【摘 要】
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随着电子仪器、仪表等产品尺寸微型化、形状复杂化的发展要求,复合稀土粘结磁体的应用市场越来越大,但粘结磁体制备过程中稀土磁粉的流动性与抗氧性、以及粘结剂性能是提高磁性能的关键。本文采用处理剂表面包覆球磨的方式在鳞片状的快淬NdFeB磁粉细化过程中使其表面形成保护膜,从而提高磁粉的抗高温氧化性,研究表面包覆处理剂和球磨工艺对磁性能、抗氧化性能的影响。同时还研究以低熔点金属Sn/Zn作粘结剂来制备复合粘
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随着电子仪器、仪表等产品尺寸微型化、形状复杂化的发展要求,复合稀土粘结磁体的应用市场越来越大,但粘结磁体制备过程中稀土磁粉的流动性与抗氧性、以及粘结剂性能是提高磁性能的关键。本文采用处理剂表面包覆球磨的方式在鳞片状的快淬NdFeB磁粉细化过程中使其表面形成保护膜,从而提高磁粉的抗高温氧化性,研究表面包覆处理剂和球磨工艺对磁性能、抗氧化性能的影响。同时还研究以低熔点金属Sn/Zn作粘结剂来制备复合粘结磁体的工艺及复合磁体性能的影响。通过扫描电子显微镜、永磁测量仪、振动样品磁强计、X射线衍射仪、热分析仪钕铁硼磁粉以及粘结复合材料的微观形貌、磁性能、抗高温氧化性能等进行研究,分析了磁粉含量、电沉积时间、电流密度、表面包覆剂等对钕铁硼磁粉以及其复合材料性能的影响。对于Sn/NdFeB复合材料,研究发现,随着磁粉表面锡镀层含量增加,磁粉的(BH)max和Br都下降,而Hcj变化不大;而温压制得的复合磁体的抗压磁体随磁粉锡镀层含量增加而提高,5.079 wt.%时综合磁性能最好,(BH)max=120.7KJ·m-3,Br=0.821T,Hcj=732.6 KA·m-1。与10wt.%锡粉直接机械混合制备复合磁体相比,达到相同的磁性能和抗压强度,所需的电沉积锡含量不到5wt.%。对于Zn/NdFeB复合材料,研究发现,在磁粉表面电沉积锌能在一定程度上阻止磁粉中活泼Nd在高温下被氧化,从而提高Zn/NdFeB复合磁体的磁性能。但是由于非磁性物质的掺入,磁体磁性能也会有一定降低。因此,应把握好电沉积锌条件与磁性能之间的关系,以阴极电流密度2A/dm~2沉积30min的磁粉能在高温下最大限度的保持其磁性能。对于钕铁硼磁粉的采用不同处理剂表面包覆球磨,研究发现,在升温环境下随着温度升高,没有添加处理剂球磨获得的NdFeB磁粉会快速燃烧变红;而采用磷酸、钛酸酯处理作处理剂的磁粉其最大磁能积优于草酸和硅烷类偶联剂。重点对比磷酸和钛酸酯分别为单一处理剂或协同处理时对磁粉磁性能和抗氧化性的影响。单独钛酸酯处理的NdFeB磁粉当温度100℃后磁粉的抗氧化性能下降,说明钛酸酯包覆形成的分子膜在低温下对抗氧化更有效。而单独磷酸处理、磷酸和钛酸酯协同处理球磨都可以优化磁粉的尺寸均匀性以及分散性、提高磁粉在100℃后抗氧化性能。而且磷酸和钛酸酯协同处理后磁粉的抗氧化性更优于单独磷酸处理工艺,说明磁粉表面的磷酸氧化膜更耐高温,且与钛酸酯分子膜协同作用后,可使磁粉表面的保护膜更致密。虽然不同球磨工艺处理所得的磁粉随着温度升高磁性能均有所下降,但相比较下,磷酸和钛酸酯协同处理获得磁粉的磁性能下降幅度小,特别在150℃后,协同处理的磁粉其最大磁能积下降幅度比单独磷酸处理(下降15%)或单独钛酸酯(下降40%)处理更小,为10%。当0.6mol/L磷酸和0.03mol/L钛酸酯协同处理时,磁粉的抗氧化性能最优。
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