【摘 要】
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高温磁力泵是油气开采过程中的关键工序之一,被广泛应用于石油化工、石油炼制和化学工业及其它地方输送特殊的石油、印染原料等高温介质工况上。因此,对于磁力泵的内、外转子永磁体的磁性能和温度稳定性具有严格的特殊要求。NdFeB永磁是具有高磁性能的新一代永磁材料,有高的经济实用性,但是其温度稳定性低、耐蚀性差等缺陷限制了它在高温及腐蚀环境下的应用;SmCo永磁具有高的温度稳定性和耐蚀性,但其磁性能较低,且价
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高温磁力泵是油气开采过程中的关键工序之一,被广泛应用于石油化工、石油炼制和化学工业及其它地方输送特殊的石油、印染原料等高温介质工况上。因此,对于磁力泵的内、外转子永磁体的磁性能和温度稳定性具有严格的特殊要求。NdFeB永磁是具有高磁性能的新一代永磁材料,有高的经济实用性,但是其温度稳定性低、耐蚀性差等缺陷限制了它在高温及腐蚀环境下的应用;SmCo永磁具有高的温度稳定性和耐蚀性,但其磁性能较低,且价格昂贵。将两种磁体进行复合并制备出综合性能优异的复合磁体,具有重要的研究意义及应用价值。为此,我们将SmCo与NdFeB两种永磁材料进行复合,采用XRD、MPMS3、SEM、TEM等测试技术针对复合磁体的显微结构、磁性能、温度稳定性等开展了如下几方面的研究工作:采用取向成型技术制备了各向异性Sm2Co17/NdFeB复合粘结磁体,研究了磁体成分与相结构、磁性能的变化规律。两相行星结构的形成,使得复合粘结磁体在NdFeB含量为70 wt.%时获得了最佳的磁性能:Mr=99.53 emu/g,Hc=13.75 kOe,(BH)max=14.15 MGOe,并且表现出良好的温度稳定性。为获得性能优异的纳米晶SmCo磁粉,利用高能球磨技术制备了非晶SmCo粉末,并研究了退火温度对磁粉相结构、显微形貌及磁性能的影响。经750℃退火后,获得了纳米晶SmCo7磁粉,其磁能积最高达到了12.32 MGOe,晶粒尺寸为11.3 nm。同时,一定量的Co添加有效的提高了SmCo7相的稳定性。为制得致密的复合磁体,利用放电等离子烧结(SPS)技术制备了各向同性纳米晶SmCo7/NdFeB致密复合磁体,研究了磁体成分与相结构、磁性能的变化规律。复合磁体表现出良好的单相退磁行为,当NdFeB含量为10 wt.%时,复合磁体具有最大矫顽力Hc=15.4 kOe,且剩磁比Mr/Ms=0.7,具有较强的交换耦合作用。经退火后,整体磁性能得到改善,(BH)max最大提高了23.6%。最后,采用热变形技术制备了各向异性的纳米晶SmCo7/NdFeB致密复合磁体,以进一步提高复合磁体的磁性能。结果表明,不同的变形技术对复合磁体的磁性能、相结构具有重要的影响。热变形后,单相的SmCo7及NdFeB磁体获得了良好的c轴织构及高的磁性能。由于元素间的扩散偏聚,使得复合磁体的磁性能有所下降,但其温度稳定性得到了改善。
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