[发明专利]永磁材料及永磁材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁材料技术领域，具体而言，涉及一种永磁材料及永磁材料的制备方法。

背景技术

近年来，以稀土永磁材料为代表的永磁材料发展非常迅速。从20世纪60年代发现第一代稀土永磁材料以来，已经先后发展了SmCo₅、Sm₂Co₁₇以及Nd₂Fe₁₄B等三代稀土永磁体，且代表稀土永磁体性能的最大磁能积已从20MGOe提升到59.6MGOe。制备稀土永磁体的工艺通常包括用于制备烧结稀土永磁体的传统粉末冶金工艺以及用于制备粘结稀土永磁体的熔体快淬工艺。其中，传统粉末冶金工艺所制备的稀土永磁体具有优异的磁性能以及接近全密度的磁体结构，使其在永磁电机领域获得了广泛的应用；而熔体快淬工艺以其近终成型的特性也得到重要的应用。

目前，稀土永磁材料的研究主要集中在新的材料体系与新的制备方法方面。其中，亚稳态Sm系稀土永磁引起了人们的研究兴趣，这主要是因为其具有高的内禀永磁特性以及复杂的结构转变，使人们不断从结构、成分、微观组织等方面对其进行优化。例如，Katter等人采用磁控溅射的方法研究了Sm₅(Fe，Ti)₁₇化合物，发现其具有高矫顽力。沈阳金属所采用机械合金化的方法研究了SmFeTi系列稀土永磁材料。日本千叶工业大学的齐藤哲治等人采用快淬方法研究了Sm₅Fe₁₇化合物，发现其矫顽力可以高达35kOe。

对于Sm₅Fe₁₇永磁材料来说，Sm主要用来提供高的各向异性场，从而使永磁材料获得高的矫顽力(即Sm₅Fe₁₇永磁材料的晶粒的各向异性越高，其矫顽力越高)，而铁主要用来提供高的原子磁矩，使Sm₅Fe₁₇永磁材料获得高的饱和磁化强度。但是，常规的制备Sm₅Fe₁₇永磁材料的方法只能通过快速淬火制备非晶态的Sm₅Fe₁₇永磁粉末，然后对非晶态的Sm₅Fe₁₇永磁粉末进行热处理(烧结)以制备得到磁粉，再通过与粘结剂粘结的方式来制备得到块状的Sm₅Fe₁₇的永磁材料。

然而，由于Sm₅Fe₁₇永磁材料中Fe含量较少，导致Sm₅Fe₁₇永磁材料的饱和磁化强度低。同时，Sm₅Fe₁₇永磁材料的主晶相为亚稳态的Sm₅Fe₁₇相，该Sm₅Fe₁₇相高温下容易发生分解，因此难以通过传统的烧结工艺制备致密的烧结磁体。而传统的快淬方法制备而成的Sm5Fe17永磁材料的晶粒呈各向同性(即晶粒无取向)，从而使所形成Sm₅Fe₁₇永磁材料的磁矩取向较分散，最终导致Sm₅Fe₁₇永磁材料的矫顽力较低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种永磁材料及永磁材料的制备方法，以提高永磁材料的饱和磁化强度和矫顽力。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种永磁材料，该永磁材料的主要成分为Sm_xFe_(1-x-y)M_y，其中M选自Ti、V、Mo和Co中的任一种或多种，x的范围为40～50wt％，y的范围为0～5wt％；永磁材料的晶粒为各向异性的片状晶粒，且片状晶粒的宽度方向的尺寸为20～80nm，片状晶粒的长度方向的尺寸为50～300nm。

进一步地，片状晶粒的长度方向的尺寸与片状晶粒的宽度方向的尺寸之比＞2。

进一步地，片状晶粒的长度方向与易磁化轴的方向相同或相近。

进一步地，片状晶粒的宽度方向的尺寸为20～60nm，片状晶粒的长度方向的尺寸为50～200nm；y的范围为0～3wt％。

进一步地，永磁材料的主晶相为Sm₅Fe₁₇，永磁材料的次晶相包括SmFe₂和/或SmFe₃。