(Ce,Nd)-Fe-B磁體的成分、結(jié)構(gòu)和磁性能
發(fā)布時間:2021-10-22 23:41
由于低豐度稀土Pr、Nd的過度消耗,研究用高豐度且相對廉價的Ce替代Pr、Nd來制備稀土永磁材料,以便能平衡利用稀土元素,且降低生產(chǎn)成本。然而使用Ce元素取代磁體中的Nd元素后磁體性能尤其是矯頑力明顯下降,這是因為Ce2Fe14B的磁晶各向異性場遠(yuǎn)低于Nd2Fe14B。磁體矯頑力下降很大程度的限制了含Ce稀土永磁體的應(yīng)用。提高含Ce磁體的磁晶各向異性場可提高磁體的矯頑力。與Nd元素不同,Ce元素在化合物中價態(tài)為+4和+3混合價,而且價態(tài)可變化,Ce元素價態(tài)與Ce元素位點的體積相關(guān)。元素的價態(tài)與磁體磁晶各向異性場密切相關(guān)。通過添加Co可能改變Ce的體積,有望改變其價態(tài)從混合價到+3價,提高其內(nèi)稟性能。因此,本文在Ce8.5Nd4Fe81.5B6磁體中分別添加原子比為3 at.%、6 at.%、9 at.%的Co元素替代Fe。通過XRD譜發(fā)現(xiàn)添加Co元素后2:14:1相的衍射峰右移,說明晶格常數(shù)變小。用XPS對磁體中...
【文章來源】:內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:55 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鐵磁體技術(shù)磁化與反磁化過程
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-6-加,這部分增加的能量就是疇壁能,疇壁的厚度由Eex和EA的平衡決定。疇壁變薄會減小EA增加Eex。1.3.2.技術(shù)磁化過程圖1.1鐵磁體技術(shù)磁化與反磁化過程為區(qū)別鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)的自發(fā)磁化,我們把他們在磁場中的磁化叫做技術(shù)磁化。圖1.2鐵磁體技術(shù)磁化曲線假設(shè)鐵磁性磁體有兩個磁疇,如圖1.1(a)所示:當(dāng)磁場為零時,左磁場與右磁場的原子磁矩數(shù)目相等,方向相反,宏觀上不顯示磁性。當(dāng)沿橫坐標(biāo)正方向施加外磁場H1時,左磁疇擴(kuò)大,右磁疇縮小,疇壁快速地向右移動,導(dǎo)致沿磁場方向磁化強(qiáng)
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-7-度陡然增加,正如圖1.2的ab段所示。當(dāng)外磁場增加到HR即C點時,對應(yīng)圖1.1(c),疇壁位移結(jié)束,整個磁體變成一個單疇體。繼續(xù)增加磁場到HS,磁體的原子磁矩慢慢轉(zhuǎn)動到外磁場方向。此時磁體以技術(shù)磁化到飽和,這時的磁化強(qiáng)度成為飽和磁化強(qiáng)度,技術(shù)磁化過程是由疇壁移動和磁矩轉(zhuǎn)動兩種方式來實現(xiàn)的[12,13]。技術(shù)磁化到飽和后再將外磁場去掉,原子磁矩將轉(zhuǎn)動到橢球的長軸方向上,在原磁場方向上還保留有Mr的值,Mr被稱為剩余磁化強(qiáng)度。對應(yīng)圖1.1(e)和圖1.2中e的位置。此時,給磁體施加一個橫軸反方向的磁場,當(dāng)H小于HN時,原子磁矩還大體維持在原磁化方向上,因此退磁曲線隨反向磁場強(qiáng)度的增加,Mr降低緩慢。當(dāng)反磁化場強(qiáng)度增加到HN時,就在磁體內(nèi)產(chǎn)生一個反磁化疇,隨著反磁化場強(qiáng)度的增加,反向磁疇迅速擴(kuò)大,正向疇縮小,致使磁化強(qiáng)度向反方向迅速的增加。當(dāng)方磁化場強(qiáng)度增加至Hcj時,正向疇和反向疇大小相等,磁化強(qiáng)度為零,此時反向磁場強(qiáng)度稱為內(nèi)稟矯頑力。Hcj由反磁化疇的形核場HN決定。1.3.3.相組成、微結(jié)構(gòu)圖1.3三元Nd-Fe-B系600℃以下相平衡圖圖1.4燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的背散射照片相圖能很好的表示材料相之間的關(guān)系,圖1.3是三元釹鐵硼系平衡相圖。S-NdFeB永磁材料的成分正好處于T1T2Nd三角形內(nèi)非?拷黅1相的那個角[14~17],由T1(Nd2Fe14B主相)、T2(富B相)、Nd(富Nd相)三個相組成[18]。此時S-NdFeB的顯微組織分布如圖1.4所示,多邊形的灰色部分為2:14:1相。在磁體中的體積分?jǐn)?shù)高達(dá)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Evolution of structure and magnetic properties in PrCo5 magnet for high energy ball milling in ethanol[J]. 李柱柏,蘭劍亭,張雪峰,劉艷麗,李永峰. Chinese Physics B. 2015(08)
