mnbi永磁合金的制備、組織及其性能調(diào)控

《mnbi永磁合金的制備、組織及其性能調(diào)控》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、學(xué)校代碼：10406分類號：TG273學(xué)號：130085204022南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位研究生）MnBi永磁合金的制備、組織及其性能調(diào)控碩士研究生：吳圓導(dǎo)師：鐘震晨黃有林申請學(xué)位級別：碩士學(xué)科、專業(yè)：材料工程所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2015年11月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)Thepreparation,Microstruture,andPropertiesforMnBiPermanentMagneticAlloysADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMaterialsengineeringByY.WUUnd

2、ertheSupervisionofProf.Z.C.ZhongY.L.HuangSchoolofMaterialsScienceandEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaNovember,2015摘要近年來，稀土永磁材料的巨大需求導(dǎo)致稀土資源的過度消耗，新型低稀土或非稀土永磁材料成為研究熱點。MnBi作為一種新型非稀土永磁材料，具有較高的矯頑力、適中的飽和磁化強度及磁能積，且具有正矯頑力溫度系數(shù)這一獨特特性，是稀土永磁在中高溫環(huán)境的潛在替代材料。低溫MnBi相經(jīng)由包晶反應(yīng)形成，反應(yīng)過程中總有其它物相的存在。且Mn較易

3、發(fā)生偏析，而Bi原子較重，熔煉時易沉積。因此高純度低溫MnBi相的制備存在一定的困難。本文采用電弧熔煉、熔體快淬技術(shù)、高能球磨及其后續(xù)退火制備高純度的低溫MnBi相。研究了微觀組織結(jié)構(gòu)演化及其與性能的關(guān)系。首先通過DSC測試，確定了低溫MnBi相可在533K-633K的溫度范圍內(nèi)形成。SEM、XRD和磁性能分析發(fā)現(xiàn)在名義成分的基礎(chǔ)上多加額外的Mn有利于低溫MnBi相的形成。研究了不同退火溫度及時間對樣品磁性和組織結(jié)構(gòu)的影響。發(fā)現(xiàn)在低溫相初始分解溫度范圍內(nèi)（653K），低溫相的分解程度并不大，反而較高溫度所導(dǎo)致的低溫MnBi相的形成量要大于其分解量。535K/8h退火條件下，Mn60Bi

4、40+5wt.%成分鑄錠的矯頑力可達(dá)604kA/m，兩步退火535K/6h、613K/5h條件下，磁體剩磁高達(dá)38emu/g，近乎其飽和磁化強度的一半。優(yōu)化了熔體快淬和退火工藝，543K/30min退火條件下，MnBi薄帶的剩磁和矯頑力可達(dá)98kA/m和17.4emu/g?；贛n55Bi45+5wt.%成分，優(yōu)化了鑄錠和快淬薄帶的退火工藝，613K/8h退火條件下，鑄錠的矯頑力和剩磁可達(dá)165kA/m和20emu/g。613K/40min退火條件下，快淬薄帶的矯頑力和剩磁可達(dá)79kA/m和29emu/g，這表明采用熔體快淬工藝和后續(xù)退火有效增加了低溫MnBi相的含量?；谌垠w快淬技術(shù)

5、制備的納米晶MnBi薄帶和化學(xué)共沉淀技術(shù)制備的?-Fe，研究制備出了MnBi/?-Fe雙相復(fù)合納米永磁材料。研究發(fā)現(xiàn)，鐵離子與硼氫根離子的摩爾比為1：2.5時，獲得了完全非晶軟磁相?；诖朔蔷?，制備了MnBi/?-Fe雙相納米復(fù)合材料。其第二象限退磁曲線顯示了單相硬磁相行為，并未出現(xiàn)臺階狀形狀，表明硬磁相MnBi相和軟磁相?-Fe之間存在著較強的交換耦合作用。這表明我們成功的制備出了MnBi/?-Fe雙相納米復(fù)合材料。關(guān)鍵詞：錳鉍合金，磁性能，熔體快淬，球磨，納米復(fù)合IAbstractThehugedemandsofrareearthpermanentmagneticmaterial

6、sleadtotheexcessiveconsumptionofrareearthresources.Lowrareearthandfree-rareearthpermanentmagneticmaterialshaveturnedintoahottopic.Asnovelfree-rareearthpermanentmagneticmaterials,MnBimagnetshavereceivedmuchattentionduetohighcoercivity,moderatesaturationmagnetization,andpositivecoercivitytemperatu

7、recoefficient.ItishardtoobtainMnBiwithlowtemperaturephase(LTP)contentbecauseoftheperitecticreactionbetweenMnandBi,whereMnphasesstartstoseparateduringsolidificationprocess.Inthiswork,arc-meling,melt-spinningtechnique,highener