超高矫顽力、低失重烧结Nd-Fe-B 及其矫顽
文献类型：学位论文
| 作者 | 丁勇 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2010 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李卫 ; 闫阿儒 |
| 关键词 | 烧结钕铁硼 超高矫顽力 速凝 氢破 耐蚀性 晶界扩散 |
| 中文摘要 | 随着日益增长的节能减排和环境保护需要，推广风能发电和采用混合动力、 电动汽车来替代传统内燃机车已成为未来的必然选择。直驱式风力发电机和混合 /电动汽车驱动电机迫切需要高使用温度、高耐蚀性稀土永磁材料，传统的稀土 永磁材料耐温性和耐蚀性较差，已无法满足日益发展的风力发电和混合动力/电 动汽车需求。针对以上需求，研制高使用温度、低失重永磁体具有重要意义。本 文重点研究了烧结Nd-Fe-B 的速凝和氢破工艺，成功研制出超高矫顽力35AH 磁 体，研究了其微观结构、反磁化机制和矫顽力之间的关系。在此基础上，系统的 研究了磁体温度稳定性和耐腐蚀性，探讨改善耐温性、耐蚀性途径。此外, 首次 提出速凝片晶界扩散重稀土化合物提高磁体矫顽力工艺，实现了宝贵的重稀土元 素的高效利用。全文得出主要结论如下： （1）重稀土Dy 对速凝条带微观组织和磁畴性能影响的研究，发现Dy 含量 达到2-5％（wt%），速凝片的微观组织最优化，条带急冷面柱状晶沿c 轴织构最 强。同时Dy 能抑制急冷面等轴晶的生成，提高氢破后磁粉的抗氧化性能。进一 步分析表明，条带的微观结构优化归因于Dy 促进柱状晶生长，细化晶粒。Dy 元素进入主相Nd2Fe14B 的晶格，取代Nd 的位置形成Dy2Fe14B，增加钢液的粘 滞阻力和钢液与辊面的之间的摩擦阻力，提高条带柱状晶的取向度。 （2）烧结Nd-Fe-B 氢化行为研究，发现Nd-Fe-B 吸氢是富Nd 相和主相吸 氢，富B 相不吸氢。进一步分析表明氢破主要是富Nd 相吸氢造成晶格膨胀，它 的膨胀率是主相晶格的10 倍，形成的局部区域内应力，当内应力超过Nd2Fe14B 化合物的断裂强度时，产生爆裂。 （3）本文研制出35AH（Hcj≧35KOe, (BH)max≧35GMsOe）超高矫顽力磁体, 剩磁温度系数α-0.1%℃，矫顽力温度系数β-0.4%℃，室温至220℃不可逆损失hirr -0.97%。在实验条件为130℃，湿度95%，压力2atm,时间168小时，磁体失重小 于0.15mg/cm2，此结果比目前市场上商业超高矫顽力磁体失重1-4mg/cm2降低了 一个数量级。 （4）超高矫顽力磁体耐温性研究，发现随Co元素含量增加，磁体的剩磁温 度系数α降低，矫顽力温度系数β增加。随Dy，Tb元素增加，磁体的剩磁温度系 2 数α和矫顽力温度系数β均降低。进一步分析发现，磁体耐温性提高归因于居里温 度提高和微观结构优化。磁体的微观结构是决定磁体腐蚀性关键因素，耐蚀性的 提高归因于微观结构得到优化，降低了晶界和主相的电势电位差。 （5）35AH超高矫顽力磁体的磁畴结构、磁化行为、矫顽力的场依赖关系研 究，表明磁畴结构是由斑点畴和少量的条纹畴组成。在晶粒较小、分布均匀的区 域，斑点状磁畴分布均匀，同时此处晶粒边界非常光滑，没有出现多级分叉的现 象。在大颗粒，特别是富Nd相团聚处，这些边界相的磁畴分布复杂，产生菊花状 的多级分叉，以减少退磁能。进一步分析表明，磁体的矫顽力机制，介于形核机 制和钉扎机制之间，其反磁化机制符合发动场理论。 （6）速凝片晶界扩散重稀土化合物研究，结果显示在保持剩磁不降低的基 础上，提高磁体矫顽力。进一步分析发现,重稀土元素主要富集主相晶粒边界, 矫顽力的提高归因于重稀土元素扩散到主相晶粒过渡层，增强过渡层硬磁性，提 高了磁体反磁化形核场。此工艺在提高磁体性能的同时有效降低重稀土用量，降 低磁体的生产成本。该项工作已申请国家发明专利（公开号CN101615459A）。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-07-21 |
| 源URL | [http://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/510]  |
| 专题 | 宁波材料技术与工程研究所_硕/博士论文成果 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 丁勇. 超高矫顽力、低失重烧结Nd-Fe-B 及其矫顽[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：宁波材料技术与工程研究所
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