Nd2Fe14B/α-Fe系纳米晶复合永磁材料的温度稳定性机制和矫顽力机理的研究

本项目系统地研究了Nd2Fe14B/α-Fe系纳米晶复合永磁材料的矫顽力机理和温度稳定性，得到了如下重要的结果：.(1)制备了Nd-Fe-Co-Zr-B-M (M=Dy, Nb, Ga, Cr)系列纳米晶复合永磁合金，结合微观结构和宏观磁性能，分析了其矫顽力机理。a) 分析了合金的磁粘滞行为，拟合计算得到各合金的热扰动场(Hf)，并求得激活体积(Va)，畴壁宽度(δw)和磁交换长度(lex)。b)合金的微观结构分析表明，含Nb合金的晶粒尺寸分布均匀，且晶粒尺寸很小，约为15 nm。c)分析合金的铁磁交互作用曲线(δM-H曲线)发现，各合金的交换耦合曲线都出现了明显的正向峰，说明合金中都存在铁磁交换耦合作用。其中，含Nb合金的峰值最高。d) 合金的不可逆磁化率(χirr)随磁场的变化曲线表明:含Ga合金的χirr-H曲线所对应的峰值最高，且最为狭窄尖锐，说明该合金的磁化反转过程很快，且需要较小的磁化反转区间，也表明相邻的晶粒间有较好的交互作用。.(2)研究了合金元素的添加（B, Cu, Nb, Zr, Dy, Y等）对纳米晶复合永磁材料的微观结构、磁性能和温度系数的影响, 制备出几种具有较高矫顽力和优异温度系数的永磁材料。a) Nd10Fe76B10Nb4合金：内禀矫顽力iHc=936 kA/m，剩余磁化强度Br=0.91 T，最大磁能积(BH)max=126 kJ/m³，剩磁温度系数α20-150℃=-0.15 %/℃，矫顽力温度系数β20-150℃=-0.35 %/℃。b) Nd9.5Fe75.75Co5Zr3Cu0.25B6.5合金：iHc=685 kA/m，Br=0.71 T, (BH)max=79 kJ/m3, α20-150℃=-0.07%/℃；β20-150℃=-0.36%/℃。.(3)研究了不同快淬速度对纳米晶复合永磁材料微观结构、磁性能和温度系数的影响。a)在适当的淬速条件下，淬态结构为非晶和微晶均匀分布，退火后合金易于获得晶粒尺寸细小且分布均匀的微观组织结构，使得软、硬磁相之间存在较强的交换耦合作用，进而获得较高的磁性能。b) Nd8.5Fe77.7Nb2Co5Ga0.6B6.2的粘结磁体，快淬速度为18 m/s退火后具有较好的综合磁性能： iHc=549 kA/m, α20-150℃=-0.09%/℃, β20-150℃=-0.35%/℃。