烧结NdFeB磁体表层氧化行为的研究
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腐蚀与防护NdFeB磁体防腐蚀研究南开大学化学系(天津300071) 张守民 周永洽摘 要 对N dFeB磁体的腐蚀机理、目前研究开发的防护涂层的工艺、特点及存在的问题进行了总结,并提出了改进措施。
关键词 N dF eB磁体 防腐蚀 涂层 镀层1 前 言N dF eB磁体在室温下具有高的饱和磁化强度、高的矫顽力和大的磁能积[1],且资源丰富,具有较高的性价比,在音圈电机、磁共振成像、一般电机、发电机、传感器、仪表等领域获得了广泛应用[2]。
但是,N dFeB磁体存在着耐腐蚀性能差的缺点[3],严重影响了其应用,所以N dF eB的防腐蚀研究具有很重要的意义。
2 腐蚀机理对N dFeB危害最严重的是氧,所谓磁体的腐蚀主要表现为氧化过程[4,5]。
关于N dF eB磁体的腐蚀机理,还没有比较深入、系统的研究报告,但从目前的研究结果来看,最终导致N dF eB磁体腐蚀破坏的具体腐蚀形态都是晶间腐蚀。
T.M ino wa等对腐蚀机理进行的研究表明[6],NdF eB磁体由N d2F e14B相、富N d相和富B相三相组成。
相互接触的各相的电化学电位不相同,必然会引起电化学反应,即形成原电池。
这些相的腐蚀程度有下列顺序:富B相>富N d相>N d2Fe14B相,因此富B相和富Nd相相对于N d2F e14B相来说在原电池中成为阳极,导致优先腐蚀。
由于Nd2F e14B晶粒、富N d相和富B相的相对含量差别较大,局部腐蚀电池具有小阳极大阴极的特点,作为阳极金属的少量富N d相和富B相承担了很大的腐蚀电流密度,使其沿N d2F e14B相晶界加速腐蚀,形成晶间腐蚀。
带金属镀层的N dF eB磁体,一旦金属镀层出现空隙裂纹或蚀坑,在腐蚀介质中磁体与镀层也会发生电化学腐蚀。
A.S.K im等研究了氧使N dFeB磁体的磁性能下降的机理[7]。
由SEM(扫描电镜)观察发现,富氧合金在晶界处有较多细小的第二相颗粒,而低氧合金在晶界处这样的颗粒较少。
万方数据第3期姜力强等:烧结钕铁硼在各种酸介质中的腐蚀研究·341·辱吾吾一.耄一山CurrentDensity,log(i)/A-cm-2图1烧结钕铁硼在各种介质中的动电位极化曲线Fig.1PotentiodynamicpolarizationcurvesofsinteredNdFeBinvarioussolutions表1动电位极化曲线所对应的电化学参数Table1Electrochemicalparametersobtainedfrom£竺!!竺!12璺羔呈苎竺!!旦竺!苎!!!兰!!竺竺!竺!:!!E。
(卢0)厶。
/mV/mA3.2腐蚀速率研究烧结钕铁硼磁体在各种酸性介质中的平均腐蚀速率如表2所示。
从表2可以看出,在近似摩尔的氢离子浓度下,盐酸与硫酸的腐蚀速率接近,是硝酸的2.8倍,磷酸的50倍。
烧结钕铁硼浸在草酸1h后称重,出现了微量增重的现象,这可能由于表面形成了一层水合态的钝化膜,这与动电位扫描的结果是吻合的。
表2烧结钕铁硼在各种介质中的平均腐蚀速率Table2AveragecorrosionrateofsinteredNdFeBinvarioussolutionsH+concentrationCorrosionrateM。
dium/mo·.一·l-.h/molL/g11-l●‘●5%HN011.170.26533%HCl1.070.72754%H2S041.530.74642.5%H3P041.150.014270g/LC2H2041.29—0.00033.3腐蚀的宏观及微观形貌观察经酸腐蚀1h且超声波清洗干燥后的烧结钕铁硼外观及颜色变化见图2。
经硝酸长时问腐蚀后原来平整的表面呈银白色,边缘腐蚀严重;而硫酸和盐酸介质中钕铁硼体积失重较大,但表面平整,呈银灰色,在盐酸中表现出“滞后性腐蚀”,由于cl。
的离子半径小,有强渗透性【111,侵蚀过程中渗入钕铁硼的孔隙中,放置一段时间后试样出现许多锈点;在磷酸及草酸中除了原来银白色的外观变成黑色外,无明显点腐蚀现象。
Nd2Fe2B磁体烧结致密化过程的研究刘湘涟13,周寿增2(1.湘潭大学机械工程学院,湖南湘潭411105;2.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京100083)摘要:定量描述了Nd2Fe2B磁体的烧结致密化过程,分析了有效稀土含量、合金粉末粒度与烧结致密化过程的关系,讨论了Nd2Fe2B磁体烧结过程的致密化机制。
Nd2Fe2B磁体烧结致密化过程可分为3个阶段,即致密化过程迅速进行阶段、缓慢进行阶段、相对稳定阶段;随着烧结温度的上升,第一阶段表现得更为突出,第二阶段对应的烧结时间区段大大缩短。
有效稀土含量的提高、合金粉末粒度的减小显著促进Nd2Fe2B 磁体烧结致密化过程。
主相颗粒重排以及主相颗粒长大与形状适位性变化是Nd2Fe2B磁体烧结过程的两类主要致密化机制,而且后者对于Nd2Fe2B烧结磁体实现完全致密化起着决定性的作用。
关键词:Nd2Fe2B磁体;烧结;致密化;稀土中图分类号:T M273 文献标识码:A 文章编号:0258-7076(2006)05-0604-06 烧结是粉末或粉末生坯在一定的温度下和气氛中保持适当的时间所发生的过程。
在烧结过程中,发生一系列的物理和化学的变化,粉末颗粒的聚集体转变为晶粒的聚结体,从而获得所需性能的材料或制品[1]。
经过烧结过程之后,相对于生坯来说,Nd2Fe2B磁体不仅具有比较高的致密化程度,而且形成了具有一定特征的显微组织。
致密化程度对烧结Nd2Fe2B磁体的磁性能有着重要影响,相对密度即使提高1%,其剩磁与磁能积均有显著的提高。
提高致密化程度是制造高性能烧结Nd2Fe2B磁体的关键技术之一[2,3]。
烧结Nd2 Fe2B磁体具有高致密化程度,显微组织精细均匀,避免或减少显微组织中疏松和孔洞的存在,不仅可以提高产品磁性能,而且可以从根本上改善产品的机械加工性能和电镀层质量[4]。
