CN116525280A - 一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法 - Google Patents
一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116525280A CN116525280A CN202310141453.5A CN202310141453A CN116525280A CN 116525280 A CN116525280 A CN 116525280A CN 202310141453 A CN202310141453 A CN 202310141453A CN 116525280 A CN116525280 A CN 116525280A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mnbi
- magnetic field
- ball milling
- composite magnet
- smco
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910016629 MnBi Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000713 high-energy ball milling Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 17
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法，属于磁性材料技术领域。该制备方法包括：采用熔体快淬法先制备MnBi基合金薄带并将其破碎获得磁粉，再将其与一定粒度的金属Sm和金属Co按比例混合后通过高能球磨制得混合粉体；并在强磁场温压成型和低磁场辅助烧结过程中，使Sm和Co发生化学反应，实现了硬磁相SmCo5相的合成，制备工艺实现了简单化，去除了熔炼过程，避免了Sm的挥发；最终获得高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体。本发明方法工艺简单，成型容易，降低了成本，有利于高性能磁体在更多永磁器件中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，尤其涉及一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法。
背景技术
作为一种重要的功能材料，磁性材料在现代社会里扮演着极为重要的角色。同时，近年来，稀土永磁材料的巨大需求导致稀土资源的过度消耗，新型低稀土或非稀土永磁材料成为研究热点。MnBi无稀土永磁材料，具有价格低、耐腐蚀性好、机械强度高等优点，特别是这类合金在某温度范围内矫顽力呈正温度系数，备受磁学研究者的关注。同时，SmCo5合金具有最高的磁晶各向异性常熟（K1≈15~19×103kJ/m3）,饱和磁化强度M s：0.59 T，居里温度T c：740 ℃，其理论磁能积达到224.9 kJ/m3。
为此，本发明采用熔体快淬法先制备MnBi基合金薄带并将其破碎获得磁粉，再将其与一定粒度的金属Sm和金属Co按比例混合后通过高能球磨制得混合粉体；并在强磁场温压成型和低磁场辅助烧结过程中，使Sm和Co发生化学反应，实现了硬磁相SmCo5相的合成，制备工艺实现了简单化，去除了熔炼过程，避免了Sm的挥发；最终获得高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法。
本发明的高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法，包括如下步骤：
（1）采用熔体快淬法制备MnBi基合金薄带，铜棍转速为10~50 m/s，其中，所述的MnBi基合金为按原子百分比的MnaBi100-a，式中40≤a≤60；随后采用行星式球磨工艺将快焠带破碎至粒度为20~40 μm的MnBi基磁粉，球磨时间为1~6 h；
（2）将粒度为10~50 μm的金属Sm和金属Co与步骤（1）获得的MnBi基磁粉按一定的质量比例混合均匀后，采用高能球磨工艺将混合粉体进行球磨破碎得到粒度为10~300 nm的混合粉体，高能球磨的时间为1~4 h；
（3）将步骤（2）获得的混合粉体进行强磁场温压成型制得压坯；
（4）采用低磁场辅助烧结技术对步骤（3）获得的压坯进行烧结处理，最终获得高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体。
进一步的，步骤（2）中所述的金属Sm、金属Co和MnBi基磁粉的质量比为1:2~3:0.1~1。
进一步的，步骤（3）中所述的强磁场温压成型的磁场强度为4~10 T，压制温度为100~300 ℃，压力为1~3 GPa，压制时间为10~50 s。
