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《中南大学》 2005年
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高性能注射成形各向异性Nd-Fe-B粘结磁体的研究

段柏华  
【摘要】:注射成形技术在制备薄壁、形状复杂、径向取向、高精度磁体、实现一体化组合成形等方面具有独特的优势,同时它还具有材料利用率高、生产效率高等特点,符合电子元器件小型化、轻量化、复合化、高效化、节能化的发展趋势,因而受到了广泛的关注,其发展及产业化速度非常迅速。但国内此项技术开展得较晚,技术水平与国外还有较大的差距。为充分发挥我国稀土资源优势,发展我国Nd-Fe-B稀土永磁产业,本文围绕高性能注射磁体的制备,采用DSC、SEM、IR及XRD等技术系统地研究了磁粉防氧化表面改性、新型粘结剂、混炼和注射工艺、磁场取向规律。 采用了无水磷化-复合硅烷改性工艺包覆处理HDDR Nd-Fe-B磁粉,由于在磁粉表面形成了磷化膜/硅烷双层保护膜,因而大幅度地提高了磁粉的抗氧化性,使得其氧化过程活化能及氧化温度点分别从45.7kJ/mol、179.7℃提高到88.9kJ/mol、326℃;同时改性剂中硅烷的双极性基团,可分别通过化学键合、物理吸附改变磁粉界面特性,增强它与粘结剂的作用力,使得磁粉在粘结剂中的相容性及分散性得以提高,从而提高体系的流动性及其注射成形粘结Nd-Fe-B磁体的磁性能、抗压强度、耐蚀性及耐热性,并在硅烷呈单分子层模型作用时,效果最好。 通过研究Nd-Fe-B磁粉粒度对注射粘结磁体取向度、剩磁、内禀矫顽力、最大磁能积、抗压强度、致密度及耐热性等性能的影响,确定了综合性能最佳的磁粉粒度为80μm~100μm;采用合适的粒度分布可以提高磁粉的振实密度及喂料装载量,降低粉末/粘结剂的表观粘度,改善体系的流动性。实验得到最佳的粒度分布粉末组成为:8mass%的106~150μm粉、58mass%的75~106μm粉、25mass%的45~75μm粉及9mass%的45μm粉。 针对注射Nd-Fe-B磁体的工艺特点,对磁场取向装置进行了较大的改进。用空心铜线代替传统的偏平铜带制成多单元组合式,解决了线圈温升高、磁场强度不稳定及取向磁场低等缺点;同时在线圈中设置两组磁轭,并通过与模具中心磁轭的配合可实现轴向取向与径向取向的转换,达到一机两用的目的。 研究了混炼、注射及磁场取向工艺参数对粘结Nd-Fe-B磁体性能影响,确定了最佳的实验参数为:T_注=280℃左右、P_注=70~120MPa、
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