纳米晶复合Nd<,9.5>Fe<,81-x>M<,x>Zr<,3>B<,6.5>(M=Co,Ga,Nb)合金的磁性与温度稳定性研究

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随着电子信息材料技术的迅猛发展,特别是为满足在较高温度工作环境的微特电机之需求,迫切需要开发高居里温度、高温度稳定性和高性能的特种功能的稀土永磁体。纳米晶复合NdFeB磁性材料由具有高饱和磁化强度的软磁相和具有高矫顽力的硬磁相组成,在纳米尺度内软、硬磁相产生强烈的交换耦合作用,具有很高的剩磁和最大磁能积,因此具有潜在的开发应用前景。本文对纳米晶复合Nd9.5Fe81-xMxZr3B6.5(M=Co,Ga,Nb)合金的磁性和温度稳定性进行了研究。 本文首先研究了Co含量对Nd9.5Fe81-xCoxZr3B6.5(x=0,2,5,8,10)合金磁性能和居里温度的影响。结果表明,Co元素的添加明显提高了合金的居里温度,大约每1at%的Co的添加,可以使合金的居里温度提高11℃。适量Co元素的添加能够细化晶粒,增强了软、硬磁相之间的交换耦合作用,从而提高了合金的磁性能。Co含量为5at%的合金具有较优异的磁性能,在18m/s淬速条件下710℃/4min退火后得到的磁体磁性能为:Br=0.69T,Hci=676.3kA/m,(BH)max=79.0kJ/m3。另外,适量Co元素的添加可以减少磁体的不可逆磁通损失。 在Nd9.5Fe76Co5Zr3B6.5合金基础上,研究了Ga和Nb的添加对永磁体的磁性能和温度稳定性的影响。结果表明,适量Ga元素的添加能够在保持较高的磁性能的同时,使合金的居里温度呈线性增加,温度稳定性提高。适量Nb元素的添加可以降低硬磁相和软磁相的晶粒尺寸,增强交换耦合作用,从而提高合金的温度稳定性。淬速18m/s,成分Nd9.5Fe75.4Co5Ga0.6Zr3B6.5的合金退火后得到的磁体,150℃下98小时后的磁通损失为-4.1%,而相同淬速和退火条件下得到的Nd9.5Fe75Nb1Co5Zr3B6.5磁体150℃下98小时后的磁通损失为-4.0%,150℃温度系数α为-0.118%/℃,β为-0.234%/℃。
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