HDDR法制备各向异性粘结NdFeB磁粉的研究

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NdFeB永磁材料自1983年诞生以来由于其突出的磁性能而被深入研究和广泛应用,它的发展带动了整个下游产业如通讯、电子、医疗和汽车行业的进步和产品更新,NdFeB产业已成为国民经济发展的重要组成部分。随着以动力马达为代表的新应用领域不断拓展,对其磁性能、耐腐蚀性、热稳定性和力学性能等综合性能的要求也越来越高,提高磁体的综合性能已成为NdFeB材料研究的一个重要方向。  本论文设计了Nd12.5FebalCo15B6.5Zr0.5Gax(X=0,0.25,0.5,0.75);Nd11.5Dy1.0FebalCo15Ga0.3B6.5ZrY(Y=0,0.1,0.2,0.3); Nd12.2FebalCo15B6.0Ga0.5Vz(Z=0,0.1,0.3,0.5)三组合金成分,并采用HDDR法(即hydrogenation、disproportionation、desorption、recombination)制备出了各向异性粘结NdFeB磁粉。本实验探讨了改变HDDR的工艺条件(即歧化时间、歧化温度、歧化氢压、脱氢再复合温度)和调整合金成分(即添加Ga、Zr、V)对粘结NdFeB磁粉磁性能的影响规律。通过X射线衍射研究分析了HDDR粉的相变过程。研究结果表明:  1.XRD谱线分析表明,NdFeB合金经HDDR工艺处理所经历的相变为:原始铸锭为粗大的2∶14∶1相(大概在64.346μm),在HD处理后2∶14∶1岐化生成NdH2、α-(Fe,Co)和(Fe,Co)2B三相,经DR处理后,岐化产物又重新生成细小的2∶14∶1相(大概在0.486μm),晶粒经HDDR处理得到细化。  2.合金元素的适量添加有利于提高矫顽力和最大磁能积。实验表明,最佳合金成分为:Ga的添加量为0.5at%时(其对应的合金成分为Nd12.5FebalCo15B6.5Zr0.5Ga0.5);Zr的添加量为0.2 at%时(其对应的合金成分为Nd11.5Dy1.0FebalCo15Ga0.3B6.5Zr0.2);V的添加量为0.3 at%时(其对应的合金成分为Nd12.2FebalCo15B6.0Ga0.5V0.3)。  3.HDDR工艺条件对磁性能影响显著。针对本实验设计的三组成分,实验结果分析所得到的最佳岐化氢压、最佳岐化温度、最佳歧化时间和最佳DR温度分别是:0.03MPa、820℃、2.5-3h和820-830℃;最佳HDDR工艺路线为:室温×0.1MPa×1h→820℃×0.03MPa×2.5-3h→820-830℃×低真空×15min→820-830℃×高真空×30min。  4.本实验所获取的最佳成分及磁性能为:最佳成分Nd12.5FebalCo15B6.5Zr0.5Ga0.5所获得的最佳磁性能为:(BH)m=159.47kJ/m3, Br=1.10T, jHc=769.51kA/m,DOA=0.55。最佳成分Nd11.5Dy1.0FebalCo15Ga0.3B6.5Zr0.2所获得的最佳磁性能为:(BH)m=134.96kJ/m3, Br=1.19T, jHc=316.72kA/m,DOA=0.740。最佳成分Nd12.2FebalCo15B6.0Ga0.5V0.3所获得的最佳磁性能为:(BH)m=104.88kJ/m3, Br=1.15T, jHc=125.73kA/m,DOA=0.609。
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