高矯頑力釹鐵硼磁性材料的研究.pdf

1、本論文對(duì)釹鐵硼類(lèi)稀士永磁材料的研究和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合評(píng)述，重點(diǎn)研究了J高矯頑力釹鐵硼磁性材料的成分設(shè)計(jì)、制備工藝、微觀結(jié)構(gòu)與磁性能的關(guān)系。我們的工作主要包括： 1．研究了高矯頑力燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的制備工藝、成分、微結(jié)構(gòu)和磁性能采用速凝薄帶(SC)、氫破碎(HD)及氣流磨工藝制粉(JM)、橡皮模等靜壓(RIP)脈沖磁場(chǎng)成型等新工藝來(lái)制各燒結(jié)釹鐵硼磁體。介紹了新工藝的特點(diǎn)及其比傳統(tǒng)工藝的優(yōu)越性。采用新工藝，適當(dāng)調(diào)節(jié)各工藝過(guò)程

2、參數(shù)，優(yōu)化鑄片、粉末、坯塊和燒結(jié)磁體的晶粒微結(jié)構(gòu)，制備了高矯頑力燒結(jié)磁體。 采用添加微量元素方法，我們制備出了不同Dy、Co和Ga含量的Ndjl-xDyxFebaaC02B<,1>(X=1-7wt％)以及Nd<,27>Dy<,4>FebalCo<,2>Ga<,y>B<,1>(y=0.5，1.O，1.5,2.0wt％)燒結(jié)磁體。結(jié)果表明：Co元素添加可以提高燒結(jié)釹鐵硼磁體的居里溫度，降低溫度系數(shù)，提高溫度穩(wěn)定性。添加Dy增強(qiáng)各向異

3、性場(chǎng)、細(xì)化晶粒、抑制a-Fc枝狀晶析出，從而提高磁體的矯頑力，但是Dy的添加使分子磁矩，磁體的飽和磁極化強(qiáng)度J<,5>及剩磁B<,r>降低，導(dǎo)致磁能積下降，所以Dy的添加量不宣過(guò)高，以3-4 wt％為好。Ga在晶粒邊界起到很好的潤(rùn)濕作用，使晶粒邊界變得更清晰，有效地減弱了晶粒間的交換耦合退磁作用，使矯頑力提高，降低不可逆損失，由于Ga的非磁性以及其昂貴性，磁體中Ga的添加量也不宜過(guò)多，以0.5 wt％左右為好。采用SC、HD、JM工藝，

4、通過(guò)復(fù)合添加Ga,Dy和Co，成分為Nd27Dy<,4>Fe<,bad>Co<,2>Ga<,0.5>B<,1>磁體的室溫磁性能達(dá)到：jHc=2035kA／m(25.57kOe)，B<,r>1.32T(13.2kG)，(BH)<,max>=320kJ／m<'3>(39.9MGOe)，磁體的矯頑力溫度系數(shù)在20℃～150℃范圍內(nèi)為-0.530e％／d℃，其高溫磁特性滿(mǎn)足了永磁電機(jī)對(duì)磁體溫度性能的要求。 2．采用熔體快淬+熱處理方法

5、制備納米復(fù)合永磁材料，研究了制各工藝和成分對(duì)材料微結(jié)構(gòu)和矯頑力的影響。 (1)制各工藝對(duì)納米復(fù)合永磁材料微結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。Nd<,8>Fe<,88>B<,4>薄帶在淬 速為15m／s時(shí)主要由α-Fc相和2:14:1相組成，但是晶粒大小不均勻，磁性能不高：當(dāng)淬速增大到20m／s時(shí)，樣品中α-Fe和2:14:1相的含量減少，出現(xiàn)非晶態(tài)；當(dāng)淬速進(jìn)一步增大到25m／s時(shí)，樣品已經(jīng)完全處于非晶態(tài)，經(jīng)過(guò)660℃下 5min的晶化

6、熱處理后得到良好的磁性能，其矯頑力在平均晶粒尺寸為23nm時(shí)達(dá)到最大值。(2)添加元素對(duì)納米復(fù)合永磁材料微結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。采用25m／s的淬速，通過(guò)添加Pr和Co得到Nd<,5>Pr<,3>Fe<,80>Co<,8>B<,4>薄帶，經(jīng)熱處理后矯頑力明顯提高。Pr的添加可提高各向異性場(chǎng)，提高矯頑力。與燒結(jié)NdFeB磁體中添加Co使矯頑力降低的影響不同，在納米復(fù)合材料中，Co原子同時(shí)取代硬磁性相和軟磁性相中的Fe，使材料的各向異性和矯頑

7、力提高。同時(shí)Co還可以作為摻雜元素在晶粒邊界生成Nd<,3>C0或Nd(Fe，C0)<,2>，抑制軟磁性相的晶化，使晶粒均勻、細(xì)化，有利于軟硬磁性相之間的交換耦合作用，矯頑力提高。 結(jié)果還表明：Pr的添加使得樣品Nd<,s>Pr<,3>Fe<,88>ssB<,4>的居里溫度比Nd<,8>Fe<,88>B<,4> 下 20℃。而添加Co彌補(bǔ)了Pr元素的這一缺陷，Co元素取代Fe優(yōu)先占據(jù)J<,2>晶位和K<,2>晶位，增強(qiáng)了正交換