摘要
烧结钕铁硼因其优异的室温磁性广泛应用于民用与国防领域，但是由于其热退磁效应，无法满足高端器件在高温中正常运行的需求，为了弥补NdFeB矫顽力在高温的损失，需研发室温具有超高矫顽力的磁体。本论文中以山西金山磁材有限公司的钕铁硼工艺流程为基础，重点对烧结钕铁硼磁体中晶界扩散Dy单质及其低熔点Dy合金工艺进行详细分析，主要内容及研究结果如下： (1)我们系统研究了N35、N42、N50速凝片的形貌与相结构，研究表明随着铜辊线速度的提升可以有效提高形核率，使形核点明显且形核间距小，有利于提高晶粒取向度。而在42H、42SH速凝片中，采用重稀土掺杂技术，使Dy和Nd富集在晶界处，清晰且均匀分隔主相柱晶的晶界对获得高矫顽力的42H和42SH系列磁体非常有利。 (2)以N42为初始磁体，对其进行晶界扩散Dy单质后磁体的综合磁性能得到优化，最佳扩散工艺为900℃/5h+550℃/2h时剩磁和磁能积分别降低7.1%和5.9%，矫顽力提升了47.1%，其性能达到商业38H磁体的要求。该磁体在25℃~120℃温度区间具有较低的矫顽力温度系数，热稳定性良好。晶界扩散Dy单质提高磁体矫顽力是由于扩散的Dy在钕铁硼晶粒外围形成富重稀土的硬磁壳层所致。 (3)基于Dy单质在磁体中的有限扩散，我们采用不同的低熔点Dy合金对N42磁体实施晶界扩散，晶界扩散DyFe合金后磁体的矫顽力提升了50.4%，但剩磁严重恶化。扩散DyAl合金后磁体的矫顽力达到19.1kOe，增幅为57%，而剩磁下降幅度不大，其综合性能可以达到商业38SH磁体的性能要求，且热稳定性良好。低熔点DyAl合金的扩散不但可以形成富重稀土的(Nd,Dy)2Fe14B硬磁壳层，还能通过Al的良好润湿性优化非磁性晶界并削弱磁性晶粒间交换耦合作用，为磁体矫顽力的提升和增加扩散深度提供有效途径。 总之，我们采用热蒸发技术实现了重稀土在钕铁硼磁体中的有效扩散，为高性能稀土永磁体的重稀土减量化提供了有效工艺，该成果为研究高性价比的钕铁硼磁体奠定了基础。
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