本文直接在工业生产线上制备不同试验条件下的烧结Nd2Fe2B磁体样品,定量描述Nd2Fe2B磁体的烧结致密化过程,分析有效稀土含量、合金粉末粒度与烧结致密化过程的关系,讨论Nd2Fe2B磁体烧结过程的致密化机制。
烧结钕铁硼的腐蚀NdFeB磁体的腐蚀破坏有两种机制:-是氧化剥落,二是吸氢粉化,但究竟是哪一种,现在还在研究之中。
笔者认为,这两者都对磁体的腐蚀破坏起作用,但在特定的环境条件下,可能是以某种机制的作用为主。
例如,在较高温度,干燥的环境中,磁体的腐蚀以氧化破坏为主;而在潮湿的环境下,富钕相发生反应生成Nd(OH)3时会产生H2,导致发生吸氢反应,尤其是在酸性介质中,Nd、Fe 与H+的反应生成H2,也必然会导致主相和富钕相的吸氢粉化。
因此,富钕相的氧化剥落和吸氢粉化是导致磁体腐蚀破坏的重要原因。
目前,对于烧结NdFeB永磁体有效的防腐方法归纳起来主要有两类:-类是增强磁体自身的防腐性能,另-类是对磁体进行表面防护处理。
1增强NdFeB磁体自身的防腐性能NdFeB材料的腐蚀表现为不同相之间的晶间腐蚀,其腐蚀原动力在于主相与富钕相、富硼相之间的化学电动势差。
因此,从合金的成分设计着手,要改善晶间相的成分、腐蚀电位和导电性,尽量减少不同相之间的腐蚀电位差,避免或者减弱晶间腐蚀,降低腐蚀电流密度。
通过对磁体中稀土总含量与氧含量对大块烧结Nd-Fe-B系永磁材料氧化速度的影响的研究,表明磁体的腐蚀速度随稀土总含量的降低而降低,随氧含量的升高而降低[32,33]。
采用添加元素的方法已经有大量的研究报道。
文献[34]中提到,根据Fidler的研究,将NdFeB磁体的掺杂元素分为两类:①M1=(Al,Cu,Zn,Ga,Ge,Sn);②M2=(V,Mo,W,Nb,Ti,Zr)。
其中第-类形成Nd-M1或Nd-M1-Fe晶间相,第二类形成M2-B或Fe-M2-B晶间相。
与没有掺杂时的相相比,这些在晶间区形成的新相具有较正的腐蚀电位,可以减弱晶间区相的反应分解,延缓晶界腐蚀的产生。
Bala[35]等研究了1-6at%Al的添加对NdFeB磁体耐腐蚀性的影响,研究表明Al的加入能够形成钝化膜,抑制磁体在空气中的氧化。
Fernengel等的研究[36]表明通过添加元素Co可以形成某些具有改性功能的晶间相,尤其是Nd3Co相具有更高的化学稳定性,当Co的掺入量达到3.5at%时,能够改善NdFeB磁体的耐腐蚀性能。
S、P在烧结Nd-Fe-B永磁材料中的作用研究摘要针对目前Nd-Fe-B永磁材料中S、P元素的含量与性能存在较大争议,本文系统研究了S、P在烧结Nd-Fe-B永磁材料中的作用。
首先采用XRD、SEM等手段对样品进行了表征,表明添加S、P元素并不影响样品的磁性能和晶体结构。
然后分别加入不同量的S、P元素,并对其烧结温度、烧结时间和其他参数进行优化和控制。
结果发现,适量的S、P元素添加可显著提高样品的磁性能,具体表现为提高剩磁、矫顽力和最大能积等指标,其中添加1.0 wt%的S和0.2 wt%的P效果最优,其最大能积分别提高了12.7%和10.5%。
同时,S、P的添加还可以提高样品的抗腐蚀性和烧结细度。
通过对烧结机理的探究,发现S、P可阻碍样品烧结过程中的颗粒生长、晶粒长大和相互作用,从而使其晶粒尺寸更加均匀细小,磁畴更加集中和有序,进而显著提高了样品的磁性能和物理化学性能。
关键词:Nd-Fe-B永磁材料;S、P元素;磁性能;烧结;机理AbstractIn view of the current controversy over the content and performance of S and P elements in Nd-Fe-B permanent magnet materials, this paper systematicallystudies the role of S and P in sintering Nd-Fe-B permanent magnet materials. First, the samples were characterized by XRD, SEM and other methods, which showed that adding S and P elements did not affect the magnetic properties and crystal structure of the samples. Then, different amounts of S and P elements were added, and their sintering temperature, sintering time and other parameters were optimized and controlled. The results showed that appropriate amounts of S and P element addition couldsignificantly improve the magnetic properties of the samples, specifically improving the remanence, coercivity and maximum energy product indicators, with optimal effects observed by adding 1.0 wt% S and 0.2 wt% P, which increased the maximum energy product by 12.7% and 10.5%, respectively. At the same time, the addition of S and P could also improve the corrosion resistance and sintering fineness of the samples. Through