SmCo永磁材料微观分析研究

SmCo永磁材料微观分析研究

论文摘要

Sm2(Co,Cu,Fe,Zr)17是SmCo永磁体中应用最为广泛的一种,因其居里温度高、温度稳定性好、耐腐蚀性强等优点在永磁材料中具有不可取代的作用。对其性能提高的研究仍然吸引了众多研究者。但目前国内外许多研究者都是从配方、工艺上进行研究来提高永磁体性能。实际生产中,影响Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17磁体性能的因素还有很多,如磁体的微观结构、成分及其偏析、氧化污染等,而有关此方面的研究相对较少。本课题围绕微观结构对材料性能影响为中心,采用各种微观分析手段,以研究Sm氧化对微观结构的影响为主要突破口,进行系列的微观分析研究。中国电子科技集团公司第九研究所生产的Sm2(Co,Cu,Fe,Zr)17永磁材料主要采用粉末冶金方法制备,在此方法制备的过程中,氧不可避免的从大气进入永磁体中,严重危害磁体的磁性能。以往的研究通常进行金相显微分析,忽略磁体氧化造成的微观缺陷。本文根据九所低氧工艺的要求,采用扫描电子显微、电子探针X射线显微和X射线荧光三种微观分析为主要分析方法,结合粉末粒度分析和氮氧测定两种宏观分析手段,对永磁烧结体的微观形貌和成分、粉末冶金法工艺流程中氧含量变化、永磁铸锭合金缺陷以及粉末样品进行系列分析。结果表明Sm氧化物Sm2O3颗粒析出形成氧化孔洞是磁体性能下降的主要原因,氧主要集中在距磁体表面2cm以内;冷却速度不均匀造成铸锭合金存在两种显著缺陷;气流磨粉末比滚动球磨粉末形状规则,粉末密度大,烧结后所得磁体的密度也较大,性能优于滚动球磨。根据分析结果研究了氧进入磁体的途径,Sm氧化过程以及氧在磁体中的存在形势对磁性能的影响。同时粉末粒度分析研究了粉末特性与磁性能的关系。本课题将研究结果应用于2∶17型SmCo永磁体工艺流程,为军用稀土永磁材料的低氧工艺研究提供支持,为材料性能进一步提高提供了可靠依据。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 前言
  • 1.1 稀土永磁发展过程
  • 1.2 2:17型SmCo永磁研究动态
  • 1.3 论文研究意义
  • 1.4 实验方案
  • 第二章 实验原理及内容
  • 2.1 理论分析
  • 2.1.1 2:17型SmCo永磁体成分与磁性能的关系
  • 2.1.2 2:17型SmCo永磁体中的化合物
  • 2.1.3 2:17型SmCo永磁体的显微组织
  • 2.1.4 2:17型SmCo永磁体的矫顽机理
  • 2.2 实验仪器及工作原理
  • 2.2.1 扫描电子显微镜工作原理
  • 2.2.2 电子探针X-射线显微分析工作原理
  • 2.2.3 X射线荧光分析仪工作原理
  • 2.3 样品制备
  • 2.4 实验内容
  • 第三章 材料微区形貌和成分偏析对性能的影响
  • 3.1 SEM断面形貌分析对比
  • 3.2 样品成分分析
  • 3.3 微区成分分析
  • 3.4 氧含量及样品面分布分析
  • 3.5 结果讨论
  • 第四章 磁体氧化和SM元素挥发过程研究
  • 4.1 测定各工序过程中磁粉/体中氧含量变化情况
  • 4.1.1 实验方法
  • 4.1.2 结果与讨论
  • 4.2 烧结磁体氧含量沿表层分布情况
  • 4.3 合金铸锭缺陷分析研究
  • 4.3.1 实验及实验结果
  • 4.3.2 结果讨论
  • 4.4 炉壁粉末以及坩锅残留物成份分析
  • 第五章 永磁粉末特性与材料性能的关系
  • 5.1 永磁粉末粒度、形貌分析
  • 5.2 永磁粉末颗粒形貌、粒度对磁性能的影响
  • 5.3 结果讨论
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果
  • 相关论文文献

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