CN100555481C - 一种具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料及制备方法 - Google Patents
一种具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料，该纳米晶永磁材料的表达式为SmCoXMY，X的原子个数为5.5～8.5，Y的原子个数为0.1～1.5；第三元素M是Ni、Mo、Ti、C、B、W、Ta、Ga或者Pt。该纳米晶永磁材料通过高温电弧或高频感应熔炼、粗破碎、高能球磨和非晶热处理晶化制得具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料。本发明SmCoXMY纳米晶永磁材料的室温内禀矫顽力为950～1900kA/m，饱和磁化强度为0.58～1.0T，居里温度为780～900℃。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有钐Sm、钴Co、第三元素M的具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料。
背景技术
永磁材料作为一种重要的功能材料，已经广泛应用到计算机技术、微波通信技术、汽车工业、航空工业、自动化技术、仪表技术等各个重要领域。永磁材料的发展经历了碳钢、AlNiCo系合金、硬磁铁氧体、稀土永磁合金等几个发展阶段。其中稀土永磁合金的发展又经历了第一代SmCo系1:5型合金、第二代SmCo系2:17型合金、第三代NdFeB系合金，到目前的SmFeN、SmFeC系及双相纳米永磁合金。
是否具有大的磁化强度和磁晶各向异性是决定一种合金化合物能否发展成为具有高矫顽力、高剩余磁化强度和大的磁能积永磁材料的基础条件。目前已大量生产和使用的SmCo系1:5型和2:17型永磁合金分别是在对具有CaCu5结构的SmCo5化合物和具有Th2Zn17结构的Sm2Co17化合物的研究基础上开发出来的。在SmCo二元合金中，SmCo5和Sm2Co17成分之间还存在一个具有TbCu7结构的SmCo7金属间化合物。
虽然TbCu7结构的SmCo1:7型合金有有望发展成为一种新型永磁材料，但是二元的SmCo7是一种高温亚稳相，在较高温度就分解为SmCo5和Sm2Co17。其TbCu7结构的室温稳定性是该型合金研究必须解决的首要问题。
在专利申请号200710034603.3中公开了一种颗粒尺寸小于20nm的SmCo7永磁合金的制备方法，该SmCo7永磁合金的表达式为RE(CobalFeXCuYTW)Z，其中RE是稀土元素Sm、Gd、Pr、Nd、Dy、Ho、Er中的物质或其混合物，T为金属Zr、Hf、Ti、Mn、Mo中的物质或其混合物。Fe的原子含量为0.01～0.35，Cu的原子含量为0.01～0.20，金属元素T的原子含量为0.005～0.1。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料，该纳米晶永磁材料的表达式为SmCoXMY，其中M为第三元素，即用于稳定TbCu7结构的SmCo1:7相，第三元素M可以是Ni、Mo、Ti、Si、C、B、W、Ta、Ga、Pt中的一种。本发明的SmCoXMY纳米晶永磁材料不含有Fe、Cu元素、只需添加一种第三元素就能得到稳定的TbCu7结构，并且饱和磁化强度、室温内禀矫顽力、居里温度也有所提高。
本发明的一种不含有Fe、Cu元素的、且具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料，该纳米晶永磁材料的表达式为SmCoXMY，X的原子个数为5.5～8.5，Y的原子个数为0.1～1.5；其中第三元素M可以是Ni、Mo、Ti、C、B、W、Ta、Ga、Pt中的一种。
本发明制备不含有Fe、Cu元素的、且具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料的方法，包括有下列步骤：
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度为99.95％以上的稀土元素Sm、纯度为99.9％以上的Co、纯度为99.9％以上的第三元素M配制成目标成分的母合金；
在本发明中，目标成分是指根据化学式SmCoXMY中要求的原子个数进行配比称取各元素单质。
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到2～4×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.1～0.8×105Pa，经电弧熔炼20～90s，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼3～5次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨20～180min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为1∶1～20∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到2～4×10-3Pa，通入高纯氩气至0.05～0.1×105Pa，在500～1000℃，进行10～300min保温热处理后，接着以0.1～5℃/min的降温速度缓慢冷却到200～400℃，然后气淬冷却至室温，制得具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料。
附图说明
图1是本发明SmCo6.6Ni0.4材料的X射线衍射图。
图2是SmCoXNiY材料的室温磁滞回线。
图3是SmCoXNiY材料在升降温速率为10℃/min条件下的M-T曲线。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明的一种不含有Fe、Cu元素的、且具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料，该纳米晶永磁材料的表达式为SmCoXMY，X的原子个数为5.5～8.5，Y的原子个数为0.1～1.5；其中第三元素M可以是Ni、Mo、Ti、C、B、W、Ta、Ga、Pt中的一种。
一种制备不含有Fe、Cu元素的、且具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料的方法，包括有下列步骤：