the exploration of sintering mechanism, it was found that S and P could hinder the particle growth, grain growth and interaction in the sintering process, making the grain size more uniform and smaller, the magnetic domain more concentrated and orderly, thus significantly improving the magnetic properties and physical and chemical properties of the samples.Keywords: Nd-Fe-B permanent magnet materials; S and P elements; magnetic properties; sintering; mechanisNd-Fe-B permanent magnet materials are widely used in various fields due to their high magnetic properties. In the sintering process, the addition of S and P elements has been shown to have a significant impact on the microstructure and magnetic properties of the samples.S and P elements can act as inhibitors in the sintering process, hindering the particle growth and grain growth, and promoting the formation of uniform and small grain size. This can result in a more concentrated and orderly magnetic domain structure, leading to improved magnetic properties.In addition to improving the magnetic properties, the addition of S and P elements can also enhance the physical and chemical properties of the samples. For instance, the corrosion resistance and thermal stability can be improved with the help of S and P elements.The mechanism of S and P element's effect on the sintering process is still not fully understood. However, it is believed that the inhibition effect ofS and P elements is related to their chemical interactions with the Nd-Fe-B alloy, which can affect the diffusion process during sintering.In conclusion, the addition of S and P elements to Nd-Fe-B permanent magnet materials can significantly improve their magnetic properties, physical and chemical properties, as well as their microstructure. Further research is needed to fully understand the underlying mechanism of this effectOne of the potential applications for Nd-Fe-B permanent magnets is in electric vehicles. These magnets are used in the motors that drive the wheelsof an electric vehicle, providing significant advantages over traditional combustion engines. One of the benefits is higher torque density, meaning the vehicle can accelerate more quickly. Additionally, electric vehicles using Nd-Fe-B magnets can operate more efficiently due to the ability of these magnetsto generate high magnetic fields at high speeds.However, there are challenges associated with usingNd-Fe-B magnets in electric vehicles, including issues with temperature stability and durability. Theaddition of S and P elements to Nd-Fe-B