烧结混合稀土永磁的结构、磁性与磁硬化机理研究

发布时间：2024-06-03 03:12

　　传统稀土永磁材料消耗了大量的Pr、Nd、Dy、Tb等紧缺稀土资源,而La、Ce等高丰度稀土大量积压,同时,稀土分离纯会造成严重的生态环境污染。应用高丰度稀土(特别是原矿未分离或部分分离的混合稀土,简称“MM”)替代Nd或Nd₈₀Pr₂₀,来制备广泛应用的稀土永磁材料,已成为极其重要的国家战略目标。本文系统性地研究了混合稀土铁硼铸锭合金和速凝片的成分、内禀磁性能和显微组织。制备了烧结(Nd_xMM_1-x)-Fe-B磁体,探讨了混合稀土含量对磁体磁性能和微观结构的影响,并对烧结混合稀土磁体的温度稳定性和磁硬化机制进行了讨论。以下具体研究内容可为将来烧结混合稀土永磁实现工业化供参考。通过XRF、XRD、DSC、SEM以及VSM等检测技术,分析了混合稀土合金原料(MM)和MM-Fe-B铸锭的成分、熔点以及磁性能。DSC检测结果表明,混合稀土合金与La、Ce、Nd、Pr单质混合物有着不同的熔点特征,为后续磁体内部富稀土相熔点的分析供参考。XRD表明,混合稀土合金原料是由四种稀土元素组成的固溶体。MM-Fe-B铸...

