论文部分内容阅读
稀土永磁材料自问世以来因其优异的磁性能得到人们的广泛关注和研究,并促进了航空航天、风力发电、电子元器件、新能源汽车和通信等行业的迅速发展。近年来,纳米晶稀土永磁材料因其高的矫顽力(Hcj)得到广泛的关注。获得强c轴织构是提高纳米晶磁体剩磁(Mr)的重要因素。已有研究者们采用X射线衍射(XRD)极图、磁光克尔显微镜和磁力显微镜(MFM)等方式研究了纳米晶磁体的宏观织构,但对于晶粒微观织构的研究仍需补充。本文采用放电等离子(SPS)热压、热变形工艺制备了Sm2Co7块状各向异性磁体,得到了热变形磁体的织构强度与变形量的关系并分析了织构的形成机制。Sm2Co7热压磁体的矫顽力为34.76 kOe,相组成为纯六方结构的α-Sm2Co7相。以热压磁体为前驱体,制备了不同变形量的热变形磁体。当变形量为70%时,热变形磁体的矫顽力为33.48 kOe,剩磁为4.24 kGs。随着变形量增加矫顽力降低,剩磁提高。当变形量为90%时,磁体的矫顽力为4.60 kOe,剩磁为6.71 kGs,最大磁能积((BH)max)为8.25MGOe,最大磁能积比热压磁体提高了119.41%。随着变形量的增加,磁体c轴织构逐渐增强。六方结构的Sm2Co7热变形磁体强织构的形成机理以再结晶机制为主。为了进一步提高Sm2Co7磁体的剩余磁化强度和磁能积,采用SPS热压热变形工艺制备了Sm2Co7/α-Fe复合各向异性纳米晶块状永磁体,并对复合磁体的织构强度与Fe含量的关系进行了分析。当Fe含量为5 wt%时,复合磁体矫顽力为11.68 kOe,剩余磁化强度为6.74 kGs,最大磁能积为11.28 MGOe,比Sm2Co7热变形80%磁体磁能积提高了69.62%。随着复合磁体中Fe含量的增加,磁体的饱和磁化强度(Ms)持续升高,但剩磁和最大磁能积减小。热变形复合磁体相组成分析表明,当Fe含量为5 wt%时,磁体中包含Sm2Co7相和α-Fe相;随着Fe含量进一步增加,磁体内发生元素扩散,形成了菱方结构的Sm2(CoFe)17相。微观织构分析表明热变形复合磁体中硬磁相Sm2Co7形成了强c轴织构,菱方结构的Sm2(CoFe)17相无织构形成。采用各向异性HDDR磁粉为原料,融合磁场取向压型和热压工艺,一步热压法制备出各向异性热压纳米晶Nd2Fe14B磁体。磁体矫顽力为7.50 kOe,最大磁能积为20.17 MGOe。晶粒取向差角计算结果表明磁体宏观取向度为0.85,但磁体中存在与c轴夹角大于35°的晶粒。取向热压磁体不同区域取向极图分析结果显示,不同区域的极图织构强度均大于17,但该织构方向与磁体的c轴存在不同程度的角度偏差。这可能与HDDR磁粉粒度和颗粒形状发有关,大的颗粒粒度和不规则片状形态在磁场取向过程中阻碍了磁粉向c轴转动,不利于磁体强织构的形成,由此可以推断降低HDDR磁粉的颗粒粒度并控制颗粒形状为球形或椭球形将会提高HDDR取向热压磁体的织构强度,进而提高磁体的磁能积。