[发明专利]低Nd各向异性Nd2Fe14B/α-Fe复合纳米晶磁体及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能材料及其制造方法，特别是涉及一种低Nd各向异性Nd₂Fe₁₄B/α-Fe复合纳米晶磁体及制备方法。

背景技术

永磁材料可广泛用于电机、发电机、计算机、汽车和磁悬浮列车等领域，在国民经济发展中具有重要的作用。复合纳米晶永磁材料作为一类新型永磁材料自1989年问世以来便倍受关注。其特点是将具有高饱和磁化强度的软磁相(如：α-Fe)和具有高矫顽力的硬磁相(如：Nd₂Fe₁₄B)在纳米尺寸下交换耦合成为具有高剩磁、高矫顽力的双相复合永磁材料。微磁学计算表明，该各向异性复合纳米晶永磁材料的最大磁能积可超过100MGOe，远高于任何一种单相永磁材料。而目前实际制备的复合纳米晶永磁材料多为各向同性的，虽然Lee等人和Gabay等人分别制备出了各向异性磁体，但遗憾的是其合金中稀土含量仍然很高，软磁相的含量受到很大的限制(低于5％)，因而难以实现磁体的高饱合磁化强度不利于磁性能的进一步提高。目前，在低Nd(Nd＜10％)的Nd-Fe-B合金中，获得含20％以上α-Fe相的各向异性块状复合纳米晶永磁体仍未见报导。而在低Nd合金中开发各向异性纳米晶复合永磁体也是亟待解决的一个难题，也是制约发展高磁能积各向异性纳米晶复合永磁体的瓶颈之一。

发明内容

为了解决制约发展高磁能积各向异性纳米晶复合永磁体的瓶颈问题，本发明提供一种低Nd各向异性Nd₂Fe₁₄B/α-Fe复合纳米晶磁体及制备方法，该发明利用单轴压应力控制纳米晶在非晶基体中的形核和生长，从而制得低Nd各向异性Nd₂Fe₁₄B/α-Fe复合纳米晶磁体。

所述低Nd各向异性Nd₂Fe₁₄B/α-Fe复合纳米晶磁体，其纳米晶磁体由Nd₂Fe₁₄B和α-Fe两相复合而成，纳米晶磁体中α-Fe相含量为20～40％，Nd₂Fe₁₄B相晶粒取向生长，在压应力方向上具有[001]晶体学织构；在平行和垂直于压应力方向上具有明显的磁各向异性，沿着平行于压应力方向上测得的最大磁能积是垂直于压应力方向上测得最大磁能积的1.5倍以上。

所述方法包括以下步骤：

1、利用熔体快淬法，将Nd_xFe_94-xB₆(6≤x≤10)合金在单辊甩带机上以35～50m/s的辊面线速度制备出宽度为1～3mm，厚度为20～30μm的Nd_xFe_94-xB₆(6≤x≤10)非晶簿带，然后破碎制成粉末，其粒度在500μm以下。

2、将Nd_xFe_94-xB₆(6≤x≤10)合金粉末置于模具中，在真空条件下升温至450～480℃后，在0.8～1.2GPa的压力下，将合金粉末压成相对密度为95～98％的Nd_xFe_94-xB₆(6≤x≤10)非晶块体；

3、将Nd_xFe_94-xB₆(6≤x≤10)非晶块打磨表面抛光后镶入壁厚为1～2mm的钢套内，所述钢套由1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢加工而成；然后在高纯氩气保护的条件下做热变形，变形温度在650～750℃，变形时间在0.5～60min，应变速率在10^-4～10^-2s^-1，压应力在100～600MPa。

4、磨去钢套后即得到低Nd各向异性Nd₂Fe₁₄B/α-Fe复合纳米晶磁体。