CN104183349A - 一种钐钴基永磁体、其制备方法以及磁性能调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钐钴基永磁体、其制备方法及磁性能调控方法。该永磁体由钐、钴元素以及R、M元素组成；其微观结构主要是由两种化合物组成，即结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物和结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物所组成的胞状复合体，其中(SmR)(CoM)5系化合物作为胞壁包裹(SmR)2(CoM)17系化合物，并且R元素相对富集在胞壁相中。具有该结构的永磁体由于R元素能够调节胞壁相的磁特性参数，从而能够对磁体的磁性能及其温度稳定性等性能进行调控，得到具有实际所需磁性能的钐钴基永磁体。
Description
技术领域
本发明属于稀土永磁材料制造领域，涉及一种钐钴基永磁体、其制备方法以及磁性能调控方法。
背景技术
2∶17型钐钴基合金是20世纪70年代发展起来的永磁材料，因其不仅具备高的磁性能，而且具有居里温度高（高于820℃）、温度稳定性好、耐腐蚀性强及抗氧化性好等优点，在永磁材料中具有不可替代的作用。尤其是2∶17型钐钴基永磁体，具有耐高温、超低温度系数和高磁性能，在航天、航空、航海等对磁体综合性能有较高要求的领域中成为了首选。因此，很多国家都把钐钴永磁体作为材料领域重点研究的对象之一。
2∶17型钐钴基永磁体的核心结构就是胞状结构，是由胞内和胞壁两部分组成，胞内包括富Fe的R2-17主相和富Zr的片状相，它们分别是高剩磁的主要来源和Cu原子扩散到胞壁相的重要通道；胞壁由富Cu的H1-5相组成，是磁体反磁化过程的钉扎中心，为磁体获得高矫顽力和良好矫顽力温度稳定性起着不可或缺的作用。
因此，为了获得2∶17型钐钴基永磁体高的矫顽力，目前人们已经通过添加Cu、Zr元素，优化热处理工艺来实现富Cu的胞壁相，提高其在反磁化过程中对畴壁的钉扎作用，从而获得高的矫顽力。通过这种方法获得了一系列实用型的磁体，但是这种方法也存在很大不足，例如，W.Tang等在文献：W.Tang,Magnetics,IEEE Transactions on2001,37,2515中报道研究了Cu元素含量对矫顽力的影响，得到：当Cu含量很低时，虽然矫顽力在一定区间甚至可以获得正的温度系数，但是由于矫顽力太低无法成为实用磁体；当Cu含量高时，虽然室温矫顽力很高，但是矫顽力的温度稳定性却严重恶化。另外，公开号为US5772796A的专利文献提供了一种通过调节钐钴系磁体材料Sm(Co1-x-y-zFexCuyZrz)w中的x,y,z,w的大小来实现矫顽力温度稳定性的方法，但是该方法是以大幅度降低磁体室温矫顽力和综合磁性能为代价的。
所以，探索具有新型结构的钐钴基永磁体，以实现钐钴基永磁体的高磁性能与高温度稳定性，不仅有利于提高钐钴基永磁体的实用化，而且为简单调控钐钴基永磁体矫顽力、温度稳性等性能寻求了新的方法。
发明内容
本发明的技术目的是提供一种新型结构的钐钴基永磁体，其具有高的磁性能与温度稳定性。
为了实现上述技术目的，本发明人通过大量实验探索后发现，当2∶17型钐钴基永磁体（一般包括Sm、Co、Fe、Cu、Zr等元素）中包含R元素时，R为选La、Ce、Pr、Nd、Y、Gd、Dy、Tb、Ho、Er所组成组中的至少一种元素， 在胞内相：(SmR)2(CoM)17系化合物与胞壁相：(SmR)(CoM)5系化合物中，使该R元素富集在胞壁相中，即(SmR)(CoM)5系化合物中的R元素浓度明显高于(SmR)2(CoM)17系化合物中的R元素浓度，则由于引入了R元素到胞壁相中，改变了胞壁相的磁晶各向异性参数及晶格畸变程度等磁特性，从而对磁体的矫顽力及温度稳定性的有着重要的影响。
因此，本发明人所提出的技术方案为：一种钐钴基永磁体，由钐、钴元素以及R、M元素组成，其中R为选La、Ce、Pr、Nd、Y、Gd、Dy、Tb、Ho、Er组成组中的至少一种元素，M为选Fe、Cu、Zr、Ni、Ti、Nb、Mo、Hf、W组成组中的至少一种元素；
