本發(fā)明屬于永磁材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料，適用于既要求有高磁性能，又要求有良好溫度穩(wěn)定性的永磁材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

稀土永磁材料具有高磁能積、高矯頑力的性能優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用與國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。其中，釹鐵硼稀土永磁材料最大磁能積已經(jīng)可以達(dá)到54MGOe以上，是當(dāng)之無愧的磁王。但其居里溫度卻比較低，一般不超過360℃，溫度穩(wěn)定性相對較差(剩磁溫度系數(shù)在-0.09～-0.12％/℃之間)，且較易氧化、易腐蝕。而釤鈷稀土永磁材料雖然溫度穩(wěn)定性、耐腐蝕性均較好，但由于磁能積只有30MGOe左右，且易碎難加工，在市場中的應(yīng)用受到很大局限。

目前市場上，提高釹鐵硼磁體使用溫度的典型方法是通過添加重稀土鏑或鋱，大幅提高磁體的矯頑力，從而使磁體在較高的使用溫度下，仍能保持足夠強的抗退磁性。這種高矯頑力磁體的溫度穩(wěn)定性雖然得到了一定改善，但由于居里溫度并無顯著提高，隨溫度的上升磁性能下降還是比較快的，溫度穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)比釤鈷磁體差。

為提高釤鈷永磁材料的強韌性，有文獻(xiàn)提出了將體積百分比含量為10-20％的增強纖維加入到釤鈷磁體中，從而提高釤鈷磁體的強韌性等力學(xué)性能[“一種高性能釤鈷永磁材料及其制備方法”，申請?zhí)枺?01510845448.8，申請人：寧波科星材料科技有限公司]。該技術(shù)雖然可以改善釤鈷磁體的力學(xué)性能，但卻不利于提高磁體的磁能積。

如何獲得既具有較高的磁能積，又兼?zhèn)淞己玫臏囟确€(wěn)定性、耐腐蝕性、可加工性，一直是磁性材料工作者共同面臨的難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料，既具有較高的磁能積，又兼?zhèn)淞己玫臏囟确€(wěn)定性、耐腐蝕性、可加工性的永磁材料，滿足特殊應(yīng)用需求，填補釹鐵硼永磁與釤鈷永磁的市場空隙。

本發(fā)明所述永磁材料是以鐵、鈷為基礎(chǔ)的稀土永磁材料，該材料在呈現(xiàn)較高的室溫綜合磁性能的同時，還具有較好的剩磁溫度系數(shù)及矯頑力溫度系數(shù)，并表現(xiàn)出極好的耐腐蝕性能。成分按重量百分比為：Co：5～38，B：0.9～1.2，LRE：10～32，HRE：0～22，Al：0～1，Cu：0～0.8，SM：0～0.8及O：0.01～0.3，余量為Fe。

其中，LRE是輕稀土Pr或Nd或二者組合，HRE是重稀土Gd、Tb、Dy、Ho中的一種或多種組合，SM是選擇性微量添加的金屬Cr、Nb、Zr、Ga中的一種或多種組合。

所述永磁材料的微觀組織主要由RE：(Fe,Co):B＝2:14:1結(jié)構(gòu)的主相晶粒及隨機(jī)分布的晶界相組成，其中主相中的鐵含量比晶界相中的鐵含量高；主相中的鈷含量比晶界相中的鈷含量低；主相中的輕稀土總含量比晶界相中的輕稀土總含量低；氧則主要存在于晶界相中。

本發(fā)明所述的新型鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料，其性能特征包括較高的居里溫度：360～550℃，優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性(剩磁溫度系數(shù)：20-100℃為-0.09～-0.001％/℃；內(nèi)稟矯頑力溫度系數(shù)：20-100℃為-0.55～-0.35％/℃)及良好的耐腐蝕性(120℃，2atm，100％RH測試環(huán)境下144小時的失重小于1mg/cm²)，材料密度為7.6～7.8g/cm³，主相晶粒平均尺寸為2-10微米

