[发明专利]一种MnAlV永磁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种MnAlV永磁合金及其制备方法。其合金成分化学式为(Mn_0.55Al_0.45)_100‑xV_x，下标x分别为各对应元素(组成)的原子百分含量，并且0＜x≤3.0。其制备方法简述如下：首先进行配制母合金的原料；再将熔炼后得到的母合金铸锭破碎，将表面杂质清洗干净，并烘干处理，得到破碎块体合金；将破碎块体合金放入石英管中，利用铜辊快淬喷带技术制备合金薄带；对合金薄带进行热处理得到MnAlV永磁合金材料。与现有技术相比，本发明以元素掺杂调控为手段用以稳定磁性相，并通过热处理，在完全不使用稀土元素的基础上在磁性能与价格间寻求了平衡，获得了有高性能的磁性材料。

技术领域

本发明涉及功能材料领域中的永磁材料，尤其是涉及一种MnAlV永磁合金及其制备方法。

背景技术

永磁材料广泛应用于磁悬浮、医药设备及电动汽车、风力发电的马达系统等。随着新能源和电动汽车的发展，对高性能永磁材料的需求越来越大。目前大量应用的永磁材料主要包括铁氧体和稀土永磁。其中1/3为Ba或Sr六角铁氧体，其最大磁能积低于5MGOe，但成本相对较低，另外2/3是以稀土为基的稀土永磁材料包括SmCo5、Sm2(Fe、Cu、Zr、Co)17(2:17)和Nd-Fe-B等，性能很高，成本也很高，其中Nd-Fe-B材料的磁性积已达到接近60MGOe的理论值。但由于稀土资源有限性和使用成本(尤其是需要添加重稀土提高矫顽力)的大幅度提高，开发无稀土类高性能永磁材料越来越成为世界各国磁性材料研究的重要方向之一。

一般而言，Mn基合金由于具有较大的磁矩，具有很好的磁性。其中，MnAl合金(τ相)具有高磁矩、大磁各向异性能和低成本等优点，是一种有前途的不使用稀土元素为原料的永磁材料。然而，高纯度铁磁的τ相MnAl合金很难获得，因为τ相不稳定,容易分解为稳定的非磁性γ₂(Al₈Mn₅)和β(Mn)相。此外，MnAl合金中其Mn原子并非都能完美地占据晶胞结构中(1/2，1/2，1/2)位置从而实现铁磁性耦合。其中有部分多余的Mn原子会占据晶胞中Al原子的结构，从而使得占据晶胞中Al位置的Mn原子会和邻近晶胞的Mn原子由于距离过小而形成反铁磁性耦合，从而导致晶胞中的净磁距下降。故而提高τ相的热稳定性及纯度和减少MnAl合金中的反铁磁性耦合对制备具有优异稳定磁性能的MnAl合金十分重要。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种MnAlV永磁合金及其制备方法。该磁性材料具有优异的磁性能，还可以通过简单易行热处理工艺获得优异、稳定的性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种MnAlV永磁合金，其特征在于，其成分化学式为(Mn_0.55Al_0.45)_100-xV_x，下标x分别为各对应元素(组成)的原子百分含量，0<x≤3。

所述MnAlV永磁合金的制备方法，将Mn、Al、V熔炼为母合金锭、将母合金锭破碎后通过铜辊快淬喷带技术得到合金薄带、将合金薄带热处理最后得到MnAlV永磁合金。

进一步地，制备方法包括以下步骤：

(1)将Mn、Al、V，按合金组成原子百分比进行配料；

(2)将步骤(1)中称量好的原料放置于电弧熔炼炉中进行熔炼，放置原料时，将Mn片、V颗粒置于底部，上面放置Al粒，进行熔炼，得到母合金锭；

(3)将步骤(2)母合金锭破碎，通过铜辊快淬喷带技术得到合金薄带；

(4)将步骤(3)热处理后的合金薄带，置于真空管式炉中进行热处理，得到MnAlV永磁合金。