magnets could potentially help address these challenges. For example,the improved thermal stability of S and P-doped magnets could lead to better performance at higher temperatures, which is important in electric vehicles where the heat generated by the motor can increase rapidly. Additionally, more durable Nd-Fe-B magnets would reduce the need for frequent maintenance or replacement of components in electric vehicles.Another potential application for S and P-doped Nd-Fe-B magnets is in wind turbines. These magnets are used in the generator that converts the mechanical energy of the spinning blades into electrical energy. Nd-Fe-B magnets provide high efficiency and power density, making them ideal for use in wind turbines. However, they are also subject to corrosion and degradation, which can reduce their lifespan and efficiency. By adding S and P elements to Nd-Fe-B magnets, it may be possible to improve their corrosion resistance and durability, increasing the overall performance and lifespan of wind turbines.In addition to these applications, S and P-doped Nd-Fe-B magnets could also have potential uses in other industries, such as aerospace, medical devices, and consumer electronics. For example, these magnets could be used to improve the performance and efficiency of electric motors used in aircraft, or in medicaldevices such as MRI machines.In conclusion, the addition of S and P elements to Nd-Fe-B permanent magnet materials has the potential to significantly improve their magnetic, physical, and chemical properties. This could lead to improved performance and efficiency in a variety of applications, including electric vehicles, wind turbines, aerospace, medical devices, and consumer electronics. Further research is needed to fully understand the underlying mechanisms of the effect of S and P elements on Nd-Fe-B magnets, as well as to explore their potential applications in various industriesIn addition to their potential application in various industries, the development of rare-earth-based magnetic materials also needs to consider the increasing demand for sustainable and environmentally-friendly materials. The production of rare earth elements involves a significant amount of energy consumption and environmental impact, leading to concerns about the sustainability of the industry.To address these concerns, researchers have explored various approaches to reduce the environmental impact of rare earth production and minimize the reliance onthese materials. One promising approach is the development of alternative