(Ce,Nd)-Fe-B磁体的成分、结构和磁性能
发布时间：2021-10-22 23:41
由于低丰度稀土Pr、Nd的过度消耗,研究用高丰度且相对廉价的Ce替代Pr、Nd来制备稀土永磁材料,以便能平衡利用稀土元素,且降低生产成本。然而使用Ce元素取代磁体中的Nd元素后磁体性能尤其是矫顽力明显下降,这是因为Ce2Fe14B的磁晶各向异性场远低于Nd2Fe14B。磁体矫顽力下降很大程度的限制了含Ce稀土永磁体的应用。提高含Ce磁体的磁晶各向异性场可提高磁体的矫顽力。与Nd元素不同,Ce元素在化合物中价态为+4和+3混合价,而且价态可变化,Ce元素价态与Ce元素位点的体积相关。元素的价态与磁体磁晶各向异性场密切相关。通过添加Co可能改变Ce的体积,有望改变其价态从混合价到+3价,提高其内禀性能。因此,本文在Ce8.5Nd4Fe81.5B6磁体中分别添加原子比为3 at.%、6 at.%、9 at.%的Co元素替代Fe。通过XRD谱发现添加Co元素后2:14:1相的衍射峰右移,说明晶格常数变小。用XPS对磁体中...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铁磁体技术磁化与反磁化过程
内蒙古科技大学硕士学位论文-6-加，这部分增加的能量就是畴壁能，畴壁的厚度由Eex和EA的平衡决定。畴壁变薄会减小EA增加Eex。1.3.2.技术磁化过程图1.1铁磁体技术磁化与反磁化过程为区别铁磁性和亚铁磁性物质的自发磁化，我们把他们在磁场中的磁化叫做技术磁化。图1.2铁磁体技术磁化曲线假设铁磁性磁体有两个磁畴，如图1.1(a)所示：当磁场为零时，左磁场与右磁场的原子磁矩数目相等，方向相反，宏观上不显示磁性。当沿横坐标正方向施加外磁场H1时，左磁畴扩大，右磁畴缩小，畴壁快速地向右移动，导致沿磁场方向磁化强
内蒙古科技大学硕士学位论文-7-度陡然增加，正如图1.2的ab段所示。当外磁场增加到HR即C点时,对应图1.1(c)，畴壁位移结束，整个磁体变成一个单畴体。继续增加磁场到HS，磁体的原子磁矩慢慢转动到外磁场方向。此时磁体以技术磁化到饱和，这时的磁化强度成为饱和磁化强度，技术磁化过程是由畴壁移动和磁矩转动两种方式来实现的[12,13]。技术磁化到饱和后再将外磁场去掉，原子磁矩将转动到椭球的长轴方向上，在原磁场方向上还保留有Mr的值，Mr被称为剩余磁化强度。对应图1.1(e)和图1.2中e的位置。此时，给磁体施加一个横轴反方向的磁场，当H小于HN时，原子磁矩还大体维持在原磁化方向上，因此退磁曲线随反向磁场强度的增加，Mr降低缓慢。当反磁化场强度增加到HN时，就在磁体内产生一个反磁化畴，随着反磁化场强度的增加,反向磁畴迅速扩大，正向畴缩小，致使磁化强度向反方向迅速的增加。当方磁化场强度增加至Hcj时，正向畴和反向畴大小相等，磁化强度为零，此时反向磁场强度称为内禀矫顽力。Hcj由反磁化畴的形核场HN决定。1.3.3.相组成、微结构图1.3三元Nd-Fe-B系600℃以下相平衡图图1.4烧结Nd-Fe-B磁体的背散射照片相图能很好的表示材料相之间的关系，图1.3是三元钕铁硼系平衡相图。S-NdFeB永磁材料的成分正好处于T1T2Nd三角形内非常靠近T1相的那个角[14~17]，由T1(Nd2Fe14B主相)、T2(富B相)、Nd(富Nd相)三个相组成[18]。此时S-NdFeB的显微组织分布如图1.4所示，多边形的灰色部分为2:14:1相。在磁体中的体积分数高达
【参考文献】：
期刊论文
[1]Evolution of structure and magnetic properties in PrCo5 magnet for high energy ball milling in ethanol[J]. 李柱柏,兰剑亭,张雪峰,刘艳丽,李永峰. Chinese Physics B. 2015(08)
