钴基永磁体及调控钴基永磁体矫顽力稳定性的方法技术

本发明专利技术提供了一种钴基永磁体及调控钴基永磁体矫顽力稳定性的方法。所述钴基永磁体包含具有周期调幅的纳米双相结构，所述纳米双相结构包括呈细长棒状的富FeCo相和弱磁性基体富AlNi相，并且所述富FeCo相周期调幅、弥散分布于所述富AlNi相中。所述方法包括：对包含Fe、Co、Al、Ni、Ti、Cu及Nb合金元素的原料依次进行感应熔炼、定向凝固、高温固溶、高温磁场回火、低温分级回火处理，获得前述的钴基永磁体。藉由本发明专利技术的技术方案，可以使钴基永磁体的矫顽力温度系数可调控，且工艺操作简便，对设备要求低，实用性强，可用于批量生产。

【技术实现步骤摘要】
钴基永磁体及调控钴基永磁体矫顽力稳定性的方法
本专利技术涉及一种钴基永磁材料，特别涉及一种钴基永磁体及调控钴基永磁体矫顽力稳定性的方法，属于永磁材料

技术介绍
铝镍钴(AlNiCo)永磁体是一种早期研发的永磁体，它具有较高的居里温度(860℃)及较低的温度系数(剩磁-0.02％/℃，矫顽力-0.3％/℃)，同时具有较高使用温度(可达600℃)，因此常用于各类高温仪表及特殊的应用领域。近几年的稀土危机及设备更新的需要促使研究人员寻找一种廉价且稳定性更好的永磁体，钴基铝镍钴(AlNiCo)永磁体不含稀土元素，具有良好的磁热稳定性、使用温度高、优异的耐蚀性好及机械性能，可作为科研人员的重点研究对象之一。现阶段，无论稀土永磁或非稀土永磁材料，低温度系数的焦点主要针对剩磁温度系数，而对矫顽力温度系数的关注较少。例如，CN103106991A公开了一种基于晶界重构的高矫顽力稳定性钕铁硼磁体的制备方法，该方法通过采用纳米粉对晶界相进行改性，优化晶界相分布，因此可提高矫顽力并改善磁热稳定性。例如，CN104183349A公开了一种钐钴基永磁体的磁性能调控方法，其中采用添加至少两种稀土元素调节胞壁相的磁特性，从而对钐钴基永磁体的磁性能及温度稳定性进行调控。然则，铝镍钴永磁材料与稀土永磁材料磁性机理不同，因此通过改性晶界相及添加重稀土元素调控相磁特性改善磁热稳定性的方法并不适用。又例如，CN103266257A公开了一种低温度系数铝镍钴永磁合金的制备方法，其通过调节Co含量优化析出富FeCo相结构，进一步改善磁热稳定性，但该方法并不涉及矫顽力稳定性方面的调控。因此，目前业界亟待发展出能有效调控钴基永磁体矫顽力稳定性的方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种钴基永磁体及调控钴基永磁体矫顽力稳定性的方法，以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种矫顽力稳定性可调控的钴基永磁体，所述钴基永磁体包含具有周期调幅的纳米双相结构，所述的纳米双相结构包括呈细长棒状的富FeCo相和弱磁性基体富AlNi相，并且所述富FeCo相周期调幅、弥散分布在所述富AlNi相中。在一些实施例中，所述钴基永磁体包括铝镍钴永磁体。优选的，所述铝镍钴永磁体的晶粒包括平行排列的柱状晶。优选的，所述富FeCo相的长轴方向与柱状晶生长方向一致。优选的，所述的富FeCo相与富AlNi相间隔平行排列。进一步地，所述钴基永磁体包含按照质量百分比计算的如下合金组分：Co33％～36％、Ni12％～14％、Cu3％～3.5％、Ti5％～6.5％、Al6％～7.5％，Nb0～1％，其余包括Fe。进一步地，所述富FeCo相的直径为20nm～40nm，长度在150nm以上。本专利技术实施例还提供了一种调控钴基永磁体矫顽力稳定性的方法，其包括：对包含Fe、Co、Al、Ni、Ti、Cu及Nb合金元素的原料依次进行感应熔炼、定向凝固、高温固溶、高温磁场回火、低温分级回火处理，获得所述的钴基永磁体。在一些实施例中，所述的制备方法具体包括：(1)将包含Fe、Co、Al、Ni、Ti、Cu、Nb合金元素的原料进行感应熔炼，所述感应熔炼的温度为1600℃～1700℃；(2)将步骤(1)所获熔炼材料于模具内进行定向凝固，形成柱状晶毛坯，其中，所述模具的温度为1400℃～1450℃；(3)将步骤(2)所获柱状晶毛坯于600℃～800℃预热20分钟～40分钟，在1200℃～1300℃进行高温固溶处理10分钟～20分钟；(4)将步骤(3)所获高温固溶样品在磁场下风冷至600℃以下，之后于800℃～820℃进行高温磁场回火处理12分钟～16分钟；(5)将步骤(4)所获磁场回火样品风冷至100℃以下，之后于500℃～680℃进行低温分级回火处理，随炉冷却至室温取出，获得所述钴基永磁体。与现有技术相比，通过严格控制浇铸工艺，得到平行分布柱状晶，通过调控合金高温磁场回火及低温分级回火，得到了周期调幅、弥散分布的细长棒状的富FeCo相及弱磁性富AlNi相，实现了矫顽力温度系数可调控；同时，制备工艺操作简便，对设备要求低，实用性强，可用在批量生产。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1制备得到的矫顽力稳定性可调控的钴基永磁体的TEM横向形貌图。图2为本专利技术实施例1制备得到的矫顽力稳定性可调控的钴基永磁体的TEM纵向形貌图。图3为本专利技术实施例4制备得到的矫顽力稳定性可调控的钴基永磁体的TEM横向形貌图。图4为本专利技术实施例4制备得到的矫顽力稳定性可调控的钴基永磁体的TEM纵向形貌图。图5为本专利技术实施例4制备得到的矫顽力稳定性可调控的钴基永磁体的高温磁场回火样品的高温退磁曲线图。图6为本专利技术实施例4制备得到的矫顽力稳定性可调控的钴基永磁体低温二级回火样品的高温退磁曲线图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践发现，得以提出本专利技术的技术方案，其主要是使用感应熔炼，然后控制工艺定向浇铸；高温固溶后磁场风冷；在磁场中进行高温磁场回火，所述磁场方向与柱状晶生长方向一致；然后进行低温分级回火。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。在本专利技术范围内，本专利技术的各项技术特征和在下文(如实施例)中描述的各技术特征之间都可以相互组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。本专利技术的一个方面的一个实施例提供的一种矫顽力稳定性可调控的钴基永磁体，所述钴基永磁体包含具有周期调幅的纳米双相结构，所述纳米双相结构包括呈细长棒状的富FeCo相和弱磁性基体富AlNi相，并且所述富FeCo相周期调幅、弥散分布在所述富AlNi相中。在一些实施例中，所述钴基永磁体包括铝镍钴永磁体。优选的，所述铝镍钴永磁体的晶粒包括平行排列的柱状晶。优选的，所述富FeCo相的长轴方向与柱状晶生长方向一致。优选的，所述的富FeCo相与富AlNi相间隔平行排列。进一步地，所述钴基永磁体包含按照质量百分比计算的如下合金组分：Co33％～36％、Ni12％～14％、Cu3％～3.5％、Ti5％～6.5％、Al6％～7.5％，Nb0～1％，其余包括Fe。进一步地，所述铝镍钴永磁体的晶体结构为平行排列的柱状晶。进一步地，所述铝镍钴永磁体的微观形貌为纳米尺寸、有限长、非线性的磁性纳米阵列。进一步地，所述富FeCo相的直径为20nm～40nm，长度在150nm以上。本专利技术的一个方面的一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矫顽力稳定性可调控的钴基永磁体，其特征在于，所述钴基永磁体包含具有周期调幅的纳米双相结构，所述的纳米双相结构包括呈细长棒状的富FeCo相和弱磁性基体富AlNi相，并且所述富FeCo相周期调幅、弥散分布在所述富AlNi相中。/n

