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高溫度穩(wěn)定性永磁材料及其應(yīng)用的制作方法

文檔序號(hào):11409609閱讀:269來源:國知局
高溫度穩(wěn)定性永磁材料及其應(yīng)用的制造方法與工藝
本發(fā)明涉及磁性材料領(lǐng)域,特別是涉及一種高溫度穩(wěn)定性的永磁材料及其應(yīng)用。
背景技術(shù)
:隨著永磁材料在電子電器行業(yè)、汽車行業(yè)、微波通訊及航天航空等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,實(shí)際需求中對(duì)永磁材料不斷提出新的要求。例如慣性儀器儀表、行波管、傳感器等特種領(lǐng)域在不同的環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用,永磁材料隨溫度的微弱波動(dòng)直接影響著儀器儀表的精度,給航天、航空、國防領(lǐng)域帶來不可估量的風(fēng)險(xiǎn)。迫切需求具有更高溫度穩(wěn)定性的磁體。在慣性儀器儀表、行波管、傳感器等特種領(lǐng)域,目前一般應(yīng)用鋁鎳鈷磁鋼或低剩磁溫度系數(shù)釤鈷磁鋼。鋁鎳鈷磁鋼雖然剩磁溫度系數(shù)約-0.02%/℃,矯頑力溫度系數(shù)約-0.03%/℃,但因矯頑力低(<2koe)、磁能積低(~10mgoe),容易受振動(dòng)、磁場、輻射等干擾,不能滿足器件的長期使用。低剩磁溫度系數(shù)釤鈷磁鋼,雖然矯頑力較高(>15koe),磁能積高(>15mgoe),剩磁溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.01%/℃,但是矯頑力溫度系數(shù)較高(~0.3%/℃),導(dǎo)致磁體在不同溫度下的不可逆磁損和可逆磁損差異較大,影響儀器儀表的長期穩(wěn)定使用。迫切需求開發(fā)出更高溫度穩(wěn)定性的磁體。一般地,慣性儀器儀表、行波管、傳感器等特種領(lǐng)域的使用溫度在-40℃至100℃區(qū)間,為此開發(fā)相應(yīng)溫度區(qū)間高穩(wěn)定性磁體需求迫切。借鑒傳統(tǒng)低剩磁溫度系數(shù)釤鈷磁體和具有正溫度系數(shù)的永磁材料及其應(yīng)用(專利號(hào):201410663449.6)的領(lǐng)域背景,本發(fā)明目的在于公開一種新型高溫度穩(wěn)定性磁體,在保證低剩磁溫度系數(shù)釤鈷磁鋼磁能積高、剩磁溫度系數(shù)絕對(duì)值低的基礎(chǔ)上,提高磁體的矯頑力溫度穩(wěn)定性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明提供了一種高溫度穩(wěn)定性永磁材料及其應(yīng)用,該永磁材料在一定的溫度區(qū)間內(nèi)具有較高的溫度穩(wěn)定性。為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種高溫度穩(wěn)定性永磁材料,所述永磁材料的微觀結(jié)構(gòu)包括強(qiáng)磁性相和具有自旋相變的磁性相,所述強(qiáng)磁性相和所述具有自旋相變的磁性相相互隔離。且所述強(qiáng)磁性相飽和磁化強(qiáng)度溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.02%/℃。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述微觀結(jié)構(gòu)的尺寸至少在一個(gè)維度上為5nm~800nm。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述強(qiáng)磁性相和所述具有自旋相變的磁性相的隔離方式為包裹隔離或?qū)娱g隔隔離。在其中一個(gè)實(shí)施例中,隨著溫度升高,所述具有自旋相變的磁性相的易磁化方向由易基面轉(zhuǎn)向易軸。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述強(qiáng)磁性相為smhreco系化合物,且sm部分被hre或hre與其他元素的組合取代,所述具有自旋相變的磁性相為rco5系化合物、rco5的衍生化合物、r2co17系化合物或r2co17的衍生化合物;其中,hre選自gd、tb、dy、ho、er、tm、yb和lu中的一種或多種;其中,r選自pr、nd、dy、tb和ho中的一種或多種。