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HDDR各向同性NdFeB磁特性研究

麦杰平  
【摘要】:HDDR (Hydrogenation-Disproportionation-Desorption-Recombination)是继快淬法后制备各向同性粘结磁粉的又一有效方法。前人对HDDR的研究主要集中利用HDDR法制备各向异性粘结磁粉,且主要集中在新的工艺条件和方法,对HDDR制备各向同性粘结磁粉的反应条件的作用规律等因素考虑较少,对氢压的影响也研究较少。因此本实验采用热分析的方法对氢压的影响进行研究。 实验首先对HDDR制备NdFeB各向同性粘结磁粉部分进行了工艺优化,包括歧化阶段反应温度、时间对磁粉性能的影响;脱氢再化合阶段反应温度、时间对磁粉性能的影响。研究发现在歧化阶段剩磁、矫顽力、磁能积均在820℃歧化1.5h后获得最大值,在本实验条件下制备得到的磁体最佳性能为(BH)m=4.1MGOe, Hcj=12.2kOe,Br=4.5kGs。对脱氢再化合阶段的温度和时间条件进行研究发现,剩磁、矫顽力、磁能积均在820℃脱氢再化合1.0h后获得最大值,在本实验条件下制备得到的磁体最佳性能为(BH)m=3.398MGOe, Hcj=8.592kOe, Br=4.162kGs。 在研究氢压对反应条件、磁粉性能的影响中发现。氢与富Nd相、Nd2Fe14B在170℃开始发生吸氢放热反应,在发生吸氢反应前真空升温可提高NdFeB合金的表面活性,降低吸氢反应温度。在700℃出现歧化峰,歧化产物主要为NdH2+x、Fe2B及α-Fe相。随着歧化氢压升高,NdH2+x相越稳定性,越有利于歧化反应的进行,歧化峰左移,起始歧化温度降低,对样品进行XRD分析,利用谢乐公式计算晶粒大小发现,随着歧化氢压的升高,晶粒逐渐增大。随着脱氢氢压的升高,脱氢峰右移,脱氢反应起始温度升高,对样品进行XRD分析,利用谢乐公式计算晶粒大小发现,随着脱氢压力的增大晶粒减小 对脱氢再化合反应进行热力学计算发现,820℃氢压30kPa以及800℃氢压20kPa的脱氢条件下,脱氢再化合反应不能进行。通过对不同温度、不同脱氢氢压进行正交试验,实验发现脱氢再化合阶段剩磁、矫顽力、磁能积分别在10kPa、820℃获得最佳性能(BH)m=3.89MGOe, Hcj=10.07kOe, Br=4.69kGs;20kPa、840℃获得最佳性能(BH)m=4.47MGOe, Hcj=11.03kOe, Br=4.89kGs; 30kPa、860℃获得最佳性能(BH)m=3.49MGOe, Hcj=10.69kOe, Br=4.20kGs。随着脱氢氢压的升高,脱氢再化合反应速率下降,最佳性能获得的反应温度也升高。


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