【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁性材料制备，尤其涉及一种sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法。
技术介绍
1、永磁材料是当今科技领域的研究热点，尤其在电动汽车和风力发电等绿色能源领域，高性能永磁材料的应用前景广阔。蓬勃发展中的新能源产业需要大量耐高温的高性能永磁材料。目前广泛使用的钕铁硼永磁材料虽然室温磁性能优异，但其居里温度较低，稳定性差，不适合高温环境应用。为了克服这一难题，当前主要依赖掺杂重稀土，这又导致材料的成本飙升。另一方面，由于钕铁硼永磁材料的大量生产，与nd共生的其他稀土元素如la、ce、sm等出现了过剩的情况。这种失衡不仅影响了稀土资源的可持续利用，还对环境造成了潜在的负面影响。与nd2fe14b相比，sm2fe17n3具有更高的居里温度、更大的各向异性场、更优异的抗氧化性和热稳定性，是一种极具应用前景的高性能永磁材料。因此，开发高性能sm2fe17n3永磁材料来取代部分钕铁硼市场，减少对特定稀土资源的依赖，具有重要的经济价值，也有利于我国稀土资源的均衡利用。
2、sm2fe17n3可以通过对sm2fe17粉末进行氮化来制造。氮化是制备sm2fe17n3磁粉的重要工艺步骤，它能够将氮原子渗入到sm2fe17合金粉末中，形成具有单轴磁各向异性的氮化物相，从而改善磁性能。目前主流的sm2fe17n3制备工艺可以分为两大类：其一是以纯金属为原料，采用熔炼的方式获得sm2fe17合金(如熔体快淬法)，然后再进行氮化处理；第二类以金属氧化物为原料，采用还原扩散法获得sm2fe17合金，然后再进行氮化处理。在氮化前，必须将s
3、因此，有必要提供一种改进的sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法，通过简化流程和避免磁粉的转移，来降低氧化的风险。该方法先采用速凝工艺获得耐氧化性较好的sm2fe17合金薄片；然后，基于吸氢歧化分解原理，在反应釜中，采用先充氢后脱氢的方式将sm2fe17合金薄片破碎制粉；进一步，将反应釜内的气氛更换为氮气后进行原位氮化处理，最终获得sm2fe17n3磁粉。
2、本专利技术提供一种sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法，包括如下步骤：
3、(1)熔炼：按照设计成分将fe、sm分别加入中频真空感应速凝炉中，将熔化后获得的合金浇铸到旋转的水冷铜辊上，获得钐铁合金薄片；
4、(2)氢破碎：将钐铁合金薄片加入反应釜中，对反应釜进行抽真空后充入氢气，接着加热至150～200℃，保温12～24h；然后对反应釜进行抽真空脱氢，同时加热至300℃，保温2h，获得钐铁合金粉末；
5、(3)原位氮化：在对应的同一反应釜中充入氮气，然后加热将钐铁合金粉末进行原位氮化得到sm2fe17n3磁粉。
6、根据一种sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)设计成分的原子百分比为sm2.51fe17，然后将原子百分比换算成质量百分比；其中与理论合金成分sm2fe17相比，钐过量18％；
7、根据一种sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法，其特征在于：步骤(1)将fe、sm分别加入中频真空感应速凝炉中为将原料fe和sm在坩埚中交替堆叠，且sm置于fe下方，即自下而上按sm、fe、sm、fe……的顺序分层堆叠原料；
8、根据一种sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法，其特征在于：步骤(1)感应熔炼功率以2～3kw/min的速率逐渐增加到12～16kw；铜辊转速为1.8m/s；
9、根据一种sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法，其特征在于：步骤(2)所充氢气压力为3～5mpa；充氢过程加热温度为200℃，保温时间12h；或者加热温度为150℃，保温时间24h；
10、根据步骤(2)所述的一种sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法，其特征在于：氢破碎后钐铁合金粉末粒径小于25μm；
11、根据一种sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法，其特征在于：步骤(3)氮化所充氮气压力为5～6mpa；氮化温度为460～490℃，保温时间为5～12小时；
12、根据一种sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法，其特征在于：从钐铁合金薄片的氢破碎制粉到氮化全流程均在低氧反应釜中进行，有利于防止钐铁粉末氧化；所述sm2fe17n3磁粉中氧含量小于2400ppm。
13、本专利技术的优点在于，sm2fe17合金薄片的破碎制粉和原位氮化全流程均在单一气氛保护的反应釜釜中进行，在制备过程中避免了sm2fe17粉末的转移和与空气的接触，从而有效降低氧化的可能性；此外，采用高压氮气作为氮源进行氮化，有利于提高氮化效率。由上述方法制备得到的sm2fe17n3磁粉的氧含量为2400ppm，氮含量可达3.14wt％，这是其他传统工艺难以获得的。此外，该方法简化了流程，提高生产效率，降低生产成本。
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1.一种Sm2Fe17N3磁粉的原位多级制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)设计成分的原子百分比为Sm2.51Fe17，然后将原子百分比换算成质量百分比；其中与理论合金成分Sm2Fe17相比，钐过量18％。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)将Fe、Sm分别加入中频真空感应速凝炉中为将原料Fe和Sm在坩埚中交替堆叠，且Sm置于Fe下方，即自下而上按Sm、Fe、Sm、Fe……的顺序分层堆叠原料。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)感应熔炼功率以2～3kW/min的速率逐渐增加到12～16kW；铜辊转速为1.8m/s。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所充氢气压力为3～5MPa；充氢过程加热温度为200℃，保温时间12h；或者加热温度为150℃，保温时间24h。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)氢破碎后钐铁合金粉末粒径小于25μm。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，从钐铁合金薄片的氢破碎制粉到氮化全流程均在低氧反应釜中进行，所述Sm2Fe17N3磁粉中氧含量小于2400ppm，氮含量可达3.14wt％。
...【技术特征摘要】
1.一种sm2fe17n3磁粉的原位多级制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)设计成分的原子百分比为sm2.51fe17，然后将原子百分比换算成质量百分比；其中与理论合金成分sm2fe17相比，钐过量18％。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)将fe、sm分别加入中频真空感应速凝炉中为将原料fe和sm在坩埚中交替堆叠，且sm置于fe下方，即自下而上按sm、fe、sm、fe……的顺序分层堆叠原料。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)感应熔炼功率以2～3kw/min的速率逐渐增加到12～16kw；铜辊转速为1.8...
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