α-Fe快淬合金晶化和磁性能的影响

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1、===============================================================铌和锆对（Nd，Pr）✷2Fe14B／α-Fe快淬合金晶化和磁性能的影响王晨，张文勇，严密*（浙江大学硅材料国家重点实验室，浙江杭州310027）摘要：研究了Nb和Zr添加对快淬纳米双相（Nd，Pr）／α-Fe合金晶化行为和磁性能的影响。结果表明：（Nd）合金非晶2Fe14B0.4Pr0.68.5Fe85.5B6晶化时，在α-Fe相初始晶化后，出现了（Nd，Pr）亚稳相，最终亚稳相分解形成（Nd，Pr）和α-Fe两相组织；（Nd）3F

2、e62B142Fe14B0.4Pr0.68.5Fe84.5Nb0.5Zr0.5B6非晶晶化时，同时析出α-Fe相和（Nd，Pr）2Fe14B相。这说明添加Nb和Zr可避免亚稳相的形成并细化晶粒，最大磁能积（BH）max从复合添加前的107.5上升到143.6kJ·m-3。而且，Nb和Zr原子在非晶晶化过程中可以部分取代Nd和Pr的晶位，使稀土原子可以参与形成更多的硬磁相，进一步提高了内禀矫顽力。合金（Nd）经690࠷退火10min后磁性能最优，B，iHc0.4Pr0.68.5Fe84.5Zr0.5Nb0.5B6rE1.10TiHcE534.2kA·m-1，（

3、BH）·m-3。maxE143.6kJ关键词：钕铁硼；纳米双相；快淬；晶化；稀土中图分类号：TM273；TG146文献标识码：A文章编号：1000-4343（2005）03-0307-05纳米双相永磁合金由纳米晶的软磁相和硬磁上，研究了Nb和Zr元素的复合添加对快淬纳米相构成，通过两相间的交换耦合作用可使材料同双相（Nd，Pr）2Fe14B／α-Fe磁粉晶化过程和磁性能时具有硬磁相高矫顽力和软磁相高饱和磁化强度的影响。的优点，各向同性Nd2Fe14B／α-Fe纳米双相磁粉的理论磁能积可达到400kJ·m-3［1，2］，且该合金稀土1实验方法含量少，价格便宜，

4、有望发展成为新一代永磁材采用真空感应熔炼法制得名义成分为（Nd0.4料。目前这类材料实验值与理论值相差较大，主要Pr0.6）8.5Fe85.5-x-yNbxZryB6（xE0，0.5，1；yE原因是实验制备的磁粉达不到理想模型：即晶粒0，0.5，1）的合金铸锭。然后在高纯氩气保护下，尺寸为10nm左右，形状规则且两相分布均匀，用熔体快淬法制备非晶薄带，辊轮表面线速度为软、硬磁相晶粒充分交换耦合。为此人们通过改进35m·s-1。样品在真空热处理炉中进行晶化退火，制备工艺（如：高压退火［3］和磁场热处理［4］等）和热处理温度为500~750࠷，时间为5~25mi

5、n。元素添加（如：Dy［5］，Co［6］，Cr［7］等）来提高磁粉磁用RigakuD／max2550Pc型X射线衍射仪性能。Zhang等［8］发现，添加Pr能有效提高材料（XRD）分析样品相组成和平均晶粒大小（Cu，Kα的内禀矫顽力；Chen等［9］发现添加Nb可以在晶靶），用SDTQ600型差式扫描量热仪（DSC）分析间形成析出物，抑制晶粒长大；BetancourtI等［10］磁粉的晶化过程（升温速率10࠷·min-1），用Lake发现添加Zr可以提高双相快淬合金的剩磁；JinShore7410型振动样品磁强计（VSM）对样品进行等［11］发现在含Tb的P

6、r／α-Fe合金中复合添室温磁性能测量（最大测量场为2.5T）和热磁分析2Fe14B加Nb和Zr比单独添加效果更好。熔体快淬结合（TMA，外加测量场为0.05T）。晶化热处理是制备纳米双相NdFeB永磁材料的有2结果与分析效途径之一，通过控制热处理参数和添加微量元素可以有效地控制晶粒的尺寸及其微结构，同时图1给出了不同温度下退火10min后，改善材料的内禀磁性能，进而提高合金的综合磁（Nd）合金的室温磁0.4Pr0.68.5Fe85.5-x-yNbxZryB6性能。本文在（Nd）合金的基础性能。可以看出，所有样品的剩磁B，内禀矫顽0.4Pr0.68.5Fe8

7、5.5B6r✷收稿日期：2004-11-11；修订日期：2005-01-21基金项目：国家自然科学基金（50471041）资助项目作者简介：王晨（1979-），男，福建福州人，博士研究生；研究方向：稀土永磁材料*通讯联系人（E-mail：mseyanmi@dial.zju.edu.cn）308中国稀土学报23卷===============================================================力iHc和最大磁能积（BH）max都随着温度的升高先增后降，在某一温度获得最佳磁性能（本文称此温度为最佳退火温度）。（Nd0.

8、4Pr0.6）8.5Fe85.5B6的最佳退火温度为