放电等离子烧结ndfeb永磁材料的显微组织研究new

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1、山东广和放电等离子烧结系统（SPS）、真空热压烧结炉、小型真空熔炼炉0531-5555608855556099第36卷第12期稀有金属材料与工程Vol.36,No.122007年12月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGDecember2007放电等离子烧结NdFeB永磁材料的显微组织研究莫文剑，张澜庭，单爱党，吴建生(上海交通大学教育部高温材料及测试开放实验室，上海200030)摘要：采用放电等离子烧结技术制备了Nd15Dy1.2Fe余Al0.8B6永磁材料。通过扫描电镜和透射电镜观察和磁性能测试，研究了不同烧结温度和回火处理后的磁体显微组织及其对磁性能的影响。

2、结果表明：在烧结温度为810℃时，可获得均匀细小的显微组织，通过回火处理能优化磁体显微组织，改善富钕相分布，从而达到提高磁性能的目的。同时，选区电子衍射研究发现，回火处理使三角晶界处富钕相的晶体结构由近似双六方结构转变为面心立方结构。关键词：放电等离子烧结；NdFeB；永磁材料；显微组织中图法分类号：TM273文献标识码：A文章编号：1002-185X(2007)12-2140-04NdFeB永磁材料由于具有很高的磁性能和良好的频电磁感应炉在氩气氛保护下熔炼合金。合金铸锭经性价比而被广泛应用于通讯、电子、交通、医疗等领域破碎后采用气流磨制成粒度为4~5µm的粉末。粉末[1]。目前，商业用Nd

3、FeB永磁材料的制备工艺主要可经1800kA/m的磁场取向并预压成圆柱形坯料后，放分为烧结、粘结以及热变形3类。传统的无压烧结工入石墨模具中进行放电等离子烧结。烧结在日本住友艺主要是通过烧结和回火过程来控制材料的显微组石炭公司研制的SPS-2040型烧结系统上进行。烧结温织，优化NdFeB合金中的晶界相分布。近年来放电等度为760~850℃，保温10min，压力40MPa。试样离子烧结（SparkPlasmaSintering，简称SPS）作为新经烧结冷却至室温后，在1000℃下真空回火2h。一代加压非平衡烧结成型技术，已被应用于金属、复采用NIM2000HF永磁材料测量仪测量磁体的磁[2]

4、合材料、陶瓷以及功能材料的制备。该技术融等离性能，运用排水法测量密度。合金的显微组织观察分子活化、热压、电阻加热为一体，利用脉冲能、放电别在装配有EDAX能谱仪的JEOLJSM-6460扫描电镜脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场来实现烧结过（SEM）和JEOLJEM-2100透射电镜（TEM）上进行。程，因而具有升温速度快、烧结时间短、晶粒均匀、透射电镜观察前，需将样品切割成φ3mm×0.5mm的有利于控制烧结体的细微结构、获得的材料致密度高圆片，然后机械减薄至50µm，放置于Gatan691-PIPS等特点，对于实现优质高效、低耗低成本的材料制备离子减薄仪中穿孔。[3~5]具有重要意义。已有

5、报道表明，采用放电等离子烧2结果及分析结技术制备的各向异性Nd15.5Dy1.0Fe余Co3.0Al1.0B6.8磁体，与传统粉末冶金烧结磁体相比，具有致密度高、2.1放电等离子烧结温度对NdFeB磁体的磁性能和耐腐蚀性好的优点，并且采用该技术制备的NdFeB磁显微组织的影响体尺寸精度高，不需进行后续加工。放电等离子烧结温度和回火处理对NdFeB磁体本实验采用放电等离子烧结技术制备了各向异性磁性能和密度的影响如图1所示。可以看出，随着烧Nd15Dy1.2Fe余Al0.8B6永磁材料，通过对不同工艺条件结温度的升高，磁性能呈现先升后降的趋势，剩磁（Br）下显微组织的观察和磁性能测试，研究了显微

6、组织和和内禀矫顽力（Hcj）的最大值分别出现在830℃和磁性能之间的关系。810℃；而磁体的密度则随烧结温度的增加而提高。当烧结温度低于810℃时，密度的增加速率较快，到1实验方法810℃后增加速率减缓。该现象表明磁体经810℃烧选择工业纯的Nd，Dy，Fe，Al，B-Fe合金为原结并保温后已基本致密化。烧结后的NdFeB磁体经材料，合金设计成分为Nd15Dy1.2Fe余Al0.8B6。应用中1000℃回火2h，磁性能明显增加，尤其是Hcj得到收到初稿日期：2006-11-30；收到修改稿日期：2007-09-18作者简介：莫文剑，男，1979年生，博士生，上海交通大学材料科学与工程学院，上

7、海200240，电话：021-54747441；E-mail:wj_mo@163.com；通讯作者：张澜庭，E-mail:lantingzh@sjtu.edu.cn山东省济南市山大路126号科苑大厦12F传真：0531-82390044http://www.sdghxx.cn山东广和放电等离子烧结系统（SPS）、真空热压烧结炉、小型真空熔炼炉0531-5555608855556099第12期莫文剑等：放电等离