(Fe,Co)-RE-B-M(M=Cu,Nb)永磁材料結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、納米雙相Nd-Fe-B復(fù)合永磁材料以其優(yōu)異的性能和較低的生產(chǎn)成本引發(fā)了廣泛的關(guān)注,如何制備出低稀土含量且性能優(yōu)異的納米雙相永磁材料成為研究的熱點(diǎn)之一。針對(duì)納米雙相復(fù)合永磁材料研究工作中晶粒尺寸不能很好的滿足交換耦合作用條件的問題,本文主要通過電弧熔煉、熔體快淬、真空晶化熱處理制備出納米雙相復(fù)合Nd-Fe-B永磁材料,并利用XRD、DSC、VSM等方法研究晶化工藝和合金成分對(duì)納米雙相復(fù)合Nd-Fe-B永磁材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能影響。圍繞這一

2、課題主要進(jìn)行了以下工作:
　　 本文分別研究了添加Cu和Nb元素對(duì)富B型納米晶雙相Nd-Fe-B復(fù)合永磁材料磁性能的影響,以及不同的晶化工藝和制備工藝對(duì)納米晶雙相RE-Fe-B復(fù)合永磁材料磁性能的影響。
　　 (1)使用真空熔煉爐制備母合金,采用線速度為25m/s銅輪旋淬法制備出設(shè)計(jì)的合金成分的薄帶,并對(duì)薄帶做XRD和DSC檢測(cè),結(jié)果表明:制備出的條帶均為非晶態(tài)合金。再根據(jù)DSC結(jié)果確定出晶化熱處理工藝。對(duì)晶化后的條帶做

3、XRD檢測(cè),以及對(duì)晶化處理過的磁粉做VSM檢測(cè)。
　　 (2)根據(jù)Fe-Co-Nd-Dy-B-Cu-Nb合金系的五個(gè)成分合金的DSC曲線可知:該合金系具有較大的過冷液相區(qū),其中Fe67Co8.3Nd3Dy0.5B20Cu0.2Nb1的△Tx=51K,表明該合金具有很大的玻璃形成能力,有望制備出大塊非晶。同時(shí)Cu元素的添加具有降低晶化溫度的作用;而Cu、Nb元素的復(fù)合添加提高了晶化溫度。根據(jù)DSC的結(jié)果我們制定出在第一個(gè)晶化峰結(jié)束

4、溫度(Tendl)即615℃分別進(jìn)行15分鐘、20分鐘、25分鐘和30分鐘晶化處理。然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,又對(duì)合金Fe67Co9.5Nd3Dy0.5820Cu0.5在680℃晶化處理5-25分鐘,并在晶化時(shí)間為5分鐘時(shí)得到了最佳磁性能為(BH).=48.392kJ/m3。
　　 (3)通過合金的XRD和VSM結(jié)果來討論不同的晶化時(shí)間對(duì)永磁材料結(jié)構(gòu)和性能的影響,結(jié)果表明:隨著晶化時(shí)間的延長(zhǎng),軟磁相Fe3B、α-Fe和硬磁相Nd2Fe

5、14B的析出量和晶粒尺寸都增大,當(dāng)晶粒過分長(zhǎng)大時(shí)就降低了軟、硬磁相間的交換耦合作用,導(dǎo)致合金磁性能的降低。該合金系的晶化過程中存在最佳晶化時(shí)間。
　　 (4)通過改變快淬速度可以影響合金的結(jié)構(gòu)和性能。
　　 (5)當(dāng)Cu元素部分的替代Fe67Co9.sNd3Dy0.5B20合金中的Co時(shí),隨著Cu元素的含量的增加,合金的性能越好。當(dāng)Cu的含量為0.5at％時(shí),晶化熱處理時(shí)間為20分鐘時(shí),合金具有最佳磁性能:Hc=200.

6、36kA/m,Br=0.95085T,(BH)m=46.416kJ/m3。這是由于Cu元素具有細(xì)化晶粒的作用,增強(qiáng)了軟、硬磁相間的交換耦合作用,從而增大了合金的磁性能。
　　 (6)Cu和Nb部分替代Fe67Co9.5Nd3Dy0.5B20合金中的Co元素,Cu和Nb的復(fù)合添加使Fe-Co-Nd-Dy-B-Cu-Nb系合金的磁性能出現(xiàn)了降低,這是由于Nb元素的添加提高了晶化溫度,降低了晶化動(dòng)力學(xué)作用,使合金中析出了中間相Nd2F