納米晶復(fù)合Nd-,2-Fe-,14-B-α-Fe永磁合金磁性能和微結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、納米晶復(fù)合永磁材料是由硬磁相和軟磁相在納米尺度內(nèi)，通過兩相間的交換耦合作用復(fù)合而成，它由硬磁相提供高的矯頑力，軟磁相提供高的飽和磁化強度，具有高剩磁、高最大磁能積以及低稀土含量等優(yōu)點，有望發(fā)展成為新一代高性能的稀土永磁材料。 為改善納米晶復(fù)合永磁合金的微觀結(jié)構(gòu)以提高磁性能，本論文從合金成分的優(yōu)化和晶化工藝的改進兩個方面，對納米晶復(fù)合Nd2Fe14B/α-Fe永磁合金進行了較為深入的研究。通過采用X射線衍射(XRD)、差示掃描量熱

2、儀(DSC)、透射電鏡(TEM)、三維原子探針技術(shù)(3DAP)、振動樣品磁強計(VSM)和穆斯堡爾譜儀等分析儀器和手段，重點研究了微合金化元素Zr、Nb、Ga對納米晶復(fù)合Nd2Fe14B/α-Fe永磁合金的晶化行為、微觀結(jié)構(gòu)、磁性能及其溫度穩(wěn)定性的影響規(guī)律和作用機理。通過對快淬Nd2Fe14B/α-Fe永磁合金進行脈沖磁場退火，探討了磁退火對合金的晶化過程、交換耦合作用、顯微結(jié)構(gòu)以及磁性能的影響機制，尋求到一種新的有效提高納米晶復(fù)合永磁

3、材料磁性能的晶化工藝方法。 本文的主要研究結(jié)果如下： 在納米晶復(fù)合Nd9.5Fe79-xCo5ZrxB6.5(x=0～4)合金中，Zr元素的添加優(yōu)化了合金的晶化過程，抑制了軟磁相晶粒的長大，改善了材料的微結(jié)構(gòu)，從而增強軟、硬磁相之間的交換耦合作用，有效提高合金的磁性能。同時，Zr在一定程度上提高了磁體的溫度穩(wěn)定性，改善了磁體的不可逆磁通損失。制備的納米晶復(fù)合Nd9.5Fe76Co5Zr3B6.5粘結(jié)磁體的溫度系數(shù)α=-0

4、.13％/℃，β=-0.35％/℃，在150℃環(huán)境溫度下時效100h后，磁體的不可逆磁通損失δirr=-4.50％。 Nb元素的添加，明顯提高了納米晶復(fù)合Nd9.5Fe79-xCo5NbxB6.5(x=0～3)合金的矯頑力，細化了合金晶粒尺寸，從而有利于減小材料內(nèi)部的散磁場，改善了合金的溫度穩(wěn)定性。3DAP研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在納米晶復(fù)合Nd9.5Fe77Co5Nb2B6.5永磁合金中，添加的Nb原子在晶間產(chǎn)生明顯的富集，形成了晶間N

5、bFeB相，從而增強了硬磁相的磁晶各向異性場，提高了合金的磁性能。 在納米晶復(fù)合Nd8.5Fe77.6-xCo5Zr2.7GaxB6.2(x=0～1)永磁合金中，添加微量的Ga元素后，提高了合金的居里溫度，從而改善合金的溫度系數(shù)和不可逆磁通損失?？齑闼俣葹?8m/s的合金經(jīng)710℃退火處理，制備的納米晶復(fù)合Nd8.5Fe77Co5Zr2.7Ga0.6B62粘結(jié)磁體具有優(yōu)異的磁性能，Jr=0.73T，iHc=643kA/m，(BH

6、)max=82kJ/m3，α=-0.095％/℃，β=-0.35％/℃，δirr=-4.06％。 對快淬非晶Nd8.5Fe77Co5Zr2.7Ga0.6B6.2合金進行脈沖磁場退火發(fā)現(xiàn)，同常規(guī)退火相比，磁退火降低了合金的最佳退火溫度，提高了非晶晶化時的形核率，改善了合金的微結(jié)構(gòu)，從而增強了軟、硬磁性晶粒間的交換耦合作用，明顯提高了合金的磁性能，經(jīng)670℃磁退火后合金具有最佳的磁性能，即iHc=586kA/m，Jr=1.01T，(