该钐钴基永磁体的微观结构是两种化合物，即结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物与结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物，组成的胞状复合体，其中(SmR)(CoM)5系化合物作为胞壁包裹(SmR)2(CoM)17系化合物；
并且，该胞状复合体具有富R的胞壁相，即R元素在(SmR)(CoM)5系化合物中的浓度高于在(SmR)2(CoM)17系化合物中的浓度。
作为优选，所述的R元素在(SmR)(CoM)5系化合物中的浓度是在(SmR)2(CoM)17系化合物中的浓度的1.5倍以上。
作为优选，所述的钐钴基永磁体中，元素R的质量百分比含量为1%～20%。
作为优选，所述的(SmR)(CoM)5系化合物作为胞壁，其壁厚尺寸为1nm～50nm。
作为优选，所述的(SmR)2(CoM)17系化合物作为胞内，其粒径尺寸为10nm～800nm。
本发明人还提出了一种通过粉末冶金工艺制备上述钐钴基永磁体的方法，该方法包括如下步骤：
步骤1、制备原料粉末
将钐、钴、R、M元素按照一定质量配比熔炼成相应的合金，其中，合金包括：2-17型Sm-Co系合金和RH低熔点合金。然后通过制粉工艺将所炼合金制成原料粉末，原料粉末可以是含有R元素2-17型Sm-Co系合金的单一粉末（单合金法），也可以是混合有RH低熔点合金粉末的2-17型Sm-Co系合金混合粉末（液相法），其中R为选La、Ce、Pr、Nd、Y、Gd、Dy、Tb、Ho、Er所组成的组中的至少一种元素，其中H为选Fe、Co、Cu、Zr、Ni、Ti、Nb、Mo、Hf、W所组成的组中的至少一种元素；
步骤2、制备毛坯
将步骤1中的制得的原料粉末在氮气保护环境中磁场取向压型，然后密封、在200-300MPa的压力下冷等静压，获得磁体毛坯；
步骤3、热处理
将步骤2中制得的磁体毛坯在烧结炉中进行热处理，最终得到钐钴基永磁体。
上述步骤1中，作为优选，部分或全部R元素所对应的粉末是混合有H元素的RH合金粉末。实验证实，在其他条件相同的情况先，部分或全部R元素来源于RH低熔点合金粉末时，与全部R元素来源于含有R元素的单合金粉末相比，前者制得的钐钴基永磁体的剩磁、矫顽力、磁能积以及温度稳定性能均高于后者制得的钐钴基永磁体。
上述步骤2中，作为优选，冷等静压0.5-3分钟。
上述步骤3中，作为优选，热处理过程为：在1100-1250℃烧结并固熔1-4h，快速冷却到室温（风冷或者水冷）；然后在780℃-850℃下等温时效10-20小时，再缓慢冷却（0.5-1℃/min）到300-500℃保温1-10小时。
观察上述制得的钐钴基永磁体的微观结构、测量其元素分布，以及测量其磁性能，得到如下结果：
（1）结构特征
该钐钴基永磁体的微观结构中，不仅Cu元素富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中，而且R元素也富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中；
（2）性能及用途
（a）当R元素为一种元素时
当R元素为La、Ce、Pr、Nd、Y、Gd、Dy、Tb、Ho、Er等中的一种元素时，包含R元素的钐钴基永磁体与不包含R元素的钐钴基永磁体相比，由于R元素富集在胞壁相中，改变了胞壁相的磁晶各向异性参数及晶格畸变程度等磁特性，从而对磁体反磁化过程中，胞壁对畴壁的钉扎作用有着重要的影响，从而对磁体矫顽力及其稳定性具有重要调控作用。与Cu元素的调控作用相比，不仅方法新颖，而且对磁特性参数的的调控更为广泛。当与Cu元素协同作用，一方面增强了Cu元素对磁性能的调节作用，另一方面有效避免了Cu元素调节磁性能时的不足，因此对改善了2-17型Sm-Co永磁体的磁性能，提供了更为有效地技术方法。
利用该钐钴基永磁体胞壁相富集R元素的结构特点，通过调控永磁体中R元素的有无以及永磁体中R元素的含量，能够有效调控该钐钴基永磁体的磁性能，包括剩磁、矫顽力、磁能积以及温度稳定性，从而得到具有实际所需磁性能的钐钴基永磁体。而且，该调控方法简单易行，是现有用于提高钐钴基永磁体磁性能方法的有利补充。
