各向异性热压稀土永磁体的热变形机制及微磁结构研究
2011-08-17朱明刚
中国工程科学 2011年10期
李 卫,朱明刚
(钢铁研究总院功能材料研究所,北京 100081)
1 前言
热压/热变形(HP/HD)工艺最初用于陶瓷材料、大块非晶材料、复合材料等的制备过程。直到20世纪80年代后期,人们才开始将热压/热变形方法用于永磁体的制备。1985年,R W Lee采用热变形工艺获得了变形率为50%、最大磁能积为320 kJ/m3的各向异性磁体[1]。1988 年,R K Mishra等人认为Nd-Fe-B磁体的变形与取向源于塑性变形与晶界滑移的组合[2]。1990年,C D Fuerst等人研究发现添加少量(0.5 wt% ~0.8 wt%)金属Zn、Cu和Ni粉末可以显著提高热变形磁体的矫顽力[3]。1998年,T Saito等人分别采用冷压与热压的方式制备压坯磁体,再对其进行热变形处理[4]。但上述技术仅作为与烧结工艺并行的一种方案,由于当时水平的限制仅局限于实验室制备,与实现产业化相差甚远而遭到冷淡。
热压/热变形工艺能再次引起人们的高度关注,是由于它为研究各向异性双相复合纳米晶永磁材料开辟了新的途径。人们将高于正分比的Nd-Fe-B快淬带与软磁性α-Fe或FeCo相混合并进行热压/热变形,制备出稀土平均成分低于或接近正分的复合各向异性纳米晶磁体。此外,对于环状磁体,早期的制备多采用拼接技术,这种拼接磁环的非匀称性带来的误差随机性很高。鉴于此,开发了整体烧结永磁环,但早期的烧结永磁环不仅性能偏低,而且在烧结和机加工过程中容易开裂,成品率很低。随后,开发了“辐向取向钕铁硼永磁环及其制造方法”等新技术[5,6],并探究了稀土永磁体力学特性各向异性的机理[7],给出了稀土钴基辐向永磁环断裂的物理模型。……
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