高抗蝕性燒結(jié)釹鐵硼制備與性能研究.pdf

1、燒結(jié)釹鐵硼是應(yīng)用最廣泛的稀土永磁材料，具有磁性能高、膨脹系數(shù)低和價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)代社會(huì)和高新技術(shù)的重要基礎(chǔ)材料。但由于晶界相和主相之間的電極電位差大，易發(fā)生晶間腐蝕，磁體耐蝕性差，嚴(yán)重限制其在重要領(lǐng)域的應(yīng)用。本文基于雙合金工藝，設(shè)計(jì)、制備了(Pr，Nd)-Fe-Cu和Al-Cu高腐蝕電位輔合金，通過(guò)優(yōu)化輔合金含量，改善了晶界相組織和理化特性，抑制和消弱了晶界相與主相間的電化學(xué)反應(yīng)，成功研制出兼具高抗蝕性和高磁性能的釹鐵硼磁體。主要結(jié)

2、果如下：
　　 基于熱力學(xué)分析、合金腐蝕理論和Nd-Fe-Cu相圖，設(shè)計(jì)制備了(Pr，Nd)32.5Fe62.0-Cu5.5、(Pr，Nd)22.0Fe71.6Cu6.4、(Pr，Nd)12.0Fe80.8Cu7.2高電位輔合金。輔合金的組成元素不向(Pr，Nd)2Fe14B主相中擴(kuò)散，有利于制備高磁性的磁體；輔合金的腐蝕電位高(～-0.8 V)，有利于降低晶界相與主相之間的電位差，降低晶界腐蝕動(dòng)力；輔合金熔點(diǎn)低(～506℃)，

3、有利于磁體液相燒結(jié)。
　　 利用高電位(Pr，Nd)-Fe-Cu輔合金粉，成功制備出兼具高抗蝕性和高磁性能的燒結(jié)釹鐵硼磁體，研究揭示了磁體在不同環(huán)境中的抗蝕機(jī)理。磁體的最大磁能積為356.0-384.0 kJ/m3(45-48 MGOe)，在120℃、2 atm、100％相對(duì)濕度環(huán)境中腐蝕96 h的質(zhì)量損失為0.3-1.0 mg/cm2，在0.005 M H2SO4溶液中腐蝕電流密度可降至148.9μA/cm2。添加12 wt％

4、(Pr，Nd)32.5Fe62.0Cu5.5的替代磁體在0.005 MH2SO4、0.6 M NaCl、0.75 M NaOH溶液和濕熱環(huán)境中，比非替代磁體((Pr，Nd)14.5-Fe79.5B6.0)的抗蝕性好，前者腐蝕96h的質(zhì)量損失約為后者的1/16，其原因在于前者中的(Pr，Nd)6Fe13CU晶界相與(Pr，Nd)2Fe14B主相的腐蝕電位(～0.7 V)接近，這降低了晶界相與主相之間的電位差，降低了晶界相發(fā)生電化學(xué)腐蝕的動(dòng)

5、力，也降低了晶界相與水發(fā)生氧化腐蝕的動(dòng)力。磁體的最大磁能積隨輔合金添加量的增加先增大后減小，(Pr，Nd)32.5Fe62.0Cu5.5、(Pr，Nd)22.0Fe71.6Cu6.4、(Pr，Nd)12.0Fe80.8Cu7.2添加量分別為3 wt％、3 wt％和2 wt％時(shí)，磁能積達(dá)到最大值，分別為384.0、368.5、365.4 kJ/m3。
　　 研究揭示了Al-Cu輔合金粉對(duì)燒結(jié)釹鐵硼磁體顯微組織、抗蝕性和磁性的作用機(jī)

6、理。摻Al100-xCux(x=15，25，35，45 at.％)改善了(Pr，Nd)14.8Fe78.7B6.5的晶界相分布狀況和化學(xué)穩(wěn)定性，提高了磁體抗蝕性，磁體在120℃、2 atm、100％相對(duì)濕度環(huán)境中腐蝕96 h的質(zhì)量損失從114.9 mg/cm2降為4.2 mg/cm2；同時(shí)也提高了磁性能，磁體的矯頑力從920 kA/m增加為1201 kA/m。磁體晶界顯微組織與Cu/Al分布及合金化行為密切相關(guān)，增加Al-Cu添加量或其