[发明专利]通过直接烧结制备MnBi LTP磁体

说明书

本公开涉及通过直接烧结制备MnBi LTP磁体。具体公开了一种方法，所述方法包括：基于第一温度，将Mn和Bi粉末压坯在第一温度烧结第一预定时段；将压坯在小于第一温度的第二温度烧结第二预定时段，其中，第二预定时段大于第一预定时段。在第一温度烧结第一预定时段的步骤产生预定的MnBi LTP转变驱动力，以使用于转变为MnBi LTP的形成能垒减小。将压坯在第二温度烧结第二预定时段的步骤形成包含MnBi LTP的磁体。

技术领域

本公开涉及低温相(low temperature phase，LTP)锰铋(MnBi)永磁体以及制造LTP MnBi永磁体的方法。

背景技术

MnBi合金由于其独特的特性(诸如随着温度增大的高矫顽力，因此在高温下在使磁场退磁时其具有较高的稳定性)已被确定为稀土永磁体的合适替代品。这对用于通常在高温下运行的牵引电马达来说尤为重要。获得具有高纯度和高产率的LTP的磁性低温相(LTP)MnBi合金仍然是困难的，这部分地由于锰(Mn)和铋(Bi)之间的包晶反应以及由于使MnBi LTP成核和生长所需的低相变温度。

发明内容

根据实施例，公开了一种方法，所述方法包括：基于第一温度，将Mn和Bi粉末压坯在第一温度烧结第一预定时段；将压坯在小于第一温度的第二温度烧结第二预定时段，其中，第二预定时段大于第一预定时段。在第一温度烧结第一预定时段的步骤产生预定的MnBi LTP转变驱动力，以使用于转变为MnBi LTP的形成能垒减小。将压坯在第二温度烧结第二预定时段的步骤形成包含MnBi LTP的磁体。

根据一个或更多个实施例，所述第一预定时段可以在约1分钟与120分钟之间。所述第一温度可以在约360℃与900℃之间。所述第二预定时段可以在约1小时与48小时之间。所述第二温度可以为约260℃至450℃。在一些实施例中，所述方法还可包括：混合并压制Mn和Bi粉末以形成压坯。所述MnBi LTP的X射线衍射峰强度可以是所述磁体中的Bi峰的X射线衍射峰强度的至少两倍。在一些实施例中，所述方法还可包括：粉碎并研磨所述磁体以形成包含MnBi LTP的粉末；将所述包含MnBi LTP的粉末压制成包含LTP的压坯；重复烧结的步骤。在又一实施例中，所述方法还可包括：粉碎并研磨所述磁体以形成包含MnBi LTP的粉末；将所述包含MnBi LTP的粉末压制成包含LTP的压坯；重复在第二温度烧结第二预定时段的步骤。

根据实施例，公开了一种通过上述的方法形成的高产率的MnBi LTP磁体。

根据实施例，公开了一种制造高产率的MnBi LTP磁体的方法，包括：将Mn和Bi粉末压坯在第一温度烧结第一时段；在小于第一温度的第二温度烧结第二时段，使得MnBi LTP的X射线衍射峰强度是Bi的X射线衍射峰强度的至少两倍，其中，第二时段大于第一时段。将压坯在第一温度烧结第一时段的步骤提供用于MnBi LTP成核和生长的相变驱动力。

根据一个或更多个实施例，所述方法还可包括：粉碎并研磨压坯以形成包含MnBiLTP的粉末。所述方法还可包括：将所述包含MnBi LTP的粉末压制成包含LTP的压坯；重复两个烧结步骤，或者重复在第二温度烧结第二时段的步骤。所述研磨的步骤可包括低能球磨、低温研磨或喷射研磨。在一些实施例中，所述第一温度可以在约360℃与900℃之间。所述第一时段可以在约1分钟与120分钟之间。所述第二温度可以为约260℃至450℃。所述第二时段可以在约1小时与48小时之间。根据一些实施例，所述Mn和Bi粉末压坯可以为研磨的Mn粉末与研磨的Bi粉末的约0.8：1至1：0.8原子比的混合物。在又一实施例中，所述第一温度可以为约660℃，所述第一时段可以在约40分钟与80分钟之间，并且所述第二温度可以为约340℃，且所述第二时段可以为约24小时。

附图说明

图1是示出成核对合金系统的总自由能的影响的曲线图。

图2是示出在360℃和在360℃以下烧结Mn-Bi达24小时的X射线衍射图的曲线图。