Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶快淬带的制备工艺与磁性研究

论文摘要

纳米晶双相稀土永磁材料由纳米晶硬磁相和软磁相组成,硬磁相提供高的矫顽力,软磁相提供高的饱和磁化强度,由于两相界面间存在着磁交换耦合作用而使其综合磁性能较好。这类材料稀土含量低,化学稳定性好,已被世界市场所接受,目前其应用范围正在逐渐扩大。本论文采用熔体快淬法配合晶化处理工艺制备了Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶永磁合金薄带。采用X射线衍射分析（XRD）、热分析（DSC）和振动样品磁强计（VSM）等方法研究了在不同快淬速度、不同晶化处理温度和不同保温时间下两种成分合金的相组成和磁性能,并对30m/s淬速下S2合金薄带的磁滞回线进行了非线性拟合研究。研究发现,快淬速度对薄带纳米晶的形成和磁性能有较大的影响。最佳淬速下制备的薄带样品具有单相铁磁性特征。快淬速度高于或低于最佳淬速时制备的薄带样品均呈现双相铁磁性特征。晶化处理温度对Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶永磁合金薄带的相组成和磁性能影响较大。35m/s淬速下S1与S2合金薄带的晶化处理温度在730℃左右时,两者的磁性能均达到最佳。晶化处理温度过高或者过低,薄带的磁性能都会降低。与Nd-Fe-B三元合金相比,适量复合添加Dy、Co、Ga三种元素得到的六元合金Nd-Dy-Fe-Co-B-Ga的剩磁和磁能积分别提高了36.16%和51.15%。通过比较在不同快淬速度、不同晶化处理温度、不同测试温度和不同保温时间下两种成分合金薄带的磁性能,得出35m/s淬速下的Nd-Dy-Fe-Co-B-Ga六元合金薄带在150K测试时的磁性能最佳:Mr=10.51kGs;Hci=9.07kOe;（BH）max=15.44MGOe ;Mr/Ms=0.75。通过对30m/s淬速下S2合金薄带磁滞回线的非线性拟合,发现用七阶多项式拟合的吻合度较高,误差较小,为相关的计算提供了很大的方便。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 永磁材料简介
• 1.1.1 永磁材料的发展
• 1.1.2 稀土永磁材料的磁性来源
• 1.1.3 描述永磁材料的磁学参量
• 1.2 纳米晶双相永磁材料
• 1.2.1 纳米晶双相永磁材料的结构特点
• 1.2.2 纳米晶双相永磁材料的理论模型
• 1.2.3 纳米晶双相永磁材料的各向异性理论模型
• 1.2.4 纳米晶双相永磁材料的矫顽力理论
• 2Fe₁₄B/α-Fe 双相永磁材料的微结构和磁性'>1.2.5 Nd₂Fe₁₄B/α-Fe 双相永磁材料的微结构和磁性
• 1.3 纳米晶双相永磁材料的制备工艺
• 1.4 纳米晶双相永磁材料的最新进展
• 1.4.1 成分的改进
• 1.4.2 处理工艺的改进
• 1.5 磁滞回线的非线性拟合
• 1.6 选题的意义及研究内容
• 第二章 实验方法与原理
• 2.1 实验材料及方法
• 2.1.1 薄带的制备
• 2.1.2 薄带的晶化处理
• 2.2 实验原理
• 2.2.1 XRD 分析
• 2.2.2 VSM 分析
• 2.2.3 DSC 分析
• 第三章 快淬工艺对永磁薄带组织和磁性能的影响
• 3.1 不同快淬速度制备的合金薄带的组织结构
• 3.2 不同快淬速度制备的合金薄带的磁性能
• 3.3 薄带的各向异性
• 3.4 薄带的低温磁性能
• 3.5 薄带的高温磁性能
• 3.6 分析与讨论
• 3.7 结论
• 第四章 晶化处理与添加元素对永磁薄带组织和磁性能的影响
• 4.1 非晶薄带的晶化过程
• 4.2 晶化处理对组织结构的影响
• 4.3 晶化处理对磁性能的影响
• 4.3.1 晶化温度对磁性能的影响
• 4.3.2 保温时间对磁性能的影响
• 4.4 分析与讨论
• 4.5 添加元素对薄带组织结构与磁性能的影响
• 4.5.1 成分优化
• 4.5.2 结果与讨论
• 4.6 结论
• 第五章 薄带磁滞回线的非线性拟合研究
• 5.1 确定拟合多项式
• 5.2 拟合结果
• 5.3 磁学参量计算与分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
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