MnBi基磁性物质、其制备方法、MnBi基烧结磁体及其制备方法_3

文档序号:9565715阅读:来源:国知局
异的磁特性,且当通过使用所述MnBi 基磁性物质制备MnBi基烧结磁体时,可提供磁特性比现有永久磁体的更好、且特别是即使 与常溫下的磁特性相比在高溫下的磁特性仍无大变化的MnBi基烧结磁体,由此可W有利 地应用于在高溫下驱动的装置,所述MnBi基烧结磁体可W高度工业化地用作可W代替稀 ±类永久磁体的永久磁体。
[0062] 由下文中给出的详细说明,本申请另外的适用范围将变得更加明显。然而,应理 解,虽然显示本发明的优选实施方式,但详细说明和具体实例仅用于说明目的给出,因为 由所述详细说明,本发明主旨和范围内的各种变化和修改对本领域技术人员将变得显而易 见。
【附图说明】
[0063] 说明书包含的附图提供了对本发明的进一步理解,并入且构成该说明书的一部 分,显示了示例性实施方式并与说明一起用于解释本发明的原理。 W64] 在附图中: 阳0化]图1为示意性说明根据本发明示例性实施方式的制备MnBi基磁性物质和MnBi基 烧结磁体的方法的流程图。
[0066] 图2为说明Mn晶体的尺寸根据Mn和Bi的混合烙体的冷却速度而变化的示意图。W67] 图3为Mn、Bi和MnBi相的分布和晶体尺寸根据Mn和Bi的混合烙体的冷却速度 变化的扫描电子显微镜(SEM)照片,说明(a)轮速度为37m/s的情况和化)轮速度为65m/ S的情况。
[0068] 图4为邸D结果的图,其中通过X射线衍射分析对Mn、Bi和MnBi相的结晶度根据 Mn和Bi的混合烙体的冷却速度的变化进行了测量。
[0069] 图5为磁滞曲线,其中根据Mn和Bi的混合烙体的冷却速度和低溫热处理时间对 MnBi基磁性物质的磁特性进行了评价。
[0070] 图6为说明根据MnBi基磁性物质的研磨时间对MnBi基烧结磁体的磁特性进行测 量的结果的图。
[00川图7为说明在常溫(约25°C)和高溫(约150°C)下对MnBi基烧结磁体的磁特 性进行评价的结果的图。
[0072] 图8为说明现有MnBi基永久磁体的磁特性根据溫度变化的图。
【具体实施方式】
[0073] 现在将参考附图对示例性实施方式的细节进行说明。为了参考附图进行简要说 明,相同或等价成份将具有相同的参考符号,并将不再重复其说明。
[0074] 下文中,将参考附图对本发明的示例性实施方式进行详细说明,使得本发明所属 领域的技术人员能够容易地实现本发明。然而,本发明能够W各种不同形式实施,且不限制 为本文中所述的示例性实施方式。
[0075] 图1W流程图说明了用于制备本发明的MnBi基磁性物质和MnBi基烧结磁体的方 法的要点。首先,将Mn和Bi的粉末混合,通过经快速加热使得到的混合物烙化形成烙体,然 后使用诸如RSP的方法通过快速冷却再次制备非磁性MnBi基带。此外,通过实施低溫热处 理化T巧W赋予磁性并将非磁性相转变为磁性相制备MnBi基磁性物质。随后,通过使用诸 如研磨的方法将磁性物质粉碎制备MnBi基磁性粉末,然后通过成型和快速烧结制备MnBi 基烧结磁体。
[0076] 下文中,将通过实施例对如上所述的制备MnBi基磁性物质和MnBi基烧结磁体的 方法进行详细说明。
[0077] 实施例 阳07引实施例1:MnBi基磁性物质的制备 阳0巧]1)混合烙体的制备
[0080] 首先,将儘(Mn)金属粉末和祕度i)金属粉末混合,并将得到的混合物粉末放入炉 子内,然后通过感应加热法进行烙化。目P,通过将炉子的溫度瞬间升至1400°C,制备了混合 烙体。 阳0川 2)非磁性MnBi基带的制备
