Nd₂Fe₁₄B/α-Fe双相快淬粉晶化行为研究

【作者】 许用华； 孙爱芝； 李琪； 苏广春； 肖耀福；

【机构】 北京科技大学材料科学与工程学院；

【摘要】 1988年Coehoorn等用熔体快淬方法制备出了Nd4Fe77.5B18.5非晶薄带,经晶化热处理后得到的各向同性磁粉具有明显的剩磁增强效应,即Mr>Ms/2。随后的研究指出:纳米晶粒构成的复合永磁材料出现剩磁增强效应是由于晶粒之间的交换耦合相互作用而引起的。1991年德国的Kneller等从理论上阐述了软、硬磁性相晶粒之间的交换耦合相互作用可使材料同时具有硬磁性相的高矫顽力和软磁性相的高饱和磁化强度,因此可具有很高的理论磁能积。并指出,理想的模型具有以下一些特征:晶粒尺寸为10纳米左右;晶粒形状规则、均匀;硬磁性晶粒理想平行取向;软、硬磁性相晶粒充分交换耦合。可见,为了提高纳米耦合永磁材料的磁性能,必须保证材料的晶粒在纳米尺度范围内,才能得到良好的耦合效应。与此同时,制备致密化的块状各向异性纳米耦合永磁材料,将可避免通常情况下由薄带状和粉末状材料制成粘结磁体时磁性能的损失以及各向同性永磁体磁性能不高的情形,能进一步提高材料的磁性能。采用单辊急冷法制备了名义成分为Nd10.8Pr0.6Dy0.2Fe76.1Co6.3Ga0.2Al0.2B5.6的Nd2Fe14B/α-Fe双相快淬粉,对快淬粉进行差热分析,并将快淬磁粉在不同的温度下进行真空热处理,之后进行X射线分析和磁性能的测量。分析结果表明:该非晶快淬磁粉在真空条件下的晶化温度分别为为450.0℃和599.5℃,分别对应于α-Fe和Nd2Fe14B的晶化温度。在超高压(-5.0×104atm)条件下,一方面可以制备出接近理想密度的块状材料;另一方面由于压力提高了晶化温度(高于650℃),使得在高温条件下更容易控制材料的晶化组织,晶粒不容易长大。这对理想耦合组织的获得是非常有利的。更多还原