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述永磁材料為釤鈷基永磁體;所述釤鈷基永磁體包括強(qiáng)磁性相(smhrer)2(com)17系化合物,以及具有自旋相變的磁性相(smhrer)(com)5系化合物,所述釤鈷基永磁體的微觀結(jié)構(gòu)中,所述(smhrer)(com)5系化合物包裹所述(smhrer)2(com)17系化合物;其中,hre選自gd、tb、dy、ho、er、tm、yb和lu中的一種或多種;r選自pr、nd、dy、tb和ho中的一種或多種,m選自fe、cu、zr、ni、ti、nb、mo、hf和w中的一種或多種,且所述smhrer至少具有三種元素。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述釤鈷基永磁體中,r的質(zhì)量百分含量為8%~20%;hre的質(zhì)量百分含量為8%~18%。在其中一個(gè)實(shí)施例中,當(dāng)所述hre包括tb、dy及ho中的至少一種時(shí),所述tb、dy和/或ho同時(shí)作為r計(jì)算所述r的質(zhì)量百分含量。在其中一個(gè)實(shí)施例中,隨著r含量的增加,所述(smhrer)(com)5系化合物的自旋相變溫度升高,矯頑力極大值點(diǎn)和矯頑力極小值點(diǎn)溫度向高溫移動(dòng),對(duì)應(yīng)矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.03%/℃的溫度區(qū)間也向高溫移動(dòng)。在其中一個(gè)實(shí)施例中,隨著hre含量的增加,所述強(qiáng)磁性相(smhrer)2(com)17系化合物的飽和磁化強(qiáng)度溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.02%/℃的溫度區(qū)間向高溫移動(dòng)。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述永磁材料在2k~600k的溫度范圍內(nèi)剩磁溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.02%/℃,且矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.03%/℃。一種所述的高溫度穩(wěn)定性永磁材料在變溫環(huán)境下的應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明通過包含強(qiáng)磁性相和具有自旋相變的磁性相的永磁材料來獲得低矯頑力溫度系數(shù),使低矯頑力溫度系數(shù)的獲得更具有目的性、規(guī)律性和通用性;同時(shí),本發(fā)明利用重稀土元素與過渡金屬的反鐵磁性耦合特性來調(diào)節(jié)磁體的剩磁溫度系數(shù),解決了現(xiàn)有技術(shù)中低矯頑力溫度系數(shù)和低剩磁溫度系數(shù)難以同時(shí)獲得的技術(shù)難題。另外,本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)成分來調(diào)整永磁材料低矯頑力溫度系數(shù)溫度區(qū)間和低剩磁溫度系數(shù)的溫度區(qū)間,從而滿足永磁材料在不同需求領(lǐng)域的應(yīng)用。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例3制得的釤鈷基永磁體的透射電鏡圖;圖2為本發(fā)明實(shí)施例1~4制得的釤鈷基永磁體的交流磁化率測(cè)試圖,測(cè)試條件為:交流場5oe,頻率1000hz;圖3為本發(fā)明實(shí)施例1~4制得的釤鈷基永磁體的矯頑力隨溫度的變化圖;圖4為本發(fā)明實(shí)施例1~4制得的釤鈷基永磁體的飽和磁化強(qiáng)度隨溫度的變化圖;圖5為本發(fā)明實(shí)施例1~4制得的釤鈷基永磁體的剩磁隨溫度的變化圖;圖6為本發(fā)明實(shí)施例1制得的釤鈷基永磁體在室溫帶100℃溫度區(qū)間的退磁曲線圖;圖7為本發(fā)明實(shí)施例4制得的釤鈷基永磁體在室溫帶100℃溫度區(qū)間的退磁曲線圖。圖8為對(duì)比實(shí)施例制得的釤鈷基永磁體的交流磁化率測(cè)試圖、矯頑力隨溫度的變化圖、飽和磁化強(qiáng)度和剩磁隨溫度的變化圖。具體實(shí)施方式為了更好地說明本發(fā)明,以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,所舉實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明,并非用于限制本發(fā)明的范圍。