磁控濺射(Dy-Pr)-Zn制備高矯頑力NdFeB磁體工藝與性能研究.pdf

1、隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，具有高磁能積和高矯頑力的燒結(jié)NdFeB永磁材料，成為功能材料的研究熱點(diǎn)。在傳統(tǒng)的雙合金法中，單純的減鏑會(huì)使得燒結(jié) NdFeB磁體的矯頑力、耐熱性和耐腐蝕性下降。因此，在保證降低重稀土的同時(shí)，如何提高鏑的利用率，提高磁體矯頑力，改善熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性是目前急需解決的重大難題。本研究通過(guò)晶界擴(kuò)散DyZn/ PrZn膜層制備了高綜合性能的磁體，該技術(shù)可以保證在磁體剩磁基本不變的情況下，大幅度提高磁體矯頑力，改善磁體的

2、熱穩(wěn)定性及耐腐蝕性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用磁控濺射的方法，在燒結(jié)態(tài)NdFeB磁體表層濺射一層 DyZn/ PrZn膜層，通過(guò)晶界擴(kuò)散處理，制備出性能優(yōu)化的磁體。結(jié)果表明：燒結(jié)態(tài)DyZn擴(kuò)滲磁體的最佳的熱處理工藝為850℃×5 h+500℃×2 h，該工藝可有效地提高磁體的矯頑力，與原始燒結(jié)態(tài)磁體相比，其矯頑力提高了747.44 kA/m，且其剩磁基本不降低。Dy元素沿著晶界液相從表層向內(nèi)部擴(kuò)散，隨著擴(kuò)滲距離的增加，擴(kuò)滲量

3、減少，在約1800μm處，Dy元素含量~2.26%。晶界擴(kuò)散過(guò)程中，Dy元素取代主相晶粒外延層的 Nd元素，形成(Nd, Dy)2Fe14B硬磁相具有大的磁晶各向異性場(chǎng)，光滑連續(xù)富Nd相的形成，增強(qiáng)了主相晶粒之間的去磁耦合效應(yīng)，共同作用使得磁體矯頑力提高，而且由于Dy元素沒(méi)有擴(kuò)滲進(jìn)入晶粒內(nèi)部，剩磁降低很少。⑵燒結(jié)態(tài)PrZn擴(kuò)滲磁體的最佳的熱處理工藝為750℃×3 h+500℃×2 h，該工藝下磁體矯頑力提高了353.18 kA/m，且剩

4、磁和最大磁能積基本不降低，并保持了較好的方形度。燒結(jié)態(tài) PrZn擴(kuò)滲磁體富 Nd相連續(xù)光滑化以及成分分布的優(yōu)化，增強(qiáng)了相鄰晶粒之間的去磁耦合效應(yīng)，提高了反磁化形核場(chǎng)，是磁體矯頑力提升的主要原因。采用非重稀土元素組成的 PrZn膜層進(jìn)行晶界擴(kuò)散處理，最佳熱處理工藝所需的溫度更低，時(shí)間更短，節(jié)約了原材料成本和生產(chǎn)成本。⑶對(duì)比研究 DyZn和 PrZn兩種不同擴(kuò)散源對(duì)磁體磁性能、熱穩(wěn)定性及耐腐蝕性能的影響，結(jié)果表明：燒結(jié)態(tài) DyZn擴(kuò)滲磁體的

5、矯頑力和熱穩(wěn)定性明顯高于燒結(jié)態(tài) PrZn擴(kuò)滲磁體。在20℃~180℃范圍內(nèi)，原始燒結(jié)態(tài)磁體的αBr和βHcj分別為-0.1188%/℃和-0.5533%/℃，而燒結(jié)態(tài)(Dy/Pr)Zn擴(kuò)滲磁體的αBr為-0.1051/-0.1180%/℃，βHcj為-0.4815/-0.5533%/℃，均低于原始樣品。晶界擴(kuò)散處理可以改善磁體的耐腐蝕性，且燒結(jié)態(tài) PrZn擴(kuò)滲磁體的耐腐蝕性與燒結(jié)態(tài) DyZn擴(kuò)滲磁體的相當(dāng)。在 HAST環(huán)境下腐蝕288