一种R-Fe-N永磁材料颗粒的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁性材料制备技术领域，特别是涉及一种R-Fe-N永磁材料颗粒的制备方法。
【背景技术】
[0002]R-Fe-N永磁合金颗粒在制备新一代纳米双相复合永磁材料、粘接或烧结磁体、超高密度磁记录材料、铁磁流体等方面具有重要的研究和应用背景。
[0003]目前，制备R-Fe-N永磁合金颗粒的方法包括化学还原法、机械合金化法、表面活性剂辅助球磨、粉末冶金法等。但是，采用化学还原法制备R-Fe-N永磁合金颗粒很困难，即使能够制备，其室温下的矫顽力也很小。利用表面活性剂辅助球磨法可以成功制备微米级与纳米级的R-Fe-N永磁合金颗粒，但是由于R-Fe-N是亚稳态化合物，容易分解，并且利用表面活性剂辅助球磨法所制备的颗粒中纳米级颗粒产量有限，微米级颗粒的矫顽力较低。另外，由于所制备的纳米粒子表面包覆的表面活性剂难以清除，使得后续的利用受限。
【发明内容】
[0004]基于上述技术问题，本发明旨在提供一种R-Fe-N永磁材料颗粒的制备方法，该方法可以有效降低R-Fe-N永磁材料在球磨过程中的分解，在细化颗粒的同时抑制合金非晶化，降低氧含量，可以获得综合磁性能较高的磁粉。
[0005]为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种R-Fe-N永磁材料颗粒的制备方法，该方法以粉末冶金法制备的粉末状的R-Fe-N永磁材料为原料，对所述粉末状的R-Fe-N永磁材料进行低温干法球磨处理(简称低温干磨处理)，得到R-Fe-N永磁材料颗粒，所述低温干磨处理的温度在(TC到_196°C之间所述的R-Fe-N永磁材料包括但不限于R2 (Fe, M) 17NX、R3 (Fe, M) 29NX、R (Fe, Μ) 12ΝΧ等永磁合金材料，其中M为过渡族元素，0〈χ < 6。
[0007]所述粉末状的R-Fe-N永磁材料尺寸没有具体要求，为了提高球磨效率，优选尺寸在微米量级，进一步优选为I μ m-1000 μ m。
[0008]所述的球磨机种类不限，优选为高能球磨机，包括但不限于行星式高能球磨机、三维振动型高能球磨机、搅拌型高能球磨机、滚动型高能球磨机等。
[0009]所述球磨罐材质不限，可以为淬硬钢、不锈钢等。
[0010]所述的磨球材质不限，可以为淬硬钢、不锈钢等。
[0011]所述的球料质量比不限，优选为9:1?20:1。
[0012]作为一种实现方式，所述低温干磨处理包括如下步骤:
[0013](I)将所述粉末状的R-Fe-N永磁材料以及磨球放置在球磨罐中，在惰性气体保护下将所述球磨罐密封；
[0014](2)将密封好的所述球磨罐安装在球磨机上，将所述球磨机置于低温环境中；待所述球磨罐的温度在0°c到-196°C之间时所述球磨机开始运行，达到预设球磨时间时球磨机停止运行；
[0015](3)在手套箱里收集球磨处理得到的颗粒。
[0016]作为另一种实现方式，所述低温干磨处理包括如下步骤:
[0017](I)将所述粉末状的R-Fe-N永磁材料以及磨球放置在球磨罐中，在惰性气体保护下将所述球磨罐密封；
[0018](2)将密封好的所述球磨罐置于低温环境中，直至所述球磨罐的温度在0°C到_196°C之间取出安装在球磨机上；
[0019](3)使所述球磨机在常温环境中运行0.1分钟至10分钟；
[0020](4)重复步骤(2)和(3)直至总球磨时间达到预设球磨时间为止；
[0021](5)在手套箱里收集球磨处理得到的颗粒。
[0022]上述两种实现方式中，所述预设球磨时间为3min至180min。
[0023]综上所述，本发明采用干磨处理，并且在球磨处理过程中使球磨罐中的原材料始终处于低温状态，与现有技术相比，具有如下有益效果:
[0024](I)低温干磨处理使原材料的能量低，减少了原材料自身的分解，因此是一种降低原材料自身分解的有效方法，并且低温干磨处理保证了原材料具有更高的脆性，使球磨过程中颗粒更加细化且能抑制其非晶化程度；
[0025](2)低温干磨处理中永磁合金颗粒不易发生氧化，因此该方法还有利于降低合金颗粒中的氧含量，而氧含量的控制对这类合金磁性能有着重要的影响，因此该方法能够兼顾永磁合金颗粒的颗粒尺寸、矫顽力、磁能积等性能，制得具有优良综合性能的R-Fe-N永磁合金颗粒，从而大大拓展了其实际应用领域；
[0026](3)另外，相比于表面活性剂辅助球磨，该方法不仅颗粒产量高，而且简单易行，不需要去除表面活性剂，便于磁粉的后期利用，具有良好的实际应用价值。
【附图说明】
[0027]图1是对比实施例1与实施例1中的Sm2Fe17Nx颗粒的形貌随球磨时间的变化图；
[0028]图2是对比实施例1与实施例1中的Sm2Fe17Nx颗粒的Fe含量随球磨时间的变化曲线图；
[0029]图3是对比实施例1与实施例1中的Sm2Fe17Nx颗粒的氧含量随球磨时间的变化曲线图；
[0030]图4是对比实施例1与实施例1中的Sm2Fe17Nx颗粒的矫顽力随球磨时间的变化曲线图。
[0031 ] 图5是对比实施例1与实施例1中的Sm2Fe17Nx颗粒的磁能积随球磨时间的变化曲线图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图与实施例，进一步阐明本发明。应理解的是，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。
[0033]对比实施例1:
[0034]本实施例中，原料为采用粉末冶金法制得的粉末状的Sm2Fe17Nx,其颗粒尺寸为20 μ m?40 μ m。选取三维振动型高能球磨机对该Sm2Fe17Nx粉末进行常温干磨处理，过程如下:
[0035](I)将上述Sm2Fe17Nj^v末原料装入不锈钢球磨罐中，加入直径为6.5mm和9.5mm的不锈钢磨球，球料比为10:1。将装有原料、磨球的球磨罐在手套箱中密封，保护气体为高纯Ar气；
[0036](2)在常温下，将球磨罐安装到球磨机上进行球磨，待球磨5min、15min、30min、45min以及60min后依次取下球磨罐，将球磨产物倒入观察瓶中。
[0037]实施例1:
[0038]本实施例中，所用的原料、磨球以及料球比与对比实施例1完全相同，所不同的是本实施例对Sm2Fe17Nx粉末原料进行低温干磨处理，过程如下:
[0039](I)将上述Sm2Fe17Nj^v末原料装入不锈钢球磨罐中，加入直径为6.5mm和9.5mm的不锈钢磨球，球料比为10:1。将装有原料、磨球的球磨罐在手套箱中密封，保护气体为高纯Ar气；