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一種鈷納米顆粒摻雜制備高矯頑力錳鉍磁粉的方法

文檔序號:3261769閱讀:187來源:國知局
專利名稱:一種鈷納米顆粒摻雜制備高矯頑力錳鉍磁粉的方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種制備具有高矯頑力錳鉍磁粉的方法,屬于錳鉍磁粉技術領域。
背景技術
錳鉍是一類具有良好磁性能的功能材料,在磁光存儲、永磁電機等眾多領域有著廣泛的應用前景。近年來,隨著風力發(fā)電、電動汽車等新興環(huán)保產業(yè)的快速發(fā)展,作為關鍵基礎材料的永磁材料引起了人們的廣泛關注。目前常用的永磁材料如釹鐵硼磁體等溫度特性較差,即磁體的磁性能隨著溫度的升高急劇下降,因此無法適用于對使用溫度有較高要求的產品。而錳鉍永磁材料則具有優(yōu)異的溫度特性,其磁性能的關鍵參數(shù)一矯頑力可以隨著溫度 的升高而增大,因此有望在相關產業(yè)中發(fā)揮重要作用。但是由于內稟磁性能的限制,單相錳鉍永磁粉末的矯頑力與釤鈷等常用永磁材料仍然較低,特別是在室溫下這種差距更加明顯,這對于錳鉍永磁材料的應用十分不利。針對上述問題,本發(fā)明提出采用鈷納米顆粒摻雜的方法制備高矯頑力的錳鉍磁粉。將鈷納米顆粒與錳鉍合金微米顆?;旌暇鶆颍缓笸ㄟ^高能球磨使鈷納米顆粒以原子的形式擴散進入錳鉍分子的晶格中,顯著提高了磁粉的磁晶各向異性。與此同時,錳鉍合金中的晶粒尺寸也由微米級細化至納米級。最終所制備的摻鈷錳鉍磁粉具有顯著高于單相不含鈷錳鉍磁粉的矯頑力。據(jù)此,本發(fā)明采用鈷納米顆粒摻雜制備出具有高矯頑力的錳鉍磁粉。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種獲得高矯頑力錳鉍磁粉的方法,綜合采用磁懸浮熔煉、退火熱處理、滾動球磨、鈷納米顆粒摻雜、高能球磨等多種技術,成功的制備出具有高矯頑力的錳鉍磁粉。本發(fā)明提供一種鈷納米顆粒摻雜制備高矯頑力錳鉍磁粉的方法,其特征在于,包括以下步驟第一,將原材料錳和鉍按照摩爾比I. 05 1配比,采用磁懸浮熔煉技術制成錳鉍合金;第二,將錳鉍合金在真空的條件下進行熱處理,熱處理的工藝條件是溫度280-295°C、時間 36-72 小時;第三,將熱處理后的錳鉍合金鑄錠在丙酮保護的條件下進行滾動球磨,球料比為3:1,球磨時間為4 一 6小時,獲得4 一 6微米的單相錳鉍磁粉;第四,采用物理氣相沉積技術制備并收集20-100nm的鈷納米顆粒;第五,將所制備的鈷納米顆粒加入步驟三中制備好的錳鉍磁粉中,添加比例為錳秘磁粉重量的5-15%,優(yōu)選5%,將兩種粉末混合均勻;第六,將混合后的粉末在氬氣的保護下進行高能球磨,球料比為20:1,球磨時間為2 - 4小時,最終獲得具有高矯頑力的錳鉍磁粉。本發(fā)明所制備的錳鉍磁粉的特征在于,磁粉在室溫下的矯頑力得到大幅度最高可以達到20000奧斯特以上,可以廣泛的應用于永磁器件的制造。本發(fā)明提供的錳鉍磁粉的另一重要特征在于,本發(fā)明利用鈷納米顆粒尺寸小,表面活性高的特點,通過高能球磨使之進入錳鉍合金晶格,與未摻雜鈷納米粉的錳鉍磁粉相t匕,其矯頑力顯著提高,提高幅度達到50 — 100%。因此有利于磁粉在對矯頑力要求更高的環(huán)境下使用。有關具體實施例及對比例中錳鉍磁粉的室溫矯頑力見表一。



圖I :采用本方法制備的摻雜10%鈷納米粉的錳鉍磁粉的XRD衍射圖(實施例2樣
品結果)。
