富Co亚稳相Sm-Co永磁合金的制备与性能研究

发布时间：2017-10-12 09:08

  本文关键词：富Co亚稳相Sm-Co永磁合金的制备与性能研究

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【摘要】：Sm-Co合金具有高的居里温度和良好的高温稳定性,在高温永磁领域已取得广泛应用。在Sm-Co永磁合金中,居里温度和饱和磁化强度随着Co含量的增加而升高,因此,开发富Co端的Sm-Co合金是开发高温永磁材料的重要途径。本文采用创新工艺路线制备添加合金元素的纳米晶亚稳相Sm-Co合金,系统研究了稳定化元素对富Co纳米晶Sm-Co合金的磁性能、高温稳定性、晶粒长大与相变行为的影响。制备得到了粗晶和纳米晶的SmCo9.8-xSix合金系列,粗晶合金由Sm2Co17(R)相和Co相构成,而纳米晶合金仅有SmCo9.8(H)单相。随着Si含量的增加,粗晶合金的饱和磁化强度下降。纳米晶合金则随着Si含量的增加,矫顽力和剩余磁化强度增加,最大磁能积提高,但饱和磁化强度降低,居里温度下降。随着Si含量的增加,同样工艺下制备的纳米晶SmCo9.8-xSix合金的晶胞参数减小,且Si添加提高了纳米晶SmCo9.8(H)物相的相稳定性。系统研究了亚稳相SmCo8.9Si0.9的相变特征及相应的磁性能变化规律。将纳米晶SmCo8.9Si0.9合金在不同温度下进行热处理,随着热处理温度的升高,纳米晶SmCo8.9Si0.9合金由SmCo9.8(H)结构的单相转变为Sm2Co17(H)和Co(FCC)相,且伴随相变,矫顽力提高。其机理源于析出的细小Co相造成钉扎机制增强。进一步升高热处理温度,Sm2Co17(H)相转变为Sm2Co17(R)相,同时晶粒长大明显且晶粒尺寸分布不均匀,导致磁性能下降。根据SmCo9.8-xSix系列研究中发现的Si元素对相稳定性的作用,设计实验探索了更高Co含量的纳米晶SmCo13-xSix合金的制备方法。发现在Si添加量较大时,合金铸锭中出现三元物相,该物相在球磨过程中较难实现非晶化,在后续制备过程中残留于合金中。制备得到的纳米晶SmCo13-xSix合金由高温相Sm2Co17(H)和Co(FCC)相组成。制备得到的纳米晶SmCo11Si2合金因晶粒尺寸细小而出现超顺磁性。
【关键词】：Sm Co合金 亚稳相 纳米晶 相稳定性 磁性能
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG132.27
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 磁性材料概况9-10
• 1.2 高温永磁材料10-11
• 1.3 纳米晶Sm-Co合金富Co亚稳相的研究现状11-17
• 1.3.1 Sm-Co合金亚稳相的纳米效应12-14
• 1.3.2 Sm-Co合金亚稳相的掺杂效应14-15
• 1.3.3 Si元素添加在Sm-Co合金亚稳相研究中的作用15-16
• 1.3.4 Sm-Co合金亚稳相与双相复合永磁材料16-17
• 1.4 本文研究内容及意义17-19
• 第2章 研究方案与实验方法19-27
• 2.1 实验材料19
• 2.2 技术路线19-21
• 2.2.1 粗晶合金的制备20
• 2.2.2 非晶粉末的制备20-21
• 2.2.3 纳米晶合金的制备21
• 2.2.4 纳米晶合金的热处理21
• 2.3 分析测试方法21-27
• 2.3.1 密度测试21-22
• 2.3.2 X射线衍射(XRD)分析22-23
• 2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)分析23-24
• 2.3.4 透射电子显微镜(TEM)分析24-25
• 2.3.5 磁性能测试25-27
• 第3章 纳米晶SmCo_(9.8-x)Si_x合金的制备及磁性能研究27-47
• 3.1 引言27
• 3.2 单相纳米晶SmCo_(9.8-x)Si_x合金的制备及分析27-35
• 3.2.1 粗晶SmCo_(9.8-x)Si_x合金的制备及分析27-31
• 3.2.2 非晶SmCo_(9.8-x)Si_x合金的制备及分析31-32
• 3.2.3 纳米晶SmCo_(9.8-x)Si_x合金的制备及分析32-35
• 3.3 Si含量对纳米晶SmCo_(9.8-x)Si_x合金晶体结构的影响35-38
• 3.4 Si含量对纳米晶SmCo_(9.8-x)Si_x合金常温磁性能影响38-40
• 3.5 Si含量对纳米晶SmCo_(9.8-x)Si_x合金高温磁性能的影响40-43
• 3.6 Si含量对纳米晶SmCo_(9.8-x)Si_x合金居里温度的影响43-44
• 3.7 Si含量对纳米晶SmCo_(9.8-x)Si_x合金相稳定性的影响44-45
• 3.8 本章小结45-47
• 第4章 纳米晶SmCo_(8.9)Si_(0.9) 合金的相变特征和磁性能变化47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 实验方案47-48
• 4.3 纳米晶SmCo_(8.9)Si_(0.9) 合金在热处理过程中的相变48-49
• 4.4 纳米晶SmCo_(8.9)Si_(0.9) 合金在热处理过程中的显微结构变化49-53
• 4.5 纳米晶SmCo_(8.9)Si_(0.9) 合金在热处理过程中的磁性能变化53-55
• 4.6 纳米晶SmCo_(8.9)Si_(0.9) 合金在热处理过程中的矫顽力机制55-58
• 4.7 纳米晶SmCo_(8.9)Si_(0.9)、SmCo_(9.8) 合金热处理后的居里温度58-59
• 4.8 本章小结59-61
• 第5章 纳米晶SmCo_(13-x)Si_x合金的制备工艺探索61-69
• 5.1 引言61-62
• 5.2 粗晶SmCo_(13-x) Si_x合金铸锭的制备62-65
• 5.3 非晶SmCo_(13-x) Si_x合金粉末的制备65-66
• 5.4 纳米晶SmCo_(13-x) Si_x合金块体的制备66-67
• 5.5 纳米晶SmCo_(11)Si_2合金块体的磁性能67-68
• 5.6 本章小结68-69
• 结论69-71
• 参考文献71-77
• 攻读硕士学位期间获得的研究成果77-79
• 致谢79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李丽娅,易健宏,黄伯云,彭元东;Sm_2Co_(17)基高温稀土永磁材料的显微结构与磁性[J];金属学报;2005年08期

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本文编号：1017842