专利名称：用于航空发动机的抗氧化SmCo<sub>X-Y</sub>(Si<sub>a</sub>Ge<sub>b</sub>Sn<sub>c</sub>)<sub>Y</sub>高温永磁材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用作航空发动机的1:7型钐钴永磁材料，更特别地说，是指一种用于加工航空发动机永磁型磁力轴承的抗氧化SmCox_Y(SiaGebSnc)γ高温永磁材料及其制备方法。
背景技术：
航空发动机的特点是体积小、功率大、各部件的工作条件严酷，特别是转动件在不同的温度、载荷、环境介质(空气，燃气)下工作，大多须用比强度高、耐热性好和抗腐蚀能力强的材料制造。永磁材料是一种重要的功能材料，它能提供持续的磁场，具有能量与信息转换的功能，是加工磁力轴承的主要材料。1:7型钐钴永磁材料(TbCu7)可以认为是CaCu5结构的衍生结构，两种结构具有相同的空间群(Ρ6/_)，在稀土永磁合金中CaCu5结构是最基本的。对于Sm-Co系合金，SmCo7 结构可以由SmCo5结构推导得出。当SmCo5结构中的2/9的Ia晶位被Co-Co原子哑铃对取代，且这种取代是无序时就得到了 SmCo7化合物结构。综观目前现有的永磁材料的磁性能和温度特性可知，虽然AlNiCo永磁材料的使用温度可达520°C，但是在该温度下磁体的磁性能很低，因此不能用于制造小而轻的元器件。另一方面，具有室温最高磁能积的NdFeB烧结永磁材料，由于居里温度低，随着使用温度的升高NdFeB磁体的性能下降很快，其最高使用温度仅为100°C，即使通过成分调整和工艺的改进，其最高使用温度也不超过250°C。由于TbCu7结构的SmCo7合金是高温亚稳相，在较高温度时就将分解为SmCo5和Sm2Co17两相，平衡凝固过程中无法将该相保存到室温；与此同时，当SmCo合金应用到高温500°C时，Sm元素会在合金内部氧化形成Sm2O3，导致合金的微观结构发生改变，致使样品的磁性能呈现逐渐衰减趋势。
发明内容
为了克服现有1:7型钐钴永磁材料在高温下的氧化衰减，本发明通过向SmCo7合金中掺杂Si、Ge和Sn元素，通过适当地调整Si、Ge和Sn三种元素的比例，达到同时稳定 TbCu7结构和提高磁体在高温抗氧化能力的目的。其中，掺杂Si元素可以促进TbCu7相的形成并且提高材料的高温抗氧化性，掺杂Ge元素可以抑制烧结过程中晶粒的长大，掺杂Sn元素可以降低烧结温度，提高烧结效率，同时增强材料的力学性能。本发明的具有TbCu7结构的抗氧化钐钴高温永磁材料在高温500°C氧化500h后的单位面积质量增重不超过0. 64mg/ cm2,具有良好的高温抗氧化性。本发明是一种用于航空发动机的抗氧化SmCcvJSLGqSrOY高温永磁材料，其中X 的原子个数为5. O 8. 5，Y的原子个数为0. 01 1. 90，a+b+c =l,a的原子数为0. 20 0. 98，b的原子数为0. 01 0. 70，c的原子数为0. 01 0. 10。
本发明制备用于航空发动机的抗氧化SmCox_Y(SiaGqSrOγ高温永磁材料包括有下列步骤步骤一四元合金制备称取Sm、Co、Si和Ge配置成目标成分；将目标成分置于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内；调节真空室的真空度2Χ10_3!^ 5X10_3Pa，然后充高纯氩气使真空室的真空度至 0. IX IO5Pa 0.8 X IO5Pa;经电弧熔炼20 90s后，断弧形成第一合金锭；翻转第一合金锭，经电弧熔炼20 90s后，断弧形成第二合金锭；翻转第二合金锭，经电弧熔炼20 90s后，断弧形成第三合金锭；随炉冷却，取出， 制得SmCoSiGe四元合金铸锭；步骤二 SmCoSiGe非晶结构粉体制备在充有高纯氩气的手套箱中，将步骤一制得的SmCoSiGe四元合金铸锭用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸< 80 μ m的初破碎粉，然后将初破碎粉放入球磨机的球磨罐中， 在高纯氩气保护下球磨10 SOmin后，得到SmCoSiGe非晶结构粉体；在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨Ig的初破碎粉所需5 IOg的IOmm轴承钢球和5 IOg的5mm轴承钢球。