论文部分内容阅读
烧结钕铁硼磁体具有优异的磁性能而得到广泛的应用,但其热稳定性较差,限制了其在高温领域的应用。虽然添加重稀土可以提高其热稳定性,但增加了材料的制造成本,如何开发出低重稀土含量的高温烧结钕铁硼磁体,具有十分重要的意义。本文采用在烧结钕铁硼磁体表面扩散Dy70Cu30、Dy69Ni31、Dy60Ni10Al10Cu20(at.%)三种低熔点镝合金的方法,通过设置不同晶界扩散的热处理工艺,研究晶界扩散对烧结钕铁硼磁体微观组织和性能的影响,探究矫顽力提高的机制以及热稳定性和耐蚀性提高的原因。使用低熔点的Dy70Cu30合金对烧结钕铁硼磁体进行晶界重构,得到本实验范围内的最优热处理工艺为860°C/2 h+500°C/1 h。在该热处理工艺下,烧结钕铁硼磁体的矫顽力达到最大值1854 kA/m,比原始磁体提高了18.5%;与原始磁体相比,在20~120°C的温度区间,扩散磁体其剩磁温度系数的绝对值|α|由0.110%/°C降低到0.106%/°C,矫顽力温度系数的绝对值|β|由0.563%/°C降低到0.515%/°C。采用Dy69Ni31为作为扩散源,对磁体热处理工艺进行优化,在本实验范围内较优的热处理工艺为770°C/2 h+500°C/1 h。在该热处理工艺下,磁体的矫顽力由1407.1kA/m提高到1565.8 kA/m,剩磁和最大磁能积的降幅不大;与原始磁体相比,在27~227°C的温度区间,扩散后磁体的剩磁温度系数绝对值|α|由0.145%/°C降为0.127%/°C,矫顽力温度系数绝对值|β|由0.459%/°C降为0.443%/°C;居里温度由344°C提高到360°C;磁体的耐腐蚀性也得到提高。在晶界扩散Dy-Cu和Dy-Ni二元低熔点镝合金的基础上,本文选用Dy60Ni10Al10Cu20四元合金作为扩散源,实验范围内的最佳热处理工艺为730°C/4 h+500°C/1 h。此时,在剩磁只有少量降低的前提下,磁体的矫顽力由1407.1 kA/m提高到1794.4 kA/m,最大磁能积由43.06 MGOe提升到45.86 MGOe;在27~227°C的温度区间,矫顽力温度系数的绝对值|β|由0.459%/°C略微降低到0.455%/°C;扩散磁体的居里温度由344°C提高到377°C;其耐蚀性也有了较大提高。对比Dy-Cu、Dy-Ni、Dy-Ni-Al-Cu三种不同的低熔点镝合金作扩散源,发现扩散时间对微观组织的影响类似。随扩散时间的增加,Nd2Fe14B主相与(Dy,Nd)2Fe14B硬壳相所构成的核壳结构在扫描电子显微镜下的可视化深度表现为先增加后降低,从而导致磁体矫顽力发生变化,微磁学结果证明高Dy含量的(Dy,Nd)2Fe14B硬壳相与少Dy含量的主相组成的核壳结构对矫顽力最有利。结合显微组织和磁性能的结果可以得出:(1)重稀土元素Dy扩散进入主相晶粒的边缘形成(Nd,Dy)2Fe14B硬壳相,增加磁体的各向异性,可以提高磁体的温度系数;(2)晶界相的Cu、Al元素,可以提高晶界相的润湿性,增加去磁耦合作用;(3)扩散进入主相晶粒的Ni元素可以提高磁体的居里温度;(4)晶界相的Dy、Ni、Al和Cu可以提高晶界相的电化学电位从而提高磁体的耐蚀性。