專利名稱：一種高性能納米晶復合永磁合金的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及黑色或有色金屬的合金，特別是涉及一種高性能納米晶復合永磁合金。
背景技術：
永磁材料可廣泛用于電機、發(fā)電機、計算機、汽車、磁懸浮列車等領域，在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有重要的作用。近年來發(fā)展起來的由具有納米尺度的硬磁相(如Nd2Fe14B)和軟磁相(如α-Fe)組成的復相納米晶材料是一類新型永磁材料，它具有性能高、成本低等特點。理論預言，這類復相納米晶永磁材料的最大磁能積可超過50MGOe。然而，目前人們所制備的復相納米晶永磁材料的最大磁能積一般為15-20MGOe，遠低于理論預言值，且嬌頑力較低，Hci＝(4-5.5)kOe。為了進一步提高復相納米晶永磁材料的磁能積，人們的研究工作主要集中在優(yōu)化其微結構，特別是細化納米晶軟磁相的尺寸方面。最近的研究結果表明，α-Fe/Nd2Fe14B復相納米晶永磁材料的界面結構含有較大尺寸的自由體積，這些自由體積周圍富集非磁性原子Nd和B。顯然，這些自由體積將弱化軟、硬磁納米晶間的磁交換耦合，降低合金的磁能積。因此，優(yōu)化復相納米晶永磁材料的界面結構，將有助于提高它的磁能積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高性能納米晶復合永磁合金，它的微結構明顯不同于通常的復相納米晶永磁材料，而由軟磁α-Fe相、永磁Nd2Fe14B和(10-20)％晶間殘余非晶相三相組成。這種永磁合金的最大磁能積(BH)max＝(18-25)MGOe，內(nèi)稟嬌頑力Hci＝(5.5-8.5)kOe，剩磁Br＝(10-14)kG，居里溫度Tc≥610K。
本發(fā)明提供的納米晶復合永磁合金的成分(重量百分數(shù))為Nd 6-11％，Pr 9-15％，Co 2-4％，B 0.8-1.6％，Nb 0.7-3％，其余為Fe；合金的微結構由10-30％軟磁α-Fe相、50-80％永磁Nd2Fe14B和10-20％殘余非晶相三相組成。
其制備方法是a.采用真空電弧爐熔煉成分(原子百分比at.％)為NdxPryCozBvFe100-x-y-z-v(其中2.8＜x＜4.4，4.2＜y＜6.6，2＜z＜4，5＜v＜9)的母合金，將所制備的母合金放入石英管內(nèi)，置于真空單輥熔體甩帶機腔體內(nèi)的高頻感應線圈中；b.石英管底端離銅輥表面的距離為8-10mm，通入氬氣來控制儲氣壓力罐內(nèi)和甩帶機腔體的壓力差Δp；c.用高頻感應線圈階段式加熱并熔化樣品，在0.06-0.09MPa壓力差下將熔體噴射到線速度為20-25m/s旋轉(zhuǎn)的銅輥上，即可制備出由10-30％軟磁α-Fe相、50-80％永磁Nd2Fe14B和(10-20)％殘余非晶相組成的納米晶復合永磁合金。
本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明制備的納米晶復合永磁合金由于在軟、硬磁納米晶間存在一定的殘余非晶相，改善了界面結構，提高了合金的剩磁比和磁滯回線的方形度；通過調(diào)整Fe、Nd含量，本發(fā)明可以分別制備出高磁能積和高嬌頑力的納米晶復合永磁合金。


圖1高磁能積納米晶復合永磁合金的x射線衍射圖；圖2高磁能積納米晶復合永磁合金的室溫磁滯回線；圖3高嬌頑力納米晶復合永磁合金的室溫磁滯回線。
具體實施例方式
實施例1高磁能積納米晶復合永磁合金用真空電弧爐熔煉成分為Nd3Pr5Fe83Co3B5Nb1的母合金。將所制備的母合金放入石英管內(nèi)，置于真空單輥熔體甩帶機腔體內(nèi)的高頻感應線圈中。石英管底端離銅輥表面的距離為8mm。設置儲氣壓力罐內(nèi)和甩帶機腔體的壓力差Δp為0.075MPa。用高頻感應線圈加熱并熔化樣品后，將熔體噴射到線速度為20m/s旋轉(zhuǎn)的銅輥上。即可制備出含16％殘余非晶相的α-Fe/Nd2Fe14B納米晶復合永磁體(見圖1)，其最大磁能積(BH)max≥23MGOe(見圖2)。
實施例2高嬌頑力納米晶復合永磁合金用真空電弧爐熔煉成分為Nd3.6Pr5.4Fe82Co3B5.5Nb0.5的母合金。將所制備的母合金放入石英管內(nèi)，置于真空單輥熔體甩帶機腔體內(nèi)的高頻感應線圈中。石英管底端離銅輥表面的距離為8.5mm。設置儲氣壓力罐內(nèi)和甩帶機腔體的壓力差Δp為0.08MPa。用高頻感應線圈加熱并熔化樣品后，將熔體噴射到線速度為25m/s旋轉(zhuǎn)的銅輥上。即可制備出嬌頑力Hci≥7kOe的納米晶復合永磁合金(見圖3)。
權利要求
1.一種高性能納米晶復合永磁合金，其特征是納米晶復合永磁合金的成分為Nd 6-11％，Pr 9-15％，Co 2-4％，B 0.8-1.6％，Nb 0.7-3％，其余為Fe；合金的微結構由10-30％軟磁α-Fe相、50-80％永磁Nd2Fe14B和10-20％殘余非晶相三相組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高性能納米晶復合永磁合金，合金成分(重量百分數(shù))為Nd 6－11％，Pr 9－15％，Co 2－4％，B 0.8－1.6％，Nb 0.7－3％，其余為Fe；合金的微結構由10－30％軟磁α－Fe相、50－80％永磁Nd
文檔編號C22C38/12GK1632153SQ20041010424
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月18日 優(yōu)先權日2004年12月18日
發(fā)明者張湘義, 李偉 申請人:燕山大學