高压雾化制备钐铁（氮）粉体氮淬控制实验研究

发布时间：2020-05-13 20:54

【摘要】：钐铁氮系永磁材料比钐钴合金和钕铁硼合金材料具有更优异的性能,凭借居里温度高、热稳定性好、抗氧化性强以及耐腐蚀性持久的优点,在国内外引起了研究学者的广泛关注。目前,钐铁氮系永磁材料的生产工艺仍处于起步阶段,低能耗、高效率的制备工艺还有待研发。以钐铁合金材料为研究对象,通过理论分析,研究钐铁合金氮淬过程中氮淬压力对冷却速率的影响;通过熔体快淬实验、钐铁合金氮化实验及XRD和SEM-EDX等表征手段,探究了冷却速率对钐铁合金相结构演变规律和微观形貌的影响,为高压雾化制备钐铁氮粉体氮淬工艺提供理论基础。理论分析表明:不同粒径的钐铁合金液滴,随着雾化压力的增大,冷却速率呈上升趋势,且当雾化室压力为2MPa,液滴粒径≤50μm时,液滴冷却速率便可达到7.7×105K/s。熔体快淬实验结果显示:快淬速度为10m/s~40m/s时,制备的钐铁合金薄带厚度为15μm~55μm;当快淬速率为28m/s时,钐铁合金薄带的冷却速率为7.5×105K/s,与理论计算分析结果较为接近。XRD和SEM-EDX的结果显示:快淬钐铁合金薄带的冷却速率低于7.5×105K/s时,得到的薄带中包含Sm2Fe17相和Sm Fe7相,且得到的组织形貌中晶体结构较大,影响氮化后钐铁氮材料的磁性能;当快淬钐铁合金薄带的冷却速率高于7.5×105K/s时,得到的薄带中只包含Sm2Fe17相,且得到的组织形貌中规则排列晶体尺寸较小。氮化实验研究表明:氮化温度为450℃~510℃时,渗氮时间需大于3h,当渗氮温度490℃、渗氮时间为5h时,最大渗氮量可达2.279wt.%;渗氮反应中产生的主要物相为Sm2Fe17Nx和Sm2Fe17。高压气雾化制备钐铁氮粉体技术氮淬过程比较复杂,但其独特的优点将会对制备钐铁氮系永磁材料工艺的探究起到不可估量的作用,因而还需深入的研究。
【图文】：

图 1 SmCo5晶体结构示意图Fig.1 Schematic diagram of SmCo5crystal structure第二代稀土永磁材料二代稀土永磁材料是在第一代稀土永磁材料诞生后的第十年，，由外a 等人[8]采用粉末冶金的方法制备得到。第二代稀土永磁材料最具代

是 Sm2Co17永磁体，晶体结构如图 2 所示，其高温条件下具有 Th2Ni17型晶体结构 ， 属 于 六 方 晶 系 ， 点 阵 参 数 为 ： a=0.8373nm ， c=0.8165nm ， 空 间 群 为P63/mmc。在低温条件下会转变为 Th2Zn17型晶体结构，属于六角结构，点阵参数为：a=0.8402nm，c=1.2172nm，空间群为 R-3m，磁能积可达到 237KJ/m3左右。Bruno P 等人发现用 Co-Co 哑铃对替代 SmCo5合金中的部分 Sm 原子可以使 SmCo型结构合金转化为 Sm2Co17型合金。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG156.82

【参考文献】

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本文编号：2662529