在現(xiàn)有技術(shù)中,利用反鐵磁性耦合機(jī)理獲得低剩磁溫度系數(shù)磁性材料和外加補(bǔ)償片是一種慣用方法。但是同時(shí)實(shí)現(xiàn)低矯頑力溫度系數(shù)一般無法通過特定的規(guī)律獲得。我們前期專利(專利號(hào):201410663449.6)報(bào)道了具有正矯頑力溫度系數(shù)的永磁材料,僅報(bào)道了獲得正矯頑力溫度系數(shù)永磁材料的技術(shù)方案。而一般技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域要求剩磁溫度系數(shù)和矯頑力溫度系數(shù)都盡量低的永磁材料,現(xiàn)有技術(shù)無法更好的滿足實(shí)際需求。其中,剩磁溫度系數(shù)的表達(dá)式為:α(t0-t1)={[br(t0)-br(t1)]/[br(t0)×(t0-t1)]}×100%上述公式中,br(t0)和br(t1)分別為t0和t1溫度下的剩磁值。其中,矯頑力溫度系數(shù)的表達(dá)式為:β(t0-t1)={[hcj(t0)-hcj(t1)]/[hcj(t0)×(t0-t1)]}×100%上述公式中,hcj(t0)和hcj(t1)分別為t0和t1溫度下的矯頑力值。發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在具有自旋相變的磁性相的自旋相變溫度附近出現(xiàn)矯頑力的極大值或者極小值,因此,在極大值或極小值附近的溫度區(qū)間內(nèi)矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值很低。其中,具有自旋相變的磁性相是指某些磁性合金相隨著溫度的變化,易磁化軸會(huì)發(fā)生改變,包括:易軸向易面轉(zhuǎn)變,易面向易軸轉(zhuǎn)變等易磁化軸的轉(zhuǎn)變現(xiàn)象,即發(fā)生自旋再取向;易磁化軸發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度點(diǎn)即為自旋再取向轉(zhuǎn)變溫度,即自旋相變溫度;而極大值或極小值附近的溫度區(qū)間即為低矯頑力溫度系數(shù)的溫度區(qū)間。根據(jù)上述原理,本發(fā)明提供了一種高溫度穩(wěn)定性永磁材料,其微觀結(jié)構(gòu)包括強(qiáng)磁性相和具有自旋相變的磁性相,且強(qiáng)磁性相和具有自旋相變的磁性相相互隔離,且所述強(qiáng)磁性相飽和磁化強(qiáng)度溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.02%/℃。較佳地,微觀結(jié)構(gòu)的尺寸至少在一個(gè)維度上為5nm~800nm。在更有選的實(shí)施例中,所述飽和磁化強(qiáng)度溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.01%/℃。需要說明的是,本發(fā)明中的強(qiáng)磁性相是指具有單軸各向異性的磁性相。本發(fā)明的永磁材料中,具有自旋相變的磁性相可以為rco5系合金、rco5的衍生合金、r2co17系化合物或r2co17的衍生化合物;其中,r選自pr、nd、dy、tb和ho中的一種或多種。其中,衍生化合物是指構(gòu)成合金的一種或多種元素部分被其他元素取代,在一些實(shí)施例中,r可以被sm或sm與hre的組合所部分取代,co可以被m部分取代。hre選自gd、tb、dy、ho、er、tm、yb和lu中的一種或多種,m選自fe、cu、zr、ni、ti、nb、mo、hf和w中的一種或多種,例如,sm1-xdyxco5(0<x<1)即為rco5的衍生化合物。本發(fā)明的永磁材料中,強(qiáng)磁性相一般為smco系化合物,且sm部分被hre或hre與其他元素(例如與hre元素不同的r元素)的組合取代,優(yōu)選為使sm2co17、smco5或smco7中的sm部分被hre和r取代得到的化合物。在一些實(shí)施例中,co還可以被m部分取代。優(yōu)選的,強(qiáng)磁性相中的r與hre含有不同元素,即強(qiáng)磁性相中sm被選自所述hre和r的至少兩種元素部分取代,形成三元以上組成成分。強(qiáng)磁性相中的r、m和hre與自旋相變的磁性相中r、m和hre可以相同或不同,優(yōu)選是分別相同的。一般情況下,具有自旋相變的磁性相不同時(shí),自旋相變溫度也不同。例如,dyco5合金在370k易磁化方向由易面轉(zhuǎn)向易軸,370k即為dyco5合金的自旋相變溫度;tbco5合金在410k易磁化方向由易面轉(zhuǎn)向易軸,410k即為tbco5合金的自旋相變溫度。