高矫顽力低温度系数烧结NdFeB材料的研究

摘要

烧结钕铁硼永磁材料以其高能积、低价格和良好的加工性能而获得了迅速的推广应用。随着其应用领域的扩大，对其综合性能的要求也越来越高，特别是钕铁硼永磁电机应用环境的要求越来越苛刻，对高耐热性烧结钕铁硼磁体的需求也越来越强烈。高矫顽力烧结磁体，如果配合低的温度系数，就可以使钕铁硼磁体在较高的温度下使用，特别是能在200℃以上温度使用的烧结钕铁硼磁体，其应用范围将越来越广阔。这是因为尽管Sm-Co系磁体能在300℃以上温度工作，但由于需要添加大量的战略元素C0，价格昂贵。因此在200～300~(2这个温度范围内，烧结钕铁硼磁体具有很大的优势。首先是其磁性能高，一般其最大磁能积都大于30MGOe，而Sm-Co磁体的磁能积要低得多。其次，烧结钕铁硼磁体中不含或仅含少量Co，Ni等战略元素，价格比Sm-Co的要便宜，综合起来性价比要高得多。而且，烧结钕铁硼磁体的机械力学性能好，较Sm-Co磁体可加工性能好，从而降低废品率，提高生产效率。因此开发高矫顽力烧结钕铁硼磁体是今后可参与竞争的一个重要方向。 本项目经过配方和工艺设计，适合普通铸锭工艺生产的高矫顽力低温度系数烧结钕铁硼材料已经研发成功。磁体的最高工作温度达到220℃，最大磁能积达到31MGOe以上。在试制过程中，获得以下结论： 1)室温下矫顽力高并不等于磁体的高温矫顽力就高，还跟其温度系数βHci密切相关。要提高工作温度，不仅要提高内禀矫顽力Hq，同时也要降低|βHci|。 2)采用普通铸锭工艺可以在原有设备的基础上制备高矫顽力低温度系数烧结钕铁硼材料，这样，不需要重新添置设备，而且成本较低，适合推广使用。甩带铸锭工艺可提高磁体的剩磁和最大磁能积，但必须同时结合优化的制粉和烧结工艺，如果制粉和烧结工艺不合适，甩带铸锭工艺的优势并不能体现出来。 3)在获得高矫顽力的基础上，为保证磁体的剩磁和最大磁能积，需要提高磁体的密度。一般来说，经过一次烧结和两次回火后(三段处理)磁体的密度要达到7.55×103kg／m3以上；如果三段处理后磁体的密度较低，需要进行重新烧结和重新回火处理。相同密度下，三段处理后的磁体的综合性能要比重烧和重回火处理的磁体的好。

目录

文摘

英文文摘

第一章永磁材料的发展和项目的提出

第一节永磁材料的发展过程

第二节烧结钕铁硼的发展现状

第三节中国钕铁硼磁体行业所居地位

第四节项目的提出及项目目标

第二章烧结钕铁硼磁体的制作原理及新工艺

第一节烧结钕铁硼的制作工艺原理

第二节高性能烧结钕铁硼磁体新工艺

一、提高合金铸锭性能的工艺

二、氢破碎工艺(HD工艺)

三、提高取向度工艺

四、湿法低氧工艺

五、连续炉烧结

六、双相合金法

第三章高矫顽力低温度系数烧结NdFeB材料的研究

第一节实验方法

一、合金制备

二、制粉工艺

三、磁场取向压结和真空烧结

四、磁性能测试

第二节结果与分析

一、重稀土元素和制作工艺的影响

二、回火温度的影响

三、采用甩带铸锭与普通铸锭制作磁体的比较

四、综合性能好的磁体的制备

第四章结论及展望

第一节结论

第二节展望

参考文献

致谢

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附博士后期间发表论文