發(fā)布時間：2019-11-26 10:58

【摘要】：我國稀土資源豐富,總產量處于世界領先地位,但大部分加工深度不夠,附加值低,未產生良好的經濟效益。1996年,Inoue等利用銅模吸鑄法成功制備出了室溫下具有硬磁性和良好非晶形成能力的Nd-Fe-A1三元大塊非晶合金,由于其成型性好、制備工藝簡單等優(yōu)點,為稀土基大塊非晶合金在硬磁材料方面的應用開拓了新的領域。但是,合金Nd60Fe30Al10這一經典成分,由于其稀土Nd含量高,導致合金成本高,大大限制了它的應用。針對上述問題,本論文嘗試用低廉的稀土Ce取代合金Nd60Fe30Al10中部分Nd元素,尋找非晶形成能力更好,且磁性能優(yōu)良的大塊非晶合金。本論文利用振動樣品磁強計(VSM)、差示掃描量熱儀(DSC)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)以及高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)等分析測試手段,研究NdxCe60-xFe30Al10(x=60?25)合金的磁性能、非晶形成能力、相組成和微觀結構。尋找非晶形成能力更好,且磁性能優(yōu)良的Nd-Ce-Fe-Al大塊非晶合金。對該合金的磁性能和微觀結構進行研究,并與經典成分Nd60Fe30Al10進行比較,探討其磁性能和微觀結構之間的關系。同時,研究了同樣在室溫下具有硬磁性的Fe53Nd37Al10條帶的磁性機理,得到如下結論:(1)NdxCe60-xFe30Al10系合金中Nd30Ce30Fe30Al10合金的非晶形成能力最好,優(yōu)于合金Nd60Fe30Al10這一經典成分。(2)Nd30Ce30Fe30Al10合金3 mm吸鑄棒在室溫下具有硬磁性,其飽和磁化強度Ms、剩余磁化強度Mr和矯頑力Hint分別為16.30 Am2/kg、10.22 Am2/kg和162.31 k A/m。與合金Nd60Fe30Al10相比,Nd30Ce30Fe30Al10合金中含有較多的低廉稀土元素Ce,降低了合金成本,為稀土基非晶合金磁性材料的應用提供了更大的可能性。(3)合金Nd30Ce30 Fe30Al10主體為非晶相,其非晶相由富Nd非晶相(低溫磁性相)和富Fe非晶相(高溫磁性相)組成。合金中,Ce元素主要取代富Nd非晶相的Nd元素,使其居里溫度明顯降低。同時,在非晶基體中分布有一些尺寸為5-10 nm的富Nd團簇。(4)合金Nd30Ce30Fe30Al10同時存在交換耦合作用和釘扎作用,但合金Nd60Fe30Al10的交換耦合作用和釘扎作用強度高于合金Nd30Ce30Fe30Al10。(5)Fe53Nd37Al10甩帶速度為40 m/s和20 m/s的條帶樣品飽和磁化強度Ms和剩余磁化強度Mr相差不大,而矯頑力iHc差別較大。甩帶速度為40 m/s和20m/s的Fe53Nd37Al10條帶的非晶基體上均勻分布著納米團簇:40 m/s條帶樣品里的納米團簇直徑小于5 nm;20 m/s條帶樣品里面的納米團簇直徑為5-10 nm,且納米團簇數(shù)量更多。20 m/s Fe53Nd37Al10條帶的交換耦合作用和釘扎作用強度大于40 m/s條帶樣品。(6)Nd30Ce30Fe30Al10棒狀樣品、Nd60Fe30Al10棒狀樣品和Fe53Nd37Al10條帶樣品的激活直徑Da均相當于多個團簇之間的距離,非晶合金中鄰近的多個團簇可能組成一個作用單元,再與其他單元相互作用,從而使得合金具有硬磁性。
【學位授予單位】：上海大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.8

【參考文獻】

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1 劉繁茂;張慧燕;張濤;;Fe-Nd-B-Zr塊體非晶合金的形成能力和磁性能[J];材料工程;2014年10期

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本文編號：2566125