钐铁氮合金的组织调控及其氮化机制

发布时间：2021-04-29 00:53

　　Sm-Fe-N系永磁材料因具有优异的磁性能和耐高温特性而受到广泛的关注。但由于相的组成及组织均匀性差、氮化不充分等问题,制得粉体的磁性能不高。解决这些问题需要进行微观组织重构。首先,进行非晶钐铁系合金的制备;其次,充分利用非晶组织内“自由体积缺陷”,进行非晶增氮的研究;最后选择合适的晶化工艺,来达到合金增氮和调控组织的目的。首先,利用Greer混乱准则和Inoue的经验定律对Sm-Fe（Zr、Nb、Cu、B）合金体系的非晶形成的能力进行判断,以期获得完全非晶态组织。判定结果表明,Zr、Nb和B元素与基元素Fe的原子尺寸差和混合焓均符合Greer混乱准则以及Inoue经验定律的要求,有利于非晶的形成,并且B元素的添加对非晶形成的促进作用最为明显。Cu元素与基元素Fe的原子尺寸差和混合焓均不符合判定条件,因而不利于非晶的形成。但Cu元素能有效的抑制α-Fe软磁相的形成,稳定1:9亚稳相,并能细化组织。因此,最优异的成分配比为Sm₂Fe₁₇ZrNb_0.4Cu_0.2B_0.2合金,且能在... 

【文章来源】：华北理工大学河北省

【文章页数】：150 页

【学位级别】：博士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 永磁材料的发展历程
    1.3 稀土永磁材料的研究概况与发展趋势
        1.3.1 Sm-Co系稀土永磁材料的研究概况与发展趋势
        1.3.2 Nd-Fe-B系稀土永磁材料的研究概况与发展趋势
        1.3.3 Sm-Fe-N系稀土永磁材料的研究概况与发展趋势
    1.4 Sm-Fe-N稀土永磁材料的研究概况
        1.4.1 Sm-Fe-N间隙化合物晶格结构及间隙原子效应
        1.4.2 Sm-Fe-N间隙化合物的氮化机理
        1.4.3 Sm-Fe-N间隙化合物粉末及永磁体的制备方法
        1.4.4 添加元素对Sm-Fe-N系永磁材料磁性能的影响
    1.5 永磁体的磁学基础
        1.5.1 稀土永磁材料技术磁参量
        1.5.2 磁畴与畴壁
        1.5.3 永磁材料中的矫顽力机制
    1.6 非晶态合金的形成原理及制备方法
        1.6.1 非晶态合金的结构特征及形成原理
        1.6.2 非晶态合金的形成判据
        1.6.3 非晶态合金的制备方法及表征分析
    1.7 非晶态合金的晶化处理
        1.7.1 非晶晶化原理
        1.7.2 非晶晶化方法
    1.8 研究目标及方法
    1.9 研究思路及内容
        1.9.1 创新点
        1.9.2 研究路线
        1.9.3 研究内容
第2章 合金成分及快淬速度对Sm-Fe系合金快淬非晶形成行为的影响
    2.1 Sm-Fe(Zr、Nb、Cu、B)系非晶形成行为的判定
        2.1.1 非晶形成准则及定律
        2.1.2 原子的尺寸差(函数)计算
        2.1.3 体系混合焓的计算
    2.2 Sm含量对Sm-Fe系合金非晶形成能力的影响
        2.2.1 Sm-Fe合金材料的制备
        2.2.2 Sm含量对合金相组成的影响
        2.2.3 Sm含量对合金微观组织的影响
    2.3 快淬速度对不同合金体系非晶形成行为的影响
        2.3.1 Sm_2Fe_(17)和Sm_2Fe_(17)ZrNb_(0.4)快淬薄带的制备
        2.3.2 快淬速度对Sm_2Fe_(17)合金薄带宏观形貌的影响
        2.3.3 快淬速度对Sm_2Fe_(17)合金薄带相组成及微观组织的影响
        2.3.4 快淬速度对Sm_2Fe_(17)ZrNb_(0.4)合金非晶形成能力的影响
    2.4 Cu、B元素添加对非晶的形成能力的影响
        2.4.1 Sm-Fe-Zr-Nb-Cu和Sm-Fe-Zr-Nb-Cu-B快淬薄带的制备
        2.4.2 Sm-Fe-Zr-Nb-Cu和Sm-Fe-Zr-Nb-Cu-B快淬薄带非晶形成的分析
    2.5 本章小结
第3章 制备工艺对合金非晶形成行为的影响
    3.1 快淬+球磨复合工艺对Sm-Fe合金非晶形成能力的影响
        3.1.1 快淬+球磨法Sm-Fe合金粉末的制备
        3.1.2 Sm-Fe合金粉末球磨过程中相的演变
        3.1.3 Sm-Fe合金粉末球磨过程中微观组织的演变
        3.1.4 球磨过程中的非晶化和晶化机制
        3.1.5 球磨时间对晶化温度的影响
    3.2 球磨时间对粉末氧/氮含量以及形貌的影响
        3.2.1 球磨时间对粉末氧/氮含量的影响
        3.2.2 不同球磨时间对粉末颗粒形貌的影响
        3.2.3 空置时间对高能球磨粉末氧含量的影响
    3.3 气雾化制粉
        3.3.1 气雾化粉末的制备
        3.3.2 合金成分对气雾化粉体形貌的影响
        3.3.3 雾化介质对气雾化粉体形貌的影响
    3.4 本章小结
第4章 Sm-Fe系非晶合金的氮化处理
    4.1 球磨法制备Sm-Fe双元素非晶合金的氮化处理
        4.1.1 不同非晶含量Sm-Fe合金粉体的制备
        4.1.2 XRD物相检测以及非晶含量的确定
        4.1.3 不同非晶含量(体积)Sm-Fe合金(薄带)粉体的氮化处理
    4.2 快淬+球磨法制备Sm-Fe-Zr-Nb非晶合金的氮化处理
        4.2.1 不同非晶含量Sm-Fe-Zr-Nb合金薄带(粉体)的制备
        4.2.2 XRD物相检测以及非晶含量的确定
        4.2.3 不同非晶含量Sm-Fe-Zr-Nb合金薄带(粉体)的氮化处理
    4.3 本章小结
第5章 非晶合金的晶化行为研究
    5.1 Sm_2Fe_(17)ZrNb_(0.4)非晶合金的等温晶化
        5.1.1 Sm_2Fe_(17)ZrNb_(0.4)非晶合金的制备
        5.1.2 非晶态Sm_2Fe_(17)ZrNb_(0.4)合金的晶化动力学分析
        5.1.3 晶化温度对Sm_2Fe_(17)ZrNb_(0.4)非晶合金晶化的影响
        5.1.4 晶化时间对Sm_2Fe_(17)ZrNb_(0.4)非晶合金晶化的影响
    5.2 非晶合金的分步退火(预退火)处理
        5.2.1 预退火薄带的制备与工艺设定
        5.2.2 预退火温度对合金相组成及微观组织的影响
        5.2.3 预退火时间对薄带相的组成及微观组织影响
        5.2.4 非晶合金的氮化和晶化处理
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
在学期间研究成果



本文编号：3166513