本發(fā)明屬于永磁材料，涉及一種提高釤鈷永磁材料高溫穩(wěn)定性的方法。

背景技術(shù)：

1、釤鈷(smco)永磁材料因其獨(dú)特的高溫穩(wěn)定性和出色的抗腐蝕能力，加之較低的剩磁溫度系數(shù)，成為了高新技術(shù)、國防武器裝備、現(xiàn)代通訊、交通以及智能制造領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵材料。特別是sm2co17型釤鈷永磁材料，作為第二代稀土永磁材料，具有高居里溫度，高磁性能與良好的溫度穩(wěn)定性，使其在需要承受高溫條件的應(yīng)用中具有不可替代的價(jià)值。然而，隨著航空航天等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，對(duì)磁性器件的服役溫度要求不斷提高，逐步提高至400～700℃，對(duì)于常規(guī)sm2co17釤鈷永磁材料，在該溫度下會(huì)發(fā)生明顯的元素?cái)U(kuò)散與成分變化，高溫下的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，磁性能損失嚴(yán)重。具體來說，sm2co17釤鈷永磁材料的組織結(jié)構(gòu)主要由晶粒和晶界組成，其中晶粒經(jīng)沉淀硬化形成由富cu胞壁相、富fe胞內(nèi)相和富zr片狀相構(gòu)成的納米胞狀組織結(jié)構(gòu)，并且富zr片狀相貫穿胞內(nèi)相和胞壁相，如圖1所示。在時(shí)效沉淀硬化過程中，會(huì)發(fā)生cu偏聚于胞壁相，而片狀相是cu向胞壁相擴(kuò)散的快速通道；同樣的，最終制備的磁體在400～700℃高溫保溫過程中，cu元素也會(huì)通過富zr片狀相發(fā)生擴(kuò)散，納米胞狀組織會(huì)發(fā)生成分與組織變化，導(dǎo)致磁性能降低。

2、對(duì)此，需要一種新方法來提高釤鈷永磁材料在400～700℃高溫下的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減少成分與元素變化，降低磁性能損失。一個(gè)可能的策略是通過改變材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，特別是通過引入特定的設(shè)計(jì)來破壞高溫下元素?cái)U(kuò)散的主要通道——即讓富zr的片狀相發(fā)生彎折，這樣的設(shè)計(jì)可以有效地減少在高溫條件下材料中的成分與組織變化，提高組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低磁通損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高釤鈷永磁材料高溫穩(wěn)定性的方法，制備的釤鈷永磁體具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

2、本發(fā)明的一個(gè)目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

3、一種提高釤鈷永磁材料高溫穩(wěn)定性的方法，包括以下步驟：

4、將原料依次進(jìn)行熔煉、制粉、取向成型、冷等靜壓、燒結(jié)固溶、時(shí)效處理、變形后處理，得到釤鈷永磁體；

5、在所述變形后處理過程中，對(duì)磁體施加壓力，施加壓力的方向垂直于磁體的易磁化軸(c軸)。

6、優(yōu)選地，在≤400℃的溫度下對(duì)磁體施加壓力；進(jìn)一步優(yōu)選為在200～400℃的溫度下對(duì)磁體施加壓力，例如可以為200、250、280、300、320、350或400℃。

7、優(yōu)選地，施加壓力的大小為10～800mpa，進(jìn)一步優(yōu)選為50～600mpa，例如可以為50、80、100、150、200、250、300、350、400、500或600mpa。

8、優(yōu)選地，對(duì)磁體施加壓力的時(shí)間為1～30min，進(jìn)一步優(yōu)選為2～10min。

9、優(yōu)選地，在對(duì)磁體施加壓力前，先將時(shí)效處理后的磁體置于≤400℃，保溫0.5～5h。

10、優(yōu)選地，所述釤鈷永磁材料為2:17型。

11、優(yōu)選地，所述釤鈷永磁材料的原料包括：sm、co、fe、cu和zr。

12、進(jìn)一步優(yōu)選，所述釤鈷永磁材料的原料包括以下重量百分比計(jì)成分：sm?20.0～28.0％、co?45.0～60.0％、fe?5.0～20.0％、cu?2.0～8.0％，其余為zr。

