[发明专利]一种烧结稀土超磁致伸缩材料的制备方法

说明书

一种烧结稀土超磁致伸缩材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1将磁致伸缩材料与粘结剂混合破碎得到原粉；S2将原粉进行取向成型得到坯料；S3将坯料进行热处理并去除粘结剂；步骤S1中磁致伸缩材料组成为RT_x，其中R为Tb、Dy、Sm、Ho、Pr中的一种或多种，T为Fe或/和Co，按原子比计，1.5≤x≤2.3，以RT₂为主相。本发明提供的方法可以降低烧结磁致伸缩材料的烧结温度，提高材料的致密度，从而提高了材料的磁致伸缩性能。

技术领域

本发明涉及稀土功能材料领域，具体涉及一种烧结稀土超磁致伸缩材料的制备方法。

背景技术

在常温下由于磁化状态的改变，其长度和体积会发生较大变化，即具有极大的磁致伸缩系数的磁致伸缩材料被称为超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material，简称GMM)。其中，稀土与过渡金属间化合物磁致伸缩材料的磁致伸缩稀土是传统的磁致伸缩材料的近百倍，被称稀土超磁致伸缩材料。稀土超磁致伸缩材料是一种新型的磁致伸缩材料，与传统的磁致伸缩材料相比，这种材料具有室温磁致伸缩系数大，可达0.15％以上；居里温度高，可达380℃～420℃，可用于200℃以上的温度环境中；在80kAm^-1的磁场下能够产生300kg/cm²以上的应力；转换效率高，机电耦合系数可达0.75等优点，使其成为新一代小型、强力、快速和高效执行器的重要组成部分。许多先进声学器件、力学器件、电子器件、电磁执行器、传感器和智能系统都采用了稀土超磁致伸缩材料。

稀土超磁致伸缩材料的制备方法，包括布里吉曼法、区熔法、丘克拉尔斯基法、烧结法、粘接法等，如US4308474和US4378258主要集中在稀土超磁致伸缩材料的理论和成分研究，制造工艺为水平区熔法。US4609402公布了一种垂直区熔工艺制造稀土超磁致伸缩材料的方法。US4770704公布了一种下拉工艺制造稀土超磁致伸缩材料的方法。US4818304公布了一种稀土超磁致伸缩棒材料磁场热处理工艺。

稀土超磁致伸缩合金棒加工不但困难，而且在加工过程中形成了大量废料和边角料，从而使稀土超磁致伸缩合金棒的利用率降低，生产成本升高，限制了稀土超磁致伸缩材料的使用范围。为了制备复杂形状，采用粉末冶金的方法来制备烧结稀土超磁致伸缩材料成为其中一种重要的方法。如CN 1611624A公开了采用酚树脂或者含硅石的无机材料分散在酚树脂中的树脂、环氧树脂或丙烯酸类树脂浸渍由TbFe₂和DyFe₂粉末底材烧结得到Tb_0.3Dy_0.7Fe₂材料来制造稀土超磁致伸缩材料的方法；CN 1743479A公开了采用主辅合金的方法制备烧结稀土超磁致伸缩材料的方法；CN 1457370A公开了利用粉末冶金技术制造具有内压低的、封闭气孔的、内部形变小的烧结体的制造方法。CN 1845272A公开了一种粘结稀土超磁致伸缩材料的制备工艺，工艺步骤为：将原料、筛子、小型球磨机等放入手套箱中制粉，抽真空真，然后在惰性气体保护状态下进行制粉；按成分配比比例称取相应量的粘结剂、偶联剂，并与粉末均匀混合；将混合好的粉末在磁场压机上进行垂直磁场模压成形，然后对压坯进行真空封装，接着进行冷等静压；使压坯固化，获得高性能的粘结稀土超磁致伸缩材料。

但是，目前烧结磁致伸缩材料的制备方法普遍存在一定的问题。首先烧结材料的制备过程需要用到粉末状材料，而稀土超磁致伸缩材料稀土含量高，极易氧化，制备过程中氧含量的控制成为一个难点；其次，由于稀土超磁致伸缩材料无液相，不仅难以保证最终材料的致密度，而且烧结温度高，从而影响了烧结磁致伸缩材料最终的性能。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种制备烧结稀土超磁致伸缩材料的方法。本发明的方法可以降低烧结磁致伸缩材料的热处理温度，提高制得材料的致密度，从而提高了材料的磁致伸缩性能。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：