合金粉体及其制备方法、合金粉体的应用技术

本申请提供一种合金粉体，合金粉体以原子百分比所表示的组成成分为：(Re1‑

【技术实现步骤摘要】
合金粉体及其制备方法、合金粉体的应用


[0001]本申请涉及永磁材料领域，尤其涉及一种合金粉体、该合金粉体的制备方法、应用该合金粉体制备永磁体的方法及永磁体、及应用该永磁体的装置。

技术介绍

[0002]永磁材料作为重要的功能材料，在社会生活的各个方面都发挥着至关重要的作用。钕铁硼(Nd2Fe
14
B)化合物因优异的磁学性能而成为当前应用最广泛的稀土磁性材料，但是较低的居里温度却严重限制了钕铁硼在新能源汽车驱动电机等高温领域的应用。近年来，钐铁氮(Sm2Fe
17
N3)化合物因优异的内禀磁性而备受研究人员的关注，Sm2Fe
17
N3化合物有着与Nd2Fe
14
B相当的饱和磁化强度(1.54T)、更高的磁晶各向异性场(14T)和更好的耐腐蚀性能，更重要的是，Sm2Fe
17
N3化合物的居里温度为470℃，远高于Nd2Fe
14
B的312℃，可以满足高温领域永磁电机的工作温度要求。
[0003]然而，由于Sm2Fe
17
N3化合物在600℃左右会分解为SmN、α
‑
Fe和N2，传统的烧结磁体制备工艺的烧结温度通常超过1000℃，因此，这使得其不可能采用类似烧结钕铁硼永磁的高温烧结的工艺制备钐铁氮烧结磁体，严重影响了其磁体制备工艺及应用领域。当前，SmFeN永磁体主要以粘结磁体的形式存在，磁性能偏低。

