高温用2:17型SmCo合金及Re-Tm基复合磁性合金的研究

题名:高温用2:17型SmCo合金及Re-Tm基复合磁性合金的研究
作者:龚维幂
学位授予单位:清华大学
关键词:SmCo合金;;高温磁性能;;铜模吸铸;;层状结构;;双相纳米材料
摘要:
 本文研究了Zr含量、时效工艺等对Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z合金中成分分布、组织、磁畴及磁性能的影响;通过调整z值、降低Fe含量、提高Cu含量、优化Zr含量设计了低矫顽力温度系数特征的Sm(CobalFe0.08-0.10Cu0.08-0.10Zr0.025)7.4-7.6合金;在此基础上采用吸铸法较大幅度提高了合金的室温磁性能,发展了一种具有优良高温磁性能的2:17型SmCo永磁合金。本文还在具有较高非晶形成能力的Y(Fe,Co)B共晶合金基础Magnetic lifter上,采用吸铸法实现了块体合金中纳米级层状周期结构的可控制备,并对其晶态、周期尺寸及磁性能成功进行了调控。
 采用电弧熔炼、吸铸、快淬法制备了Sm(CobalFe0.08-0.10Cu0.08-0.10Zr0.025)7.4-7.6合金的纽扣锭、吸铸合金及薄带试样,研究发现铜模吸铸法制备的尺寸为?6mm的Sm(CobalFe0.08Cu0.10Zr0.025)7.45合金性能稳定且室温下矫顽力达到16.47kOe;分析认为?6合金磁性能的改善与吸铸造成的晶粒细化、取向度增强及两相晶格错配度增加等因素有关。该成分的?6合金在温度升高到500℃以上时矫顽力才开始较快下降, 600℃时矫顽力仍能保持室温水平的70%,其高温磁性能优于目前报道的结果。在此基础上进一步进行了重稀土元素取代试验,Ho元素取代的(Sm0.5Ho0.5)(CobalFe0.10Cu0.08Zr0.025)7.55合金具有优良的室温磁性能,其纽扣锭合金室温矫顽力超过12kOe;250℃以上其相对矫顽力水平低于未取代的样品,但温度高于300℃后其饱和磁化强度则明显高于不含Ho的试样;针对不同的具体应用可对Ho元素的取代比例加以进一步优化。
 采用铜模吸铸法制备了?2～?9及截面尺寸为2×10的Y6(FeCo)72B22合金,合金具有软磁特性。研究发现,合金?2试样几乎完全为非晶态,随着冷却速度的降低,基体上开始析出有序相并最终形成纳米级层状结构,层状结构http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter的周期随冷速的继续降低而逐渐增大,周期尺寸从?2.5试样中约40nm增加到?9试样中的约400nm。XRD、SAED和EDX分析认为层状结构中的两相分别为(Fe,Co)2B和富Y的αFe相。根据双相纳米晶的耦合作用,控制两相的组成可望在大范围内实现对磁性能的调控。尝试用Nd取代部分Y元素并且在外磁场下吸铸制备了?2合金,初步结果表明其矫顽力和剩磁比相对于纽扣锭合金均有数量级的提高,分别达到1.1kOe和0.3,为新型复合磁性合金的研发提供了新思路。
学位年度:2009