Sm2Fe17Nx/Fe3Pt系纳米永磁材料的制备、组织与磁性能

论文摘要

Fe3Pt具有很高的饱和磁化强度,是很好的软磁相。本论文通过不同含量Fe3Pt的添加,并采用熔体快淬法结合HD法（Hydrogenation Decrepitation）制备了α-Fe/Sm2Fe17Nx/Fe3Pt复相纳米晶永磁粉。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及振动样品磁强计等分析手段对合金的制备工艺和微结构以及磁性能等进行了检测分析。试验发现Sm10.2Fe88.9Pt0.9与Sm9.7Fe88.4Pt1.9母合金由四种物相组成:α-Fe相,Sm2Fe17相,Fe3Pt相及少量富钐相。合金经12m/s的速度得到纳米晶薄带,富钐相SmFe2消失,薄带厚度约为70μm,贴辊面晶粒较细小且较均匀,软硬磁相间的交换耦合作用较好。Sm9.7Fe88.4Pt1.9合金快淬处理后出现了大量的α-Fe相。经HD处理的合金基本保持了母合金的相组成,对合金具有很好的破碎效果,同时其工艺过程比较容易实现。试验研究了氮化温度对合金组织及磁性能的影响。温度对合金磁滞回线形状影响不大。在550℃氮化的合金的饱和磁化强度相对较高。在500氮化时合金的氮化组织最为细小均匀,Sm10.2Fe88.9Pt0.9合金在500℃氮化后获得的矫顽力最高,Hci=2616.4 Oe;而Sm10.2Fe88.9Pt0.9合金在550℃氮化后具有最好的综合磁性能,Hci=2019.7 Oe,Ms=142.6 emu/g,Mr=64.1 emu/g。粒径分布不均匀、合金中含有大量的α-Fe是造成Sm9.7Fe88.4Pt1.9合金磁性能不高的主要原因。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 永磁材料的研究概况
• §1-2 稀土永磁材料发展概况
• §1-3 Sm2Fe17Nx间隙化合物永磁材料
• §1-4 纳米晶交换耦合永磁体简介
• 1-4-1 纳米双相复合永磁材料的产生背景
• 1-4-2 纳米双相复合永磁材料交换耦合作用机理
• 1-4-3 纳米晶交换耦合磁体的制备方法
• §1-5 研究中存在的问题
• §1-6 本论文研究内容
• 第二章 试验材料、设备及工艺
• §2-1 验所用原料及设备
• 2-1-1 试验原材料
• 2-1-2 试验设备
• §2-2 试验样品的成分设计及制备工艺
• 2-2-1 试验方法
• 2-2-2 试验成分设计
• 2-2-3 合金熔炼
• 2-2-4 熔体快淬
• 2-2-5 HD处理
• 2-2-6 氮化处理
• §2-3 结构研究及性能测试方法
• 2-3-1 XRD分析
• 2-3-2 SEM和EDS分析
• 2-3-3 TEM分析
• 2-3-4 磁性能检测
• 第三章 母合金的熔炼
• §3-1 熔炼工艺
• 3-1-1 Sm-Fe-Pt合金熔炼工艺
• 3-1-2 合金反应
• §3-2 铸态合金组织及物相
• 3-2-1 Fe-Pt合金和Sm2Fe17合金的铸态组织及物相分析
• 10.2Fe_88.9Pt_0.9合金铸态组织及物相分析'>3-2-2 Sm_10.2Fe_88.9Pt_0.9合金铸态组织及物相分析
• 9.7Fe_88.4Pt_1.9合金铸态组织及物相分析'>3-2-3 Sm_9.7Fe_88.4Pt_1.9合金铸态组织及物相分析
• §3-3 本章小结
• 第四章 母合金的熔淬处理
• §4-1 引言
• §4-2 熔体快淬后组织及物相分析
• 4-2-1 快淬后薄带XRD分析
• 4-2-2 熔体快淬后薄带SEM分析
• 9.7Fe_88.4Pt_1.9合金薄带TEM分析'>4-2-3 快淬后Sm_9.7Fe_88.4Pt_1.9合金薄带TEM分析
• §4-3 本章小结
• 第五章 氢破碎
• §5-1 引言
• §5-2 HD处理后组织观察与物相分析
• 5-2-1 HD处理后合金物相分析
• 5-2-2 HD处理后薄带的形貌变化
• §5-3 本章小结
• 第六章 氮化过程
• §6-1 氮化工艺的选择
• §6-2 氮化组织观察与物相分析
• 6-2-1 不同合金吸氮量的对比
• 6-2-2 氮化前后合金的XRD分析
• 6-2-3 氮化前后合金SEM分析
• §6-3 本章小结
• 第七章 磁性能分析
• §7-1 引言
• §7-2 磁性能测试
• 7-2-1 不同氮化温度下合金薄片的磁性能
• 7-2-2 合金在不同氮化温度下粉末的磁性能
• §7-3 本章小结
• 第八章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果