步骤三Sn细粉体制备将300 μ m的Sn粉体放入到球磨机的球磨罐中，在高纯氩气保护下球磨50 240min后，得到Sn细粉体； 在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨Ig的初破碎粉所需10 20g的IOmm轴承钢球和10 20g的5mm轴承钢球。步骤四混炼粉体制备依据SmCox_Y (SiaGebSnc) γ高温永磁材料的目标成分，将SmCoSiGe非晶粉体和Sn细粉体混合均勻后得到混炼粉体；所述SmCox_Y(SiaGebSnc) Y高温永磁材料中X的原子个数为5. 0 8. 5，Y的原子个数为0. 01 1. 90，a+b+c =l,a的原子数为0. 20 0. 98，b的原子数为0. 01 0. 70，c 的原子数为0.01 0. 10。步骤五抗氧化永磁体制备将混炼粉体置于等离子烧结炉的高温合金模具中，调节烧结工艺，烧结完成后得到具有HdCu7结构的抗氧化SmCox_Y (SiaGebSne) γ高温永磁块体；烧结工艺为升温速率30 50°C /min，烧结温度600 700°C，压力200 500MPa，烧结时间1 lOmin。本发明抗氧化SmCox_Y(SiaGebSnc) γ高温永磁材料的优点在于①在现有1 7型钐钴永磁材料中掺杂Si、Ge和Sn三种元素，达到同时稳定TbCu7 结构和提高磁体在高温抗氧化能力的目的。②在SmCoSiGe非晶结构粉体与Sn细粉体进行烧结过程中，Sn细粉体起到了液相烧结的作用。③本发明的具有TbCu7结构的抗氧化钐钴高温永磁材料在高温500°C氧化500h后的单位面积质量增重不超过0. 64mg/cm2,具有良好的高温抗氧化性。
图1是本发明抗氧化SmCc^1(Sia98GeacilSnatll)a9高温永磁材料的XRD图。图2是本发明抗氧化SmCc^1(Sia98Gi5acilSnacil)a9高温永磁材料的磁滞回线图。图3是本发明抗氧化SmCo6.i (Sia98GeatllSnatll)a9高温永磁材料在单位面积下的质
量增重图。图3A是氧化后SmCof^1(Sia98GeacilSnatll)a9高温永磁材料的断面SEM图。
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。本发明是一种用于航空发动机的抗氧化SmC0x_Y(SiaGebSn。)Y高温永磁材料，该永磁材料表达式为SmCox_Y(SiaGqSrOγ，其中X的原子个数为5. O 8. 5，Y的原子个数为 0. 01 1. 90，a+b+c = l，a的原子数为0. 20 0. 98,b的原子数为0. 01 0. 70，c的原子数为0. 01 0. 10。制备抗氧化SmCox_Y(SiaGebSnc) γ高温永磁材料包括有下列步骤步骤一四元合金制备称取Sm、Co、Si和Ge配置成目标成分；将目标成分置于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内；调节真空室的真空度2X10_3Pa 5X10_3Pa，然后充高纯(质量百分比纯度 99. 999% )氩气使真空室的真空度至0. IX IO5Pa 0.8 X IO5Pa;经电弧熔炼20 90s后，断弧形成第一合金锭；翻转第一合金锭，经电弧熔炼20 90s后，断弧形成第二合金锭；翻转第二合金锭，经电弧熔炼20 90s后，断弧形成第三合金锭；随炉冷却，取出， 制得SmCoSiGe四元合金铸锭；在本发明中，熔炼合金锭的次数可以为3 5次，是为了保证合金锭内部成分的均勻。在本发明中，Sm的质量百分比纯度为99. 95%。Co的质量百分比纯度为99. 99%。 Si的质量百分比纯度为99. 9%。Ge的质量百分比纯度为99. 9%。