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度为99.95％以上的稀土元素Sm、纯度为99.9％以上的Co、纯度为99.9％以上的第三元素M配制成目标成分的母合金；
在本发明中，目标成分是指根据化学式SmCoXMY中要求的原子个数进行配比称取各元素单质。
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到2～4×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.1～0.8×105Pa，经电弧熔炼20～90s，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼3～5次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨20～180min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为1∶1～20∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到2～4×10-3Pa，通入高纯氩气至0.05～0.1×105Pa，在500～1000℃，进行10～300min保温热处理后，接着以0.1～5℃/min的降温速度缓慢冷却到200～400℃，然后气淬冷却至室温，制得具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料。
采用上述本发明制备方法制得的SmCoXMY纳米晶永磁材料，其室温内禀矫顽力为950～1900kA/m，饱和磁化强度为0.58～1.0T，居里温度为780～900℃。
实施例1：SmCo6.8Ni0.2纳米晶永磁材料
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度99.95％的稀土元素Sm、纯度99.9％的Co、纯度99.9％的Ni单质，按SmCo6.8Ni0.2化学式配制母合金；
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到4×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.1×105Pa，经电弧熔炼30s，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼5次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨100min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为20∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到4×10-3Pa，通入高纯氩气至0.1×105Pa，在750℃，进行120min保温热处理后，接着以2℃/min的降温速度缓慢冷却到400℃，然后气淬冷却至室温，制得SmCo6.8Ni0.2纳米晶永磁材料。
制得的SmCo6.8Ni0.2纳米晶永磁粉材经X射线衍射及热磁分析都显示为TbCu7型SmCo 1:7单相结构，平均晶粒尺寸约为60nm。对该磁粉磁性能测试过程中发现，大量存在的纳米晶晶界对磁畴壁的移动产生强烈的钉扎作用，因此导致大的矫顽力；并且纳米晶粒之间存在强的交换作用，表现为明显的剩磁增强效应。合金居里温度为895℃，Ni的加入在稳定相结构的基础上，一定程度的提高了该型化合物的居里温度。该SmCo6.8Ni0.2纳米晶永磁粉材的室温内禀矫顽力达1058.4kA/m，饱和磁化强度为0.939T。
采用上述相同的制备方法制不同组分的SmCoXNiY纳米晶永磁材料，其性能参数如表1所示。
表1.SmCoXNiY结构及磁性能
| 化学式 | iH<sub>c</sub>(kA/m) | M<sub>r</sub>(T) | M<sub>S</sub>(T) | M<sub>r</sub>/M<sub>S</sub> | T<sub>c</sub>(℃) | 相组成 |
| SmCo<sub>6.7</sub>Ni<sub>0.3</sub> | 1090.2 | 0.580 | 0.908 | 0.64 | 884 | 1:7 |
| SmCo<sub>6.6</sub>Ni<sub>0.4</sub> | 1161.8 | 0.575 | 0.887 | 0.65 | 880 | 1:7 |
| SmCo<sub>6.5</sub>Ni<sub>0.5</sub> | 1130.0 | 0.552 | 0.844 | 0.65 | 870 | 1:7 |
| SmCo<sub>6.4</sub>Ni<sub>0.6</sub> | 1193.7 | 0.567 | 0.823 | 0.69 | 859 | 1:7 |
| SmCo<sub>6.0</sub>Ni<sub>1.0</sub> | 978.8 | 0.564 | 0.802 | 0.70 | 830 | 1:7 |
实施例2：SmCo8.5Mo0.4纳米晶永磁材料
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度99.95％的稀土元素Sm、纯度99.9％的Co、纯度99.9％的Mo单质，按SmCo8.5Mo0.4化学式配制母合金；
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到2×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.1×105Pa，经电弧熔炼20s，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼5次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨100min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为15∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到4×10-3Pa，通入高纯氩气至0.1×105Pa，在800℃，进行120min保温热处理后，接着以2℃/min的降温速度缓慢冷却到400℃，然后气淬冷却至室温，制得SmCo8.5Mo0.4纳米晶永磁材料。
