2017-03-28 16:02:27　來源: 寧波材料技術(shù)與工程研究所
 
 
熱變形永磁材料
    熱變形Nd-Fe-B永磁材料在溫度和外力作用下沿壓力方向發(fā)生Nd2Fe14B晶粒擇優(yōu)生長，形成強(qiáng)<001>織構(gòu)，且磁體本身晶粒細(xì)小、溫度穩(wěn)定性優(yōu)異、耐腐蝕性強(qiáng)，在制備高效率伺服電機(jī)應(yīng)用的輻射取向環(huán)形永磁體方面具有廣泛的應(yīng)用前景。但由于熱變形磁體前驅(qū)體——“快淬磁粉”微結(jié)構(gòu)不均勻，熱變形磁體內(nèi)不可避免地存在部分無取向等軸粗晶，這極大地影響了磁體磁性能。如何克服快淬磁粉微結(jié)構(gòu)不均勻，并在此基礎(chǔ)上制備高性能熱變形Nd-Fe-B磁體便成為一個(gè)重要議題。

    中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所稀土磁性功能材料實(shí)驗(yàn)室在多年熱變形釹鐵硼磁體研發(fā)的基礎(chǔ)上，利用新型壓力擴(kuò)散技術(shù)&高溫織構(gòu)生長成功制備了高磁能積熱變形Nd-Fe-B磁體�，F(xiàn)有研究結(jié)果表明：傳統(tǒng)重稀土共熔合金擴(kuò)散（如Dy-Cu等）在提高磁體內(nèi)稟矯頑力Hc時(shí)會(huì)破壞原有<001>織構(gòu)，擴(kuò)散磁體中重稀土原子與鐵原子磁矩的反平行排列也會(huì)大幅降低2:14:1相飽和磁化強(qiáng)度Ms，因此矯頑力提升基本上是以犧牲部分剩余磁化強(qiáng)度為代價(jià)。目前尚無一種方法能在同一擴(kuò)散體系中實(shí)現(xiàn)磁體磁能積(BH)max和矯頑力Hc的共同提高。實(shí)驗(yàn)室打破傳統(tǒng)晶粒尺寸對(duì)熱變形Nd-Fe-B磁體的束縛，在適宜的高溫條件下，借助磁體內(nèi)<001>織構(gòu)調(diào)控晶粒擇優(yōu)生長，消除錯(cuò)取向粗晶，實(shí)現(xiàn)磁體宏觀取向結(jié)構(gòu)優(yōu)化，制備出Hc = 7.8 kOe、(BH)max = 48 MGOe的熱變形磁體。在此基礎(chǔ)上，又創(chuàng)造性地發(fā)明了“壓力輔助注入擴(kuò)散”技術(shù)：在磁體熱變形過程中利用壓力將Dy-Cu共熔合金直接注入到磁體內(nèi)部，通過后續(xù)高溫織構(gòu)再生長，制備出Hc = 10 kOe，(BH)max = 53MGOe的高性能熱變形磁體。

    該方法有效改善了磁體近表面<001>織構(gòu)（如下圖），并在后續(xù)高溫過程中Dy-Cu擴(kuò)散形成了高磁晶各向異性場(chǎng)的(Dy,Nd)2Fe14B/Nd2Fe14B“shell-core”結(jié)構(gòu)的同時(shí)抑制了近表面晶粒生長，為磁體矯頑力和磁能積的共同提高奠定基礎(chǔ)。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于國際期刊《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports 6, 38335, (2016), doi:10.1038/srep38335）；《合金與化合物雜志》（Journal of Alloys and Compounds (2017, Accepted)）；申請(qǐng)中國發(fā)明專利201610212535.4，并入選“2016年中國稀土十大科技新聞”。