钐铁（氮）合金熔滴过冷骤凝过程研究
发布时间：2020-12-12 16:20
SmFeN系永磁材料具有优异的磁性能和良好的温度稳定性,但目前仍没有实现高效制备的方法。雾化法具有高效快速制备优质粉体的优点,为SmFeN永磁材料的生产提供了一条新途径,其中关键步骤之一是钐铁合金雾滴的氮淬过冷骤凝过程。本文通过理论模型的建立分析高压环境雾滴的冷却阶段,并进行热态实验,研究氮化前后钐铁合金的微观组织、相结构等,从独特的角度,对气雾化条件下钐铁合金熔滴的氮淬过冷骤凝进行预测,为研究气雾化法制备SmFeN粉体的控制工艺奠定基础。理论研究表明在钐铁合金液滴雾化的冷却凝固过程中,对于尺寸相同的雾滴,升高环境压力可使雾化液滴在0.0002s或更短的时间内以更大的对流传热系数进行传热,增大冷却速率,形核过冷度有缓慢增大的趋势;液滴尺寸减小,冷却速率和形核过冷度明显增大,直径50μm以内的液滴的冷却速率达106K/s,形核过冷度达200℃以上。在实际的雾化过程中,高压操作有利于在破碎阶段细化雾滴粒径,从而在随后的凝固过程中显著提高冷却速度,增大形核过冷度。热态实验结果表明采用熔体旋淬法制备快淬态钐铁合金的冷却速率在105K/s-106K/s...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钐铁氮系磁粉和磁铁的制备方法
华北理工大学硕士学位论文合物就是具有菱形对称的 Th2Zn17型结构，一个单胞内包含 3 个 Sm2Fe17分子 57 个原子，有 6 个 Sm 原子占据 c 晶位，51 个 Fe 原子中有 6 个占据 c 晶位，占据 d 晶位，18 个占据 f 晶位，18 个占据 h 晶位。在这种结构中存在着两个的间隙位置：一个是八面体间隙位置，位于 9e 晶位，在含有稀土原子的原子；另一个是位于沿 c 轴的两个稀土原子之间的 3b 晶位。间隙原子中，N 原子只能占据 9e 晶位[19-20]。Sm2Fe17Nx型化合物和 Sm2Fe17具有相同的结构，如图示，但点阵常数 a 和 c 增加，晶体体积膨胀约 6%[21]。Sm2Fe17渗 N 后，其易各向异性变成易轴磁各向异性，成为永磁所需的单轴磁各向异性材料，居里温到 750K，磁晶各向异性场为 NdFeB 的 2 倍，热稳定性、抗氧化性和耐腐蚀性于 NdFeB[22]。
图 3 SmFe 合金的 TbCu7 型晶型结构及相应氮化物的原子ig.3 Unit cell of nitrided metastable phases in the TbCu7 structu 永磁材料的研发症结及趋势 SmFeN 磁性材料的研究虽然取得了极大进展，但仍成为有实用意义的第四代永磁材料。主要存在的问题 Sm 的饱和蒸汽压较高，容易挥发，母合金熔炼过。如果 Sm 含量过低，得到的合金中将含有大量的大量富钐相，这些相的形成均会降低磁体性能。 易燃易爆，安全性低，要保证制备过程中的安全Fe17相合金中的α-Fe、富钐相等杂相通常采用均匀化、耗能大，导致生产成本增加，使 Sm2Fe17Nx磁性材
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转流场作用下金属熔体初始雾化过程数值模拟[J]. 王书桓,方云楚,赵定国,张凯璇,宋春燕. 中国粉体技术. 2016(04)
[2]柴油荷电雾滴薄片剥离式破碎模型研究[J]. 王贞涛,王军锋,闻建龙,顾利平. 内燃机工程. 2014(03)
[3]非晶中“缺陷”——流变单元研究[J]. 汪卫华. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2014(04)
[4]冷却速率对AZ91D镁合金非平衡凝固组织的影响[J]. 杨伟,陈寿辉,张守银,余欢,严青松,蔡长春. 中国有色金属学报. 2014(03)
[5]基于均匀形核的金属液滴凝固过程[J]. 陈明文,王轶男,张鸿,王自东. 北京科技大学学报. 2013(06)
[6]钐铁氮稀土永磁材料产业化进展[J]. 李大勇,段焕强. 中国新技术新产品. 2012(20)
[7]分子基磁性材料的发展和展望[J]. 李跃华,杨志毅. 大理学院学报. 2011(04)
[8]新型各向异性稀土永磁材料产业化开发进展[J]. 杨应昌. 新材料产业. 2011(02)
[9]还原扩散法制备钐铁氮磁性材料的组织结构与性能研究[J]. 邓庚凤,何桂荣,邓华军,黄崛起. 中国稀土学报. 2010(06)
[10]分峰计算结晶度的问题探讨[J]. 朱育平,陈晓. 实验室研究与探索. 2010(03)
博士论文
[1]稀土永磁粉体的高效制备与性能[D]. 赵立新.中国矿业大学（北京） 2013
[2]冲击式气流喷雾雾化机理及干燥过程数值模拟的研究[D]. 张丽丽.山东大学 2008
[3]HDDR法制备Sm2（Fe，M）17Nx中的结构演变及其对磁性能影响[D]. 叶金文.四川大学 2007
硕士论文
[1]Mg-Zn-Y准晶合金凝固过程及准晶相的转变研究[D]. 耿继伟.济南大学 2014
[2]TbCu7型快淬SmFe合金的制备及组织结构研究[D]. 王士显.北京有色金属研究总院 2012
