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HDDR及HD处理对Sm3（Fe，M）29Nx/α-Fe（M=Co，Ti）组织结构与磁学性能的影响

2020-11-22阅读(775)

HDDR及HD处理对Sm3（Fe，M）29Nx/α-Fe（M=Co，Ti）组织结构与磁学性能的影响

论文摘要

Sm3（Fe,Co,Ti）29Nx是一种具有新的结构、高性能的铁基稀土金属间化合物。但是这种化合物的形成需要稳定化元素的加入,制备工艺十分复杂。本课题通过合金元素的复合添加,并采用先进的HD（Hydrogenation Decrepitation）和HDDR（Hydrogenation-Disproportionation-Desorption-Recombination）法对合金进行破碎处理,制备了Sm3（Fe,Co,Ti）29Nx、Sm3（Fe,Co,Ti）29Nx/α磁粉。试验采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射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磁粉的微结构以及磁性能等进行了检测分析,着重研究了HD和HDDR处理方法的工艺参数及其对合金制备过程和磁性能的影响。 试验按照四种理论成份配比Sm3.75Fe21.5Co6Ti1、Sm3Fe21.5Co6Ti1.5、Sm3.75Fe18.5Co9Ti1.5和Sm3Fe18.5Co9Ti1.5进行了母合金的制备,得到了由3:29相为主相近乎单相组织,试样中只存在少量的2:17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,最佳HD温度为350℃。试验发现在HD处理过程中应严格控制合金中含铁量,合金中α-Fe的产生会导致合金剩磁和矫顽力的降低。 通过对HDDR处理的深入研究分析,发现合金在800℃反应1小时后歧化反应已进行彻底,反应的中间产物是α-（Fe,Co,Ti）和Sm的氢化物。在脱氢重组过程中氢压是反应的关键因素,降低氢压可有效促进反应的发生。经过HDDR处理后的合金性能好于未经过HDDR处理的合金,经过HDDR处理后产生了软硬磁间的交换耦合作用。 研究了不同破碎工艺及合金成份对氮化工艺的影响,给出了最佳氮化时间。试验获得的磁粉具有高的居里点513.56℃,这可能与合金Co元素的加入有关。同时指出合金粒径分布不均匀、在未产生耦合效应的3:29相合金中,过量非纳米相α-Fe是造成材料磁性能不高的主要原因。

论文目录

  • 第一章 绪论
  • §1-1 永磁材料发展概述
  • §1-2 稀土永磁材料发展概况
  • 1-2-1 稀土永磁材料的分类
  • 1-2-2 稀土永磁材料的研究现状
  • §1-3 纳米晶交换耦合永磁体简介
  • §1-4 Sm-Fe-N永磁材料的制备方法
  • 1-4-1 Sm-Fe-N永磁材料的制备方法概述
  • 1-4-2 HD及HDDR工艺的理论研究及应用
  • §1-5 本论文的研究内容
  • 第二章 试验方法及原理
  • §2-1 样品制备工艺
  • §2-2 试验设备
  • §2-3 微结构研究方法
  • 2-3-1 X射线衍射分析
  • 2-3-2 扫描电子显微分析
  • 2-3-3 透射电子显微分析
  • §2-4 磁性能检测
  • 第三章 母合金的制备
  • §3-1 引言
  • §3-2 合金成分设计
  • §3-3 试验方法
  • §3-4 试验工艺探讨
  • 3-4-1 熔炼工艺探讨
  • 3-4-2 退火工艺探讨
  • §3-5 试验结果与分析
  • 3-5-1 铸态合金试样组织观察
  • 3-5-2 退火态试样组织观察
  • §3-6 本章小结
  • 第四章 氢破碎
  • §4-1 引言
  • §4-2 试验方法
  • 4-2-1 预处理
  • 4-2-2 HD处理
  • 4-2-3 HDDR处理
  • §4-3 试验结果与分析
  • 4-3-1 HD处理
  • 4-3-2 HDDR处理
  • §4-4 本章小结
  • 第五章 氮化
  • §5-1 引言
  • §5-2 试验方法
  • §5-3 试验结果与分析
  • 5-3-1 氮化时间对物相和粉体氮含量的影响
  • 5-3-2 合金成分对氮化过程的影响
  • 5-3-3 不同制备粉体工艺对氮化过程的影响
  • 5-3-4 氮化后粉体形貌的变化
  • §5-4 本章小结
  • 第六章 磁性能分析
  • §6-1 引言
  • §6-2 磁性能分析
  • 6-2-1 合金成分对磁性能的影响
  • 6-2-2 破碎工艺对合金磁性能的影响
  • 6-2-3 氮化时间对合金磁性能的影响
  • 3.75Fe18.5Co9Ti1.5、Sm3Fe18.5Co9Ti1.5的低温磁性能'>6-2-4 合金Sm3.75Fe18.5Co9Ti1.5、Sm3Fe18.5Co9Ti1.5的低温磁性能
  • 6-2-5 居里温度
  • 6-2-6 磁性能不高的原因
  • §6-3 本章小结
  • 第七章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间所取得的相关科研成果

    • 相关论文文献

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