[2]Optimal design of sintered Ce9Nd21FebalB1 magnets with a low-melting-point （Ce,Nd）-rich phase[J]. Shu-lin Huang,Hai-bo Feng,Ming-gang Zhu,An-hua Li,Yan-feng Li,Ya-chao Sun,Yue Zhang,Wei Li. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(04)
[3]Phase constitution and microstructure of Ce–Fe–B strip-casting alloy[J]. 严长江,郭帅,陈仁杰,李东,闫阿儒. Chinese Physics B. 2014(10)
[4]烧结型钕铁硼的制备工艺及其发展趋势[J]. 贾小武,吴艳,彭光怀,胡乔生. 江西化工. 2013(04)
[5]高性能Nd-Fe-B复合永磁材料微磁结构与矫顽力机制[J]. 朱明刚,方以坤,李卫. 中国材料进展. 2013(02)
[6]双主相合金法添加镝对烧结Nd-Fe-B磁性能及微观结构的影响[J]. 王景代,冯海波,李安华,李岩峰,黄书林,朱明刚,李卫. 中国稀土学报. 2013(01)
[7]NdFeB永磁体织构与微结构参数的XRD分析[J]. 王宁,王超群. 物理测试. 2007(03)
[8]不同工艺制备烧结NdFeB磁体的显微组织和磁性能研究[J]. 郭炳麟,李波,喻晓军,王东玲,马诺. 稀土. 2005(03)
[9]高工作温度烧结钕铁硼磁体的研究现状[J]. 谭春林,包大新,严密. 材料导报. 2005(04)
[10]影响烧结NdFeB矫顽力因素的研究概况[J]. 胡礼福,易健宏,彭元东,吕豫湘,叶途明. 金属功能材料. 2004(01)
博士论文
[1]高丰度稀土永磁材料的内禀磁性和矫顽力机理研究[D]. 熊杰夫.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2018
[2]含Ce磁体微结构与磁性能的研究[D]. 黄书林.北京科技大学 2015
硕士论文
[1]高Ce含量（Nd,Ce）-Fe-B磁体显微组织与磁性能研究[D]. 李江涛.浙江大学 2017
[2]含Gd、Ce液相合金对烧结钕铁硼磁体性能和组织影响[D]. 张小磊.内蒙古工业大学 2009
[3]退火工艺对Fe3B/Nd2Fe14B纳米晶稀土永磁材料磁性能的影响[D]. 呼努斯图.内蒙古大学 2005
[4]烧结NdFeB永磁体制备中的相关问题研究[D]. 杨眉.四川大学 2002
本文编号：3452046
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铁磁体技术磁化与反磁化过程
内蒙古科技大学硕士学位论文-6-加，这部分增加的能量就是畴壁能，畴壁的厚度由Eex和EA的平衡决定。畴壁变薄会减小EA增加Eex。1.3.2.技术磁化过程图1.1铁磁体技术磁化与反磁化过程为区别铁磁性和亚铁磁性物质的自发磁化，我们把他们在磁场中的磁化叫做技术磁化。图1.2铁磁体技术磁化曲线假设铁磁性磁体有两个磁畴，如图1.1(a)所示：当磁场为零时，左磁场与右磁场的原子磁矩数目相等，方向相反，宏观上不显示磁性。当沿横坐标正方向施加外磁场H1时，左磁畴扩大，右磁畴缩小，畴壁快速地向右移动，导致沿磁场方向磁化强
内蒙古科技大学硕士学位论文-7-度陡然增加，正如图1.2的ab段所示。当外磁场增加到HR即C点时,对应图1.1(c)，畴壁位移结束，整个磁体变成一个单畴体。继续增加磁场到HS，磁体的原子磁矩慢慢转动到外磁场方向。此时磁体以技术磁化到饱和，这时的磁化强度成为饱和磁化强度，技术磁化过程是由畴壁移动和磁矩转动两种方式来实现的[12,13]。技术磁化到饱和后再将外磁场去掉，原子磁矩将转动到椭球的长轴方向上，在原磁场方向上还保留有Mr的值，Mr被称为剩余磁化强度。对应图1.1(e)和图1.2中e的位置。此时，给磁体施加一个横轴反方向的磁场，当H小于HN时，原子磁矩还大体维持在原磁化方向上，因此退磁曲线随反向磁场强度的增加，Mr降低缓慢。