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燒結釹鐵硼磁體的基本成分及顯微結構(圖)

發布時間:2021-09-13 06:06:38 人氣:64

     燒結釹鐵硼(NdFeB)磁體或釹(Nd)磁體,顧名思義,含有必需的稀土釹元素。釹原子與鐵磁元素鐵(鐵)原子的耦合,有助于磁體獲得高剩磁(BR)和最大能積(BH)max,這使它與其他永久磁鐵相比是不尋常的。在商業燒結NdFeB磁體中,釹元素通常被其它稀土元素部分地取代,包括鐠(鐠)、鏑(鏑)和鋱(鋱)等,因為釹和鐠元素通常共存于礦石中。

     這兩種元素具有相似的物理和化學性質,因此,用稀土永磁合金代替純金屬釹生產稀土永磁合金更經濟。由于礦石中Nd/Pr的比值約為4:1,因此在大多數商用磁體中Nd/Pr的比值也約為4:1。用Dy和(或)Tb元素代替Nd元素可以顯著提高材料的矯頑力(Hcj或Hci)。由于成本高、Br損耗大,磁體中Dy、Tb元素的總含量通常小于10wt%。一般來說,稀土元素在磁體中的總含量約為30 wt%,其材料成本占磁體的70%左右,甚至更高,這取決于特定的稀土元素及其含量。除了釹和鐵元素外,硼元素對燒結釹鐵硼磁體也是必不可少的。雖然磁體中B元素的含量僅為1wt%左右,但要使其磁性能保持穩定,就必須保證金屬間相的穩定性。此外,為了提高合金的熱穩定性和耐腐蝕性,用少量的鈷(Co)元素代替鐵元素,并加入少量的鋁(Al)和銅(Cu)元素以改善合金的組織均勻性,從而提高合金的Hcj和(BH)max。

     燒結釹鐵硼磁體的X射線

     從燒結釹鐵硼磁體的X射線衍射(XRD)譜圖可以看出,Nd2Fe14B四方相是磁體的主要相。掃描電子顯微鏡(SEM)圖像顯示,深灰色區為Nd2Fe14B晶粒,平均晶粒尺寸約為6-8μm,晶粒周圍淺灰色區為富鎳晶界,相鄰晶粒間平均晶界厚度約為10nm,如透射電子顯微鏡(TEM)所示形象。燒結釹鐵硼磁體的燒結過程實際上是液相燒結過程。晶界相的熔點低于晶界相,在燒結和后續退火過程中會熔化為液相,因此對磁體進行致密化和改善其組織均勻性以提高其磁性能至關重要。

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