ThMn12型NdFeN稀土-鐵間隙化合物及性能研究.pdf

1、NdFeN作為新一代稀土永磁材料，在計(jì)算機(jī)、通訊、汽車、醫(yī)療器械等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文針對(duì)NdFeN永磁材料，理論上，基于密度泛函理論LSDA（局域自旋密度近似）+U（有效庫(kù)侖相關(guān)能）方法，計(jì)算了NdFe12N的磁矩和態(tài)密度。實(shí)驗(yàn)上，利用機(jī)械合金法制備NdFe12-xMoxNy磁粉，系統(tǒng)研究了成分、球磨時(shí)間、熱處理溫度和時(shí)間、氮化時(shí)間等對(duì)NdFe12-xMoxNy化合物的微結(jié)構(gòu)以及磁性能的影響。
　　計(jì)算結(jié)果表明，NdFe

2、12N磁矩主要來(lái)源于過渡金屬Fe原子，F(xiàn)e原子在三個(gè)不同晶格位置上的磁矩明顯不同，這是由不同F(xiàn)e位置的最近鄰原子不同造成的。NdFe12N費(fèi)米面處電子的能態(tài)密度比較高，且自旋向下電子的成鍵和反成鍵態(tài)大部分位于費(fèi)米面的兩側(cè)，說(shuō)明NdFe12N結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，需要添加穩(wěn)定元素。
　　實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，穩(wěn)定元素Mo的加入對(duì)Nd(Fe,Mo)12相的形成和穩(wěn)定具有決定作用，但過高的Mo含量會(huì)造成NdFe12-xMox磁性能下降，當(dāng)x等于1.5

3、時(shí)，NdFe12-xMox磁粉最大磁能積達(dá)到最大值40.81kJ/m3。球磨后，NdFe12-xMox磁粉主要由非晶相和納米晶-Fe相組成，球磨非晶化機(jī)制是納米粒子局部熔化-快速凝固的過程。隨球磨時(shí)間的增大，NdFe12-xMox磁粉磁性能逐步增大。晶化溫度和時(shí)間顯著影響NdFe12-xMox磁粉中Nd(Fe,Mo)12相的結(jié)晶度和晶粒大小。晶化溫度越高、時(shí)間越長(zhǎng)，NdFe12-xMox磁粉中的Nd(Fe,Mo)12結(jié)晶度越高，磁性能越

4、大。但溫度過高、時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使Nd(Fe,Mo)12晶粒過度長(zhǎng)大，磁性能降低。氮化能引起Nd(Fe,Mo)12晶格膨脹，明顯地改善NdFe12-xMox磁粉的微結(jié)構(gòu)，提高NdFe12-xMox磁粉的磁性能，氮化溫度過低、時(shí)間過短則N原子不能進(jìn)入Nd(Fe,Mo)12間隙位置，氮化溫度過高、時(shí)間過長(zhǎng)則?-Fe析出，磁性能降低。
　　本論文得到的優(yōu)化制備工藝參數(shù)為：球磨時(shí)間16h，晶化溫度900℃，晶化時(shí)間120min，550℃、5×1