[发明专利]具有磁四方晶相的无硼硬磁材料

说明书

本发明涉及基于钕，铁和碳的无硼硬磁材料，它具有硬磁四方晶相。本发明还涉及这种材料的制备方法。

这类已知材料包括Nd₂Fe₁₄B，它具有作为硬磁晶相四方晶相结构。已经知道在这种化合物中将部分硼用碳来代替，则导致增强磁的各向异性性质（例如，Journal de Physique Colloque C6，supplement au no.9，T.46，Sept 1985，page C6-305/308：“掺入碳的Nd₂Fe₁₄B的磁各向异性”by Bolzoni，Leccabue，Pareti and Sanchez）。在这篇论文的第306页指出：当硼完全被碳所置换时，则不可能获得四方晶相，而后者是为获得所希望的硬磁特性所要求的。

本发明的目的是提供具有强的各向异性的硬磁材料;该材料包含铁，钕，以及唯一代替硼的碳。

已经发现，用以下成份组成的材料，即，

Nd    11.2到15.2at·%

Fe    74.8到84.8at·%

C    4到10at·%

可以达到这个目的;这种材料具有细结晶的四方晶相，其粒径为0.2μm或更小些，并且，具有Nd₂Fe₁₄C结构。上述成分范围包括具有0.6T或更大些的矫顽力μoHc的材料成份。应当指出，如果选用以下的材料成份：

Nd：12-15at·%

Fe：75-84at·%

C    4.8-10at·%

可获得最大磁矫顽力。但是，如果选用以下材料成份：

Nd：    12.0-14.2at·%

Fe：    76.6-83.2at·%

C：    4.8-9.2at·%

则材料的磁性可得到改善，这些材料的居里温度一般为260℃或更高些。虽然如此，有时该材料还包含第二软磁晶相。大体单相的材料一般具有如下成份：

Nd：12-14at·%

Fe：78-81at·%

C：6-8at·%

本发明材料的成份具有已知的Nd₂Fe₁₄B材料的性质，在这些材料中，以钴来置换铁则提高了居里温度。

不言而喻，本发明所指的细结晶体是指至少90%的硬磁相结晶体具有0.2μm或更小些的尺寸。获得本发明的硬磁材料的方法是：将原料熔融在一起，接着，将熔料喷在相对于喷孔高速运动的淬冷表面上，例如，相对于喷孔快速旋转的铜盘表面上。

欧洲专利申请EP-A108474给出带状硬磁材料的制备方法。在这个已知方法中，运动的淬冷表面是由高导热材料（如镀铬的铜）圆盘的圆周表面所构成的。

只要做适当的修改，该方法同样可以用来制备基于钕和铁的无硼细晶硬磁材料，但该项欧洲专利申请未曾指出这一点。在本发明的研究中已经发现。快速冷却含碳无硼钕铁合金并不形成所希望的四方晶结构晶相。如果通过适当地选择喷涂压力，小缝尺寸，圆盘上小缝的间隔及圆盘转速，在喷涂过程中能够获得厚度为30μm或更薄一些的片或带状物的话，那么，所希望的结果可以在一种足够快速的冷却过程中获得。所形成的片或带状物具有微晶相，其结构很象Nd₂Fe₁₇;但这植牧喜皇怯泊拧１匦杓偕璐嬖诘囊徊糠痔既苡谡飧鱿嘀小Ｔ谡夥矫妫荼痉⒚魉票傅牟牧厦飨缘夭煌诤鸩牧稀Ｔ谥票窷d₂Fe₁₇相的温度下，硼基本上不溶解。

根据本发明的另一方面，如果在熔料喷涂之后，立刻使该材料经过很短暂的较低温再结晶退火处理，则可以获得所希望的硬磁材料。

意想不到地发现，在这种退火处理中，产生具有四方结构及基本上的Nd₂Fe₁₄C成份的微晶相，一些多余的碳还能溶解于这种相中。