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永磁材料是当代新技术的重要的物质基础,作为各种电子产品的主要配套产品,永磁材料的应用已经遍及微波通讯、音像、电机、仪表、计算机、自动化、汽车工业、石油化工、航空航天、生物工程及医疗与健身等诸多领域。1:12型化合物及其氮化物具有优异的磁性能,有可能被开发成第四代稀土永磁材料,其中Mo化合物具有较强的磁晶各向异性场(但居里温度和饱和磁化强度较低),V化合物具有较高的居里温度和饱和磁化强度(但单相性很难控制)。选用V部分替代Mo,极可能制出单相的具有较高的饱和磁化强度和磁晶各向异性场的材料。另一方面,现代永磁材料中钕铁硼等稀土永磁材料占有很大的应用比例,由于钕镨是伴生矿,钕铁硼等对钕的大量使用使得同时提炼出来的镨的利用成为当前面临的一个重要问题,并且分离钕和镨需要相当的成本,而Nd和Pr的性能相近,所以用镨部分取代钕或者直接用钕镨混合稀土制备磁性材料的研究将有助于降低生产成本。
因此,本论文利用气固相反应分析、X射线衍射、宏观磁性测量等实验手段研究电弧炉熔炼方法制备的NdFe10.5Mo1.5-xxVx和(Nd1-xPrx)Fe10.5Mo0.9V0.6系列化合物及其氮化物的结构和磁性能,得到如下结论:
(1)退火温度对NdFe10.5Mo1.5-xVx成相的稳定性和吸氮温度具有一定的影响;V部分替代Mo能够在保持很好单相性的情况下,较大的提高材料的居里温度Tc和饱和磁化强度Ms,并且随着V含量的增加,Tc和Ms增大的越多;N原子进入晶格的2b间隙位,能够较大的提高样品的Tc和Ms并使稀土次晶格的磁晶各向异性发生根本性的转变。
这表明用V部分替代Mo是提升稀土永磁材料磁性能的一个重要手段。
(2)用Pr部分替代Nd对材料及其氮化物的磁性能没有很大的影响,这表明稀土Nd和Pr混合使用也可以进行工业生产,而不必担心磁性能的降低,从而降低生产成本。