稀土过渡金属基各向异性纳米晶永磁材料研究

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1、摘要IIII

2、II皇曼舅曼曼曼曼曼!曼近年来，纳米晶永磁材料因其独特的微结构而受到研究者的广泛关注。与传统的粗晶永磁材料相比，纳米晶磁体易于形成磁硬化并具有更高的矫顽力，此外还具有更好的耐腐蚀性和力学性能。遗憾的是，纳米晶磁体在获得磁各向异性方面长期面临着技术上的困难。传统技术如磁场预取向等在面对纳米颗粒时很难奏效。因此，如何开发出针对纳米晶永磁取得各向异性的有效途径，是当前永磁材料研究领域的热点问题，也是本论文研究的目标所在。论文第一部分研究了采用热压一热变形的方法制备各向异性单相NdFeB纳米晶永磁。实验采用牌号为MQ—UG的快淬磁粉为

3、原料，首先通过热压获得了全致密各向同性纳米晶磁体。然后重要研究了热变形工艺中关键技术参量对磁体微结构和磁性能的影响。获得的优化工艺参数为升温速率为90℃／min、变形温度700℃、变形量70％。采用优化工艺制备的各向异性NdFeB纳米晶磁体的最佳磁性能为：Br=1．492T，Hcf=1003．9kA／m，觚)m=400kJ／m3。论文第二部分研究了通过调整熔体快淬技术的工艺参数直接制备各向异性SmC05纳米晶永磁。发现在较低和较高的辊速下，SmC05合金薄带均可形成显著的C轴晶体织构，并且在辊速逐渐提高的过程中，薄带内部晶体织构在方向上发生

4、改变。当快淬辊速为5m／s时，薄带内部的C轴晶体织构在面内且平行于薄带长度方向。当快淬辊速为30m／s时，薄带内部的C轴晶体织构在垂直于薄带表面的平行于薄带厚度方向。分析发现薄带中织构的出现以及方向的改变是在熔体凝固过程中，从石英喷嘴到铜辊表面以及从薄带飞出端到与铜辊表面接触端的两种方向的温度梯度驱动力以及二者之间相互竞争的结果。论文第三部分研究了采用热压一热变形的方法制备各向同性和各向异性双相复合SmC05／a．Fe纳米晶永磁，研究了Fe含量对磁体磁性能的影响。对于各向异性磁体，随着Fe含量的增加，其剩磁逐渐增高，而矫顽力则下降，当Fe含

5、量为10％时，磁体获得最大磁能积。对于各向异性磁体，磁体的剩磁出现了先降低后升高的趋势，矫顽力逐渐降低。分析发现这是由于在Fe含量较低时，磁体具有良好的磁各向异性，但是过多的Fe将会阻止变形磁体获得SmC05相C轴晶体织构。但是与此同时，Fe含量的增加对磁体的剩磁有所贡献，因此磁体剩磁北京工业大学工学硕士学位论文在降低后又逐渐升高。以上研究表明，在优化的工艺和成分条件下，熔体快淬技术和热变形技术可以成为制备各向异性纳米晶永磁材料的有效途径。关键词各向异性纳米晶永磁；硬磁相晶体织构；熔体快淬；放电等离子烧结；热变形工艺；目录ABSTRACTR

6、ecently，nanocrystallinepermanentmagnetshavedrawntremendousattentionduetotheiruniquemicrostructure．Comparedwithpolycrystallinepermanentmagnets，theypossesshighercoercivityviaeasymagnetichardening，bettercorrosionresistance，andstrongerfractiontoughness．Unfortunately，technicald

7、ifficultyexistspermanentlyinobtainingmagneticanisotropyinsuchkindofmagnetssincetraditionalmethodslikemagneticfieldalignmentdoesn’tworkinsuchcase．Inpresentstudy，wetrytodevelopsomeeffectivewaystoprepareanisotropicnanocrystallinepermanentmagnets．Wefirstlypreparetheanisotropic

8、singlephaseNdFeBnanocrystallinemagnets．Magneticpowders、析thbrandofMQ—UGwereappliedtopreparethebulkisotropicmagnets．Inthefollowinghotdeformationprocess，severalkeyparametersincludingheatingrate，deformationtemperature，andheightreductionwereoptimizedas90。C／min，700。C，and70％，resp

9、ectively．ThemagneticpropertiesoftheanisotropicnanocrystallineNdFeBmagnetspreparedunderopt