放电等离子烧结与添加稀土元素对NdFeB磁体微观结构和性能的影响

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NdFeB永磁材料是一种具有高剩磁、高矫顽力以及高磁能积的稀土永磁材料,被广泛的应用于计算机、航空航天、新能源汽车等行业。随着新技术的不断发展,对NdFeB永磁材料的综合性能的要求也在不断提高,因此提高NdFeB磁体的性能是目前磁性材料研究的热点之一。本文通过放电等离子烧结技术制备了具有优异磁性能的纳米晶NdFeB磁体,并且通过掺杂稀土元素、热变形等方法,进一步提高磁体的性能,研究了磁体的微观结构对性能的影响。主要内容如下:(1)基于放电等离子烧结技术(SPS),以MQU-M型纳米晶磁粉为原料,研究了不同烧结温度制备的NdFeB磁体的微观结构和磁性能。并在650℃/50MPa/5min条件下制备出了综合磁性能最佳的NdFeB磁体,其剩磁、矫顽力和磁能积分别为0.78T、1350kA/m和100kJ/m3。(2)研究了掺杂DyF3粉末对SPS-NdFeB磁体的影响,得到了矫顽力更高的NdFeB磁体,矫顽力提高的原因在于Dy元素在主相中的扩散形成了各向异性场更高的(Nd,Dy)2Fe14B相。研究结果表明,2wt%DyF3掺杂并在650℃/50MPa/5min条件下制备的NdFeB磁体具有最佳的综合磁性能,其磁性能分别为Br=0.77T、Hcj=1619kA/m、(BH)max=101.4kJ/m3。研究了 Gd掺杂对NdFeB磁体热稳定性的影响,实验表明,Gd掺杂有利于磁体热稳定性的提高。(3)将SPS制备的前驱体和掺杂DyF3的磁体通过热变形技术的处理,得到了磁性能和耐腐蚀性能优异的各向异性NdFeB磁体。Dy元素在热变形过程中的进一步扩散,导致了热变形磁体的矫顽力显著提高。其中,掺杂了 2wt%DyF3的SPS-NdFeB磁体经过热变形后具有最优的综合磁性能,分别为Br=1.33T、Hcj=1225kA/m、(BH)max=286kJ/m3
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