Fe-C基納米晶金屬間化合物的制備與研究.pdf

1、本文介紹了利用機械合金化方法制備Fe-C基納米晶金屬間化合物.對Fe:C=5:2、5:3、5:4、5:5四種不同配比的Fe-C混合粉末進行了不同時間的高能球磨.在此基礎(chǔ)上加入少量的Nd元素改善樣品的硬磁性能.制備了(Fe-C)/α-Fe和(Nd-Fe-C)/α-Fe系列雙相復(fù)合材料.利用X譜線、TEM和振動樣品磁強計分別進行了結(jié)構(gòu)表征和磁性測量,研究了球磨時間、退火溫度及原始成分配比對樣品的物相結(jié)構(gòu)和磁性能的影響.根據(jù)樣品的DSC曲線分

2、析了樣品的熱性能.本文還利用柯西公式和謝樂公式、最小二乘法計算了樣品的晶粒尺寸、晶格畸變和晶格常數(shù),并研究了球磨時間和退火溫度對它們的影響.通過對實驗結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn),Fe-C混合粉末球磨255h以上生成了具有單斜結(jié)構(gòu)的Fe<,5>C<,2>單相納米晶金屬間化合物,退火處理后Fe<,5>C<,2>分解為Fe<,3>C和α-Fe.加入少量Nd元素后,促進了樣品晶粒的細化,加速了非晶相的形成,同時使得金屬間化合物Fe<,5>C<,2>和Fe<

3、,3>C更容易形成.磁性測量結(jié)果表明金屬間化合物Fe<,5>C<,2>和Fe<,3>C具有良好的硬磁性能,Fe:C=5:3配比經(jīng)300h球磨后在最佳退火溫度500℃下退火,其矯頑力為403.3Oe,比飽和磁化強度為116.9emu/g.對于不同成分配比的Fe-C金屬間化合物,其最佳退火溫度均為500℃.加入少量Nd元素后樣品的矯頑力略有提高,同時提高了樣品的磁性熱穩(wěn)定性.而與不同含量的α-Fe復(fù)合后,樣品的矯頑力和剩磁比均升高,硬磁性能

4、得到改善.(Fe<,5>C<,4>)<,0.55>Fe<,0.45>球磨60h經(jīng)500℃退火其矯頑力達到460.7Oe,比飽和磁化強度為114.3emu/g.利用趨近飽和定律計算了樣品的有效各向異性常數(shù)發(fā)現(xiàn)隨著退火溫度的升高樣品的有效各向異性常數(shù)增加.對樣品的熱性能研究發(fā)現(xiàn)單斜結(jié)構(gòu)的Fe<,5>C<,2>和復(fù)雜斜方結(jié)構(gòu)的Fe<,3>C金屬間化合物具有很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,Fe<,5>C<,2>相的分解激活能291.8KJ/mol低