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本文紧紧围绕着制备高性能2:17型烧结Sm-Co永磁体这一主线展开,本文重点研究了球磨工艺、气流磨工艺、添加液相以及热处理工艺等在制备Sm-Co永磁体方面的重要作用以及对产业化的影响,探讨了Sm-Co磁体的温度稳定性机理,最终制备出能够产业化的高性能2:17型烧结Sm-Co永磁体。
论文对比研究了快速凝固技术结合球磨制备磁粉与气流磨制备磁粉的优劣。实验显示随着球磨时间的增加,磁粉平均粒度D由6.2μm减小到4.3μm,磁粉粒度分布离散、大都呈长条状且有较多的尖角、粒度不均匀、超细粉较多、有明显的团聚现象;采用气流磨制备的磁粉平均粒度约为6.04μm、大都呈圆球状、棱角少、粒度均匀、超细粉少,几乎没有团聚现象。
在研究磁粉粒度对磁性能的影响时观察到随着D的减小,磁体的平均晶粒由70μm递减到30μm,超细粉越多磁体内大晶粒越多,氧含量也由1200ppm增加到2100ppm,使有效Sm含量由24%减少到23.3%,进而影响矫顽力和磁能积。另外,磁体取向都较好,磁体的密度随D的减小略有增加,剩磁稍微稍微增加,当D<4.5μm时,由于非磁性相的增加,导致剩磁降低。当D=5-6μm时,磁性能较佳。
采用添加富Sm液相技术不仅能增加烧结过程中液相的数量,有利于磁体的致密化,还能调整磁体的Sm含量,明显提高磁性能。采用球磨工艺,不能避免磁体内有大晶粒存在,当添加液相为3wt%时,磁性能较佳。采用气流磨工艺:磁体的晶粒均匀,退磁曲线方形度好,应用湿混法能提高成型过程磁粉的流动性,磁性能更好。当添加液相为3%、4%时,最大磁能积均大于30MGOe。800-850C合理的保温时间可以提高矫顽力和磁能积,但长时间回火会破坏退磁曲线的方形度。实验还显示Cu含量影响磁体的最大矫顽力值及所需回火时间;增加Fe含量可以提高剩磁,过高的Fe含量使晶格畸变、晶胞长大、破坏胞状组织,磁性能降低。
在研究2:17型Sm-Co磁体温度稳定性机理时发现,Cu含量为0.065,Z值为7.87磁体的温度稳定性较好。老化处理可以明显降低低矫顽力磁体的磁通损失,并能提高磁体的时间稳定性。激活能越小,磁性能随时间变化的幅度越小,磁体稳定性越高。给出了温度为变量的加速寿命方程,得到了2:17型Sm-Co磁体产品的进行加速试验的加速度因子。其结果对进一步开展Sm-Co磁体产品的时间稳定性评价奠定了基础。