基于最小二乘支持向量機(jī)預(yù)測(cè)模型的粘結(jié)NdFeB永磁體工藝參數(shù)和磁性能關(guān)系研究.pdf

1、在粘結(jié)NdFeB磁體的生產(chǎn)加工中，對(duì)磁體的磁性能要求不同，選用的磁粉，粘結(jié)劑及其含量也就不同。建立制備工藝與磁體性能關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于減少實(shí)驗(yàn)量，節(jié)約成本，提高研究效率具有重要的意義。
　　 本文用最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)建立粘結(jié)NdFeB磁體的制備工藝與磁性能預(yù)測(cè)模型，選取的制備工藝為粘結(jié)劑含量、固化時(shí)間、固化溫度和單位壓制力，磁性能為剩磁、內(nèi)稟矯頑力、最大磁能積，樣本數(shù)據(jù)為使用均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案安排實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)。

2、利用建立的LS-SVM預(yù)測(cè)模型，研究粘結(jié)NdFeB磁體制備工藝與磁性能關(guān)系，得到較優(yōu)的制備工藝條件。主要研究?jī)?nèi)容與研究結(jié)果如下：
　　 (1)按照均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，制備了粘結(jié)NdFeB磁體并測(cè)定了磁體的磁性能。根據(jù)所得的樣本數(shù)據(jù)，優(yōu)化選取了LS-SVM模型的懲罰系數(shù)γ和核寬度σ，建立了LS-SVM預(yù)測(cè)模型。
　　 (2)將LS-SVM預(yù)測(cè)模型與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行對(duì)比研究，驗(yàn)證LS-SVM模型的預(yù)測(cè)性能

3、。結(jié)果表明：LS-SVM模型的預(yù)測(cè)精度更高，相對(duì)誤差更小。LS-SVM預(yù)測(cè)模型對(duì)粘結(jié)NdFeB磁體的剩磁Br、矯頑力Hcj和最大磁能積(BH)m等磁性能預(yù)測(cè)相對(duì)誤差的平均值分別為0.6719％，0.9607％和1.2288％，最大值分別為2.0888％,2.7089％和2.4247％，具有較高的精度，可以用于粘結(jié)NdFeB磁體磁性能的預(yù)測(cè)。
　　 (3)利用LS-SVM預(yù)測(cè)模型，研究了粘結(jié)劑含量和單位壓制力對(duì)粘結(jié)NdFeB磁體磁

4、性能的影響規(guī)律。粘結(jié)NdFeB磁體的剩磁和最大磁能積，隨著粘結(jié)劑含量的增大，先增大后降低，最大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的粘結(jié)劑含量為2.75wt％。單位壓制力的增大有利于提高粘結(jié)NdFeB磁體的密度，從而提高磁體的剩磁和最大磁能積，但過(guò)大的壓制力會(huì)導(dǎo)致磁粉破碎，反而降低磁體的磁性能。
　　 (4)固化工藝參數(shù)對(duì)粘結(jié)NdFeB磁體的剩磁和最大磁能積的影響較為復(fù)雜。在低固化溫度和長(zhǎng)固化時(shí)間、高固化溫度和短固化時(shí)間兩種工藝條件下，磁體的剩磁和最大磁能

5、積取得較大值。固化過(guò)程中，固化交聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生的水對(duì)磁粉的腐蝕和高溫下磁粉的氧化是磁體磁性能下降的主要原因。當(dāng)固化溫度小于110℃，磁粉的氧化程度較低，同時(shí)，固化反應(yīng)為酯化反應(yīng)，產(chǎn)物僅為鏈狀小分子低聚物而沒(méi)有水，磁體的剩磁和最大磁能積因沒(méi)有水腐蝕而較大。當(dāng)固化溫度超過(guò)110℃，酯化反應(yīng)生成鏈狀小分子低聚物將與環(huán)氧樹(shù)脂中的側(cè)羥基進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的水對(duì)磁體的腐蝕導(dǎo)致磁體的剩磁、最大磁能積迅速下降。當(dāng)固化溫度大于160℃，環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基

6、與鏈狀小分子低聚物發(fā)生反應(yīng)，這種反應(yīng)的發(fā)生，將會(huì)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂中的側(cè)羥基與鏈狀小分子低聚物的反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用。因此，以高溫、短時(shí)間條件固化的磁體，水腐蝕程度較低，磁體的氧化也較低，在粘結(jié)劑含量較低的情況下，磁體的剩磁和最大磁能積能取得較大值。
　　 (5)根據(jù)LS-SVM模型預(yù)測(cè)結(jié)果，設(shè)計(jì)了兩組磁性能較高的粘結(jié)磁體制備工藝，即：①粘結(jié)劑含量2.75wt％，固化時(shí)間2h，固化溫度100℃，單位壓制力509.2MPa；②粘結(jié)劑含量1.2