烧结ndfeb永磁的腐蚀行为及机理研究

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1、摘要烧结NdFeB永磁合金由于具有优异的磁性能和相对低廉的价格，在许多领域得到广泛的应用。但这类磁体存在耐腐蚀性差的缺点，限制了其进一步发展和应用。相关研究表明，磁体多相的显微组织结构，特别是富Nd相的尺寸和分布状态是导致耐蚀性差的主要原因。因此，如何通过调整磁体的微观组织结构来提高磁体耐蚀性，同时保证磁体磁性能不受影响，成为一个兼具重要理论和实际意义的科学问题。本论文采用具有快速成型特点的放电等离子烧结技术(SparkPlasmaSintering。简称SPS技术)制备了具有独特显微组织结构的新型烧结NdFeB磁体，研究了SPSNdFeB磁体

2、和传统烧结NdFeB磁体在高温干燥环境中和电化学环境中的腐蚀行为及相关机理。利用SEM、EDX、XRD、B．H回线仪等分析测试手段，系统研究了SPS烧结及热处理工艺对不同稀土含量的NdFeB永磁材料的显微组织和性能的影响，获得了磁体的最佳磁性能。其中，高稀土型磁体：Br-1．19T，I-Ici=1772kA·m．1，(BH)r。x=289kJ·m-3；低稀土型磁体：Br_1．25T，H。i=1174kA·m．1，(BH)m一=312kJ·埘【．j．随后的高温氧化和高压加速腐蚀实验结果表明：烧结NdFeB磁体的腐蚀速度随稀土含量增加而增大。比较而

3、言，SPSNdFeB磁体的腐蚀速度明显低于传统烧结NdFeB磁体。，利用DSC、XRD、SEM、EDX、B．H回线仪等分析测试手段，研究了SPS及传统烧结NdFeB磁体的高温氧化过程，揭示了SPSNdFeB磁体独特的高温氧化动力学过程。传统烧结NdFeB磁体表现为典型的晶间氧化过程。而SPSNdFeB磁体则具有独特的显微组织结构：主相晶粒细小、均匀，富Nd相呈颗粒状弥散分布于主相三角晶界。因此SPSNdFeB磁体的氧化首先发生在主相三角晶界处，而晶界富Nd相未发生明显氧化，晶间氧化过程得到有效抑制，磁体抗氧化性能较传统烧结NdFeB磁体显著提高

4、，磁性能损失减小。’采用电化学测试技术研究了SPS及传统烧结NdFeB磁体在不同的电化学环境中的腐蚀行为及磁体的腐蚀机理。建立了烧结NdFeB磁体在不同溶液环境中的腐蚀动力学模型：在碱性环境下，磁体表面形成均匀、致密的氢氧化物钝化膜，北京工业大学工学博1：学位论文表现出明显的钝化特征，因而具有较好的耐蚀性；在H20溶液中，磁体表面生成的腐蚀产物膜对磁体的迸一步腐蚀具有一定的延缓作用，但无法阻止腐蚀反应的发生；在NaCI溶液中，大量的Cl-不仅会破坏腐蚀产物膜在试样表面的覆盖，还会加速活性区域阳极溶解，从而导致磁体的腐蚀速度较H20溶液明显加快；

5、在酸性溶液中，烧结NdFeB磁体发生活化溶解，腐蚀速度明显高于其它环境。且随着酸的浓度增加，磁体腐蚀速度逐渐加快。研究结果发现SPSNdFeB磁体较传统烧结NdFeB磁体在不同溶液中的腐蚀速度显著降低，其原因在于：SPSNdFeB磁体独特的富Nd相分布状态造成腐蚀扩散通道交窄甚至消失，从而有效地抑制了磁体的腐蚀进程，提高了磁体的耐腐蚀特性；SPSNdFeB磁体的主相晶粒更小，各相成分更加均匀，降低了腐蚀电池反应的驱动力；SPSNdFeB磁体的富Nd相含有非晶成分，具有更大的反应电阻，磁体因此表现出了更好的耐蚀性。关键词放电等离子烧结；NdFeB

6、永磁；富Nd相：高温氧化；电化学腐蚀ABSTR^CTABSTRACTSinteredNdFeBpermanentmagneticalloysarewidelyusedinmanyfieldsbecauseoftheirexcellentmagneticpropertiesandlowfabricationcost．However,theirandesirablecorrosionpropertyisamajorconcern．IthasbeenreportedthatthelowcorrosionresistanceofsinteredNdFe

7、Bmagnetsisattributedtothecomplexmicrostrueture，inparticular,thesizeanddistributionoftheNd-richgrainboundaryphaseinthealloys．Itis，therefore，becomeallimportanttheoreticalandpracticalsignificantissuethroughmodificationofthemicrostructureofmagnetstoimprovetheircorrosionresistanc

8、ewithoutsacrificingtheirmagneticperformance．Inpresentdissertation，sparkplas