一种镝镓合金的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种金属间化合物型的镝镓合金粉的制备方法，该方法采用金属钙和碱金属氯化物或碱土金属氯化物作还原剂，直接由氧化镝和氧化镓通过还原扩散法制备镝镓合金粉，与现有相关技术相比较，本发明专利技术的方法无环境污染、工艺简单、合金中镝、镓含量稳定可控，生产成本更低，可广泛应用于稀土永磁材料。

Method for preparing dysprosium gallium alloy

Method for preparing DYGA alloy powder of the invention relates to an intermetallic compound type, the method adopts metal calcium and alkali metal chloride or alkaline earth metal chloride as reducing agent, DYGA alloy powder by reduction diffusion method by directly by dysprosium oxide and gallium oxide, compared with the existing technology, the method of the invention no environmental pollution, simple process, alloy, dysprosium gallium content is stable and controllable, lower production cost, can be widely used in rare earth permanent magnetic material.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属间化合物型合金粉的制备方法，尤其涉及一种镝镓(DyGa)合金粉的制备方法，属新材料

技术介绍
稀土永磁材料(Nd2FewB)，主要是由稀土金属钕(Nd)、铁等金属 和硼通过粉末冶金工艺制备而成，广泛应用电子、机械等行业，尤其 高性能高矫顽力材料，在国防工业中得到大量应用，其市场前影极为 广阔。为了制备高性能稀土永磁材料(Nd2FewB)的磁性能，尤其提高内 禀矫顽力和热稳定性，往往在稀土永磁材料(Nd2Fei4B)粉末冶金熔炼 时均添加少量的其他金属，如添加稀土金属镝和金属镓等，它们能起 到使晶粒大小均匀、晶粒细化，改善晶界相的成分，并能使晶界相分 布更加均匀等作用。在研发制备高性能稀土永磁材料过程中，研究人员发现用双合金 法或多合金法工艺相对以纯金属形式加入的工艺更容易合金化。就是 把金属镝和金属镓等金属先生成合金再添加到母合金中，比直接把金 属镝和金属镓等金属添加到母合金中效果更佳，能够更高地提高性我们把相同配方添加镝镓合金制成的Nd2Fe,4B永磁体和添加纯金 属镝、镓制成的Nd2FewB永磁体相比较，经过金相分析和性能比较， 我们发现添加镝镓合金的Nd2Fe14B永磁体和添加纯金属镝和镓的 Nd2Fe,4B永磁体相比较，无论金相和性能都有较大幅度提高，比较结 果看附图。根据相关文件检索，上海材料研究所的专利技术专利《一种镝铁合金 粉的制备方法》 (专利公开号CN1417364)，看似比较类似，但仔细 分析又有较大区别首先，上海材料研究所的专利技术利用纯钙还原扩散法，单纯采用钙作为还原剂又存在如下缺点还原产物氧化钙，其熔点高达2600°C，在还原温度下仍为固态，对还原稀土金属的扩散有 阻碍作用，甚至可将己还原的稀土金属被氧化钙所包含，不但给合金 提纯带来困难，而且使它无法同金属铁形成稀土铁合金；本专利技术采用 金属钙+氯化盐NaCl(或CaCl2)作还原剂，在还原过程中低熔点的 CaONaCl (熔点为80rC)， CaOCaCl2 (熔点为782。C)熔化后更利 于还原金属的扩散和金属间化合物的形成。其二，上海材料研究所 的专利技术是一种纯稀土与铁之间的化合物；而本专利技术是一种纯稀土与镓 之间的化合物。其三，金属镓的物理化学性能比较特殊，它的熔点只 有29°C,常温下以液体的状态存在，流动性较强，对称量、运输、 保管、添加都很不方便，由于最早参与合金化，合金化反而不理想。 而本专利技术解决了这个问题，加工成镝镓(DyGa)合金以后，它的熔 点与母合金的瑢点很相近，在118(TC左右，所以更加容易合金化。
技术实现思路
