高性能燒結釹鐵硼磁體的晶界設計與控制.pdf

1、易腐蝕、脆性大、工作溫度偏低是制約燒結釹鐵硼進一步發(fā)展和應用的主要缺陷，研究表明這些缺陷幾乎都與晶界相和晶界顯微結構密切相關，因此如何控制和優(yōu)化磁體的晶界結構是目前的研究熱點。 本文采用粉末冶金工藝制備了燒結釹鐵硼磁體，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NdFeB永磁材料晶界成分、晶界結構以及磁體性能的影響。還研

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

3、頑力提高，同時使磁體的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B含量小于5.7％時，合金中出現(xiàn)了易基面的Nd2Fe17相，此時磁體的Br、iHc都比較低；當B含量在5.7～5.9％之間時，進入T1+T2+Nd相區(qū)，磁體有比較好的磁性能；當添加B過多，大于5.9％時，過量B形成非磁性的富B相，導致磁體研下降，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，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，促進晶界相的析出和均勻分布，從而提高了磁體的抗彎強度，磁體的抗彎強度在900℃時達到最大值，比未處理磁體的抗彎強度提高了將近50％。磁體的組織結構以及晶界相成分發(fā)生改變后，同樣也會對磁體的耐蝕性能產(chǎn)生影響，在600℃以下進行熱處理，隨著富Nd相的增加，磁體的腐蝕電流增

5、加。隨著溫度的進一步升高，達到1000℃時，磁體的晶粒長大，富釹相減少了網(wǎng)絡狀分布，從而提高磁體的耐蝕性能，在1000℃時Nd13.31Dy0.48Febal(AlGaNbZr)0.48B5.76磁體的腐蝕電流達到了最小值。考慮到磁體的磁性能，對于Nd13.31Dy0.48Febal(AlGaNbZr)0.48B5.76磁體而言，進行900℃時效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，當添加量為0.03％時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)進行。當添加的粉末過多的時候，反而