测得SmCo8.5Mo0.4纳米晶永磁材料的室温内禀矫顽力达919.7kA/m，饱和磁化强度为0.901T，居里温度达825℃，晶粒尺寸约为70nm。
采用上述相同的制备方法制不同组分的SmCoXMoY纳米晶永磁材料，其性能参数如表2所示。
表2.SmCoXMoY结构及磁性能
实施例3：SmCo8.1Ti0.4纳米晶永磁材料
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度99 95％的稀土元素Sm、纯度99.9％的Co、纯度99.9％的Ti单质，按SmCo8.1Ti0.4化学式配制母合金；
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到4×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.8×105Pa，经电弧熔炼20s，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼3次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨60min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为20∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到2×10-3Pa，通入高纯氩气至0.5×105Pa，在600℃，进行80min保温热处理后，接着以1℃/min的降温速度缓慢冷却到400℃，然后气淬冷却至室温，制得SmCo8.1Ti0.4纳米晶永磁材料。
测得SmCo8.1Ti0.4纳米晶永磁材料的室温内禀矫顽力达1000.7kA/m，饱和磁化强度为0.897T，居里温度达798℃，晶粒尺寸约为50nm。
采用上述相同的制备方法制不同组分的SmCoXNiY纳米晶永磁材料，其性能参数如表3所示。
表3.SmCoXTiY结构及磁性能
| 化学式 | iH<sub>c</sub>(kA/m) | M<sub>r</sub>(T) | M<sub>S</sub>(T) | M<sub>r</sub>/M<sub>S</sub> | T<sub>c</sub>(℃) | 相组成 |
| SmCo<sub>5.6</sub>Ti<sub>0.4</sub> | 1773.2 | 0.391 | 0.581 | 0.67 | 789 | 1:7+少量1:5 |
| SmCo<sub>6.1</sub>Ti<sub>0.4</sub> | 1636.2 | 0.508 | 0.739 | 0.69 | 790 | 1:7+少量1:5 |
| SmCo<sub>6.6</sub>Ti<sub>0.4</sub> | 1868.2 | 0.492 | 0.718 | 0.69 | 805 | 1:7 |
| SmCo<sub>7.1</sub>Ti<sub>0.4</sub> | 1677.8 | 0.517 | 0.792 | 0.65 | 800 | 1:7 |
| SmCo<sub>7.6</sub>Ti<sub>0.4</sub> | 1193.3 | 0.575 | 0.908 | 0.62 | 811 | 1:7 |
实施例4：SmCo6.0B0.45纳米晶永磁材料
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度99.95％的稀土元素Sm、纯度99.9％的Co、纯度99.9％的B单质，按SmCo6.0B0.45化学式配制合金，合金总质量约为50g，用电子天平准确称量各组分。
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到4×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.1×105Pa，经电弧熔炼20，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼3次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨100min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为15∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到4×10-3Pa，通入高纯氩气至0.1×105Pa，在700℃，进行120min保温热处理后，接着以2℃/min的降温速度缓慢冷却到400℃，然后气淬冷却至室温，制得SmCo6.0B0.45纳米晶永磁材料。
测得SmCo6.0B0.45纳米晶永磁材料的室温内禀矫顽力达965.1kA/m，饱和磁化强度为0.752T，居里温度达790℃，晶粒尺寸约为70nm。
采用上述相同的制备方法制不同组分的SmCoXBY纳米晶永磁材料，其性能参数如表4所示。
表4.SmCo6.5B0.35结构及磁性能
| 化学式 | iH<sub>c</sub>(kA/m) | M<sub>r</sub>(T) | M<sub>S</sub>(T) | M<sub>r</sub>/M<sub>S</sub> | T<sub>c</sub>(℃) | 相组成 |
| SmCo<sub>6.5</sub>B<sub>0.35</sub> | 1168.3 | 0.501 | 0.798 | 0.63 | 799 | 1:7 |
实施例5：SmCo6.0W1.5纳米晶永磁材料
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度99.95％的稀土元素Sm、纯度99.9％的Co、纯度99.9％的W单质，按SmCo6.0W1.5化学式配制母合金；
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到4×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.1×105Pa，经电弧熔炼20，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼3次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨60min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为10∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到4×10-3Pa，通入高纯氩气至0.1×105Pa，在1000℃，进行30min保温热处理后，接着以2℃/min的降温速度缓慢冷却到400℃，然后气淬冷却至室温，制得SmCo6.0W1.5纳米晶永磁材料。测得SmCo6.0W1.5纳米晶永磁材料的室温内禀矫顽力达1015.7kA/m，饱和磁化强度为0.725T，居里温度达795℃，晶粒尺寸约为80nm。
