[发明专利]一种高丰度稀土Ce/Y/Nd/La取代的高最大磁能积的钐铁氮基磁粉

说明书

本发明公开了一种高丰度稀土Ce/Y/Nd/La取代的高最大磁能积的钐铁氮基磁粉。所述的钐铁氮磁粉以分子式所表示的组成成分为：(Sm_1‑x,RE_x)_u(Fe_1‑y‑z,T_y,M_z)_vN_w。式中，RE是稀土元素Ce/Y/Nd/La或Ce/Y/Nd/La与其他稀土元素的组合，0.33≤x≤0.95；本发明钐铁氮基磁粉具有较高的最大磁能积、矫顽力、剩余磁感应强度和高温使用性能。RE添加导致磁粉饱和磁化强度的提高，各向异性下降略有下降，T和M添加可以抑制或抵消RE添加引发磁粉各向异性的下降。RE、T和M是提高磁粉的饱和磁化强度，略微削弱、保持甚至提高磁粉的各向异性，磁粉仍保持高居里温度。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料领域，涉及一种高丰度稀土Ce/Y/Nd/La取代的高最大磁能积钐铁氮基稀土永磁粉，所述磁粉主要用作制备各向异性粘接永磁，也可用于制作烧结磁体。

背景技术

1990年，爱尔兰的Coey教授研究组利用气固相反应研制出Sm₂Fe₁₇Nw(简称钐铁氮)合物。钐铁氮具有优异的内禀磁性能，例如居里温度高达473℃，饱和磁化强度约15kGs，各向异性场H_A高达140kOe。除了拥有与钕铁硼相媲美的磁性能外，钐铁氮具有的抗氧化性和耐腐蚀性均优于钕铁硼。尽管约600℃的初始降解温度阻碍了钐铁氮成为烧结磁体，但相对较高的矫顽力使钐铁氮粉末适合于粘结磁体用途。

然而Sm在地壳中的储量仅为Nd的1/5，在所有稀土中的占比为3.2％。一旦钐铁氮大规模应用，Sm短缺的问题就会显现。Ce是地壳中丰度最高的稀土元素，占有30.2％的份额。同时稀土资源的伴生性导致Nd等得到利用的同时Ce被大量堆积。在钐铁氮中用高丰度稀土Ce取代Sm具有重要意义。

本发明在钐铁氮磁粉中用33at.％-95at.％的稀土元素Ce/Y/Nd/La或Ce/Y/Nd/La与其他稀土元素的组合代替Sm，具有较高的最大磁能积、矫顽力和剩余磁感应强度。尤其是，用稀土元素Ce/Y/Nd/La或Ce/Y/Nd/La与其他稀土元素的组合部分替代Sm制备的钐铁氮基稀土永磁粉的最大磁能积高于纯钐铁氮稀土永磁粉。这是因为稀土元素Ce/Y/Nd/La或Ce/Y/Nd/La与其他稀土元素的组合部分替代Sm后，从本征磁性能的角度，钐铁氮基稀土永磁粉的各向异性下降，但是饱和磁化强度上升。从而，磁粉的矫顽力略微下降，剩余磁感应强度提高，两者综合作用的结果是钐铁氮基稀土永磁粉的最大磁能积得到了保持。同时，T和M添加可以进一步抑制或抵消RE添加引发磁粉各向异性的下降。从而，RE、T和M添加的协同作用是提高磁粉的饱和磁化强度，略微削弱、保持甚至提高磁粉的各向异性，磁粉仍保持高居里温度。最终，这种高丰度稀土元素Ce/Y/Nd/La或Ce/Y/Nd/La与其他稀土元素的组合取代的钐铁氮基磁粉具有较高的最大磁能积、矫顽力、剩余磁感应强度和高温使用性能。

本发明用高丰度稀土元素Ce/Y/Nd/La或Ce/Y/Nd/La与其他稀土元素的组合部分取代Sm制备高最大磁能积的钐铁氮基稀土永磁粉，对拓展高丰度稀土在稀土永磁材料中的应用，对稀土元素的平衡使用，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种高丰度稀土元素Ce/Y/Nd/La取代的高最大磁能积的钐铁氮基磁粉。

本发明中的钐铁氮磁粉以分子式所表示的组成成分为：(Sm_1-x,RE_x)_u(Fe_1-y-z,T_y,M_z)_vN_w