13、優(yōu)選地，燒結(jié)溫度為1180～1240℃，保溫時(shí)間為1～5h。

14、優(yōu)選地，固溶溫度比燒結(jié)溫度低10～50℃，保溫時(shí)間為2～5h。

15、優(yōu)選地，所述時(shí)效處理的一級(jí)時(shí)效溫度為750℃≤t＜居里溫度，保溫時(shí)間為8～40h；二級(jí)時(shí)效溫度為400～600℃，保溫時(shí)間為2～20h。

16、本發(fā)明的第二目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

17、一種耐高溫釤鈷永磁材料，其通過以上制備方法制備而得。

18、優(yōu)選地，所述耐高溫釤鈷永磁材料包括富zr片狀相，所述富zr片狀相彎折。

19、優(yōu)選地，所述耐高溫釤鈷永磁材料在400～700℃下保溫1～3h，磁通損失率≤2.8％。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

21、1、本發(fā)明在時(shí)效處理后加入變形后處理步驟，變形后處理過程中，對(duì)磁體施加壓力，施加壓力的方向垂直于磁體的易磁化軸，通過外加特定方向的壓應(yīng)力使得釤鈷永磁材料特有的富zr片狀相發(fā)生彎折，破壞cu、fe等原子的擴(kuò)散通道，從而減少高溫保溫過程中釤鈷的元素?cái)U(kuò)散與成分變化，提高高溫下的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減少磁通損失。

22、2、本發(fā)明的變形后處理過程中，施加壓力的溫度≤400℃，如果施加壓力的溫度過高，則釤鈷合金中的cu、fe等元素會(huì)通過片狀相發(fā)生擴(kuò)散，組織結(jié)構(gòu)被破壞，惡化其磁性能，對(duì)磁疇的釘扎能力也減弱，大大降低磁體的耐高溫性能。

23、3、本發(fā)明采用獨(dú)特的工藝設(shè)計(jì)，提高了釤鈷永磁材料在高溫環(huán)境下的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性并降低磁通量的損失，為釤鈷永磁體在高溫環(huán)境下的應(yīng)用提供更加可靠的解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種提高釤鈷永磁材料高溫穩(wěn)定性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在≤400℃的溫度下對(duì)磁體施加壓力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，施加壓力的大小為10～800mpa。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)磁體施加壓力的時(shí)間為1～30min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在對(duì)磁體施加壓力前，先將時(shí)效處理后的磁體置于≤400℃，保溫0.5～5h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述釤鈷永磁材料為2:17型，所述釤鈷永磁材料的原料包括：sm、co、fe、cu和zr。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述釤鈷永磁材料的原料包括以下重量百分比計(jì)成分：sm?20.0～28.0％、co?45.0～60.0％、fe5.0～20.0％、cu?2.0～8.0％，其余為zr。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，燒結(jié)溫度為1180～1240℃，保溫時(shí)間為1～5h；

9.一種耐高溫釤鈷永磁材料，其特征在于，其通過權(quán)利要求1的方法制備而得，所述耐高溫釤鈷永磁材料包括富zr片狀相，所述富zr片狀相彎折。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種耐高溫釤鈷永磁材料，其特征在于，所述耐高溫釤鈷永磁材料在400～700℃下保溫1～3h，磁通損失率≤2.8％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于永磁材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高釤鈷永磁材料高溫穩(wěn)定性的方法。所述方法包括以下步驟：將原料依次進(jìn)行熔煉、制粉、取向成型、冷等靜壓、燒結(jié)固溶、時(shí)效處理、變形后處理，得到釤鈷永磁體；在所述變形后處理過程中，對(duì)磁體施加壓力，施加壓力的方向垂直于磁體的易磁化軸。本發(fā)明通過外加特定方向的壓應(yīng)力使得釤鈷永磁材料特有的富Zr片狀相發(fā)生彎折，破壞Cu、Fe等原子的擴(kuò)散通道，從而減少高溫保溫過程中釤鈷的元素?cái)U(kuò)散與成分變化，提高高溫下的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減少磁通損失。

技術(shù)研發(fā)人員：周波,趙江濤,劉雷,丁勇,孫穎莉,宋帥康,閆阿儒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23