步骤二 =SmCoSiGe非晶结构粉体制备在充有高纯(质量百分比纯度99. 999%)氩气的手套箱中，将步骤一制得的 SmCoSiGe四元合金铸锭用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸< 80 μ m的初破碎粉，然后将初破碎粉放入球磨机的球磨罐中，在高纯(质量百分比纯度99. 999% )氩气保护下球磨 10 80min后，得到SmCoSiGe非晶结构粉体；在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨Ig的初破碎粉所需5 IOg的IOmm轴承钢球和5 IOg的5mm轴承钢球。步骤三Sn细粉体制备将300μπι的Sn粉体放入到球磨机的球磨罐中，在高纯(质量百分比纯度 99. 999% )氩气保护下球磨50 MOmin后，得到Sn细粉体；
在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨Ig的初破碎粉所需10 20g的IOmm轴承钢球和10 20g的5mm轴承钢球。在本发明中，Sn的质量百分比纯度为99. 9%。步骤四混炼粉体制备依据SmCox_Y (SiaGebSnc) γ高温永磁材料的目标成分，将SmCoSiGe非晶粉体和Sn细粉体混合均勻后得到混炼粉体；在本发明中，SmCox_Y (SiaGqSrO γ高温永磁材料中X的原子个数为5. 0 8. 5，Y的原子个数为0. 01 1. 90，a+b+c = l,a的原子数为0. 20 0. 98，b的原子数为0. 01 0. 70，c的原子数为0. 01 0. 10。步骤五抗氧化永磁体制备将混炼粉体置于等离子烧结炉的高温合金模具中，调节烧结工艺，烧结完成后得到具有HdCu7结构的抗氧化SmCox_Y (SiaGebSne) γ高温永磁块体；烧结工艺为升温速率30 50°C /min，烧结温度600 700°C，压力200 500MPa，烧结时间1 IOmin ； 在本发明中，通过在混炼粉体上直接通入脉冲电流进行加热烧结，通过控制烧结工艺，首先在升温过程使Sn超细粉体先熔化、扩散入SmCoSiGe非晶粉体，然后在600 700°C下非晶晶化，从而获得具有TbCu7结构的抗氧化SmCox_Y (SiaGebSne) γ高温永磁块体。实施例1制抗氧化SmCo6. (Si0.98Ge0.01Sn0.01) 0.9高温永磁材料步骤一四元合金制备称取Sm、Co、Si和Ge配置成目标成分；将目标成分置于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内；调节真空室的真空度3 X10_3Pa，然后充高纯(质量百分比纯度99. 999% )氩气使真空室的真空度至0. 5 X IO5Pa ；经电弧熔炼50s后，断弧形成第一合金锭；翻转第一合金锭，经电弧熔炼50s后，断弧形成第二合金锭；翻转第二合金锭，经电弧熔炼50s后，断弧形成第三合金锭；随炉冷却，取出，制得 SmCoSiGe四元合金铸锭；在本发明中，Sm的质量百分比纯度为99. 95%。Co的质量百分比纯度为99. 99%。 Si的质量百分比纯度为99. 9%。Ge的质量百分比纯度为99. 9% ；在本发明中，真空电弧炉为北京中科科仪技术发展有限责任公司生产的WS-4型非自耗真空电弧炉。步骤二 SmCoSiGe非晶结构粉体制备在充有高纯(质量百分比纯度99. 999%)氩气的手套箱中，将步骤一制得的 SmCoSiGe四元合金铸锭用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸< 80 μ m的初破碎粉，然后将初破碎粉放入球磨机的球磨罐中，在高纯(质量百分比纯度99. 999% )氩气保护下球磨 40min后，得到SmCoSiGe非晶结构粉体；在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨Ig的初破碎粉所需IOg的IOmm轴承钢球和5g的5mm轴承钢球。在本发明中，球磨机选用SpexSOOO高能球磨机。