技术实现思路

[0004]鉴于此，为了解决以上缺陷中的至少之一，本申请实施例提供了一种高活性稀土基低熔点的合金粉体。
[0005]另，本申请实施例还提供了一种以上合金粉体的制备方法、应用该合金粉体制备永磁体的方法及永磁体、及应用该永磁体的装置。
[0006]本申请实施例第一方面提供了一种合金粉体，所述合金粉体以原子百分比所表示的组成成分为：(Re1‑
a
Sm
a
)
x
M
y
N
100
‑
x
‑
y
，其中，Re选自La、Ce、Pr、Nd及Y中至少一种，M选自Cu、Co、Fe及Zr中的至少一种，N选自Al、Ag、Bi、Ga及Sn中的至少一种，x的取值范围为50～75，y的取值范围为15～35，a的取值范围为0.1～1.0。
[0007]通过采用以上高活性稀土元素与金属元素形成的合金粉体，能够有效降低合金粉体的熔点，采用该合金粉体作为粘接剂，可以实现更高密度及更高性能的永磁体的热压烧结制备；另外，由于合金粉体为含钐化合物，尤其适用于制备钐铁氮磁体，有利于提高熔融后的低熔点合金粉体对钐铁氮磁性颗粒的界面润湿性，进而提高合金粉体与钐铁氮磁性颗粒的相容性。
[0008]结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述合金粉体的熔点小于或等于490℃。
[0009]合金粉体的熔点小于或等于490℃，远低于诸如钐铁氮磁性颗粒的分解温度(600℃左右)，合金粉体作为永磁体制备过程中的粘接剂，有利于降低热压烧结的温度，进而降低诸如钐铁氮磁性颗粒分解的风险。
[0010]结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述合金粉体的平均粒径小于或等于20μ
m。
[0011]合金粉体的平均粒径小，能够均匀分散在磁性颗粒中并充分与磁性颗粒的表面接触，有利于提高永磁体的密度和磁性能。
[0012]结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述合金粉体的氧含量小于或等于1wt.％。
[0013]合金粉体的氧含量太高，合金粉体表面会形成一层氧化壳层，而这一氧化壳层致密、硬度较大且熔点高。该氧化层的存在不仅阻隔了氧化壳层内部的合金粉体与钐铁氮磁性颗粒接触，降低了合金粉体与钐铁氮磁性颗粒的相容性，使合金粉体与磁性颗粒难以均匀分散，进而影响最终形成的永磁体的密度和磁性能；而且，由于该氧化层的熔点较高，还提高了合金粉体的熔点，使钐铁氮磁体的热压烧结温度升高，提高了钐铁氮磁性颗粒分解的风险。因此，需要控制合金粉体的氧含量尽量低，但考虑到成本与实际可操作性，本实施例控制合金粉体的氧含量小于或等于1wt.％。
[0014]本申请第二方面提供了一种合金粉体的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0015]将合金粉体的原料进行熔炼，冷却后得到母合金铸锭；
[0016]将所述母合金铸锭进行熔体快淬，得到合金片；以及
[0017]将所述合金片进行破碎，得到所述合金粉体，
[0018]其中，所述合金粉体以原子百分比所表示的组成成分为：(Re1‑
a
Sm
a
)
x
M
y
N
100
‑
x
‑
y
，其中，Re选自La、Ce、Pr、Nd及Y中至少一种，M选自Cu、Co、Fe及Zr中的至少一种，N选自Al、Ag、Bi、Ga及Sn中的至少一种，x的取值范围为50～75；y的取值范围为15～35，a的取值范围为0.1～1.0。
[0019]通过熔炼
‑
熔体快淬
‑
合金片破碎工艺制备的合金粉体具有低熔点、高活性及较小平均粒径；熔体快淬可以使母合金铸锭熔融后的熔体在极高的过冷度下重新凝固，有利于形成超细晶粒，而且熔体快淬形成的合金薄带，有利于后续合金片经破碎形成平均粒径较小的粉末状合金，以提高合金粉体在磁性颗粒中的分散性。因此，经由本申请的制备方法制备的合金粉体可以用作永磁体制备用合金粘接剂，能有效降低永磁体制备工艺中热压烧结的温度，降低磁性颗粒高温分解的风险，进而有利于提高永磁体的密度和磁性能。另外，合金粉体的制备方法工艺简单，设备仪器为稀土基合金制备领域常用的真空电弧熔炉或真空感应熔炉等，易于实现放大量产。
[0020]结合第二方面，在一些可能的实施例中，所述将合金粉体的原料进行熔炼的步骤之前，所述制备方法还包括步骤：
[0021]将所述合金粉体的所述原料进行配料，
[0022]其中，所述原料中的每一成分在配料时称量质量与理论质量之间的误差为0.5％～10％。
[0023]在配料过程中，通过严格控制合金粉体原料的称量质量与理论质量之间的误差，确保合金粉体各个组成成分之间的比例的精确性，从而确保制备的合金粉体能够达到理想的低熔点。
[0024]结合第二方面，在一些可能的实施例中，所述熔炼为真空电弧熔炼，所述熔炼的电流为100A至400A。
[0025]通过采用真空电弧熔炼，能有效降低合金粉体中的氧含量；由于真空电弧熔炼过
程中，电流的大小会影响熔炉输出的功率，进而影响合金粉体的原料熔融。若电流太小，则原料的熔融不够充分；若电流太大，则熔融的原料会在大电流的作用下挥发，从而造成原料损失，降低合金粉体各个组成成分配比的精确性，从而导致最终形成的合金粉体的熔点的不确定性。因此，通过控制真空电弧熔炼的电流在100A至400A范围内，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合金粉体，其特征在于，所述合金粉体以原子百分比所表示的组成成分为：(Re1‑
a
Sm
a
)
x
M
y
N
100
‑
x
‑
y
，其中，Re选自La、Ce、Pr、Nd及Y中至少一种，M选自Cu、Co、Fe及Zr中的至少一种，N选自Al、Ag、Bi、Ga及Sn中的至少一种，x的取值范围为50～75，y的取值范围为15～35，a的取值范围为0.1～1.0。2.根据权利要求1所述的合金粉体，其特征在于，所述合金粉体的熔点小于或等于490℃。3.根据权利要求1或2所述的合金粉体，其特征在于，所述合金粉体的平均粒径小于或等于20μm。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的合金粉体，其特征在于，所述合金粉体的氧含量小于或等于1wt.％。5.一种合金粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将合金粉体的原料进行熔炼，冷却后得到母合金铸锭；将所述母合金铸锭进行熔体快淬，得到合金片；以及将所述合金片进行破碎，得到所述合金粉体，其中，所述合金粉体以原子百分比所表示的组成成分为：(Re1‑
a
Sm
a
)
x
M
y
N
100
‑
x
‑
y
，其中，Re选自La、Ce、Pr、Nd及Y中至少一种，M选自Cu、Co、Fe及Zr中的至少一种，N选自Al、Ag、Bi、Ga及Sn中的至少一种，x的取值范围为50～75；y的取值范围为15～35，a的取值范围为0.1～1.0。6.根据权利要求5所述的合金粉体的制备方法，其特征在于，所述将合金粉体的原料进行熔炼的步骤之前，所述制备方法还包括步骤：将所述合金粉体的所述原料进行配料，其中，所述原料中的每一成分在配料时称量质量与理论质量之间的误差为0.5％～10％。7.根据权利要求5或6所述的合金粉体的制备方法，其特征在于，所述熔炼为真空电弧熔炼，所述熔炼的电流为100A至400A。8.根据权利要求5至7中任意一项所述的合金粉体的制备方法，其特征在于，所述将合金粉体的原料进行熔炼，冷却后得到母合金铸锭的步骤具体包括以下步骤：将容置有所述原料的熔炼设备抽真空；将抽真空的熔炼设备内充入惰性气体；对所述原料进行熔炼，得到热铸锭；以及对所述热铸锭进行冷却，得到所述母合金铸锭。9.根据权利要求8所述的合金粉体的制备方法，其特征在于，所述熔炼设备的真空度小于或等于0.1Pa；所述惰性气体的气压在
‑
0.08MPa至
‑
0.02MP...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑精武，尉时通，车声雷，赖彬，智彦军，景遐明，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：