[0042] 下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
[0043] 实施例1-1:制备各向异性Mn50Al46Cu4C3片状粉末
[0044] (1)将纯度不低于99.9%的纯锰块、纯铝块、纯铜块及石墨粉按照原子百分比Mn50Al46Cu4C3称量母合金原料,由于Mn在熔炼时极易挥发,为了弥补其在熔炼过程中的挥发,配料时多加质量百分比为3%的Mn,共计3克。
[0045] (2)采用非自耗真空电弧炉进行熔炼:将上述称量好的母合金原料放入通有循环冷却水的铜坩埚中,抽真空后充入高纯氩气作为保护气氛,将合金反复熔炼3遍,得到成分均匀的铸锭母合金;
[0046] (3)将上述得到的铸锭放入石英管中并抽真空至10-3pa后密封,放入马弗炉进行热处理,热处理温度为1100℃,热处理时间为16小时,然后将石英管取出放在空气中冷却,得到τ相的MnAl基合金,XRD图谱如图1所示。
[0047] (4)将上述热处理后的MnAlCuC合金铸锭去氧化皮后破碎,将破碎块体合金放入丙酮和酒精溶液中进行超声清洗,取出后晾干;把晾干后的磁粉连同2毫升油酸、2毫升油胺和2毫升正庚烷一起放入球磨罐中,然后再加入直径为6~10mm的不锈钢珠,球料比为25:1;转速设定为420转/分,选取QM-3SP04行星式球磨机进行球磨处理,球磨时间设定为1小时,得到τ相的MnAl基片状合金粉末,XRD图谱如图2所示,形貌图如图4(a,b)所示,成功获得片状磁性粉末。
[0048] (5)对上述制备的未球磨和球磨1小时后的τ相的MnAl基合金利用振动样品磁强计进行磁性能测试,对球磨样品分别进行垂直和平行两个方向测磁性能测试,得到的退磁曲线如图3所示。由图3可知,τ相的MnAl合金球磨3小时后矫顽力得到较大提高,由球磨前的0.42kOe提高到1.39kOe。球磨1小时样品磁性能出现各向异性。
[0049] 实施例1-2:制备各向异性Mn50Al46Cu4C3片状粉末
[0050] 将步骤(4)中,球磨时间设定为3小时,其它同实施例1。球磨3小时获得的Mn50Al46Cu4C3粉末的XRD图谱如图2所示。磁性能如图5a所示,粉末具有明显的磁各向异性。
[0051] 实施例1-3:制备各向异性Mn50Al46Cu4C3片状粉末
[0052] 将步骤(4)中,球磨时间设定为5小时,其它同实施例1。球磨5小时获得的Mn50Al46Cu4C3片状粉末的形貌图如图4(c,d)所示,XRD图谱如图2所示。磁性能如图5b所示,粉末具有明显的磁各向异性。
[0053] 实施例1-4:制备各向异性Mn50Al46Cu4C3片状粉末
[0054] 将步骤(4)中,球磨时间设定为7小时,其它同实施例1。球磨5小时获得的Mn50Al46Cu4C3粉末的XRD图谱如图2所示。磁性能如图5c所示,粉末具有明显的磁各向异性。
[0055] 实施例1-5:制备各向异性Mn50Al46Cu4C3片状粉末
[0056] 将步骤(4)中,球磨时间设定为9小时,其它同实施例1。球磨9小时获得的Mn50Al46Cu4C3粉末的XRD图谱如图2所示。磁性能如图5d所示,粉末具有明显的磁各向异性。
[0057] 实施例1-6:制备各向异性Mn50Al46Cu4C3片状粉末
[0058] 将步骤(4)中,球磨时间设定为9.5小时,其它同实施例1。球磨9.5小时获得的Mn50Al46Cu4C3粉末的XRD图谱如图6所示。磁性能如图7a所示,粉末具有明显的磁各向异性。
[0059] 实施例1-7:制备各向异性Mn50Al46Cu4C3片状粉末
[0060] 将步骤(4)中,球磨时间设定为15小时,其它同实施例1。