在本发明中，真空手套箱为上海布劳恩公司生产的LABstar布劳恩真空手套箱。步骤三Sn细粉体制备将300μπι的Sn粉体放入到球磨机的球磨罐中，在高纯(质量百分比纯度 99. 999% )氩气保护下球磨IOOmin后，得到Sn细粉体；在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨Ig的初破碎粉所需IOg的IOmm轴承钢球和IOg的5mm轴承钢球。在本发明中，Sn的质量百分比纯度为99. 9%。步骤四混炼粉体制备依据SmCo6J (Sia98GeatllSnatll)a9高温永磁材料的目标成分，将SmCoSiGe非晶粉体和Sn细粉体混合均勻后得到混炼粉体；用量500. 3g的SmCoSiGe非晶粉体与Ig的Sn细粉体混合；步骤五抗氧化永磁体制备将混炼粉体置于SPS-1050T放电等离子烧结炉的高温合金模具中；烧结工艺为升温速率30°C /min，烧结温度700°C，压力500MPa，烧结时间5min ；在本发明中，通过在混炼粉体上直接通入脉冲电流进行加热烧结，通过控制烧结工艺，首先在升温过程使Sn超细粉体先熔化、扩散入SmCoSiGe非晶粉体，然后在700°C下非晶晶化，从而获得具有iTbCu7结构的抗氧化SmCo6.工(Sia98GeatllSnatll)a9高温永磁块体。采用D/Max2200多功能X射线衍射仪(日本理学)对实施例1制得的 SmCo6. ^Si0.98Ge0.01Sn0.01) α9进行晶体结构分析，如图1所示，图中表示的特征峰说明 SmCo6. !(Si0.98Ge0. OiSn0.01) 0.9 为 TbCu7 结构。采用JDAW-2000C型振动样品磁强计(长春英普磁电技术开发有限公司)对实施例1制得的SmC0f^1 (Sia98GeatllSnatll)a9进行磁性能表征，如图2所示，图中室温内禀矫顽力为2. 6T，饱和磁化强度为0. 58T，剩余磁化强度为0. 4T。将实施例1制得抗氧化SmCo6. ！ (Si0.98Ge0.01Sn0.01) 0.9高温永磁块体放入SK2_1_12管式电阻炉(上海实研电炉有限公司)中进行高温500°C氧化实验，在高温500°C氧化500h后 SmC0ai(Sia98Gi5acilSnacil)a9永磁体的单位面积质量增重为0. 6%ig/cm2(如图3所示)，采用 S3400钨灯丝扫描电镜(英国)观察内部氧化区的氧化层厚度仅为6 μ m(如图3A所示)， 表明该永磁块体具有良好的高温抗氧化性。 实施例2制抗氧化SmCo8. (Si。. 7Ge0.2Sn0.)。. 5高温永磁材料步骤一四元合金制备称取Sm、Co、Si和Ge配置成目标成分；将目标成分置于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内；调节真空室的真空度4X10_3Pa，然后充高纯(质量百分比纯度99. 999% )氩气使真空室的真空度至0. 7 X IO5Pa ；经电弧熔炼70s后，断弧形成第一合金锭；翻转第一合金锭，经电弧熔炼60s后，断弧形成第二合金锭；翻转第二合金锭，经电弧熔炼50s后，断弧形成第三合金锭；随炉冷却，取出，制得 SmCoSiGe四元合金铸锭；翻转第三合金锭，经电弧熔炼90s后，断弧形成第四合金锭；随炉冷却，取出，制得SmCoSiGe四元合金铸锭；在本发明中，Sm的质量百分比纯度为99. 95%。Co的质量百分比纯度为99. 99%。 Si的质量百分比纯度为99. 9%。Ge的质量百分比纯度为99. 9%。步骤二 =SmCoSiGe非晶结构粉体制备在充有高纯(质量百分比纯度99. 999%)氩气的手套箱中，将步骤一制得的 SmCoSiGe四元合金铸锭用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸< 80 μ m的初破碎粉，然后将初破碎粉放入球磨机的球磨罐中，在高纯(质量百分比纯度99. 