冲击载荷下钕铁硼破坏特性研究
发布时间：2021-07-21 10:36
钕铁硼稀土合金因其优越的磁性能,被广泛应用于各行各业,研究冲击载荷下钕铁硼破坏特性对其发展应用具有重要的意义。目前,人们对于冲击载荷下钕铁硼稀土合金的破坏特性的认识并不清楚,因此本文主要研究了冲击载荷下钕铁硼稀土合金的动态响应和破坏特性,具体的工作和研究内容如下:利用一级气体炮和DISAR测速装置对牌号为N42的钕铁硼稀土合金进行冲击加载试验,通过对简单阶梯试样冲击波波速测量,利用平板撞击实验进行误差分析,研究发现低速下钕铁硼稀土合金冲击波波速测量误差的原因是飞片撞击靶板时存在倾角,同时改进了阶梯试样和实验方案,设计了一种对称阶梯试样,利用对称探针的测量方式消除飞片倾斜撞击靶板产生的误差,发现在低压范围内,钕铁硼稀土合金的冲击波波速接近一个常数。通过质量平均法计算得到了钕铁硼合金材料的Hugoniot关系,并且与高压下的冲击压缩实验结果符合较好。通过平板撞击实验,实现了钕铁硼稀土合金在一维应变下的层裂。实验结果表明,层裂强度随着冲击压力的增加呈现先增加后减小的变化规律,并且存在一个临界的压力阈值,当冲击压力超过阈值时,钕铁硼稀土合金就会发生压缩损伤,并且减小其层裂强度。通过对试样回收观...
【文章来源】：宁波大学浙江省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Nd2Fe14B化合物晶体单胞结构空间图[10]
宁波大学硕士学位论文3心B的损失不能形成基体相，在制造过程中会多加B，从而形成富B相。过多的富B相会对永钕铁硼稀土合金永磁材料有一定的影响，它会弱化磁体的磁性能，对稀土钕铁硼合金永磁体有害无益，而且富B相属于掺杂物，非铁磁性，数量越少越好。图1.2是钕铁硼稀土合金的扫描电镜(SEM)图片。由图中我们可以看到钕铁硼稀土合金的显微组织一般由以下几个部分构成：（1）Nd2Fe14B钕铁硼稀土合金永磁体的基体相，它决定了永磁体的磁性相，从图中可以看出Nd2Fe14B晶粒呈多边性，且大小不一；（2）Nd2Fe14B基体相晶粒之间的边界；（3）呈白色的晶粒是富Nd相，它主要分为两部分，一部分在晶界交藕处以团块状或颗粒状存在，还有一部分沿Nd2Fe14B基体相晶粒之间的边界分布。通常来说，富Nd相中的Nd的含量要比Nd2Fe14B基体相中的Nd含量要高，其数量也比较多，而且富Nd相与磁体的磁极化强度没有关系，属于非铁磁性和弱铁磁性相。（4）富B相也呈白色，它的外形和轮廓比较有规则，也是非铁磁性物质，属于参杂相。（5）大部分的O元素会和Nd元素结合形成Nd2O3相，同时以团块状在晶界交藕处或晶粒边界或晶粒内部沉淀下来。（6）晶体内部存在些许空洞，由于制造工艺的限制，导致合金不够致密，其密度与理论密度相比较低。（7）由于原材料选取不当，可能含有其他杂质或受到环境污染等，也会造成一部分掺杂物[10]。图1.2钕铁硼稀土合金的扫描电镜图片[10]Fig.1.2ScanningelectronmicroscopicimageofNd-Fe-Brareearthalloy[10]Mo[11]研究了钕铁硼稀土合金中的富Nd相晶体结构与氧含量的关系，在富Nd相中，O元素是非均匀分布的，同时Nd的含量与O的含量几乎成线性关系，而且富Nd相晶体结构相位取决于O的含量，发现O元素通常?
