【摘 要】
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双相复合型纳米晶永磁材料是由软磁性相和硬磁性相在纳米范围内复合而成的永磁材料,通过饱和磁化强度高的软磁性相与磁晶各向异性常数高的硬磁性相间的交换耦合相互作用实现磁耦合,获得较高的矫顽力,进而发展成新一代的高性能永磁材料。Nd-Fe-B纳米复合磁体更是以其优异的磁性能在现代工业和科技领域得到广泛应用,产品和需求量不断增加,缺点是居里温度低、温度稳定性差等。本文首先用气体雾化法制备出Fe7Co3粉末,
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双相复合型纳米晶永磁材料是由软磁性相和硬磁性相在纳米范围内复合而成的永磁材料,通过饱和磁化强度高的软磁性相与磁晶各向异性常数高的硬磁性相间的交换耦合相互作用实现磁耦合,获得较高的矫顽力,进而发展成新一代的高性能永磁材料。Nd-Fe-B纳米复合磁体更是以其优异的磁性能在现代工业和科技领域得到广泛应用,产品和需求量不断增加,缺点是居里温度低、温度稳定性差等。本文首先用气体雾化法制备出Fe7Co3粉末,再用快淬工艺制备Nd-Fe-B/Fe7Co3纳米复合磁体,通过单独添加或复合添加替代元素和改善工艺参数提高合金的磁性能。试验发现,对于不同Pr含量的复合磁体,薄带的物相均由Pr2Fe14B硬磁性相和Fe7Co3软磁性相组成。720℃退火后,快淬薄带Pr8Fe86B6/Fe7Co3晶粒间的交换作用最大,磁性能最好:矫顽力Hci=4994.3 Oe,剩磁σr=47.9 emu/g,剩磁比σr/σs=0.41。在Pr-Nd-Fe-B/Fe7Co3纳米复合磁体中添加不同含量的Co,发现Co的添加改变了Fe与稀土原子间的3d-4f电子相互作用,使Fe-Fe的负交换积分变成Fe-Co的正交换积分,硬磁性相整体交换作用增强,提高了居里温度,扩大了Nd-Fe-B纳米复合磁体的高温应用范围。Co代替Fe后,使Fe晶体中3d+副能带的空穴数减少,3d-副能带的空穴数增加,合金的磁化强度增大,最好的磁性能出现在Co含量为4%时,此时矫顽力Hci=5986.1 Oe,剩磁σr=51.7 emu/g,剩磁比σr/σs=0.48。合金中添加重稀土元素Dy和Tb后形成各向异性场较高的（Dy,Pr,Nd）2（Fe,Co）14B和（Tb,Nd）2（Fe,Co）14B化合物,大幅提高Nd-Fe-B系纳米复合磁体的矫顽力,Co元素的存在可以部分补偿磁体剩磁和饱和磁化强度的降低。结论表明:当Dy和Tb的含量分别为0.2%和0.3%时,退火薄带的磁性能最好,最好的磁性能分别为矫顽力Hci=7237.9 Oe,剩磁σr=60.5 emu/g,剩磁比σr/σs=0.54和矫顽力Hci=7512.9 Oe,剩磁σr=59.3 emu/g,剩磁比σr/σs=0.55。快淬速度是影响合金磁性能的关键因素。随快淬速度的增加,薄带的物相主要由软磁性相和非晶相组成,晶化处理后,得到晶粒尺寸细小且均匀的微观组织,增强了软硬磁相相邻晶粒间的交换耦合作用,获得较好的磁性能。
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