[2]Optimal design of sintered Ce9Nd21FebalB1 magnets with a low-melting-point (Ce,Nd)-rich phase[J]. Shu-lin Huang,Hai-bo Feng,Ming-gang Zhu,An-hua Li,Yan-feng Li,Ya-chao Sun,Yue Zhang,Wei Li. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(04)
[3]Phase constitution and microstructure of Ce–Fe–B strip-casting alloy[J]. 嚴(yán)長江,郭帥,陳仁杰,李東,閆阿儒. Chinese Physics B. 2014(10)
[4]燒結(jié)型釹鐵硼的制備工藝及其發(fā)展趨勢[J]. 賈小武,吳艷,彭光懷,胡喬生. 江西化工. 2013(04)
[5]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]. 朱明剛,方以坤,李衛(wèi). 中國材料進(jìn)展. 2013(02)
[6]雙主相合金法添加鏑對燒結(jié)Nd-Fe-B磁性能及微觀結(jié)構(gòu)的影響[J]. 王景代,馮海波,李安華,李巖峰,黃書林,朱明剛,李衛(wèi). 中國稀土學(xué)報. 2013(01)
[7]NdFeB永磁體織構(gòu)與微結(jié)構(gòu)參數(shù)的XRD分析[J]. 王寧,王超群. 物理測試. 2007(03)
[8]不同工藝制備燒結(jié)NdFeB磁體的顯微組織和磁性能研究[J]. 郭炳麟,李波,喻曉軍,王東玲,馬諾. 稀土. 2005(03)
[9]高工作溫度燒結(jié)釹鐵硼磁體的研究現(xiàn)狀[J]. 譚春林,包大新,嚴(yán)密. 材料導(dǎo)報. 2005(04)
[10]影響燒結(jié)NdFeB矯頑力因素的研究概況[J]. 胡禮福,易健宏,彭元東,呂豫湘,葉途明. 金屬功能材料. 2004(01)
博士論文
[1]高豐度稀土永磁材料的內(nèi)稟磁性和矯頑力機(jī)理研究[D]. 熊杰夫.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所) 2018
[2]含Ce磁體微結(jié)構(gòu)與磁性能的研究[D]. 黃書林.北京科技大學(xué) 2015
碩士論文
[1]高Ce含量(Nd,Ce)-Fe-B磁體顯微組織與磁性能研究[D]. 李江濤.浙江大學(xué) 2017
[2]含Gd、Ce液相合金對燒結(jié)釹鐵硼磁體性能和組織影響[D]. 張小磊.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2009
[3]退火工藝對Fe3B/Nd2Fe14B納米晶稀土永磁材料磁性能的影響[D]. 呼努斯圖.內(nèi)蒙古大學(xué) 2005
[4]燒結(jié)NdFeB永磁體制備中的相關(guān)問題研究[D]. 楊眉.四川大學(xué) 2002
本文編號:3452046
【文章來源】:內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:55 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鐵磁體技術(shù)磁化與反磁化過程
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-6-加,這部分增加的能量就是疇壁能,疇壁的厚度由Eex和EA的平衡決定。疇壁變薄會減小EA增加Eex。1.3.2.技術(shù)磁化過程圖1.1鐵磁體技術(shù)磁化與反磁化過程為區(qū)別鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)的自發(fā)磁化,我們把他們在磁場中的磁化叫做技術(shù)磁化。圖1.2鐵磁體技術(shù)磁化曲線假設(shè)鐵磁性磁體有兩個磁疇,如圖1.1(a)所示:當(dāng)磁場為零時,左磁場與右磁場的原子磁矩數(shù)目相等,方向相反,宏觀上不顯示磁性。當(dāng)沿橫坐標(biāo)正方向施加外磁場H1時,左磁疇擴(kuò)大,右磁疇縮小,疇壁快速地向右移動,導(dǎo)致沿磁場方向磁化強(qiáng)