采用上述相同的制备方法制不同组分的SmCo6.6W0.4纳米晶永磁材料，其性能参数如表5所示。
表5.SmCo6.6W0.4结构及磁性能
| 化学式 | iH<sub>c</sub>(kA/m) | M<sub>r</sub>(T) | M<sub>S</sub>(T) | M<sub>r</sub>/M<sub>S</sub> | T<sub>c</sub>(℃) | 相组成 |
| SmCo<sub>6.6</sub>W<sub>0.4</sub> | 1201.6 | 0.519 | 0.786 | 0.66 | 808 | 1:7 |
实施例6：SmCo7.1Ta0.4纳米晶永磁材料
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度99.95％的稀土元素Sm、纯度99.9％的Co、纯度99.9％的Ta单质，按SmCo7.1Ta0.4化学式配制母合金；
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到4×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.1×105Pa，经电弧熔炼20，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼3次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨100min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为15∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到4×10-3Pa，通入高纯氩气至0.1×105Pa，在800℃，进行120min保温热处理后，接着以2℃/min的降温速度缓慢冷却到400℃，然后气淬冷却至室温，制得SmCo7.1Ta0.4纳米晶永磁材料。测得SmCo7.1Ta0.4纳米晶永磁材料的室温内禀矫顽力达1055.2kA/m，饱和磁化强度为0.854T，居里温度达810℃，晶粒尺寸约为60nm。
采用上述相同的制备方法制不同组分的SmCoXTaY纳米晶永磁材料，其性能参数如表6所示。
表6.SmCoXTaY结构及磁性能
| 化学式 | iH<sub>c</sub>(kA/m) | M<sub>r</sub>(T) | M<sub>S</sub>(T) | M<sub>r</sub>/M<sub>S</sub> | T<sub>c</sub>(℃) | 相组成 |
| SmCo<sub>6.6</sub>Ta<sub>0.4</sub> | 1180.5 | 0.498 | 0.791 | 0.63 | 793 | 1:7 |
| SmCo<sub>5.6</sub>Ta<sub>0.4</sub> | 995.0 | 0.483 | 0.776 | 0.62 | 790 | 1:7 |
实施例7：SmCo7.1Ga0.45纳米晶永磁材料
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度99.95％的稀土元素Sm、纯度99.9％的Co、纯度99.9％的Ga单质，按SmCo7.1Ga0.45化学式配制母合金；
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到4×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.1×105Pa，经电弧熔炼20，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼3次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨100min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为5∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到4×10-3Pa，通入高纯氩气至0.1×105Pa，在850℃，进行120min保温热处理后，接着以2℃/min的降温速度缓慢冷却到400℃，然后气淬冷却至室温，制得SmCo7.1Ga0.45纳米晶永磁材料。测得SmCo7.1Ga0.45纳米晶永磁材料的室温内禀矫顽力达1301.3kA/m，饱和磁化强度为0.801T，居里温度达811℃，晶粒尺寸约为65nm。
对所制得的合金进行结构及性能测试，其结果如表7所示。
表7.SmCo7.1Ga0.45结构及磁性能
| 化学式 | iH<sub>c</sub>(kA/m) | M<sub>r</sub>(T) | M<sub>S</sub>(T) | M<sub>r</sub>/M<sub>S</sub> | T<sub>c</sub>(℃) | 相组成 |
| SmCo<sub>7.1</sub>Ga<sub>0.45</sub> | 1301.3 | 0.511 | 0.801 | 0.64 | 811 | 1:7+少量2:17 |
实施例8：SmCo5.8Pt0.2纳米晶永磁材料
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度99.95％的稀土元素Sm、纯度99.9％的Co、纯度99.9％的Pt单质，按SmCo5.8Pt0.2化学式配制母合金；
