MnBi永磁合金的制備、組織及其性能調(diào)控.pdf

1、近年來，稀土永磁材料的巨大需求導(dǎo)致稀土資源的過度消耗，新型低稀土或非稀土永磁材料成為研究熱點(diǎn)。MnBi作為一種新型非稀土永磁材料，具有較高的矯頑力、適中的飽和磁化強(qiáng)度及磁能積，且具有正矯頑力溫度系數(shù)這一獨(dú)特特性，是稀土永磁在中高溫環(huán)境的潛在替代材料。
　　低溫MnBi相經(jīng)由包晶反應(yīng)形成，反應(yīng)過程中總有其它物相的存在。且Mn較易發(fā)生偏析，而Bi原子較重，熔煉時(shí)易沉積。因此高純度低溫MnBi相的制備存在一定的困難。本文采用電弧熔煉、熔

2、體快淬技術(shù)、高能球磨及其后續(xù)退火制備高純度的低溫MnBi相。研究了微觀組織結(jié)構(gòu)演化及其與性能的關(guān)系。
　　首先通過DSC測試，確定了低溫MnBi相可在533K-633K的溫度范圍內(nèi)形成。 SEM、XRD和磁性能分析發(fā)現(xiàn)在名義成分的基礎(chǔ)上多加額外的Mn有利于低溫MnBi相的形成。研究了不同退火溫度及時(shí)間對樣品磁性和組織結(jié)構(gòu)的影響。發(fā)現(xiàn)在低溫相初始分解溫度范圍內(nèi)（653K），低溫相的分解程度并不大，反而較高溫度所導(dǎo)致的低溫MnBi相的

3、形成量要大于其分解量。535K/8h退火條件下， Mn60Bi40+5wt.％成分鑄錠的矯頑力可達(dá)604kA/m，兩步退火535K/6h、613K/5h條件下，磁體剩磁高達(dá)38emu/g，近乎其飽和磁化強(qiáng)度的一半。優(yōu)化了熔體快淬和退火工藝，543K/30min退火條件下，MnBi薄帶的剩磁和矯頑力可達(dá)98 kA/m和17.4 emu/g?；贛n55Bi45+5wt.%成分，優(yōu)化了鑄錠和快淬薄帶的退火工藝，613K/8h退火條件下，鑄錠

4、的矯頑力和剩磁可達(dá)165kA/m和20emu/g。613K/40min退火條件下，快淬薄帶的矯頑力和剩磁可達(dá)79 kA/m和29emu/g，這表明采用熔體快淬工藝和后續(xù)退火有效增加了低溫MnBi相的含量。
　　基于熔體快淬技術(shù)制備的納米晶MnBi薄帶和化學(xué)共沉淀技術(shù)制備的?-Fe，研究制備出了MnBi/?-Fe雙相復(fù)合納米永磁材料。研究發(fā)現(xiàn)，鐵離子與硼氫根離子的摩爾比為1：2.5時(shí)，獲得了完全非晶軟磁相?；诖朔蔷?，制備了MnB