（b）当R元素为多种元素时
当R元素为La、Ce、Pr、Nd、Y、Gd、Dy、Tb、Ho、Er等中的两种以上元素的组合元素时，包含其中一种R元素的钐钴基永磁体与未包含该R元素的钐钴基永磁体相比，由于该R元素富集在胞壁相中，与Cu元素协同作用，一方面增强了Cu元素对磁性能的调节作用，另一方面有效避免了Cu元素调节磁性能时的不足，因此整体上改善了永磁体的磁性能，提高了矫顽力及其温度稳定性；
利用该钐钴基永磁体胞壁相富集多种R元素的结构特点，通过调控永磁体中一种R元素的有无以及永磁体中该R元素的含量，能够有效调控该钐钴基永 磁体的磁性能，包括剩磁、矫顽力、磁能积以及温度稳定性，从而得到具有实际所需磁性能的钐钴基永磁体。而且，该调控方法简单易行，是现有用于提高钐钴基永磁体磁性能方法的有利补充。
附图说明
图1是本发明实施例1中制得的钐钴基永磁体的微观结构示意图；
图2是本发明实施例1中制得的钐钴基永磁体的退磁曲线；
图3是本发明实施例6中制得的钐钴基永磁体的退磁曲线；
具体实施方式
下面结合附图实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
对比实施例1：
本实施例属于现有技术，是下述实施例1-6的对比实施例。
本实施例中，2∶17型钐钴基永磁体包括Sm、Co、Fe、Cu、Zr、Gd、Dy。其中，各元素的质量百分含量为：Sm15.97%、Co51.83%、Fe14.29%、Cu6.51%、2.92Zr%、Gd5.59%、Dy2.89%。
该钐钴基永磁体的微观结构是结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物与结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物组成的胞状复合体，其中Cu元素富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中。
上述钐钴基永磁体的制备方法如下：
（1）在感应熔炼炉中将含Sm、Co、Fe、Cu、Zr、Gd、Dy元素的原料配料、熔炼为合金铸锭，然后粗破碎，再经气流磨或球磨制得磁体粉末；
（2）将磁体粉末在氮气保护下，磁场（2T）下成型，再经冷等静压200MPa下保压60s得到磁体坯体；
（3）将坯体装入真空烧结炉，抽真空到4mPa以下，经加热放气后到达烧结温度，充氩气气氛（表压300Pa），先经在1200-1215℃烧结30分钟，再在1160-1190℃固熔3小时，然后风冷或者水冷至室温；再加热到830℃等温时效12小时，再以0.7℃/min的冷却速度缓慢降温至400℃保温3小时后，快速冷却至室温，制得磁体。
实施例1：
本实施例中，2∶17型钐钴基永磁体除了包括Sm、Co、Fe、Cu、Zr、Gd、Dy外，还包括Pr，并且Pr元素占整个元素质量含量的2.47%。各元素的质量百分含量为：Sm15.50%、Co50.81%、Fe13.86%、Cu6.31%、Zr2.83%、Gd5.42%、Dy2.80%、Pr2.47%。
该钐钴基永磁体的微观结构是结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物与结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物组成的胞状复合体，其中Cu元素富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中，而且Gd、Dy、Pr元素也富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中。
上述钐钴基永磁体的制备方法如下：
（1）与对比实施例1中步骤（1）基本相同。所不同的是：合金包括Co-Pr合金（该合金粉末为低熔点合金，故称为液相）及另一2-17型Sm-Co系合金（称为主合金相）。该方法称为液相法。