[0082] 将混合烙体缓慢注入轮速度分别设定为约37m/s和约65m/s的轮中,当通过旋转 轮的力使混合烙体从轮释放出时,通过空气冷却系统对混合烙体进行冷却从而制备固体状 态的非磁性MnBi基带。
[008引对在各种轮速度下的在由此制备的非磁性MnBi基带内的Bi晶体的尺寸进行了测 量,将结果示于下表1中,W图2中的示意图对各种轮速度下Mn、Bi和MnBi晶体的变化进 行说明,通过电子显微镜对晶体进行拍照并且将其分布示于图3a和3b中。另外,通过XRD 对各种MnBi基带进行了测量,并将结果示于图4中。
[0084][表 1] 阳0化]
[OOM] 首先,图2显示,冷却速度越快,儘的晶体变得越小,且图2示意性说明通过快速冷 却可W抑制晶粒的尺寸,且当晶粒尺寸小时,儘在随后实施的热处理中可能会易于扩散,由 此制备具有优异磁性的磁性粉末。
[0087] 基于图2,在实施例1-2)中对轮速度进行调节W提高冷却速度,相应地,对晶体的 尺寸、分布程度和结晶度等进行了说明。参考图3a,当轮速度设定为37m/s时,儘晶体(黑 色)的尺寸是显著大的,分布也不均匀,且可确认,MnBi相和Bi也W不均匀的尺寸进行稀 疏分布,但通过图3b可确认,当在65m/s的速度下对所述相进行快速冷却时,Mn晶体W显 著小的尺寸均匀分布,可确认,Mn-Bi相或Bi和Mn晶体的尺寸也小且其分布均匀,并且能 够看出,运是与表1中所示的Bi晶体的尺寸随轮速度的变化的结果相同的结果。
[0088] 另外,参考图4,当轮速度为37m/s时,几乎未出现晶体的峰,而当轮速度为65m/ S时,显示了大量的峰,由此可W确认,当在65m/s的轮速度下对混合烙体进行冷却时,结晶 度优异,并通过相对强度的比较可W确认,结果与表1中所示的晶体尺寸相同。
[0089] 如上所述,通过所述结果可确认,随着轮速度升高,即随着冷却速度升高,Mn晶粒 的尺寸会受到抑制,另外,MnBi相或Bi晶体的尺寸同样会受到抑制,相应地,S相整体上均 匀分布在带内部。
[0090] 3)磁性MnBi基带的制备
[00川为了向2)中制备的非磁性MnBi基带赋予磁性,在320°C的溫度下和真空条件下实 施低溫热处理,并通过根据轮速度分别实施3小时和24小时的热处理,形成了磁性MnBi基 带,并由此制备了MnBi基磁性物质,所述热处理引起包含在非磁性MnBi基带中的Mn的扩 散并形成MnBi基带。
[0092] 通过使用振动试样磁力计(VSM,LakeShore#7300USA,最大值20k0e)对通过过程 1)~3)制备的MnBi基磁性物质的剩余磁通密度和矫顽力进行了测量,将磁滞曲线示于图 5中,并将所述值示于下表2中。
[0093] [表 2]
阳O河参考表2和图5可看出,当轮速度为65m/s时,即使仅实施了 3小时的短时间内的 低溫热处理,剩余磁通密度仍显示了高的值,且当冷却速度快时,由此形成了具有小尺寸的 儘晶粒,且儘晶体或祕和MnBi相可均匀分布,由此通过平稳地扩散反应可确认,可W形成 具有更高矫顽力和剩余磁通密度值的磁性MnBi基带。 W96] 实施例2 :制备MnBi基烧结磁体
[0097] 对在实施例1中制备的MnBi基磁性物质中具有65m/s轮速度和3小时热处理时间 的MnBi基磁性物质实施使用球磨制造粉末的方法。将制造粉末的方法分别实施2、3、4和5 小时,磁性相带(MnBi基磁性物质)和球的比例为约1:30,且将球共混中的05和OlO设 定为约1:5。随后,在约1. 6T的磁场中对通过球磨制备的磁性粉末进行成型,然后使用真空 状态下的热压机在约260°C下快速烧结3分钟,制备了MnBi基烧结磁体。
[0098] 关于实施各次研磨处理所制备的MnBi基烧结磁体,对
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