注射成型粘结稀土永磁体的研制

论文摘要

本文在综述注射成型粘结稀土永磁复合材料的基础上，指出了注射成型稀土永磁复合材料开发与生产中存在的主要问题，重点研究了注射成型粘结稀土永磁磁粉的表面改性、复合材料的组分、注射成型工艺等与性能的关系。稀土磁粉与聚合物树脂两种材料的表面性质截然不同，相容性很差，要使两者很好的结合，首先要改变二者的相容性。针对稀土磁粉与聚合物树脂之间的界面作用弱、磁粉在树脂中的分散性差这一问题，研究了在稀土磁粉高填充量时，如何改善稀土磁粉在聚合物中的分散性及提高两者间的界面结合，利用不同类型的偶联剂对稀土磁粉表面改性，从而提高磁粉与聚合物的相容性。试验表明，采用KH-550偶联剂对磁粉表面改性，在适当的用量及工艺条件下，提高了稀土磁粉与聚合物基体的相容性，改善了磁粉在基体中的分散性，复合材料表现出较高的拉伸强度和伸长率；同时在试验中发现，KH-550偶联剂还可以提高磁粉在高温下的抗氧化能力。为了获得磁性能高的产品，磁粉的填充率很高，混炼造粒困难，磁粉在基体中的分散较差，注射成型时由于流动性差，产品外观粗糙、易碎，很难满足实际应用。为改善在高填充时熔体的流动性，研究了不同润滑剂的作用，金属皂类可以提高熔体的流动性，但用量较大，会导致产品的力学强度的下降，磁体脆而容易开裂，乙撑双硬脂酰胺（EBS）可以提高熔体的流动性，复合材料的力学强度也较高。乙撑双油酰胺（EBO）不但可以提高熔体的流动性，改善材料的加工性能，同时也能提高复合材料的力学强度。为了获得不同性能的稀土永磁体，研究了不同磁粉含量与磁性能的关系。产品的磁性能随着磁粉含量的增加而增加，但磁粉含量过高，会导致流动性变差，不利于成型加工，而且力学性能也下降很多。当钕铁硼磁粉含量为94wt％时，钐钴磁粉含量为95wt％可以获得综合性能良好的注射成型粘结稀土磁体。研究了注射成型工艺条件对磁性能的影响，重点研究了注射工艺条件对各向异性钐钴磁体的影响。为了获得性能较高的注射成型钐钴磁体，需要较高的取向磁场，较高的注塑温度和注塑压力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 稀土永磁材料的发展概况
• 1.1.1 永磁材料的表征
• 1.1.2 稀土永磁材料的发展与现状
• 1.2 粘结稀土永磁材料的发展概况
• 1.3 粘结稀土永磁材料的成型技术
• 1.4 粘结稀土永磁材料的现状与趋势
• 1.5 注射成型粘结稀土永磁材料的原材料
• 1.5.1 稀土永磁磁粉
• 1.5.2 注射成型粘结稀土永磁所用高分子树脂
• 1.5.3 助剂
• 1.6 注射粘结稀土永磁体的制备工艺
• 1.6.1 稀土磁粉的表面改性
• 1.6.2 预混
• 1.6.3 混炼造粒
• 1.6.4 粘结磁体的注射成型工艺
• 1.7 注射粘结稀土永磁体的应用状况和特点
• 1.8 注射粘结稀土永磁体研究与生产应用中存在的主要问题及其研究的意义
• 1.9 注射成型粘结稀土磁体主要研究内容
• 1.9.1 注射成型粘结稀土永磁体复合粒料的均匀高效混炼技术研究
• 第二章 表面改性对注射成型粘结钕铁硼磁体性能的影响
• 2.1 实验
• 2.1.1 原材料
• 2.1.2 实验设备
• 2.1.3 测试标准及方法
• 2.1.4 注射成型钕铁硼粘结磁体的制备
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 偶联剂用量对注射成型钕铁硼粘结磁体熔融速率及力学性能的影响
• 2.2.2 偶联剂用量对注射成型钕铁硼粘结磁体磁性能的影响
• 2.3 本章小结
• 第三章 润滑剂对注射成型粘结钕铁硼磁体结构与性能的影响
• 3.1 实验方案与方法
• 3.1.1 实验原材料
• 3.1.2 实验设备
• 3.1.3 测试标准及方法
• 3.2 实验方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 润滑剂对复合材料流动性及力学性能的影响
• 3.3.2 润滑剂对复合材料磁性能的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 磁粉填充量对注射成型钕铁硼粘结磁体性能的影响
• 4.1 实验方法
• 4.1.1 实验所用原材料
• 4.1.2 制备工艺
• 4.1.3 测试标准及方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 快淬钕铁硼磁粉含量对磁性能的影响
• 4.2.2 快淬钕铁硼磁粉含量对成型磁体收缩率的影响
• 4.2.3 不同的快淬钕铁硼磁粉对磁性能的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 注射成型工艺对注射成型粘结磁体性能的影响
• 5.1 实验方法
• 5.1.1 实验用原材料
• 5.1.2 制备工艺
• 5.1.3 测试标准及方法
• 5.2 注射成型工艺对注射钐钴粘结磁体性能的影响
• 5.2.1 取向磁场对注射钐钴粘结磁体性能的影响
• 5.2.2 注射温度和注射压力对注射成型钐钴粘结磁体磁性能的影响
• 5.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果
• 个人简历