【摘要】：Nd-Fe-B磁體是二十世紀(jì)八十年代發(fā)展的第三代稀土永磁材料,它的理論磁能積達(dá)到了64 MGOe,實(shí)際磁體的磁能積也高達(dá)59 MGOe。然而矯頑力作為衡量磁體磁性能的另外一個(gè)重要指標(biāo),NdFeB磁體的實(shí)際矯頑力遠(yuǎn)小于理論值,內(nèi)稟矯頑場(chǎng)僅為其磁晶各向異性場(chǎng)的20%~([1]),晶界擴(kuò)散(GBDP)是磁體熱處理的一種方式,通過改變磁體的微觀結(jié)構(gòu)和成分,實(shí)現(xiàn)晶粒間的磁隔離進(jìn)而改善晶粒間的交換耦合作用從而能夠有效地提高磁體的矯頑力,但與理論矯頑力相比依然有很大差距。NdFeB磁體的居里溫度為320℃遠(yuǎn)低于SmCo磁體且溫度穩(wěn)定性較差,這也限制了它在高溫下的應(yīng)用。因此,對(duì)NdFeB磁體的矯頑力機(jī)制和熱退磁機(jī)理進(jìn)行研究能夠?yàn)檫M(jìn)一步提高磁體的矯頑力和增強(qiáng)矯頑力的溫度穩(wěn)定性提供理論的指導(dǎo)。本利用綜合物理磁性能測(cè)量系統(tǒng)(PPMS)、洛倫茲透射電子顯微鏡(LZTEM)對(duì)熱變形NdFeB磁體和NdCu擴(kuò)散磁體的磁性能、微觀結(jié)構(gòu)、磁疇結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析表征,并探索矯頑力機(jī)制和熱退磁機(jī)理。通過原位加磁場(chǎng)觀測(cè)了熱變形NdFeB磁體和NdCu擴(kuò)散磁體的磁化和反磁化過程,并且分析了原位實(shí)驗(yàn)中垂直于樣品平面的磁場(chǎng)對(duì)疇壁能以及對(duì)磁疇運(yùn)動(dòng)的影響;利用高溫樣品桿對(duì)熱變形NdFeB磁體和NdCu擴(kuò)散磁體以及燒結(jié)NdFeB磁體的迷宮疇和片狀疇進(jìn)行原位熱退磁研究,主要研究結(jié)論如下:(1)利用低熔點(diǎn)Nd-Cu合金對(duì)熱變形磁體進(jìn)行晶界擴(kuò)散后,磁體的矯頑力由1.133 MA/m提高到1.699 MA/m,同時(shí)剩磁略有下降。顯微結(jié)構(gòu)、磁疇結(jié)構(gòu)以及元素分布表明晶界處非磁性相Nd和Cu的含量明顯增多。(2)初始磁化過程中熱變形NdFeB磁體和NdCu擴(kuò)散磁體均表現(xiàn)出一定的晶界釘扎行為,擴(kuò)散磁體的釘扎效應(yīng)更強(qiáng)。反磁化過程中,變形磁體的疇壁整體連續(xù)且平行于易軸,通過疇壁的位移實(shí)現(xiàn)反磁化;擴(kuò)散磁體的反磁化過程是通過磁隔離的晶粒和晶粒集合體隨機(jī)磁化翻轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的。(3)垂直于樣品平面的磁場(chǎng)分量能顯著降低疇壁能和晶界與晶粒之間的能量壁壘從而減弱晶界對(duì)疇壁的釘扎,使得疇壁在遠(yuǎn)小于塊體磁體矯頑場(chǎng)下發(fā)生位移。(4)在原位加熱試驗(yàn)中,隨著溫度的升高疇壁襯度減弱且磁疇寬度減小,這是因?yàn)榇朋w的磁晶各向異性以及自發(fā)磁化強(qiáng)度隨溫度的升高而降低,這種變化在較低溫區(qū)下變化不明顯,在接近磁體的居里溫度附近突然加劇。加熱后樣品的表面有熔融狀物質(zhì)出現(xiàn),推測(cè)是由于樣品發(fā)生了某些相變或樣品中的低熔點(diǎn)物質(zhì)在高溫下析出。(5)在多疇的單個(gè)晶粒中,將樣品加熱到居里點(diǎn)后降溫,磁疇的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,這是因?yàn)樵趩蝹�(gè)晶粒中疇壁能的分布是均勻的,因此降溫后磁疇的成核具有隨機(jī)性。片狀疇熱退磁后產(chǎn)生了封閉疇,封閉疇位于樣品的邊緣封閉了主疇的兩端,避免了磁極的出現(xiàn),從而降低樣品的退磁場(chǎng)。
【圖文】：

- 3 -圖1.1 稀土永磁材料的發(fā)展Fig.1.1 The progress of rare earth permanent magnetic materials1961 年 Strnat 等人開始探尋新的永磁材料的課題并于 1967 年發(fā)現(xiàn)了具有高磁晶各向異性的 YCo5[5]。由于 Y 與稀土同族，，他由此提出不僅 YCo5其它大部分 RCo5化合物的整個(gè)“家族”都具有被發(fā)展成為新的永磁材料的潛力。Strnat的實(shí)驗(yàn)室最初制備的 YCo5磁體的矯頑力還很低，最大磁能積只有 1 MGOe。隨后他們發(fā)現(xiàn)在 SmCo5中更容易獲得高的矯頑力，使 SmCo5磁體的最大磁能積達(dá)到了 5.1 MGOe。接著，荷蘭菲利浦的 Vege 和 Buschow[6]在 1968 年制備出了磁能積為 18.5 MGOe 的 SmCo5磁體。此后，Das[7]，Benz 及 Martin[8-10]又分別于 1969 和 1971 年左右采用液相燒結(jié)的方法制作出全密度的 SmCo5磁體，使最大磁能積達(dá)到 16～20 MGOe。SmCo5磁體的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著第一代稀土永磁材料的誕生。在制備 YCo5的同時(shí) Strnat 也發(fā)現(xiàn)了 Y2Co17

r表示。圖1.2 磁化過程中磁矩矢量分布示意圖[17]Fig.1.2 The diagram of vector distribution of magnetic monment during magnetization圖 1.2 為各向異性多晶體磁化過程中，各個(gè)階段磁矩矢量分布的示意圖[17]。磁體在熱退磁狀態(tài)下（O 點(diǎn)）的磁矩沿各個(gè)方向隨機(jī)分布，因此整體不顯示磁性。在外磁場(chǎng)的作用下，原本熱退磁態(tài)隨機(jī)取向的磁矩逐漸轉(zhuǎn)向與外磁場(chǎng)一致
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM273

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 韓偉;肖思群;;聚焦離子束(FIB)及其應(yīng)用[J];中國材料進(jìn)展;2013年12期

2 朱明剛;方以坤;李衛(wèi);;高性能Nd-Fe-B復(fù)合永磁材料微磁結(jié)構(gòu)與矯頑力機(jī)制[J];中國材料進(jìn)展;2013年02期

3 郭鵬舉;劉新才;潘晶;李勇;崔平;;納米復(fù)合釹鐵硼磁體的矯頑力模型及影響因素綜述[J];稀土;2009年04期

本文編號(hào)：2637765