两种电机用磁性复合材料的制备及其结构与性能

论文摘要

粘结NdFeB永磁复合材料和层压铁粉软磁复合材料因其优异的磁性能，可以分别制成电机磁场器件和电机定子槽楔，广泛应用于各种电机中。但是，随着电机向高效化、微型化和环保化的趋势发展，粘结NdFeB永磁复合材料较低的永磁性能，层压铁粉软磁复合材料不匹配的导磁性能与力学性能，已成为制约这两种磁性复合材料在电机中应用的瓶颈问题。因此，制备高性能的粘结NdFeB永磁复合材料和导磁性能与力学性能相匹配的层压铁粉软磁复合材料，已成为一项紧迫的研究课题。 本论文采用模压法和层压法分别制备了粘结NdFeB永磁复合材料和层压铁粉软磁复合材料。用SEM、AFM、XPS、IR、XRD等方法表征材料的微观结构，结合复合材料的磁、力、电等物理性能的测试结果，系统研究了复合材料的制备技术，深入研究了组元特性、成形工艺等制备基础问题对复合材料结构和性能的影响，探讨了粘结NdFeB磁体的密度控制机理和层压铁粉软磁复合材料的导磁机理，成功制备出高性能粘结NdFeB永磁复合材料和力学性能与导磁性能相匹配的层压铁粉软磁复合材料。通过上述研究，取得以下具有创新性的研究成果： 直接用松装的快淬NdFeB磁粉这种低密度初始压坯进行压制是导致粘结NdFeB磁体密度偏低的主要原因。将快淬NdFeB磁粉预压造粒成具有较高密度的预压坯，然后再将预压坯进行塑性变形，可以获得高密度的粘结NdFeB磁体。当预压坯的相对密度达到粘结NdFeB磁体理论密度的85％后，粘结NdFeB磁体的密度和磁性能有比较明显的改善。 系统集成磁选分离、表面处理、粒度组合、内外润滑、预压造粒和双向压制等研究结果，在常规模压条件下可以制备出密度达到6.50g／cm~3，(BH)_m达到