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到4×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.1×105Pa，经电弧熔炼20，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼3次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨100min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为8∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到4×10-3Pa，通入高纯氩气至0.1×105Pa，在800℃，进行120min保温热处理后，接着以2℃/min的降温速度缓慢冷却到400℃，然后气淬冷却至室温，制得SmCo5.8Pt0.2纳米晶永磁材料。测得SmCo5.8Pt0.2纳米晶永磁材料的室温内禀矫顽力达894.7kA/m，饱和磁化强度为0.741T，居里温度达785℃，晶粒尺寸约为60nm。
采用上述相同的制备方法制不同组分的SmCoXPtY纳米晶永磁材料，其性能参数如表8所示。
表8.SmCoXPtY结构及磁性能
| 化学式 | iH<sub>c</sub>(kA/m) | M<sub>r</sub>(T) | M<sub>S</sub>(T) | M<sub>r</sub>/M<sub>S</sub> | T<sub>c</sub>(℃) | 相组成 |
| SmCo<sub>6.6</sub>Pt<sub>0.4</sub> | 1286.5 | 0.509 | 0.790 | 0.64 | 792 | 1:7 |
| SmCo<sub>6.8</sub>Pt<sub>0.2</sub> | 1156.0 | 0.523 | 0.813 | 0.64 | 801 | 1:7 |
实施例9：SmCo8.0C0.4纳米晶永磁材料
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度99.95％的稀土元素Sm、纯度99.9％的Co、纯度99.9％的C单质，按SmCo8.0C0.4化学式配制母合金；
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到4×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.1×105Pa，经电弧熔炼30s，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼5次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨100min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为20∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到4×10-3Pa，通入高纯氩气至0.1×105Pa，在750℃，进行120min保温热处理后，接着以2℃/min的降温速度缓慢冷却到400℃，然后气淬冷却至室温，制得SmCo8.0C0.4纳米晶永磁材料。
测得SmCo8.0C0.4纳米晶永磁材料的室温内禀矫顽力达1215.3kA/m，饱和磁化强度为0.814T，居里温度达813℃，晶粒尺寸约为65nm。
Claims (4)
1、一种具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料，其特征在于：该纳米晶永磁材料的表达式为SmCoXMY，X的原子个数为5.5～8.5，Y的原子个数为0.1～1.5；第三元素M是Ni、Mo、C、B、W、Ta或者Pt。
2、根据权利要求1所述的具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料，其特征在于：SmCoXMY纳米晶永磁材料的室温内禀矫顽力为950～1900kA/m，饱和磁化强度为0.58～1.0T，居里温度为780～900℃。
3、根据权利要求1所述的具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料，其特征在于：
SmCoXNiY纳米晶永磁材料有SmCo6.8Ni0.2纳米晶永磁材料、SmCo6.6Ni0.4纳米晶永磁材料、SmCo6.4Ni0.6纳米晶永磁材料、SmCo6.0Ni1.0纳米晶永磁材料；
SmCoXMoY纳米晶永磁材料有SmCo8.5Mo0.4纳米晶永磁材料、SmCo6.8Mo0.2纳米晶永磁材料；
SmCoXCY纳米晶永磁材料有SmCo8.0C0.4纳米晶永磁材料；
SmCoXBY纳米晶永磁材料有SmCo6.0B0.45纳米晶永磁材料、SmCo6.5B0.35纳米晶永磁材料；
SmCoXWY纳米晶永磁材料有SmCo6.0W1.5纳米晶永磁材料、SmCo6.6W0.4纳米晶永磁材料；
SmCoXTaY纳米晶永磁材料有SmCo5.6Ta0.4纳米晶永磁材料、SmCo6.6Ta0.4纳米晶永磁材料、SmCo7.1Ta0.4纳米晶永磁材料；
SmCoXPtY纳米晶永磁材料有SmCo5.8Pt0.2纳米晶永磁材料、SmCo6.6Pt0.4纳米晶永磁材料。
4、一种制备如权利要求1所述的具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料的方法，其特征在于有下列步骤：
第一步：配制目标成分母合金
采用纯度99.95％的稀土元素Sm、纯度99.9％的Co、纯度99.9％的第三元素M配制成目标成分的母合金；
第二步：熔炼铸锭
将第一步配制的目标成分母合金放于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，调节真空室的真空度达到2～4×10-3Pa，然后充高纯氩气至0.1～0.8×105Pa，经电弧熔炼20～90s，待合金元素完全熔化后，断弧形成合金锭；翻转合金锭，反复熔炼3～5次，保证合金锭内部成分均匀；
第三步：初破碎及高能球磨
在充有高纯氩气至0.1×105Pa的手套箱中，将第二步制得的合金锭子用铁研钵捣碎后过筛，得到颗粒尺寸≤1.0mm的粗粉，然后使用高能球磨机在高纯氩气保护下球磨20～180min，得到非晶结构粉体；
球磨过程中球料的重量比为1∶1～20∶1，且研磨体为直径10mm和直径5mm的两种钢球；
第四步：晶化热处理
将第三步制得的非晶结构粉体放入真空热处理炉的炉膛内，调节真空热处理炉内真空度到2～4×10-3Pa，通入高纯氩气至0.05～0.1×105Pa，在500～1000℃，进行10～300min保温热处理后，接着以0.1～5℃/min的降温速度缓慢冷却到200400℃，然后气淬冷却至室温，制得具有TbCu7结构的SmCo1:7型纳米晶永磁材料。
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