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Nd-Fe-B永磁材料的探索

李嘉  
【摘要】: 本论文采用真空烧结法制备出Nd-Fe-B永磁体,并主要研究了添加剂和织构对磁体磁性能和力学性能的影响以及作用机理。 以(Pr-Nd)_(33.5)Fe_(64.85)B_(1.15)Al_(0.5)元素比例进行原料配比,经过熔炼铸锭、气流磨制粉、加入纳米添加剂、磁场取向成型、真空烧结及机械加工等工序,制得实验样品。实验结果表明:(1)随AIN加入量的增加,烧结磁体的矫顽力先增高后降低,在AIN的质量分数为0.55%时达到最大值。但剩磁和最大磁能积却有所下降。(2)Cu的添加将使磁体的矫顽力明显增高,其矫顽力在0.3%附近达到最大值。但随着Cu含量的继续增加,矫顽力降低。(3)利用理论公式及实验参数,计算出Nd-Fe-B永磁材料的最高工作温度Tm,并通过其间接的计算出矫顽力的理论值。 经过不同的取向磁场成型后,磁体内部的晶体织构必然产生差异,从宏观上体现为磁体机械性能的规律性变化。烧结NdFeB磁体属于脆性材料,它的硬度相对较高,可以通过改变它的晶体织构来改善力学性能。实验结果表明:(1)在不同取向场强度下,烧结Nd-Fe-B永磁体样品垂直于C轴方向上的X射线衍射峰强度有所变化,其中(004)、(105)、(006)、(008)晶面衍射峰强度变化显著。(2)烧结Nd-Fe-B永磁体的剩磁随着取向度的减小而减小,而矫顽力无明显变化。(3)随着取向外磁场强度的增大样品的硬度降低,表明织构与机械性能存在着一定的关系。 本文采用Hitachi S-3400N扫描电镜、DGN-3直流磁性能测量仪、BDX3200 X射线衍射仪、HV-120维氏硬度计、HV-1型显微硬度计,对样品的晶相、磁性能、取向度及力学性能进行了测试。测试结果表明:添加纳米AIN和Cu对Nd-Fe-B永磁材料的矫顽力、最高工作温度都有不同程度的影响;织构同磁体的剩磁与硬度存在一定的对应关系。


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