬钢和不锈钢50ml球磨罐；磨球材质和尺寸不限，包括淬硬钢3mm-20mm磨球。

所述的球磨过程中还可以包括表面活性剂，即可以在表面活性剂存在条件下进行所述的低温湿法球磨。所述的表面活性剂不限，包括油酸，油胺，三辛胺等中的一种或几种的混合。作为优选，所述的低温湿法球磨是在表面活性剂存在条件下进行的。