专利名称：一种制备钐铁碳化合物永磁材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备稀土过渡金属碳化物永磁材料的方法。
尽管Nd-Fe-B永磁体具有高饱和磁能积等良好的磁性能，其居里温度低的弱点限制了这种材料的应用范围。例如有关Nd-Fe-B的专利JP昭62-170455，JP昭62-151541，JP昭62-152108，JP昭62-149108，JP昭62-151542，JP昭62-158854，JP昭62-156248，JP昭62-124702，JP昭62-177149，JP昭62-174905等。近年来，世界范围内探索新型永磁材料的进展迅速，但有关的工作主要集中在2∶17，2∶14∶1型三元化合物，其中Sm-Fe-C(N)型化合物的发现开辟了探索新型化合物的新途径，研究发现碳作为间隙原子进入2∶17晶格会极大地提高化合物的居里温度和磁晶各向异性，由于含碳氮化合物在高温分解，以及特殊的渗氮碳过程限制了Sm-Fe-C的应用，这方面的研究工作有待一新的突破。
本发明的目的在于提供一种制备钐铁碳化合物永磁材料的方法，该方法工艺简单，且所制备出的Sm2Fe17C具有优良的内禀磁性和较高的热稳定性。
本发明提供了一种制备钐铁碳化合物永磁材料的方法，所涉及的永磁材料为Smy(FeCoTi)100-1.5yC0.5y，其中8≤y≤20；其制备的基本过程是将纯稀土、纯铁、纯过渡金属、石墨按化合物成份配料，以球磨的方式进行机械合金化，球磨时间3～20小时，在650～950℃真空条件下热处理0.1～10小时，其特征在于采用上述机械合金化方法使粉末粒径为1～3微米，对其进行上述热处理之后，再在氩气保护下球磨0.3～4小时，300～650℃真空热处理0.3～30小时。
由于Sm2Fe14C的磁化方向是易面的，Sm2Fe17的磁化方向也是易面的，当采用通常的制备方法制备SmyFe100-1.5yC0.5y，(8≤y≤20)合金时，形成的是2∶14∶1相Sm2Fe14C和Sm2Fe17，及含量极少的Sm2Fe17C，所以合金不会有好的永磁性能。造成这一后果的原因是通常制备方法中退火温度过高，研究表明，碳只有在低于650℃时，才有可能进入2∶17相中的间隙位置形成具有易轴磁化方向的Sm2Fe17Cx(0≤x≤3)，这就形成了矛盾，退火温度过低又不利于合金的晶化，同样不能制备出具有良好永磁性能的合金。本发明提供的方法通过两次球磨，两次退火的工艺很好地解决了上述难题。总之，本发明克服了渗碳工艺的弱点，通过机械合金化方法直接制备稀土过渡金属碳化物，用这种方法制备的稀土过渡金属碳化物不但具有优良的内禀磁性，而且具有较高的热稳定性。
下面通过实施例详述本发明。
实施例1以纯钐、纯铁和石墨的粉末按标准成份Sm14Fe79C7(原子百分比)配料后置于球磨罐中，球料比23∶1，球直径12毫米，转速15米/秒，罐直径54毫米，罐旋转直径100毫米，球磨5小时后，粒径1～3微米；在800℃真空退火，30分再置于球磨罐中，磨1小时，在550℃真空退火30分，即可得主相为Sm2Fe17C的永磁粉末，其永磁性能为(BH)max＝87.5KJ/m3(11MGOe)，Me＝11.8kGs，Mr＝9.35kGs。iHc＝215kA/m(2.7kOe)，可通过粉末粘结方法制备磁体，未经二次球磨和退火的Sm14Fe79C7最大磁能积(BH)max＝0.01MGOe，内禀矫顽力iHc＝0.17kOe，(800℃退火35分钟)。
实施例2以纯钐、纯铁、纯钛和石墨的粉末按标准成份Sm14Fe77Ti2C7(原子百分比)配料后置于球磨罐中，磨5小时，在850℃真空退火，30分再置于球磨罐中，磨1小时，在600℃真空退火30分，即可得主相为Sm2(Fe17-zTiz)Cx的永磁粉末，其永磁性能为(BH)max＝65.0kJ/m3(8.17MGOe)，Me＝1.02T，Mr＝0.81T，iHc＝207kA/m(2.60kOe)可通过粉末粘结方法制备磁体。
实施例3以纯钐、纯铁、纯钴和石墨的粉末按标准成份Sm14Fe75Co4C7(原子百分比)配料后置于球磨罐中，磨5小时，在850℃真空退火，30分再置于球磨罐中，磨1小时，在600℃真空退火30分，即可得主相为Sm2(Fe17-uCou)Cx的永磁粉末，其永磁性能为(BH)max＝51.6kJ/m3(6.48MGOe)，.Me＝1.14T，Mr＝0.86T，iHc＝135.3kA/m(1.70kOe)可通过粉末粘结方法制备磁体。
权利要求
1.一种制备钐铁碳化合物永磁材料的方法，所涉及的永磁材料为Smy(FeCoTi)100-1.5yC0.5y，其中8≤y≤20；其制备的基本过程是将纯稀土、纯铁、纯过渡金属、石墨按化合物成份配料，以球磨的方式进行机械合金化，球磨时间3～20小时，在650～950℃真空条件下热处理0.1～10小时，其特征在于采用上述机械合金化方法使粉末粒径为1～3微米，对其进行上述热处理之后，再在氩气保护下球磨0.3～4小时，300～650℃真空热处理0.3～30小时。
全文摘要
一种制备钐铁碳化合物永磁材料的方法,所涉及的永磁材料为Sm
文档编号C22C38/10GK1281055SQ9911309
公开日2001年1月24日 申请日期1999年7月14日 优先权日1999年7月14日
发明者耿殿禹, 张志东, 刘伟, 赵新国, 崔保志, 郭志军 申请人:中国科学院金属研究所