本發(fā)明的原理為：結(jié)合釹鐵硼(鐵基)永磁材料的高剩磁及釤鈷(鈷基)永磁材料的高居里溫度的優(yōu)點，制備出兼具二者優(yōu)勢的鐵鈷基永磁材料，通過添加重稀土與微量元素，對材料的磁矩與微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效調(diào)控，獲得磁性能、熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、耐腐蝕性能均得以優(yōu)化的綜合性能優(yōu)異的低溫度系數(shù)永磁材料。

附圖說明

圖1為典型的鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料的不同溫度下的退磁曲線圖。

圖2為SEM微區(qū)形貌圖。

圖3為SEM微區(qū)能譜成分分析圖。

圖4為典型的鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料的居里溫度測試結(jié)果圖。

具體實施方式

本發(fā)明所述的鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料具體實施例說明如下：

表1列出了鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料實施例的化學(xué)成分

成分表中沒有列出氧的含量，但在實施例中，氧含量是根據(jù)工藝要求進(jìn)行有效控制的，控制比例在100-3000ppm。

實施例中，未列出Tb、Nb、Cr等元素，但這并不影響這些元素在本發(fā)明中的使用及其效果。

表2列出了鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料實施例的典型磁性能

成分為實施例1～實施例5的鐵鈷基永磁材料，其剩磁的溫度系數(shù)(0～100℃)都明顯低于傳統(tǒng)的釹鐵硼永磁材料，呈現(xiàn)出極好的低溫度系數(shù)特征(優(yōu)于-0.09％/℃)。對于實施例5，剩磁溫度系數(shù)甚至優(yōu)于普通釤鈷永磁材料。在所有實施例中，新型鐵鈷基永磁體的磁能積都超過了釤鈷磁體。

圖1給出了實施例5磁體在不同溫度下測量的退磁曲線?？梢钥闯霾粌H剩磁隨溫度變化很小，其內(nèi)稟矯頑力的溫度系數(shù)也只有-0.41％/℃。鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料具有極好的熱穩(wěn)定性，雖然室溫時的Hcj只有26.71kOe，但在180℃時B-H曲線在第二象限仍接近直線。

圖2是鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料的SEM圖像，其中黑色區(qū)域為2:14:1結(jié)構(gòu)的主相，成分相對固定；白色區(qū)域為富稀土晶界相，不同晶界相成分略有差異。沿圖中白色虛線(橫跨3個晶界相區(qū)域)進(jìn)行微區(qū)能譜線掃描，進(jìn)行成分分析，結(jié)果如圖3。分析結(jié)果表明，在晶界相區(qū)域，鐵含量、鏑含量都明顯降低，與之對應(yīng)的是鈷含量、釹含量、鐠含量則有明顯上升。進(jìn)一步分析表明，鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料的主相平均晶粒尺寸在2-10微米之間，同時內(nèi)部存在著平均尺寸在1-5微米的晶界相。

圖4是利用差示掃描量熱儀測量典型鐵鈷基永磁材料居里溫度的結(jié)果，其中實線為樣品表觀相對質(zhì)量(在有磁相互作用環(huán)境下測量的相對質(zhì)量)隨溫度變化曲線，點線為樣品表觀相對質(zhì)量的變化率的溫度曲線。后者峰值出現(xiàn)的溫度對應(yīng)的就是材料磁性能變化最快的溫度，即居里溫度。新型鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料的居里溫度隨成分的不同，可以在360～550℃間變化。

鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料結(jié)構(gòu)比較緊密，具有較大的密度(實施例的磁體密度一般為7.6-7.75g/cm³)及較好的耐濕熱、耐腐蝕性能。典型的鐵鈷基低溫度系數(shù)永磁材料的PCT標(biāo)準(zhǔn)試驗144小時失重值為0.85mg/cm²。