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Sm（Co，M）_7（CNTs）_（0.05）（M=Hf、Cu、Fe和Zr）磁体的研究

作　者: 杨立国
导　师: 孙继兵
学　校: 河北工业大学
专　业: 材料学
关键词: 碳纳米管 SmCo7 熔体快淬 烧结 磁性能
分类号: TM273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


TbCu7型SmCo基永磁材料由于潜在的高温应用价值,受到了广泛的关注。本文在SmCo6.9Hf0.1CNTs0.05系永磁合金的基础上添加Cu、Fe或Zr来稳定1:7结构,利用熔体快淬,粉末冶金工艺制备烧结磁体。采用X射线衍射、扫描电镜、磁性能和热分析方法对薄带磁体和烧结磁体的相结构,相变和磁性能进行分析。发现CNTs的原子比为0.05时,晶界对晶内磁畴的钉扎作用最强,薄带磁体的磁性能最佳为:Hci=18.5kOe,Ms2T=74.2,Mr=59.6emu/g。SmCo6.0Cu0.9Hf0.1（CNTs）0.05薄带中的Cu原子进入到TbCu7型SmCo7相中,一方面提高了各向异性场,导致矫顽力增大;另一方面减小了总的原子磁矩,饱和磁化强度和剩磁减小。SmCo6.1Fe0.8Hf0.1（CNTs）0.05薄带中的Fe原子进入六方型Sm2Co17相之中,使得总磁矩增大,饱和磁化强度增大,但Sm2Co17H相的各向异性场较小,导致矫顽力降低。SmCo6.6Zr0.3Hf0.1（CNTs）0.05薄带中的Zr一部分进入到1:7相中,提高了各向异性场,剩余部分在晶界处可能与碳纳米管形成杂相,降低了矫顽力。差热和热磁分析表明,添加M元素使得1:7相的转变温度都有了不同程度的降低。而且,添加Fe的薄带中有2:17相。对SmCo6.9Hf0.1（CNTs）x（x=0.03和0.05）薄带进行烧结时效处理,期待得到胞状组织。然而磁体含有Sm2Co17、Co、Sm2O3和Co2Hf等相,氧化物的产生导致磁性能明显降低。氧化物的产生一是球磨后干燥过程中,SmCo6.9Hf0.1Cx粉末在空气中发生氧化;二是由于烧结过程中,虽然真空度达到5×10-3Pa,炉体内还会含有一定的氧分子,在1200度高温条件下磁体可能发生氧化。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 概述  9-10
  1.2 SmCo系稀土永磁合金  10
    1.2.1 SmCo系永磁合金矫顽力机制  10
    1.2.2 SmCo系永磁合金的制备  10
  1.3 SmCO_5永磁材料  10-11
    1.3.1 SmCO_5永磁材料的发展  10-11
    1.3.2 SmCO_5永磁材料的晶体结构  11
  1.4 Sm_2Co_(17)型永磁材料  11-12
    1.4.1 Sm_2Co_(17)相晶体结构  11
    1.4.2 Sm_2Co_(17)永磁材料的分类  11-12
    1.4.3 Sm_2Co_(17)永磁材料的应用  12
  1.5 Sm(Co,M)_7永磁材料  12-14
    1.5.1 SmCo_7永磁材料晶体结构  12-13
    1.5.2 M成分对SmCo_7永磁材料的影响  13-14
  1.6 本文研究思路  14
  1.7 研究内容  14-16
第二章 试验原料设备与工艺  16-19
  2.1 试验原料  16
  2.2 试验设备  16
  2.3 试验工艺  16-19
    2.3.1 母合金熔炼  17
    2.3.2 铸态相结构和磁性能检测  17-18
    2.3.3 熔体快淬  18
    2.3.4 薄带的相结构和磁性能检测  18
    2.3.5 球磨，取向压制和烧结时效  18
    2.3.6 烧结时效的块体检测  18-19
第三章 CNTs含量对SmCo_(6.9)Hf_(0.1)CNTs_x铸态和薄带的影响  19-23
  3.1 SmCo_(6.9)Hf_(0.1)CNTs_x (x=0.03、0.05 和0.07)铸态合金  19-20
    3.1.1 铸态合金的物相分析  19
    3.1.2 铸态合金的磁性能分析  19-20
  3.2 CNTs含量对SmCo_(6.9)Hf_(0.1)CNTs_x (x=0.03、0.05 和0.07)薄带的影响  20-22
    3.2.1 薄带的物相分析  20-21
    3.2.2 薄带的磁性能分析  21-22
  3.3 本章小结  22-23
第四章 Cu元素对SmC0_(6.9-x)M_xHf_(0.1)(CNTs)_(0.05)铸态和薄带的影响  23-31
  4.1 Cu对SmC0_(6.9-x)M_xHf_(0.1)(CNTs)_(0.05)铸态合金的影响  23-26
    4.1.1 铸态合金的物相分析  23-24
    4.1.2 铸态合金的扫描电镜分析  24
    4.1.3 铸态合金的磁性能分析  24-26
  4.2 添加Cu对SmC0_(6.9-x)M_xHf_(0.1)(CNTs)_(0.O5)薄带合金的影响  26-30
    4.2.1 薄带的相结构分析  26
    4.2.2 薄带的磁性能分析  26-27
    4.2.3 薄带的热分析  27-28
    4.2.4 薄带的M-T曲线分析  28-30
  4.3 本章小结  30-31
第五章 Fe对SmC0_(6.9-x)M_xHf_(0.1)(CNTs)_(0.O5)磁体的影响  31-38
  5.1 Fe对SmC0_(6.9-x)M_xHf_(0.1)(CNTs)_(0.O5)铸态合金的影响  31-33
    5.1.1 铸态合金的物相分析  31-32
    5.1.2 铸态合金的扫描分析  32
    5.1.3 铸态合金的磁性能分析  32-33
  5.2 Fe对SmC0_(6.9-x)M_xHf_(0.1)(CNTs)_(0.O5)薄带合金的影响  33-37
    5.2.1 薄带磁体物相分析  33
    5.2.2 薄带磁性能分析  33-35
    5.2.3 薄带热稳定性分析  35
    5.2.4 M-T曲线  35-37
  5.3 本章小结  37-38
第六章 Zr对SmC0_(6.9-x)M_xHf_(0.1)(CNTs)_(0.O5)磁体的影响  38-44
  6.1 SmC0_(6.9)Hf_(0.1)CNTs_(0.05)和SmCo_(6.6)Zr_(0.3)Hf_(0.1)CNTs_(0.05)铸态合金  38-40
    6.1.1 铸态合金的物相分析  38
    6.1.2 铸态合金的扫描分析  38-39
    6.1.3 铸态合金的VSM分析  39-40
  6.2 SmC0_(6.9)Hf0_(6.9)CNTs_(0.05)和SmC0_(6.6)Zr_(0.3)Hf_(0.1)CNTs_(0.05)薄带的分析  40-43
    6.2.1 薄带的物相分析  40
    6.2.2 薄带的磁性能分析  40-41
    6.2.3 薄带的DSC-TGA分析  41
    6.2.4 薄带的热磁分析  41-43
  6.3 本章小结  43-44
第七章 烧结磁体的研究  44-46
  7.1 概述  44
  7.2 烧结时效后的磁体物相分析  44
  7.3 烧结时效处理后的磁体磁性能分析  44-45
  7.4 本章小结  45-46
第八章 结论  46-48
参考文献  48-50
发表论文和参加科研情况  50-51
致谢  51

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料 > 磁性材料、铁氧体 > 永磁材料、永久磁铁
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