【技术特征摘要】
1.一种矫顽力稳定性可调控的钴基永磁体，其特征在于，所述钴基永磁体包含具有周期调幅的纳米双相结构，所述的纳米双相结构包括呈细长棒状的富FeCo相和弱磁性基体富AlNi相，并且所述富FeCo相周期调幅、弥散分布在所述富AlNi相中。


2.根据权利要求1所述的钴基永磁体，其特征在于：所述的钴基永磁体包括铝镍钴永磁体；优选的，所述铝镍钴永磁体的晶粒包括平行排列的柱状晶；优选的，所述富FeCo相的长轴方向与柱状晶生长方向一致。


3.根据权利要求2所得的钴基永磁体，其特征在于，所述钴基永磁体包含按照质量百分比计算的如下合金组分：Co33％～36％、Ni12％～14％、Cu3％～3.5％、Ti5％～6.5％、Al6％～7.5％，Nb0～1％，其余包括Fe。


4.根据权利要求2所述的钴基永磁体，其特征在于：所述的铝镍钴永磁体的晶体结构为平行排列的柱状晶。


5.根据权利要求2所述的钴基永磁体，其特征在于：所述铝镍钴永磁体的微观形貌为纳米尺寸、有限长、非线性的磁性纳米阵列。


6.根据权利要求2所述的钴基永磁体，其特征在于：所述富FeCo相的直径为20nm～40nm，长度在150nm以上。


7.一种调控钴基永磁体矫顽力稳定性的方法，其特征在于包括：
对包含Fe、Co、Al、Ni、Ti、Cu及Nb合金元素的原料依次进行感应熔炼、定向凝固、高温固溶、高温磁场回火、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵江涛，孙颖莉，刘雷，冯孝超，李东，闫阿儒，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33