稀土—过渡金属间化合物纳米晶永磁材料热变形工艺研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:clys1986
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稀土—铁基纳米晶永磁材料是一种新型永磁材料,是当前国际磁性材料领域的研究热点之一。稀土-纳米铁基材料具有良好的磁性能、热稳定性、耐腐蚀以及力学性能,因此其具有很好的发展前景。由于纳米晶的比表面积大,使得晶粒在取向过程摩擦力大,因此用磁场取向的传统烧结很难得到各向异性纳米晶磁体。对此,本文采用放电等离子烧结及热变形方法制备各向异性纳米晶永磁材料。  本文采用牌号为F的商用Nd-Fe-B快淬磁粉作为原料,运用SPS方法制备各向异性Nd-Fe-B纳米晶永磁体,然后利用XRD、VSM、TEM、SEM以及BH回线仪等对磁体的成分、结构以及磁性能做了系统的研究。通过采用不同的变形方式(自由压,模压以及背向挤压技术)我们系统的研究了变形温度以及变形量对磁体c轴织构以及磁性能的影响。研究结果表明,自由压变形方式下得到的热变形磁体,随着变形量和变形温度的提高,磁体内部Nd2Fe14B相晶粒的c轴晶体织构和剩磁逐渐增强,矫顽力呈现单调降低的趋势。磁体的磁能积在变形量为70%、变形温度为750℃下获得最大值34MGOe。模压方式得到的热变形磁体,磁体的晶体织构和剩磁随着变形量的增加也呈现增强趋势,矫顽力随着变形量的增加而降低。最佳变形工艺为变形量60%、变形温度750℃,磁能积为42MGOe。模压变形方式比自由压变形更能提高磁体的均匀性,得到更大的磁能积。通过背向挤压技术我们制备出了Nd-Fe-B磁环。磁体的易轴方向垂直于径向方向。磁环矫顽力为14kOe,磁能积达到了33MGOe。  此外,采用VSM、SEM等分析测试方法,研究了掺杂量与退火温度对RHx(R=Dy、Tb和Nd)纳米颗粒和Fe纳米片掺杂热变形Nd-Fe-B磁体磁性能的影响。结果表明,随着DyHx含量的增加,热变形Nd-Fe-B磁体剩磁逐渐降低,而矫顽力变化较小,但磁体在650℃热处理后矫顽力得到显著提升。随着TbHx添加量的增加,剩磁呈现单调降低趋势,矫顽力呈现明显增加的趋势。磁体添加量在达到2wt.%时矫顽力升高到18.4kOe,比原始磁体高23%。磁体在700℃热处理后矫顽力得到显著提升。随着NdHx添加量的增加,剩磁随着掺杂量的增加呈现先增加后降低趋势,矫顽力呈现出一定降低的趋势。Fe纳米片的添加阻碍了磁体的热变形,降低了c轴织构的形成,并没有达到理想结果。
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