因此,可通過具有自旋相變的磁性相的選擇,來得到所需的自旋相變溫度,進(jìn)而得到所需的低矯頑力溫度系數(shù)區(qū)間。申請(qǐng)人通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),重稀土元素hre含量越高,低剩磁溫度系數(shù)溫度區(qū)間向高溫移動(dòng),因此,可通過控制重稀土的含量來得到所需的低剩磁溫度系數(shù)溫度區(qū)間。較佳地,本發(fā)明的高溫度穩(wěn)定性永磁材料在10k~600k的溫度范圍內(nèi)具有低矯頑力溫度系數(shù)(優(yōu)選為絕對(duì)值小于0.3%/℃,更優(yōu)選為絕對(duì)值小于0.03%/℃)和低剩磁溫度系數(shù)(優(yōu)選為絕對(duì)值小于0.03/℃,更優(yōu)選為絕對(duì)值小于0.02/℃)。由于永磁材料主要用于電子電器行業(yè)、汽車行業(yè)、微波通訊及慣性儀器儀表等領(lǐng)域,低矯頑力溫度系數(shù)和低剩磁溫度系數(shù)可以通過成分和工藝調(diào)控滿足不同領(lǐng)域使用條件的要求。當(dāng)100k~600k溫度范圍內(nèi)具有低矯頑力溫度系數(shù)和低剩磁溫度系數(shù)時(shí),該永磁材料具有較佳的磁性能和較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明的高溫度穩(wěn)定性永磁材料中,強(qiáng)磁性相和具有自旋相變的磁性相的隔離方式包括包裹隔離和層間隔隔離。例如,可以為具有自旋相變的磁性相包裹強(qiáng)磁性相,也可為強(qiáng)磁性相包裹具有自旋相變的磁性相,還可為強(qiáng)磁性相與具有自旋相變的磁性相層層交錯(cuò)。其中,隔離方式與永磁材料的具體制備方法相關(guān),為了形成兩相隔離的結(jié)構(gòu),本發(fā)明的高溫度穩(wěn)定性永磁材料的制備方法優(yōu)選為粉末冶金法、濺射法、電鍍法和擴(kuò)散法。通過濺射法和擴(kuò)散法得到的永磁材料一般為層間隔隔離方式,而通過粉末冶金法和電鍍法得到的永磁材料一般為包裹隔離方式。較佳地,本發(fā)明的高溫度穩(wěn)定性永磁材料為釤鈷基永磁體。該釤鈷基永磁體主要由sm元素、co元素、hre元素、r元素和m元素組成,其中,hre選自gd、tb、dy、ho、er、tm、yb和lu中的一種或多種,r選自pr、nd、dy、tb和ho中的一種或多種,m選自fe、cu、zr、ni、ti、nb、mo、hf和w中的一種或多種,且smhrer至少具有三種元素;且該釤鈷基永磁體中,強(qiáng)磁性相為(smhrer)2(com)17系化合物,具有自旋相變的磁性相為(smhrer)(com)5系化合物,其中,(smhrer)(com)5系化合物(又稱胞壁相)包裹所述(smhrer)2(com)17系化合物(又稱胞內(nèi)相)??梢岳斫猓鲜?smhrer)2(com)17系化合物和(smhrer)(com)5系化合物代表的均是含有sm元素、co元素、hre元素、r元素和m元素的一系列化合物,并非限定sm、hre與r的比例為1∶1∶1,或者co與m的比例為1∶1。hre和r均可以包括dy、tb和ho中的至少一種,且dy、tb和ho在r與hre中的含量是重復(fù)計(jì)算的,當(dāng)所述hre包括tb、dy及ho中的至少一種時(shí),所述tb、dy和/或ho同時(shí)作為r計(jì)算所述r的質(zhì)量百分含量。例如,當(dāng)hre含有dy、tb和ho中的至少一種時(shí),r的質(zhì)量百分含量為所述tb、dy和/或ho的質(zhì)量百分含量+其他元素的質(zhì)量百分含量。需要說明的是,本發(fā)明的釤鈷基永磁體不能等同于通常所說的釤鈷基永磁體,本發(fā)明中的釤鈷基永磁體中,(smhrer)(com)5系化合物為具有自旋相變的磁性相。為了保證具有低矯頑力溫度系數(shù)和低的剩磁溫度系數(shù),較佳地,上述釤鈷基永磁體中,r的質(zhì)量百分含量為8%~20%,hre的質(zhì)量百分含量為8%~18%。本發(fā)明的釤鈷基永磁體中,具有自旋相變的(smhrer)(com)5系化合物的自旋相變溫度和低矯頑力溫度系數(shù)的溫度區(qū)間可通過調(diào)節(jié)r元素的種類及含量來進(jìn)行調(diào)控,當(dāng)r元素的種類和/或其含量發(fā)生變化時(shí),相應(yīng)的(smhrer)(com)5系化合物的自旋相變溫度也會(huì)發(fā)生變化,而其對(duì)應(yīng)的低矯頑力溫度系數(shù)的溫度區(qū)間也會(huì)隨之發(fā)生變化。