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粘结磁粉流动性与压制性研究

粘结磁粉流动性与压制性研究

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作者：张晓伟北京有色金属研究总院

学位级别：硕士

稀土粘结磁体由于磁性能高、尺寸精度高、形状自由度大、涡流损耗小、适合多极充磁等特点而被广泛应用于电动汽车、家用电器以及硬盘存储等领域。在全球节能减排的大背景下,电机和传感器等器件小型化、轻量化和高速化的发展趋势要求粘... 详细信息

稀土粘结磁体由于磁性能高、尺寸精度高、形状自由度大、涡流损耗小、适合多极充磁等特点而被广泛应用于电动汽车、家用电器以及硬盘存储等领域。在全球节能减排的大背景下,电机和传感器等器件小型化、轻量化和高速化的发展趋势要求粘结磁体尺寸更小、环形磁环壁更薄、成型压力更小、磁体力学性能更好。因此,对磁体成型过程中粘结磁粉的流动性、松装密度以及成型磁体的强度提出了新的要求。目前,粘结磁粉流动性的评价手段具有一定局限性,高密度、薄壁/复杂形状的稀土粘结磁体制备存在磁粉不能填入或填入不均匀、成型压力过高、磁体力学性能差等问题。本文研究了磁粉流动性评价手段以及磁粉、偶联剂、粘结剂等对粘结磁粉流动性和压制性的影响,揭示其内在关联,为制备加工性好、性能优异的稀土粘结永磁材料提供理论基础。采用L9(34)正交实验法探究了磁粉粒度对磁粉流动性的影响。正交优化后,快淬磁粉流动性提升15.2%,松装密度提升0.25 g/cm3达3.21 g/cm3。研究了混胶过程对磁粉流动性的研究,磁粉混胶后流动性提升31.7%,混胶粉的流动性不再受磁粉粒度影响,且压制过程符合黄氏压制理论。采用特别流动能(SE)评价粘结磁粉的流动性。结果表明,粘结磁粉特别流动能与其松装密度呈现了线性负相关关系,能够在宏观尺度表明粘结磁粉颗粒间的作用力情况,为粘结磁体在内的两相或多相复合材料的界面相容性的研究提供了新的参考。选用四种不同的硅烷偶联剂对磁粉颗粒表面进行预处理,研究了其对混胶粉流动性和压制性的影响。结果表明,与未添加硅烷偶联剂的混胶粉相比,粘结剂更均匀地分布在磁粉颗粒表面且形成了团粒,松装密度提升了 0.3 g/cm3,压制压力下降63.7%,磁环径向压溃强度提升约3～4倍。硅烷偶联剂预处理磁粉能够改善复合材料的界面相容性,降低混胶粉颗粒间作用力。为提升粘结钕铁硼复合材料抗冲击性能,引入热塑性树脂聚砜改性环氧树脂,同时添加活性稀释剂降低聚砜-环氧体系黏度保障其流动性。结果表明,改性树脂制备的混胶粉,具有良好的流动性和压制性,磁环径向压溃强度提升约4～5倍,且复合材料的耐蚀性也得到明显改善。

关键词：粘结钕铁硼特别流动能流动性压制性粘结剂

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偶联剂对粘结钕铁硼磁粉流动性与磁体性能的影响

偶联剂对粘结钕铁硼磁粉流动性与磁体性能的影响

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中国稀土学会2020学术年会暨江西(赣州)稀土资源绿色开发与高效利用大会

作者：张晓伟王子龙李天昊朱胜杰于敦波闫文龙罗阳有研科技集团有限公司稀土材料国家工程研究中心有研稀土新材料股份有限公司北京有色金属研究总院

粘结钕铁硼磁体是亲水的金属磁粉和亲油的有机粘结剂构成的复合材料[1,2],两种材料间界面相容性直接影响了混胶粉流动性,继而决定了模压成型过程的型腔填充以及粘结磁体的力学性能,偶联剂的选用具有决定性作用。电机小型化、轻量化和高... 详细信息

粘结钕铁硼磁体是亲水的金属磁粉和亲油的有机粘结剂构成的复合材料[1,2],两种材料间界面相容性直接影响了混胶粉流动性,继而决定了模压成型过程的型腔填充以及粘结磁体的力学性能,偶联剂的选用具有决定性作用。电机小型化、轻量化和高速化的发展趋势对粘结磁粉流动性和粘结磁体力学性能提出了新的要求。基于硅烷偶联剂(Y-Si(X)3)Y端官能团的不同[3],选用四种不同的硅烷偶联剂对钕铁硼颗粒表面进行预处理,制备混胶粉,压制成环;采用扫描电镜观察了混胶前后,磁粉颗粒表面形貌的变化;利用FT4粉体流变仪对混胶粉进行流动性测试和表征。据图1不同混胶粉剪切盒实验结果来看,经偶联剂预处理的混胶粉具有较小的内聚强度(Cohesion)和内摩擦角(AIF),其中经硅烷偶联剂C预处理的混胶粉内摩擦角最小,这表明颗粒间的摩擦力和啮合力也较小,宏观表现为松装密度相较于不含偶联剂混胶粉提升0.3g/cm3,径向压溃强度提升显著约3～4倍。本文旨在研究不同种类硅烷偶联剂粘结钕铁硼磁粉流动性与磁体性能的影响,分析混胶粉流动性宏观表现与微观作用力的内在关系,结果表明偶联剂有助于改善磁粉与树脂之间的界面相容性,使树脂分布更均匀,降低了颗粒间摩擦力等作用力,进而使流动性得到改善。此外,偶联剂作用的机理是化学键合的过程,因此压制磁环的压溃强度得到显著提升,流动性的差异来源于粉末颗粒间作用力的不同,颗粒间作用力复杂难测,采用特别流动能(SE)表示磁粉颗粒流动性,是粉末颗粒间作用力的宏观表现,这为两相或多相复合材料界面相容性的研究提供了新的参考方向。

关键词：粘结钕铁硼偶联剂粉末流动性特别流动能相容性

来源： cnki会议评论

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