999% )氩气保护下球磨 60min后，得到SmCoSiGe非晶结构粉体；在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨Ig的初破碎粉所需5g的IOmm轴承钢球和IOg的5mm轴承钢球。在本发明中，球磨机选用SpexSOOO高能球磨机。步骤三Sn细粉体制备将300μπι的Sn粉体放入到球磨机的球磨罐中，在高纯(质量百分比纯度 99. 999% )氩气保护下球磨150min后，得到Sn细粉体；在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨Ig的初破碎粉所需20g的IOmm轴承钢球和IOg的5mm轴承钢球。在本发明中，Sn的质量百分比纯度为99. 9%。步骤四混炼粉体制备依据SmCc^1(Sia7Gea2Snai)a5高温永磁材料的目标成分，将SmCoSiGe非晶粉体和 Sn细粉体混合均勻后得到混炼粉体；用量:109. 3g的SmCoSiGe非晶粉体与Ig的Sn细粉体混合；步骤五抗氧化永磁体制备将混炼粉体置于等离子烧结炉的高温合金模具中；烧结工艺为升温速率40°C /min，烧结温度680°C，压力400MPa，烧结时间^iin ；在本发明中，通过在混炼粉体上直接通入脉冲电流进行加热烧结，通过控制烧结工艺，首先在升温过程使Sn超细粉体先熔化、扩散入SmCoSiGe非晶粉体，然后在680°C下非晶晶化，从而获得具有iTbCu7结构的抗氧化SmCo8. ！ (Si0.7Ge0.2Sn0. ^ 0.5高温永磁块体。采用D/MaX2200多功能X射线衍射仪(日本理学)对实施例2制得的 SmCo8. ！ (Si0.7Ge0.2Sn0.》α 5 进行晶体结构分析，分析结果表明 SmCo8. ！ (Si0.7Ge0.2Sn0. D TbCu7结构。采用JDAW-2000C型振动样品磁强计(长春英普磁电技术开发有限公司)对实施例2制得的SmCo8.工(Si0.7Ge0.2Sn0. ^ 0.5进行磁性能表征，室温内禀矫顽力为1. 3T，饱和磁化强度为0. 67T，剩余磁化强度为0. 31T。将实施例2制得抗氧化SmCo8.工(Si0.7Ge0.2Sn0.》0.5高温永磁块体放入SK2_1_12管式电阻炉(上海实研电炉有限公司)中进行高温500°C氧化实验，在高温500°C氧化500h后 SmCc^1(Sia7Gea2Snai)a5永磁体的单位面积质量增重为1. 6mg/cm2，采用SMOO钨灯丝扫描电镜(英国)观察内部氧化区的氧化层厚度仅为26μπι，表明该永磁块体具有良好的高温抗氧化性。实施例3制抗氧化SmCo5. (Si0.2Ge0.7Sn0.) L 9高温永磁材料
步骤一四元合金制备称取Sm、Co、Si和Ge配置成目标成分；将目标成分置于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内；调节真空室的真空度5 X10_3Pa，然后充高纯(质量百分比纯度99. 999% )氩气使真空室的真空度至0. 8 X IO5Pa ；经电弧熔炼40s后，断弧形成第一合金锭；翻转第一合金锭，经电弧熔炼60s后，断弧形成第二合金锭；翻转第二合金锭，经电弧熔炼90s后，断弧形成第三合金锭；随炉冷却，取出，制得 SmCoSiGe四元合金铸锭；在本发明中，Sm的质量百分比纯度为99. 95%。Co的质量百分比纯度为99. 99%。 Si的质量百分比纯度为99. 9%。Ge的质量百分比纯度为99. 9%。步骤二 =SmCoSiGe非晶结构粉体制备在充有高纯(质量百分比纯度99. 999%)氩气的手套箱中，将步骤一制得的 SmCoSiGe四元合金铸锭用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸< 80 μ m的初破碎粉，然后将初破碎粉放入球磨机的球磨罐中，在高纯(质量百分比纯度99. 999% )氩气保护下球磨 80min后，得到SmCoSiGe非晶结构粉体；在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨Ig的初破碎粉所需IOg的IOmm轴承钢球和IOg的5mm轴承钢球。