Fe基硬磁材料的结构与磁性

摘要

硬磁材料又称为永磁材料，因其优异磁学性能成为国防、科技的重要功能材料，其中以NdFeB和FePt两种Fe基硬磁材料发展最为迅猛。FePt合金薄膜由于具有较大Ku值，被广泛应用于高密度磁记录介质，NdFeB稀土硬磁材料由于其大的磁能积被应用于工业马达和电机等领域。本论文主要研究了L10-FePt合金薄膜和NdFeB硬磁材料的结构与磁性，得到如下结论： （1）采用磁控溅射法在玻璃衬底上高温沉积制备出FePt-ZrO2-C薄膜，中间层为ZrN-Xvol.%ZrO2，改变ZrO2的掺杂含量，并从薄膜晶体结构、磁性能、微观生长等三个方面进行了表征，结果表明随着ZrO2含量的增加，薄膜的c轴由面内转向面外，FePt颗粒的有序度和垂直矫顽力均呈现先增大后减小趋势，当ZrN中间层中掺入30vol.%的ZrO2时，薄膜呈现出较好的（001）垂直取向，垂直矫顽力达到14.8kOe，这是由于中间层同时生成了ZrON固溶体和非晶ZrO2颗粒，使得FePt-ZrO2-C颗粒在ZrON上实现良好的外延生长，薄膜磁性能也得到显著提高。 （2）我们采用高能行星式球磨机，通过对研磨时间、转速、磨球直径等参数的优化，可以制备出一系列介于0.26μm和3.50μm不同尺寸的NdFeB粉末，测试结果显示细化了的粉末并未发生氧化，矫顽力和剩磁相较于原始粉末均有不同程度的增加。烧结后磁体性能测试结果表明，后续常规工艺使得细化后的NdFeB粉末发生氧化，使得富Nd相转化为NdOx相，导致粉末在烧结后磁体密度偏小，不能满足实际应用要求。可见，常规生产线参数不再适用于细小尺寸的加工。颗粒细化后的其他工艺还需要进一步优化，才能获得良好磁学性能。

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