强磁场热处理对改善烧结NdFeB磁体性能及显微组织的研究

强磁场热处理对改善烧结NdFeB磁体性能及显微组织的研究

论文摘要

稀土Nd-Fe-B永磁材料的问世震动了与永磁材料有关的许多技术领域,其优异的磁性能是其他永磁材料所望尘莫及的。Nd-Fe-B永磁材料具有创纪录的高剩磁、高矫顽力和高磁能积,因此被称为“磁王”。但在温度稳定性方面Nd-Fe-B永磁材料都无法和其他永磁材料相比,从而限制了Nd-Fe-B在某些高温及变温环境中的应用。可见提高烧结Nd-Fe-B永磁材料的磁性能和温度稳定性是该领域研究的两大重点。八十年代以来,随着低温超导技术的日益成熟,使超导强磁场的广泛应用成为可能。强磁场一般起到取向、控制液态金属流动、影响材料相变过程等作用。强磁场能够将高强度的能量无接触的传递到物质的原子尺度,改变原子的排列,匹配和迁移等行为,从而改变材料的组织和性能。在高强度的磁场条件下,非磁性材料可获得与磁性材料相同的效果。由于烧结NdFeB磁体的显微组织具有“遗传性”,原材料和工艺历史(包括冶炼、铸态组织、制粉工艺、原始粉末的粒度、烧结、热处理及冷却速度)的每一环节都对其显微组织有影响,其中,热处理是控制微观结构至关重要而又简便易行的手段。众所周知,烧结Nd-Fe-B永磁体需要在烧结后进行二级热处理,以获得满意的永磁性能。本文主要研究了在氩气保护热处理的过程中施加强磁场对烧结NdFeB磁体的性能以及组织的影响。实验结果表明强磁场热处理与普通热处理相比,可以明显的提高磁体的剩磁、矫顽力、最大磁能积和方形度。经强磁场热处理后的样品的显微组织有了很明显的改善,第三类、第四类边界增多,富Nd相更好的隔离主相,晶界更加清晰、平直、光滑。强磁场热处理后冷却至室温的过程中继续施加强磁场会提高磁体的方形度,进而改善磁体的温度稳定性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 1 绪论
  • 1.1 永磁材料的磁学基础
  • 1.2 烧结NdFeB的显微组织及理论基础
  • 1.3 NdFeB永磁材料的制备方法
  • 1.4 烧结NdFeB永磁材料的研究新进展
  • 1.5 烧结NdFeB永磁材料的应用
  • 1.6 强磁场效应
  • 1.7 强磁场设备的研究进展
  • 1.8 本文的研究背景与内容
  • 2 实验原理、装置与实验方法
  • 2.1 实验原理
  • 2.1.1 烧结的目的和原理
  • 2.1.2 热处理原理
  • 2.2 实验装置
  • 2.3 实验样品
  • 2.4 实验过程
  • 2.5 组织分析及性能测试
  • 3 NdFeB磁体性能的分析
  • 3.1 不同条件热处理对NdFeB磁体磁性能的影响
  • 3.1.1 12T强磁场热处理和普通热处理的比较
  • 3.1.2 不同磁感应强度的强磁场热处理对磁体磁性能的影响
  • 3.1.3 回火温度对磁体磁性能的影响
  • 3.1.4 保温时间对磁体磁性能的影响
  • 3.2 不同条件热处理对NdFeB磁体温度稳定性的影响
  • 4 NdFeB磁体显微组织的分析
  • 4.1 不同条件热处理对NdFeB磁体显微组织的影响
  • 4.1.1 12T强磁场热处理和普通热处理的比较
  • 4.1.2 回火温度对磁体显微组织的影响
  • 4.1.3 回火时间对磁体显微组织的影响
  • 4.2 NdFeB磁体显微组织对磁体温度稳定性的影响
  • 4.3 NdFeB磁体显微组织的缺陷分析
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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