论文题目: 制备工艺和合金成分对纳米复相Nd2Fe14B/α-Fe永磁材料的结构与性能影响的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 连利仙
导师: 涂铭旌
关键词: 纳米晶永磁体,制备工艺,合金成分,微观结构,磁性能,神经网络,均匀设计
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 为改善纳米复相Nd2Fe14B/α-Fe永磁合金微结构以提高磁性能,本文针对纳米复相永磁材料发展中存在的问题,采用快淬、热处理及模压成形工艺制备了纳米复相Nd2Fe14B/α-Fe永磁体,系统地研究了制备工艺和合金成分对纳米复相Nd2Fe14B/α-Fe永磁材料的组织结构和性能的影响。采用XRD、DTA、AFM、TEM等方法对合金的相组成、微观结构、晶化行为等进行了研究,建立了制备工艺和合金成分与组织结构,结构与性能间关系的物理模型。为了研究多种合金元素对Nd-Fe-B系永磁合金磁性能影响的规律,采用均匀设计方法逐步回归法得出了Nd-Fe-B系永磁合金磁性能的多因素回归方程,并用人工神经网络建立了合金成分与磁性能之间的预测模型。 快淬速度对淬态合金晶化和相转变过程及显微组织有显著影响,从而进一步影响了磁性能。Nd10.5（FeCoZr）83.4B6.1合金在淬速较低时,由于淬态合金中晶态相含量较高,这些晶核在随后的热处理过程中很容易长大、粗化,合金磁性能较低。当快淬速度较高时,结晶度很低,退火过程中形核中心减少,形核率降低,同时非晶相的成分不均匀和内应力也越大,导致α-Fe粒子奇异长大,也不利于磁性能的提高。只有当在适当的快淬速度28m/s下,合金结晶度为20%,合金中的微晶一方面作为退火过程中的形核中心,增加了形核率,使得晶界数量大增,这对晶粒生长起到了阻碍作用,获得细小均匀的晶粒组织,从而获得最佳磁性能。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
1.1 永磁材料发展概况
1.2 纳米晶Nd-Fe-B系永磁材料产生及其特点
1.2.1 纳米晶复合永磁材料的产生
1.2.2 纳米晶复合永磁材料的特点
1.3 纳米晶Nd-Fe-B系永磁材料的研究现状
1.3.1 纳米复合永磁材料交换耦合作用及模型研究
1.3.2 合金成分对纳米复合永磁材料组织与磁性能的影响
1.3.3 制备工艺对纳米复合永磁材料磁性能的影响
1.3.3.1 快淬速度对纳米复合永磁材料磁性能的影响
1.3.3.2 晶化工艺对纳米复合永磁材料磁性能的影响
1.4 纳米复相Nd_2Fe_(14)B／α-Fe永磁材料研究中存在的主要问题
1.5 本文的研究研究目的及意义
1.5.1 本文的研究目的及研究意义
1.5.2 课题来源
1.6 本文的主要研究内容、研究思路、技术路线及其特色
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 本文的研究思路
1.6.2.1 制备工艺的优化
1.6.2.2 合金成分的优化
1.6.3 研究的技术路线
1.6.4 本文的研究特色与创新
2 试验方法及结构与性能表征
2.1 纳米复相Nd_2Fe_(14)B／α-Fe永磁材料的制备
2.1.1 试样制备的工艺流程
2.1.2 实验原材料
2.1.3 实验设备
2.1.4 实验方法
2.1.4.1 钕铁硼合金熔炼
2.1.4.2 快淬钕铁硼合金薄带的制备
2.1.4.3 非晶态钕铁硼合金的晶化热处理
2.1.4.4 粘结磁体标准试样的制备
2.2 磁性能及微结构的表征
2.2.1 磁性能的测试
2.2.2 显微结构分析
3 制备工艺对纳米复相Nd_2Fe_(14)B／α-Fe永磁材料结构与性能的影响及机理研究
前言
3.1 快淬速度对快淬钕铁硼合金的结构和磁性能影响
3.1.1 快淬速度对淬态钕铁硼合金的微结构和磁性能影响
3.1.2 快淬速度对快淬钕铁硼合金薄带晶化后的组织与磁性能影响
3.1.3 快淬速度对快淬钕铁硼合金显微组织结构影响机理研究
3.2 晶化退火工艺对合金结构与磁性能的影响
3.2.1 传统热处理工艺对快淬钕铁硼合金晶化后的磁性影响
3.2.2 快速热处理工艺对快淬钕铁硼合金晶化后的磁性影响
3.2.3 磁场热处理工艺对快淬钕铁硼合金晶化后磁性能影响
3.2.3.1 磁场热处理对晶钕铁硼合金晶化后磁性能的影响