冲击载荷下钕铁硼破坏特性研究12动的飞片技术来实现。从实验测量技术的角度来说，时间差t和距离差s比较容易实现高精度的测量，因此对他们两个的商的速度参量，如冲击波的波速D和粒子速度u等测量技术发展的比较成熟，测量精度也比较高。2.2实验装置2.2.1气炮装置研究冲击载荷下钕铁硼稀土合金的冲击动态响应的实验是在宁波大学爆炸实验室的一级气体炮上进行的，其炮管长度为4m，直径为57mm，其驱动飞片的速度范围在40m/s～450m/s内可调，压缩气体可用氮气或氦气，实验装置如图2.2所示。可以通过改变气压大小来控制弹托的飞行速度，而飞片的速度通过测速探针可获得，自由面粒子速度采用全光纤激光位移干涉系统DISAR（DisplacementInterferometerSystemforAnyReflector）测量。图2.2一级气体炮装置Fig.2.2Onegasgunequipment2.2.2测量装置测速装置一共有两个，分别是测量飞片的撞击速度与自由面粒子速度剖面。飞片的撞击速度通过电探针法来测量，它是由测速探针和DL-32II型时间间隔测量仪及多路程控网络讯号源组成的时间间隔测量系统，如图2.3所示。测速探针一共有四组，如图2.3（a）所示。当飞片撞击靶板前会刮到这四组探针，使之形成通路，产生一个阶跃信号。初始信号在第一组探针短路时产生，然后时间间隔测量仪会记录每组探针的短路的时间，再根据每组探针的间距即可算出飞片撞击
【参考文献】：
期刊论文
[1]边界结构改性对烧结钕铁硼矫顽力的影响[J]. 魏恒斗,钱勇,钱辉,张波,向北皆,贾晓峰. 稀土. 2017(03)
[2]平面冲击波在有机玻璃中的衰减测试及数值模拟[J]. 张世文,龙建华,贾宏志,金山. 兵工学报. 2016(07)
[3]影响NdFeB永磁合金磁性的微观结构分析[J]. 王晓丽,丁开鸿,崔胜利,孙永聪,杨平,李木森. 稀土. 2016(01)
[4]冲击波作用下钕铁硼的动态特性研究[J]. 鲁峰,陈朗,冯长根,伍俊英,李彦峰,朱明刚. 兵工学报. 2014(S2)
[5]钕铁硼强磁性材料的冲击加载实验和数值模拟研究[J]. 伍俊英,陈朗,李维,冯长根. 北京理工大学学报. 2010(12)
[6]烧结Nd-Fe-B磁体的微观结构和冲击韧性研究[J]. 胡志华,连法增,朱明刚,李卫. 物理学报. 2008(02)
[7]钕铁硼高压物态方程的理论计算[J]. 易鹏飞,孙悦,孙东,帅俊卿,施尚春. 四川大学学报(自然科学版). 2007(06)
[8]钕铁硼的冲击压缩特性[J]. 李巧燕,施尚春,杨金文,孙悦. 高压物理学报. 2007(02)
[9]烧结钕铁硼的力学性能研究现状[J]. 闫兆杰,于旭光. 河北冶金. 2007(02)
[10]放电等离子体烧结NdFeB永磁材料力学性能的研究[J]. 王公平,岳明,张久兴,刘卫强,任仁,刘程扬. 粉末冶金技术. 2006(04)
本文编号：3294860
【文章来源】：宁波大学浙江省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Nd2Fe14B化合物晶体单胞结构空间图[10]
宁波大学硕士学位论文3心B的损失不能形成基体相，在制造过程中会多加B，从而形成富B相。过多的富B相会对永钕铁硼稀土合金永磁材料有一定的影响，它会弱化磁体的磁性能，对稀土钕铁硼合金永磁体有害无益，而且富B相属于掺杂物，非铁磁性，数量越少越好。图1.2是钕铁硼稀土合金的扫描电镜(SEM)图片。由图中我们可以看到钕铁硼稀土合金的显微组织一般由以下几个部分构成：（1）Nd2Fe14B钕铁硼稀土合金永磁体的基体相，它决定了永磁体的磁性相，从图中可以看出Nd2Fe14B晶粒呈多边性，且大小不一；（2）Nd2Fe14B基体相晶粒之间的边界；（3）呈白色的晶粒是富Nd相，它主要分为两部分，一部分在晶界交藕处以团块状或颗粒状存在，还有一部分沿Nd2Fe14B基体相晶粒之间的边界分布。通常来说，富Nd相中的Nd的含量要比Nd2Fe14B基体相中的Nd含量要高，其数量也比较多，而且富Nd相与磁体的磁极化强度没有关系，属于非铁磁性和弱铁磁性相。（4）富B相也呈白色，它的外形和轮廓比较有规则，也是非铁磁性物质，属于参杂相。（5）大部分的O元素会和Nd元素结合形成Nd2O3相，同时以团块状在晶界交藕处或晶粒边界或晶粒内部沉淀下来。（6）晶体内部存在些许空洞，由于制造工艺的限制，导致合金不够致密，其密度与理论密度相比较低。（7）由于原材料选取不当，可能含有其他杂质或受到环境污染等，也会造成一部分掺杂物[10]。图1.2钕铁硼稀土合金的扫描电镜图片[10]Fig.1.2ScanningelectronmicroscopicimageofNd-Fe-Brareearthalloy[10]Mo[11]研究了钕铁硼稀土合金中的富Nd相晶体结构与氧含量的关系，在富Nd相中，O元素是非均匀分布的，同时Nd的含量与O的含量几乎成线性关系，而且富Nd相晶体结构相位取决于O的含量，发现O元素通常?
