[发明专利]合金粉末的用途、硬磁材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种合金粉末的用途。该合金粉末能够制备硬磁材料，所述合金粉末的粒径小于等于5μm，且具有如式(1)所示的组成：Fe_u‑yCo_yP_1‑xSi_x(1)；其中，1.90≤u≤2.00，0＜y＜1，0＜x≤0.6。本发明还公开了一种硬磁材料及其制备方法和用途。

技术领域

本发明涉及一种合金粉末的用途，还涉及一种硬磁材料及其制备方法和用途。

背景技术

硬磁材料应用范围非常广泛，已经成为日常生活、工业和军事领域中不可缺少的部分。2016年的国际标准IEC 60404-1建议区分软磁和硬磁材料的矫顽力场为1kA/m。硬磁材料甚至可以细分为半硬(矫顽力在1～50kA/m之间)和硬磁材料。被认为有半硬或硬磁性潜力的材料可用于包括永磁体和/或其他磁性在内的应用，如数据存储。硬磁材料需要以下几个特性：i)大的矫顽力，剩磁和磁能积|BH|_Max；ii)高的磁转变温度；iii)大的饱和磁化强度；iv)大的沿易磁化轴的磁晶各向异性。硬磁材料按照其元素组成通常可以分为稀土磁体和无稀土磁体。稀土磁体的代表为Sm-Co磁体和Nd-Fe-B磁体。无稀土磁体的代表主要有铁氧体和3d过渡族金属基材料。铁氧体最常见的相为BaFe₁₂O₁₉和SrFe₁₂O₁₉，3d过渡族金属基材料包括MnBi、MnAl、Mn₂Ga、Fe₁₆N₂、Fe₃C、YCo₅、Fe₅P₂B。稀土磁体具有较高的磁性能，但是其含有稀土元素材料昂贵，限制了它们的广泛应用。改善无稀土磁体的性能成为了人们研究的重点。尤其值得关注那些能够在保持成本效益的同时弥补铁氧体永磁和稀土永磁体之间差距的无稀土磁体。

二元Fe₂P化合物具有六角晶体结构，呈现出大的磁晶各向异性能，其易磁化轴为c轴。这些性能使得Fe₂P化合物被认为是无稀土磁体材料的候选之一，但是其居里温度过低(约为210K左右)不利于实际应用。

为了提高Fe₂P的居里温度，现有技术中用过渡金属Co或Ni部分替代Fe(R.Fruchart et al.,J.Appl.Phys.,40(1969)1250)或用Si、As、Ge或B部分替代P以形成三元化合物。Ni部分替代Fe，虽然居里温度有所提高，但是会导致饱和磁化强度降低。Co部分替代Fe，会导致Co₂P型正交晶体结构的形成，限制了Co的含量，同时也限制了居里温度的提高。Si、As、Ge或B部分替代P虽然可提高居里温度，但是会使磁各向异性降低，并且会出现其他晶体结构，例如当10％的Si替代P时会出现正交BCO结构(L.et al.,Hyperfine Interactions,94(1994)2075)。