本发明专利技术提供了一种抗高温氧化的永磁体，该永磁材料包括Sm2Co17型稀土永磁基材和镀覆在Sm2Co17型稀土永磁基材表面的Cr2O3镀层；以及该永磁体的制备方法。本发明专利技术通过在Sm2Co17型稀土永磁基材的表面上镀覆形成Cr2O3镀层，能够有效抑制Sm2Co17型稀土永磁材料的氧化，显著提高Sm2Co17型永磁材料在700℃及其温度以下的抗氧化性能。该永磁体有望用作在航空航天、国防工业、通讯技术等领域应用的永磁材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
在稀土永磁材料中，与SmCo5和NdFeB相比，Sm2 (Co，Fe，Cu，Zr) 17磁体因具有较高的饱和磁化强度、磁晶各向异性常数和居里温度而成为应用于航空航天、国防工业、通讯技术和交通运输等领域的高温磁性材料的首选。但该磁体在高温条件下长期服役时由于氧化造成其磁性能的退化，大大降低其使用寿命，制约其广泛应用。研究表明，通过合金 成分优化设计及显微组织调控，可改善磁体的热稳定性，但幅度非常有限。施加合适的防护涂层提高其抗氧化性能，是解决这一问题的有效途径。目前的防护涂层主要是电沉积Ni、W镀层，但Ni、W镀层氧化形成的NiO和WO3氧化膜不能有效抑制氧向合金内扩散，从而削弱了其保护效果。因此，开发能够在高温条件下抗氧化的永磁体仍然是本领域中亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中具有单一金属镀层的永磁体的抗高温氧化性能差的问题，本专利技术的目的在于提供一种抗高温氧化性能良好的永磁体及制备方法。为实现上述目的，本专利技术的专利技术人通过文献调研发现，氧在Cr2O3中的扩散系数比在NiO和WO3等氧化物中的扩散系数低数个数量级，通过在Sm2Co17型稀土永磁材料上形成Cr2O3层,能够有效抑制Sm2Co17型稀土永磁材料的氧化,显著提高Sm2Co17型永磁体在高温条件下的抗氧化性能，从而实现了本专利技术。本专利技术提供了一种抗高温氧化的永磁体，其中，该永磁体包括Sm2Co17型稀土永磁基材和镀覆在Sm2Co17型稀土永磁基材表面的Cr2O3镀层。本专利技术还提供了一种抗高温氧化的永磁体的制备方法，其特征在于，该方法包括在Sm2Co17型稀土永磁基材的表面上形成Cr2O3镀层的镀覆工序。本专利技术还提供了一种防止稀土永磁材料高温氧化的方法，其特征在于，该方法包括在稀土永磁材料表面镀覆Cr2O3镀层。本专利技术通过在Sm2Co17型稀土永磁基材的表面上镀覆形成Cr2O3镀层，能够有效抑制Sm2Co17型稀土永磁材料的氧化,显著提高了 Sm2Co17型稀土永磁材料在高温条件下的抗氧化性能。并且，Cr2O3镀层的形成方法简单，镀层厚度容易控制，镀层与Sm2Co17型稀土永磁基材的结合强度高，能够满足Sm2Co17型稀土永磁材料在高温条件应用的要求。附图说明图I为本专利技术采用的多弧磁控溅射仪设备的结构示意图；图2为表示本专利技术实施例I的永磁体Al的表面掠入射小角X射线衍射(GIXRD)图3为本专利技术实施例I的永磁体Al的表面形貌扫描电镜照片；图4为本专利技术实施例I的永磁体Al的截面形貌扫描电镜照片。图5为本专利技术实施例I的永磁体Al和对比例I的永磁体Dl在500°C空气中暴露20h后的氧化动力学曲线；图6为本专利技术实施例I的永磁体Al和对比例I的永磁体Dl在600°C空气中暴露20h后的氧化动力学曲线；图7为本专利技术实施例I的永磁体Al和对比例I的永磁体Dl在700°C空气中暴露20h后的氧化动力学曲线；图8为本专利技术对比例I的永磁体Dl在500°C空气中暴露20h后的截面形貌扫描电镜照片； 图9为本专利技术对比例I的永磁体Dl在600°C空气中暴露20h后的截面形貌扫描电镜照片；图10为本专利技术对比例I的永磁体Dl在700°C空气中暴露20h后的截面形貌扫描电镜照片；图11为本专利技术实施例I的永磁体Al在500°C空气中暴露20h后的截面形貌扫描电镜照片；图12为本专利技术实施例I的永磁体Al在600°C空气中暴露20h后的截面形貌扫描电镜照片；图13为本专利技术实施例I的永磁体Al在700°C空气中暴露20h后的截面形貌扫描电镜照片；图14为本专利技术实施例I的永磁体Al在600°C空气中暴露20h后的GIXRD图谱(a)未进行抛光处理，(b)抛去约I μ m, (c)抛去约2 μ m ;图15为本专利技术实施例I的永磁体Al在700°C空气中暴露20h后的GIXRD图谱(a)未进行抛光处理，(b)抛去约I μ m, (C)抛去约2 μ m, (d)抛去约3 μ m。