發(fā)布時(shí)間：2020-06-02 16:10

【摘要】：Nd-Fe-B稀土永磁材料以其高性能和高性價(jià)比而廣泛應(yīng)用于電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電、醫(yī)療器械、交通等各個(gè)領(lǐng)域。但是當(dāng)前所生產(chǎn)的燒結(jié)Nd-Fe-B磁體矯頑力與理論值相差甚遠(yuǎn),其實(shí)際矯頑力較低且溫度穩(wěn)定性較差嚴(yán)重限制了磁體在高溫環(huán)境下的應(yīng)用。而Tb-Fe-B具有超高磁晶各向異性,可以大幅提高磁體矯頑力。本論文采用雙主相法將Nd-Fe-B和Tb-Fe-B粉末混合制備成(Nd,Tb)-Fe-B燒結(jié)復(fù)合磁體,通過(guò)調(diào)整合金成分,控制元素的擴(kuò)散,進(jìn)一步提高磁體矯頑力等磁性能。在傳統(tǒng)燒結(jié)Nd-Fe-B磁體中,隨著Nd含量的降低,磁體剩磁與最大磁能積逐漸增大,但矯頑力逐漸降低。將Nd_(13.2-x)Fe_(80.8+x)B_6(x=0,0.5,1,1.5)粉末與Tb_(17)Fe_(75)B_8粉末按9:1質(zhì)量比例進(jìn)行混合,調(diào)整Nd-Fe-B中Nd含量,適當(dāng)提高Tb-Fe-B中Tb含量,制備(Nd,Tb)-Fe-B燒結(jié)復(fù)合磁體。隨著Nd含量的降低,磁體的剩磁與磁能積逐漸升高,但矯頑力并沒(méi)有降低,基本保持在21.0 kOe左右。從微結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn),降低Nd-Fe-B中的Nd含量后,Tb-Fe-B中更多的Tb元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入晶間相及Nd-Fe-B主相晶粒外延層中,磁體中不僅存在Nd_2Fe_(14)B與Tb_2Fe_(14)B兩種主相,在Nd-Fe-B主相晶粒外延層還形成一個(gè)(Nd,Tb)-Fe-B硬磁化殼層,這個(gè)殼層的存在使晶粒表面的磁晶各向異性增加,抑制了晶粒表面的反磁化形核,從而使磁體矯頑力顯著增加。在Nd_(12.2)Fe_(81.8)B_6/Tb_(17)Fe_(75)B_8磁體中獲得了矯頑力為21.0 kOe,最大磁能積為39.1 MGOe的高性能永磁體。將Nd_(12.2)Fe_(81.8)B_6粉末與不同質(zhì)量比例的Tb_(17)Fe_(75)B_8粉末混合,按Tb_(17)Fe_(75)B_8占比為0,1,2,3,5,7,10,15,20 wt.%制備出不同Tb含量的(Nd,Tb)-Fe-B燒結(jié)磁體。發(fā)現(xiàn)加入少量的Tb_(17)Fe_(75)B_8粉末后,磁體的矯頑力大幅增加且剩磁與磁能積降低較小。當(dāng)Tb_(17)Fe_(75)B_8粉末添加量為5 wt.%時(shí),矯頑力增加到15.8 kOe,是Nd_(12.2)Fe_(81.8)B_6磁體矯頑力的2.2倍。隨著Tb_(17)Fe_(75)B_8粉末添加量超過(guò)3 wt.%,矯頑力基本呈線性遞增,且增加幅度大于傳統(tǒng)方法制備的燒結(jié)磁體。隨著Tb_(17)Fe_(75)B_8添加量的提高,由于Tb-Fe-B飽和磁化強(qiáng)度低,磁體剩磁與磁能積逐漸降低。采用雙合金法將Nd-Fe-B和TbH_x粉末混合制成磁體,微量添加TbH_x粉末可以大幅提高磁體矯頑力。但是,當(dāng)Tb粉末添加量超過(guò)1 wt.%時(shí),磁體矯頑力增長(zhǎng)幅度開(kāi)始逐漸減緩,這與雙主相法制備(Nd,Tb)-Fe-B燒結(jié)復(fù)合磁體不同,燒結(jié)復(fù)合磁體Tb含量超過(guò)3 wt.%,隨著Tb含量的增加矯頑力基本呈線性遞增,且雙主相法制備磁體的綜合磁性能更好。雙主相磁體除Tb置換Nd-Fe-B相邊界Nd元素在晶粒表層形成高磁晶各向異性的(Nd,Tb)_2Fe_(14)B相外,還存在超高磁晶各向異性的Tb-Fe-B主相。一般認(rèn)為,反磁化從Nd-Fe-B相開(kāi)始,但Tb-Fe-B相會(huì)阻止Nd-Fe-B相的反磁化,從而進(jìn)一步提高反磁化形核場(chǎng)和矯頑力,因此雙主相磁體能獲得更高的矯頑力和磁性能。
【圖文】：

的(00L)晶粒取向。為了提高燒結(jié) Nd-Fe-B 磁體的矯頑力，用 Dy/Tb 等重稀Nd 元素是一種較為有效的方法[21]。當(dāng)前磁體中添加重稀土涂覆滲透法，單合金法，雙合金法以及雙主相等方法。而燒結(jié)磁體相對(duì)工藝要求難度小，易實(shí)現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)。本課制備燒結(jié)磁體，與雙合金法進(jìn)行對(duì)比，從磁性能與微結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣。技術(shù)磁參量磁材料磁性能的優(yōu)劣，在磁體性能測(cè)量時(shí)一般用飽和磁)、剩磁(Br)、矯頑力(Hcj)、最大磁能積(BH)m、方形度(Hk/H性能的優(yōu)劣。如圖 1.1 可以通過(guò)分析退磁曲線可以更為直

磁化軸與易磁化軸的劃分是根據(jù)磁體晶軸的各向異性不同所區(qū)分的。磁體磁化到飽和所需要的磁化場(chǎng)強(qiáng)度就稱為各向異性場(chǎng)（HA）。照鐵磁學(xué)理論單軸晶體的各向異性場(chǎng) HA的表達(dá)式 1.1 為：=2 0 =2 （式推導(dǎo)可知：Hcj=HA=2K1/Js，所以各向異性場(chǎng)是材料內(nèi)稟矯頑力極，，各向異性常數(shù)越大，磁體矯頑力就越高。目前有多種方法可以測(cè)定的大小，較為常用的就是磁化曲線交點(diǎn)法，將磁體沿難軸與易軸垂直平*3mm*1mm 大小見(jiàn)方的樣品，然后沿著平行于易軸與垂直于易軸方場(chǎng)（大于 1.6 MA/m）中，分別沿平行易軸與垂直易軸充分取向，測(cè)磁化曲線。如圖 1.2 兩條磁化曲線延長(zhǎng)線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)既是該材。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM27

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本文編號(hào)：2693424