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利用Pr70Cu30晶界扩散改善烧结钕铁硼废料矫顽力的研究

肖俊儒 刘仲武 楼华山 詹慧雄

利用Pr70Cu30晶界扩散改善烧结钕铁硼废料矫顽力的研究

肖俊儒, 刘仲武, 楼华山, 詹慧雄
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  • 钕铁硼磁体制备过程中出现的部分块体废料由于矫顽力较低,性能难以满足使用要求.本文主要通过晶界扩散技术来提高废料磁体的矫顽力.采用Pr70Cu30合金作为扩散介质,对烧结钕铁硼废料磁体进行了晶界扩散处理,研究了扩散温度、扩散时间和回火时间对扩散后的磁体性能的影响.结果显示,800℃下扩散3 h,磁体的矫顽力从原来的7.88 kOe(1 Oe=79.5775 A/m)提升至11.55 kOe,提升幅度为46.6%,同时剩磁没有明显降低.扩散后回火对矫顽力的提升有一定的作用.800℃下扩散4 h后的磁体在500℃回火3 h后,最高矫顽力可达11.97 kOe,比原磁体废料提高了51.9%,接近成品磁体的水平.显微组织分析证实了晶界扩散的作用.扩散处理后的磁体中,主相晶粒间形成了连续晶间相,起到有效的磁隔离作用,有利于矫顽力的提高.研究还发现,Pr70Cu30晶界扩散虽然可以使磁体腐蚀电位上升,但也会增加腐蚀电流密度,不利于磁体抗腐蚀性的改善.本文工作对于提高材料的成品率具有重要意义.
      通信作者: 刘仲武, zwliu@scut.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51774146)和广东省省级科技计划(批准号:2015B010105008)资助的课题.
    [1]

    Xu T 2004 Chin. Rare Earths 25 31 (in Chinese) [许涛 2004 稀土 25 31]

    [2]

    Chen Y H, Wang H Y, Pei Y C, Ren J, Wang J J 2015 ACS Sustain. Chem. Eng. 3 3167

    [3]

    Saito T, Sato H, Motegi T 2006 J. Alloys Compd. 425 145

    [4]

    Sepehri-Amin H, Ohkubo T, Zakotnik M, Prosperi D, Afiuny P, Tudor C O, Hono K 2017 J. Alloys Compd. 694 175

    [5]

    Li X T, Yue M, Liu W Q, Li X L, Yi X F, Huang X L, Zhang D T, Chen J W 2015 J. Alloys Compd. 649 656

    [6]

    Zakotnik M, Tudor C O 2015 Waste Manage. 44 48

    [7]

    Li C, Liu W Q, Yue M, Liu Y Q, Zhang D T, Zuo T Y 2014 IEEE Trans. Magn. 50 2105403

    [8]

    Kawasaki T, Itoh M, Ken-Ichi M 2003 Mater. Trans. 44 1682

    [9]

    Ma T Y, Wang X J, Liu X L, Wu C, Yan M 2015 J. Phys. D:Appl. Phys. 48 215001

    [10]

    Oono N, Sagawa M, Kasada R, Matsui H, Kimura A 2011 J. Magn. Magn. Mater. 323 297

    [11]

    Suzuki H, Satsu Y, Komuro M 2009 J. Appl. Phys. 105 07A734

    [12]

    Guo S, Zhang X F, Ding G F, Chen R J, Lee D, Yan A R 2014 J. Appl. Phys. 115 17A754

    [13]

    Watanabe N, Itakura M, Kuwano N, Li D, Suzuki S, Ken-Ich M 2007 Mater. Trans. 48 915

    [14]

    Soderžnik M, Korent M, Soderžnik K Ž, Katter M, stner K, Kobe S 2016 Acta Mater. 115 278

    [15]

    Tang M H, Bao X Q, Lu K C, Lu S, Li J H, Gao X X 2016 Scripta Mater. 117 60

    [16]