进一步的，步骤（4）中所述的低磁场辅助烧结技术的磁场强度为1~3 T，烧结温度为550~950 ℃，烧结时间为1~5 h。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：本发明采用熔体快淬法先制备MnBi基合金薄带并将其破碎获得磁粉，再将其与一定粒度的金属Sm和金属Co按比例混合后通过高能球磨制得混合粉体；并在强磁场温压成型和低磁场辅助烧结过程中，使Sm和Co发生化学反应，实现了硬磁相SmCo5相的合成，制备工艺实现了简单化，去除了熔炼过程，避免了Sm的挥发；最终获得高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体。
实施方式
下面将结合实施例对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
（1）采用熔体快淬法制备按原子百分比的Mn40Bi60基合金薄带，铜棍转速为10 m/s；随后采用行星式球磨工艺将快焠带破碎至粒度为40 μm的MnBi基磁粉，球磨时间为1 h；
（2）将粒度为10 μm的金属Sm和金属Co与步骤（1）获得的MnBi基磁粉按质量比为1:2:0.1的比例混合均匀后，采用高能球磨工艺将混合粉体进行球磨破碎得到粒度为250 nm的混合粉体，高能球磨的时间为4 h；
（3）将步骤（2）获得的混合粉体进行强磁场温压成型制得压坯，磁场强度为4 T，压制温度为100 ℃，压力为1 GPa，压制时间为50 s；
（4）采用低磁场辅助烧结技术对步骤（3）获得的压坯进行烧结处理，磁场强度为1T，烧结温度为900 ℃，烧结时间为1 h，最终获得高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体。
采用本发明制备的高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法经磁性能测量，矫顽力为25.7 kOe，磁能积为28.5 MGOe。
实施例2
（1）采用熔体快淬法制备按原子百分比的Mn50Bi50基合金薄带，铜棍转速为30 m/s；随后采用行星式球磨工艺将快焠带破碎至粒度为30 μm的MnBi基磁粉，球磨时间为3 h；
（2）将粒度为30 μm的金属Sm和金属Co与步骤（1）获得的MnBi基磁粉按质量比为1:2.5:0.5的比例混合均匀后，采用高能球磨工艺将混合粉体进行球磨破碎得到粒度为150nm的混合粉体，高能球磨的时间为2 h；
（3）将步骤（2）获得的混合粉体进行强磁场温压成型制得压坯，磁场强度为8 T，压制温度为200 ℃，压力为2 GPa，压制时间为30 s；
（4）采用低磁场辅助烧结技术对步骤（3）获得的压坯进行烧结处理，磁场强度为2T，烧结温度为800 ℃，烧结时间为3 h，最终获得高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体。
采用本发明制备的高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法经磁性能测量，矫顽力为26.9 kOe，磁能积为29.9 MGOe。
实施例3
（1）采用熔体快淬法制备按原子百分比的Mn60Bi40基合金薄带，铜棍转速为50 m/s；随后采用行星式球磨工艺将快焠带破碎至粒度为20 μm的MnBi基磁粉，球磨时间为6 h；
（2）将粒度为50 μm的金属Sm和金属Co与步骤（1）获得的MnBi基磁粉按质量比为1:3:1的比例混合均匀后，采用高能球磨工艺将混合粉体进行球磨破碎得到粒度为50 nm的混合粉体，高能球磨的时间为1 h；
（3）将步骤（2）获得的混合粉体进行强磁场温压成型制得压坯，磁场强度为10 T，压制温度为300 ℃，压力为3 GPa，压制时间为15 s；
（4）采用低磁场辅助烧结技术对步骤（3）获得的压坯进行烧结处理，磁场强度为3T，烧结温度为650 ℃，烧结时间为5 h，最终获得高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体。
采用本发明制备的高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法经磁性能测量，矫顽力为28.1 kOe，磁能积为31.2 MGOe。
Claims (4)
1.一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）采用熔体快淬法制备MnBi基合金薄带，铜棍转速为10~50 m/s，其中，所述的MnBi基合金为按原子百分比的MnaBi100-a，式中40≤a≤60；随后采用行星式球磨工艺将快焠带破碎至粒度为20~40 μm的MnBi基磁粉，球磨时间为1~6 h；
（2）将粒度为10~50 μm的金属Sm和金属Co与步骤（1）获得的MnBi基磁粉按一定的质量比例混合均匀后，采用高能球磨工艺将混合粉体进行球磨破碎得到粒度为10~300 nm的混合粉体，高能球磨的时间为1~4 h；
（3）将步骤（2）获得的混合粉体进行强磁场温压成型制得压坯；
（4）采用低磁场辅助烧结技术对步骤（3）获得的压坯进行烧结处理，最终获得高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体。
