高性能燒結(jié)釹鐵硼磁體的晶界設(shè)計(jì)與控制.pdf

1、易腐蝕、脆性大、工作溫度偏低是制約燒結(jié)釹鐵硼進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用的主要缺陷，研究表明這些缺陷幾乎都與晶界相和晶界顯微結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此如何控制和優(yōu)化磁體的晶界結(jié)構(gòu)是目前的研究熱點(diǎn)。 本文采用粉末冶金工藝制備了燒結(jié)釹鐵硼磁體，通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、金相顯微鏡(OM)等分析儀器和手段，系統(tǒng)研究了主元合金成分Nd、B及熱處理工藝對燒結(jié)NdFeB永磁材料晶界成分、晶界結(jié)構(gòu)以及磁體性能的影響。還研

2、究了晶界添加納米ZrC粉末對晶界結(jié)構(gòu)，成分、形貌以及磁體性能的影響。本文的主要研究結(jié)果如下： 當(dāng)Nd含量<12.77at％時(shí)，富Nd相過少，合金燒結(jié)時(shí)收縮量少，密度過低，不能很好地起到去磁交換耦合作用，導(dǎo)致磁體的Hci、Hk/Hci和(BH)m都急劇下降。當(dāng)Nd含量>12.77at％，超過Nd2Fe14B正分成分時(shí)，隨Nd含量的增加，主相的體積分?jǐn)?shù)減少，使磁體的Br相應(yīng)減小，但富Nd相很好地削弱主相晶粒間的磁交換耦合作用，促進(jìn)矯

3、頑力提高，同時(shí)使磁體的Hk/Hci、(BH)m比較高。但是較多的晶間相，增加了易腐蝕陽極含量，加劇了晶間腐蝕，不利于磁體耐蝕性能的提高。根據(jù)相圖可知，當(dāng)B含量小于5.7％時(shí)，合金中出現(xiàn)了易基面的Nd2Fe17相，此時(shí)磁體的Br、iHc都比較低；當(dāng)B含量在5.7～5.9％之間時(shí)，進(jìn)入T1+T2+Nd相區(qū)，磁體有比較好的磁性能；當(dāng)添加B過多，大于5.9％時(shí)，過量B形成非磁性的富B相，導(dǎo)致磁體研下降，B含量過少或過多，均不利于耐蝕性的提高。磁

4、體成分為Nd13.31Dy0.48Febal(AlGaNbZr)0.48B5.76時(shí)，磁體的耐蝕性能和磁性能最佳。 熱處理可以明顯改善磁體晶界相的成分、分布和形貌，促進(jìn)晶界相的析出和均勻分布，從而提高了磁體的抗彎強(qiáng)度，磁體的抗彎強(qiáng)度在900℃時(shí)達(dá)到最大值，比未處理磁體的抗彎強(qiáng)度提高了將近50％。磁體的組織結(jié)構(gòu)以及晶界相成分發(fā)生改變后，同樣也會(huì)對磁體的耐蝕性能產(chǎn)生影響，在600℃以下進(jìn)行熱處理，隨著富Nd相的增加，磁體的腐蝕電流增

5、加。隨著溫度的進(jìn)一步升高，達(dá)到1000℃時(shí)，磁體的晶粒長大，富釹相減少了網(wǎng)絡(luò)狀分布，從而提高磁體的耐蝕性能，在1000℃時(shí)Nd13.31Dy0.48Febal(AlGaNbZr)0.48B5.76磁體的腐蝕電流達(dá)到了最小值?？紤]到磁體的磁性能，對于Nd13.31Dy0.48Febal(AlGaNbZr)0.48B5.76磁體而言，進(jìn)行900℃時(shí)效2h處理可以得到最為理想的綜合性能。 ZrC納米粉末可以在<0.07％添加范圍內(nèi)提高

6、Nd14.37Dy0.4FebalAl0.98Nb0.14B6.57磁體的矯頑力、剩磁、最大磁能積和耐蝕性能，當(dāng)添加量為0.03％時(shí)磁體具有最好的綜合性能。 從磁體的能譜分析可以看出，添加的納米ZrC粉末沒有進(jìn)入主相，也就是說沒有改變磁體的內(nèi)稟性能，只是集中在晶界富Nd相當(dāng)中，改變了晶界相的電極電位等理化特性，從而提高了磁體的耐蝕性，但考慮到磁體的磁性能，添加ZrC改善磁體耐蝕性只能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)添加的粉末過多的時(shí)候，反而