机械力歧化-真空烧结制备纳米晶Nd-Fe-B磁体研究.pdfVIP

436 2009全国粉末冶金学术会议 机械力歧化一真空烧结制备纳米晶 Nd—Fe—B磁体研究 李玉平 胡连喜吴成 王尔德 。 (哈尔滨．y-,_lk大学材料学院，哈尔滨150001) 摘要提出了以机械球磨歧化态Nd—Fe—B合金粉末为原料经真空烧结制备纳米晶Nd—Fe—B磁体的新工艺， 针对Nd。。Fe邵B。(原子比)三元合金，进行了实验研究。结果表明：歧化态合金粉末具有良好的压制性能，易于通过常 规模压获得高致密的磁体坯料；在真空烧结过程中，歧化态合金粉末坯发生脱氢一再结合反应，其NdH2．7、Fe2B及氆 一Fe纳米歧化组织转变为纳米晶Nd：Fe．。B组织，同时获得较高的烧结强度。本文实验范围内，磁体最佳烧结工艺参数 106．3kJ／m3。 关键词Nd—Fe—B合金，机械力歧化，真空烧结，纳米晶磁体 1 引言 Nd—Fe—B是当前应用最广泛的永磁材料，其产品主要分为两类，即烧结永磁和粘结永磁。烧结 Nd—Fe—B磁体虽然磁性能高，但复杂形状磁体加工成型困难，生产成本高、效率低。与之相比，粘 结Nd—Fe—B磁体成型工艺简单，易于采用模压、挤压或注射成型等方法制造尺寸精度高、无需二次 加工、形状特殊或很复杂的磁体产品，生产效率高、成本低。因此，近些年来粘结Nd—Fe—B磁体产 品市场扩张极快，显示出良好的发展前景¨≈J。 kJ／m3， 智能化方向发展，对Nd—Fe—B磁体产品性能的提高有迫切要求。因此，研究开发制备高性能Nd— Fe—B磁体的新方法，对促进Nd—Fe—B产业发展和相关领域的技术进步，具有重大现实意义。 根据磁学理论，Nd—Fe—B合金主磁相Nd：Fe。。B晶粒尺寸为纳米尺度时，由于晶问交换耦合作用 使合金具有剩磁增强效应。因此，组织纳米晶化是提高Nd—Fe—B材料磁性能的有效途径，它已成为 目前永磁材料领域的研究热点一7|。 法【12。”J，已取得了较大研究进展。目前，这类纳米晶磁粉主要限于用来制备粘结磁体。但是，Eh于主 磁相Nd：Fe。。B硬度高、脆性大，磁粉的室温压制性能差，使得难以获得高致密粘结磁体，不利于提高 磁体性能。而且，粘结剂的存在一方面降低磁体性能，另一方面也使磁体使用温度受限。为了克服这 些不足，本文作者提出以机械球磨歧化态Nd—Fe—B合金粉末为原料经真空低温烧结制备高致密纳 米晶Nd—Fe—B磁体，进行了初步试验研究，旨在开发制备高性能纳米晶Nd—Fe—B磁体的新技术 途径。 2实验方法 实验原材料为铸态Nd。。Fe％B。合金，经在氢气下机械球磨20h，将其制成纳米晶歧化态合金粉末。 机械球磨在QM一1SP行星式球磨机上进行，球磨工艺参数：球磨罐中氢气压力为0．5MPa，球料质量 六、磁性材料 437 比为20：l，球磨机转速400rpm，球磨时间20h。歧化态合金粉末的压制实验在1000kN材料试验机上 烧结时间30min。 微观组织，采用振动样品磁强计(VSM)测定磁体的磁性能，采用室温压缩实验测定磁体的强度性能。 3实验结果及讨论 3．1歧化态粉末组织与形貌特征 数据，可以求得歧化态合金粉末各歧化相的平均晶粒大小约为10nln。 图1铸态及歧化态Nd插蛋kK合金XRlD谱 从图2(a)可以看出，歧化态合金粉末的颗粒尺寸细小且比较均匀，大部分粉末颗粒尺寸在O．5—1 p．m 左右。歧化态合金粉末的颗粒尺寸细小，主要与球磨过程合金氢化一歧化引起的体积膨胀及相变有 关¨41。由于粉末颗粒非常细小，因此存在一定团聚现象。图2(b)所示歧化态合金粉末的TEM照片及 (1) 根据透射电镜观察结果，歧化态合金粉末的平均晶粒尺寸为10nm左右，与前述采用XRD数据估算的