專(zhuān)利名稱(chēng)：稀土過(guò)渡金屬氮化物的制備技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及稀土永磁的制備技術(shù)，特別是稀土過(guò)渡金屬氮化物的制備技術(shù)。
盡管Nd-Fe-B永磁體具有高飽和磁能積等良好的磁性能，其居里溫度低的弱點(diǎn)限制了這種材料的應(yīng)用范圍。例如有關(guān)Nd-Fe-B的專(zhuān)利如JP昭62-170455，JP昭62-151541，JP昭62-152108，JP昭62-149108，JP昭61-139641，JP昭62-151542，JP昭62-158854，JP昭62-156248，JP昭61-79748，JP昭62-124702，JP昭60-159152，JP昭60-204862，JP昭60-144906，JP昭60-31208，JP昭62-177149，JP昭62-174905等。近年來(lái)，世界范圍內(nèi)探索新型永磁材料的進(jìn)展迅速。但有關(guān)的工作主要集中在2∶17，2∶14∶1型三元化合物。其中R2Fe17Nx型化合物的發(fā)現(xiàn)開(kāi)辟了探索新型化合物的新途徑，研究發(fā)現(xiàn)氮作為間隙原子進(jìn)入2∶17晶格會(huì)極大地提高化合物居里溫度和磁晶各向異性。目前為止，稀土過(guò)渡金屬氮化物的制備局限于合金冶煉后滲氮的辦法，工藝過(guò)程復(fù)雜，且不易滲透，從而限制了含氮稀土過(guò)渡金屬化合物作為永磁材料的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單易行的含氮稀土過(guò)渡金屬化合物的制備技術(shù)。
本發(fā)明提供了一種稀土過(guò)渡金屬氮化物的制備技術(shù)，該化合物以含氮和硼或氮和硅為特征，合金成份為稀土5.0～12.0at％鐵和/或其它過(guò)渡金屬65.0～94.9at％氮和硼或氮和硅0.1～30.0at％其中稀土為Y，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu中任一元素或數(shù)種元素的混合，其它過(guò)渡金屬為Sc，Ti，V，Cr，Mn，Co，Ni，Cu，Zn，Ga，Al，Si，Ge，Zr，Nb，Mo，Sn，Sb，Ta，W，Tl，Bi中任一元素或數(shù)種元素的混合物；其特征在于以氮化硼或氮化硅為原料，與稀土和過(guò)渡金屬原料一起直接熔煉制備出稀士過(guò)渡金屬氮化物。
本發(fā)明將純稀土、純鐵、純過(guò)渡金屬、氮化硼或氮化硅，按所制備化合物的一定成份配料后直接熔煉，經(jīng)800～1100℃處理1～30天即可得單相氮化合物。如初始成份在化合物標(biāo)準(zhǔn)成份附近則可獲得主相為氮化物的合金。無(wú)論是單相或多相的樣品都可作為優(yōu)良永磁材料的初始材料。永磁體的制備可通過(guò)粉末燒結(jié)、快淬或機(jī)械合金化方法制備。本發(fā)明克服了滲氮工藝的缺點(diǎn)，通過(guò)熔煉方法直接制備稀土過(guò)渡金屬氮化物。用這種方法制備的稀土過(guò)渡金屬氮化物不但具有優(yōu)良的內(nèi)稟磁性能并且具有較高的熱穩(wěn)定性，為穩(wěn)定的四元化合物?？梢宰鳛橛来挪牧蠌V為應(yīng)用。下面通過(guò)實(shí)施例詳述本發(fā)明。
實(shí)施例1將5.514克Nd，13.973克純鐵，0.4968克硼鐵(含20％wtB)，0.2281克氮化硼熔煉可制得20克樣品，在950℃處理14天后，經(jīng)X光衍射證明為單相Nd2Fe14BN0.5，中子衍射結(jié)果表明氮已成功地加入主相，占據(jù)(4f)晶位，有較佳的內(nèi)稟磁性。
實(shí)施例2將5.8799克Nd，13.907克純鐵，0.4985克硼鐵(含20％wtB)，0.2289克氮化硼熔煉后，采用粉末冶金燒結(jié)的方法獲得Tc＝320℃，Br＝12.8KGs，iHc＝10.4KOe，(BH)max＝38.5MGOe的磁體，其Br的溫度系數(shù)為-0.11。
實(shí)施例3將2.687克釹，7.1392克純鐵，0.2266克氮化硼熔煉后可制得一10克樣品，在1000℃處理7天后可得Nd2Fe14BN單相樣品，有很好的內(nèi)稟磁性，Tc＝596K，Ms＝180Am2/kg，μO(píng)HA＝8.8T。
實(shí)施例4將3.056克釹，7.4472克純鐵，0.1946克氮化硼熔煉后可制得一10克樣品，在990℃處理10天后，經(jīng)X光驗(yàn)證可得Sm2Fe17BN單相樣品，有很好的內(nèi)稟磁性，Tc＝584℃，Ms＝172Am2/kg，μO(píng)HA＝10.5T。