作為一種可實(shí)施方式,當(dāng)r的質(zhì)量百分含量為8%~20%時(shí),隨著r含量的增加,(smhrer)(com)5系化合物的自旋相變溫度升高,矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.03%/℃的溫度區(qū)間向高溫移動(dòng)。而低剩磁溫度系數(shù)的溫度區(qū)間可以通過控制重稀土hre元素的種類及含量實(shí)現(xiàn)。作為一種可行實(shí)施方式,當(dāng)hre的質(zhì)量百分含量為8%~18%,隨hre含量增加,飽和磁化強(qiáng)度溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.02%/℃的溫度區(qū)間向高溫移動(dòng),從而使低剩磁溫度系數(shù)溫度區(qū)間向高溫移動(dòng)。由于具有自旋相變的磁性相隨著溫度的變化,其易磁化軸會(huì)發(fā)生改變,作為一種可實(shí)施方式,隨著溫度升高,具有自旋相變的磁性相的易磁化方向由易基面轉(zhuǎn)向易軸。符合該磁性相變規(guī)律的永磁體有多種,如上述的釤鈷基永磁體。本發(fā)明通過包含強(qiáng)磁性相和具有自旋相變的磁性相的永磁材料來獲得低矯頑力溫度系數(shù),使低矯頑力溫度系數(shù)的獲得更具有目的性、規(guī)律性和通用性,解決了現(xiàn)有技術(shù)中低矯頑力溫度系數(shù)難以獲得的技術(shù)難題,同時(shí),本發(fā)明利用重稀土元素與過渡金屬的反鐵磁性耦合特性來調(diào)節(jié)磁體的剩磁溫度系數(shù),解決了現(xiàn)有技術(shù)中低矯頑力溫度系數(shù)和低剩磁溫度系數(shù)難以同時(shí)獲得的技術(shù)難題。另外,本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)成分來調(diào)整永磁材料低矯頑力溫度系數(shù)溫度區(qū)間和低剩磁溫度系數(shù)的溫度區(qū)間,從而滿足永磁材料在不同需求領(lǐng)域的應(yīng)用。該永磁材料在一定的溫度區(qū)間(低矯頑力溫度系數(shù)的溫度區(qū)間)內(nèi)具有較高的溫度穩(wěn)定性,即磁性能不會(huì)隨著溫度的升高而降低,因此,具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。同時(shí),具有自旋相變的磁性相的自旋相變溫度在一定程度上決定了低矯頑力溫度系數(shù)的溫度區(qū)間,因此,具有低矯頑力溫度系數(shù)的溫度區(qū)間可通過調(diào)節(jié)自旋相變溫度來進(jìn)行調(diào)整;從而滿足永磁材料在不同方面的應(yīng)用。本發(fā)明的高溫度穩(wěn)定性永磁材料,在一定溫度區(qū)間內(nèi)保持磁性能基本不變,因此,在變溫環(huán)境下具有較高的應(yīng)用價(jià)值。為了更好地理解本發(fā)明,下面通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。實(shí)施例1制備組成元素為sm、co、fe、cu、zr、gd、dy的釤鈷基永磁體,其中,各元素的質(zhì)量百分含量為:sm12.90%,co50.61%,fe13.80%,cu6.28%,zr2.82%,gd10.79%,dy2.79%。其中hre為gd與dy的組合,質(zhì)量百分含量為13.58%,且dy同時(shí)為r,r的含量為2.79%。具體制備方法如下:s100:按照上述成分配比稱取含有sm、co、fe、cu、zr、gd、dy單質(zhì)元素的原料;s200:將稱好的原料置于感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行熔煉,得到合金鑄錠;然后將得到的合金鑄錠進(jìn)行粗破碎,再經(jīng)氣流磨或球磨后制得磁體粉末。s300:將步驟s200得到的磁體粉末于氮?dú)獗Wo(hù)下,在強(qiáng)度為2t的磁場中成型,再于200mpa下經(jīng)冷等靜壓保壓60s,得到磁體坯體。s400:將步驟s300中得到的磁體坯體裝入真空燒結(jié)爐,抽真空至4mpa以下,氬氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié),其中,具體燒結(jié)過程為:先加熱至1200℃~1215℃,在此溫度下燒結(jié)30min;降溫至1160℃~1190℃,在此溫度下固熔3h,然后風(fēng)冷或水冷至室溫;再加熱到830℃,在此溫度下等溫時(shí)效12h,然后以0.7℃/min的速度降溫至400℃,保溫3h后快速冷卻至室溫,得到釤鈷基永磁體。