NdFeB合金的氢爆及其电场烧结研究

论文摘要

氢爆与烧结是NdFeB烧结磁体制备过程中的重要环节。然而20多年来人们主要将氢爆作为破碎NdFeB合金的一种手段,缺乏在工艺和理论上对其进行系统和深入的研究。与此同时,能否在NdFeB永磁合金现有烧结方法的基础上另辟蹊径,使磁体的制备更加快速、高效、低耗,无疑具有十分重要的意义。因此,本文对NdFeB合金的氢爆及其电场快速烧结技术的研究和探索既具有创新性,又具有重要的科学价值和工程应用价值。对NdFeB合金氢爆工艺的研究表明:NdFeB合金在开始吸氢前均明显存在孕育期,H2压力越高、温度越高、合金粒度越小、氧化程度越小,孕育期就越短,孕育现象以及温度和氢气压力对孕育的影响可用吸附理论来解释。NdFeB合金吸氢开始后,将分别经历富Nd相的慢速吸氢、以主相Nd2Fe14B为主的快速吸氢和合金心部的富Nd相和主相的缓慢吸氢三个阶段。H2压力和温度越高,吸氢速度越快,但吸氢量不随H2压力的变化而变化,而且随着温度的升高,NdFeB合金的吸氢量下降。与铸块相比,NdFeB合金铸片的孕育期和吸氢时间都更长。对于M kg成分为NdxFeyBz（wt%）的NdFeB合金在温度为T K,体积为V m3的容器内氢爆时,其完全氢爆时的吸氢量为△P=1.06×10-2（x-82y-293z+7274）MT/V Pa。因此,在NdFeB合金氢爆工艺的实际操作中,通过理论计算,完全可以实现对NdFeB合金充氢量的定量控制。同时,通过适当的工艺控制,还可实现选择氢爆。选择氢爆时,其断裂的方式均为沿晶断裂,爆裂后粉末中的主相晶粒均是单晶粒子。与完全氢爆相比,选择氢爆后的晶粒较粗大,且较均匀,但细小晶粒较少。NdFeB合金的氢爆过程可用物理模型来

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 烧结NdFeB 稀土永磁材料的发展概况
• 1.2 烧结NdFeB 稀土永磁材料的特点及应用现状
• 1.3 烧结NdFeB 稀土永磁材料的制造方法
• 1.4 目前烧结NdFeB 稀土永磁材料生产和研究中存在的主要问题
• 1.5 NdFeB 合金的氢爆及其快速烧结技术的研究现状
• 1.6 烧结NdFeB 稀土永磁材料氢爆与烧结研究中存在的主要问题
• 1.7 本文的研究目的及意义
• 1.8 本文的研究内容及技术路线
• 1.9 本文的研究特色与创新
• 2 实验方法与性能表征
• 2.1 烧结NdFeB 稀土永磁材料的制备
• 2.2 磁性能及微结构表征
• 3 NdFeB 合金的氢爆工艺及其机理研究
• 3.1 前言
• 3.2 NdFeB 合金的吸氢规律及其机理研究
• 3.3 NdFeB 合金的氢爆工艺研究
• 3.4 NdFeB 合金的选择氢爆
• 3.5 吸氢对NdFeB 磁体性能的影响
• 3.6 NdFeB 合金吸氢过程中氢扩散的数学模型
• 3.7 本章小结
• 4 传统烧结方法烧结NdFeB 永磁材料的研究
• 4.1 前言
• 4.2 烧结温度和保温时间对NdFeB 磁体磁性能的影响
• 4.3 烧结气氛对NdFeB 磁体磁性能和显微结构的影响
• 4.4 不同真空度回火对NdFeB 磁体磁性能和显微结构的影响
• 4.5 本章小结
• 5 电场烧结NdFeB 永磁材料的工艺研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验方法
• 5.3 电场作用下NdFeB 合金烧结过程的特征研究
• 5.4 电场烧结NdFeB 磁体的显微结构特征及性能
• 5.5 电场烧结NdFeB 永磁材料的工艺研究
• 5.6 本章小结
• 6 电场作用下NdFeB 合金烧结致密化过程及其机理研究
• 6.1 前言
• 6.2 工艺因素对电场作用下纯铁粉压坯快速烧结致密化的影响
• 6.3 电场作用下纯铁粉压坯快速烧结致密化过程的研究
• 6.4 纯铁粉基于传统烧结和电场作用下烧结机制的探讨
• 6.5 NdFeB 合金基于传统烧结和电场作用下烧结机制的探讨
• 6.6 电场作用下NdFeB 合金快速烧结致密化的机理探讨
• 6.7 电场作用下NdFeB 合金压坯能量平衡数学模型的建立
• 6.8 本章小结
• 7 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间已发表或被录用的论文
• 攻读博士学位期间参与的科研项目和申请的发明专利
• 致谢