本文關(guān)鍵詞：Sm-Fe-Co-Al-B系非晶基硬磁材料的研究

  更多相關(guān)文章： 磁性材料 非晶 熔體快淬 微結(jié)構(gòu) 磁性能

【摘要】：近些年非晶材料由于其優(yōu)良的性能,在功能材料方面得到了廣泛的應(yīng)用。Sm-Co系列的硬磁合金具有優(yōu)良的磁性能,且在高溫領(lǐng)域具有不可替代的作用。本文嘗試在Sm-Co合金中復(fù)合添加Fe、Al、B三種元素,獲得非晶基磁性材料,為開發(fā)新一代的永磁體尋找思路。本文采用電弧熔煉與熔體快淬的方法,利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、振動樣品磁強計、高分辨透射電子顯微鏡等儀器,研究了快淬速度和Al含量對Sm-Co基合金的相組成、微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響,以及其磁學(xué)機制,還研究了合金成分對材料非晶形成的影響。結(jié)果表明,Sm10-25Fe8-15Co50-70Al5-20B2-10系列快淬薄帶普遍具有非晶/納米晶的復(fù)合結(jié)構(gòu)。隨著快淬速度的提高,薄帶的非晶含量增加,但組成相基本不變,主要為SmFe2、SmCo2、Sm2Co7、Sm2Co7B3、AlFe和Co0.72Fe0.28。當(dāng)輥輪轉(zhuǎn)速為40 m/s時,Sm25Fe10Co50Al10B5合金薄帶可以獲得最佳的磁性能,Hc=8595.32 Oe,Mr=10.91emu/g,Ms=14.82 emu/g,Mr/Ms=0.74。隨著轉(zhuǎn)速的增加,快淬薄帶中非晶的穩(wěn)定性得到提高。Al含量可以顯著影響Sm15Fe10Co70-xAlxB5(x=0,5,10,15,20)快淬薄帶的微結(jié)構(gòu)和磁性能。該系列合金以40 m/s速度快淬薄帶的主相皆為Sm(Co,M)7相。隨著Al含量的增加,Sm(Co,M)7相的最高峰向左移動,合金的剩余磁化強度和飽和磁化強度逐漸降低,而矯頑力則是先升高再降低,當(dāng)Al含量為15 at%時可以獲得高達(dá)14.65kOe的矯頑力。隨著Al元素的添加,一部分Al原子進入SmCo7相中取代部分Co原子,提高了1:7相的各向異性場,從而提高了矯頑力,另一部分Al原子促進薄帶內(nèi)形成胞狀組織,其中胞內(nèi)為非晶相和1:7相,胞壁為多相復(fù)合,通過胞壁中非磁性相對磁疇旋轉(zhuǎn)和疇壁位移的釘扎,以及軟硬磁性相之間強烈的交換耦合作用,使材料獲得優(yōu)良的磁性能。通過對Sm10Fe15Co60Al10B5和Sm10Fe15Co60Al5B10兩種合金薄帶的對比,發(fā)現(xiàn)B原子可以大幅提高合金的非晶形成能力,且富B的Sm10Fe15Co60Al5B10合金薄帶具有更好的磁性能。B原子的原子半徑較小,可以進入晶格間隙,提高原子堆積的密度,使原子移動困難,從而提高合金的非晶形成能力。
【關(guān)鍵詞】：磁性材料 非晶 熔體快淬 微結(jié)構(gòu) 磁性能
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM271.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 前言10
• 1.2 稀土永磁材料10-16
• 1.2.1 Sm-Co系列永磁體10-13
• 1.2.2 Nd-Fe-B系列永磁體13
• 1.2.3 納米雙相復(fù)合永磁材料13-15
• 1.2.4 其他稀土永磁材料15-16
• 1.3 非晶磁性材料16-17
• 1.4 課題的提出、主要研究思路和研究內(nèi)容17-20
• 1.4.1 課題的提出17-18
• 1.4.2 主要研究思路18
• 1.4.3 研究內(nèi)容18-20
• 第二章 試驗原理及工藝20-24
• 2.1 試驗原理20-21
• 2.2 成分設(shè)計21-22
• 2.3 試驗設(shè)備22
• 2.4 試驗思路22-23
• 2.5 試驗過程23-24
• 第三章 Sm-Fe-Co-Al-B系列薄帶的磁性能24-28
