| 题名 | SmCo基稀土永磁材料结构、磁性和磁化行为的研究 |
| 作者 | 刘壮 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2010 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 崔平 ; 闫阿儒 |
| 关键词 | SmCo 纳米晶磁体 剩磁温度系数 速凝 气流磨 晶间交换耦 |
| 中文摘要 | 随着精密仪器应用范围的扩大，对其环境适应能力提出了更高的要求，其 中永磁体的高温磁性能和温度稳定性成为制约仪器应用的关键因素，因而需要研 制具有高磁性能和高温度稳定性的磁体。纳米晶沉淀硬化2:17型SmCo磁体由于 其高磁性能和高居里温度，是研制低温度系数磁体最理想对象。而1:7型纳米晶 SmCo磁体由于其良好的内禀磁特性，有望成为新一代高温永磁体。本论文通过 成分和工艺上的优化，制备出温度稳定性好同时具有较高磁性能的纳米晶沉淀硬 化2:17型SmCo磁体，系统研究了磁体的微观组织结构、元素分布、磁畴结构， 阐明了影响磁体温度稳定性的物理机制；利用机械合金化方法制备了Sm(Co,Zr)7 纳米晶磁体和Sm(Co,Zr)7/α-(Fe,Co)纳米晶复合磁体，系统的研究了二者的相结构、 磁性能和反磁化行为。 系统研究了稀土元素Sm 、Gd 、Dy 和过渡族金属元素Fe 对 SmHRE(Co,Fe,Cu,Zr)z 磁体剩磁温度系数的影响。结果表明，随着Fe 含量的增加， 剩磁温度系数出现明显的提高，磁体的温度稳定性变差；随着Gd 含量的增加， 磁体的磁能积和剩磁温度系数降低，当磁体中Gd 含量在5.4Wt.%-8.1Wt.%之间 时，具有较好的磁能积(18～20MGOe)和较低的剩磁温度系数(-0.02～-0.03%/℃)； 通过添加复合重稀土GdDy 合金可使磁体的剩磁温度系数降低至-0.015%/℃。 首次采用速凝、氢破和气流磨工艺，成功制备低温度系数2:17 型SmCo 磁体。 研究发现通过速凝工艺得到的SmCo 速凝片具有枝状晶的微观组织结构。对球磨 和气流磨制备粉末的分析，发现经气流磨工艺得到的SmCo 粉末明显比球磨获得 的粉末具有更好的均匀性和一致性。通过应用新的制备工艺，实现了磁能积和剩 磁温度系数的双重优化，获得了剩磁温度系数仅-0.01%/℃的高稳定性永磁体。 通过对磁体的微观组织结构、重稀土元素分布、磁畴结构的分析，发现磁畴结构 对剩磁温度稳定性具有重要的影响作用。 利用高能球磨制备Sm(Co,Zr)7 纳米晶永磁材料，研究了晶化工艺对磁体相 I 摘要 II 结构、磁性能的影响。研究结果表明，晶化温度和晶化时间对磁体的相结构和晶 粒尺寸有着显著的影响，并进而决定了磁体晶间交换耦合作用的强弱。对磁体的 磁化和反磁化机制的分析发现，磁体的矫顽力明显低于平均不可逆形核场，这可 能是由于磁体中存在少量软磁性的非晶相导致的结果。 通过高能球磨Sm(Co,Zr)7 合金和不同比例的α-Fe 粉 (技术路线Ⅰ)、高能球 磨(SmCo6.8Zr0.2)1-xFex(x=0, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75)合金(技术路线Ⅱ)制备了纳米晶 Sm(Co,Zr)7/α-(Fe,Co)磁性材料，系统研究了两种手段对纳米晶磁体的相结构、磁 性能和反磁化行为的影响。研究发现通过技术路线Ⅰ 制备的纳米晶 Sm(Co,Zr)7/α-(Fe,Co)复合磁体磁性能低于技术路线Ⅱ制备的磁体。分析表明，技 术路线Ⅰ制备磁体的硬磁相为单一的1:7 相，而技术路线Ⅱ制备的纳米晶 Sm(Co,Zr)7/α-(Fe,Co)复合磁体的硬磁相具有多种相结构，磁体内具有较强的晶间 交换耦合作用和均匀分布的不可逆形核场，进而获得更高的磁性能。 研究了单相纳米晶Sm(Co,Zr)7磁体和复相纳米晶Sm(Co,Zr)7/α-(Fe,Co)磁体不 同温度下的磁化和反磁化行为。研究发现剩磁比mr随温度的降低而单调降低，且 单相磁体的降低速率高于复合磁体。这主要是由于磁晶各向异性和晶间交换耦合 间竞争的结果，一方面，随着温度的降低，磁晶各向异性显著增强，交换耦合能 对自由能的贡献逐渐减弱，导致mr随温度的降低而单调降低；另一方面，晶间交 换耦合作用随温度的降低而增强，而且复相纳米晶磁体的增强幅度要明显大于纳 米晶单相磁体的增强幅度。对不同温度下不可逆磁化行为的研究表明，随着温度 的降低，复相磁体中局域不可逆形核场Hn趋于一致，导致退磁曲线方形度变好。 磁粘滞研究发现单相磁体和复相磁体的激活体积随温度的降低而降低，并且复相 磁体激活体积下降的速率比单相磁体激活体积降低的速率要小，这可能与磁体的 晶间交换耦合作用随温度的变化有关。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-07-21 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/512]  |
| 专题 | 宁波材料技术与工程研究所_硕/博士论文成果 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘壮. SmCo基稀土永磁材料结构、磁性和磁化行为的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
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