Fe-Pt-Nd三元系合金相圖及其磁性能研究.pdf

1、本文采用X射線衍射,差熱分析,掃描電鏡,電子探針微區(qū)成分分析和磁性測量等方法測定了Fe-Pt-Nd三元系合金相圖900℃和500℃等溫截面,研究了Nd3Pt4化合物的熱穩(wěn)定性和 NdPt化合物的多形性轉(zhuǎn)變以及 Fe60.5-x Pt39.5Ndx合金的結(jié)構(gòu)和磁性。
　　Fe-Pt-Nd三元系合金相圖900℃和500℃等溫截面的研究結(jié)果表明:
　　Fe-Pt-Nd三元系合金相圖900℃等溫截面(Nd≤70％)由13個(gè)單相區(qū),2

2、3個(gè)兩相區(qū)和11個(gè)三相區(qū)組成。13個(gè)單相區(qū):α(α-Fe),β(γ-(Fe,Pt)),γ(FePt),δ(FePt3),ε(Pt),ζ(NdPt5),η(NdPt3),θ(NdPt2),ι(Nd3Pt4),κ(bNdPt),λ(Nd3Pt2),μ(Nd7Pt3),ν(Fe17Nd2)。23個(gè)兩相區(qū):α+β,β+γ,γ+δ,δ+ε,ε+ζ,ζ+η,η+θ,θ+ι,ι+κ,θ+κ,κ+λ,λ+μ,μ+ν,ν+α,ν+λ,α+λ,α+κ,α+

3、θ,β+θ,γ+θ,γ+η,γ+ζ,δ+ζ。11個(gè)三相區(qū):λ+μ+ν,α+ν+λ,α+κ+λ,α+θ+κ,θ+ι+κ,α+β+θ,β+γ+θ,γ+η+θ,γ+ζ+η,γ+δ+ζ,δ+ε+ζ。
　　Fe-Pt-Nd三元系合金相圖500℃等溫截面由13個(gè)單相區(qū),23個(gè)兩相區(qū)和11個(gè)三相區(qū)組成。13個(gè)單相區(qū):α(α-Fe),β(Fe3Pt),γ(FePt),δ(FePt3),ε(Pt),ζ(NdPt5),η(NdPt3),θ(NdPt2

4、),ι(β-NdPt),κ(Nd3Pt2),λ(Nd7Pt3),μ(Nd),ν(Fe17Nd2)。23個(gè)兩相區(qū):α+β,β+γ,γ+δ,δ+ε,ε+ζ,ζ+η,η+θ,θ+ι,ι+κ,κ+λ,λ+μ,μ+ν,ν+α,ν+λ,ν+κ,α+κ,α+ι,α+θ,β+θ,γ+θ,γ+η,γ+ζ,δ+ζ。11個(gè)三相區(qū):λ+μ+ν,λ+ν+κ,α+ν+κ,α+κ+ι,α+θ+ι,α+β+θ,β+γ+θ,γ+η+θ,γ+ζ+η,γ+δ+ζ,δ+ε+ζ

5、。
　　Nd3Pt4的熱穩(wěn)定性研究結(jié)果表明:具有 Pu3Pd4結(jié)構(gòu)的 Nd3Pt4化合物在300℃和900℃能夠穩(wěn)定存在,但是在一定溫度范圍內(nèi)(大約345℃~860℃),Nd3Pt4會(huì)發(fā)生共析分解反應(yīng)(Nd3Pt4? NdPt+NdPt2),分解成其相鄰的兩相。這個(gè)共析分解反應(yīng)是放熱反應(yīng),其反應(yīng)熱要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)生共析合成反應(yīng)NdPt+NdPt2?Nd3Pt4的反應(yīng)熱。
　　研究發(fā)現(xiàn):在Nd42.9-xFexPt57.1和Nd4

6、2.9Pt57.1-xFex(x≤4)合金中,當(dāng)Fe含量分別超過3 at.%Fe和2 at.%Fe時(shí),Nd3Pt4相完全分解成βNdPt相和 NdPt2相。并且隨著Fe含量的增加,Nd3Pt4的低溫共析分解溫度向低溫移動(dòng),導(dǎo)致Nd3Pt4的穩(wěn)定性降低。
　　X射線衍射,差熱分析和M-T曲線測量證實(shí):NdPt化合物的多形性轉(zhuǎn)變(αNdPt≒βNdPt)的溫度大約在372℃,其中具有BCr結(jié)構(gòu)的βNdPt化合物只在高溫下才能生成,而具

7、有BFe結(jié)構(gòu)的aNdPt化合物只在低溫下生成。
　　對Fe60.5Pt39.5-xNdx(x≤1.5)合金的微結(jié)構(gòu),無序-有序相轉(zhuǎn)變和磁性能的研究表明:添加稀土Nd后,導(dǎo)致Fe60.5Pt39.5合金晶格常數(shù)增大,晶粒細(xì)化,穩(wěn)定FCC相結(jié)構(gòu)。經(jīng)過1350℃均勻化后淬火至室溫的樣品,其從無序相到有序相的相轉(zhuǎn)變溫度隨著Nd含量的增加而升高,而從有序相到無序相的相轉(zhuǎn)變溫度隨著Nd含量的增加而降低;Fe60.5-x Pt39.5Ndx(x

8、≤1.5)合金的矯頑力和剩磁比隨著稀土含量和退火時(shí)間的增加而提高,當(dāng)Nd含量增加到0.5 at.%,退火時(shí)間為5小時(shí)時(shí)達(dá)到最大值,然后隨著 Nd含量的進(jìn)一步增加以及退火時(shí)間的進(jìn)一步延長,合金的磁性能逐步降低。Fe60.5-x Pt39.5Ndx(x≤1.5)合金有序FCT相的居里溫度Tc隨著退火時(shí)間的增加而提高;在600℃退火20小時(shí)的Fe60.5-xPt39.5Ndx(x≤1.5)合金有序FCT相的居里溫度Tc隨著Nd含量x的增加而減