燒結(jié)NdFeB永磁材料因其具備高磁性能而受到廣大學者的關(guān)注。現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于高新科技領(lǐng)域的核心器件上。但是Nd、Pr等稀土資源的過度使用制約著釹鐵硼磁體的發(fā)展。因此,雙主相含Ce磁體逐漸成為永磁材料的發(fā)展重點。然而,矯頑力低和耐腐蝕性能差嚴重限制了含Ce磁體的應(yīng)用。為此,本文探索了晶界改性調(diào)控雙主相Nd-Ce-Fe-B磁體微觀結(jié)構(gòu)和性能的方法,力求在雙主相磁體界面調(diào)控、磁學機理等基礎(chǔ)理論和工藝設(shè)計上取得新進展,為雙主相Nd-Ce-Fe-B磁體綜合性能提高和推廣應(yīng)用提供重要的理論指導(dǎo)。本文圍繞雙主相Nd-Ce-Fe-B磁體的晶界改性開展相關(guān)研究,依據(jù)熱力學理論計算,探索了雙主相Nd-Ce-Fe-B磁體晶界改性反應(yīng)規(guī)律,同時,系統(tǒng)地研究了PrCu合金以及DyF_3和Cu粉的晶界添加對雙主相Nd-Ce-Fe-B磁體微觀結(jié)構(gòu)和性能的改性規(guī)律,揭示了磁體微觀結(jié)構(gòu)和成分的變化規(guī)律,闡述了磁體性能增強機理。晶界添加PrCu合金能夠有效改善雙主相Nd-Ce-Fe-B磁體的微觀結(jié)構(gòu),提高磁體的磁性能和耐腐蝕性能。熱力學計算結(jié)果表明,Pr取代Nd或Ce降低了主相的形成焓,提高了(Nd,Pr)_2Fe_(14)B或(Ce,Pr)_2Fe_(14)B相的形成能力;然而,Cu降低了Nd_2(Fe,Cu)_(14)B和Ce_2(Fe,Cu)_(14)B相的形成能力,說明Pr容易擴散進主相內(nèi)部,而Cu元素則主要存在于晶界相中。PrCu合金添加提高了磁體的內(nèi)稟矯頑力,而剩磁僅有少量降低。當PrCu合金添加量為2wt%時,磁體的矯頑力H_(cj)達到1130kA/m,相較未添加PrCu合金磁體的H_(cj)提高11.1%,而剩磁B_r為0.696T,僅降低1.99%。這是因為Pr取代主相晶粒中的Nd或Ce形成了具有高各向異性場的(Nd,Pr)_2Fe_(14)B或(Ce,Pr)_2Fe_(14)B相,提高了形核場;而且增加了界面富稀土相,減弱了相鄰主相晶粒間的磁耦合作用。此外,PrCu合金添加降低了磁體矯頑力可逆溫度系數(shù)絕對值,提高了磁體的溫度穩(wěn)定性;同時提高了磁體腐蝕電位,降低了磁體的腐蝕電流,改善了磁體的耐腐蝕性能。DyF_3和Cu粉的晶界添加改善了雙主相Nd-Ce-Fe-B磁體的性能和微觀結(jié)構(gòu)�；诙辖鹣鄨D分析,設(shè)計了DyF_3和Cu粉的混合比例。研究發(fā)現(xiàn),DyF_3和Cu粉的晶界添加顯著提高了磁體的內(nèi)稟矯頑力H_(cj),當添加量為2wt%時,磁體的H_(cj)達到976.7kA/m,較未添加磁體的598kA/m提升了63.33%。磁體剩磁B_r出現(xiàn)了少量降低,較未添加磁體B_r降低4.53%;然而磁體的最大磁能積(BH)_(max)升高了2.66%。晶界改性引入的Dy元素主要存在于主相片層中,這與熱力學計算結(jié)果相一致,說明Dy易于擴散進入片層內(nèi)取代主相中Nd或Ce,形成(Nd,Dy)_2Fe_(14)B或(Ce,Dy)_2Fe_(14)B相,提高主相晶粒的各向異性場,抑制反磁化疇形核,提高磁體H_(cj);同時界面富稀土相增多,減少了相鄰晶粒間的磁交換耦合作用,對提高磁體H_(cj)也有貢獻。然而,非磁性相的增多和Dy與Fe間的亞鐵磁性耦合是剩磁降低的主要原因。
【學位單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM273
【部分圖文】：

軟磁材料和硬磁材料銷量最多，普及最廣，其中硬優(yōu)異，具有大矯頑力、高剩磁和磁能積，能夠保持較長時間磁性磁材料的名稱[1]。全球信息化發(fā)展使得永磁材料廣泛的應(yīng)用到信基礎(chǔ)功能材料應(yīng)用到高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中去，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著時刻影響著人民的生活[2]。永磁材料的廣泛使用使人們的生活更、話筒、揚聲器等都裝有磁性材料。永磁材料在醫(yī)學上的應(yīng)用也像儀和用作康復(fù)器、修復(fù)器、磁性導(dǎo)液管或去除異物器等，對醫(yī)作用[3]。紀 40 年代末，Al-Ni-Co 永磁材料問世。隨后永磁材料得到迅猛體永磁體，60 年代至 80 年代先后出現(xiàn) SmCo5和 Sm2Co17兩種稀料逐漸取代鐵氧體成為市場上主流的永磁材料。到 80 年代研永磁材料，使得永磁材料的發(fā)展取得跨越性發(fā)展。第三代稀土成為“磁王”。永磁材料磁能積的發(fā)展可以從圖 1.1[4]看出。

江蘇大學碩士學位論文有更高的矯頑力和溫度穩(wěn)定性。這也帶動了相關(guān)制造工藝技術(shù)技術(shù)、低溫燒結(jié)、合金添加等的應(yīng)用能夠使我們得到更高性能各行各業(yè)的需求。從以前的 N48、N395H、N35EH 到如今的 H 和 N30VH 等高質(zhì)量牌號燒結(jié)釹鐵硼磁體，也標志著產(chǎn)品的發(fā)電機和醫(yī)療方面對于燒結(jié)釹鐵硼磁體的需求同樣巨大。我國些磁性機械、儀器儀表中，燒結(jié)釹鐵硼磁體同樣起到至關(guān)重

表 2.1 為本次實驗部分儀器，主要包括粉末制備、磁體燒結(jié)和測試等相關(guān)儀器。表 2.1 主要實驗設(shè)備Table.2.1 Equipment in experiment設(shè)備名稱 型號 生產(chǎn)廠家真空甩帶爐 VISC-II-50 沈陽金正冶金技術(shù)有限公司B-H 測試儀 PERMAGRAPH C750 德國科隆磁性物理實驗中心金相顯微鏡 XD-7 南京測控科學器材設(shè)備有限公司場發(fā)射掃描電鏡 JSM-7800F 日本電子株式會社熱分析儀 STA449F3 德國耐馳公司放電等離子燒結(jié)爐 SPS-1050 日本住友石炭礦業(yè)株式會社電化學工作站 LK2005A 天津蘭力科化學電子技術(shù)公司2.2 實驗流程和樣品制備過程
【參考文獻】

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2 賴彬;王會杰;趙睿;張文臣;潘偉;;Ga對HDDR磁粉熱變形磁體磁性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響[J];功能材料;2010年04期

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本文編號：2854587