[发明专利]一种Ce2

说明书

本发明提供一种Ce₂Fe₁₇及Ce₂Fe₁₇N₃合金粉末及其制备方法。该Ce₂Fe₁₇合金粉末的制备方法，包括：混料：将CeO₂、铁粉、氢化钙混合均匀，得到混合料；压饼：将混合料压制成料饼；高温还原：将料饼进行热处理，使CeO₂被还原为单质Ce；高温合金化：对高温还原后的料饼继续升温进行热处理，使单质Ce与Fe扩散成相，多余的Ce在高温下挥发出去；洗钙干燥：将高温合金化后的料饼依次破碎、脱钙和烘干，得到Ce₂Fe₁₇合金粉末。该方法生产成本低，生产周期短，产物尺寸易于控制、可调，在大批量生产方面具有很大的工业生产优势。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种Ce₂Fe₁₇及Ce₂Fe₁₇N₃合金粉末的制备方法。

背景技术

随着通讯技术的发展以及电子器件小型化的适用要求，人们对于可用于高频率、具有低损耗的磁粉芯材料日益关注。SiC、GaN等宽禁带半导体材料的发展及应用，让电能转换的理论传输频率超过了100MHz。现在用于电力电子器件的软磁材料，例如MnZn铁氧体和NiZn铁氧体等易轴软磁材料，当工作频率增大后，会受到Snock极限的限制，导致磁导率下降，损耗增大，有效工作频段只能局限于KHz以内。经过前期研究发现，Ce₂Fe₁₇N₃作为一种典型的易面型软磁材料，自身受C轴方向的退磁场作用，其次平面内具有一个面内各向异性场，形成双各向异性结构，使得Ce₂Fe₁₇N₃能够突破Snock极限的约束，同时提高共振频率和磁导率，使之能够在高频段依旧能保证高磁导率和低功耗。用于电力电子器件时，有望成为SiC、GaN 等宽禁带半导体材料的适配性磁芯材料，更有利于实现电子器件的小型化、轻量化和高频化。

Ce₂Fe₁₇N₃制备方法主要有水热法、合金化法、熔炼法。水热法和合金化法由于其实验条件不易控制，无法大批量生产以及化学污染严重等因素在工业生产方面受到极大限制。目前制备Ce₂Fe₁₇N₃合金粉末的工艺大多采用熔炼法，熔炼法主要包括母合金电弧熔炼，高温保温退火及淬火，破碎研磨等。具体是利用纯度较高的金属在氩气气氛中进行母合金高温电弧熔炼，熔炼的合金锭存在局部稀土沉积，因此需要在高温1000℃惰性气体中长时间保温，使晶粒均匀化，在此过程中生产周期长，生产成本非常高。另外在后期球磨过程中，难以控制晶粒尺寸和晶粒的完整性，会引入机械应力、杂质、空隙等缺陷，使得磁化过程中畴壁移动阻尼增大，使得损耗增加，而且使用熔炼法很难做到Ce₂Fe₁₇的纯相，会析出部分α-Fe，不利于后期Ce₂Fe₁₇N₃合金粉末的生产。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中采用熔炼法制备 Ce₂Fe₁₇N₃合金粉末时原料成本高，生产周期长，球磨过程中可能会破坏晶粒结构的缺陷，从而提供一种Ce₂Fe₁₇及Ce₂Fe₁₇N₃合金粉末的制备方法。

第一方面，本发明提供一种Ce₂Fe₁₇合金粉末的制备方法，包括：

混料：将CeO₂、铁粉、氢化钙混合均匀，得到混合料；

压饼：将所述混合料压制成料饼；