其中，主合金相的质量百分含量为97%，液相的质量百分含量为3%，液相中Pr元素的质量百分含量为82.30%，Co元素的质量百分含量为17.70%。主合金相为：Sm15.97%、Co51.83%、Fe14.29%、Cu6.51%、2.92Zr%、Gd5.59%、Dy2.89%。
（2）与实施例1中的步骤（2）相同。
（3）与实施例1中的步骤（3）相同。
上述制得的钐钴基永磁体样品采用透射电子显微分析仪(TEM)分析，结合能量损耗X射线电子能谱(EDS)对样品微观区域的元素分布进行分析，结果如图1与表1所示。从图1与表1中可以看出，显然Pr，Dy和Gd相对集中分布在富Cu的1-5胞壁相当中，而胞内的2-17相当中相对很少。
表1：图1所示微观结构中的元素分布表
实施例2：
本实施例中，与实施例1相同，2∶17型钐钴基永磁体除了包括Sm、Co、Fe、Cu、Zr、Gd、Dy外，还包括Pr，并且Pr元素占整个元素质量含量的0.82%。各元素的质量百分含量为：Sm15.81%、Co51.49%、Fe14.15%、Cu6.45%、Zr2.89%、Gd5.53%、Dy2.86%、Pr0.82%。
该钐钴基永磁体的微观结构是结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物与结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物组成的胞状复合体，其中Cu元素富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中，而且Gd、Dy、Pr元素也富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中。
上述钐钴基永磁体的制备方法如下：
（1）与实施例1中步骤（1）基本相同。所不同的是：液相法中，主合金相的质量百分含量为99%，液相的质量百分含量为1%。
（2）与实施例1中的步骤（2）相同。
（3）与实施例1中的步骤（3）相同。
上述制得的钐钴基永磁体样品采用透射电子显微分析仪(TEM)分析，结合能量损耗X射线电子能谱(EDS)对样品微观区域的元素分布进行分析，结果类似图1与表1所示，即Pr，Dy和Gd集中分布在富Cu的1-5胞壁相当中，而胞内的2-17相当中相对很少。
实施例3：
本实施例中，与实施例1相同，2∶17型钐钴基永磁体除了包括Sm、Co、Fe、Cu、Zr、Gd、Dy外，还包括Pr，并且Pr元素占整个元素质量含量的1.65%。各元素的质量百分含量为：Sm15.65%、Co51.15%、Fe14.00%、Cu6.38%、Zr2.86%、Gd5.48%、Dy2.83%、Pr1.65%。
该钐钴基永磁体的微观结构是结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物 与结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物组成的胞状复合体，其中Cu元素富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中，而且Gd、Dy、Pr元素也富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中。
上述钐钴基永磁体的制备方法如下：
（1）与实施例1中步骤（1）基本相同。所不同的是：液相法中，主合金相的质量百分含量为98%，液相的质量百分含量为2%。
（2）与实施例1中的步骤（2）相同。
（3）与实施例1中的步骤（3）相同。
上述制得的钐钴基永磁体样品采用透射电子显微分析仪(TEM)分析，结合能量损耗X射线电子能谱(EDS)对样品微观区域的元素分布进行分析，结果类似图1与表1所示，即Pr，Dy和Gd集中分布在富Cu的1-5胞壁相当中，而胞内的2-17相当中相对很少。
实施例4：
本实施例中，与实施例1相同，2∶17型钐钴基永磁体除了包括Sm、Co、Fe、Cu、Zr、Gd、Dy外，还包括Pr，并且Pr元素占整个元素质量含量的3.29%。各元素的质量百分含量为：Sm15.33%、Co50.47%、Fe13.72%、Cu6.25%、Zr2.80%、Gd5.37%、Dy2.77%、Pr3.29%。