本专利技术可通过以下技术方案来实现 一种镝镓(DyGa)合金粉 末的制备方法，采用金属钙、和碱金属氯化物或碱土金属氯化物作还 原剂，直接由氧化镝(Dy203)和氧化镓(Ga203)通过所述还原剂进行还 原扩散制备镝镓(DyGa)合金粉。氧化镝粉末、氧化镓粉末加入量不同，合金中含稀土量可以控制， 还原过程中低熔点的CaONaCl (熔点为801°C)， CaOCaCl2 (熔点为 782°C)，更利于还原金属的扩散和金属间化合物的形成。 其还原扩散化学反应方程式为 Dy203+2Ga203+9Ca+9MClx=2 DyGa2+9CaO *MC1X 其中，M为碱金属或碱土金属元素，x^或2。 Dy203+2Ga203+9Ca+9M 碱土金属 Cl2=2 DyGa2+9CaO 'M 碱土金属 Cl2 Dy203+2Ga203+9Ca+9CaCl2=2 DyGa2+9CaO《aClz Dy203+2Ga203+9Ca+9MgCl2=2 DyGa2+9CaO 'MgCl2 Dy203+2Ga203+9Ca+9M碱金属Cl-2 DyGa2+9CaO 碱金属Cl Dy203+ 2Ga203+9Ca+9NaCl =2 DyGa2+9CaO NaCl Dy203+ 2Ga203+9Ca+9KCl =2 DyGa2+9CaO *KC1 其制备方法包括以下步骤(1) 将一定量的氧化镝(Dy203)和氧化镓(Ga203)与金属钙、碱金 属氯化物或碱土金属氯化物混合均匀得到混合料，其中，混合料中 Dy203:Ga203:Ca: MC1X的质量百分比为1:2:9:9;;(2) 将上述混合料在500 800Kg/cr^的压力下压成料块，置于真空电阻炉中，并抽真空；(3) 在惰性气体1.05-1.25MPa压力保护下，在加热温度为 950 110(TC下对上述料块进行还原扩散反应7~10小时，得到试料；(4) 冷却上述试料至60'C以下时，出炉，得到镝镓合金粉的冷 却料。其中，冷却料中含大量的氧化钙。最好，所述碱金属氯化物为氯化钠、或氯化钾。 最好，所述碱土金属氯化物为氯化钙、或氯化镁。 最好，在步骤(1)中混合所用时间至少为1.5小时。 最好，在步骤(2)中抽真空为2Pa。 最好，在步骤(3)中在加热前用纯氩气进行清洗。 根据本专利技术，本制备方法还包括如下后处理步骤(1) 所述冷却料在5 10MNH4C1水溶液中浸泡，最好，浸泡时 间至少5小时；(2) 在搅拌的条件下用水清洗至溶液由白色呈现棕色，再用2~4 体积％醋酸水溶液和1体积。/。EDTA氨水溶液清洗，水洗2 3次至溶 液pH值为中性，过滤；(3) 用无水乙醇冲滤沉淀物2次，在真空下干燥沉淀物得到沉 淀合金粉。最好，所述沉淀物在6(TC以下真空干燥1 2小时，得到 沉淀合金粉。取出后真空包装成最终产品。其中，该合金粉中不含钙。本专利技术的主要优点是工艺简单、无环境污染、生产成本低，而且 合金中镝、镓含量稳定可控。附图说明图l (a)表示添加纯金属镝和镓的Nd2Fei4B永磁体金相图； 图1 (b)表示添加镝镓合金的Nd2FewB永磁体金相图； 图2 (a)表示添加纯金属镝和镓的Nd2FewB永磁体性能曲线； 图2 (b)表示添加纯镝镓合金的Nd2FewB永磁体性能曲线。具体实施例方式下面结合具体实施例，对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不受 实施例中参数及范围的限制。实施例l将Dy2O3l000克，Ga2O3l010克，Ca粒1150克，NaCl 72克， 用混合机均匀混合1.5小时后，用500Kg/cn^压力将试料压成圆环形 料块，放入反应器中，并置于电阻加热炉中，抽真空达2Pa后，再充 入Ar气，在Ar气保护下加热至950'C，保温10小时，然后随炉冷 却至60'C以下，取出试料置于5"/。NH4Cl水溶液中浸泡6小时，在搅 拌条件下用水清洗至溶液呈现棕色，然后用2% (体积)醋酸水溶液 和1%EDTA氨水溶液清洗2次，水洗至溶液呈中性(pH值)后过滤， 并用无水乙醇冲滤2次，再进行真空干燥，所得合金粉1615克，合 金中含53.64。/oDy， 46.03% Ga ， 0.12%Ca， 0.21%O。实施例2将Dy203 1000克，Ga2O3l010克，Ca粒1150克，CaCl2 80克， 用混合机均匀混合3小时后，用600Kg/cr^压力将试料压成圆环形料 块，放入反应器中，并置于电阻加热炉中，抽真空达2Pa后，再充入 Ar气，在Ar气保护下加热至970'C，保温7小时，然后随炉冷却至 6(TC以下，取出试料置于10MNH4C1水溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属间化合物型的镝镓合金粉的制备方法，其特征在于，采用金属钙、和碱金属氯化物或碱土金属氯化物作还原剂，直接由氧化镝和氧化镓通过所述还原剂进行还原扩散制备镝镓合金粉，其还原扩散化学反应方程式为：　Ｄｙ↓［２］Ｏ↓［３］＋２Ｇａ↓［２ ］Ｏ↓［３］＋９Ｃａ＋９ＭＣｌ↓［ｘ］＝２ＤｙＧａ↓［２］＋９ＣａＯ.ＭＣｌ↓［ｘ］　其中，Ｍ为碱金属元素或碱土金属元素，ｘ＝１或２；　其制备方法包括以下步骤：　（１）将氧化镝、氧化镓、金属钙、以及碱金属氯化物或碱土金属氯 化物混合均匀得到混合料，其中，混合料中Ｄｙ↓［２］Ｏ↓［３］∶Ｇａ↓［２］Ｏ↓［３］∶Ｃａ∶ＭＣｌｘ的质量百分比为１∶２∶９∶９；　（２）将上述混合料在５００～８００Ｋｇ／ｃｍ↑［２］的压力下压成料块，置于真空电阻炉中，并抽真空；　 　（３）在惰性气体１．０５～１．２５ＭＰａ压力保护下，在加热温度为９５０～１１００℃下对上述料块进行还原扩散反应７～１０小时，得到试料；　（４）冷却上述试料至６０℃以下时，出炉，得到镝镓合金粉的冷却料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍志林，
申请(专利权)人：宁波科宁达工业有限公司，北京中科三环高技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]