元素添加对纳米晶Nd-Fe-B磁性能影响机理研究与服役特性评价
[Abstract]:With the popularization and application of high-end permanent magnet motor in wind power generation, energy-saving household appliances, new energy vehicles and other fields, the demand of Nd-Fe-B rare earth permanent magnet materials has been greatly increased. However, the Curie temperature (585K) of Nd2Fe14B is relatively low, and its magnetic properties decay more and more seriously with the increase of temperature, which greatly limits its use at high temperature. Improving the temperature stability of magnets is usually achieved by adding elements to enhance the coercivity and Curie temperature of magnets. Therefore, in this paper, Nd-Fe-B alloy was prepared by melt rapid quenching, and combined with synchrotron radiation and other characterization techniques, the effect of element addition and its influence on Curie temperature of Nd-Fe-B alloy were systematically studied. The service characteristics of plasma sintered magnets are evaluated. The effect of addition of a series of heavy rare earth elements on the magnetic properties of the Nd-Fe-B quenched zone was studied, and the changes of the main phase crystal structure and the microstructure of the alloy were analyzed. At the same time, the effect of Ce addition on magnetic properties was studied systematically. High resolution transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were used to characterize the microstructure of nanocrystalline and its component fluctuation. Combined with electron diffraction pattern and X-ray diffraction analysis, the variation of the cell parameters with the addition of Ce was determined, and the valence changes of Ce were analyzed by synchrotron radiation X-ray absorption fine structure spectroscopy. The action mechanism of Ce element on magnetic properties was explored. On the basis of adding single element Ce and adding Co and Cu elements, the morphology and distribution of rare earth rich phase at the grain boundary of nanocrystalline were characterized by high resolution transmission electron microscopy (TEM). The microcosmic mechanism of the influence of Co and Cu elements on the magnetic properties of Nd-Fe-B rare earth permanent magnetic materials is revealed. In addition, synchrotron radiation technique was used to measure the changes of Fe-K edge of X-ray absorption fine structure spectrum before and after adding elements, to fit the atomic distance between Fe-Fe and to analyze the effect of atomic exchange on Curie temperature change trend. The mechanism of the effect of rare earth elements on Curie temperature is explained. At the same time, the high temperature stability of Nd-Fe-B rare earth permanent magnet was analyzed by measuring the effect of different rare earth elements on the temperature coefficient of remanence and coercivity. Isotropic Nd-Fe-B sintered magnets were prepared by spark plasma sintering (SPS) technique. The magnetic properties and temperature stability of composite Ce,Co,Cu magnets were studied. The service characteristics of magnets under simulated conditions were evaluated by high pressure accelerated corrosion and cyclic cold and heat shock. From the aspects of atomic local structure, lattice distortion, microstructure evolution and so on, this paper analyzes the microcosmic mechanism of the effect of the addition of elements on the magnetic properties and temperature stability of Nd-Fe-B rare earth permanent magnetic materials. The relationship between the macroscopic properties and the atomic microstructure of rare earth permanent magnetic materials was constructed to provide some relevant data for the establishment of the database of Nd-Fe-B rare earth permanent magnets "composition, microstructure, properties and special energy". It also provides theoretical and experimental guidance for the design and preparation of new Nd-Fe-B rare earth permanent magnetic materials with high performance and price ratio.
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG146.416
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本文编号:2339853
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