• 3.1 不同快淬速度的Sm_25Fe_(10)Co_(50)Al_(10)B_5薄帶的磁性能24
• 3.2 Sm_(20)(Fe,Co,Al,B)_(80)薄帶的磁性能24-25
• 3.3 Sm_(15)(Fe,Co,Al,B)_(85)薄帶的磁性能25-26
• 3.4 Sm_(15)Fe_(10)Co_(70-x)Al_xB_5薄帶的磁性能26-28
• 第四章 不同快淬速度對Sm_(25)Fe_(10)Co_(50)Al_(10)B_5微結(jié)構(gòu)和磁性能的影響28-38
• 4.1 概述28-29
• 4.2 試驗過程29
• 4.3 試驗結(jié)果與分析29-35
• 4.3.1 不同冷卻速度對Sm_(25)Fe_(10)Co_(50)Al_(10)B_5快淬薄帶相結(jié)構(gòu)的影響29-30
• 4.3.2 不同冷卻速度下Sm_(25)Fe_(10)Co_(50)Al_(10)B_5快淬薄帶的掃描電子顯微分析30-31
• 4.3.3 不同冷卻速度對Sm_(25)Fe_(10)Co_(50)Al_(10)B_5快淬薄帶磁性能的影響31-33
• 4.3.4 不同冷卻速度下Sm_(25)Fe_(10)Co_(50)Al_(10)B_5快淬薄帶的熱磁特性33-35
• 4.4 本章小結(jié)35-38
• 第五章 Sm_(15)Fe_(10)Co_(70-x)Al_xB_5系列快淬薄帶微結(jié)構(gòu)和磁性能的研究38-64
• 5.1 概述38-39
• 5.2 試驗過程39-40
• 5.3 試驗結(jié)果與分析40-62
• 5.3.1 不同Al含量對Sm_(15)Fe_(10)Co_(70-x)Al_xB_5快淬薄帶相結(jié)構(gòu)的影響40-41
• 5.3.2 Sm_(15)Fe_(10)Co_(70-x)Al_xB_5快淬薄帶的掃描電子顯微分析41-43
• 5.3.3 Sm_(15)Fe_(10)Co_(70-x)Al_xB_5快淬薄帶的磁性能及矯頑力機制的探究43-46
• 5.3.4 Sm_(15)Fe_(10)Co_(70-x)Al_xB_5快淬薄帶的熱磁特性和高溫磁學(xué)機制46-52
• 5.3.5 Sm_(15)Fe_(10)Co_(70-x)Al_xB_5快淬薄帶內(nèi)部交換耦合作用的研究52-53
• 5.3.6 Sm_(15)Fe_(10)Co_(70-x)Al_xB_5 (x = 0, 15, 20)快淬薄帶的透射電子顯微分析53-62
• 5.4 本章小結(jié)62-64
• 第六章 Sm_(10)Fe_(15)Co_(60)(Al,B)_(15)非晶基永磁材料的研究64-76
• 6.1 概述64-65
• 6.2 試驗過程65-66
• 6.3 試驗結(jié)果與分析66-75
• 6.3.1 Sm_(10)Fe_(15)Co_(60)Al_(10)B_5和Sm_(10)Fe_(15)Co_(60)Al_5B_(10)的相結(jié)構(gòu)分析66-67
• 6.3.2 Sm_(10)Fe_(15)Co_(60)Al_(10)B_5和Sm_(10)Fe_(15)Co_(60)Al_5B_(10)快淬薄帶的掃描電子顯微分析67-68
• 6.3.3 Sm_(10)Fe_(15)Co_(60)Al_5B_(10)快淬薄帶的透射電子顯微分析68-71
• 6.3.4 Sm_(10)Fe_(15)Co_(60)Al_(10)B_5和Sm_(10)Fe_(15)Co_(60)Al_5B_(10)快淬薄帶的磁性能71-73
• 6.3.5 Sm_(10)Fe_(15)Co_(60)Al_(10)B_5和Sm_(10)Fe_(15)Co_(60)Al_5B_(10)快淬薄帶的熱磁特性73-75
• 6.4 本章小結(jié)75-76
• 第七章 結(jié)論76-78
• 參考文獻78-84
• 致謝84-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果86-87

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