實(shí)施例5將1.8007克釹，6.8356克純鐵，1.247克釩和0.15188克氮化硼熔煉后可制得-10克樣品，在950℃處理14天后，X光和中子衍射驗(yàn)證為單相NdFe10V2B0.5N0.5，磁性測(cè)量顯示有良好的磁性。
實(shí)施例6將1.098克Y，6.8968克鐵，1.6587克鉬，0.34648克氮化硅在一起熔煉后得10克樣品，經(jīng)950℃兩次退火處理，X光衍射和電子探針?lè)治龆急砻餍纬闪薡Fe10Mo1.4Si0.6N0.8單相，具有較好的內(nèi)稟磁性，Tc610K，Ms＝156Am2/kg，μO(píng)HA＝8T。
實(shí)施例7將2.911公斤釹，6.156公斤鐵，0.6405公斤鈷，0.1257公斤鋁，0.05035公斤硼，0.11559公斤氮化硼在一起熔煉后得10公斤鑄錠，將鑄錠粉碎至2μm，在2T磁場(chǎng)中取向成型，在1100℃燒結(jié)1小時(shí)后，在800℃處理半小時(shí)，得Tc＝470℃，Br＝12.5kGs，iHc＝9.5KOe，(BH)max＝35MGOc的磁體，其Br的溫度系數(shù)為-0.077。
實(shí)施例8將2.750公斤釹，0.4777公斤鏑，6.143公斤鐵，0.3457公斤鈷，0.10226公斤鎵， 0.18199公斤氮化硼在一起熔煉后得10公斤鑄錠，將鑄錠粉碎至2μm，在2T磁場(chǎng)中取向成型，在1100℃燒結(jié)1小時(shí)后，在800℃處理半小時(shí)，得Tc＝460℃，Br＝11.5kGs，iHc＝19 0.5Oe，(BH)max＝31.5MGOc的磁體，其Br的溫度系數(shù)為-0.068。
實(shí)施例9將2.3526公斤釤，7.446公斤鐵，0.5804公斤鈦，0.5041公斤氮化硼熔煉后制備成-10公斤鑄錠，研磨至2μm的粉末，其磁性能為T(mén)c＝320℃，Br＝11.0kGs，iHc＝124KOe，(BH)max＝18.5MGOc，Br的溫度系數(shù)為-0.13。
實(shí)施例10將2.12公斤釤，0.1748公斤釹，7.108公斤鐵，0.5714公斤鈷，0.2902公斤鈦，0.0654公斤鋁，0.1504公斤硼熔煉，再用快淬的方法制備非晶薄帶，在700℃退火半小時(shí)后得磁性能為T(mén)c＝420℃，Br＝8.5kGs，iHc＝15KOe，(BH)max＝15MGOc的磁粉，其Br的溫度系數(shù)為-0.085。
實(shí)施例11將1.82克釹，7.45克鐵，0.58克鈦，0.15克氮化硼熔煉后，在950℃退火兩周，經(jīng)X光衍射和中子衍射證明形成一單相樣品NdFe11TiB0.5N0.5，中子衍射結(jié)果證明氮被成功地加1∶12相晶格，氮和硼占據(jù)(8i)位，一些Ti原子占位(2b)位。
權(quán)利要求
1.一種稀土過(guò)渡金屬氮化物的制備技術(shù)，該化合物以含氮和硼或氮和硅為特征，合金成份為稀土5.0～12.0at％鐵和/或其它過(guò)渡金屬65.0～94.9at％氮和硼或氮和硅0.1～30.0at％其中稀土為Y，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu中任一元素或數(shù)種元素的混合，其它過(guò)渡金屬為Sc，Ti，V，Cr，Mn，Co，Ni，Cu，Zn，Ga，Al，Si，Ge，Zr，Nb，Mo，Sn，Sb，Ta，W，Tl，Bi中任一元素或數(shù)種元素的混合物；其特征在于以氮化硼或氮化硅為原料，與稀土和過(guò)渡金屬原料一起直接熔煉制備出稀土過(guò)渡金屬氮化物。
全文摘要
一種稀土過(guò)渡金屬氮化物的制備技術(shù)，該化合物以含氮和硼或氮和硅為特征，合金成分為稀土5.0～12.0at％，鐵和/或其它過(guò)渡金屬65.0～94.9at％，氮和硼或氮和硅0.1～30.0at％，其特征在于以氮化硼或氮化硅為原料，與稀土和過(guò)渡金屬原料一起直接熔煉制備出稀土過(guò)渡金屬氮化物。本發(fā)明方法成本低且易于實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)C22C38/00GK1117647SQ9411245
公開(kāi)日1996年2月28日 申請(qǐng)日期1994年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月24日
發(fā)明者張志東, 劉偉, 張丹, 趙新國(guó), 肖群峰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所