該實(shí)施例中,得到的釤鈷基永磁體的微觀結(jié)構(gòu)為:smhrer)(com)5系化合物和(smhrer)2(com)17系化合物形成的胞狀復(fù)合體,其中,(smhrer)(com)5系化合物為胞壁相,(smhrer)2(com)17系化合物為胞內(nèi)相,(smhrer)2(com)17系化合物的結(jié)晶狀為菱方結(jié)構(gòu),(smhrer)(com)5系化合物的結(jié)晶狀為六方結(jié)構(gòu),且cu元素富集在胞壁相(smhrer)(com)5系化合物中。對(duì)該實(shí)施例得到的釤鈷基永磁體進(jìn)行交流磁化率測(cè)試和磁性能測(cè)試。圖2為交流磁化率測(cè)試結(jié)果,可以看出該樣品中(smhrer)(com)5系化合物的自旋相變溫度約為18k;圖3為矯頑力隨溫度的變化曲線,可以看出,矯頑力隨溫度升高而降低。圖4和圖5分別為飽和磁化強(qiáng)度和剩磁隨溫度的變化曲線,可以看出,飽和磁化強(qiáng)度和剩磁隨溫度的變化規(guī)律相同,都是先升高而降低。圖6為室溫至100℃的退磁曲線圖,可以看出,在室溫至100℃溫度區(qū)間,磁體剩磁溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.01%/℃,矯頑力溫度系數(shù)為-0.2655%/℃。表1為不同溫度下實(shí)施例1得到的釤鈷基永磁體的飽和磁化強(qiáng)度、剩磁、矯頑力,以及對(duì)應(yīng)溫度區(qū)間的飽和磁化強(qiáng)度溫度系數(shù)、剩磁溫度系數(shù)和矯頑力溫度系數(shù)。表1實(shí)施例2制備組成元素為sm、co、fe、cu、zr、dy、gd的釤鈷基永磁體,其中,各元素的質(zhì)量百分含量為:sm12.89%,co50.57%,fe13.79,cu6.28%,zr2.82%,gd8.09%,dy5.57%。其中hre為gd與dy的組合,質(zhì)量百分含量為13.66%,且dy同時(shí)為r,r的含量為5.57%。具體制備方法同實(shí)施例1。本實(shí)施例得到的釤鈷基永磁體的微觀結(jié)構(gòu)為:(smhrer)(com)5系化合物和(smhrer)2(com)17系化合物形成的胞狀復(fù)合體;其中,(smhrer)(com)5系化合物為胞壁相,(smhrer)2(com)17系化合物為胞內(nèi)相,(smhrer)2(com)17系化合物的結(jié)晶狀為菱方結(jié)構(gòu),(smhrer)(com)5系化合物的結(jié)晶狀為六方結(jié)構(gòu)。對(duì)該實(shí)施例2得到的釤鈷基永磁體進(jìn)行交流磁化率測(cè)試和磁性能測(cè)試。圖2為交流磁化率測(cè)試結(jié)果,可以看出該樣品中(smhrer)(com)5系化合物的自旋相變溫度約為80k;圖3為矯頑力隨溫度的變化曲線,可以看出,矯頑力隨溫度升高而降低,其中在150~300k溫度范圍的矯頑力溫度系數(shù)較實(shí)施例1明顯降低。圖4和圖5分別為飽和磁化強(qiáng)度和剩磁隨溫度的變化曲線,可以看出,飽和磁化強(qiáng)度和剩磁隨溫度的變化規(guī)律相同,都是先升高而降低,在300~400k之間剩磁隨溫度變化很低。表2為不同溫度下實(shí)施例2得到的釤鈷基永磁體的飽和磁化強(qiáng)度、剩磁、矯頑力,以及對(duì)應(yīng)溫度區(qū)間的飽和磁化強(qiáng)度溫度系數(shù)、剩磁溫度系數(shù)和矯頑力溫度系數(shù)。表2實(shí)施例3制備組成元素為sm、co、fe、cu、zr、dy、gd的釤鈷基永磁體,其中,各元素的質(zhì)量百分含量為:sm12.88%,co50.52%,fe13.78,cu6.27%,zr2.81%,gd5.39%,dy8.35%。其中hre為gd與dy的組合,質(zhì)量百分含量為13.74%,且dy同時(shí)為r,r的含量為8.35%。具體制備方法同實(shí)施例1。本實(shí)施例得到的釤鈷基永磁體的微觀結(jié)構(gòu)為:(smhrer)(com)5系化合物和(smhrer)2(com)17系化合物形成的胞狀復(fù)合體;其中,(smhrer)(com)5系化合物為胞壁相,(smhrer)2(com)17系化合物為胞內(nèi)相,(smhrer)2(com)17系化合物的結(jié)晶狀為菱方結(jié)構(gòu),(smhrer)(com)5系化合物的結(jié)晶狀為六方結(jié)構(gòu)。對(duì)該實(shí)施例得到的釤鈷基永磁體進(jìn)行交流磁化率測(cè)試和磁性能測(cè)試。