在本发明中，球磨机选用SpexSOOO高能球磨机。步骤三Sn细粉体制备将300μπι的Sn粉体放入到球磨机的球磨罐中，在高纯(质量百分比纯度 99. 999% )氩气保护下球磨200min后，得到Sn细粉体；在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨Ig的初破碎粉所需15g的IOmm轴承钢球和20g的5mm轴承钢球。在本发明中，Sn的质量百分比纯度为99. 9 %。步骤四混炼粉体制备依据SmCo5. ！ (Si0.2Ge0.7Sn0. ^ L9高温永磁材料的目标成分，将SmCoSiGe非晶粉体和 Sn细粉体混合均勻后得到混炼粉体；用量24. 7g的SmCoSiGe非晶粉体与Ig的Sn细粉体混合；步骤五抗氧化永磁体制备将混炼粉体置于SPS-1050T放电等离子烧结炉(日本)的高温合金模具中；烧结工艺为升温速率50°C /min，烧结温度650°C，压力300MPa，烧结时间Snin ；在本发明中，通过在混炼粉体上直接通入脉冲电流进行加热烧结，通过控制烧结工艺，首先在升温过程使Sn超细粉体先熔化、扩散入SmCoSiGe非晶粉体，然后在650°C下非晶晶化，从而获得具有iTbCu7结构的抗氧化SmCo5.工(Sia力 々!^)^高温永磁块体。采用D/MaX2200多功能X射线衍射仪(日本理学)对实施例3制得的 SmCo5. ！ (Si0.2Ge0.7Sn0.》i. 9 进行晶体结构分析，分析结果说明 SmCo5. ！ (Si0.2Ge0.7Sn0.) i. 9 为 TbCu7结构。采用JDAW-2000C型振动样品磁强计(长春英普磁电技术开发有限公司)对实施例3制得的SmCo5. JSia 2Ge0.7Sn0. ^l9进行磁性能表征，室温内禀矫顽力为1. 8T，饱和磁化强度为0. 45T，剩余磁化强度为0. 34T。 将实施例3制得抗氧化SmCo5.工(Sia2Gea7Sna i) ^高温永磁块体放入SK2_1_12管式电阻炉(上海实研电炉有限公司)中进行高温500°C氧化实验，在高温500°C氧化500h后 SmCo5. JSia2Gea7Snci. Ι』永磁体的单位面积质量增重为1. %ig/cm2，采用SMOO钨灯丝扫描电镜(英国)观察内部氧化区的氧化层厚度仅为17 μ m，表明该永磁块体具有良好的高温抗氧化性。
权利要求
1.一种用于航空发动机的抗氧化SmC0x_Y(SiaGebSn。)Y高温永磁材料，其特征在于该 SmCox_Y(SiaGqSne) γ永磁材料中X的原子个数为5. 0 8. 5，Y的原子个数为0. 01 1. 90， a+b+c =l,a的原子数为0. 20 0. 98，b的原子数为0. 01 0. 70，c的原子数为0. 01 0. 10。
2.根据权利要求1所述的用于航空发动机的抗氧化3!11&) (31力61^11。\高温永磁材料， 其特征在于为SmCoai(Sia98Gi5acilSnacil)a9高温永磁块体。
3.根据权利要求1所述的用于航空发动机的抗氧化3!11&) (31力61^11。\高温永磁材料， 其特征在于为SmCc^1(Sia7Gea2Snai)a5高温永磁块体。
4.根据权利要求1所述的用于航空发动机的抗氧化3!11&) (31力61^11。\高温永磁材料， 其特征在于为SmCc^1(Sia2Gea7Snai)U高温永磁块体。
5.根据权利要求1所述的用于航空发动机的抗氧化3!11&) (31力61^11。\高温永磁材料， 其特征在于该SmCox_Y (SiaGebSne) γ永磁材料为TbCu7结构。
6.根据权利要求1所述的用于航空发动机的抗氧化3!11&) (31力61^11。\高温永磁材料， 其特征在于该SmCox_Y (SiaGqSne) γ永磁材料的室温内禀矫顽力为1. IT 3. 0T，饱和磁化强度为0. 41T 0. 70T，剩余磁化强度为0. 31T 0. 4T。
