【摘 要】
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Nd-Fe-B型永磁材料因磁性能优异、价格低廉而备受关注。目前高矫顽力Nd-Fe-B永磁体主要为烧结磁体和热变形磁体,本文利用熔体快淬法制备了不添加稀土元素Dy或Tb的高矫顽力Nd-
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Nd-Fe-B型永磁材料因磁性能优异、价格低廉而备受关注。目前高矫顽力Nd-Fe-B永磁体主要为烧结磁体和热变形磁体,本文利用熔体快淬法制备了不添加稀土元素Dy或Tb的高矫顽力Nd-Fe-B磁体,为开发高性能永磁体提供新的研究方向。本文采用电弧熔炼及熔体快淬法制备了 Nd-Fe-B型薄带,借助于X射线衍射仪、振动样品磁强计、电子显微镜等仪器对样品的微结构和磁性能进行了表征,重点研究了低熔点Al-Cu-Fe合金的添加、快淬速度和退火工艺对薄带微结构和磁性能的影响,主要内容及结果如下:Al-Cu-Fe合金的添加量对以 40 m/s 速度快淬的 Nd13.5Fe74.9Co5.5B 6.0+x%Al89.5Cu9.7Fe0.8(x=0,1,2,3,7)薄带的微结构和磁性能有直接的影响。Al-Cu-Fe合金的添加细化了薄带的晶粒尺寸,并促进了晶界相的析出。薄带的硬磁性能随Al-Cu-Fe合金的添加先增加后降低;当x=1时,薄带微结构由Nd2(Fe,M)14B、Fe3B、Al13(Fe,M)4、Al9(Co,M)2、富Nd相和非晶相的多相组成,并获得最佳的平均磁性能:Hc=13.6±1.3 kOe,Mr=66.1±4.7 emu/g,M2T=107.4±5.2 emu/g。在不同快淬速度下制备的Nd13.5Fe74.9Co5.5B 6.0+1 wt%Al89.5Cu9.7Fe0.8薄带,随着快淬速度从10 m/s提高到40 m/s,薄带的组成相不变,均是由Nd2(Fe,M)14B、Fe3B、Al13(Fe,M)4、Al9(Co,M)2、富Nd相和非晶相组成;薄带中晶粒尺寸从500 nm左右逐渐减小到约150 nm;非晶含量从2.54%逐渐增多到10.84%。当快淬速度为40 m/s时,薄带的硬磁性能最好。晶化退火工艺的不同影响着Nd13.5Fe74.9Co5.5B 6.0+1 wt%Al89.5Cu9.7Fe0.8薄带的微结构和磁性能。随着退火温度从650℃升高到750℃和保温时间从10 min延长到30 min,薄带中Nd2(Fe,M)14B主相的晶粒尺寸增大。当保温时间小于30 min时,薄带的组成相均为Nd2(Fe,M)14B、A19((Co,M)2、A113(Fe,M)4、富Nd相和非晶相;当保温时间为30 min时,薄带中析出新相CuAl2相。其中,在710℃退火20 min的薄带磁体获得最佳的磁性能为:Hc=23.4±2.4 kOe,Mr=89.0±2.7 emu/g,M2T=109.5±4.5 emu/g。对 Nd13.5Fe74.9Co5.5B6.0+2 wt%Al89.5Cu9.7Fe0.8合金铸锭在 600 ℃ 退火 24 h 之后,发现未退火铸锭以40 m/s速度快淬的薄带的组成相为Nd2(Fe,M)14B、Fe3B、A19(Co,M)2、Al13(Fe,M)4、富Nd相和非晶相,而用退火铸锭制备的快淬薄带中出现α-Fe相。用退火铸锭作原料制备快淬薄带有助于提高薄带的剩磁与磁能积。用退火铸锭以40 m/s速度快淬制备的薄带矫顽力从用未退火铸锭制备的薄带的11.2±0.5 kOe降低到9.3±0.7 kOe,但是剩磁从6.2±0.2 kGs明显提高到8.5±0.3 kGs,而且最大磁能积由9.12 MGOe提高到15.06 MGOe。
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