燒結(jié)釹鐵硼磁體的晶界改性及其性能調(diào)控.pdf

1、NdFeB合金作為綜合磁性能最好的永磁材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、能源、信息通訊、計(jì)算機(jī)和交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。隨著釹鐵硼應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，對(duì)其性能尤其是高溫磁性能要求也越來越高。在稀土原材料成本高居不下的情況下，開發(fā)出具有低重稀土含量、優(yōu)異高溫磁性能的釹鐵硼合金顯得尤為重要。本文通過在釹鐵硼磁體表面涂覆鋱化合物和磁體表面濺射重稀土元素鋱的方法，研究了不同熱處理工藝對(duì)磁體微觀組織結(jié)構(gòu)及磁性能的影響，并對(duì)其矯頑力提高的機(jī)制和微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律進(jìn)行

2、了研究和探討。對(duì)重稀土元素晶界擴(kuò)散行為及其對(duì)微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響進(jìn)行了深入研究。
　　通過在釹鐵硼磁體表面涂覆TbF3粉末，研究了不同熱處理時(shí)間和溫度對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。結(jié)果表明，較低熱處理溫度條件下，晶界處含有重稀土元素Tb，而晶內(nèi)并沒有發(fā)現(xiàn)。這表明通過表面涂覆重稀土化合物和熱處理可以將重稀土元素沿晶界從表面擴(kuò)散至磁體內(nèi)部。不同擴(kuò)散溫度下（700℃、750℃、800℃、850℃），隨著擴(kuò)散時(shí)間的增加，磁體的矯頑力均呈先

3、增加后降低的趨勢(shì)，矯頑力的增加來源于擴(kuò)散至晶界的重稀土元素，其在晶粒殼層處對(duì)Nd取代所形成的Tb2Fe14B相（22T）具有比Nd2Fe14B相（6.7T）更高的磁晶各向異性場(chǎng)。850℃/7h熱處理?xiàng)l件下，所獲得的磁體矯頑力值最大，Hci=1847kA/m，相比原始磁體，矯頑力增加了35％。而剩磁均呈遞減趨勢(shì)，不同之處在于，700℃、750℃、800℃較低熱處理溫度條件所制備磁體的剩磁下降幅度較小，分別為1.6%、2.4%、2.4%，而

4、850℃/9h熱處理?xiàng)l件下，剩磁下降達(dá)12%，這歸因于高溫長(zhǎng)時(shí)間擴(kuò)散所導(dǎo)致的重稀土元素由晶界擴(kuò)散至晶粒內(nèi)部，其在晶粒內(nèi)部所形成的Tb2Fe14B相降低了剩磁。
　　通過在磁體表面磁控濺射Tb層薄膜，研究了熱處理工藝對(duì)磁體微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。結(jié)果表明，較低熱處理溫度與時(shí)間下（800℃/3h），晶界處含有重稀土元素Tb，而晶內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)。這表明通過表面濺射Tb薄膜再進(jìn)行晶界擴(kuò)散可以將Tb由表面擴(kuò)散至磁體內(nèi)部。不同擴(kuò)散溫度下（800℃

5、、850℃），隨擴(kuò)散時(shí)間的增加，矯頑力均呈先增加后降低的趨勢(shì)，矯頑力的增加來源于其在晶粒殼層處反轉(zhuǎn)磁化疇形核場(chǎng)的增加。800℃/7h熱處理?xiàng)l件下，矯頑力Hci=1516kA/m，相比原始磁體，矯頑力增加了10.8%。而剩磁和最大磁能積均呈遞減趨勢(shì)，7h后剩磁降幅明顯，高達(dá)8%，這歸因于重稀土元素從晶界向晶內(nèi)的過渡擴(kuò)散。通過在磁體表面磁控濺射PrTbCu薄膜后進(jìn)行晶界擴(kuò)散，研究發(fā)現(xiàn)，矯頑力沒有獲得預(yù)期的提高，不同熱處理?xiàng)l件下，矯頑力要低于