论文部分内容阅读
磁各向异性化是使永磁材料获得高性能的先决条件。与传统的粉末冶金法相比,采用热变形技术制备的各向异性纳米晶SmCo5磁体与传统烧结磁体相比具有相当的磁能积,并且由于晶粒尺寸更加均匀细小,磁体的矫顽力也更高,此外,其力学性能和耐腐蚀性能都显著优于烧结磁体。因此,实现热变形纳米晶SmCo5磁体的高性能化和实用化,一直以来为研究者深入关注。对此,本文针对全致密各向异性纳米晶SmCo5磁体和背挤出变形磁环的制备及其磁性能和组织结构演化过程开展了系统的研究。 利用放电等离子烧结热变形技术(SPS)制备出了各向异性纳米晶SmCo5磁体和具有辐射取向的背挤出环形磁体。使用振动样品磁强计(VSM)测试了磁体的各项磁性能参量。利用X射线衍射技术分析了SmCo5合金的晶体结构,运用电子背散射衍射技术(EBSD)对磁体的微区织构及特殊晶界进行了研究,运用透射电子显微镜(TEM)观察了磁体的微观组织结构。 研究了80%,85%,90%变形量下热变形SmCo5磁体的磁性能及结构变化。研究显示,随着变形量的不断增大,磁体的c轴晶体织构逐渐增强,90%变形量时织构强度为5.3,具有强烈的磁各向异性;而矫顽力则呈现逐渐减小的变化规律,90%变形量时Ms=0.89T,Mr=0.8T,Hci=821kA/m。其次,热变形过程中SmCo5磁体易于形成∑13a扭转型重位点阵晶界,其轴角对关系为27.796°/[0001],32.204°/[0001]和92.204°/[0001],此类晶界具有较低的晶界能和迁移速率。此外,当变形量大于85%时,磁体中的部分SmCo5晶粒以孪晶方式发生了1∶5结构向2∶17(R)型结构的相转变,同时析出了富Sm颗粒相,这种2∶17(R)结构晶胞参数比标准的2∶17(R)结构略大,是由于其仍然保留1∶5结构的基本框架所致,所以是一种亚稳态结构。 研究了不同变形程度的背挤出SmCo5环形磁体的磁性能和结构变化过程。研究显示,对同一磁环而言,环壁自下而上晶粒c轴取向逐渐减弱,磁体的饱和磁化强度,剩余磁化强度及矫顽力均逐渐降低,1号磁体其环壁下部的Ms=0.54T,Mr=0.41T,Hci=1464kA/m;对于不同变形程度的磁环而言,变形程度越大,则环壁相同的部位的磁性能越高;与此同时,EBSD微观分析显示,环壁下部区域晶粒显著伸长,中部区域晶粒有伸长趋势,但不明显。环壁上部晶粒基本呈等轴形状,晶粒尺寸400nm左右。与XRD及磁性能的测试结果相一致。