2. 根据权利要求1 所述的一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的金属Sm、金属Co和MnBi基磁粉的质量比为1:2~3:0.1~1。
3. 根据权利要求1 所述的一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的强磁场温压成型的磁场强度为4~10 T，压制温度为100~300 ℃，压力为1~3 GPa，压制时间为10~50 s。
4. 根据权利要求1 所述的一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的低磁场辅助烧结技术的磁场强度为1~3 T，烧结温度为550~950℃，烧结时间为1~5 h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310141453.5A CN116525280A (zh) | 2023-02-21 | 2023-02-21 | 一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310141453.5A CN116525280A (zh) | 2023-02-21 | 2023-02-21 | 一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116525280A true CN116525280A (zh) | 2023-08-01 |
Family
ID=87398240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310141453.5A Pending CN116525280A (zh) | 2023-02-21 | 2023-02-21 | 一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116525280A (zh) |
-
2023
- 2023-02-21 CN CN202310141453.5A patent/CN116525280A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106128670B (zh) | 一种低成本稀土铁硼永磁体及其制备方法 | |
| CN102368439B (zh) | 钕铁硼中添加重稀土氢化物制备高矫顽力永磁体的优化处理方法 | |
| CN111564305B (zh) | 一种高性能复合磁体的制备方法 | |
| CN109448946B (zh) | 一种各向异性SmCo/MnBi复合磁体及其制备方法 | |
| CN105321646A (zh) | 高矫顽力纳米晶热变形稀土永磁体及其制备方法 | |
| CN103928204A (zh) | 一种低稀土含量的各向异性纳米晶NdFeB致密磁体及其制备方法 | |
| CN103714939B (zh) | La-Fe基双硬磁主相磁体及其制备方法 | |
| CN104599802A (zh) | 稀土永磁材料及其制备方法 | |
| CN111230127B (zh) | 一种复合磁性粉末的制备方法 | |
| CN109594023B (zh) | 一种短流程Ce-Fe基烧结永磁体及其制备方法 | |
| CN113838622A (zh) | 一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| CN112259314B (zh) | 一种R(Fe,M)12型的稀土永磁材料及其制备方法 | |
| CN112712986B (zh) | 一种低温度系数Sm2Co17型烧结磁体及其制备方法 | |
| CN116525280A (zh) | 一种高性能各向异性SmCo/MnBi复合磁体的制备方法 | |
| CN115938771B (zh) | 一种SmFexM12-x纳米晶永磁材料的制备方法 | |
| CN110895984A (zh) | 一种强织构SmCo5基纳米复合永磁材料及其制备方法 | |
| CN113658791A (zh) | 一种制备兼具高矫顽力和高磁各向异性纳米晶Co基稀土永磁的方法 | |
| CN113539664A (zh) | 一种Sm基各向异性复合磁体的制备方法 | |
| CN114012096B (zh) | 一种各向异性Sm-Fe-N磁粉的制备方法 | |
| CN112466651B (zh) | 一种无稀土高性能复合磁体的制备方法 | |
| CN114512326B (zh) | 一种高性能Pr基磁体的制备方法 | |
| CN113782331B (zh) | 一种高性能双硬磁相纳米复合磁体的制备方法 | |
| CN111462974B (zh) | 一种高性能双主相复合稀土永磁体材料及其制备方法 | |
| CN111627631B (zh) | 一种纳米复合永磁材料的制备方法 | |
| CN118197785A (zh) | 一种全致密各向异性复合磁体的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20230801 |