MM-SPS制備納米晶雙相復(fù)合永磁塊體研究.pdf

1、納米晶雙相復(fù)合磁體是近年來(lái)出現(xiàn)的一類新型永磁材料，其特點(diǎn)是將高飽和磁化強(qiáng)度的軟磁相與高磁晶各向異性的硬磁相在納米尺度下復(fù)合成為兼具高剩磁和高矯頑力的雙相復(fù)合磁體。理論計(jì)算表明，這類磁體具有卓越的磁性能，磁能積高達(dá)1090kJ/m3。本文采用高能球磨+放電等離子燒結(jié)(簡(jiǎn)稱MM-SPS)工藝制備納米晶塊體雙相復(fù)合永磁。首先研究了高能球磨制備納米復(fù)合磁粉的工藝，長(zhǎng)時(shí)間高能球磨的產(chǎn)物為非晶相和極細(xì)小的α-Fe晶粒；隨后研究了各向同性塊體納米復(fù)合

2、磁體的致密化過(guò)程，成功制備出全致密納米晶塊體雙相永磁材料；最后研究了添加元素對(duì)合金組織結(jié)構(gòu)與磁性能的影響。 本文采用XRD、VSM等方法對(duì)高能球磨法制備的納米晶雙相磁粉進(jìn)行研究。揭示了球磨時(shí)間、球磨速度、球料比對(duì)Nd8Fe88B4合金組織結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。在當(dāng)前制備條件下，硬磁相首先呈現(xiàn)非晶趨勢(shì)，說(shuō)明Nd2Fe14B相的非晶形成能力強(qiáng)于α-Fe相。球磨時(shí)間和速度是影響粉末結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，確定了納米晶雙相磁粉的制備工藝

3、：在Ar氣保護(hù)下，球料比20∶1，干磨5～20h，轉(zhuǎn)速為700r/min。 本文采用XRD、TEM、VSM、B-H回線儀等方法對(duì)放電等離子燒結(jié)方法制備的致密化納米晶雙相磁體進(jìn)行了系統(tǒng)研究。著重分析了燒結(jié)壓力、燒結(jié)溫度、球磨時(shí)間、熱處理溫度與磁體密度、組織結(jié)構(gòu)及磁性能的關(guān)系。成功的制備了低稀土含量下全致密納米晶雙相塊體永磁材料。其中Nd8Fe88B4的最佳密度在球磨5h，燒結(jié)溫度620℃，燒結(jié)壓力500MPa，保溫3min時(shí)獲得，

4、密度為ρ=7.66g/cm3，其最大相對(duì)密度達(dá)到理論密度的99.9％。而磁體最佳性能在球磨20h，燒結(jié)溫度620℃，620℃熱處理20min下得到：Jr=11.4kGs，Hci=3.73kOe，(BH)m=8.47MGOe。發(fā)現(xiàn)了燒結(jié)壓力的增大在提高磁體密度的同時(shí)具有抑制晶粒長(zhǎng)大的作用；低溫?zé)Y(jié)對(duì)材料獲得更加細(xì)小的晶粒組織較為有利。磁體的顯微組織觀察其晶粒尺寸在50nm以下，進(jìn)一步適合溫度的后熱處理可改善SPS燒結(jié)Nd8Fe88B4磁體

5、的磁性能。 本文采用XRD、TEM、B-H回線儀等方法，研究成分添加對(duì)磁體性能、磁體密度和磁體組織的影響。探討溫度以及不同球磨工藝的初始粉末對(duì)塊材磁性能的影響。隨著燒結(jié)溫度的增大，磁體密度接近理論密度。說(shuō)明溫度的增加對(duì)于磁體密度是有利的，但因晶粒長(zhǎng)大磁性能惡化，磁體的最好性能仍然出現(xiàn)在620℃燒結(jié)時(shí)。Co和Si添加會(huì)細(xì)化晶粒，對(duì)磁體性能造成影響，可以改善粉末燒結(jié)特性，進(jìn)一步的熱處理并未改善Nd8Fe78Co9Si1B4磁體的性能