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ZrN掺杂对热压−热变形制备钕铁硼磁体磁性能和电阻率的影响

2021-07-22白杨王梓良李雅婧左思源方以坤朱明刚黄光伟郑立允

粉末冶金材料科学与工程 2021年3期
关键词:变形

白杨 ,王梓良,李雅婧 ,左思源,方以坤,朱明刚,黄光伟,郑立允

(1. 河北工程大学 机械与装备工程学院,邯郸 056038;2. 河北工程大学 河北省稀土永磁材料与应用工程研究中心,邯郸 056038;3. 钢铁研究总院 功能材料研究所,北京 100081)

钕铁硼(NdFeB)具有优异的磁性能和力学性能,但由于居里温度低、热稳定性差和电阻率低,在应用于高速永磁无刷直流电机时[1−3],会产生涡流损耗,导致电机温度升高,造成磁通损失,严重时甚至引起转子永磁体的热退磁。因此,提高NdFeB磁体的电阻率,对于确保电机可靠运行和降低电机的使用损耗具有重要意义[4−5]。目前降低NdFeB磁体服役时的涡流损耗效应主要有两种思路:一种思路是改变电机转子的设计,例如通过分割磁体来达到减少涡流损耗[6],但这会提高制造成本,并且通过金属外壳来分割磁体收效甚微[7];另一种思路是提高磁体的电阻率。涡流损耗效应与磁体的电阻率呈反比[8],因此提高磁体的电阻率可降低涡流损耗。提高磁体电阻率的一种方法是用高分子材料包覆,将钕铁硼磁粉和环氧树脂混合,在外磁场取向下进行压制,制备黏结NdFeB磁体[9],但由于高分子材料的软化温度较低,磁体的工作温度受限,同时非磁性高分子材料使磁体的磁性能大大降低[10−12]。提高NdFeB磁体电阻率的另一种方法是在NdFeB中掺杂高电阻率的物质[13],如AlN、SiN、ZrN等。有人在NdFeB磁体中掺杂纳米Al2O3等绝缘材料,当Al2O3质量分数为1.5%时,磁体的电阻率提高13%,但由于Al2O3中部分O原子在热变形过程中易发生扩散进入基体相,形成氧化物过渡层,导致磁体的矫顽力和剩磁都急剧下降。……

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