magnetic materials that can replace rare earth-based magnets in certain applications.For example, some researchers have explored the use of recycled magnets or magnetic materials based on non-rare earth elements, such as iron, cobalt, and nickel. These materials have the potential to provide comparable performance and efficiency to rare earth-based magnets while reducing the environmental impact and cost of production.Another approach is the development of innovative magnet designs and structures that can improve the performance and efficiency of existing magnets. For example, researchers have explored the use of nanostructures or thin films to enhance the magnetic properties of magnets, as well as the use of magnetic composites to achieve specific magnetic properties and performance.Overall, the development of rare-earth-based magnetic materials has the potential to bring significant benefits to various industries, including energy, transportation, healthcare, and electronics. However, further research is needed to fully understand theunderlying mechanisms of these materials and their potential applications, as well as to address the sustainability issues associated with the production of rare earth elementsIn conclusion, rare-earth-based magnetic materials have unique magnetic properties that make them essential for various applications, including energy, transportation, healthcare, and electronics. The manipulation of rare earth elements allows for the production of tailored magnetic properties forspecific performance targets. While these materials offer significant potential benefits, sustainability concerns surrounding the production of rare earth elements must be addressed. Further research is needed to fully exploit these materials' potential and understand the underlying mechanisms, leading to more opportunities for innovative applications。
烧结NdFeB永磁的腐蚀行为及机理研究的开题报告题目:烧结NdFeB永磁的腐蚀行为及机理研究研究背景:烧结NdFeB永磁材料以其高磁能积、高磁饱和磁感应强度等优异的磁性能,逐渐成为制造高性能电机、磁力传动等领域的重要材料。
然而,该材料在外部环境下的腐蚀性能却是一个极大的问题,如果不得到有效的控制和预防,会导致材料性能下降,甚至失效,因此对烧结NdFeB永磁材料的腐蚀行为及机理进行深入的研究具有重要的科学意义和实际应用价值。
研究内容:1. 分析烧结NdFeB永磁材料的化学成分及微观结构;2. 研究烧结NdFeB永磁材料在不同腐蚀环境下的腐蚀行为和磁性能变化,包括浸泡腐蚀、电化学腐蚀等;3. 探究腐蚀机理,分析腐蚀产物的形貌、组成及其对材料性能影响,例如孔洞等缺陷的形成和演化过程;4. 提出有效的腐蚀控制和预防措施,如表面涂层、添加抗氧化剂等。
研究意义:1. 研究烧结NdFeB永磁材料的腐蚀行为及机理,为加强对该材料腐蚀性能的认识提供了科学依据;2. 根据烧结NdFeB永磁材料的腐蚀机理,提出有效的预防和控制措施,为保障该材料的使用性能提供了指导;3. 对烧结NdFeB永磁材料的性能控制和改进有重要的参考价值,对提高我国的材料制造技术和产品竞争力具有积极意义。
研究方法:1. 分析烧结NdFeB永磁材料的化学成分、晶体结构和微观形貌,采用扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段进行表征和分析;2. 采用不同的腐蚀试验方法,如浸泡腐蚀、电化学腐蚀等,分析烧结NdFeB永磁材料的腐蚀行为;3. 对腐蚀产物进行分析和表征,研究其组成、形貌、结构等特征,获得腐蚀机理的进一步认识;4. 提出合理有效的腐蚀防护措施,通过对材料表面涂层等方式进行抗腐蚀加工和处理,并对其腐蚀性能进行评价和比较。