圖2為交流磁化率測(cè)試結(jié)果,可以看出該樣品中(smhrer)(com)5系化合物的自旋相變溫度約為122k;圖3為矯頑力隨溫度的變化曲線,可以看出,在(100k~200k)的溫度區(qū)間內(nèi),矯頑力隨著溫度的升高而增大,即表現(xiàn)出正矯頑力溫度系數(shù),而在100k(矯頑力的極小值點(diǎn))或者200k(矯頑力的極大值點(diǎn))附近,其矯頑力溫度系數(shù)的絕對(duì)值很小,矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.01%/℃。圖4和圖5分別為飽和磁化強(qiáng)度和剩磁隨溫度的變化曲線,可以看出,飽和磁化強(qiáng)度和剩磁隨溫度的變化規(guī)律相同,都是先升高而降低,在300~400k之間剩磁隨溫度變化很低。剩磁溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.01%/℃的溫度區(qū)間并不和矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.01的溫度區(qū)間重合。表3為不同溫度下實(shí)施例3得到的釤鈷基永磁體的飽和磁化強(qiáng)度、剩磁、矯頑力,以及對(duì)應(yīng)溫度區(qū)間的飽和磁化強(qiáng)度溫度系數(shù)、剩磁溫度系數(shù)和矯頑力溫度系數(shù)。表3實(shí)施例4制備組成元素為sm、co、fe、cu、zr、dy、gd的釤鈷基永磁體,其中,各元素的質(zhì)量百分含量為:sm12.87%,co50.48%,fe13.76,cu6.26%,zr2.81%,gd2.69%,dy11.13%。其中hre為gd與dy的組合,質(zhì)量百分含量為13.82%,且dy同時(shí)為r,r的含量為11.13%。具體制備方法同實(shí)施例1。對(duì)該實(shí)施例得到的釤鈷基永磁體采用透射電鏡進(jìn)行分析,結(jié)果如圖1所示,其中(a)為觀察面與取向軸垂直時(shí)的透射電鏡圖,(b)為觀察面與取向軸平行時(shí)的透射電鏡圖。由圖1可知,本實(shí)施例得到的釤鈷基永磁體的微觀結(jié)構(gòu)為:(smhrer)(com)5系化合物和(smhrer)2(com)17系化合物形成的胞狀復(fù)合體;其中,(smhrer)(com)5系化合物為胞壁相,(smhrer)2(com)17系化合物為胞內(nèi)相,(smhrer)2(com)17系化合物的結(jié)晶狀為菱方結(jié)構(gòu),(smhrer)(com)5系化合物的結(jié)晶狀為六方結(jié)構(gòu)。對(duì)該實(shí)施例得到的釤鈷基永磁體進(jìn)行交流磁化率測(cè)試和磁性能測(cè)試。圖2為交流磁化率測(cè)試結(jié)果,可以看出該樣品中(smhrer)(com)5系化合物的自旋相變溫度約為163k;圖3為矯頑力隨溫度的變化曲線,可以看出,在(100k~350k)的溫度區(qū)間內(nèi),矯頑力隨著溫度的升高而增大,即表現(xiàn)出正矯頑力溫度系數(shù),而在100k(矯頑力的極小值點(diǎn))或者350k(矯頑力的極大值點(diǎn))附近,其矯頑力溫度系數(shù)的絕對(duì)值很小,矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.01%/℃。圖4和圖5為飽和磁化強(qiáng)度和剩磁隨溫度的變化曲線,可以看出,飽和磁化強(qiáng)度和剩磁隨溫度的變化規(guī)律相同,都是先升高而降低,在300~400k之間剩磁隨溫度變化很低。在300~400k的溫度區(qū)間,剩磁溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.01%/℃,并且矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值也小于0.01%/℃。圖6為室溫至100℃的退磁曲線圖,可以看出,在室溫至100℃溫度區(qū)間,磁體剩磁溫度系數(shù)的絕對(duì)值小于0.01%/℃,矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值也小于0.01%/℃。表4為不同溫度下實(shí)施例4得到的釤鈷基永磁體的飽和磁化強(qiáng)度、剩磁、矯頑力,以及對(duì)應(yīng)溫度區(qū)間的飽和磁化強(qiáng)度溫度系數(shù)、剩磁溫度系數(shù)和矯頑力溫度系數(shù)。