● 摘要
永磁材料是一种重要的功能材料,广泛应用于现代社会的各个方面。随着现代科技的快速发展,一些重要行业对永磁材料的使用温度提出了更高要求,航天国防以及民用高科技领域均对使用温度高于400 ℃的永磁材料提出了明确需求。本文系统研究了成分和制备工艺对2:17型高温稀土永磁合金结构和磁性能的作用。 揭示了Sm含量对于永磁体磁性能的影响规律。采用不同Sm含量的合金粉体制备了烧结样品,经时效后发现Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z合金随着成分中z值的升高(Sm含量的不断降低),样品的室温内禀矫顽力iHc从4.2kOe增大至15.2kOe,室温iHc较大的样品500℃时iHc从4.1kOe增大至7.0kOe。z 值增大会使烧结样品的密度变小进而影响到样品的剩磁Mr,同时又会使得烧结样品中2:17相的比例增大,从而使得样品的饱和磁化强度Ms变大。样品的室温剩磁Mr和最大磁能积(BH)max随z值增大呈现先减小后增大的趋势,500℃时的Mr和(BH)max随z值增大而增大。 掌握了烧结温度对于永磁体磁性能的影响规律。采用相同的合金成分不同烧结温度下制备了烧结样品,时效后研究发现烧结温度为1165℃至1180℃的各样品均为2:17型相结构,X射线衍射图上均可以看到2:17相和1:5相的特征峰,TG曲线上可以看到两个明显的磁性转变点,与X射线衍射结果一致。随着烧结温度的升高,样品的室温内禀矫顽力iHc从13.1kOe增大至18.9kOe,500℃时的内禀矫顽力从4.8kOe增大至8.9kOe。烧结温度升高会增加晶界对于畴壁的钉扎作用,样品的内禀矫顽力随之变大。 研究了粉体的形状和粒径对烧结磁体磁性能的影响规律。分别采用球磨和气流磨工艺制备了Sm(Co, Fe, Cu, Zr)6.9合金粉体。与球磨工艺相比,气流磨制备的粉体颗粒外形更规则。在平均粒径相同的情况下,采用气流磨粉体烧结时效后的永磁合金样品取向度更高,室温下样品的内禀矫顽力iHc小于球磨粉体经相同工艺制得的样品,但室温剩余磁化强度Mr、最大磁能积(BH)max和500 ℃条件下的Mr、iHc、(BH)max均优于球磨粉体制备的永磁体。外形规则的气流磨粉体制得的合金样品在室温和500℃条件下的磁性能均随粉体粒径减小呈先升高后降低的趋势,室温下6.8 μm气流磨粉体烧结时效样品的磁性能达到最优,为Mr = 8092 Gs,iHc = 18.3 kOe,(BH)max = 123 kJ/m3;该样品在500 ℃条件下的磁性能仍达到Mr = 5177 Gs,iHc = 9.0 kOe,(BH)max = 39 kJ/m3。
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