片状微纳米稀土永磁材料制备及物理性质研究

【摘要】最近几年在用表面剂辅助高能球磨技术制备RCo5（R=Sm、Pr、Y、Ce）纳米稀土永磁材料研究中，发现球磨产物为一种具有较高形貌比的多晶的片状粒子，更为特殊的是这种片状粒子具有片外织构，即其组成的晶粒的c轴垂直于片状粒子的表面。这一发现对于制备高性能各向异性粘结磁体具有重要的意义。烧结NdFeB是目前性能最好的永磁材料，各向异性的NdFeB粘结磁体正在不断发展之中。若NdFeB材料能够通过表面剂辅助高能球磨技术获得与RCo5材料相似的各向异性的片状粒子，将为各向异性NdFeB粘结磁体开辟一条新途径。本文主要基于R2Fe14B材料，研究表面剂辅助高能球磨对产物形貌及织构的影响及物理机制，探索开发新的各向异性粘结NdFeB磁粉制备技术。主要工作如下：1．以电弧熔炼的Nd2Fe14B铸锭为前驱物，采用表面剂辅助高能球磨技术，得到了Nd2Fe14B片状粒子。将此片状粒子在磁场下制成了颗粒膜。经XRD和磁性能测试证实，球磨较短时间时，组成颗粒膜的Nd2Fe14B粒子是单晶的，在磁场的作用下单晶的易磁化轴（c轴）沿取向磁场方向排列，导致颗粒膜出现各向异性。进一步增加球磨时间，单晶粒子变成多晶片状粒子，组成片状粒子的晶粒晶轴随机取向，导致片状粒子进而颗粒膜失去各向异性。矫顽力随着球磨时间先增加后减小，在120分钟到达5KOe的最大值。2.以自制的和商品的NdFeB快淬粉为前驱物，采用表面剂辅助高能球磨技术，得到了NdFeB片状粒子，将此片状粒子在磁场下制成了颗粒膜。在整个球磨时间内，粒子是各向同性的多晶颗粒，不能在磁场下取向。原因是快淬粉是由更为细小的（约80纳米）的晶粒组成，球磨无法得到能够在磁场中取向的单晶颗粒。矫顽力在球磨时间小于120分钟时基本不变，原因是球磨只是粒子尺寸的减小，并未改变粒子的微结构。球磨大于120分钟，粒子发生形变，导致微结构变化，矫顽力下降。3．将表面剂辅助高能球磨技术应用到铸态Pr2Fe14B，得到与铸态Nd2Fe14B材料相似的实验结果。与Nd2Fe14B片状粒子相比，Pr2Fe14B片状粒子展现了更高的塑性和柔韧性。4．将表面剂辅助高能球磨技术应用到铸态Pr2Co14B，得到与铸态Nd2Fe14B材料相似的实验结果，证明片状粒子织构的形成与元素种类无关，主要取决于材料的晶体结构。5．SmCo5-xFex（x=0.1，0.2，0.3，0.4，0.5）铸锭经表面剂辅助高能球磨一定时间之后，呈现出片状形貌，片状粒子是多晶结构，存在织构，其内部的晶粒易磁化轴垂直于片状粒子表面，与SmCo5的情况相同。这种粒子的矫顽力会因为Fe的加入而降低，但磁化强度和磁能积会显著提高，能制成性能较好的各向异性粘结磁体。
【作者】高红梅；
【导师】杜晓波；
【作者基本信息】吉林大学，凝聚态物理，2014，硕士
【关键词】稀土永磁材料；表面剂；高能球磨；纳米薄片；物理性质；

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