该钐钴基永磁体的微观结构是结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物与结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物组成的胞状复合体，其中Cu元素富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中，而且Gd、Dy、Pr元素也富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中。
上述钐钴基永磁体的制备方法如下：
（1）与实施例1中步骤（1）基本相同。所不同的是：液相法中，主合金相的质量百分含量为96%，液相的质量百分含量为4%。
（2）与实施例1中的步骤（2）相同。
（3）与实施例1中的步骤（3）相同。
上述制得的钐钴基永磁体样品采用透射电子显微分析仪(TEM)分析，结合能量损耗X射线电子能谱(EDS)对样品微观区域的元素分布进行分析，结果类似图1与表1所示，即Pr，Dy和Gd集中分布在富Cu的1-5胞壁相当中，而胞内的2-17相当中相对很少。
实施例5：
本实施例中，与实施例1相同，2∶17型钐钴基永磁体除了包括Sm、Co、Fe、Cu、Zr、Gd、Dy外，还包括Pr，并且Pr元素占整个元素质量含量的4.12%。各元素的质量百分含量为：Sm15.17%、Co50.12%、Fe13.58%、Cu6.18%、Zr2.77%、Gd5.31%、Dy2.75%、Pr4.12%。
该钐钴基永磁体的微观结构是结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物与结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物组成的胞状复合体，其中Cu元素富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中，而且Gd、Dy、Pr元素也富集在胞壁相 (SmR)(CoM)5系化合物中。
上述钐钴基永磁体的制备方法如下：
（1）与实施例1中步骤（1）基本相同。所不同的是：液相法中，主合金相的质量百分含量为95%，液相的质量百分含量为5%。
（2）与实施例1中的步骤（2）相同。
（3）与实施例1中的步骤（3）相同。
上述制得的钐钴基永磁体样品采用透射电子显微分析仪(TEM)分析，结合能量损耗X射线电子能谱(EDS)对样品微观区域的元素分布进行分析，结果类似图1与表1所示，即Pr，Dy和Gd集中分布在富Cu的1-5胞壁相当中，而胞内的2-17相当中相对很少。
实施例6：
本实施例中，2∶17型钐钴基永磁体的组分及含量与实施例1中的组分及含量相同。
并且，该2∶17型钐钴基永磁体的微观结构与实施例1中的钐钴基永磁体的微观结构相同，也是结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物与结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物组成的胞状复合体，其中Cu元素富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中，而且Gd、Dy、Pr元素也富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中。
上述钐钴基永磁体的制备方法如下：
（1）与实施例1中步骤（1）基本相同。所不同的是：合金粉末是含有Pr的2-17型Sm-Co系单一合金制得的粉末（即单合金法），并且各元素的质量百分含量为：Sm15.50%、Co50.81%、Fe13.86%、Cu6.31%、Zr2.83%、Gd5.42%、Dy2.80%、Pr2.47%。
（2）与实施例1中的步骤（2）相同。
（3）与实施例1中的步骤（3）相同。
上述制得的钐钴基永磁体样品采用透射电子显微分析仪(TEM)分析，结合能量损耗X射线电子能谱(EDS)对样品微观区域的元素分布进行分析，结果类似图1与表1所示，即Pr，Dy和Gd集中分布在富Cu的1-5胞壁相当中，而胞内的2-17相当中相对很少。
