一种Sm(Co,Mn)制造技术

本发明专利技术涉及永磁材料技术领域，尤其涉及一种Sm(Co,Mn)

A SM (CO, Mn)

【技术实现步骤摘要】
一种Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料及其制备方法
本专利技术涉及永磁材料
，尤其涉及一种Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料及其制备方法。
技术介绍
SmCo5永磁材料的SmCo5具有高达727℃的居里温度，使其可以在高温下正常工作。在制备工艺方面，制备SmCo5的工艺流程较简单，周期较短。因此，SmCo5永磁材料被广泛应用于微波通信技术、自动化技术、交通运输、生物工程、医疗器械、航空航天及军事等领域。目前，限制SmCo5永磁材料应用的主要原因在于SmCo5饱和磁化强度低。此外，该材料相稳定性差，容易形成Sm2Co7和Sm2Co17等杂相。已有研究者尝试用铁(Fe)、铜(Cu)、镨(Pr)等元素替代Co元素来改善SmCo5永磁材料的性能。Fe元素的掺入会增加SmCo5的饱和磁化强度，但是很难形成Sm(Co,Fe)5相。Cu元素的掺入可提升SmCo5的矫顽力，然而Cu的掺入会降低SmCo5的分子磁矩，进而使得其饱和磁化强度逐渐降低。掺入Pr元素可以在一定程度上提高SmCo5的饱和磁化强度。但是Pr作为一种稀土元素，对于降低磁体成本没有益处。中国专利ZL01130856.7和201710147309.7公布了采用熔体快淬法，获得了各向异性的SmCo5稀土永磁材料。但是，两者所获得的快淬带性能不够高。其主要原因在于所获得的快淬带中除SmCo5相外，依然存在Sm2Co7和Sm2Co17等杂相，而杂相的存在会影响饱和磁化强度和各向异性场等内禀磁性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料，并提供抑制杂相生成从而获得单纯Sm(Co,Mn)5相的制备方法，本专利技术提供的Sm(Co,Mn)5稀土永磁材料或采用本专利技术制备方法制备得到的Sm(Co,Mn)5稀土永磁体具有很高的饱和磁化强度。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料，由具有式1所示化学组成的物质形成：SmCo5-xMnx式1；所述式1中0<x≤0.5。本专利技术提供了上述方案所述Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料的制备方法，包括以下步骤：将包括Sm、Co和Mn的混合料进行熔炼，得到铸锭；将所述铸锭进行熔体快淬，得到快淬带；将所述快淬带依次进行退火和淬火，得到Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料；所述Co的质量对应式1中Co的理论质量，所述Sm的质量在根据式1计算得到的理论Sm质量基础上增加1～5％；所述Mn的质量对应式1中Mn的理论质量。优选的，所述退火的温度为1000～1200℃，时间为40～64h。优选的，自室温升至退火温度所用时间为2～3h。优选的，所述退火在充满保护气体的密封环境中进行。优选的，所述退火包括：将所述快淬带包覆一层钽片，装入充满氩气的封闭石英管内，然后将封闭的石英管置于马弗炉中进行退火。优选的，所述淬火的方式为冰水淬火。优选的，所述熔炼在高频感应熔炼炉中进行。优选的，所述熔体快淬在熔体快淬炉中进行，快淬过程中，铜辊转速为20～40m/s。优选的，所述熔体快淬包括以下步骤：将所述铸锭装入底端喷嘴直径为0.5～2mm的石英管内；将石英管装入熔体快淬炉，使石英管底部距铜辊2～6mm；熔体快淬炉腔体抽真空，使真空度达到2×10-4～9×10-4Pa；之后向腔体内充入氩气，腔体内外压力差达到60～90kPa后，打开加热电源，使得铸锭在石英管内重新熔化，打开并调整铜辊转速；利用炉内的喷铸装置，将重新熔化得到的液体垂直喷射到铜辊上，得到快淬带。本专利技术提供了一种Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料，由具有式1所示化学组成的物质形成：SmCo5-xMnx式1；所述式1中0＜x≤0.5。本专利技术利用Mn原子具有大原子磁矩的特性，将Mn原子掺入到SmCo5中，并抑制了杂相的生成，提升了SmCo5的分子磁矩，进而提升了永磁材料的饱和磁化强度。本专利技术提供了Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料的制备方法，包括以下步骤：将包括Sm、Co和Mn的混合料进行熔炼，得到铸锭；将所述铸锭进行熔体快淬，得到快淬带；将所述快淬带依次进行退火和淬火，得到Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料；所述Co的质量对应式1中Co的理论质量，所述Sm的质量在根据式1计算得到的理论Sm质量基础上增加1～5％；所述Mn的质量对应式1中Mn的理论质量。