【摘 要】
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Nd-Fe-B稀土永磁材料具有优异的磁性能,广泛应用于电动机和混合动力汽车等各个领域.目前,烧结Nd-Fe-B 磁体的实际矫顽力仍远远低于理论值.如何在控制成本的前提下有效提高磁体的矫顽力是当前研究的热点.本文以商业烧结 Nd12.99Pr17.37Dy2.82FebalAl0.9Cu0.08Co0.9B0.8 (wt. ％)磁体为研究对象,通过二次优化热处理工艺,有效地提高了磁粉的矫顽力,且剩磁
【机 构】
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华南理工大学材料科学与工程学院,广州 510640
【出 处】
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第十六届全国磁学和磁性材料会议暨第十七届全国微波磁学会议
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Nd-Fe-B稀土永磁材料具有优异的磁性能,广泛应用于电动机和混合动力汽车等各个领域.目前,烧结Nd-Fe-B 磁体的实际矫顽力仍远远低于理论值.如何在控制成本的前提下有效提高磁体的矫顽力是当前研究的热点.本文以商业烧结 Nd12.99Pr17.37Dy2.82FebalAl0.9Cu0.08Co0.9B0.8 (wt. ％)磁体为研究对象,通过二次优化热处理工艺,有效地提高了磁粉的矫顽力,且剩磁并没有下降.利用实验观察的显微组织结构建立磁学模型,通过有限差分模拟分析方法研究了热处理前后晶界显微组织变化对于磁体退磁过程的影响,阐明了热处理工艺对于矫顽力提高的物理机理.
其他文献
自从Kneller等[1]首次提出交换弹性磁体以来,磁学界及材料科学界的工作者对软硬磁交换耦合纳米材料进行了大量研究.在交换弹性磁体内,具有纳米量级的软、硬磁相,在晶粒边界处出现双相交换相互作用,使高饱和磁化强度的软磁相与高矫顽力的硬磁相实现复合,正是由于这种新型磁体具有独特的复合结构,才能使其获得高性能.虽然人们对这种材料给与了高度关注,但是目前系统地用直流电沉积的方法沉积Sm-Co/Fe-Co
烧结Nd2Fe14B磁铁由于优异的磁性能被广泛使用，但是随着能源的发展，开发低成本的磁体成为研究的热点。本实验室利用价格低廉的轻稀土Ce 元素取代烧结磁体的Nd 元素，利用混粉烧结的方式制备的富Ce 磁体其磁性能达到商用磁体的磁性能。烧结磁体使用的环境对磁体有较大的腐蚀性，且Ce 元素活性强，本文讨论其富Ce 磁体表面垂直于c 轴(per-c)和平行于c 轴(par-c)腐蚀性不同的原因。
近年来,利用稀土资源中的Ce 或MM 代替Nd 和PrNd 来制备稀土永磁体再次引起了关注[1].在制备NdFeB 永磁体过程中所使用的稀土元素主要是Nd 和Pr,它们占轻稀土元素总量的四分之一,这就导致廉价的La(≥25 ％)和Ce(≥47 ％)使用量非常低,造成La 和Ce的大量堆积.因此为了避免稀土资源的严重浪费,就必须合理的开发利用资源.
在科学实验和工业生产实践中,静磁场用途很多, 如能用NdFeB 替代电磁铁来建立磁场则是个节能环保的选择.我们用多块可在120℃的使用的,体积尽可能的大,磁性能尽可能高的NdFeB磁体,试制成可调静磁场.它的磁极面积为200 × 200 mm2,净重量约为200 kg,利用磁极间距离的变化,来调解磁场的强弱.图1 为可调静磁场的磁场空间几何中心处磁通密度与极面距离关系的曲线,当极面距离为5 mm
粘结钕铁硼是将钕铁硼粉末和粘接剂以及其它添加剂按照一定比例均匀混合,采用模压、注塑、挤压等方法将其制备成具有一定尺寸和形状的磁体.它具有批量生产容易,制造尺寸精确,易成形复杂形状,比重轻,磁性能稳定、可以辐向多极化充磁等优点.但是其不足之处在于磁能级较低,而采用各向异性粘结铁硼制取磁体的磁能级在理论上能比采用各向同性制备磁体能提高3 倍[1],人们对于各向异性粘结钕铁硼的制备工艺发展现状以及其应用
近年来,由于烧结钕铁硼常用稀土金属——镨钕、镝铁、铽等的价格较高,且消耗量加大,而储量较为丰富的镧、铈等稀土使用量少,价格较低,比如,目前镨钕的价格为300 元/公斤,而铈仅40 元/公斤,价格相差较大.因此,添加镧、铈等稀土金属可降低烧结钕铁硼材料的成本.我们研究了不同含量金属铈替代镨钕对烧结钕铁硼材料密度和性能的影响规律.
钕铁硼作为第三代稀土永磁材料具有较高性能的特点.同样PrFeB 永磁合金也具有较高的磁性能,制成烧结永磁体磁能积可高达400kJ/m3(50MGOe),与现有的NdFeB 相当.而且相对于Nd 来讲Pr 具有更高的各向异性场.在天然稀土资源中,除Nd 、Pr 外还有储量丰富且价格低廉的金属Ce,现阶段对于Ce的加入大都采用直接将Ce 熔入合金中的制备方法,使得Ce 过多的取代了主相中的Nd,最终产
稀土RNi5化合物是典型的储氢材料.最近,人们利用非磁性元素替代部分的Ni,在RNi4X(X=Al,Si 和Ga)中观察到丰富的磁行为,比如,高矫顽力、自旋涨落、异常肖特基效应等.尤其,Sm 基材料表现出优良的低温硬磁性[1].为了提高其硬磁性能,我们以SmNi4Si 为研究对象,通过两种途径去尝试:(1)改变晶体结构,(2)保持晶体结构不变,引入磁性元素,取代部分的Ni 原子.
近年来,由于稀土元素的供应限制、价格上涨和化学不稳定性,人们对寻找不含稀土的永磁材料产生了极大的兴趣.其中MnxGa 化合物是有希望的一类合金.MnxGa 合金具有大的磁晶各向异性(107 erg/cm3)、高的自旋极化率(88 ％)和高的居里温度(＞750 K),并且这种合金的磁性和组成相可以由合金成分和制备工艺来调节,因此在永磁和磁记录方面有潜在的应用.
MnAl 基永磁合金具有高的居里温度、高的磁晶各向异性和较好的磁性能而备受关注1.然而其磁性相为亚稳相,一般通过添加C 元素来提高铁磁τ 相的稳定性.而要获得高性能的MnAl 基铁磁合金,必须保证磁体的相稳定.然而,当前采用常规制备手段(如熔体快淬、高能球等)制备MnAl永磁材料时,磁性相很容易分解成γ2 和β-Mn 相,导致性能下降.因此有必要对MnAl 合金的相转变规律及其对磁性能的影响进行研