[0061] 对本实例制得球磨15小时后的τ相的MnAl合金利用振动样品磁强计进行磁性能测试,对样品分别进行垂直和平行两个方向测磁性能得到的磁滞回线如图8所示。由图可知,平行方向矫顽力和饱和磁化强度分别为2.49kOe、17.8emu/g,垂直方向矫顽力和饱和磁化强度分别为2.34kOe、11.4emu/g。由此可知,制备得到的MnAlCuC永磁合金具有很好的各向异性性能。
[0062] 实施例1-8:制备各向异性Mn50Al48Cu2C3纳米软硬磁复合片状粉末[0063] 将步骤(1)中,合金成分改为Mn50Al48Cu2C3,步骤(4)中,球料比设定为20:1,转速设定为400转/分,球磨时间设定为11小时,其它同实施例1。
[0064] 实施例1-9:制备各向异性Mn50Al47Cu3C3片状粉末
[0065] 将步骤(1)中,合金成分改为Mn50Al47Cu3C3,将步骤(4)中,球磨时间设定为7小时,其它同实施例1。
[0066] 实施例1-10:制备各向异性Mn50Al49CuC3片状粉末
[0067] 将步骤(1)中,合金成分改为Mn50Al49CuC3,将步骤(4)中,球磨时间设定为9小时,其它同实施例1。
[0068] 实施例1-11:制备各向异性Mn52Al47CuC片状粉末
[0069] 步骤(1)中合金成分改为Mn52Al47CuC,配料时多加质量百分比为8%的Mn;步骤(3)中热处理温度为1000℃,热处理时间为25小时;步骤(4)中,球料比为15:1,转速为300转/分,球磨时间设定为15小时,其它同实施例1。
[0070] 实施例1-12:制备各向异性Mn51Al48CuC2片状粉末
[0071] 步骤(1)中合金成分改为Mn51Al48CuC2,配料时多加质量百分比为5%的Mn;步骤(3)中热处理温度为1200℃,热处理时间为10小时;步骤(4)中,球料比为22:1,转速为600转/分,球磨时间设定为10小时,其它同实施例1。
[0072] 实施例1-13:制备各向异性Mn51Al48CuC2片状粉末
[0073] 步骤(1)中合金成分改为Mn51Al48CuC2,配料时多加质量百分比为6%的Mn;步骤(3)中热处理温度为1200℃,热处理时间为16小时后淬火处理,然后进行500℃退火1h;步骤(4)中,球料比为18:1,转速为500转/分,球磨时间设定为9小时,其它同实施例1。
[0074] 实施例1-14:制备各向异性Mn51Al48CuC2片状粉末
[0075] 步骤(1)中合金成分改为Mn51Al48CuC2,配料时多加质量百分比为6%的Mn;步骤(3)中热处理温度为1000℃,热处理时间为20小时后淬火处理,然后进行500℃退火1h;步骤(4)中,球料比为16:1,转速为400转/分,球磨时间设定为5小时,其它同实施例1。
[0076] 实施例2-1:制备各向异性Mn50Al46Cu4C3-Fe纳米软硬磁复合片状粉末[0077] (1)将0.3571克Fe2(SO4)3与0.2035克NaBH4分别溶解在50毫升蒸馏水中并搅拌使之形成均匀溶液。通氩气5分钟。
[0078] (2)将配制好的NaBH4溶液逐滴加入到Fe2(SO4)3中并激烈搅拌,反应时间10分钟后得到黑色粉末。反应环境为氩气保护。
[0079] (3)将反应后的纳米Fe颗粒收集,并清洗数次、真空干燥。
[0080] (4)将实施例1-6中制备的Mn50Al46Cu4C3片状粉末与上述步骤(3)中制备的Fe颗粒,按照Fe/MnAlCuC=3wt%的比例混合。
