快淬Nd-Fe-B永磁体制备工艺与显微组织结构的研究

摘要

近几年来，通过熔体快淬工艺制备的粘结Nd-Fe-B永磁体以容易成型、成本低等优点迅速发展起来，目前在永磁市场中所占的比重逐渐扩大，应用领域已经涉及计算机、汽车、马达、通讯和医疗等领域，成为当今社会信息产业和机电产业的基础材料。但是，粘结永磁体一个缺点就是跟烧结永磁体相比，性能较低。其中一个很重要的原因就是磁粉的性能较低。要制备高性能的粘结永磁体必须要有高性能的磁粉。为了提高粘结永磁体的磁性能，本文主要对熔体快淬制备磁粉工艺和永磁体的模压成型工艺进行了研究。　　实验通过熔炼技术、真空快淬技术、真空晶化热处理技术及模压成型技术制备了各向同性的粘结永磁体，使用BH磁滞回线测量仪测量永磁体的磁性能。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了永磁合金的组织形貌，分析了晶粒尺寸大小对粘结永磁体磁性能的影响。利用透射电子显微镜(TEM)进行了显微组织分析，确定了在永磁合金的组织中有晶体和非晶共存，通过电子衍射对永磁合金中相的晶体结构进行了分析，同时也研究了非晶组织的转变过程中相的变化对磁性能的影响。在实验中还利用了X衍射仪对永磁合金的晶体取向进行了分析。　　实验结果表明：用Pr元素代替NdFeB永磁合金中Nd元素，提高了永磁合金的矫顽力，最大值达到了1227KA/m；熔体真空快淬永磁合金的组成有三部分：非晶区、柱状晶区和等轴晶区。当熔体快淬速度为21m/s时，合金中的柱状晶占大多数，柱状晶的生长具有一定的择优取向，该择优取向和永磁合金中的硬磁相的易磁化方向(C轴)一致；高温短时的晶化热处理工艺可以得到晶粒细小、分布均匀的永磁体晶粒，增加了晶粒的界面积，加强了双相纳米晶复合永磁合金的交换耦合作用，提高永磁体的磁性能。高温真空模压成型工艺提高永磁体密度，减小了孔洞体积率，同时模压的过程中，永磁合金磁粉晶粒会有一定取向的转动，有利于提高永磁体的磁性能。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

1文献综述

1.1永磁材料的发展及应用

1.1.1前言

1.1.2永磁材料的分类及其性能特点

1.1.3永磁材料的发展过程

1.2稀土钕铁硼系永磁材料

1.2.1 Nd-Fe-B系永磁材料与高新技术

1.2.2 Nd-Fe-B永磁材料的发展前景

1.3 Nd2Fe14B相的晶体结构及磁性能

1.3.1 Nd2Fe14B相的晶体结构

1.3.2 Nd2Fe14B的磁性能

1.4粘结Nd-Fe-B永磁材料

1.4.1粘结永磁材料的特点及应用

1.4.2粘结永磁合金的成型工艺

1.4.3粘结永磁材料磁粉的制备原理及技术

1.5双相纳米晶复合永磁材料

1.5.1双相纳米晶复合永磁体的特征

1.5.2双相纳米晶复合永磁体中硬磁性相和软磁性相两相的交换作用

1.5.3 Nd2Fe14B/α-Fe系纳米晶复合永磁材料的发展前景

1.6熔体快淬工艺对粘结永磁体磁粉组织结构及性能的因素的影响

1.6.1成分对粘结永磁相组成的影响

1.6.2添加元素的影响

1.6.3熔体快淬速度对永磁体组织性能的影响

1.7选题背景和思路

2实验方法

2.1实验的工艺原理

2.1.1粘结永磁合金磁粉成分的设计

2.1.2熔体快淬法制粉永磁合金的磁粉工艺

2.1.3熔体快淬磁粉的晶化热处理工艺

2.2实验方法及其试样的制备

2.2.1扫描电子显微镜组织观察

2.2.2透射电子显微镜显微组织及结构分析

2.2.3 X衍射仪进行物相分析

2.2.4粘结永磁体磁性能的测量

3粘结永磁体磁粉成分分析

3.1能谱仪对粘结永磁合金成分的分析

3.2成分设计对粘结永磁体磁性能的影响

3.3小结

4磁粉的制备工艺

4.1熔体快淬永磁合金组织形貌观察和显微分析

4.1.1熔体快淬凝固薄带的组成结构

4.1.2熔体快淬永磁合金显微组织的分析

4.1.3小结

4.2晶化热处理工艺实验结果分析与讨论

4.2.1晶化热处理永磁合金显微组织的分析

4.2.2晶化处理过程中相转变的研究

4.2.3晶化处理后的X衍射分析

4.2.4晶化热处理对永磁合金磁性能的影响

4.2.5 小结

5高温真空模压成型工艺

5.1模具的设计及其成型工艺

5.1.1模具设计

5.1.2高温真空模压成型工艺

5.2高温真空热压工艺对粘结永磁合金的影响

5.2.1高温真空热压工艺对永磁合金密度的影响

5.2.2高温真空热压工艺对永磁合金磁性能的影响

5.3小结

6结论

参考文献

致 谢