3.2.3.2 磁场热处理对晶化行为与显微结构的影响
3.2.4 动态晶化热处理对快淬钕铁硼合金晶化后磁性能影响
3.2.4.1 动态晶化热处理对晶钕铁硼合金晶化后磁性能的影响
3.2.4.2 动态晶化热处理对晶化行为与显微结构的影响
3.2.5 不同热处理方式对非晶钕铁硼合金晶化后磁性能影响
3.2.5.1 热处理方式对磁性能影响
3.2.5.2 热处理方式对晶化行为与显微结构的影响
3.2.6.晶化工艺对材料微结构影响的示意模型
3.3 材料微结构对软磁相α-Fe和硬磁相Nd_2Fe_(14)B晶粒间交换耦合作用影响的示意模型
3.3.1 晶粒尺寸对剩磁的影响
3.3.2 晶粒尺寸对矫顽力的影响
3.4 本章小结
4 合金成分对纳米复相Nd_2Fe_(14)B／α-Fe永磁材料结构与性能的影响及机理研究
前言
4.1 Nd含量对纳米复相Nd_2Fe_(14)B／α-Fe永磁材料结构与性能的影响
4.1.1 纳米复相Nd_2Fe_(14)B／α-Fe永磁材料的交换耦合作用
4.1.2 钕(Nd)含量对快淬Nd_x(FeCoZr)_(93.9-x)B_(6.1)合金磁性能影响
4.1.3 钕(Nd)含量对快淬Nd_x(FeCoZr)_(93.9-x)B_(6.1)合金显微组织的影响
4.1.4 钕(Nd)含量对快淬Nd_x(FeCoZr)_(93.9-x)B_(6.1)合金磁性能的影响的机理研究
4.1.4.1 钕(Nd)含量对剩磁影响的机理分析
4.1.4.2 钕(Nd)含量对矫顽力影响的机理分析
4.2 硼(B)含量对纳米复相Nd_2Fe_(14)B／α-Fe永磁材料磁性能的影响
4.2.1 硼(B)含量对淬态Nd_(10.5)(FeCoZr)_(89.5-y)B_y合金的晶化行为影响
4.2.2 硼(B)含量对快淬Nd_(10.5)(FeCoZr)_(89.5-y)B_y合金晶化处理后的显微结构与磁性能影响
4.3 Zr含量对纳米复相Nd_2Fe-(14)B／α-Fe永磁材料磁性能的影响
4.3.1 锆(Zr)含量对快淬Nd_(10.5)(Fe，Co)_(83.4-z)Zr_zB_(6.1)合金的显微组织、磁性能及其晶化行为的影响
4.3.2 锆(Zr)含量对晶化处理后合金的显微结构与磁性能的影响
4.3.3 添加合金元素对材料微结构影响的示意模型
4.4 钴(Co)含量对纳米复相Nd_2Fe_(14)B／α-Fe永磁材料磁性能的影响
4.4.1 钴(Co)含量对Nd_(10.5)(Fe，Zr)_(83.4-m)Co_mB_(6.1)合金磁性能的影响
4.4.2 钴(Co)含量对Nd_(10.5)(Fe，Zr)_(83.4-m)Co_mB_(6.1)合金磁性能的影响机理
4.5 本章小结
5 基于均匀设计和人工神经网络研究合金元素对纳米复相Nd_2Fe_(14)B／α-Fe永磁材料磁性能的影响
前言
5.1 用均匀设计方法研究合金成分对纳米复相Nd_2Fe_(14)B／α-Fe永磁材料磁性能的影响
5.1.1 均匀设计简介
5.1.2 均匀设计试验方案与结果
5.1.3 数据分析方法
5.1.4 回归模型
5.1.5 各因素对磁性能的影响
5.2 基于人工神经网络研究合金元素对纳米复相Nd_2Fe_(14)B／α-Fe永磁材料磁性能的影响
5.2.1 人工神经网络简介
5.2.2 人工神经网络模型的建立
5.2.3 预测结果
5.2.4 合金元素对磁性能的影响
5.2.4.1 单因素对合金磁性能影响
5.2.4.2 多因素交互作用对合金磁性能的影响
5.2.5 合金成分优化设计
5.3 本章小结
6 结论
参考文献
攻读博士学位期间已发表或被正式录用的论文
攻读博士学位期间参加的科研项目
声明
致谢
发布时间: 2005-10-08
参考文献
- [1].纳米复合Nd2Fe14B/α-Fe永磁材料微结构和磁性能研究[D]. 王晨.浙江大学2006
- [2].Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的研究[D]. 王占勇.上海大学2006
相关论文
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- [2].快淬纳米晶稀土永磁及其反磁化机理研究[D]. 杜晓波.吉林大学2004
- [3].烧结NdFeB永磁体材料加工方法及加工机理研究[D]. 李丽.山东大学2005