Nd(Ce)-Fe-B永磁材料的制備、組織及其磁性能研究.pdf

1、Nd-Fe-B基永磁材料因其優(yōu)異的磁性能廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，其對(duì)稀土的消耗主要集中在儲(chǔ)量較少的Nd、Pr等稀土方面。Ce作為豐度最高的稀土元素，長(zhǎng)期作為Nd、Pr的副產(chǎn)品開發(fā)，其在永磁材料中并沒有得到有效地利用，提高高豐度輕稀土在永磁材料中的應(yīng)用成為當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。本文首先通過熔體快淬技術(shù)制備了Nd-Ce-Fe-B薄帶合金，然后通過放電等離子燒結(jié)技術(shù)（SPS）制備出了納米晶Nd-Ce-Fe-B磁體，并通過晶界擴(kuò)散改性，大幅提高了SPS磁體

2、的磁性能。
　　本文首先采用熔體快淬技術(shù)制備了具有優(yōu)異磁性能的(Nd1-xCex)2Fe14B薄帶，優(yōu)化了快淬工藝和熱處理工藝，研究發(fā)現(xiàn)，在最佳制備工藝條件下，隨著Ce含量的增加，矯頑力整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，矯頑力的下降歸因于 Ce2Fe14B較低的磁晶各向異性場(chǎng)。但在x=0.2時(shí)，矯頑力可達(dá)594 kA/m，呈現(xiàn)反常增加現(xiàn)象，這可能是由于Ce混合價(jià)態(tài)所導(dǎo)致的相分離造成的。Ce添加量為x=0.25時(shí)，薄帶合金磁能積可達(dá)95kJ/m3，

3、與純Nd2Fe14B薄帶98 kJ/m3的磁能積相比，僅下降了3.1％。增加稀土含量至名義成分(Nd1-xCex)13.5Fe81B5.5時(shí)，研究表明，(Nd1-xCex)13.5Fe81B5.5系列條帶中仍然發(fā)現(xiàn)有α-Fe相的存在，這表明增加稀土含量并不能完全抑制α-Fe相的析出。x=0.2時(shí)，薄帶矯頑力同樣呈現(xiàn)反常增加效應(yīng)，矯頑力可達(dá)937 kA/m，相比未添加 Ce樣品的矯頑力（941 kA/m），僅下降了0.43%。Henkel

4、曲線研究表明，x=0.2時(shí)，薄帶合金的交換耦合作用最強(qiáng)。以上研究表明高豐度稀土元素Ce在永磁材料中具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?br>　　基于Nd13.7Co6.7Ga0.5Fe73.5B5.6熔體快淬薄帶合金，通過SPS燒結(jié)技術(shù)制備得到各向同性的納米晶燒結(jié)磁體。微觀結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，SPS磁體由不同長(zhǎng)寬比且具有不同晶體生長(zhǎng)方向的晶粒所組成。以650℃SPS燒結(jié)后的磁體為前驅(qū)體，通過熱變形技術(shù)成功制備出了各向異性納米晶磁體，剩磁從0.76 T增加到

5、1.34 T，然而矯頑力下降明顯，從1636 kA/m降低到226 kA/m。TEM研究表明，熱變形磁體中富釹相的聚集可能是造成矯頑力下降的主要原因之一，同時(shí)其也造成了熱變形磁體回復(fù)曲線呈現(xiàn)較大程度的張開狀態(tài)。
　　最后采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備得到名義成分為 Ce13.5Fe81B5.5的燒結(jié)磁體。研究發(fā)現(xiàn)，在前驅(qū)體粉末中添加Pr68Cu32能夠有效的改善磁體的致密度，同時(shí)提高磁體的磁性能，矯頑力從68 kA/m提高到357 k