上述对比实施例1，以及实施例1至实施例6中磁体样品的组分及其含量如下表2所示，磁性能如下表3所示。
表2：对比实施例1，以及实施例1至实施例6中磁体样品的组分及其含量
表3：对比实施例1，以及实施例1至实施例6中磁体样品的磁性能
对比上述对比实施例1，以及实施例1至实施例6。可以看出，当磁体中含有Pr元素时，由于该Pr元素富集在1-5胞壁相中，通过控制液相的添加量可以有效调控磁体的矫顽力及其温度稳定性。
对比上述实施例1至实施例5。可以看出，磁体的剩磁随着液相添加量的增加递减，矫顽力随着液相量的增加先增加后降低，磁能积也是先增加后降低；同时，可以看出矫顽力温度稳定性随着液相量的增加而变好。因此，通过调控永磁体中Pr元素的含量，能够有效调控该钐钴基永磁体的磁性能，包括剩磁、矫顽力、磁能积以及温度稳定性，从而得到具有实际所需磁性能的钐钴基永磁体。而且，该调控方法简单易行，是现有用于提高钐钴基永磁体磁性能方法的有利补充。
对比上述实施例1与实施例6。实施例1与实施例6制得的钐钴基永磁体样品的退磁曲线分别如图2与图3所示。对比图2与图3，可以看出，单合金法制备的磁体（实施例6）与同成分的液相法制备的磁体（实施例1）相比，磁体的退磁曲线方形度、矫顽力、剩磁、磁能积均比液相法制备的磁体略差些，矫顽力温度稳定性也略差一些。同时，由于主合金添加液相的方法可以方便调节磁体的成分。故而，主合金添加液相的方法是更优化的制备方法。
实施例7-11：
实施例7-11中，2∶17型钐钴基永磁体包括Sm、Co、Fe、Cu、Zr、Gd、Dy，通过调控永磁体中Dy元素的含量而调控该永磁体的磁性能，包括剩磁、矫顽力、磁能积以及温度稳定性。
表1为实施例7-11中各元素的质量百分含量。其中，Dy元素占整个元素质量含量分别为3.68%、4.48%、5.27%、6.06%、6.87%。
上述钐钴基永磁体的微观结构是结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物与结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物组成的胞状复合体，其中Cu元素富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中，而且Gd、Dy元素也富集在胞壁相(SmR)(CoM)5系化合物中。
上述钐钴基永磁体的制备方法与实施例1基本相同，其中
（1）合金包括Co-Dy合金（该合金粉末为低熔点合金，故称为液相）及另一2-17型Sm-Co系合金（称为主合金相）。其中原料粉末中一部分Dy元素来源于Co-Dy合金，一部分来源于主合金。该方主合金与液相的质量百分比含量如下表4所示。
（2）与实施例1中的步骤（2）相同。
（3）与实施例1中的步骤（3）相同。
上述制得的钐钴基永磁体样品采用透射电子显微分析仪(TEM)分析，结合能量损耗X射线电子能谱(EDS)对样品微观区域的元素分布进行分析，结果类似图 1所示，即Dy和Gd主要集中分布在富Cu的1-5胞壁相当中，而在2-17胞内相中的含量相对很少。
表4：实施例7至实施例11中磁体样品的组分及其含量
上述实施例7至实施例11中磁体样品的磁性能如下表5所示。
表5：实施例7至实施例11中磁体样品的磁性能
对比上述实施例7至实施例11。可以看出，磁体的剩磁随着液相添加量的增加递减，矫顽力随着液相量的增加先增加后降低，磁能积也是先增加后降低；同时，可以看出矫顽力温度稳定性随着液相量的增加而变好。因此，通过调控永磁体中Dy元素的含量，从而改变胞壁相的磁特性，进而能够有效调控该钐钴基永磁体的磁性能，包括剩磁、矫顽力、磁能积以及温度稳定性，从而得到具有实际所需磁性能的钐钴基永磁体。而且，该调控方法简单易行，是现有用于提高钐钴基永磁体磁性能方法的有利补充。