具体实施例方式根据本专利技术的抗高温氧化的永磁体,其中，该永磁材料包括Sm2Co17型稀土永磁基材和镀覆在Sm2Co17型稀土永磁基材表面的Cr2O3镀层。在本专利技术的永磁体中，作为Sm2Co17型稀土永磁基材可以使用本领域中各种常规的Sm2Co17型稀土永磁体材料,优选Sm(CobalFea22Cuaci8Zraci2)7.5磁体作为基材。在专利技术的永磁体中，对于镀覆在Sm2Co17型稀土永磁基材表面的Cr2O3镀层的厚度，只要能够实现Sm2Co17型稀土永磁体抗高温氧化的性能，就没有特别的限定。通常，Cr2O3镀层的厚度可以为O. 5-2 μ m，在优选的情况下，所述Cr2O3镀层的厚度为O. 8-1. 5 μ m。Cr2O3镀层的厚度超过2 μ m时，在镀覆Cr2O3过程中，Cr容易形成较大颗粒，降低Cr2O3镀层的致密性，有可能影响Sm2Co17型稀土永磁体的抗高温氧化性能；Cr203镀层的厚度低于O. 5 μ m时，Sm2Co17型稀土永磁体的抗高温氧化性能有可能降低。根据本专利技术的抗高温氧化的永磁体的制备方法，其中，该方法包括在Sm2Co17型稀土永磁基材的表面上形成Cr2O3镀层的镀覆工序。在本专利技术的制备方法中，在所述镀覆工序中，可以使用本领域中的Sm2Co17型稀土永磁体作为基材，在本专利技术中优选Sm(CobalFea22Cuaci8Zraci2)7.5磁体作为基材。在本专利技术的制备方法中，在所述镀覆工序中，对于镀覆形成的Cr2O3镀层的厚度，只要能够实现Sm2Co17型稀土永磁材料抗高温氧化的性能，就没有特别的限定。通常，镀覆工序使得Cr2O3镀层的厚度可以为O. 5-2 μ m,在优选的情况下，使得Cr2O3镀层的厚度为O.8-1. 5 μ m。Cr2O3镀层的厚度超过2μπι时，在镀覆Cr2O3过程中，Cr容易形成较大颗粒，降低Cr2O3镀层的致密性,有可能影响Sm2Co17型稀土永磁材料的抗高温氧化性能；Cr203镀层的厚度低于O. 5 μ m时，Sm2Co17型稀土永磁材料的抗高温氧化性能有可能降低。Cr2O3镀层的厚度可以通过改变镀覆时间来进行控制。在本专利技术的制备方法中，所述镀覆的方法可以采用本领域中各种常规的镀覆方法，包括化学气相沉积(CVD)法、热喷涂法、溅射法或多弧离子镀法等。 由于多弧离子镀法具有结合力好、离化率高、沉积速度快等优点，在本专利技术中，优选所述镀覆的方法为多弧离子镀法，将Sm2Co17型稀土永磁基材放入多弧磁控溅射仪的真空镀膜室内，以金属Cr为靶材，将镀膜室抽真空至I X KT2Pa以下，通入氩气，施加脉冲负偏压对基材进行离子轰击1-5分钟，通入氧气，沉积形成Cr2O3镀层。在使用多弧离子镀法进行镀覆的过程中，控制基材温度为200-250°C，氩气和氧气的混合气压为O. IPa,电弧电流为50A，占空比为20%，直流脉冲负偏压为500V，沉积时间15_60mino利用多弧离子镀法进行镀覆的基本原理如下在真空条件下，利用电弧放电原理，以阴极靶(如金属Cr靶)作为蒸发源，在阴极靶材表面引发电弧后，通过靶材与阳极壳体之间的弧光放电，使阴极蒸发放射，形成定向运动的、具有一定能量的原子和离子束流，与通入真空室的反应气体(如O2)反应，藉由通以负偏本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗高温氧化的永磁体，其特征在于，该永磁体包括Sm2Co17型稀土永磁基材和镀覆在Sm2Co17型稀土永磁基材表面的Cr2O3镀层。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭晓，冯秋元，杨珍，王福会，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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