7.根据权利要求1所述的用于航空发动机的抗氧化3!11&) (31力61^11。\高温永磁材料， 其特征在于该SmCox_Y(SiaGebSne)γ永磁材料在高温500°C氧化500h后的单位面积质量增重为0. 64mg/cm2 1. 6mg/cm2,内部氧化区的氧化层厚度为6 μ m 26 μ m。
8.制备如权利要求1所述的用于航空发动机的抗氧化SmCox_Y(SiaGqSrOγ高温永磁材料的方法，其特征在于有下列步骤步骤一四元合金制备称取Sm、Co、Si和Ge配置成目标成分；将目标成分置于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内；调节真空室的真空度2Χ 5Χ 10_3Pa，然后充高纯氩气使真空室的真空度至 0. IXlO5Pa 0. 8 X IO5Pa ；经电弧熔炼20 90s后，断弧形成第一合金锭； 翻转第一合金锭，经电弧熔炼20 90s后，断弧形成第二合金锭； 翻转第二合金锭，经电弧熔炼20 90s后，断弧形成第三合金锭；随炉冷却，取出，制得 SmCoSiGe四元合金铸锭；步骤二 =SmCoSiGe非晶结构粉体制备在充有高纯氩气的手套箱中，将步骤一制得的SmCoSiGe四元合金铸锭用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸< 80 μ m的初破碎粉，然后将初破碎粉放入球磨机的球磨罐中，在高纯氩气保护下球磨10 80min后，得到SmCoSiGe非晶结构粉体；在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球， 球磨Ig的初破碎粉所需5 IOg的IOmm轴承钢球和5 IOg的5mm轴承钢球。 步骤三Sn细粉体制备将300 μ m的Sn粉体放入到球磨机的球磨罐中，在高纯氩气保护下球磨50 MOmin 后，得到Sn细粉体；在球磨机的球磨过程中，研磨体选用直径为IOmm轴承钢球和直径为5mm的轴承钢球，球磨Ig的初破碎粉所需10 20g的IOmm轴承钢球和10 20g的5mm轴承钢球。 步骤四混炼粉体制备依据SmCox_Y (SiaGebSnc) γ高温永磁材料的目标成分，将SmCoSiGe非晶粉体和Sn细粉体混合均勻后得到混炼粉体；所述SmCox_Y(SiaGqSrOγ高温永磁材料中X的原子个数为5. O 8. 5，Y的原子个数为 0. 01 1. 90，a+b+c = l，a的原子数为0. 20 0. 98,b的原子数为0. 01 0. 70，c的原子数为0. 01 0. 10。步骤五抗氧化永磁体制备将混炼粉体置于等离子烧结炉的高温合金模具中，调节烧结工艺，烧结完成后得到具有TbCu7结构的抗氧化SmCox_Y (SiaGebSne) γ高温永磁块体；烧结工艺为升温速率30 50°C /min，烧结温度600 700°C，压力200 500MPa，烧结时间1 IOmin0
9.根据权利要求8所述的制备用于航空发动机的抗氧化SmCox_Y(SiaGqSrOγ高温永磁材料的方法，其特征在于在步骤四中Ig的Sn细粉体中可以加入20 510g的SmCoSiGe 非晶粉体。
全文摘要
本发明公开了一种用于航空发动机的抗氧化SmCoX-Y(SiaGebSnc)Y高温永磁材料及其制备方法，该永磁材料表达式为SmCoX-Y(SiaGebSnc)Y，其中X的原子个数为5.0～8.5，Y的原子个数为0.01～1.90，a+b+c＝1，a的原子数为0.20～0.98，b的原子数为0.01～0.70，c的原子数为0.01～0.10。本发明通过向SmCo7合金中掺杂Si、Ge和Sn元素，通过适当地调整Si、Ge和Sn三种元素的比例，达到同时稳定TbCu7结构和提高磁体在高温抗氧化能力的目的。掺杂Si元素促进TbCu7相的形成并且提高材料的高温抗氧化性，掺杂Ge元素抑制烧结过程中晶粒的长大，掺杂Sn元素降低烧结温度，提高烧结效率，同时增强材料的力学性能。
文档编号H01F1/055GK102304646SQ201110259089
公开日2012年1月4日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者刘丽丽, 张天丽, 蒋成保 申请人:北京航空航天大学