稀土氫化物重構(gòu)燒結(jié)釹鐵硼磁體晶界組織研究.pdf

1、燒結(jié)釹鐵硼是磁性最強(qiáng)、應(yīng)用最廣、消耗稀土最多的磁性材料。提高磁體的矯頑力和實(shí)現(xiàn)廉價高豐度稀土在磁體中的高效與大量應(yīng)用是目前我國稀土永磁材料基礎(chǔ)研究的主要方向。在燒結(jié)釹鐵硼磁體中，2∶14∶1四方相決定了磁體理論上所能達(dá)到的最高性能，而晶界相則決定了磁體所能達(dá)到的實(shí)際磁性能，尤其是矯頑力。本文針對燒結(jié)釹鐵硼矯頑力低的組織根源，采用脫氫后反應(yīng)活性高的稀土氫化物重構(gòu)磁體晶界相，增強(qiáng)了主相邊界層的局域磁晶各向異性，從而有效提高了磁體的矯頑力。主

2、要結(jié)果如下:
　　發(fā)現(xiàn)了燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的晶界重構(gòu)各向異性現(xiàn)象，重稀土氫化物DyHx沿磁體取向方向擴(kuò)散時更有利于提高磁體嬌頑力。在深入研究燒結(jié)釹鐵硼磁體顯微組織各向異性特征基礎(chǔ)上，將DyHx涂覆層分別沿磁體取向（c軸）和垂直取向（a軸）方向晶界擴(kuò)散(GBDP)，結(jié)果表明:低熔點(diǎn)的晶界富Nd相在取向方向的相對體積分?jǐn)?shù)高于垂直方向，在退火過程中形成更多的重稀土擴(kuò)散通道，Dy的擴(kuò)散深度和含量顯著高于垂直方向，因而在磁體內(nèi)部形成更多

3、的高磁晶各向異性硬磁殼層。磁性測量表明，沿c軸擴(kuò)散時矯頑力Hcj由14.85 kOe提高到20.61 kOe(增量為5.76 kOe)，沿a軸擴(kuò)散時，Hcj為18.85 kOe(增量為4.00 kOe)。該結(jié)果明確了沿磁體取向方向進(jìn)行重稀土晶界重構(gòu)更能有效提高矯頑力。
　　采用少量NdHx對富高豐度稀土Ce的低成本燒結(jié)磁體進(jìn)行晶界重構(gòu)，可以顯著提高矯頑力?；陔p主相工藝制備的(Nd，Ce)2Fe14B燒結(jié)磁體磁性能遠(yuǎn)高于單主相工藝

4、制備的相同成分磁體，成為目前輕稀土永磁材料的研究熱點(diǎn)。然而，當(dāng)Ce用量超過20 wt.％時，磁體矯頑力尚不能滿足應(yīng)用需求，我們采用NdHx對雙主相合金工藝制備的(Nd，Ce)2Fe14B(Ce/TRE=27 wt.％)磁體進(jìn)行晶界重構(gòu)，結(jié)果表明:在添加量為2.0 wt.％時，矯頑力從8.17 kOe提高到了11.18 kOe，增幅為36.8％，同時剩磁基本不變。當(dāng)添加量達(dá)到4.0 wt.％時，矯頑力繼續(xù)增加到13.12 kOe，剩磁由1

5、.29 T降低到1.19 T。2.0 wt.％ NdHx添加時綜合性能最優(yōu)，與N40商業(yè)磁體磁性能相當(dāng)，但成本降低25％。EPMA和TEM表征表明，隨著NdHx的添加，相鄰晶粒之間的富稀土相增厚，有效去除晶粒間的去磁交換耦合作用，芯部富Ce、邊界富Nd的2∶14∶1主相體積分?jǐn)?shù)增加，部分主相邊界層的Nd厚度和含量增加，抑制了反磁化過程中形核，有效提高了矯頑力。過量NdHx添加，主相體積分?jǐn)?shù)降低，取向度降低且形成REFe2新相，不利于保持