本专利技术通过熔体快淬得到成分更加均匀、晶粒更加细小的组织，能够降低退火过程中原子扩散的能垒，加速退火过程中Sm2Co7相向Sm(Co,Mn)5相的转化；经过退火可以获得Sm(Co,Mn)5纯相，能够防止产生Sm2Co7和Sm2Co17等杂相对永磁材料的饱和磁化强度产生不利影响，同时有利于获得更高的剩余磁化强度；然后进行淬火，保证了SmCo5纯相在冷却过程中不会发生分解。实施例的结果表明，本专利技术制备的Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料的饱和磁化强度高达92.24～104.48emu/g，剩余磁化强度达到81.43～93.88emu/g，而对比例1采用熔体快淬法得到的永磁体的剩余磁化强度仅为30～50emu/g，说明采用本专利技术的方法能够显著提高永磁材料的饱和磁化强度。此外，本专利技术制备的Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料还具有较高的居里温度，高达896～948K，说明采用本专利技术的方法制备的SmCo5型稀土永磁材料能够在较高温度下正常工作。附图说明图1为实施例1～4及对比例1样品的XRD图；图2为实施例1样品的TMA测试图；图3为实施例2样品的SEM照片；图4为实施例4样品的磁滞回线；图5为对比例3样品的SEM图；图6为对比例4最终所得磁体的XRD图；图7为对比例5样品的XRD图；图8为对比例5样品的磁滞回线。具体实施方式本专利技术提供了一种Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料及其制备方法，由具有式1所示化学组成的物质形成：SmCo5-xMnx式1；所述式1中0＜x≤0.5。在本专利技术的具体实施例中，所述x具体为0.1、0.2、0.3或0.5。本专利技术提供的Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料优选为密排六方(HCP)结构，其空间群为P6/MMM型；所述Sm优选占据晶胞的1a位，Co优选分别占据晶胞的2c位和3g位；Mn原子通过替代Co原子进入SmCo5的晶胞，形成SmCo5-xMnx化合物。在本专利技术中，Mn原子更倾向于占据晶胞的3g位。在本专利技术中，Mn的替代引起了晶格常数的变化，但不改变SmCo5的晶体结构。本专利技术利用Mn原子具有大原子磁矩的特性，将Mn原子掺入到SmCo5中，提升了SmCo5的分子磁矩，进而提升了材料的饱和磁化强度。本专利技术提供了上述方案所述Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料的制备方法，包括以下步骤：将包括Sm、Co和Mn的混合料进行熔炼，得到铸锭；将所述铸锭进行熔体快淬，得到快本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Sm(Co,Mn)

【技术特征摘要】
1.一种Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料，其特征在于，由具有式1所示化学组成的物质形成：
SmCo5-xMnx式1；所述式1中0<x≤0.5。


2.权利要求1所述Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将包括Sm、Co和Mn的混合料进行熔炼，得到铸锭；
将所述铸锭进行熔体快淬，得到快淬带；
将所述快淬带依次进行退火和淬火，得到Sm(Co,Mn)5型稀土永磁材料；
所述Co的质量对应式1中Co的理论质量，所述Sm的质量在根据式1计算得到的理论Sm质量基础上增加1～5％；所述Mn的质量对应式1中Mn的理论质量。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为1000～1200℃，时间为40～64h。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，自室温升至退火温度所用时间为2～3h。


5.根据权利要求2～4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述退火在充满保护气体的密封环境中进行。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红国，宋博腾，岳明，张东涛，刘卫强，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11