CN102240810A - 一种高矫顽力锰铋磁粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高矫顽力锰铋磁粉的制备方法，属于磁性材料制备技术领域。该包括以下步骤：将原材料锰和铋按照1∶1(摩尔数比)配比，采用磁悬浮熔炼技术制成合金；将合金在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理；将热处理后的合金在真空的条件下进行熔体快淬，获得锰铋合金薄带；将快淬得到的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理；最后将热处理后的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行高能球磨，获得锰铋磁粉。利用本发明提供的制备方法获得的锰铋磁粉在室温下具有较高的矫顽力，并且其矫顽力随着温度的升高而增大。
Description
技术领域
本发明属于磁性材料制备技术领域，具体涉及一种高矫顽力锰铋磁粉的制备方法。
背景技术
锰铋是一类具有良好磁性能的功能材料，在磁光存储、永磁电机等众多领域有着广泛的应用前景。
近年来，随着风力发电、电动汽车等新兴环保产业的快速发展，作为关键基础材料的永磁材料引起了人们的广泛关注。目前常用的永磁材料如钕铁硼磁体等温度特性较差，即磁体的磁性能随着温度的升高急剧下降，因此无法适用于对使用温度有较高要求的产品。而锰铋永磁材料则具有优异的温度特性，其磁性能的关键参数-矫顽力可以随着温度的升高而增大，因此有望在相关产业中发挥重要作用。令人遗憾的是，锰铋材料合成困难，采用目前一些常规的材料制备、加工技术很难解决获得具有高矫顽力的锰铋材料。
发明内容
针对上述研究现状，本发明综合采用磁悬浮熔炼、熔体快淬、热处理、高能球磨等多种技术，提出一种制备出具有高矫顽力的锰铋磁粉的方法，该制备方法包括以下步骤：
第一，将原材料锰和铋按照1∶1(摩尔数比)配比，采用磁悬浮熔炼技术制成合金。
第二，将合金在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度350-400℃、时间2-10小时。
第三，将热处理后的合金在真空的条件下进行熔体快淬，获得锰铋合金薄带。快淬的辊速为30-50米/秒。
第四，将快淬得到的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度420-450℃、时间5-20分钟。
第五，将热处理后的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行高能球磨，最终获得具有高矫顽力的锰铋磁粉。球磨时间为1-3小时。
上述步骤一中所述的磁悬浮熔炼是指将原材料锰和铋置入铜质坩埚，然后利用铜坩锅电流形成的磁场将熔炼的锰铋合金悬浮于空中进行熔炼的方法，这种方法由于不存在坩锅与合金原料的接触，因此没有污染，可获得高纯度锰铋合金。步骤三种所述的熔体快淬是指利用感应电流加热置于石英管中的锰铋合金并使之熔化，然后利用气体压力将熔融的液态合金从石英管下端的管口喷射到高速旋转的铜辊上，形成巨大的温差，从而达到细化锰铋合金显微组织的目的，这对于锰铋合金最终获得高矫顽力具有重要作用。
利用本发明提供的制备方法获得的锰铋磁粉具有两个显著的特点：一是在室温下具有较高的矫顽力，可达到10000奥斯特以上，可以广泛的应用于永磁器件的制造。另一个特点是，磁粉在25℃(室温)-200℃的温度范围内，其矫顽力随着温度的升高而增大。因此十分有利于磁粉在较高的温度环境下使用。
附图说明
图1为采用本发明所提供的方法制备的锰铋磁粉的室温磁滞回线(实施例1样品结果)。
具体实施方式
实施例1：
原材料锰和铋按照1∶1(摩尔数比)配比，采用磁悬浮熔炼技术制成合金。将合金在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度350℃、时间10小时。将热处理后的合金在真空的条件下进行熔体快淬，获得锰铋合金薄带。快淬的辊速为50米/秒。将快淬得到的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度420℃、时间20分钟。将热处理后的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行高能球磨，最终获得具有高矫顽力的锰铋磁粉。球磨时间为3小时。
实施例2：
原材料锰和铋按照1∶1(摩尔数比)配比，采用磁悬浮熔炼技术制成合金。将合金在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度370℃、时间8小时。将热处理后的合金在真空的条件下进行熔体快淬，获得锰铋合金薄带。快淬的辊速为45米/秒。将快淬得到的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度430℃、时间15分钟。将热处理后的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行高能球磨，最终获得具有高矫顽力的锰铋磁粉。球磨时间为2小时。
实施例3：
原材料锰和铋按照1∶1(摩尔数比)配比，采用磁悬浮熔炼技术制成合金。将合金在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度380℃、时间5小时。将热处理后的合金在真空的条件下进行熔体快淬，获得锰铋合金薄带。快淬的辊速为40米/秒。将快淬得到的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度440℃、时间10分钟。将热处理后的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行高能球磨，最终获得具有高矫顽力的锰铋磁粉。球磨时间为1.5小时。
实施例4：
原材料锰和铋按照1∶1(摩尔数比)配比，采用磁悬浮熔炼技术制成合金。将合金在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度400℃、时间2小时。将热处理后的合金在真空的条件下进行熔体快淬，获得锰铋合金薄带。快淬的辊速为30米/秒。将快淬得到的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度450℃、时间5分钟。将热处理后的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行高能球磨，最终获得具有高矫顽力的锰铋磁粉。球磨时间为1小时。
有关具体实施例中锰铋磁粉的室温及高温矫顽力见表1。
表1实施例中锰铋磁粉的室温及高温矫顽力
Claims (1)
1.一种制备高矫顽力锰铋磁粉的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，将原材料锰和铋按照摩尔数比1∶1配比，采用磁悬浮熔炼技术制成合金；
步骤二，将合金在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度350-400℃、时间2-10小时；
步骤三，将热处理后的合金在真空的条件下进行熔体快淬，获得锰铋合金薄带，快淬的辊速为30-50米/秒；
步骤四，将快淬得到的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行热处理，热处理的工艺条件是：温度420-450℃、时间5-20分钟；
步骤五，将热处理后的薄带在1个大气压氩气保护的条件下进行高能球磨，最终获得具有高矫顽力的锰铋磁粉，球磨时间为1-3小时。
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