纳米粉对烧结钕铁硼抗腐蚀性能的影响

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烧结NdFeB磁体卓越的磁性能而被广泛的应用在各种电子设备中。但是,由于NdFeB磁体富Nd相与主相之间大的电位差使磁体容易发生晶间腐蚀,富Nd相比较活泼,在湿热环境中与H2O反应造成晶界区域体积膨胀产生晶界应力,导致晶界相破坏。这些原因的存在严重限制了烧结NdFeB在重要领域中的应用,晶界相的微观结构与NdFeB磁体的腐蚀性能密切相关。目前,通过晶界添加改变晶界相的结构是一种有效的改善烧结NdFeB磁体抗腐蚀性能的方法之一。本文为了提高烧结钕铁硼磁体的磁性能和抗腐蚀性能,采用二元合金法添加Mg纳米粉制备NdFeB材料。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和AMT-4永磁特性测试仪对烧结NdFeB磁体(PrNd)29.9Dy0.1B1Co1Cu0.15Febal+x%Mg(质量分数))的微观结构和磁性能进行了分析。添加Mg纳米粉的量分别为0.0wt.%、0.1wt.%、0.2wt.%、0.3wt.%和0.4wt.%。结果表明:当添加了0.1wt%Mg纳米粉时,娇顽力(Hcj)达到最大值999.1kA/m,剩磁(Br)达到最大值1.436T,最大磁能积(BH)max达到最大值396.9kJ/m3,磁体密度为7.42g/cm3,增加了0.27%。磁性能的提高与晶界的微观结构和磁体密度的改变密切相关。采用电化学工作站和加速腐蚀试验对烧结NdFeB磁体的抗腐蚀性能进行检测,动电位极化曲线分别在3.5%NaCl和0.005%H2SO4溶液中测得,曲线平台对应的纵坐标为相应的腐蚀电位,阳极曲线的切线与自腐蚀电位的交点的横坐标为相应的腐蚀电流密度。在酸性腐蚀介质中,当Mg添加量从0.0wt.%增加到0.4wt.%,腐蚀电位由-0.618V升高到-0.470V,腐蚀电流密度由193.1μA/cm~2降低到46.5μA/cm~2。在湿热环境中腐蚀96h后,添加0.0wt.%和0.1wt.%Mg的磁体的质量损失分别为42.3 mg/cm~2和5.3 mg/cm~2,表明晶界添加Mg纳米粉能够提高磁体的抗腐蚀性能。进一步的研究表明磁体抗腐蚀性能的提高与Mg-Nd晶界相的形成有关。
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