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《中南大学》 2009年
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快淬1:7型SmCo永磁材料的制备及其结构与磁性能

张广腾  
【摘要】:具有TbCu7结构的SMCo7相是介于SMCo5和Sm2Co17相之间的非平衡相,兼具较高的磁晶各向异性和较高的磁饱和及高居里温度,是非常有应用前景的永磁材料。因为SmCo7为亚稳定相,在高温下很容易分解成为Sm2Co17和SmCo5,所以通常采用熔体快淬法制备该材料,并添加如Ti、Zr、B等合金元素稳定其相结构。细化晶粒尺寸是提高永磁矫顽力的有效途径。本文主要研究了添加碳化物对SmCo7材料的永磁性能和结构的影响,通过合适的合金成分和工艺参数设计制备细晶甚至纳米晶的SmCo7型永磁材料,以获取高矫顽力,并探讨其矫顽力形成机理。运用扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),X射线衍射分析(XRD),能谱分析(EDS),热磁分析(TMA)等检测手段,分析样品的相结构、微观结构,揭示磁性能和微观结构之间的关系。 研究表明WC、Cr3C2、VC对SMCo7快淬合金均有较好的晶粒细化作用,其中以Cr3C2的细化效果更佳。TEM分析显示(Sm0.12Co0.88)93(Cr3C2)7快淬带(20m/s淬速)的SMCo7主相尺寸在80nm左右,晶间有尺寸在20nnm左右的非铁磁性相析出,该相的尺寸为20nm左右。析出的非铁磁性晶间相对磁畴的钉扎使得该合金矫顽力大幅升高。在40m/s高淬速下制得的(Sm0.12Co0.88)93(Cr3C2)7合金为非晶结构,经650℃×6min热处理后获得了较好的磁性能,即iHc=635.4kA/m,Mr=0.58T。对(Sm0.12Co0.87Cu0.01)97(VC)3快淬带的热处理研究表明,热处理前后矫顽力有较大的提升,晶粒尺寸变化不大,矫顽力提高的原因是晶间第二相的转变引起畴壁钉扎场的增强。 研究了Ti合金元素对SmCo7陕淬合金结构和磁性能的影响。所制备的SmCo6.7Ti0.3(Cr3C2)0.1和SmCo6.7Ti0.3(Cr3C2)0.15快淬带其相结构较为均匀,高淬速下仍然保持晶体结构。其中SMCo6.7Ti0.3(Cr3C2)0.1合金获得较高的矫顽力iHc=1993kA/m,而50m/s淬速所制备的SMCo6.7Ti0.3(Cr3C2)0.15快淬带的综合磁性能较高,即iHc=1153 kA/m, Mr=0.46T。SmCo6.7Ti0.3(Cr3C2)0.1和SmCo6.7Ti0.3(Cr3C2)0.15决淬带中均有SmCo2相析出,该相常温下为顺磁性,对磁畴壁有强钉扎,是快淬带获得高矫顽力的原因。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM273

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