    Liang L P, Ma T Y, Pei Z, Jin J Y, Mi Y 2014 J. Magn. Magn. Mater. 355 131

    [17]

    Ji W X, Liu W Q, Yue M, Zhang D T, Zhang J X 2015 Physica B 476 147

    [18]

    Chen F G, Zhang T Q, Jing W, Zhang L T, Zhou G F 2015 Scripta Mater. 107 38

    [19]

    Akiya T, Liu J, Sepehri-Amin H, Ohkubo T, Hioki K, Hattori A, Hono K 2014 J. Appl. Phys. 115 17A766

    [20]

    Tang X, Chen R, Yin W, Wang J Z, Lee D, Yan A R 2013 Appl. Phys. Lett. 102 72409

    [21]

    Sepehri-Amin H, Liu J, Ohkubo T, Hioki K, Hattori A, Hono K 2013 Scripta Mater. 69 647

    [22]

    Sepehri-Amin H, Ohkubo T, Nagashima S, Yano M, Shoji T, Kato A, Schrefl T, Hono K 2013 Acta Mater. 61 6622

    [23]

    Sepehri-Amin H, Ohkubo T, Nishiuchi T, Hirosawa S, Hono K 2010 Scripta Mater. 63 1124

    [24]

    Kronmller H, Durst K D, Sagawa M 1988 J. Magn. Magn. Mater. 74 291

    [25]

    Hono K, Sepehri-Amin H 2012 Scripta Mater. 67 530

    [26]

    Liu S, Kang N, Yu J, Kwon H, Lee J 2016 J. Magn. 21 51

    [27]

    Li W F, Ohkubo T, Akiya T, Kato H Hono K 2009 J. Mater. Res. 24 413

    [28]

    Sepehri-Amin H, Liu L H, Ohkubo T, Yano M, Shoji T, Kato A, Schrefl T, Hono K 2015 Acta Mater. 99 297

    [29]

    Hirosawa S, Matsuura Y, Yamamoto H, Fujimura S, Sagawa M, Yamauchi H 1986 J. Appl. Phys. 59 873

    [30]

    Haynes W M 2016 CRC Handbook of Chemistry and Physic (96th Ed.) (BOCA Raton:CRC Press) pp5-81-5-83

    [31]

    Cui X G, Yan M, Ma T Y, Yu L Q 2008 Physica B 403 4182

    [32]

    Sun C, Liu W Q, Sun H, Yue M, Yi X F, Chen J W 2012 J. Mater. Sci. Technol. 28 927

    [33]

    He Q J, Li W 2001 Met. Funct. Mater. 8 8 (in Chinese) [贺琦军, 李卫 2001 金属功能材料 8 8]

    [34]

    Liu W Q, Yue M, Zhang J X, Wang G P, Li T 2007 Rare Metal. Mat. Eng. 36 1066 (in Chinese) [刘卫强, 岳明, 张久兴, 王公平, 李涛 2007 稀有金属材料与工程 36 1066]

    [35]

    Isotahdon E, Huttunen-Saarivirta E, Kuokkala V T, Paju M 2012 Mater. Chem. Phys. 135 762

  • [1]

    Xu T 2004 Chin. Rare Earths 25 31 (in Chinese) [许涛 2004 稀土 25 31]

    [2]

    Chen Y H, Wang H Y, Pei Y C, Ren J, Wang J J 2015 ACS Sustain. Chem. Eng. 3 3167

    [3]

    Saito T, Sato H, Motegi T 2006 J. Alloys Compd. 425 145

    [4]

    Sepehri-Amin H, Ohkubo T, Zakotnik M, Prosperi D, Afiuny P, Tudor C O, Hono K 2017 J. Alloys Compd. 694 175

    [5]

    Li X T, Yue M, Liu W Q, Li X L, Yi X F, Huang X L, Zhang D T, Chen J W 2015 J. Alloys Compd. 649 656

