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1、NdFeB 纳米晶双相复合永磁材料,材料101 陈华,2023/1/23,2023/1/23,全国生产NdFeB的地区,引言,NdFeB 纳米晶双相复合永磁材料,由于其潜在的优异磁性能和商业价值,成为当今材料领域研究的热点。目前的第三代稀土永磁材料 NdFeB,由于其磁能积与理论值越来越接近,人们已经开始研究如何获得更高磁性能的永磁材料。,2023/1/23,NdFeB 纳米晶双相复合永磁合金的分类,2023/1/23,不同添加元素以及其作用,Nb阻碍软、硬磁相晶粒的长大,从而细化晶粒,改善其微结构,增强软硬磁相间的交换耦合作用,从而提高合金的剩余磁化强度。Co 均匀分布于软、硬磁相之间,降低
2、剩磁和矫顽力的温度系数,从而提高温度稳定性和耐蚀性。Dy,Ga细化软、硬磁相晶粒,提高 2Fe 相的形成温度,降低硬磁相的形成温度,提高矫顽力。Dy 是提高矫顽力最有效的元素。,2023/1/23,Zr 形成高熔点的 Lavis 相,细化晶粒,提高剩磁和矫顽力。Mo抑制低温时效过程的平衡转变,析出二次晶粒,抑制反磁化畴的形成和扩展,进而细化晶粒和提高材料的内禀矫顽力。,2023/1/23,Ag,Au 细化晶粒,提高剩磁 Mr,增强交换耦合作用,进而提高磁体的综合磁性能。Ca 出现晶间析出物,细化晶粒并使其尺寸分布均匀,提高矫顽力。Cu 形成 Cu 2 Nb 团,为软磁相提供形核的位置,从而细化
3、晶粒。另外 Cu 和 Nb 的复合添加效果会更好。V 晶界处弥散分布 V2 FeB2 相代替无用的富 B 相,阻碍软磁相的过早析出,细化晶粒,改善磁体微结构,增大矫顽力,改善磁滞回线形状,2023/1/23,Al 增加合金的粘度,使原子在合金中扩散比较困难,使合金的非晶化能力增强。而且在凝固过程中,Al 原子在软、硬磁相晶界偏聚,抑制晶粒的长大,同时提高剩磁。但随着 Al 含量的进一步增大,使硬磁相的结晶温度升高,析出困难,磁性能下降。,2023/1/23,熔体快淬法制备纳米晶双相复合永磁 材 料,熔体快淬法的双相纳米晶复合永磁材料一般通过三种途径来制备第一种是通过最佳快淬速度 V0 把合金直
4、接淬成细小而且均匀的晶粒。这种方法制备的永磁材料的综合磁性能好,但操作的具体工艺参数由于要求非常严格而不容易实现,而且氧化比较严重;,2023/1/23,第二种是通过部分过快淬(V V0)得到部分晶态和部分非晶态样品,然后在最佳退火温度下进行晶化处理。这种方法由于在晶化处理前,合金中已经有晶粒存在,则在晶化过程中晶粒的长大不均匀,其综合磁性能较差;第三种就是通过完全过快淬(V V0)得到完全非晶态样品,然后在最佳退火下进行晶化处理。由于第三种方法操作方便,工艺参数比较容易控制,在实验中大多数采用熔体过快淬法。,(1)高能球磨制备NdFeB纳米晶粉末,稀土永磁材料由于其本身特有的性质受到人们的关
5、注。NdFeB系纳米复相稀土永磁体自问世以来，以其优异的磁能性能和高性能价格比，极大的推动了计算机、信息、通讯、汽车、核磁共振成像等领域的技术发展。寻求新组分的高性能磁体及制备工艺，降低成本，成为近年来各国研究的热点。,球磨粉碎原理,球磨粉碎是依靠筒体内装有衬板，用以保护并将筒内研磨体提升到一定高度，赋予其位能及抛射动能。然后，具有一定初始速度的研磨体按照抛物线轨迹降落，冲击和研磨从磨机进料端喂入的物料。如此周而复始，使处于研磨介质之间的物料受冲击作用而被粉碎。,球磨机(ball grinding mill),球磨时所用的设备为球磨机，球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，被广泛应用于水泥，硅酸
6、盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。,图为陶瓷工业中普遍采用的间歇式球磨机,合金铸锭尺寸较大，破碎过程不易氧化，可用颚式破碎机或直接用压床对铸锭反复加压而破碎。5-2mm粒级颗粒的破碎可用小型颚式破碎机。把2mm粒级的颗粒粉碎到246-175m，常用锤击式粉碎机、球磨机等，也有用棒磨机或振动磨的。,滚动球磨机依靠电机经减速器驱动托辊旋转，从而带动筒体以一定转速回转。批次粉碎时，先将粗破碎后的中等粉末装入简体，并补充保护介质至装满磨筒，然后启动电机驱动筒体回转进行球磨。球磨到一定时间后，停机排料，至此完成一个批次的球磨。,滚动球磨制粉,2023/1/23,当泥浆的比重、粘度与研磨体的密度、尺寸相适应时，球磨机的研磨便可获得最佳的效果。它们之间的关系已由Patton,2023/1/23,2023/1/23,NdFeB 纳米晶双相复合永磁材料的研究是当代材料研究的一个热点,将来很有可能成为新一代粘结磁体材料。今后研究的方向主要是继续提高材料的矫顽力、磁能积以及其温度稳定性和耐蚀性。,Thank you,
