HDDR法制备各项异性粘结NdFeB磁粉的研究

HDDR法制备各项异性粘结NdFeB磁粉的研究

论文摘要

NdFeB永磁材料自1983年诞生以来由于其突出的磁性能而被深入研究和广泛应用,它的发展带动了整个下游产业如通讯、电子、医疗和汽车行业的进步和产品更新,NdFeB产业已成为国民经济发展的重要组成部分。随着以动力马达为代表的新应用领域不断拓展,对其磁性能、耐腐蚀性、热稳定性和力学性能等综合性能的要求也越来越高,提高磁体的综合性能已成为NdFeB材料研究的一个重要方向。本论文设计了Nd12.5FebalCo15B6.5Zr0.5Gax(X=O,0.25, 0.5,0.75); Ndl1.5Dyl.oFebalCol5Ga0.3B6.5ZrY(Y=0, 0.1,0.2, 0.3);Nd12.2FebalCo15B6.0Ga0.5Vz(Z=0, 0.1,0.3,0.5)三组合金成分,并采用HDDR法(即hydrogenation. disproportionation. desorption.recombination)制备出了各向异性粘结NdFeB磁粉。本实验探讨了改变HDDR的工艺条件(即歧化时间、歧化温度、歧化氢压、脱氢再复合温度)和调整合金成分(即添加Ga.Zr.V)对粘结NdFeB磁粉磁性能的影响规律。通过X射线衍射研究分析了HDDR粉的相变过程。研究结果表明:1.XRD谱线分析表明,NdFeB合金经HDDR工艺处理所经历的相变为:原始铸锭为粗大的2:14:1相(大概在64.346μm),在HD处理后2:14:1岐化生成NdH2、α-(Fe,Co)和(Fe,Co)2B三相,经DR处理后,岐化产物又重新生成细小的2:14:1相(大概在0.486gm),晶粒经HDDR处理得到细化。2.合金元素的适量添加有利于提高矫顽力和最大磁能积。实验表明,最佳合金成分为:Ga的添加量为0.5at%时(其对应的合金成分为Nd12.5FebalCo15B6.5Zr0.5Ga0.5);zr的添加量为0.2 at%时(其对应的合金成分为Nd11.5Dy0.0FebalCo15Ga0.3B6.5Zr0.2);v的添加量为0.3 at%时(其对应的合金成分为Nd12.2FebalCo15B6.0Ga0.5V0.3).3.HDDR工艺条件对磁性能影响显著。针对本实验设计的三组成分,实验结果分析所得到的最佳岐化氢压、最佳岐化温度、最佳歧化时间和最佳DR温度分别是:0.03MPa、820℃、2.5-3h和820-830℃;最佳HDDR工艺路线为:室温×0.1MPa×1h→820℃×0.03MPa×2.5-3h→820-830℃×低真空×15min→820-830℃×高真空×30min.4.本实验所获取的最佳成分及磁性能为:最佳成分Ndl2.5FebalCol5B6.5Zr0.5Ga0.5所获得的最佳磁性能为:(BH)m=159.47kJ/m3, Br=1.10T, jHc=769.51kA/m,DOA=0.55.最佳成分Nd11.5DY1.0FebalCO15Ga0.3B6.5Zr0.2所获得的最佳磁性能为:(BH)m=134.96kJ/m3, Br=1.19T, jHc=316.72kA/m, DOA=0.740。最佳成分Nd12.2FebalCo15B6.0Ga0.5V0.3所获得的最佳磁性能为:(BH)m=104.88kJ/m3, Br=1.15T, jHc=125.73kA/m, DOA=0.609。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 磁性材料概述
  • 1.2 软磁材料简介
  • 1.3 永磁材料
  • 1.3.1 永磁材料发展
  • 1.3.2 永磁材料分类
  • 1.3.3 永磁材料所涉及的基本性能参数
  • 1.4 稀土永磁材料
  • 1.4.1 稀土永磁材料的发展
  • 1.4.2 稀土永磁材料的应用
  • 1.5 NdFeB稀土永磁材料
  • 1.5.1 NdFeB稀土永磁材料概述
  • 1.5.2 NdFeB永磁材料的微观结构和性能
  • 1.5.3 NdFeB制备工艺分类
  • 1.6 粘结永磁体
  • 1.6.1 制备粘结磁粉的工艺
  • 1.7 课题研究意义
  • 第二章 实验原理和方法
  • 2.1 实验原理
  • 2.1.1 传统HDDR法简介
  • 2.1.2 d-HDDR法简介
  • 2.1.3 磁粉的矫顽力形成机制
  • 2.1.4 磁粉的各向异性形成机制
  • 2.1.5 添加元素的作用
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 成分设计及原料选择
  • 2.2.2 工艺设计及磁粉制备
  • 2.3 磁粉的测量及相分析
  • 第三章 实验数据与分析
  • 12.5FebalCo15B6.5Zr0.5GaX'>3.1 Nd12.5FebalCo15B6.5Zr0.5GaX
  • 3.1.1 Ga含量的变化对磁性能的影响
  • 12.5FebalCo15B6.5Zr0.5Ga0.5磁性能的影响'>3.1.2 HDDR工艺对Nd12.5FebalCo15B6.5Zr0.5Ga0.5磁性能的影响
  • 12.5FebalCo15B6.5Zr0.5GaX小结'>3.1.3 Nd12.5FebalCo15B6.5Zr0.5GaX小结
  • 11.5Dy1.0FebalCo15Ga0.3B6.5ZrY'>3.2 Nd11.5Dy1.0FebalCo15Ga0.3B6.5ZrY
  • 3.2.1 Zr含量的变化对磁性能的影响
  • 11.5Dy1.0FebalCo15Ga0.3B6.5Zr0.2磁性能的影响'>3.2.2 HDDR工艺对Nd11.5Dy1.0FebalCo15Ga0.3B6.5Zr0.2磁性能的影响
  • 11.5Dy1.0FebalCo15Ga0.3B6.5ZrY小结'>3.2.3 Nd11.5Dy1.0FebalCo15Ga0.3B6.5ZrY小结
  • 12.2FebalCo15B6.0Ga0.5VZ'>3.3 Nd12.2FebalCo15B6.0Ga0.5VZ
  • 3.3.1 V含量的变化对磁性能的影响
  • 12.2FebalCo15B6.0Ga0.5V0.3磁性能的影响'>3.3.2 HDDR工艺对Nd12.2FebalCo15B6.0Ga0.5V0.3磁性能的影响
  • 12.2FebalCo15B6.0Ga0.5VZ小结'>3.3.3 Nd12.2FebalCo15B6.0Ga0.5VZ小结
  • 3.4 HDDR工艺处理过程中合金相的变化
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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