    [6]

    Zakotnik M, Tudor C O 2015 Waste Manage. 44 48

    [7]

    Li C, Liu W Q, Yue M, Liu Y Q, Zhang D T, Zuo T Y 2014 IEEE Trans. Magn. 50 2105403

    [8]

    Kawasaki T, Itoh M, Ken-Ichi M 2003 Mater. Trans. 44 1682

    [9]

    Ma T Y, Wang X J, Liu X L, Wu C, Yan M 2015 J. Phys. D:Appl. Phys. 48 215001

    [10]

    Oono N, Sagawa M, Kasada R, Matsui H, Kimura A 2011 J. Magn. Magn. Mater. 323 297

    [11]

    Suzuki H, Satsu Y, Komuro M 2009 J. Appl. Phys. 105 07A734

    [12]

    Guo S, Zhang X F, Ding G F, Chen R J, Lee D, Yan A R 2014 J. Appl. Phys. 115 17A754

    [13]

    Watanabe N, Itakura M, Kuwano N, Li D, Suzuki S, Ken-Ich M 2007 Mater. Trans. 48 915

    [14]

    Soderžnik M, Korent M, Soderžnik K Ž, Katter M, stner K, Kobe S 2016 Acta Mater. 115 278

    [15]

    Tang M H, Bao X Q, Lu K C, Lu S, Li J H, Gao X X 2016 Scripta Mater. 117 60

    [16]

    Liang L P, Ma T Y, Pei Z, Jin J Y, Mi Y 2014 J. Magn. Magn. Mater. 355 131

    [17]

    Ji W X, Liu W Q, Yue M, Zhang D T, Zhang J X 2015 Physica B 476 147

    [18]

    Chen F G, Zhang T Q, Jing W, Zhang L T, Zhou G F 2015 Scripta Mater. 107 38

    [19]

    Akiya T, Liu J, Sepehri-Amin H, Ohkubo T, Hioki K, Hattori A, Hono K 2014 J. Appl. Phys. 115 17A766

    [20]

    Tang X, Chen R, Yin W, Wang J Z, Lee D, Yan A R 2013 Appl. Phys. Lett. 102 72409

    [21]

    Sepehri-Amin H, Liu J, Ohkubo T, Hioki K, Hattori A, Hono K 2013 Scripta Mater. 69 647

    [22]

    Sepehri-Amin H, Ohkubo T, Nagashima S, Yano M, Shoji T, Kato A, Schrefl T, Hono K 2013 Acta Mater. 61 6622

    [23]

    Sepehri-Amin H, Ohkubo T, Nishiuchi T, Hirosawa S, Hono K 2010 Scripta Mater. 63 1124

    [24]

    Kronmller H, Durst K D, Sagawa M 1988 J. Magn. Magn. Mater. 74 291

    [25]

    Hono K, Sepehri-Amin H 2012 Scripta Mater. 67 530

    [26]

    Liu S, Kang N, Yu J, Kwon H, Lee J 2016 J. Magn. 21 51

    [27]

    Li W F, Ohkubo T, Akiya T, Kato H Hono K 2009 J. Mater. Res. 24 413

    [28]

    Sepehri-Amin H, Liu L H, Ohkubo T, Yano M, Shoji T, Kato A, Schrefl T, Hono K 2015 Acta Mater. 99 297

    [29]

    Hirosawa S, Matsuura Y, Yamamoto H, Fujimura S, Sagawa M, Yamauchi H 1986 J. Appl. Phys. 59 873

    [30]

    Haynes W M 2016 CRC Handbook of Chemistry and Physic (96th Ed.) (BOCA Raton:CRC Press) pp5-81-5-83

    [31]

    Cui X G, Yan M, Ma T Y, Yu L Q 2008 Physica B 403 4182

    [32]

    Sun C, Liu W Q, Sun H, Yue M, Yi X F, Chen J W 2012 J. Mater. Sci. Technol. 28 927

