机械合金化Pr-Co纳米晶永磁体的结构和磁性
文献类型：学位论文
| 作者 | 赵新国 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-06-15 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 张志东 |
| 关键词 | Pr-Co永磁体 机械合金化 纳米晶 相转变 磁性 |
| 学位专业 | 材料物理与化学 |
| 中文摘要 | 本文采用机械合金化和后续退火方法制备了PrxCo100-x(x=14-22)、Pr17Co83-xTx (T=B, C, x=0-10)、PrCo5+zwt%a-Fe (z=0-40)、PrxCo100-x (x=14-21)+ 5wt%a-Fe、Pr1-xGdxCo5(x-0-1.0)、PrCo7-xCrx(x=0-1.5) 等系列永磁体，利用X射线衍射分析(XRD)、差热扫描量热仪(DSC)、交流初始磁化率测定仪、磁天平、高场脉冲磁强计、超导量子干涉仪(SQUID) 和透射电镜(TEM)等手段，详细研究了退火工艺、成分、元素替代等对这些永磁体的结构、相转变、磁性及矫顽力机制的影响。 在PrxCo100-x永磁合金中，适当的退火温度(700oC)和较短的退火时间(2min)是获得高性能纳米晶PrCo5基稀土永磁体的先决条件。低Pr(x<16)含量合金形成的主相是Pr2Co17软磁相。随Pr含量增加，Pr2Co17相的体积分数逐渐减少。Pr19Co81样品形成了接近单一PrCo5硬磁相的永磁体。随Pr含量的进一步增加，当x³20时，另一个六方结构的Pr2Co7相成为硬磁主相。随Pr含量增加，合金的内禀矫顽力Hci增加，在x=19的Pr19Co81粉末样品中，内禀矫顽力达到最大值Hci = 25.6kOe。然后内禀矫顽力随Pr含量增加而减小。高的剩磁比(>0.5)与硬磁相和软磁相之间强烈的交换耦合作用有关。与PrCo5合金相比，重稀土元素Gd替代Pr并没有改变合金的相组成。随Gd含量x增加，内禀矫顽力Hci急剧增大，在Pr0.2Gd0.8Co5合金粉末中，矫顽力达到最大值Hci=23.7kOe。剩磁和最大磁能积随Gd含量x升高单调下降。这些合金中高的矫顽力来源于PrCo5或(Pr,Gd)Co5相高的磁晶各向异性场HA和比较一致的纳米晶微观结构。 在B替代Co的Pr17Co83-xBx (x=0-10)合金中，当B含量x ≥ 2时，合金中形成了具有Nd2Fe14B型结构的Pr2Co14B相。随B含量继续增加，当x ≥ 6时，合金中形成了具有CeCo4B六方结构的PrCo4B相。B含量的增加导致剩磁单调下降，矫顽力Hci增加。在x=2时合金的矫顽力达到最高值Hci=17.9kOe，然后单调下降。适量的B添加可以提高Pr17Co83-xBx合金的矫顽力。对于含C的Pr17Co83-xCx (x=0-10)合金，随C含量增加，合金形成了以PrCo5 为硬磁主相和软磁的Pr2Co17及 PrCo2Cx为第二相的混合物。在含C的合金中没有观察到Pr2Co14C相的存在。C的添加没有明显改善Pr17Co83-xCx合金的磁性。 a-Fe和Pr含量对机械合金化制备的Pr-Co/a-Fe复合永磁体的结构和磁性影响很大。随a-Fe和Pr含量的增加，复合磁体中的磁性相发生了变化，合金的硬磁主相由1:5相向2:7相转变；同时复合磁体的磁性也发生很大改变。对经600oC退火5min合金的单相性行为研究表明，由于Fe原子进入合金硬磁相中，会使硬磁相的磁晶各向异性场降低，对应软磁相的临界晶粒尺寸变大，硬磁相和软磁相之间强烈的交换耦合作用使合金表现出很好的单一铁磁性相的特征。对合金矫顽力机制的研究表明，这些合金的矫顽力主要由钉扎机制来控制。尽管a-Fe加入极大地改变了合金的磁性，但其并不改变合金的矫顽力机制。 对于Cr替代Co的PrCo7-xCrx合金，在x<0.8的成分范围内，合金在600oC退火形成的是具有TbCu7 结构的Pr(Co,Cr)7 相，当x³0.8时，合金由Pr(Co,Cr)7和Pr(Co,Cr)5两相组成。随Cr含量增加，合金矫顽力迅速增加。高矫顽力的获得说明Cr进入到1:7相中替代了部分Co哑铃对，使各向异性由易面变成易轴并使各向异性场得到提高。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 133 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16838]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵新国. 机械合金化Pr-Co纳米晶永磁体的结构和磁性[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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