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    寧波材料所高性能熱變形釹鐵硼磁體研究獲進(jìn)展

    發(fā)表時(shí)間:2017-04-11   文章來(lái)源:

     

                      2017-03-28 16:02:27 來(lái)源: 寧波材料技術(shù)與工程研究所
     
     
    熱變形永磁材料
        熱變形Nd-Fe-B永磁材料在溫度和外力作用下沿壓力方向發(fā)生Nd2Fe14B晶粒擇優(yōu)生長(cháng),形成強<001>織構,且磁體本身晶粒細小、溫度穩定性?xún)?yōu)異、耐腐蝕性強,在制備高效率伺服電機應用的輻射取向環(huán)形永磁體方面具有廣泛的應用前景。但由于熱變形磁體前驅體——“快淬磁粉”微結構不均勻,熱變形磁體內不可避免地存在部分無(wú)取向等軸粗晶,這極大地影響了磁體磁性能。如何克服快淬磁粉微結構不均勻,并在此基礎上制備高性能熱變形Nd-Fe-B磁體便成為一個(gè)重要議題。

        中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所稀土磁性功能材料實(shí)驗室在多年熱變形釹鐵硼磁體研發(fā)的基礎上,利用新型壓力擴散技術(shù)&高溫織構生長(cháng)成功制備了高磁能積熱變形Nd-Fe-B磁體,F有研究結果表明:傳統重稀土共熔合金擴散(如Dy-Cu等)在提高磁體內稟矯頑力Hc時(shí)會(huì )破壞原有<001>織構,擴散磁體中重稀土原子與鐵原子磁矩的反平行排列也會(huì )大幅降低2:14:1相飽和磁化強度Ms,因此矯頑力提升基本上是以犧牲部分剩余磁化強度為代價(jià)。目前尚無(wú)一種方法能在同一擴散體系中實(shí)現磁體磁能積(BH)max和矯頑力Hc的共同提高。實(shí)驗室打破傳統晶粒尺寸對熱變形Nd-Fe-B磁體的束縛,在適宜的高溫條件下,借助磁體內<001>織構調控晶粒擇優(yōu)生長(cháng),消除錯取向粗晶,實(shí)現磁體宏觀(guān)取向結構優(yōu)化,制備出Hc = 7.8 kOe、(BH)max = 48 MGOe的熱變形磁體。在此基礎上,又創(chuàng )造性地發(fā)明了“壓力輔助注入擴散”技術(shù):在磁體熱變形過(guò)程中利用壓力將Dy-Cu共熔合金直接注入到磁體內部,通過(guò)后續高溫織構再生長(cháng),制備出Hc = 10 kOe,(BH)max = 53MGOe的高性能熱變形磁體。

        該方法有效改善了磁體近表面<001>織構(如下圖),并在后續高溫過(guò)程中Dy-Cu擴散形成了高磁晶各向異性場(chǎng)的(Dy,Nd)2Fe14B/Nd2Fe14B“shell-core”結構的同時(shí)抑制了近表面晶粒生長(cháng),為磁體矯頑力和磁能積的共同提高奠定基礎。相關(guān)結果發(fā)表于國際期刊《科學(xué)報告》(Scientific Reports 6, 38335, (2016), doi:10.1038/srep38335);《合金與化合物雜志》(Journal of Alloys and Compounds (2017, Accepted));申請中國發(fā)明專(zhuān)利201610212535.4,并入選“2016年中國稀土十大科技新聞”。

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