纳米复合双相永磁体的制备研究

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1、摘要纳米双相复合永磁体是近年来发展起来的一类新型永磁材料，它是由软磁相和硬磁相在纳米尺度下复合而成的，兼具高剩磁和高矫顽力的双相复合磁体。理论计算表明，这类磁体具有卓越的磁性能。目前人们己经采用熔体快淬、机械台金化、HDDR等方法制备了此类磁体，但所获得的磁性能与理论值相差大。究其原因，主要是因为上述方法无法有效控制材料的显微结构。因此，本研究将采用扩散烧结：原位合成技术来制备NdzFe。。B／q—Fe纳米双相复合磁体。具体采用纳米Nd粉、针状纳米Fe粉及纳米晶Fe。B粉末在一定条件下进行扩散合成烧结，同时采用XRD的Rietveld的方法模拟

2、计算扩散烧结后样品中两相的比例，结果表明，采用上述方案可以实现Nd：Fe，。B相的有效合成，从而获得双相磁体。本实验首先为扩散烧结制备Nd：Fe。B／Q—Fe双相复合永磁体制备所需的原料粉，使用直流等离子体电弧法制备纳米Nd粉以及Fe粉，同时应用化学法制备针状Fe粉，机械合金化法(MA)制备Fe，B合金粉。实验结果表明，采用等离子体电弧法制备的粒度为大约20nm左右的纳米Nd粉、Fe粉，为了防止氧化，用AIPO。进行表面包覆：FeOOH在450"C脱水，Fe。0。在350"C还原，可以保持针状晶形，而且获得无空洞、表面光滑、尺寸分布均匀长度大约

3、为100nm、轴比10：l符合实验要求的针状Fe粉。使用MA方法制备的Fe。B合金，在球料比10：l，湿磨30小时后，可以获得粒度分布较均匀的纳米晶Fe。B合金粉末，满足了后续实验的要求。在上述实验的基础上，先在微米级的扩散烧结实验中形成了Nd：Fe。。B，证实了扩散烧结法制备双相磁体的可行性，用Rietveld方法计算得出950。C时，Nd。Fe．。B的相含量较高，Hci=4484．20e。然后用传统的扩散烧结法和放电等离子快速烧结(SPS)两种方法进行纳米扩散烧结实验。研究结果表明，使用放电等离子快速烧结后的样品的致密度明显优于传统烧结后的

4、样品：纳米扩散烧结后形成了Nd：Fe．。B，但是由于是初步探索阶段，所得磁体氧化严重，杂质相较多，合成的磁体磁性能有待进一步提高。关键词纳米复合永磁材料{扩散烧结；针状Fe粉；Rietveld分析法北京工业大学工学硕士学位论文AbstractNano——compositepermanentmagnetisanewtypeofrare——earthpermanentmagneticmaterialdevelopedrecently．Thismagnetconsistsofmagneticallyhardphaseandmagnetical1yso

5、ftphasecouplinginnanometerandpossesthepotentialforhighcoerciveforceandhighremanenceaswellasexcellentmagneticproperties．Uptonow，manywayssuchasmeltspun、mechanicalalloying(MA)andhydrogenationdisproportionationdesorptionrecombination(HDDR)WaSusedtoobtainthemagnets，whereasthemagn

6、eticpropertiescannotreachthetheoreticallypredicationcalculation．SodiffusionsinteringprocesswasproposedandusedtoproduceNd2FeJ^B／a—Fetwophasespermanentmagnet．Thenano—particleNd，acieularFepowderproducedbyreducingtheFeOOHandFe3Bpowdermadebymechanicalalloying(MA)sinteredundersome

7、conditions．Atsametime，theRietveldmethodwas(X—RayDiffraction)usedtocalculatethephaseproportionofthea-FeandNd2FeJ4Binthesamples．First，wepreparedtheacicularnano—FepowderandFe3Bpowderforthefurthersinteringexperiment．Theresultsshowedthat1)TheNd、Fenano—powdersweremadebyusinghydrog

8、enarcplasmamethod，theaverageparticlesizeabout20nm，andthenthepowderswerecoat