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钐钴基永磁体，由钐、钴元素以及R、M元素组成，其中R为选La、Ce、Pr、Nd、Y、Gd、Dy、Tb、Ho、Er所组成的组中的至少一种元素，M为选Fe、Cu、Zr、Ni、Ti、Nb、Mo、Hf、W所组成的组中的至少一种元素；其特征是：所述的钐钴基永磁体的微观结构是两种化合物，即结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物与结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物，组成的胞状复合体，其中(SmR)(CoM)5系化合物作为胞壁包裹(SmR)2(CoM)17系化合物；并且，所述的R元素在(SmR)(CoM)5系化合物中的浓度高于在(SmR)2(CoM)17系化合物中的浓度。
2.如权利要求1所述的钐钴基永磁体，其特征是：所述的R元素在(SmR)(CoM)5系化合物中的浓度是在(SmR)2(CoM)17系化合物中的浓度的1.5倍以上。
3.如权利要求1所述的钐钴基永磁体，其特征是：所述的钐钴基永磁体中，元素R的质量百分比含量优选为1%～20%。
4.如权利要求1所述的钐钴基永磁体，其特征是：所述的(SmR)(CoM)5系化合物作为胞壁，其壁厚尺寸为1nm～50nm。
5.如权利要求1所述的钐钴基永磁体，其特征是：所述的(SmR)2(CoM)17系化合物作为胞内，其粒径尺寸为10nm～800nm。
6.如权利要求1所述的钐钴基永磁体的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1、制备原料粉末
将钐、钴、R、M元素按照一定质量配比熔炼成相应的合金，其中，合金包括：2-17型Sm-Co系合金和RH低熔点合金，然后通过制粉工艺将所炼合金制成原料粉末，原料粉末可以是含有R元素2-17型Sm-Co系合金的单一粉末（单合金法），也可以是混合有RH低熔点合金粉末的2-17型Sm-Co系合金混合粉末（液相法），其中R为选La、Ce、Pr、Nd、Y、Gd、Dy、Tb、Ho、Er所组成的组中的至少一种元素，其中H为选Fe、Co、Cu、Zr、Ni、Ti、Nb、Mo、Hf、W所组成的组中的至少一种元素；
步骤2、制备毛坯
将步骤1中的制得的原料粉末在氮气保护环境中磁场取向压型，然后密封、在200-300MPa的压力下冷等静压，获得磁体毛坯；
步骤3、热处理
将步骤2中制得的磁体毛坯在烧结炉中进行热处理，最终得到钐钴基永磁体。
7.如权利要求6所述的钐钴基永磁体的制备方法，其特征是：所述的步骤1中，粉末中R元素的部分或全部来自含有R元素的2-17型Sm-Co系合金粉末或RH合金粉末。
8.一种调控钐钴基永磁体磁性能的方法，其特征是：
所述的钐钴基永磁体由钐、钴元素以及R、M元素组成，其中R为选La、Ce、Pr、Nd、Y、Gd、Dy、Tb、Ho、Er组成组中的至少一种元素，M为选Fe、Cu、Zr、Ni、Ti、Nb、Mo、Hf、W所组成的组中的至少一种元素；所述的钐钴基永磁体的微观结构主要是由两种化合物组成，即结晶状为菱方结构的(SmR)2(CoM)17系化合物与结晶状为六方结构的(SmR)(CoM)5系化合物，组成的胞状复合体，其中(SmR)(CoM)5系化合物作为胞壁包裹(SmR)2(CoM)17系化合物；并且，所述的R元素在(SmR)(CoM)5系化合物中的浓度高于在(SmR)2(CoM)17系化合物中的浓度；
通过控制R元素的含量来调节胞壁相的磁特性，进而对磁体的磁性能进行调控。
9.如权利要求8所述的调控钐钴基永磁体磁性能的方法，其特征是：通过R元素进入胞壁相，从而改变胞壁相的磁晶各向异性参数及晶格畸变程度来调控磁体的矫顽力及温度稳定性。
10.如权利要求8所述的调控钐钴基永磁体磁性能的方法，其特征是：
当R元素为一种元素时，通过调控永磁体中R元素的有无以及永磁体中R元素的质量含量而调控该钐钴基永磁体的磁性能；
当R元素为多种元素时，通过调控永磁体中一种R元素的有无以及永磁体中该R元素的质量含量而调控该钐钴基永磁体的磁性能。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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