预期结果:1. 对烧结NdFeB永磁材料的化学成分、晶体结构和微观形貌进行全面分析和表征,为研究其腐蚀行为和机理奠定基础;2. 研究该材料在不同腐蚀环境下的表现,并深入探究其腐蚀机理,为进一步认识该材料的腐蚀性能提供科学依据;3. 提出有效的腐蚀防护措施,为保障烧结NdFeB永磁材料的使用性能提供技术支撑。
型查兰壁堡兰y曼墨皇烧结NdFeB永磁体制备方法的研究材料学专业研究生:王红锋指导教师:高升吉教授本文综述了目前国内外烧结NdFeB永磁体制备方法研究的进展。
在此基础上系统地研究了铸锭工艺对组织结构及磁性能的影响,压力、温度、表面状态对NdFeB吸氢曲线的影响,制粉工艺和烧结工艺对磁性能的影响等,对氢爆过程充氢量的控制与计算以及选择氢爆进行了试验研究和理论分析。
并对其微观机理进行了分析研究。
研究表明:传统的金属模铸锭晶粒粗大,富Nd相分布相对集中,有a—Fe偏析,其成分组织结构不均匀,不符合优良铸锭组织的要求:水冷铜锭模铸锭晶粒较小,柱状晶明显,富Nd相较薄,分布较均匀。
与传统的金属模铸锭相比,组织得到了明显的优化,但表面和内部组织还有一定差异,是一种较好的铸锭工艺。
用快淬工艺得到的铸片组织,其主相的柱状晶生长良好,尺寸细小,富Nd相很薄且均匀地分布在Nd2Fe.。
B柱状晶周围,不存在a-Fe偏析,是获得高性能烧结NdFeg永磁体的理想组织。
NdFeB合金在吸氢过程中,温度越高,吸氢越快,越彻底,吸氢时间越短,当温度升至一定程度时,孕育期消失。
压力越大,孕育期越短,吸氢速度越快,吸氢完成所需时间越短;新鲜铸锭氢爆时,没有孕育期,而铸锭存放时间越长,其孕育期越长且吸氢速率越慢。
选择氢爆时,其断裂方式几乎都是沿晶断裂。
选择氢爆的粉末中绝大部分主相晶粒内无穿晶裂纹形成,爆裂后的主相晶粒较粗大,也较均匀,其中细晶粒较少。
选择氢爆后个别主相晶粒中出现的穿晶裂纹是由于主相两侧的富Nd相吸氢时产生较大的双边压应力所致。
适宜的烧结温度应既能使富Nd相充分熔化,从而改善富Nd相分布、实现斌粼。
)四川大学硕士论文烧结体高致密化,同时又避免主相Nd2Fel4B晶粒过分长大。
研究表明:低于最佳烧结温度时,随温度的不断升高,磁体的磁能积和剩磁单调增加;高于最佳烧结温度时,随温度的进一步升高,磁体的磁能积和剩磁反而单调下降;适宜的烧结温度为1120℃。
1、前言日本住友特殊金属公司的佐川真人于1983年率先报道了第三代稀土永磁——NdFeB永磁体的诞生。
1984年,美、日等国就开始了NdFeB的商品生产,到2000年,全世界NdFeB稀土永磁的产量达到创记录的1.26万吨,估计60%以上被用于各类永磁电机中。
未来十年,NdFeB 稀土永磁,特别是粘结磁体仍将保持快速增长的势头。
1950年,一辆汽车中最多只有两块永磁体,一块用于速度表,一块用于扬声器。
时至今日,汽车中平均有41处采用永磁体,豪华轿车中更多达70处以上,价格越来越低的NdFeB永磁正逐步替代铁氧体和铝镍钴永磁。
八十年代中期,美国一家公司首先将NdFeB用于计算机磁盘驱动器的音圈电机(VCM),不到一年就因NdFeB表面氧化而被索赔,导致公司倒闭。
1986年,住友报道了NdFeB保护涂层的实验结果:在湿热(温度60℃、湿度90%)条件下,未加保护涂层的NdFeB储存200h后即可见氧化现象,1000h后表面严重氧化,磁通密度下降4%,而镀铬的NdFeB经1000h湿热储存,表面仅有轻微氧化;美国IG公司也开始喷涂白色保护层,以防NdFeB表面氧化。
据作者近日赴美考察了解,1998年以来,一种新的磁材表面处理工艺VDP 正在快速推广应用。
经过十多年的努力,NdFeB稀土永磁的表面涂覆技术日臻完善,成果累累。
本文简要介绍了NdFeB表面锈蚀的机理和主要的抗氧化涂覆方法,并对各种保护涂层的优缺点作了初步的比较研究。
2、NdFeB表面锈蚀机理和涂层要求2.1表面锈蚀机理十多年来的研究已经证实,通常NdFeB是由薄层相的富Nd和富B相及基相Nd2Fe14B 相所组成,为获得优良的磁性,这种复合的金相结构是必要的。
然而,正是这种复相结构对磁体抗氧化带来不利。
互相接触的不同相因其电动势的差异而形成“电池”,薄层相为阳极,基相为阴极。
Nd和Fe又极易氧化,体积极小的薄层相在相对很大的阳极电流作用下被加速腐蚀,这种腐蚀沿基相晶界进行。
4
J Magn Mater Devices Vol 33 No 3
研究与实验
烧结Nd-Fe-B 磁体表层氧化行为的研究
何叶青1
赵玉刚1
宋 琪1
1
北京
100080
北京科技大学 新金属材料国家重点实验室
摘 要
由于富氧层中
存在大量用普通显微镜无法分辨的弥散氧化物以及由主相分解生成的弥散的使得磁体
的富氧层中显微组织之间的分界线变得很模糊
关键词氧化层磁性能中图分类号 A 文章编号
ZHOU Shou-zeng 2LIU Chang-qing 1, SONG Qi 1
2. State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials, University of Science and Technology
Beijin, Beijing 100083, China Abstract
-Fe formed by the decomposing of main phase, which cannot be distinguished by
ordinary microscopy. As a result, the grain boundaries come out blurring, and micro-cracks form between oxygen-rich layer and the normal microstructures.
