[发明专利]双相纳米晶高频软磁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于软磁材料领域，具体涉及一种具有易面各向异性的稀土-3d金属-氮化合物/3d金属双相纳米晶高频软磁材料及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的快速发展，高频电磁波作为信息传播的重要载体，已越来越多的被用于人类生活和生产的各个方面。高频电子器件的广泛应用形成了复杂的电磁环境，使电磁波辐射对环境的影响日益增加，电磁波干扰问题变得越来越严重，这对信息的安全性造成了很大的危害。电磁污染不仅影响通讯，而且直接威胁人类健康，这就促使科技人员加紧对抗电磁干扰图层，自隐身技术和微波暗室等电磁波吸收材料的研发。其中，磁性材料作为优良的吸波材料，是引领者研究和应用的前沿课题。

对于用于电磁波屏蔽的复合材料，高的磁导率和高的共振频率是样品在高频段具有优异微波吸收性能的必要条件，高的共振频率才能使样品在高频段依然有高的磁导率值，而高的磁导率值才能使材料满足阻抗匹配的条件，好的阻抗匹配是样品具有优异的微波吸收性能的前提。目前国内外使用的磁性微波吸收剂主要分为尖晶石铁氧体，六角型铁氧体，磁性金属粉，磁性纳米复合材料和易面型稀土-3d金属化合物几种。尖晶石铁氧体(镍锌铁氧体，Journals of Alloys and Compounds 481841,2009,中国发明专利申请201110210932.5)具有适当的介电常数，但是受限于Snoek极限的限制，而且饱和磁环强度较低，其高频磁导率都比较低；六角型铁氧体材料(Co₂Z钡铁氧体，IEEE Transactions on Magnetics 442255,2008，中国发明专利申请200510046690.5)可以突破Snoek极限的限制，但是饱和磁化强度较低，限制了样品在高频段的近一步应用；磁性金属粉体(羰基铁颗粒，Journal of Magnetism and Magnetic Materials 32125,2009)具有高的饱和磁化强度，所以材料的高频磁导率较高，但是由于材料较低的磁晶各向异性场，共振频率普遍偏低；易面型稀土-3d金属合金(Sm₂Fe₁₄B化合物，Applied Physics A 108665,2012,中国发明专利申请201010230807.6)由于双各向异性的存在，可以突破Snoek极限的限制，具有高的共振频率，但是由于稀土-3d金属化合物的饱和磁化强度较低，限制了样品在高频段的近一步应用。在现有技术中，很难同时提高样品的磁导率初始值和共振频率。

双相纳米晶材料自问世以来，得到广泛的研究，但在现已公开的技术领域中这类材料均属于硬磁材料，稀土-3d金属合金的易磁化轴与C轴方向平行，如中国发明专利申请200510087114.5公开了一种‘稀土铁系双相纳米晶复合永磁材料的制备方法’。

发明内容

针对现有材料的不足，本发明的目的在于提供一种既具有高的共振频率而且具有高的复数磁导率初始值的具有易面各向异性的稀土-3d金属-氮化合物/3d金属双相纳米晶高频软磁材料。该双相纳米晶复合高频软磁材料是一类新型的稀土软磁材料。其特点是将高饱和磁化强度的3d金属和具有高的共振频率的易面型稀土-3d金属-氮化合物合金在纳米尺寸下交换耦合成具有高的饱和磁化强度，高的磁导率初始值和高的共振频率的双相复合高频软磁材料。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种双相纳米晶高频软磁材料，该软磁材料是由纳米尺寸的稀土-3d金属-氮化合物R₂M₁₇N_3-δ和3d金属M复合构成，该软磁材料成分按体积比为：稀土-3d金属-氮化合物R₂M₁₇N_3-δ为5％-95％，其余为3d金属M；所述稀土-3d金属-氮化合物R₂M₁₇N_3-δ中，0≤δ＜3，R为Y，Ce，Pr或Dy中的一种或两种，M为Fe,Co或Fe-Co合金中的一种。

所述稀土-3d金属-氮化合物R₂M₁₇N_3-δ的易磁化方向与C轴垂直。

所述软磁材料是由以下结构的纳米尺寸的稀土-3d金属-氮化合物R₂M₁₇N_3-δ和3d金属复合构成：

NR₂M₁₇N₃与Fe。