论文部分内容阅读
为实现各主要稀土元素在磁性材料中的平衡利用，促进磁性材料产业可持续发展，使用混合稀土制备烧结稀土永磁材料成为近年来的研究与应用热点。本文系统研究了Ce取代Didymium(Pr-Nd合金，简写为Di)对速凝片、磁体性能和微观结构的影响，为添加Ce制备低档牌号的低成本磁体提供理论基础。研究了Y-Co晶界添加对Nd-Fe-B磁体结构和磁性能的影响，发现添加Y-Co能够改善磁体的温度稳定性。系统研究了添加Ho对烧结Nd-Fe-B磁体性能和结构影响，发现Ho能够有效降低磁体的剩磁温度系数。具体研究内容及结果如下: 利用粉末冶金工艺制备了不同Ce含量的Di-Ce-Fe-B磁体。微观结构分析表明随着Ce含量升高，速凝片内的柱状晶变宽，同时与热流方向的夹角增大。当Ce取代Di含量≥0.24时，速凝片内存在CeFe2相。磁体的剩磁和磁能积随着Ce含量的升高而降低;矫顽力也呈现降低趋势，但是在Ce取代Di为0.24时出现反常升高，升高幅度为3.7 kOe。获得磁体的性能为Br=12.63 kGs，Hcj=12.91kOe,(BH) max=36.49 MGOe，达到市场使用N38磁体的水平。微观结构和相分析表明当Ce取代Di≥0.24时，磁体中产生了CeFe2相，导致主相体积分布下降，富稀土相（主要含Pr和Nd）增加，从而导致晶界增厚，去磁耦合作用增强。CeFe2相主要分布在三角晶界。矫顽力增加是因为晶界变宽，增强了去磁耦合作用，该作用弥补了磁晶各向异性场下降对矫顽力的负面影响。 其次，研究了晶界添加Y72Co28合金粉末对Nd-Fe-B磁体结构和性能的影响。微观结构和能谱分析结果表明Y-Co添加之后导致磁体的晶粒形成“核-壳”结构，其中壳是富Y和Co的2-14-1相，而核是贫Y和Co的2-14-1相。Y进入主相占据4f晶位，极易取代占据相同晶位上的Dy。居里温度随着Y-Co添加量的增加而增加，主要是因为Co原子进入了主相取代了Fe。20℃和100℃下磁体剩磁、矫顽力和磁能积都随着Y-Co添加量的增加而呈现降低趋势，但是100℃下矫顽力呈现先升高后降低，在1wt.％的添加量时呈现最大值。 最后，研究了Ho添加对Nd-Fe-B磁体结构和温度稳定性的影响。结果表明磁体的剩磁和磁能积随着Ho含量的增加而降低，磁体的矫顽力随着Ho含量的增加而升高，增加幅度先小后大。矫顽力的增加来源于磁体磁晶各向异性场的增加。磁体的剩磁温度系数绝对值随Ho含量的增加而降低。这主要是由于Ho2Fe14B的饱和磁化强度具有正温度系数效应，能够对Nd-Fe-B的温度系数起到补偿作用。