冲击载荷下钕铁硼破坏特性研究12动的飞片技术来实现。从实验测量技术的角度来说，时间差t和距离差s比较容易实现高精度的测量，因此对他们两个的商的速度参量，如冲击波的波速D和粒子速度u等测量技术发展的比较成熟，测量精度也比较高。2.2实验装置2.2.1气炮装置研究冲击载荷下钕铁硼稀土合金的冲击动态响应的实验是在宁波大学爆炸实验室的一级气体炮上进行的，其炮管长度为4m，直径为57mm，其驱动飞片的速度范围在40m/s～450m/s内可调，压缩气体可用氮气或氦气，实验装置如图2.2所示。可以通过改变气压大小来控制弹托的飞行速度，而飞片的速度通过测速探针可获得，自由面粒子速度采用全光纤激光位移干涉系统DISAR（DisplacementInterferometerSystemforAnyReflector）测量。图2.2一级气体炮装置Fig.2.2Onegasgunequipment2.2.2测量装置测速装置一共有两个，分别是测量飞片的撞击速度与自由面粒子速度剖面。飞片的撞击速度通过电探针法来测量，它是由测速探针和DL-32II型时间间隔测量仪及多路程控网络讯号源组成的时间间隔测量系统，如图2.3所示。测速探针一共有四组，如图2.3（a）所示。当飞片撞击靶板前会刮到这四组探针，使之形成通路，产生一个阶跃信号。初始信号在第一组探针短路时产生，然后时间间隔测量仪会记录每组探针的短路的时间，再根据每组探针的间距即可算出飞片撞击
【参考文献】：
期刊论文
[1]边界结构改性对烧结钕铁硼矫顽力的影响[J]. 魏恒斗,钱勇,钱辉,张波,向北皆,贾晓峰. 稀土. 2017(03)
[2]平面冲击波在有机玻璃中的衰减测试及数值模拟[J]. 张世文,龙建华,贾宏志,金山. 兵工学报. 2016(07)
[3]影响NdFeB永磁合金磁性的微观结构分析[J]. 王晓丽,丁开鸿,崔胜利,孙永聪,杨平,李木森. 稀土. 2016(01)
[4]冲击波作用下钕铁硼的动态特性研究[J]. 鲁峰,陈朗,冯长根,伍俊英,李彦峰,朱明刚. 兵工学报. 2014(S2)
[5]钕铁硼强磁性材料的冲击加载实验和数值模拟研究[J]. 伍俊英,陈朗,李维,冯长根. 北京理工大学学报. 2010(12)
[6]烧结Nd-Fe-B磁体的微观结构和冲击韧性研究[J]. 胡志华,连法增,朱明刚,李卫. 物理学报. 2008(02)
[7]钕铁硼高压物态方程的理论计算[J]. 易鹏飞,孙悦,孙东,帅俊卿,施尚春. 四川大学学报(自然科学版). 2007(06)
[8]钕铁硼的冲击压缩特性[J]. 李巧燕,施尚春,杨金文,孙悦. 高压物理学报. 2007(02)
[9]烧结钕铁硼的力学性能研究现状[J]. 闫兆杰,于旭光. 河北冶金. 2007(02)
[10]放电等离子体烧结NdFeB永磁材料力学性能的研究[J]. 王公平,岳明,张久兴,刘卫强,任仁,刘程扬. 粉末冶金技术. 2006(04)
本文编号：3294860
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