Key words
oxygen-rich layer magnetic properties
收稿日期
100080北京中关村南三街8号中科三环公司 Tel
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E-mail
熔炼
只有压制工序暴露在大气中
在烧结Nd-Fe-B 磁体的生产过程中
此外
则烧结
后的磁体表面往往会形成一层一定厚度的富氧组织关于烧结Nd-Fe-B 磁体表层的富氧组织对磁体磁性能的影响方面报道甚少
SEM
2 实验方法
将成分为(Nd 0.85Dy 0.15)15.5(Fe 0.985Al 0.015)78.0B 6.5
的气流磨粉末m
取向方向沿圆柱
体的轴线方向让磁体表层氧化烧结回火制作成ø
24.5
从圆柱磁
体的表面开始沿径向切取小样品
用无心磨床将磁体的富氧层逐渐磨掉
并用SEM 观察
富氧层组织
磁性材料及器件 2002年6月5
3 实验结果与讨论
图1给出了用无心磨床将(Nd 0.85Dy 0.15)15.5(Fe 0.985Al 0.015)78.0B 6.5柱形烧结磁体的
富氧表层逐渐磨去后磁体退磁曲线的变化情况
具有富氧表层的柱形烧结磁体
的退磁曲线表现出明显的台阶特征
磁体退磁曲线的台阶也逐渐变小
见图1b
d
可以看到氧含量从表面向磁体心部的分
布非常陡
质量分数
这一结果表明
还存在一种与正常基体组
织的硬磁性能差异较大的异常组织
这种异常组织的矫顽力明显低于基体组织
从图3a 可以看到
图3b 给出了该显微裂纹带的
放大像
可以清楚地看到
而在富氧
层内则很难分辨主相与富Nd 相之间的分界线
在高氧含量
的烧结Nd-Fe-B 磁体中-Fe 等软磁性相在烧结Nd-Fe-B 磁体的富氧表层中存在大量用普通显微镜无法分辨的弥散氧化物相和图3的结果表明-Fe 等其它软
磁性相
在磁体烧结后的冷却过程中
由于在富氧层内氧含量的分布很陡
另外
-Fe 等
其它软磁性相
图1(Nd 0.85Dy 0.15)15.5(Fe 0.985Al 0.015)78.0B 6.5柱形烧结磁体富氧表层逐渐磨去后磁体退磁曲线的变化情况
图2(Nd 0.85Dy 0.15)15.5(Fe 0.985Al 0.015)78.0B 6.5磁体氧
含量沿径向的分布
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J Magn Mater Devices Vol 33 No 3
4 结论
烧结Nd-Fe-B 磁体的富氧表层导致在磁体的
退磁曲线上表现出明显的台阶特征
-Fe 等其它软磁性
相
并造成富氧层与正常组织之间产生
显微裂纹
[1]
何叶青韩丽萍氧对烧结Nd-Fe-B 磁性能和显微组织的影响[J]
1999,30(5)
[2]
Blank R, Adler E. The Effect of Surface Oxidation on the Demagnetization Curve of Sintered Nd-Fe-B Permanent Magnets. The 9th International Workshop on Rare-Earth Magnets and Their Applications. ed. Herget C, Kronmuller H, Poerschke R. Bad Soden, 1987.537.
作者简介
1964
湖南省双峰县人
副研究员
获硕士学位
获博士学位
多年从事钕铁硼永磁材料的制造技
术现在中国科学院三环公司技术质量部工作
GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG
掺杂少量Nd 2O 3的锂铁氧体与少量的铁
粉混合所制得的吸波材料吸收量高重量轻是一种有发展前景的吸波材料
[1]
Kuanr B K,Singh P K,et al. J Appl Phys,1988,63(8)
李熙吉林大学自然科学学报特刊99
等
1992[4]
黄婉霞等1999,30(1)
汪忠柱功能材料李熙磁性材料及器件38-42.[7]陈亚杰等1998,29(5)[8]
廖绍彬下册北京1998
解家英(1975
女
在职硕士主要
研究方向
图3(Nd 0.85Dy 0.15)15.5(Fe 0.985Al 0.015)78.0B 6.5磁体富氧表层的SEM 背散射像
(b) 图a 的放大(d) 磁体内部的正常组织。