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 电机磁性材料
• 1.1.1 永磁材料
• 1.1.2 软磁材料
• 1.2 电机用磁性复合材料
• 1.2.1 永磁复合材料
• 1.2.2 软磁复合材料
• 1.3 两类磁性复合材料的研究现状及存在问题
• 1.3.1 粘结钕铁硼永磁复合材料的研究现状及存在问题
• 1.3.2 层压铁粉软磁复合材料的研究现状及存在问题
• 1.4 本文的研究目标、主要研究内容和技术路线
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 研究目标
• 1.5 研究意义
• 1.6 本研究的主要创新点
• 参考文献
• 第二章 试样制备及其结构与性能表征
• 2.1 高性能粘结 NdFeB永磁复合材料制备及结构与性能表征
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 试样制备
• 2.1.3 结构与性能表征
• 2.1.3.1 物理性能表征
• 2.1.3.2 微观结构表征
• 2.2 高性能层压铁粉软磁复合材料制备及其结构与性能表征
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 试样制备
• 2.2.3 结构与性能表征
• 2.2.3.1 孔隙率的近似表征
• 2.2.3.2 物理性能表征
• 2.2.3.3 微观结构表征
• 2.3 层压导磁绝缘复合材料的制备及其结构与性能表征
• 2.3.1 实验原料
• 2.3.2 试样制备
• 2.3.3 结构与性能表征
• 2.3.3.1 孔隙率的近似表征
• 2.3.3.2 物理性能表征
• 2.3.3.3 微观结构表征
• 参考文献
• 第三章 高性能粘结 NdFeB永磁复合材料制备中的相关科学问题
• 3.1 磁粉性能对粘结 NdFeB永磁复合材料结构和性能的影响
• 3.1.1 快淬NdFeB磁粉的磁选分离研究
• 3.1.1.1 快淬NdFeB磁粉磁选分离机理研究
• 3.1.1.2 磁选工艺对磁选分离效果的影响
• 3.1.2 快淬NdFeB磁粉的表面处理研究
• 3.1.2.1 快淬 NdFeB磁粉表面处理机理研究
• 3.1.2.2 表面处理对粘结NdFeB磁体结构和性能的影响
• 3.1.3 快淬NdFeB磁粉的粒度效应
• 3.1.3.1 快淬 NdFeB磁粉的拉度搭配机理研究
• 3.1.3.2 粒度搭配对粘结 NdFeB磁体性能的影响
• 3.2 成形工艺对粘结 NdFeB永磁复合材料结构和性能的影响
• 3.2.1 润滑方式对粘结 NdFeB磁体结构和性能性能的影响
• 3.2.2 粘结磁体成形中的预压造粒研究
• 3.2.2.1 预压造粒机理研究
• 3.2.2.2 预压坯密度对粘结NdFeB磁体结构和性能的影响
• 3.2.3 粘结磁体成形中的双向压制研究
• 3.2.2.1 双向压制机理研究
• 3.2.2.2 双向压制对粘结NdFeB磁体结构和性能的影响
• 3.3 高性能粘结 NdFeB磁体的制备
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 高性能层压铁粉软磁复合材料制备中的相关科学问题
• 4.1 组元特性对层压铁粉软磁复合材料结构和性能的影响
• 4.1.1 层压铁粉软磁复合材料基体树脂体系的研究
• 4.1.1.1 基体树脂类型对层压铁粉软磁复合材料耐热温度的影响
• 4.1.1.2 基体树脂类型对层压铁粉软磁复合材料结构和性能的影响
• 4.1.1.3 基体树脂含量对层压铁粉软磁复合材料结构和性能的影响
• 4.1.2 层压铁粉软磁复合材料增强纤维体系的研究
• 4.1.2.1 玻璃布类型对层压铁粉软磁复合材料结构和性能的影响
• 4.1.2.2 玻璃布含量对层压铁粉软磁复合材料结构和性能的影响
• 4.1.3 层压铁粉软磁复合材料导磁铁粉的研究
• 4.1.3.1 铁粉类型对层压铁粉软磁复合材料结构和性能的影响
• 4.1.3.2 铁粉含量对层压铁粉软磁复合材料结构和性能的影响
• 4.1.3.3 铁粉粒径对层压铁粉软磁复合材料结构和性能的影响
• 4.2 层压铁粉软磁复合材料中铁粉/树脂/纤维的界面研究
• 4.2.1 表面处理机理研究
• 4.2.2 表面处理对层压铁粉软磁复合材料结构和性能的影响
• 4.3 层压铁粉软磁复合材料制备相关科学问题的研究
• 4.3.1 铁粉分散方法研究
• 4.3.1.1 涂抹分散法
• 4.3.1.2 泡沫金属法
• 4.3.2 层压工艺研究
• 4.3.2.1 层压温度对导磁板材结构和性能的影响
• 4.3.2.2 层压时间对导磁板材结构和性能的影响
• 4.3.2.3 层压压力对导磁板材结构和性能的影响
• 4.4 层压铁粉软磁复合材料导磁机理研究
• 4.4.1 导磁机理
• 4.4.2 影响层压铁粉软磁复合材料相对磁导率的因素
• 4.5 高性能层压铁粉软磁复合材料的制备
• 4.6 本章小结
• 参考文献
• 第五章 电机槽楔用导磁绝缘复合材料的制备
• 5.1 导磁绝缘复合材料的设计
• 5.1.1 导磁绝缘复合材料的组分设计
• 5.1.2 导磁绝缘复合材料的结构设计
• 5.1.3 导磁绝缘复合材料的制备
• 5.2 导磁绝缘复合材料的性能
• 5.2.1 导磁绝缘复合材料的密度与空隙率
• 5.2.2 导磁绝缘复合材料的力学性能
• 5.2.3 导磁绝缘复合材料的绝缘性能
• 5.2.4 导磁绝缘复合材料的导磁性能
• 5.3 本章小结
• 参考文献
• 第六章 结论
• 6.1 主要结论
• 6.2 后续研究建议
• 附件
• 致谢