具體實施例方式實施例I原材料錳和鉍按照I. 05 1 (摩爾數(shù)比)配比,采用磁懸浮熔煉技術制成合金。將合金在真空的條件下進行熱處理,熱處理的工藝條件是溫度280°C、時間72小時。將退火后的合金在丙酮保護的條件下進行滾動球磨,球料比為3: 1,球磨時間為6小時,獲得4微米的單相錳鉍磁粉。將平均粒徑20納米,重量比5%的鈷納米顆粒添加到上述錳鉍磁粉,并使二者混合均勻。將混合后的粉末在氬氣的保護下進行高能球磨,球料比為20:1,球磨時間為2小時,最終獲得錳鉍磁粉。實施例2原材料錳和鉍按照I. 05 1 (摩爾數(shù)比)配比,采用磁懸浮熔煉技術制成合金。將合金在真空的條件下進行熱處理,熱處理的工藝條件是溫度295°C、時間36小時。將退火后的合金在丙酮保護的條件下進行滾動球磨,球料比為3: 1,球磨時間為4小時,獲得6微米的單相錳鉍磁粉。將平均粒徑100納米,重量比15%的鈷納米顆粒添加到上述錳鉍磁粉,并使二者混合均勻。將混合后的粉末在氬氣的保護下進行高能球磨,球料比為20:1,球磨時間為4小時,最終獲得錳鉍磁粉。實施例3原材料錳和鉍按照I. 05 1 (摩爾數(shù)比)配比,采用磁懸浮熔煉技術制成合金。將合金在真空的條件下進行熱處理,熱處理的工藝條件是溫度290°C、時間48小時。將退火后的合金在丙酮保護的條件下進行滾動球磨,球料比為3:1,球磨時間為5小時,獲得5微米的單相錳鉍磁粉。將平均粒徑50納米,重量比10%的鈷納米顆粒添加到上述錳鉍磁粉,并使二者混合均勻。將混合后的粉末在氬氣的保護下進行高能球磨,球料比為20:1,球磨時間為3小時,最終獲得錳鉍磁粉。對比例I原材料錳和鉍按照I. 05 1 (摩爾數(shù)比)配比,采用磁懸浮熔煉技術制成合金。將合金在真空的條件下進行熱處理,熱處理的工藝條件是溫度280°C、時間72小時。將退火后的合金在丙酮保護的條件下進行滾動球磨,球料比為3:1,球磨時間為6小時,獲得4微米的單相錳鉍磁粉。對比例2原材料錳和鉍按照I. 05 1 (摩爾數(shù)比)配比,采用磁懸浮熔煉技術制成合金。將合金在真空的條件下進行熱處理,熱處理的工藝條件是溫度280°C、時間72小時。將退火后的合金在丙酮保護的條件下進行滾動球磨,球料比為3:1,球磨時間為6小時,獲得4微米的單相猛秘磁粉。將上述單相磁粉在IS氣的保護下進行高能球磨,球料比為20:1,球磨時間為2小時,最終獲得單相錳鉍磁粉。表I
權利要求
1.一種鈷納米顆粒摻雜制備高矯頑力錳鉍磁粉的方法,其特征在于,包括以下步驟 第一,將原材料錳和鉍按照摩爾比I. 05 1配比,采用磁懸浮熔煉技術制成錳鉍合金; 第二,將錳鉍合金在真空的條件下進行熱處理,熱處理的工藝條件是溫度280 -295°C、時間36 — 72小時; 第三,將熱處理后的錳鉍合金鑄錠在丙酮保護的條件下進行滾動球磨,球料比為3:1,球磨時間為4 一 6小時,獲得4 一 6微米的單相錳鉍磁粉; 第四,采用物理氣相沉積技術制備并收集20-100nm的鈷納米顆粒; 第五,將所制備的鈷納米顆粒加入步驟三中制備好的錳鉍磁粉中,鈷納米顆粒添加比例為錳鉍磁粉重量的5-15%,將兩種粉末混合均勻; 第六,將混合后的粉末在氬氣的保護下進行高能球磨,球料比為20:1,球磨時間為2 -4小時。
2.按照權利要求I的一種鈷納米顆粒摻雜制備高矯頑力錳鉍磁粉的方法,其特征在于,鈷納米顆粒添加比例為錳鉍磁粉重量的5%。
全文摘要
一種鈷納米顆粒摻雜制備高矯頑力錳鉍磁粉的方法,屬于錳鉍磁粉技術領域。采用磁懸浮熔煉技術制備錳鉍合金;將錳鉍合金在在真空的條件下進行熱處理;將熱處理后的錳鉍合金利用滾動球磨技術制備成合金粉末;采用物理氣相沉積技術制備鈷納米顆粒;將錳鉍合金粉末與鈷納米顆?;旌暇鶆颍粚⒒旌虾蟮姆勰┰跉鍤獾谋Wo下進行高能球磨,最終獲得高矯頑力的錳鉍磁粉。與采用相同方法制備的未摻雜鈷納米顆粒的錳鉍磁粉相比,本發(fā)明利用鈷納米顆粒尺寸小,表面活性高的特點,通過高能球磨使之進入錳鉍合金晶格,使最終獲得的鈷納米顆粒摻雜型錳鉍合金磁性粉末的矯頑力顯著提高50-100%。
文檔編號B22F9/04GK102909381SQ20121039426
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權日2012年10月17日
發(fā)明者岳明, 張東濤, 耿文甜, 劉衛(wèi)強, 張久興 申請人:北京工業(yè)大學
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