用带铸法制得Nd2Fe14BFeB类纳米复合物的结构与性能.pdfVIP

用带铸法制得Nd2Fel4B／FeB类纳米 复合物的结构与性能 马昌贵缩译 (西南应用磁学研究所四川绵阳621000) l前言 以稀土硬磁性化合物为基础的高性能各向同性树脂粘结磁体，已广泛用作消费类电子 产品，例如个人计算机，蜂窝电话和音像设备等。这些永磁体用的磁粉，大多数都是采用 快速固化法制备的，由于它们具有磁各向同性，有利于成型和充磁大批量生产。作为快速 固化法，熔体快淬工艺被专门用于Nd2Fe，413基各向同性磁粉的大工业生产，采用较慢的淬 火速度，可以得到纳米复合材料。为了发挥其高的生产效率，Neomax公司的S．Hirsawa等 人把带铸工艺用来生产纳米复合永磁体。 带铸工艺已在高性能Nd—Fe．B基烧结磁体的原合金生产中得到了广泛应用。它主要是 用一个或多个致冷辊，从液池中取出熔融合金，得到连续或半连续的薄带。合金溶液在与 制冷辊面接触时就很快固化，以薄带形式从液池中取出。用这种工艺制得的铸带，厚度可 u 达～100m薄，因此，也可以作为快速固化法来运用。带铸工艺不同于快淬工艺的地方在 于，熔融合金被简单地倾注到鞣料盘上，并导向致冷辊；在快淬工艺中，是施加压力，从 孔中注射合金。 在带铸过程中，快速固化的冷却速度往往较低，不象快淬中那么均匀。但从原理上来 说，材料加工的速率远比快淬的速率高。要运用带铸工艺，必须调节合金成分，使其最终 的磁性能对冷却条件不敏感。使用具有大的玻璃形成能力的合金，就可以做到这一点。 Fe3B／Nd2Fel4B纳米复合永磁体就具有这样的特性，但是对多数应用来说，它们的矫顽力太 低了。 等人此次研究的课题，就是观察矫顽力较高、玻璃形成能力强的Fe—B／Nd2Fel4B纳米复合 物中加Ti和C对合金相成分选择及磁性能的影响；用这类合金组成，可将带铸工艺用作快 ·R9· 速固化法。 2试验程序 原材料纯度高于99．5％，在Ar气氛中用感应加热炉将其熔化，通过导槽把熔融 合金注入致冷铜辊上，固化形成薄带。用实验室装置制备快淬合金。把合金破碎成粗粉并 进行热处理，以优化磁性能。用振动样品磁强计(VSM)测量热处理合金粉末的磁性能， 用磁滞回线跟踪仪测量粘结永磁体的磁滞特性。用菲利浦CM200型透射电镜(TEM)研 究样品的微观结构。树脂粘结磁体用压缩或注射成型工艺制备。 百 { i 鼍 叠 图l以Vs=20m／s快淬Nd8．枣铆6．5，x，nxBls合金在图2快淬Nd8．5Fb6．5疆xBl5合金退火后的退磁 780C退火6min后的粉纹衍射图 曲线 3结果与讨论 3．1加Ti和C的高矫顽力FexB／Nd2Fel4B 图1是Vs=20m／s淬火Nd3．5Fe76．kBl5，玩薄带经退火后的x射线衍射粉纹图。用 有硼化物，如Fe3B或F％B6的存在，可在富B组成中，预计应当有这类硼化物生成。图2 和Hcj值都急剧上升。较高的Br·直i吝是令人吃惊的，因为大家知道，雨元素会显著减弱 Fe的铁磁性。 ·90· H(kA／m) 图3快淬Nd,Te，73814．几cx薄带退火后的退磁曲线 但是，Nd8．5Fe72．5Bl汛退火薄带显露出宽的晶粒 尺寸分布范围。这种非均匀性意味着，其微观结构对 冷却速度的局部波动很敏感，这种合金不适应带铸工 艺。已发现，加C能有效地增加合金的玻璃形成能力。 加C，也可以形成晶粒尺寸均匀的微观结构。图3是 NdgFe73B 曲线。看来，加C明显地提高了退磁曲线的矩形度。 退火后的髓M亮场图象(a)x=0，Co) 图4给出相应样品的TEM亮场图像。可见，加c大x-1．4 大减少了晶粒尺寸。 3．2带铸FexB／Nd2Fel4B类纳米复合物 Ti和C对富B和少Nd组成中相形成行为的影响证明，可以把带铸工艺运用到制造 9at％)的几种合金加工成纳米复合永磁体。此项研究中获得带铸薄片的平均典型厚度为 70～100um左右。压碎退火厚片制得的磁粉颗粒，其形貌与用快淬或喷雾工艺制得磁粉颗 粒的小片形貌大不相同。与鳞片状粒子比，径厚比接近1的颗粒更适合获得高的熔料流速。 表1中列出用带铸后退火