    [33]

    He Q J, Li W 2001 Met. Funct. Mater. 8 8 (in Chinese) [贺琦军, 李卫 2001 金属功能材料 8 8]

    [34]

    Liu W Q, Yue M, Zhang J X, Wang G P, Li T 2007 Rare Metal. Mat. Eng. 36 1066 (in Chinese) [刘卫强, 岳明, 张久兴, 王公平, 李涛 2007 稀有金属材料与工程 36 1066]

    [35]

    Isotahdon E, Huttunen-Saarivirta E, Kuokkala V T, Paju M 2012 Mater. Chem. Phys. 135 762

  • [1] 邱学军, 张云鹏, 何正红, 白 浪, 刘国磊, 王 跃, 陈 鹏, 熊祖洪. 矫顽力可调的多孔硅基Fe膜. 物理学报, 2006, 55(11): 6101-6107. doi: 10.7498/aps.55.6101
    [2] 荣传兵, 张宏伟, 张 健, 张绍英, 沈保根. 纳米晶永磁中面缺陷对畴壁钉扎机理的研究. 物理学报, 2003, 52(3): 708-712. doi: 10.7498/aps.52.708
    [3] 张宏伟, 荣传兵, 张 健, 张绍英, 沈保根. 纳米晶永磁Pr8Fe87B5反磁化机理研究. 物理学报, 2003, 52(3): 722-725. doi: 10.7498/aps.52.722
    [4] 张宏伟, 荣传兵, 张 健, 张绍英, 沈保根. 纳米晶永磁Pr2Fe14B微磁学有限元法的模拟计算研究. 物理学报, 2003, 52(3): 718-721. doi: 10.7498/aps.52.718
    [5] 史慧刚, 司明苏, 薛德胜. 段化(A/B)m复合纳米线阵列的矫顽力机理. 物理学报, 2005, 54(7): 3402-3407. doi: 10.7498/aps.54.3402
    [6] 郭子政, 胡旭波. 应力对铁磁薄膜磁滞损耗和矫顽力的影响. 物理学报, 2013, 62(5): 057501. doi: 10.7498/aps.62.057501
    [7] 侯志鹏, 苏峰, 王文全. 三元Co79Zr18Cr3合金中高矫顽力. 物理学报, 2014, 63(8): 087501. doi: 10.7498/aps.63.087501
    [8] 高汝伟, 冯维存, 王 标, 陈 伟, 韩广兵, 张 鹏, 刘汉强, 李 卫, 郭永权, 李岫梅. 纳米复合永磁材料的有效各向异性与矫顽力. 物理学报, 2003, 52(3): 703-707. doi: 10.7498/aps.52.703
    [9] 翁臻臻, 冯 倩, 黄志高, 都有为. 混合磁性薄膜矫顽力及阶梯效应的微磁学及Monte Carlo研究. 物理学报, 2004, 53(9): 3177-3185. doi: 10.7498/aps.53.3177
    [10] 李柱柏, 李赟, 秦渊, 张雪峰, 沈保根. 稀土永磁体及复合磁体反磁化过程和矫顽力. 物理学报, 2019, 68(17): 177501. doi: 10.7498/aps.68.20190364
    [11] 贺淑莉, 张宏伟, 荣传兵, 陈仁杰, 孙继荣, 沈保根. 晶粒易轴取向度对纳米晶永磁Pr2Fe14B磁性的影响. 物理学报, 2005, 54(7): 3408-3413. doi: 10.7498/aps.54.3408
    [12] 李 腾, 李 卫, 潘 伟, 李岫梅. Fe40—45Cr30—35Co20—25Mo0—4Zr0—2合金微观结构对矫顽力的影响. 物理学报, 2005, 54(9): 4389-4394. doi: 10.7498/aps.54.4389
    [13] 陈宪锋. R2Fe14B型永磁材料中第二磁晶各向异性常数对反磁化过程的影响. 物理学报, 2005, 54(8): 3856-3861. doi: 10.7498/aps.54.3856
    [14] 张晓渝, 陈亚杰. 磁性颗粒复合体磁渗流区矫顽力异常的研究. 物理学报, 2003, 52(8): 2052-2056. doi: 10.7498/aps.52.2052
    [15] 柴春林, 滕蛟, 于广华, 朱逢吾, 赖武彦, 肖纪美. 退火对FeMn钉扎自旋阀性质的影响. 物理学报, 2002, 51(8): 1846-1850. doi: 10.7498/aps.51.1846
    [16] 李栋, 董生智, 李磊, 徐吉元, 陈红升, 李卫. 核((Nd0.7, Ce0.3)2Fe14B)-壳(Nd2Fe14B)型磁体反磁化的微磁学模拟. 物理学报, 2020, 69(14): 147501. doi: 10.7498/aps.69.20200435
    [17] 鲜承伟, 赵国平, 张庆香, 徐劲松. 垂直取向Nd2Fe14B/α-Fe磁性三层膜的磁化反转. 物理学报, 2009, 58(5): 3509-3514. doi: 10.7498/aps.58.3509
    [18] 张帅, 陈喜芳, 阴津华, 张宏伟, 陈京兰, 姜宏伟, 吴光恒. 纳米复合永磁材料中软磁性相交换硬化的研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6593-6598. doi: 10.7498/aps.59.6593
    [19] 邓娅, 赵国平, 薄鸟. 交换弹簧磁性多层膜的磁矩取向及磁滞回线的解析研究. 物理学报, 2011, 60(3): 037502. doi: 10.7498/aps.60.037502
    [20] 侯志鹏, 张金宝, 徐世峰, 吴春姬, 王子涵, 杨坤隆, 王文全, 杜晓波, 苏峰. B元素添加对Co-Zr-Mo合金薄带的磁性能及结构的影响. 物理学报, 2012, 61(20): 207501. doi: 10.7498/aps.61.207501
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-29
  • 修回日期:  2017-12-31
  • 刊出日期:  2019-03-20

