[发明专利]一种烧结铽镝铁磁致伸缩材料及其制备方法

权利要求书

1.一种烧结铽镝铁磁致伸缩材料的制备方法，其特征在于将以Tb_xDy_1-xFe_y(0.27≤x≤0.50，1.80≤y≤2.1)为主合金，再添加Ho、Co、Mn、Si、Ni、Ti、Cr、V附加金属元素组成铽镝铁系合金，制成合金粉末，铽镝铁系合金中，主合金含量占97％，附加金属元素3％；合金粉末中再入3-20％的低熔点晶界相合金或金属作为晶界相，取代传统生产工艺中自然形成的富稀土晶界相，用烧结法制备铽镝铁系合金磁致伸缩材料；其中低熔点晶界相合金或金属与铽镝铁系合金主相具有良好的润湿性，既是液相烧结助剂，又是“粘接相”。

2.如权利要求1所述一种烧结铽镝铁磁致伸缩材料的制备方法，其特征在于低熔点晶界相合金或金属为Dy-M合金、Pr-Dy-M合金、Tb-M合金、Pr-Tb-M合金或Al，Cu，Zn，Ga，Sn金属；M＝Al，Cu，Zn，Ga，Sn。

3.如权利要求1所述一种烧结铽镝铁磁致伸缩材料的制备方法，其特征在于低熔点晶界相合金或金属引入到烧结铽镝铁系合金中的方法分为三种；

(1)“双合金法”：将一定质量分数的低熔点晶界相合金或金属粉末与铽镝铁系合金粉末混合均匀，经过磁场取向、压型并烧结致密化，再经热处理后得到最终产品；

(2)“压坯扩渗法”：先将铽镝铁系合金粉末在磁场中取向、压型后，在烧结前，将低熔点晶界相合金或金属通过扩渗的方法引入压坯中，再进行烧结致密化，最终通过热处理得到产品；

(3)“晶界扩散法”：先将铽镝铁系合金粉末在磁场中取向、压型并烧结致密化后，再将低熔点晶界相合金或金属在较低温度下，通过扩散的形式引入到烧结体的晶界，最终得到产品。

4.如权利要求3所述一种烧结铽镝铁磁致伸缩材料的制备方法，其特征在于

双合金法制备烧结铽镝铁磁致伸缩材料的步骤如下：

a.设计铽镝铁系合金通过定向凝固或真空感应熔炼的方法铸锭，将低熔点晶界相合金或金属通过真空感应熔炼的方法铸锭；

b.将铽镝铁系合金和低熔点晶界相合金或金属分别制粉；

c.将一定重量百分数的低熔点晶界相合金或金属粉与铽镝铁系合金粉混合均匀；

d.混合粉经过磁场取向、压型并真空烧结致密化；

e.回火热处理后得到产品。

5.如权利要求4所述一种烧结铽镝铁磁致伸缩材料的制备方法，其特征是：步骤c所述铽镝铁系合金粉末颗粒为单晶颗粒，尺寸50－300μm，粉末颗粒的平均长径比小于1.2；低熔点晶界相合金或金属粉末颗粒尺寸3－74μm。

6.如权利要求4所述一种烧结铽镝铁磁致伸缩材料及其制备方法，其特征是：步骤c所述的低熔点晶界相合金或金属粉的重量百分数为3－20％。

7.如权利要求4所述一种烧结铽镝铁磁致伸缩材料及其制备方法，其特征是：步骤d所述的烧结温度为400－1000℃，烧结时间为1－4h，真空度为10^-3Pa。

8.如权利要求4所述一种烧结铽镝铁磁致伸缩材料及其制备方法；其特征是：步骤e所述的回火热处理温度为300－750℃，热处理时间为1－4h，真空度10^-3Pa。

9.如权利要求1所述一种烧结铽镝铁磁致伸缩材料及其制备方法。其特征是：低熔点晶界相合金或金属形成的晶界相均匀分布在铽镝铁系合金颗粒周围，增加了铽镝铁系合金颗粒与晶界相的结合强度，改善了烧结铽镝铁合金的力学性能。

10.如权利要求1所述一种烧结铽镝铁磁致伸缩材料及其制备方法。其特征是：制备的铽镝铁磁致伸缩材料的烧结密度高，组织均匀且具有<111>择优取向，显著提高了烧结铽镝铁磁致伸缩材料的综合性能，即大磁致伸缩系数，磁致伸缩性能高一致性和优良的力学性能。