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Al-Ni-Co和铁氧体永磁材料概述
        1.2.1 Al-Ni-Co永磁材料的研究
        1.2.2 铁氧体永磁材料的研究
    1.3 Sm-Co永磁材料概述
    1.4 烧结Nd-Fe-B永磁材料概述
        1.4.1 烧结Nd-Fe-B永磁的结构与相关理论研究
        1.4.2 衡量烧结Nd-Fe-B永磁磁性能优良的参数
        1.4.3 烧结Nd-Fe-B永磁矫顽力的研究
        1.4.4 烧结Nd-Fe-B永磁的产业现状与发展方向
    1.5 高丰度稀土永磁材料概述
        1.5.1 稀土钇永磁材料的研究
        1.5.2 稀土镧永磁材料的研究
        1.5.3 稀土铈永磁材料的研究
        1.5.4 混合稀土永磁材料的研究
    1.6 选题的意义与研究内容
        1.6.1 选题的意义
        1.6.2 研究目的与内容
第2章 实验方法与原理
    2.1 实验技术路线与制备方法
        2.1.1 双主相法制备技术
        2.1.2 速凝甩片工艺(SC)
        2.1.3 氢破碎工艺(HD)
        2.1.4 气流磨工艺(JM)
        2.1.5 取向压型及等静压工艺(Pressing)
        2.1.6 烧结工艺(Sintering)
    2.2 主要的实验仪器及原理
        2.2.1 永磁材料磁性测量系统
        2.2.2 差示差热分析仪(DSC)
        2.2.3 X射线衍射仪(XRD)
        2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.5 综合物理性能测量系统(PPMS)
        2.2.6 振动样品磁强计(VSM)
        2.2.7 扫电子显微镜(SEM)
        2.2.8 电子探针显微分析仪(EPMA)
第3章 (Nd_xMM_1-x)-Fe-B合金成分、微结构和内禀磁性能
    3.1 引言
    3.2 混合稀土合金原料成分的检测与特性的表征
        3.2.1 混合稀土合金原料的成分检测
        3.2.2 混合稀土合金原料的DSC分析
        3.2.3 混合稀土合金原料的XRD分析
        3.2.4 混合稀土合金原料的磁滞回线
    3.3 MM-Fe-B铸锭的微观结构表征与内禀磁性能分析
        3.3.1 MM-Fe-B铸锭的DSC分析
        3.3.2 MM-Fe-B铸锭的XRD分析
        3.3.3 MM-Fe-B铸锭的内禀磁性能分析
        3.3.4 MM-Fe-B铸锭的微观形貌和成分分布
    3.4 (Nd_xMM_1-x)-Fe-B速凝片成分与微结构对内禀磁性能的影响
        3.4.1 (Nd_xMM_1-x)-Fe-B速凝片的XRD分析
        3.4.2 (Nd_xMM_1-x)-Fe-B速凝片的DSC分析
        3.4.3 (Nd_xMM_1-x)-Fe-B速凝片的磁化曲线分析
        3.4.4 (Nd_xMM_1-x)-Fe-B速凝片的磁晶各向异性场分析
        3.4.5 (Nd_xMM_1-x)-Fe-B速凝片的自旋重取向温度和居里温度分析
        3.4.6 (Nd_xMM_1-x)-Fe-B速凝片的微观形貌表征和成分分析
    3.5 本章小结
第4章 烧结混合稀土基磁体成分、结构和磁性能
    4.1 引言
    4.2 烧结(Nd_xMM_1-x)-Fe-B磁体磁性能与结构分析
        4.2.1 烧结温度对(Nd_xMM_1-x)-Fe-B磁体磁性能的影响
        4.2.2 成分对(Nd_xMM_1-x)-Fe-B磁体磁性能的影响
        4.2.3 成分对(Nd_xMM_1-x)-Fe-B磁体微观结构的影响
    4.3 烧结(Nd_0.7MM_0.3)-Fe-B与[Nd0.7(La_0.27Ce_0.53Pr_0.03Nd_0.17)_0.3]-Fe-B磁体对比研究
        4.3.1 (Nd_0.7MM_0.3)-Fe-B与[Nd0.7(La_0.27Ce_0.53Pr_0.03Nd_0.17)_0.3]-Fe-B速凝片微观形貌与内禀磁性能的差异
        4.3.2 烧结(Nd_0.7MM_0.3)-Fe-B与[Nd0.7(La_0.27Ce_0.53Pr_0.03Nd_0.17)_0.3]-Fe-B磁体磁性能的差异
        4.3.3 成分与结构对烧结(Nd_0.7MM_0.3)-Fe-B与[Nd0.7(La_0.27Ce_0.53Pr_0.03Nd_0.17)_0.3]-Fe-B磁体磁性能的影响
    4.4 本章小结
第5章 烧结混合稀土基磁体的矫顽力影响因素与温度稳定性研究
    5.1 引言
    5.2 混合稀土基磁体矫顽力影响因素的研究
        5.2.1 双主相法烧结(Nd_0.7MM_0.3)-Fe-B磁体磁性能与微观结构
        5.2.2 双主相烧结(Nd_0.4MM_0.6)-Fe-B磁体磁性能与微观结构
        5.2.3 Tb-H扩散后的烧结混合稀土磁体磁性能与微观结构
        5.2.4 MM-Fe-B纳米晶快淬带的磁性能与微观结构
    5.3 晶粒取向及其分布系数对烧结(Nd_0.4MM_0.6)-Fe-B磁体矫顽力的影响
        5.3.1 晶粒取向分布系数对烧结(Nd_0.4MM_0.6)-Fe-B磁体约化矫顽力的影响
        5.3.2 晶粒取向分布系数对烧结(Nd_0.4MM_0.6)-Fe-B磁体实际矫顽力的影响
    5.4 单合金与双主相烧结(Nd_0.4MM_0.6)-Fe-B磁体矫顽力类型与磁畴
        5.4.1 单合金与双主相烧结(Nd_0.4MM_0.6)-Fe-B磁体矫顽力类型的探索
        5.4.2 单合金与双主相烧结(Nd_0.4MM_0.6)-Fe-B磁体的磁畴特征
    5.5 烧结(Nd_xMM_1-x)-Fe-B磁体磁性能的温度稳定性研究
        5.5.1 烧结(Nd_xMM_1-x)-Fe-B磁体饱和磁化强度的温度稳定性研究
        5.5.2 烧结(Nd_xMM_1-x)-Fe-B(x=0.4和0.7)磁体剩磁的温度稳定性研究
        5.5.3 烧结(Nd_xMM_1-x)-Fe-B(x=0.4和0.7)磁体矫顽力的温度稳定性研究
        5.5.4 单合金和双主相烧结(Nd_0.7MM_0.3)-Fe-B磁体矫顽力参量的温度稳定性研究
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士研究生期间获得的学术成果
致谢



本文编号：3988086