微结构对Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶复合永磁体磁性能及电化学腐蚀性能的影响

作     者：刘安利 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李伟

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：纳米复合永磁材料 熔体快淬法 微结构 磁性能 电化学腐蚀性能 

摘      要：NdFeB/α-Fe纳米复合永磁体是由高磁晶各向异性的NdFeB相和高饱和磁化强度的α-Fe相在纳米尺度通过晶间交换耦合作用复合而成的双相永磁材料,因其具有较高的理论磁能积,有望发展为新一代稀土永磁材料。但一方面实际制备的磁体达不到理想微结构,磁体的磁性能与理论值相差甚远。另一方面,复相磁体硬磁相与软磁相之间存在电位差,影响了磁体的电化学腐蚀性能。本文采用熔体快淬技术制备了NdFeB/α-Fe纳米晶复合永磁体,研究了织构强度、晶粒尺寸以及界面非晶相三个微结构参数对磁体磁性能和电化学腐蚀性能的影响。利用熔体快淬法制备NdFeBP薄带,随着织构强度由0.73增强至7.06,磁能积由14.1 MGOe增大至20.0 MGOe,磁性能得到明显提高。腐蚀电流密度I由172.75μA/cm减小至67.17μA/cm,电荷转移电阻由217.9Ω·cm增大至448.4Ω·cm,磁体耐蚀性也得到了明显的改善。熔体快淬转速由13 m/s增加至19 m/s,NdFeB/α-Fe纳米复合永磁体两相晶粒尺寸减小,在13 m/s至17 m/s均出现较强的织构强度,小晶粒和强织构使得磁体在17 m/s获得最佳的磁性能,其磁能积最高达19.8 MGOe。19 m/s与17 m/s相比,晶粒尺寸变化不大但织构强度出现骤减,导致磁体剩磁减弱。晶粒尺寸细化,耐蚀性变差,快淬速度为13 m/s增大至15 m/s时,腐蚀电流密度I相应地分由59.25μA/cm增大至63.37μA/cm,电荷转移电阻R由301.3Ω·cm减小至175.6Ω·cm。然而在17 m/s时出现了值为33.98μA/cm的最小腐蚀电流密度和439.6Ω·cm的最大电荷转移电阻。通过改变Nd Fe Ti Nb合金薄带中Ti、Nb复合添加量非晶相含量进行调配,非晶相含量由8%增大至13%。随非晶相含量增加,磁能积最高增大至19.0 MGOe,腐蚀电流密度降低至31.8μA/cm,电荷转移电阻增加至261Ω·cm,表明在Ti、Nb配比为1时即非晶含量为13%,制备的磁体磁性能和耐蚀性最佳。