[0081] 将上述(4)中的混合粉末,2毫升油酸、2毫升油胺和2毫升正庚烷,放入球磨罐中,通氩气后密封,并以420r/min的转速球磨0.5h,球料比为25:1,得到纳米复合的Mn50Al46Cu4C3-Fe纳米双相复合片状粉末。获得的Mn50Al46Cu4C3-Fe纳米双相复合片状粉末的XRD图谱如图6所示。磁性能如图7b所示,粉末具有明显的磁各向异性。在平行于磁场方向和垂直于磁场方向的剩余磁化强度与实施例6(9.5小时球磨)获得的粉末的剩余磁化强度相比,剩余磁化强度均明显增强,磁性能如图9所示。
[0082] 制备纳米复合MnAlCuC+nano-Fe颗粒过程中,利用硼氢化钠作为还原剂,金属离子和硼氢化钠发生了下面的反应:
[0083] Fe2(SO4)3+6NaBH4→2Fe(B)+3Na2SO4+3H2+3B2H6
[0084] 制备得到的纳米Fe颗粒用蒸馏水、酒精分别洗三次,真空干燥待用。
[0085] 实施例2-2:制备各向异性Mn50Al46Cu4C3-Fe纳米软硬磁复合片状粉末[0086] 将实施例2-1中制备出的Mn50Al46Cu4C3-Fe纳米双相复合片状粉末真空封管后,在500℃下保温3分钟后淬火,得到Mn50Al46Cu4C3-Fe纳米软硬磁复合片状粉末。热处理后获得的Mn50Al46Cu4C3-Fe纳米双相复合片状粉末的XRD图谱如图6所示。磁性能如图7c所示,粉末具有明显的磁各向异性。在平行于磁场方向和垂直于磁场方向的剩余磁化强度与实施例6(9.5小时球磨)及实施例8获得的粉末的剩余磁化强度相比,剩余磁化强度均明显增强,磁性能如图9所示。
[0087] 实施例2-3:制备各向异性Mn50Al46Cu4C3-Fe65Co35纳米软硬磁复合片状粉末[0088] (1)将0.3571克Fe2(SO4)3和0.0745克CoSO4一起溶解在50毫升蒸馏水中并搅拌使之形成均匀溶液,将0.2035克NaBH4分别溶解在50毫升蒸馏水中并搅拌使之形成均匀溶液。通氩气5分钟。所述金属盐为Co2+:Fe3+浓度比为35:65的铁钴硫酸盐溶液;
[0089] (2)将配制好的NaBH4溶液逐滴加入到Fe2(SO4)3和CoSO4混合溶液中并激烈搅拌,反应时间10分钟后得到黑色粉末。反应环境为氩气保护。
[0090] (3)将反应后的纳米Fe65Co35颗粒收集,并清洗数次、真空干燥。
[0091] (4)将实施例1-6中制备的Mn50Al46Cu4C3片状粉末与上述步骤(3)中制备的Fe65Co35粉末,按照Fe65Co35/MnAlCuC=3wt%的比例混合。
[0092] 将上述(4)中的混合粉末,2毫升油酸、2毫升油胺和2毫升正庚烷,放入球磨罐中,通氩气后密封,并以420r/min的转速球磨0.5h,球料比为25:1,得到纳米复合的Mn50Al46Cu4C3-Fe65Co35纳米双相复合片状粉末。
[0093] 制备纳米复合MnAlCuC+nano-Fe颗粒过程中,利用硼氢化钠作为还原剂,金属离子和硼氢化钠发生了下面的反应:
[0094] Fe2(SO4)3+6NaBH4→2Fe(B)+3Na2SO4+3H2+3B2H6
[0095] CoSO4+NaBH4+H2O→Co(B)+Na2SO4+H2+H2O
[0096] 制备得到的纳米Fe65Co35颗粒用蒸馏水、酒精分别洗三次,真空干燥待用。
[0097] 上述的实施例的描述是便于普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本方向的专业人员可以容易对上述实施例子进行各种修改,并把在此说明书的一般原理应用到其他不经过创造性的劳动的实施例中,因此,本发明不仅限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的启示,不脱离本发明范畴所作出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。