納米復合永磁材料的微結構和磁性能.pdf

1、本論文對Nd-Fe-B系稀土永磁材料的研究和發(fā)展現狀進行了綜合評述，討論了理論上影響納米復合永磁材料矯頑力的主要因素，重點研究了制備工藝、添加元素和微結構對磁性能(尤其是矯頑力)的影響。我們的工作主要包括： 1．理論計算相分布和晶粒尺寸對納米復合永磁材料矯頑力的影響。 基于有效各向異性模型，并采用統(tǒng)計分析的方法，計算了矯頑力、晶粒尺寸和兩相體積分數間的關系。計算結果表明，當軟磁性相體積分數確定，兩磁性相晶粒尺寸相同時，材

2、料的矯頑力隨晶粒尺寸的減小單調遞減，在20nm左右矯頑力開始迅速降低：當軟磁性相體積分數和晶粒尺寸一定時，材料的矯頑力H<,c>隨硬磁性晶粒的變化呈現極大值，此現象起源于軟、硬兩磁性相在納米復合永磁材料中的隨機分布結果；當硬磁性相體積分數和晶粒尺寸一定時，材料的矯頑力H。隨軟磁性晶粒的減小而降低。 2．采用熔體快淬+晶化處理方法制備納米復合永磁材料，研究了制備工藝和添加元素對材料微結構和矯頑力的影響。 (1)快淬速度對納

3、米復合永磁材料微結構影響。Nd<,11>Fe<,83>B<,6>薄帶，在快淬速度為20 m/s時主要由α-Fe相和2∶14∶1相組成，但是其晶粒大小不均勻，磁性能不高；當快淬速度增大到30 m/s時，樣品中α-Fe相和2∶14∶1相的含量減少，出現非晶態(tài)；當快淬速度急劇增大到58 m/s時，樣品已經完全處于非晶態(tài)。 (2)晶化處理對納米復合永磁材料微結構和磁性能的影響。晶化溫度和時間的選擇是相互制約的。為獲得優(yōu)異的硬磁性能，晶

4、化處理應使非晶相充分晶化，同時又要避免晶粒長的過大。如果晶化溫度較低，處理時間應延長一些，如果晶化溫度較高，則時間應短一些。實驗表明，低溫長時間熱處理比高溫短時間熱處理的結果稍好一些。在經過650℃×5min晶化處理后得到的樣品的磁性能最好，其矯頑力在平均晶粒尺寸為22nm時達到最大值。室溫磁性能為：<,j>H<,c>=376kA/m，B<,r>=0.8T，(BH)<,max>=94kJ/m<'3>。 (3) 添加微量元素對納

5、米復合永磁材料微結構和磁性能的影響。在納米復合材料中，Co原子同時替代硬磁性相和軟磁性相中的Fe，使材料的各向異性和矯頑力提高。同時增強了正交換耦合相互作用，使居里溫度提高。Co可以作為摻雜元素進入晶粒邊界，使薄帶在晶化處理時晶粒均勻、細小，有利于軟、硬磁性相的交換耦合作用，使得矯頑力增強。 Dy的添加可提高各向異性場和矯頑力，但Dy的添加會使樣品的居里溫度有所下降， Co的添加正好彌補了Dy的這一缺陷。采用58m/s的快淬速