高矫顽力烧结Nd-Fe-B磁体的低成本制备技术研究

摘要

烧结Nd-Fe-B磁体因其良好的磁性能和高性价比而得到广泛应用。目前的磁能积已接近理论值，而磁体的矫顽力尚不及理论值的三分之一，严重限制了磁体在高工作温度环境中的应用。因此，如何通过调整磁体成分及显微结构来提高矫顽力是当前该领域的热点之一。本文基于产业化应用需求，探索了高矫顽力烧结钕铁硼磁体的低成本制备技术。分别采用晶界添加和及双主合金法，研究了廉价的Dy2O3添加及重稀土Dy用量对磁体显微组织和性能的影响，制备出高矫顽力烧结Nd-Fe-B磁体。主要结果如下:
　　廉价的Dy2O3晶界添加可显著提高磁体矫顽力，并在一定程度上避免磁稀释作用，保持剩磁和磁能积。对于无Dy磁体，Dy2O3添加量为6.0wt％时，矫顽力达到23.0kOe，但是剩磁下降明显，仅为11.6kGs。对于含2.0wt％Dy的磁体，当添加量为2.0wt％时，矫顽力从17.5kOe提高到21.7kOe，剩磁得以保持;当添加量增加至4.0wt％时，矫顽力进一步提高到24.3kOe，磁体密度和取向度的提高仍能使剩磁维持在12.0kGs以上。显微组织研究表明，晶界添加的Dy向2∶14∶1相晶粒表面层扩散，形成具有高磁晶各向异性场的(Nd，Dy)2Fe14B相，起到表面层磁硬化作用;同时，高熔点的Dy2O3添加有利于抑制2∶14∶1相晶粒异常长大，并使磁体晶界富稀土相变得更加连续和清晰，减小晶粒间的去磁交换，从而显著提高磁体的矫顽力。
　　采用双主合金法成功制备出N52、N48M、N45H等一系列Hcj(kOe)+(BH)max(MGOe)＞62的高性能磁体。结果表明，在液相烧结过程中，高HA主相中的Dy原子通过低熔点晶界富稀土相向低HA主相晶粒中扩散，形成高磁晶各向异性的(Nd，Dy)2Fe14B。随着高HA相的用量的增加，晶界相变得更为连续和均匀，也有利于磁体矫顽力的进一步提高。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 烧结钕铁硼的显微结构

1．3 提高磁体矫顽力的途径

1．3．1 元素合金化

1．3．2 双合金工艺

1．3．3 晶界添加

1．3．4 晶界扩散

1．4 选题意义与研究内容

第二章 实验方法

2．1 烧结Nd-Fe-B磁体的制备方法

2．1．1 配料

2．1．2 熔炼及速凝铸带

2．1．3 氢破及气流磨制粉

2．1．4 混粉及磁场成型

2．1．5 烧结及回火

2．2 测试方法

2．2．1 磁性能测试

2．2．2 磁体密度、氧含量及成分测试

2．3 显微组织分析

2．3．1 光学显微分析

2．3．2 扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析

2．3．3 X射线衍射

第三章 晶界添加重稀土氧化物的制备高矫顽力烧结Nd-Fe-B磁体

3．1 引言

3．2 Dy2O3晶界添加对Dy-free磁体性能及显微结构的影响

3．2．1 Dy2O3添加量对磁性能的影响

3．2．2 Dy2O3添加量对磁体显微结构的影响

3．3 Dy2O3晶界添加对合Dy磁体性能及显微结构的影响

3．3．1 Dy2O3添加量对磁体显微结构的影响

3．3．2 Dy2O3添加量对磁体密度及取向度的影响

3．3．3 Dy2O3添加量对磁性能的影响

3．4 本章小结

第四章 双主合金法制备高矫顽力烧结Nd-Fe-B磁体

4．1 引言

4．2 (PrNd)28．29B1．03Fe70．6s／(PrNd)28Dy8．0B0．97Al0．5Nb0．5Fe61．73磁体

4．3 (Pr，Nd)29．42Fe69．62B0．96／(PrNd)28Dy8．0B0．97Al0．5Nb0．5Fe61．73磁体

4．4 (PrNd)30．2Dy0．4B0．98Al0．3Cu0．15Nb0．2Zr0．05Ga0．1Febal／(PrNd)28Dy8．0B0．97Al0．5Nb0．5Fe61．73磁体

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历

攻读学位期间科研成果