合金元素对块体纳米晶NdFeYNbB永磁材料性能的影响

合金元素对块体纳米晶NdFeYNbB永磁材料性能的影响

论文摘要

本实验通过铜模喷铸法制备直径为1.5mm、长度为15mm的磁性纳米晶多元合金棒材,研究了不同元素及其含量对合金磁性能、微结构、抗氧化性能及耐腐蚀性能的影响。在Nd10Y1Fe85-xNb3.5Ti0.5Bx (x=14~22)合金中,随着B含量增加,磁性能先升后降,当B含量为16at%时,合金磁性能最佳,为Br=6.0kG、iHc=7.8kOe、 (BH)max=6.7MGOe。但B含量增加有利于提高了合金的抗氧化性能和耐腐蚀性能。在Nd10Y1Fe85-xNb3.5Ti0.5Bx (x=16~22)合金喷铸过程中,外加一个磁场,能细化晶粒,提高磁性能。当B含量为16at%时,合金磁性能最佳,为Br=6.3kG, iHc=8e、 (BH)max=7.4MGOe。但喷铸过程外加一个磁场,会降低合金的抗氧化性能和耐腐蚀性能。在Nd10Y1Fe69Nb3.5M0.5Bi6(M=Ti、Zr、Cr、Mo)合金中,当M=Zr时,合金磁性能最佳,为Br=6.3kG、iHc=8.2k0e、(BH)max=OMGOe。当M=Mo时,合金内禀矫顽力最高,达到了8.8kOe。当M=Ti时,合金的抗氧化性能最佳,当M=Zr时,合金的耐腐蚀性能最好。在Nd10Y1-xMxFe69Nb3.5Ti0.5Bi6(M=Ga、Gd, x=0~1)合金中,当M=Ga, x=0.5时,合金磁性能最佳,为Br=6.5kG、iHc=8.6kOe、(BH)max=8.3MGOe。当M=Ga,x=1时,发现有Fe3B相生成,使得合金中硬磁相的体积分数降低,导致内禀矫顽力和磁能积都下降。添加Gd能提高剩磁,但合金退磁曲线的方形度较低,导致合金磁能积下降。添加Gd会使合金的抗氧化性能和耐腐蚀性能都降低。在Nd10-xMxY1 Fe69Nb3.5Ti0.5Bi6 (M=Dy、Pr, x=0-1.5)合金中,添加Dy、Pr会使合金内禀矫顽力大幅上升,剩磁下降。当M=Dy, x=0.5时,合金磁性能最佳,为Br=5.8kG、iHc=9.0kOe, (BH)max=7.1MGOe。添加Dy会使Nd2Fe14B相的居里温度升高,而添加Pr会使Nd2Fe14B相的居里温度降低。添加Dy对合金抗氧化性能影响较小,但会降低该合金的耐腐蚀性能。添加Pr会恶化该合金的抗氧化性能和耐腐蚀性能。在Nd10Y1Fe69-xNb3.5Ti0.5B16Cox(x=0~16)合金中,添加4at%的Co能细化晶粒,提高磁性能,合金磁性能为:Br=6.4kG、iHc=8.4kOe、(BH)max=7.4MGOe。当Co含量大于8%时,添加Co会粗化合金晶粒,降低磁性能。添加Co能提高Nd2Fe14B相和a-Fe相的居里温度,同时提高合金的耐腐蚀性能。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 稀土永磁材料简介
  • 1.1.1 稀土永磁的发展
  • 1.1.2 表征永磁材料性能参数
  • 1.1.3 R-Fe-B永磁材料的微结构
  • 1.2 NdFeB纳米复合永磁材料
  • 1.2.1 NdFeB纳米复合永磁材料的分类
  • 1.2.2 NdFeB纳米复合永磁材料的制备方法
  • 1.3 块体纳米晶NdFeB合金的研究进展
  • 1.4 铸造时外加磁场对合金凝固过程的影响
  • 1.5 论文选题意义及研究内容
  • 第二章 实验方法
  • 2.1 样品制备
  • 2.1.1 实验流程
  • 2.1.2 合金成分设计
  • 2.1.3 合金锭熔炼
  • 2.1.4 铜模铸造
  • 2.2 样品检测
  • 2.2.1 磁性能测量
  • 2.2.2 X射线衍射分析
  • 2.2.3 热磁分析
  • 2.2.4 显微结构观察
  • 2.2.5 热重分析
  • 2.2.6 耐腐蚀性能测量
  • 2.3 ANSYS软件模拟
  • 10Y1Fe85-xNb3.5Ti0.5Bx(x=14~22)合金性能的影响'>第三章 B含量对Nd10Y1Fe85-xNb3.5Ti0.5Bx(x=14~22)合金性能的影响
  • 3.1 无磁场凝固时,B含量对合金性能的影响
  • 3.1.1 室温磁性能
  • 3.1.2 相组成分析
  • 3.1.3 显微结构观察
  • 3.1.4 抗氧化性能分析
  • 3.1.5 耐腐蚀性能分析
  • 3.2 磁场凝固时,B含量对合金性能的影响
  • 3.2.1 室温磁性能
  • 3.2.2 相组成分析
  • 3.2.3 抗氧化性能分析
  • 3.2.4 耐腐蚀性能分析
  • 第四章 添加微量合金元素对NdFeYNbB永磁材料性能的影响
  • 10Y1Fe69Nb3.5M0.5B16(M=Ti、Zr、Cr、Mo)合金性能的影响'>4.1 添加Ti、Zr、Cr、Mo对Nd10Y1Fe69Nb3.5M0.5B16(M=Ti、Zr、Cr、Mo)合金性能的影响
  • 4.1.1 室温磁性能
  • 4.1.2 相组成分析
  • 4.1.3 显微结构观察
  • 4.1.4 抗氧化性能分析
  • 4.1.5 耐腐蚀性能分析
  • 10Y1-xFe69Nb3.5Ti0.5B16(M=Ga、Gd;x=0-1)合金性能的影响'>4.2 添加Ga、Gd对Nd10Y1-xFe69Nb3.5Ti0.5B16(M=Ga、Gd;x=0-1)合金性能的影响
  • 4.2.1 室温磁性能
  • 4.2.2 相组成分析
  • 4.2.3 抗氧化性能分析
  • 4.2.4 耐腐蚀性能分析
  • 10-xMxY1Fe69Nb3.5Ti0.5B16(M=Dy、Pr;x=0~1.5)合金性能的影响'>4.3 添加Dy、Pr对Nd10-xMxY1Fe69Nb3.5Ti0.5B16(M=Dy、Pr;x=0~1.5)合金性能的影响
  • 4.3.1 室温磁性能
  • 4.3.2 相组成分析
  • 4.3.3 抗氧化性能分析
  • 4.3.4 耐腐蚀性能分析
  • 10Y1Fe69-xNb3.5Ti0.5B16(x=0~16)合金性能的影响'>第五章 添加Co对Nd10Y1Fe69-xNb3.5Ti0.5B16(x=0~16)合金性能的影响
  • 5.1 室温磁性能
  • 5.2 相组成分析
  • 5.3 抗氧化性能分析
  • 5.4 耐腐蚀性能分析
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历
  • 在学期间的研究成果及发表的学术论文
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  

    合金元素对块体纳米晶NdFeYNbB永磁材料性能的影响
    下载Doc文档

    猜你喜欢