化学法制备Nd-Fe-B纳米磁粉的成分及工艺优化

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaoyunlonggao
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近年来,Nd-Fe-B永磁材料因其优异的磁性能,强的可加工性和高效的转化效率,在计算机、医疗、汽车、航空航天和军事等领域得到了广泛的应用。为了进一步提高Nd-Fe-B磁体的矫顽力(HC)和磁能积(BH)max,研究和开发了Nd-Fe-B纳米级磁粉。目前合成Nd-Fe-B磁粉的方法主要为物理方法,但物理法存在工艺复杂,粉末粒径较大和分布不均匀等缺点。而化学法合成Nd-Fe-B纳米磁粉可以很好地弥补这些缺点,但化学法也存在成分配比与工艺参数不稳定的问题。为了解决这些问题,本文采用新型化学法合成Nd-Fe-B纳米磁粉,分别研究了不同Nd、Fe元素含量和还原扩散温度对Nd-Fe-B纳米磁粉微观结构和磁性能的影响。通过实验结果和分析发现,随着Nd元素含量的增加,磁粉中Nd2Fe14B纯度提高,粉末中的颗粒形状从片层状向球状转变,晶粒尺寸逐渐变小;当Nd元素含量为5.5 mmol时,磁粉矫顽力达到最大值为2.41 k Oe,饱和磁化强度约为51.92 emu/g。当其他元素含量不变时,调整Fe元素含量发现,Fe元素含量增加时,磁粉中Nd2Fe14B相的结晶度提高,晶粒呈球状和多边形均匀分散;当Fe含量为7.5 mmol时,Nd-Fe-B磁粉获得较佳的综合磁性能,此时矫顽力为2.74 k Oe,饱和磁化强度为54.76 emu/g,Mr/Ms=0.67,最大磁能积为1.87 MGOe。当Fe元素含量过多时,磁粉中会生成大量α-Fe软磁相,并且α-Fe颗粒会产生团聚现象,导致磁粉矫顽力降低。最后,当Nd-Fe-B成分组成为5:7.5:2(摩尔比)时,通过对Nd-Fe-B氧化物分别在900℃、930℃、960℃和990℃进行还原扩散处理。结果发现,随着还原扩散温度的升高,增加了磁粉中颗粒的分散性,当还原扩散温度为960℃时,磁粉矫顽力达到最大值4.72 k Oe,最大磁能积(BH)max为1.18 MGOe,当继续提高还原扩散温度时,磁粉的稳定性降低,容易在空气发生氧化现象。
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