表4表5:實(shí)施例1~4中的樣品的組分含量(tm=co0.695fe0.2cu0.08zr0.025)表6編號(hào)剩磁溫度系數(shù)(%/℃)矯頑力溫度系數(shù)(%/℃)實(shí)施例1-0.0014-0.2655實(shí)施例30.00000.0018通過表6可以看到,實(shí)施例3、實(shí)施例1在室溫至100℃溫度區(qū)間,剩磁溫度系數(shù)絕對(duì)值都小于0.01%/℃,但與實(shí)施例1相比較,實(shí)施例3的矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。實(shí)施例5制備(sm0.5gd0.5)co5永磁材料作為強(qiáng)磁性相,以dyco5選為具有自旋相變的磁性相。通過磁控濺射制備一層(sm0.5gd0.5)co5永磁材料膜一層dyco5膜,以此類推,制備出(sm0.5gd0.5)co5膜與dyco5膜相互隔離的多層膜,其中,每層膜的厚度在5-800nm之間。這種永磁材料在(350k-400k)的溫度區(qū)間內(nèi)剩磁溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.01%/k,矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.03%/k。對(duì)比實(shí)施例制備組成元素為sm、co、fe、cu、zr、nd的釤鈷基永磁體,其中,各元素的質(zhì)量百分含量為:sm13.06%,co51.23%,fe13.97%,cu6.36%,zr2.85%,nd12.53%。具體制備方法如下:s100:按照上述成分配比稱取含有sm、co、fe、cu、zr、nd單質(zhì)元素的原料;s200:將稱好的原料置于感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行熔煉,得到合金鑄錠;然后將得到的合金鑄錠進(jìn)行粗破碎,再經(jīng)氣流磨或球磨后制得磁體粉末。s300:將步驟s200得到的磁體粉末于氮?dú)獗Wo(hù)下,在強(qiáng)度為2t的磁場中成型,再于200mpa下經(jīng)冷等靜壓保壓60s,得到磁體坯體。s400:將步驟s300中得到的磁體坯體裝入真空燒結(jié)爐,抽真空至4mpa以下,氬氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié),其中,具體燒結(jié)過程為:先加熱至1200℃~1215℃,在此溫度下燒結(jié)30min;降溫至1160℃~1190℃,在此溫度下固熔3h,然后風(fēng)冷或水冷至室溫;再加熱到830℃,在此溫度下等溫時(shí)效12h,然后以0.7℃/min的速度降溫至400℃,保溫3h后快速冷卻至室溫,得到釤鈷基永磁體。該對(duì)比實(shí)施例中,得到的釤鈷基永磁體的微觀結(jié)構(gòu)為:(smr)(com)5系化合物和(smr)2(com)17系化合物形成的胞狀復(fù)合體,其中,(smr)(com)5系化合物為胞壁相,(smr)2(com)17系化合物為胞內(nèi)相,(smr)2(com)17系化合物的結(jié)晶狀為菱方結(jié)構(gòu),(smr)(com)5系化合物的結(jié)晶狀為六方結(jié)構(gòu),且cu元素富集在胞壁相(smr)(com)5系化合物中。對(duì)該對(duì)比實(shí)施例得到的釤鈷基永磁體進(jìn)行交流磁化率測(cè)試和磁性能測(cè)試。圖8為對(duì)比實(shí)施例制得的釤鈷基永磁體的交流磁化率測(cè)試圖、矯頑力隨溫度的變化圖、飽和磁化強(qiáng)度和剩磁隨溫度的變化圖;可以看出該樣品中(smr)(com)5系化合物的自旋相變溫度約為39k;飽和磁化強(qiáng)度和剩磁隨溫度的變化規(guī)律相同,都是隨溫度升高而降低,飽和磁化強(qiáng)度溫度系數(shù)和剩磁溫度系數(shù)均約為-0.03~-0.05%/℃;矯頑力隨溫度的變化曲線可以看出,在50k~200k的溫度范圍內(nèi),矯頑力隨著溫度的升高而增大,即表現(xiàn)出正矯頑力溫度系數(shù),而在50k(矯頑力的極小值點(diǎn))或者200k(矯頑力的極大值點(diǎn))附近,其矯頑力溫度系數(shù)的絕對(duì)值很小,矯頑力溫度系數(shù)絕對(duì)值小于0.01%/℃。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此,本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁12
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