利用Pr70Cu30晶界扩散改善烧结钕铁硼废料矫顽力的研究

  • 1. 华南理工大学材料科学与工程学院, 广州 510640;
  • 2. 柳州职业技术学院机电工程学院, 柳州 545000;
  • 3. 广东裕通新材料科技有限公司, 潮州 515738
  • 通信作者: 刘仲武, zwliu@scut.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51774146)和广东省省级科技计划(批准号:2015B010105008)资助的课题.

摘要: 钕铁硼磁体制备过程中出现的部分块体废料由于矫顽力较低,性能难以满足使用要求.本文主要通过晶界扩散技术来提高废料磁体的矫顽力.采用Pr70Cu30合金作为扩散介质,对烧结钕铁硼废料磁体进行了晶界扩散处理,研究了扩散温度、扩散时间和回火时间对扩散后的磁体性能的影响.结果显示,800℃下扩散3 h,磁体的矫顽力从原来的7.88 kOe(1 Oe=79.5775 A/m)提升至11.55 kOe,提升幅度为46.6%,同时剩磁没有明显降低.扩散后回火对矫顽力的提升有一定的作用.800℃下扩散4 h后的磁体在500℃回火3 h后,最高矫顽力可达11.97 kOe,比原磁体废料提高了51.9%,接近成品磁体的水平.显微组织分析证实了晶界扩散的作用.扩散处理后的磁体中,主相晶粒间形成了连续晶间相,起到有效的磁隔离作用,有利于矫顽力的提高.研究还发现,Pr70Cu30晶界扩散虽然可以使磁体腐蚀电位上升,但也会增加腐蚀电流密度,不利于磁体抗腐蚀性的改善.本文工作对于提高材料的成品率具有重要意义.

English Abstract

参考文献 (35)

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