富含高丰度稀土La/Ce/Y的RE-Fe-B基烧结磁体的结构演变和性能研究
发布时间：2021-02-26 15:40
RE-Fe-B堆稀土永磁材料的大量使用导致低丰度、高成本稀土元素Nd/Pr/Dy/Tb等过度消耗,而高丰度、低成本稀土元素La/Ce/Y大量积压,不仅造成稀土资源利用失衡,同时导致RE-Fe-B基稀土永磁材料价格居高不下。因此,以La/Ce/Y部分替代价格昂贵、供应紧张的稀土元素Nd/Pr/Dy/Tb等制备高丰度稀土烧结永磁材料,实现稀土资源综合平衡利用及高性价比,成为当前稀土永磁产业界及学术界研究的前沿课题。高丰度稀土元素La/Ce/Y替代Nd/Pr/Dy/rb等会降低RE2Fe14B四方相的内禀性能,且添加La/Ce/Y对RE-Fe-B磁体的相组成、微观结构等产生不利影响,均为制约高丰度稀土元素大规模应用的重要问题。针对上述问题,本文首先研究了La/Ce/Y在磁体制备过程中的迁移特征,阐明高丰度稀土元素对烧结磁体成相、微结构的影响规律。在此基础上设计具有核-壳结构的含Y磁体,研究不同Y取代量对烧结RE-Fe-B磁体性能的影响机制,利用Y/Ce协同作用获得高性能Nd-（Y,Ce）-Fe-B磁体。最后通过双合金工艺调控含Ce磁体中Ce的分布同时优化含Y磁体的晶界结构,实现高丰度稀土元素...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
永磁体磁能积的发展历程
金工艺制备出 YCo5和 SmCo5。1968 年，K. H. Buschow 等[13]利用等静压技密度为 95%的 SmCo5永磁体，其最大磁能积(BH)max为 18.5 MGOe，矫顽力Oe，剩磁 Br为 0.84T。这标志着第一代稀土永磁材料的诞生。随后，SmCo5料得到了快速的应用和发展。Sm2Co17型稀土永磁材料究者经过不断的实验探索发现提高 SmCo5中 Co 元素的含量，可以形成 Sm2磁材料。Sm2Co17的空间群为 R-3m(166)，其结构如图 1-2（b）所示。1977. Ojima 等[14]用粉末冶金法制备出了最大磁能积(BH)max为 30 MGOe 的 Sm()7.2永磁体，为当时磁能积最大的永磁体，开启了第二代稀土永磁材料的研究高 Co 含量的 Sm2Co17获得了更高饱和磁极化强度，进一步提高了材料的最是高含量的 Co 相应的带来了高的原料成本。于是摆脱昂贵的 Sm 和 Co，寻永磁材料成为人们研究的中心课题。综合考虑磁晶各向异性和饱和磁极化强丰富而且磁矩极高的过渡族元素 Fe 制备高性能的铁基稀土永磁体成为研究方向，这最终导致了第三代 Nd-Fe-B 基稀土永磁材料的诞生。
图 1-3 Nd2Fe14B 的晶体结构：（a）四方相 Nd2Fe14B 的单胞结构；（b）Nd2Fe14B 晶胞内包含 B 原子的三棱柱[18]1-3 Crystal structure of Nd2Fe14B: (a) Unit cell structure of Nd2Fe14B tetragonal phase; (b) Tprism containing a boron atom in the Nd2Fe14B structure[18]表 1-1 室温下中子衍射得到的 Nd2Fe14B 单胞中原子占位与原子坐标[18]（以点阵常数 a 和 c 作为单位，a = 8.8 ，c = 12.20 ）Table 1-1 Atomic sites and nuclear coordinates x, y, z for Nd2Fe14B at 295 K[18](In units of the lattice constants a = 8.8 ，c = 12.20 )子 晶位 x y zNd 4f 0.268 0.268 0Nd 4g 0.140 -0140 0Fe 16k10.223 0.567 0.127Fe 16k20.037 0.360 0.176Fe 8j10.098 0.098 0.204Fe 8j20.317 0.317 0.246
【参考文献】：
博士论文
[1]富La/Ce多主相稀土永磁材料的结构和性能研究[D]. 金佳莹.浙江大学 2016
[2]电泳沉积晶界扩散钕铁硼磁体磁性及机制研究[D]. 曹学静.武汉大学 2016
本文编号：3052796
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
永磁体磁能积的发展历程
金工艺制备出 YCo5和 SmCo5。1968 年，K. H. Buschow 等[13]利用等静压技密度为 95%的 SmCo5永磁体，其最大磁能积(BH)max为 18.5 MGOe，矫顽力Oe，剩磁 Br为 0.84T。这标志着第一代稀土永磁材料的诞生。随后，SmCo5料得到了快速的应用和发展。Sm2Co17型稀土永磁材料究者经过不断的实验探索发现提高 SmCo5中 Co 元素的含量，可以形成 Sm2磁材料。Sm2Co17的空间群为 R-3m(166)，其结构如图 1-2（b）所示。1977. Ojima 等[14]用粉末冶金法制备出了最大磁能积(BH)max为 30 MGOe 的 Sm()7.2永磁体，为当时磁能积最大的永磁体，开启了第二代稀土永磁材料的研究高 Co 含量的 Sm2Co17获得了更高饱和磁极化强度，进一步提高了材料的最是高含量的 Co 相应的带来了高的原料成本。于是摆脱昂贵的 Sm 和 Co，寻永磁材料成为人们研究的中心课题。综合考虑磁晶各向异性和饱和磁极化强丰富而且磁矩极高的过渡族元素 Fe 制备高性能的铁基稀土永磁体成为研究方向，这最终导致了第三代 Nd-Fe-B 基稀土永磁材料的诞生。
图 1-3 Nd2Fe14B 的晶体结构：（a）四方相 Nd2Fe14B 的单胞结构；（b）Nd2Fe14B 晶胞内包含 B 原子的三棱柱[18]1-3 Crystal structure of Nd2Fe14B: (a) Unit cell structure of Nd2Fe14B tetragonal phase; (b) Tprism containing a boron atom in the Nd2Fe14B structure[18]表 1-1 室温下中子衍射得到的 Nd2Fe14B 单胞中原子占位与原子坐标[18]（以点阵常数 a 和 c 作为单位，a = 8.8 ，c = 12.20 ）Table 1-1 Atomic sites and nuclear coordinates x, y, z for Nd2Fe14B at 295 K[18](In units of the lattice constants a = 8.8 ，c = 12.20 )子 晶位 x y zNd 4f 0.268 0.268 0Nd 4g 0.140 -0140 0Fe 16k10.223 0.567 0.127Fe 16k20.037 0.360 0.176Fe 8j10.098 0.098 0.204Fe 8j20.317 0.317 0.246
【参考文献】：
博士论文
[1]富La/Ce多主相稀土永磁材料的结构和性能研究[D]. 金佳莹.浙江大学 2016
[2]电泳沉积晶界扩散钕铁硼磁体磁性及机制研究[D]. 曹学静.武汉大学 2016
本文编号：3052796
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3052796.html
