[发明专利]一种制备高矫顽力超细Sm2

说明书

本发明公开了一种制备高矫顽力超细Sm₂Co₁₇磁粉的方法，按以下步骤进行：步骤一，将2:17型SmCo磁体破碎为磁颗粒；步骤二，将步骤一得到的所述磁颗粒放入低能球磨罐中，并加入磨球、溶剂及表面活性剂，然后将球磨罐置于低温环境下进行低能球磨；步骤三，所述步骤二中低能球磨后，将所述球磨罐内的内容物转入高能球磨罐中，于低温环境下进行高能球磨，球磨完成后取出磁体粉末，即得超细Sm₂Co₁₇磁粉；所述低温环境为‑130‑‑20℃；所述溶剂的熔点低于所述低温环境的温度。本发明的方法成功制得粒径低至100nm的超细磁粉，较常温两步法球磨技术，本发明的方法制得的超细磁粉更好地保持了晶胞结构的完整性，产品矫顽力更高。

技术领域

本发明属于磁性纳米材料领域，具体涉及一种制备高矫顽力超细Sm₂Co₁₇磁粉的方法。

背景技术

稀土永磁具有优秀的磁性能，工业应用广泛，包括SmCo类的SmCo₅和 Sm₂Co₁₇，以及NdFeB类的Nd₂Fe₁₄B。其中，Sm₂Co₁₇永磁是第二代稀土永磁，具有优异的综合磁性能，尤其是具有良好的高温稳定性，在航空航天、国防军工装备等领域得到广泛应用。然而，对永磁材料的性能要求还在不断提升，通过改变材料的结构来提高稀土永磁材料的性能研究仍在进行中。稀土永磁纳米颗粒由于具有高的磁晶各向异性、可控的粒径和优良的磁性，在纳米复合磁性材料和生物医学应用方面具有巨大的潜力。近年来，这类永磁纳米颗粒的制备引起了广泛的关注，如SmCo类、NdFeB类纳米颗粒。常用的制备方法包括机械化学处理、化学合成、表面活性剂辅助高能球磨等。其中，表面活性剂辅助高能球磨是获得硬磁性SmCo纳米颗粒的一种有效技术。

目前，使用表面活性剂辅助的高能球磨可获得较高矫顽力的纳米SmCo₅以及Nd₂Fe₁₄B永磁颗粒。中国专利CN201310133182.5公开了一种采用低温球磨方法制备稀土-过渡族永磁合金微/纳米颗粒的方法，其先将原材料冷却，然后在常温环境下球磨，重复冷却和球磨过程，球磨过程中材料仍处于低温，制备得到Nd₂Fe₁₄B永磁微纳米颗粒，实验表明在低温条件提高了制得的 Nd₂Fe₁₄B永磁微纳米颗粒中纳米颗粒的产量。中国专利CN201510003975.4公开了一种多阶段不同速度的球磨方法，较单速球磨方法制得的SmCo₅和 Pr₂Fe₁₄B磁性片状颗粒织构度更强、晶体结构更加完整，其中片状颗粒的厚度在几十到几百纳米。

然而，采用上述方法难以获得高矫顽力Sm₂Co₁₇超细纳米颗粒。这是因为不同材料的矫顽力机理不同。比如，虽同属于SmCo类磁体，SmCo₅的矫顽力随着粒度减小而增大，只要保持SmCo₅相结构的完整性，即可得到高矫顽力，而Sm₂Co₁₇则不同。对于2:17型SmCo永磁体，为了提高矫顽力和剩磁，通常要加入Cu、Zr及Fe等元素，其合金系统复杂。此外，该合金在微观上由胞状结构和片状结构混合组成，合金的矫顽力强烈依赖于这种胞状组织的结构完整性。当Sm₂Co₁₇破碎后，随着粒度逐渐减小，这种胞状组织结构也被破坏，矫顽力大幅下降。如何利用高能球磨方法制备高矫顽力的Sm₂Co₁₇超细纳米磁粉仍面临较大挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种制备高矫顽力超细Sm₂Co₁₇磁粉的方法。

其技术方案如下：