烧结钕铁硼的研究与应用进展

从配方、添加元素和制备工艺方面概述了烧结钕铁硼永磁材料的研究现状,介绍了该材料在相关领域的应用进展。通过对比分析,展望了我国烧结钕铁硼永磁材料的研究应用方向。     

采用Matlab软件分析（PrNd）xAl0.12Nb0.2Cu0.13B1.05Fe98.5-x合金的失重性能

研究了采用高压加速老化试验机对HD工艺和普通工艺制备的两种(PrNd)xAl0.12Nb0.2Cu0.13B1.05-Fe98.5-x合金样品在温度为130℃,压强为0.22MPa,湿度为95%的极端环境条件下处理168h后的失重情况,通过磁化特性自动测量仪检测了其老化前后的磁性能,用激光粒度仪测试了其原始粉末粒度,并用Matlab软件对两种样品的SEM微观结构照片中富Nd相的含量进行了分析。结果表明,两种样品的富Nd相含量有区别,普通工艺制备样品为7.63%,而HD工艺制备样品为7.80%,且磁性能也较好,粉末平均粒度较小,前者却相对较大。此外,二者的平均失重率分别是-3.5386mg·cm-2和-0.1645mg·cm-2。另一方面,经过失重试验后,前者的剩余磁通密度Br降低了0.74%,后者仅仅降低了0.64%,两者的内禀矫顽力Hcj也分别降低了2.28%和1.14%,方形度Hk/Hb分别降低了24.9%和0.10%,最大磁能积(BH)max降低了2.84%和2.06%。     

几种常见介质对NdFeB磁体的腐蚀研究

采用失重法,分别在空气、自来水、氯化钠溶液、硫酸溶液及氢氧化钠溶液等几种常见介质中,对NdFeB磁体不同温度下的腐蚀情况进行了研究。结果表明:在同种介质中,NdFeB磁体的腐蚀速率随温度的升高而加快;pH值较小时,腐蚀严重;而当溶液的pH值增加时,样品的腐蚀速率减缓;当pH>10时,样品的质量基本不减少;pH>12,θ>25℃时,样品表面会形成碱式化合物,总质量增加,样品几乎不再受到腐蚀。     

合金铸片制粉工艺对烧结NdFeB材料性能的影响

对片铸工艺制备的同批次NdFeB合金铸片分别采用传统工艺(磨机破碎+气流磨)和新工艺(氢爆碎+气流磨)制粉,并将两种料粉分别通过磁场取向成型、真空烧结及热处理制成烧结NdFeB磁体。对比分析了两种制粉工艺制备的烧结NdFeB材料的显微结构和磁性能。结果表明,采用氢爆碎与气流磨结合的制粉制备的磁性能更高。     

超高矫顽力NdFeB磁体研究

为制备超高矫顽力的烧结钕铁硼磁体,设计了材料配方(PrNd)23.5Dy8.7FebalAl0.7Nb0.6Cu0.02B1.05,采用了先进的工艺技术,包括片铸、氢爆碎(HD)、高纯氮气流磨制粉、高取向度密封成型、冷等静压、高温高真空烧结等.实验结果表明,由该工艺制备的粉末平均粒度为 4.5μm;磁体晶粒细小均匀,富钕相弥散分布在Nd2Fe14B主相周围.磁体的剩余磁通密度为1.12T,内禀矫顽力达到2430.2kA/m,最大磁能积达到了246.0kJ/m.     

不同工艺所制备烧结Nd-Fe-B合金的耐腐蚀性研究

研究了氢破碎(HD)工艺和常规(CG)工艺制备的烧结Nd-Fe-B合金样品在HCl溶液、Na(OH)溶液及饱和食盐水中的耐腐蚀性,并对两种工艺所制备样品的微观形貌进行了分析。结果表明,在HCl溶液、Na(OH)溶液及饱和食盐水中,样品在前8h内的腐蚀速率均较快,随后腐蚀速率均变慢;HCl溶液对烧结Nd-Fe-B合金的腐蚀性比Na(OH)溶液、饱和食盐水强得多。氢破碎工艺制备的合金耐腐蚀性优于常规工艺制备的合金,且未充磁合金的耐腐蚀性优于充磁合金。     

不同状态NdFeB合金相结构及硬度分析

通过常规的粉末冶金工艺,制备了成分为(PrNd)32.5B1.05Febal(质量比)的烧结磁体,对其铸锭、烧结和回火状态下样品的微观组织和各相的硬度进行了分析测试。结果表明,烧结和回火态样品主要的相均来源于铸锭,而铸锭中的缺陷相则要在磁体中重新分布排列。在三种样品中,铸锭Nd2Fe14B相和富Nd相的硬度均较低,烧结态样品的Nd2Fe14B相和富Nd相的硬度最高,而回火状态下的Nd2Fe14B相和富Nd相硬度介于前面二者之间。     

高压技术对烧结NdFeB性能和微观结构的影响

采用高压和常规压制方式制备了烧结(PrNd)33Al0.7Nb0.6Cu0.1B1.05Febal(质量分数)永磁体,利用扫描电镜、金相显微镜和振动样品磁强计及维氏硬度计对比研究了两种压制方式对样品微观组织和性能的影响。结果发现:与常规压制方式制备样品相比,1.8GPa压强成型制备样品的Hcj和(BH)max分别提高了133kA.m-1和0.6kJ.m-3;而3.6GPa压强成型制备样品的Hcj和(BH)max分别提高了120.3kA.m-1和3.2kJ.m-3。高压样品的主相晶粒较细小,富稀土相分布均匀合理,但过高的压强将使其维氏硬度降低。     

铸锭冷却方式对NdFeB磁体微观结构和磁性能的影响

对制备Nd14.9Fe77.8Al0.3Cu0.2B6.8磁性材料过程中的薄板双面冷却铸锭和圆盘单面冷却铸锭进行了显微结构和物相特征分析,并对其磁体样品进行了微观组织及磁性能研究.结果表明,双面冷却铸锭较单面冷却铸锭具有更均匀的晶粒尺寸和更少的α-Fe相;双面冷却铸锭所制备磁体样品的组织比单面冷却铸锭所制备磁体样品的更加均匀,剩余磁通密度Br高0.02 T,内禀矫顽力Hcj大2.5 kA/m,最大磁能积(BH)m高2.8 kJ/m3.     

超高压成型制备的烧结NdFeB磁体

采用超高压成型以常规工艺制备了设计成分为(PrNd)33Al0.7Nb0.6Cu0.1B1.05Febal(质量比)的烧结磁体。对样品的外观、密度和磁性能的观测和分析表明,高压成型提高了生坯密度,但导致生坯产生裂纹。此外,与常规成型的样品相比,1.8GPa压力成型制备的样品Br和Hcj及(BH)max得到提高;而3.6GPa压力成型制备样品的Br虽没有变化,但Hcj和(BH)max提高。