Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶复合永磁体磁性能及电化学腐蚀性能的研究

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Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁体是由高磁晶各向异性的Nd2Fe14B相和高饱和磁化强度的α-Fe相在纳米尺度通过晶间交换耦合作用复合而成的双相永磁材料,因其具有较高的理论磁能积,有望发展为新一代稀土永磁材料。但一方面实际制备的磁体达不到理想微结构,磁体的磁性能与理论值相差甚远。另一方面,复相磁体硬磁相与软磁相之间存在电位差,易形成腐蚀微电池而破坏磁体结构。纳米复合永磁体交换耦合作用主要发生在界面处,纳米晶材料具有高的界面体积分数,界面的结构及化学成分对磁体产生重要影响,因此调控界面结构及化学成分成为人们研究的热点。本文采用熔体快淬技术制备了Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶磁体,研究了快淬速度和元素添加对Nd2Fe14B/α-Fe永磁体磁性能和电化学腐蚀性能的影响。研究发现,随快淬速度由13 m/s增加至17 m/s,两相晶粒尺寸得到细化,磁性能提高;但腐蚀电流密度增加及电荷转移电阻减小,耐蚀性变差。但19 m/s快淬速度下磁体由于存在界面非晶相,同时优化界面微结构和化学稳定性,磁能积增加到20.9 MGOe,并获得最低的腐蚀电流密度44.5?A/cm2和最大的电荷转移电阻425.1Ω·cm2,使磁性能和电化学腐蚀性能得到同步改善。研究发现,Nd9Fe84.2-xTi0.8NbxB6(x=0,0.5,1,1.5)快淬纳米晶复合磁体矫顽力均为畴壁钉扎机制,随着Nb含量增加至1.5 at.%,两相晶粒尺寸减小,界面非晶相含量增加至19%,磁能积先增加后降低,耐蚀性增加,在Nb含量为1 at.%时,其磁体综合性能最佳:磁能积高达22.9 MGOe,腐蚀电流密度为34.2?A/cm2,电荷转移电阻为316.2Ω·cm2
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