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文檔簡介
1、繼上世紀七十年代,2:17型SmCo永磁材料問世以來,由于其具有較高的磁性能和居里溫度、較強的抗氧化性和耐腐蝕性,較好的溫度穩(wěn)定性,可以滿足一些特殊環(huán)境條件下的應用,所以一直備受人們關注,取得了很大的發(fā)展。但是,到目前為止,工業(yè)生產(chǎn)的2:17型SmCo磁體磁能積不到理論磁能積的二分之一,新制備工藝的研發(fā)成為提高磁體磁性能的重要課題。
本文系統(tǒng)研究了2:17型SmCo合金的HD工藝及其吸氫機理。主要包括以下三個部分:SmCo
2、合金吸氫行為的研究;SmCo合金吸氫機理的研究;HD工藝制備2:17型SmCo磁體的研究。本論文系統(tǒng)研究了HD工藝制備2:17型SmCo磁體,創(chuàng)新性的提出了雙合金工藝+HD工藝制備2:17型SmCo燒結磁體的方法,并成功的制備出具有高性能的磁體。主要研究結論如下:
(1)通過對Srri(Co0.65Fe0.25Cu0.08Zr0.02)z(z=5.0~12)合金室溫、1.0MPa氫氣壓力及加熱條件下的吸氫行為研究表明:Sm
3、(Co0.65Fe025Cu0.08Zr0.02)z(z=5.0~7.4)合金的吸氫量隨時間延長而增加,2小時后合金吸氫破碎,20小時后吸氫達到飽和。隨著釤含量的增加,合金與氫反應的初始速率變大,合金飽和吸氫量增大,z=5.0,6.1,7.4的合金飽和吸氫量分別為:0.75wt%、0.51wt%、0.30wt%。隨著釤含量的增加,合金與氫氣反應更加劇烈,氫破后的粉末也更加細小均勻;而z=9.3、12的合金在本實驗條件下不發(fā)生吸氫反應。1
4、atm初始氫壓,加熱條件下T-P-A實驗表明,隨著釤含量的增加,合金的開始吸氫溫度逐步降低;吸氫峰所對應的溫度也降低;開始吸氫到吸氫飽和的溫度范圍變寬。
(2)通過對Sm(Co0.65Fe0.25Cu0.08Zr0.02)z(z=5,0~12)合金相組成、微結構進行系統(tǒng)分析表明:z=5.0、6.1的合金都由1:3相、2:7相、1:5相組成:z=7.4的合金由1:5相和2:17相組成;z=:9,3、12的合金都由2:17相和
5、Fe-Co相組成。通過圖解外推法對z=5.0、6.1、12的合金氫破前后的晶格常數(shù)、晶胞體積變化進行計算,結果顯示:氫破碎后衍射峰向小角度方向偏移,晶面間距不同程度的增大,品格常數(shù)變化很大。2:7相、2:17相吸氫后沿a軸與c軸都膨脹,而1:3相、1:5相吸氫后沿a軸膨脹而c軸收縮。2:7相吸氫前后晶胞體積變化量△v%最大,可達到6.6951,具有很強的吸氫能力。分析認為z=5.0、6.1的合金可能是富釤相(1:3相、2:7相)先吸氫,
6、各相吸氫的晶格畸變增加了基體相與析出相間的應力場,品格畸變所產(chǎn)生的內(nèi)應力達到合金斷裂強度后,合金就發(fā)生沿晶斷裂,從而加快合金吸氫粉化的速度。z=7.4的合金中1:5相、2:17相吸氫產(chǎn)生的晶格畸變也增加了兩相間的共格畸變與應力場,從而使合金易于發(fā)生穿晶斷裂。z=5.0、6.1的合金中含有易吸氫(△V%最大)的2:7相,增大了晶格畸變所產(chǎn)生的內(nèi)應力,致使該組合金更易于吸氫破碎,且破碎后的粉末顆粒更加細小均勻。合金中不同相吸氫后的晶格畸變所
7、產(chǎn)生的內(nèi)應力成為加速合金粉化的根本原因。而z=9.3、12的合金中幾乎都是2:17相,還有少量的Fe-Co相,而Fe-Co合金相在本實驗條件下無吸氫反應,所以這兩種合金未發(fā)生吸氫破碎的現(xiàn)象。
(3)通過對成分為Sm(Co0.65F0.25Cu0.08Zr0.02)8.2的合金進行液相添加實驗證明:隨著液相合金的添加,燒結磁體剩磁Br逐漸減?。怀C頑力Hcj和磁能積BHmax都先增加后減小。液相量在1%時各項磁性能達到最佳。<
8、br> 我們研究了氫壓、時間等參數(shù)對Sm(Co0.65Fe025Cu0.08Zri0.02)7.4合金的HD工藝的影響,并探討了制粉工藝對磁性能的影響,研究結果表明:室溫,1.0MPa氫壓進行氫破處理的效果更佳。采用HD工藝制備的磁體方形度都優(yōu)于傳統(tǒng)工藝制備的磁體;當粉末顆粒尺寸相當時,HD工藝制備的磁體較傳統(tǒng)工藝制備的磁體磁性能有所提高。
我們研究液相添加工藝+HD工藝制備2:17型燒結磁體證實:成分為Sm(Co0
9、.65Fe0.25Cu0.08Zr0,02)8.2的合金適用HD工藝制備燒結磁體;經(jīng)HD工藝制備的磁體各項性能達到了較高水平,并且HD工藝制備的磁體在保證較高的剩磁Br(11.29KGs)同時具有高的矯頑力(26.36KOe)。該工藝有利于液相更好的溶入主合金之中,優(yōu)化主相成分;且細小均勻分布的液相可以更好的起到液相燒結作用,降低了燒結溫度,提高了磁體的密度。本研究也表明HD工藝可以在2:17型SmCo燒結永磁材料工業(yè)化生產(chǎn)中推廣使用。
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