当反磁化场强度增加到HN时，就在磁体内产生一个反磁化畴，随着反磁化场强度的增加,反向磁畴迅速扩大，正向畴缩小，致使磁化强度向反方向迅速的增加。当方磁化场强度增加至Hcj时，正向畴和反向畴大小相等，磁化强度为零，此时反向磁场强度称为内禀矫顽力。Hcj由反磁化畴的形核场HN决定。1.3.3.相组成、微结构图1.3三元Nd-Fe-B系600℃以下相平衡图图1.4烧结Nd-Fe-B磁体的背散射照片相图能很好的表示材料相之间的关系，图1.3是三元钕铁硼系平衡相图。S-NdFeB永磁材料的成分正好处于T1T2Nd三角形内非常靠近T1相的那个角[14~17]，由T1(Nd2Fe14B主相)、T2(富B相)、Nd(富Nd相)三个相组成[18]。此时S-NdFeB的显微组织分布如图1.4所示，多边形的灰色部分为2:14:1相。在磁体中的体积分数高达
【参考文献】：
期刊论文
[1]Evolution of structure and magnetic properties in PrCo5 magnet for high energy ball milling in ethanol[J]. 李柱柏,兰剑亭,张雪峰,刘艳丽,李永峰. Chinese Physics B. 2015(08)
[2]Optimal design of sintered Ce9Nd21FebalB1 magnets with a low-melting-point （Ce,Nd）-rich phase[J]. Shu-lin Huang,Hai-bo Feng,Ming-gang Zhu,An-hua Li,Yan-feng Li,Ya-chao Sun,Yue Zhang,Wei Li. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(04)
[3]Phase constitution and microstructure of Ce–Fe–B strip-casting alloy[J]. 严长江,郭帅,陈仁杰,李东,闫阿儒. Chinese Physics B. 2014(10)
[4]烧结型钕铁硼的制备工艺及其发展趋势[J]. 贾小武,吴艳,彭光怀,胡乔生. 江西化工. 2013(04)
[5]高性能Nd-Fe-B复合永磁材料微磁结构与矫顽力机制[J]. 朱明刚,方以坤,李卫. 中国材料进展. 2013(02)
[6]双主相合金法添加镝对烧结Nd-Fe-B磁性能及微观结构的影响[J]. 王景代,冯海波,李安华,李岩峰,黄书林,朱明刚,李卫. 中国稀土学报. 2013(01)
[7]NdFeB永磁体织构与微结构参数的XRD分析[J]. 王宁,王超群. 物理测试. 2007(03)
[8]不同工艺制备烧结NdFeB磁体的显微组织和磁性能研究[J]. 郭炳麟,李波,喻晓军,王东玲,马诺. 稀土. 2005(03)
[9]高工作温度烧结钕铁硼磁体的研究现状[J]. 谭春林,包大新,严密. 材料导报. 2005(04)
[10]影响烧结NdFeB矫顽力因素的研究概况[J]. 胡礼福,易健宏,彭元东,吕豫湘,叶途明. 金属功能材料. 2004(01)
博士论文
[1]高丰度稀土永磁材料的内禀磁性和矫顽力机理研究[D]. 熊杰夫.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2018
[2]含Ce磁体微结构与磁性能的研究[D]. 黄书林.北京科技大学 2015
硕士论文
[1]高Ce含量（Nd,Ce）-Fe-B磁体显微组织与磁性能研究[D]. 李江涛.浙江大学 2017
[2]含Gd、Ce液相合金对烧结钕铁硼磁体性能和组织影响[D]. 张小磊.内蒙古工业大学 2009
[3]退火工艺对Fe3B/Nd2Fe14B纳米晶稀土永磁材料磁性能的影响[D]. 呼努斯图.内蒙古大学 2005
[4]烧结NdFeB永磁体制备中的相关问题研究[D]. 杨眉.四川大学 2002
本文编号：3452046
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3452046.html
