[发明专利]高性能高电阻率烧结钐钴永磁材料、其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种高性能高电阻率烧结钐钴永磁材料、其制备方法与应用。所述高性能高电阻率烧结钐钴永磁材料的化学式为Sm(Co_{1‑a‑b‑c}Fe_aCu_bZr_cM_y)_z，其中0<a<0.5，0<b<0.15，0<c≤0.025，0<y≤0.04，6.5<z<8.5，M为高电阻率元素。所述制备方法包括：将化学式为Sm(Co_{1‑a‑b‑c}Fe_aCu_bZr_cM_y)_z的合金依次经取向成型、烧结、热处理、等温时效等工艺，获得高性能高电阻率烧结钐钴永磁材料。较之现有技术，本发明的钐钴永磁材料不需要通过复杂的工艺复合高电阻率化合物，无需改变烧结钐钴磁体的工艺流程，生产成本低，可明显提升磁体的电阻率。

技术领域

本发明涉及一种钐钴永磁材料，特别涉及一种高性能高电阻率烧结钐钴永磁材料及其制备方法与应用，属于稀土永磁材料技术领域。

背景技术

稀土永磁材料在高温下易出现热退磁，而且相同功率电机体积小，转子散热相对困难，转子内的涡流损耗及温升将直接威胁高速永磁电机的使用寿命和运行的可靠性，因此，必须降低高速永磁电机转子的涡流损耗，降低温升。提高永磁体的电阻率是降低稀土永磁体涡流损耗的有效途径之一。

2:17型钐钴永磁材料具有良好的磁性能，特别是具有较高的矫顽力、低温度系数和耐腐蚀性，在许多领域，适宜于在高温环境下的应用。然而具有耐高温特性的钐钴磁体磁性能通常较低，而高性能磁体最高使用温度则较低。钐钴磁体电阻率的提升，则可以有效抑制磁体工作温度的快速增加，获得高的磁性能，扩大钐钴磁体的应用范围。

目前，钐钴永磁材料提升电阻率的方法主要两种，一种是通过将钐钴磁粉与高电阻率粘结剂混合，制备粘结磁体，从而大幅提升磁体的电阻率，但这种方法制备的粘结磁体通常磁能积低于10MGOe，且磁体的应用受限于粘接剂的耐温范围，无法承受高温的应用环境。该方法的技术要点在于粘接剂的选择和混合，如申请号为200910227793.X的中国专利公开了一种钐钴类型的磁粉100份、钛酸酯偶联剂0.1～5份、双酚A环氧树脂1～10份、双酚F环氧树脂0.2～2份的均匀混合的粘结磁体，电阻率得到明显提升。第二种方法是通过将钐钴磁体与高电阻率化合物混合，将混合粉末进行放电等离子烧结或热压制得致密的纳米级的复合钐钴永磁体。该方法制备的磁体可以大幅提升磁体的电阻率，但磁性能也会出现大幅的下降，通常降低幅度达到50％以上。如申请号为201511022504.4的中国专利公开了一种放电等离子烧结制得致密的纳米SmCo/CaF₂复合永磁体，该技术方法也可提升磁体的电阻率，但制备磁体的磁能积也低于10MGOe，且尺寸受限，批量化生产的一致性难以保证。对于常规的烧结钐钴磁体，其晶粒为微米级，常规将高电阻化合物与钐钴基体的复合方法则会导致磁体的磁性能会大幅恶化。如美国EEC公司的M.Marinescu等人报道了B₂O₃粉体与Sm(Co,Fe,Cu,Zr)_z粉体复合，制备烧结钐钴磁体，磁体的电阻率极高，但磁能积仅为8MGOe，且力学性能也大幅降低。而通过特殊的工艺，如在钐钴基体上涂覆纳米级的高电阻率化合物，可实现烧结钐钴磁体磁性能的小幅下降，但该工艺要求较为苛刻，尤其是控制高电阻化合物的涂层厚度和热处理扩散，不利于大批量产业化。

综上所述，目前烧结钐钴磁体电阻率的提升技术方法均通过外部复合高电阻化合物实现，尚未有在烧结钐钴基体中析出高电阻物相的技术方法报道。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高性能高电阻率烧结钐钴永磁材料及其制备方法与应用，以克服现有烧结钐钴材料的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：