[发明专利]稀土-钴基金属间化合物磁热材料及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土-钴基金属间化合物磁热材料，其特征在于：化学通式为RE₂Co_3-xSi_x，其中RE为镧系元素中除Pm和具有特别大原子半径的Eu与Yb外的其他12种元素以及稀土元素Y中的至少一种元素，x满足关系式：0.04≤x≤0.33。

2.根据权利要求1所述稀土-钴基金属间化合物磁热材料，其特征在于：其化合物结构为正交的类La₂Co₃结构，空间群为Cmca。

3.一种权利要求1所述稀土-钴基金属间化合物磁热材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.原料准备：

采用镧系元素中除Pm和具有特别大原子半径的Eu与Yb外的其他12种元素以及稀土元素Y中的至少一种元素的稀土金属单质材料、金属Co的单质材料、Si的单质材料为原料；按所制备的目标材料RE₂Co_3-xSi_x的各元素的化学计量比称量原料；

b.合金熔炼过程：

将称量的原料放入电弧炉用坩埚中，然后在不低于0.5atm气压的惰性氩气氛下，在电弧炉中熔炼至少30秒，得到熔炼成合金熔体，然后将合金熔体进行冷却取出，完成一次熔炼过程；继续翻转坩埚中的合金后，再进行至少一次熔炼过程，最后将得到合金熔体冷却后取出，从而得到稀土-钴-硅合金；

c.热处理过程：

将稀土-钴-硅合金进行保温退火热处理，从而得到稀土-钴基金属间化合物磁热材料。

4.根据权利要求3所述稀土-钴基金属间化合物磁热材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，稀土金属单质材料采用金属Y或镧系元素中除放射性的Pm和具有特别大原子半径的Eu与Yb之外的任何一种或者任何两种以上的稀土金属单质材料。

5.根据权利要求3所述稀土-钴基金属间化合物磁热材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，Si的单质材料采用无定形和晶体Si材料中的至少一种。

6.根据权利要求3所述稀土-钴基金属间化合物磁热材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，根据不同原料金属元素蒸气压考虑到金属元素烧损，以Co颗粒单质材料和块状稀土单质材料配比为3:2摩尔进行配料。

7.根据权利要求3所述稀土-钴基金属间化合物磁热材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，进行熔炼时，在电弧炉中起弧后，先熔炼Ti粒至少15秒将电弧炉内气氛中可能残余的氧消耗掉，再将电弧转移至装载待熔炼原料的坩埚的上方，待原料中的金属均匀熔化并形成熔球后，使电弧在熔球上方均匀覆盖，熔炼至少30秒后停止熔炼，待熔球自然冷却后，完成一次熔炼过程。

8.根据权利要求3所述稀土-钴基金属间化合物磁热材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，进行熔炼时，在完成一次熔炼过程后，继续将炉内气氛压力调整至1atm后，从炉中取出坩埚，将坩埚中合金翻面后，重复熔炼过程一次，熔炼时间仍为至少30秒；待熔球自然冷却后，将坩埚中合金翻面重复一次熔炼过程，一共熔炼3次，将得到合金熔体冷却后取出，从而得到稀土-钴-硅合金。

9.根据权利要求3所述稀土-钴基金属间化合物磁热材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，将稀土-钴-硅合金冷却后砂纸打磨表面，放置于坩埚内，采用火焰枪封装方式，将坩埚真空封入石英管后，转移至马弗炉内进行退火热处理。

10.根据权利要求3所述稀土-钴基金属间化合物磁热材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，根据不同元素组成合金熔点的不同，利用DSC手段测定合金熔点T_m后，退火温度定为0.95T_m，保温时间为至少28天。