锰铝碳磁性合金的研究进展

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1、·4·材料导报网刊2009年12月第4卷第4期*锰铝碳磁性合金的研究进展田瑞婷，孙继兵，崔春翔，杨薇，周浩，杨立国（河北工业大学材料学院，天津300130）摘要Mn-Al-C合金是一种能取代稀缺元素Co、Ni，且廉价可加工的新型永磁材料，具有力学强度高、耐大气腐蚀性好、密度小等优点。综述了锰铝碳合金的最新研究进展，指出其最高的矫顽力BHc已超过5.2kOe，并重点讨论了C的作用，对比了4种制备方法。最后提出用添加新元素或快淬等新工艺来发展该材料，以得到磁性能更好的Mn-Al-C型新材料。关键词磁性材料锰铝碳合金磁性能中图分类号：TM271+3文献标识码：AResea

2、rchProgressinMn-Al-CMagneticAlloysTIANRuiting,SUNJibing,CUIChunxiang,YANGWei,ZHOUHao,YANGLiguo(SchoolofMaterialScienceandEngineering,HebeiUniveristyofTechnology,Tianjin300130)AbstractMn-Al-Calloyisanewpermanentmagneticmaterials,whichischeapandmachinableandcanreplacetherareelementsofCoa

3、ndNi.TheadvantagesofMn-Al-Careasfollows:highmechanicalstrength,excellentatmosphericcorrosionresistance,lowdensityandsoon.ThelatestresearchprogressofMn-Al-Calloyissummarized.Itisshowedthatthisalloy’shighestcoercivityisover5.2kOe.TheeffectofConthealloyisemphasized.Fourkindsofpreparationm

4、ethodsarealsocontrasted.FinallyitisproposedthatweshouddevelopthismaterialbyaddingnewelementsordevelopingnewtechnologiessuchasrapidquenchingtoobtainmoreidealmagneticpropertiesofnewMn-Al-Cmaterials.Keywordsmagneticmaterial,Mn-Al-Calloy,magneticproperties0引言控速冷却或淬火后恒温回火的方法可得到τ相。1960年美[3]国

5、Koch采用冷锻法得到最大磁能积(BH)max=3.5MGOe的锰属于过渡金属，位于元素周期表ⅦB族，核外电子排Mn-Al永磁合金。由于合金很脆，试验时需将合金装在不锈2262652布为1s2s2p3s3p3d4s。锰具有4种同素异构体，即钢管中进行冷锻，加工后材料散碎在管中无法使用。1962α-Mn(体心立方)、β-Mn(立方体)、γ-Mn(面心立方)和δ-Mn(体年Yamamoto意外地发现，混入C的Mn-Al合金的磁性能心立方)。通常情况下Mn为α相，具有反铁磁性。δ-Mn在和机械性能有所提高，而且所得到的合金有一定的机械强晶格常数较大时是铁磁性的。在钢铁工业

6、和有色冶金领域，度，达到了实用要求，当时被成功用作电唱机小电机的外转锰目前主要作为脱氧剂；在结构材料如Fe、Al、Mg、Cu、[1]子磁铁。Ti合金中，锰是重要的合金化元素，可以极大地提高合金[4]1971年Köster发表了修正后的Mn-Al二元合金的平的机械性能。衡相图，如图1所示。当Mn含量在70%(质量分数，下同)Mn与非磁性原子Al形成金属间化合物后，由于Mn-Mn附近时,代表性的Mn1.11Al0.89化合物在高温区是密排六方结原子间存在铁磁性耦合而使Mn-Al成为铁磁性化合物。它构的ε相，经高温淬火和回火，可以转变成亚稳定的铁磁性具有高于普通硬磁材料、

7、Fe-Cr-Co合金，低于稀土永磁材料τ相。τ相为有序四方结构，其c轴为易磁化方向，具有很的磁性能。低廉的价格和良好的耐腐蚀性，使得这种永磁材强的磁晶各向异性和较高的饱和磁化强度。中子衍射证明料有着特殊的吸引力。在MnAl合金中加入少量的C能稳定[5]，多余的Mn会占据Al的晶位，在晶格中，每个Mn原子铁磁性相，并可改善永磁性能和机械加工性能，因而发展了平均磁矩为1.94μB。在τ相存在的相区内，当增加Mn的含Mn-Al-C永磁合金。量时，由于非铁磁性的Al被非铁磁性的Mn替代后交换作1锰铝碳合金的发展用增强而使居里温度升高。1982年山东省冶金研究所研究了锰铝