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-7-度陡然增加,正如圖1.2的ab段所示。當(dāng)外磁場增加到HR即C點時,對應(yīng)圖1.1(c),疇壁位移結(jié)束,整個磁體變成一個單疇體。繼續(xù)增加磁場到HS,磁體的原子磁矩慢慢轉(zhuǎn)動到外磁場方向。此時磁體以技術(shù)磁化到飽和,這時的磁化強(qiáng)度成為飽和磁化強(qiáng)度,技術(shù)磁化過程是由疇壁移動和磁矩轉(zhuǎn)動兩種方式來實現(xiàn)的[12,13]。技術(shù)磁化到飽和后再將外磁場去掉,原子磁矩將轉(zhuǎn)動到橢球的長軸方向上,在原磁場方向上還保留有Mr的值,Mr被稱為剩余磁化強(qiáng)度。對應(yīng)圖1.1(e)和圖1.2中e的位置。此時,給磁體施加一個橫軸反方向的磁場,當(dāng)H小于HN時,原子磁矩還大體維持在原磁化方向上,因此退磁曲線隨反向磁場強(qiáng)度的增加,Mr降低緩慢。當(dāng)反磁化場強(qiáng)度增加到HN時,就在磁體內(nèi)產(chǎn)生一個反磁化疇,隨著反磁化場強(qiáng)度的增加,反向磁疇迅速擴(kuò)大,正向疇縮小,致使磁化強(qiáng)度向反方向迅速的增加。當(dāng)方磁化場強(qiáng)度增加至Hcj時,正向疇和反向疇大小相等,磁化強(qiáng)度為零,此時反向磁場強(qiáng)度稱為內(nèi)稟矯頑力。Hcj由反磁化疇的形核場HN決定。1.3.3.相組成、微結(jié)構(gòu)圖1.3三元Nd-Fe-B系600℃以下相平衡圖圖1.4燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的背散射照片相圖能很好的表示材料相之間的關(guān)系,圖1.3是三元釹鐵硼系平衡相圖。S-NdFeB永磁材料的成分正好處于T1T2Nd三角形內(nèi)非?拷黅1相的那個角[14~17],由T1(Nd2Fe14B主相)、T2(富B相)、Nd(富Nd相)三個相組成[18]。此時S-NdFeB的顯微組織分布如圖1.4所示,多邊形的灰色部分為2:14:1相。在磁體中的體積分?jǐn)?shù)高達(dá)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[6]雙主相合金法添加鏑對燒結(jié)Nd-Fe-B磁性能及微觀結(jié)構(gòu)的影響[J]. 王景代,馮海波,李安華,李巖峰,黃書林,朱明剛,李衛(wèi). 中國稀土學(xué)報. 2013(01)
[7]NdFeB永磁體織構(gòu)與微結(jié)構(gòu)參數(shù)的XRD分析[J]. 王寧,王超群. 物理測試. 2007(03)
[8]不同工藝制備燒結(jié)NdFeB磁體的顯微組織和磁性能研究[J]. 郭炳麟,李波,喻曉軍,王東玲,馬諾. 稀土. 2005(03)
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博士論文
[1]高豐度稀土永磁材料的內(nèi)稟磁性和矯頑力機(jī)理研究[D]. 熊杰夫.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所) 2018
[2]含Ce磁體微結(jié)構(gòu)與磁性能的研究[D]. 黃書林.北京科技大學(xué) 2015
碩士論文
[1]高Ce含量(Nd,Ce)-Fe-B磁體顯微組織與磁性能研究[D]. 李江濤.浙江大學(xué) 2017
[2]含Gd、Ce液相合金對燒結(jié)釹鐵硼磁體性能和組織影響[D]. 張小磊.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2009
[3]退火工藝對Fe3B/Nd2Fe14B納米晶稀土永磁材料磁性能的影響[D]. 呼努斯圖.內(nèi)蒙古大學(xué) 2005
[4]燒結(jié)NdFeB永磁體制備中的相關(guān)問題研究[D]. 楊眉.四川大學(xué) 2002
本文編號:3452046
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