sm-fe-co-al-b系非晶基硬磁材料的研究

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1、分类号：TM273密级：公开UDC：620编号：201221802023河北工业大学硕士学位论文Sm-Fe-Co-Al-B系非晶基硬磁材料的研究论文作者：郭凯学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料学指导教师：孙继兵职称：教授资助基金项目：国家自然科学基金面上项目（No.51271072），国家自然科学青年基金项目（No.51301056），河北省自然科学基金项目（No.E2015202008），河北省自然科学青年基金（No.E2013202030），天津市特派员基金项目。Dissertat

2、ionSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsScienceSTUDYONTHESm-Fe-Co-Al-B-TYPEAMORPHOUS-BASEDPERMANENTMAGNETICMATERIALSbyGuoKaiSupervisor:Prof.SunJibingMay2015ThisworkwassupportedbyGeneralProgramofNationalNaturalScienceFoun

3、dationofChina(No.51271072),NationalNaturalScienceFundsforYoungScholars(No.51301056),NaturalScienceFoundationofHebeiProvince,China(No.E2015202008)andNaturalScienceFoundationofHebeiProvince,China(No.E2013202030).河北工业大学硕士学位论文摘要近些年非晶材料由于其优良的性能，在功能材料方面得到了

4、广泛的应用。Sm-Co系列的硬磁合金具有优良的磁性能，且在高温领域具有不可替代的作用。本文尝试在Sm-Co合金中复合添加Fe、Al、B三种元素，获得非晶基磁性材料，为开发新一代的永磁体寻找思路。本文采用电弧熔炼与熔体快淬的方法，利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动样品磁强计、高分辨透射电子显微镜等仪器，研究了快淬速度和Al含量对Sm-Co基合金的相组成、微观结构和磁性能的影响，以及其磁学机制，还研究了合金成分对材料非晶形成的影响。结果表明，Sm10-25Fe8-15Co50-70Al5-20B

5、2-10系列快淬薄带普遍具有非晶/纳米晶的复合结构。随着快淬速度的提高，薄带的非晶含量增加，但组成相基本不变，主要为SmFe2、SmCo2、Sm2Co7、Sm2Co7B3、AlFe和Co0.72Fe0.28。当辊轮转速为40m/s时，Sm25Fe10Co50Al10B5合金薄带可以获得最佳的磁性能，Hc=8595.32Oe，Mr=10.91emu/g，Ms=14.82emu/g，Mr/Ms=0.74。随着转速的增加，快淬薄带中非晶的稳定性得到提高。Al含量可以显著影响Sm15Fe10Co70-x

6、AlxB5(x=0,5,10,15,20)快淬薄带的微结构和磁性能。该系列合金以40m/s速度快淬薄带的主相皆为Sm(Co,M)7相。随着Al含量的增加，Sm(Co,M)7相的最高峰向左移动，合金的剩余磁化强度和饱和磁化强度逐渐降低，而矫顽力则是先升高再降低，当Al含量为15at%时可以获得高达14.65kOe的矫顽力。随着Al元素的添加，一部分Al原子进入SmCo7相中取代部分Co原子，提高了1:7相的各向异性场，从而提高了矫顽力，另一部分Al原子促进薄带内形成胞状组织，其中胞内为非晶相和1:

7、7相，胞壁为多相复合，通过胞壁中非磁性相对磁畴旋转和畴壁位移的钉扎，以及软硬磁性相之间强烈的交换耦合作用，使材料获得优良的磁性能。通过对Sm10Fe15Co60Al10B5和Sm10Fe15Co60Al5B10两种合金薄带的对比，发现B原子可以大幅提高合金的非晶形成能力，且富B的Sm10Fe15Co60Al5B10合金薄带具有更好的磁性能。B原子的原子半径较小，可以进入晶格间隙，提高原子堆积的密度，使原子移动困难，从而提高合金的非晶形成能力。关键词：磁性材料非晶熔体快淬微结构磁性能I河北工业大学

8、硕士学位论文ABSTRACTInrecentyears,becauseoftheirexcellentperformance,amorphousmaterialshavebeenwidelyusedinfunctionalmaterialsareas.HardmagneticalloysofSm-Coserieshaveexcellentmagneticpropertiesandplayanirreplaceableroleinhightemperaturearea.Inthisarticle,