速凝片结构与高性能烧结NdFeB磁体

速凝片结构与离性能烧结NdFeB磁体朱 明 刚 郭 永 权 方 以 坤 韩 宝 善 李 卫(钢铁研究总院功能材料所北京 100081)(中科院物理所磁学国家重点实验室北京 100080)Study on the Structure of Cast Stripe and HighPerformance of Sintered NdFeBZhu Minggang Guo Yongquan Fang Yikun Han Baoshan Li Wei( Division of Functional Materials, Central Iron 电话:010名 21833丨0;传真:0l062l82380f电子信箱:496 G先进磁性材料图1能。采用快淬设备分别制取主相合金带和辅 相合金带。对主相速凝带进行热处理，选择温 度范围在1000111 5丈，时间范围在 3 10h。 选取烧结温度分别为：1115恒温60 min; 1080：恒温BO min。 回 火 温 度 一 致 恒 温30 min, 然后降到585弋恒温240 min。结果如图1所示，获得的速凝带与常规速 凝带形貌相差较大。速凝带晶粒呈细小碎片 状形貌，且大小均匀，进行X光衍射谱分析发 现有少量Nd 2Fe17 (B)相的存在（见图2)。经过 1050丈的退火热处理后，晶粒变大，但基本上 都在12 (im左右，远小于常规速凝带的晶粒尺 寸。同时发现，部分颗粒出现了明显的带状条 纹（见图3)，其原因可能是由热处理后 Nd2Fe14B热膨胀的各向异性引起，原因是比邻晶粒 之间的热膨胀在不同方向上引起的热应力大小不同。冷却速度越大，热应力增大,导致形变 滑移。理想情况下，在低钕条件下通过速凝工艺，能抑制a-Fe的生成，从而使Nd-Fe-B主相接 近正分成分 M。从Nd-Fe-B三元相平衡关系图可知 3：iitm图8 NcM2.2速凝片热处理前后的典型磁力图 【一热处理前的自由面J一经过1050尤热处理的自由面（色标约50)500 G先进磁性材料将10501C的热处理过程视为是一个典型烧结过程。在此过程中，发生了微细颗粒的溶解、 2： 14： 1相晶粒的长大、液态富钕相的流动及再分布等复杂变化。2: 14:1相晶粒将团聚长大 连成一片。这时2:17相也将由原来的分散分布团聚长大，但由于它的总含量远小于2: 14:1相，因此2:17相将收缩成2:14:1相中的小岛图表面为皱纹畴结构的晶粒为 2: 14:1 相。所以，通过磁力显微镜对速凝带的自由面的研究，我们可以清楚看到速凝带中2:17相 和14:1相的分布情况，以及1050T； 的热处理前后2:14:1相和2:17相的变化。这些对于 制备Nd-Fe-B烧结磁体的工艺是很有指导意义的。对比热处理前后的畴结构形貌，可见，热 处理后Nd 2Fe14B相有所增多，XRD能谱分析没有a-Fe相，也没有钕的氧化物存在。进一步 的r艺过程，即分别将热处理前后的速凝带作为原料,再加人合适的钕晶界相，经过球磨，压 形取向、烧结、回火，最终在670T左右，通过平衡包晶、共晶反应： L + Nd2Fe17(B) Nd2Fe,4B+Nd0这时，富钕晶界相分布是均匀的，由于Nd 2Fe17(B)与富钦相晶体结构的特 点，它们之间的浸润角很小，致使在烧结初期液相进人含Nd 2Fe17 (B)相速凝带晶粒之间 ，一 方面限制了晶粒的长大，另一方面也加速了 Nd2Fe17(B相完全转化为主相的进程。可见， 速凝带的lOSOT 的热处理可以提高NdFeB 烧结磁体磁能积10% 。实验发现，Nd 2Fe17 ( B) 相的存在可使磁体晶粒明显细化，提高了磁性能（见图10)。最终凡=995 kA/ =392 fcj/m3,图9 是最终磁体的典型磁力图。图 9烧 结 Nd-Fe-B磁体的典型磁力图aNd-12.2垂直样品（观察面垂直取向方向）N d-lS. 2平行样品（色标约80)500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0图 10钦 含 量 12. 2% (原子分数）的速凝带热处理后磁体性能速凝片结构与高性能烧结NdFeB磁体 501参 考 文 献1 Minggang Zhu,Yikun Fang, Yongquan Guoet al. Study of magnetic micrtjstructures of NJ-Fe-B casting strips by using magnetic force microscope. J, Magn. Mater, 2004,282,008 1朱明刚，等.（NdDy)(FeAl)B速凝带的热处理对磁体的性能和微结构的影响.中国稀土学报,2003 (4)：395 3983车广灿，梁敬魁，王选章. Nd-Fe-B(B吳 50at%)三元系相