[3]冷却速度对Mg-Cu-（Y）合金组织及力学性能的影响[D]. 吴志文.中南大学 2007
[4]均匀合金颗粒的制备及雾化液滴的凝固行为模拟[D]. 李述.天津大学 2007
[5]熔体快淬法制备Sm3（Fe，M）29Nx/α-Fe（M＝Co，V，Mn）双相纳米复合永磁材料的研究[D]. 杨伟.河北工业大学 2006
[6]固体雾化原理及工艺规律的研究[D]. 吕洪.中南大学 2003
本文编号：2912898
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钐铁氮系磁粉和磁铁的制备方法
华北理工大学硕士学位论文合物就是具有菱形对称的 Th2Zn17型结构，一个单胞内包含 3 个 Sm2Fe17分子 57 个原子，有 6 个 Sm 原子占据 c 晶位，51 个 Fe 原子中有 6 个占据 c 晶位，占据 d 晶位，18 个占据 f 晶位，18 个占据 h 晶位。在这种结构中存在着两个的间隙位置：一个是八面体间隙位置，位于 9e 晶位，在含有稀土原子的原子；另一个是位于沿 c 轴的两个稀土原子之间的 3b 晶位。间隙原子中，N 原子只能占据 9e 晶位[19-20]。Sm2Fe17Nx型化合物和 Sm2Fe17具有相同的结构，如图示，但点阵常数 a 和 c 增加，晶体体积膨胀约 6%[21]。Sm2Fe17渗 N 后，其易各向异性变成易轴磁各向异性，成为永磁所需的单轴磁各向异性材料，居里温到 750K，磁晶各向异性场为 NdFeB 的 2 倍，热稳定性、抗氧化性和耐腐蚀性于 NdFeB[22]。
图 3 SmFe 合金的 TbCu7 型晶型结构及相应氮化物的原子ig.3 Unit cell of nitrided metastable phases in the TbCu7 structu 永磁材料的研发症结及趋势 SmFeN 磁性材料的研究虽然取得了极大进展，但仍成为有实用意义的第四代永磁材料。主要存在的问题 Sm 的饱和蒸汽压较高，容易挥发，母合金熔炼过。如果 Sm 含量过低，得到的合金中将含有大量的大量富钐相，这些相的形成均会降低磁体性能。 易燃易爆，安全性低，要保证制备过程中的安全Fe17相合金中的α-Fe、富钐相等杂相通常采用均匀化、耗能大，导致生产成本增加，使 Sm2Fe17Nx磁性材
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转流场作用下金属熔体初始雾化过程数值模拟[J]. 王书桓,方云楚,赵定国,张凯璇,宋春燕. 中国粉体技术. 2016(04)
[2]柴油荷电雾滴薄片剥离式破碎模型研究[J]. 王贞涛,王军锋,闻建龙,顾利平. 内燃机工程. 2014(03)
[3]非晶中“缺陷”——流变单元研究[J]. 汪卫华. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2014(04)
[4]冷却速率对AZ91D镁合金非平衡凝固组织的影响[J]. 杨伟,陈寿辉,张守银,余欢,严青松,蔡长春. 中国有色金属学报. 2014(03)
[5]基于均匀形核的金属液滴凝固过程[J]. 陈明文,王轶男,张鸿,王自东. 北京科技大学学报. 2013(06)
[6]钐铁氮稀土永磁材料产业化进展[J]. 李大勇,段焕强. 中国新技术新产品. 2012(20)
[7]分子基磁性材料的发展和展望[J]. 李跃华,杨志毅. 大理学院学报. 2011(04)
[8]新型各向异性稀土永磁材料产业化开发进展[J]. 杨应昌. 新材料产业. 2011(02)
[9]还原扩散法制备钐铁氮磁性材料的组织结构与性能研究[J]. 邓庚凤,何桂荣,邓华军,黄崛起. 中国稀土学报. 2010(06)
[10]分峰计算结晶度的问题探讨[J]. 朱育平,陈晓. 实验室研究与探索. 2010(03)
博士论文
[1]稀土永磁粉体的高效制备与性能[D]. 赵立新.中国矿业大学（北京） 2013
[2]冲击式气流喷雾雾化机理及干燥过程数值模拟的研究[D]. 张丽丽.山东大学 2008
[3]HDDR法制备Sm2（Fe，M）17Nx中的结构演变及其对磁性能影响[D]. 叶金文.四川大学 2007
硕士论文
[1]Mg-Zn-Y准晶合金凝固过程及准晶相的转变研究[D]. 耿继伟.济南大学 2014
[2]TbCu7型快淬SmFe合金的制备及组织结构研究[D]. 王士显.北京有色金属研究总院 2012
[3]冷却速度对Mg-Cu-（Y）合金组织及力学性能的影响[D]. 吴志文.中南大学 2007
[4]均匀合金颗粒的制备及雾化液滴的凝固行为模拟[D]. 李述.天津大学 2007
[5]熔体快淬法制备Sm3（Fe，M）29Nx/α-Fe（M＝Co，V，Mn）双相纳米复合永磁材料的研究[D]. 杨伟.河北工业大学 2006
[6]固体雾化原理及工艺规律的研究[D]. 吕洪.中南大学 2003
本文编号：2912898
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