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SmCo基非晶磁体的研究

作　者: 王凯敏
导　师: 孙继兵
学　校: 河北工业大学
专　业: 材料学
关键词: 非晶 SmCo基 熔体快淬 高能球磨 磁性能
分类号: TM27
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


最近，非晶硬磁合金因其独特的机械、物理、化学以及耐蚀性能引起了广泛关注。Sm-Co基合金和Sm-Fe-C基晶态合金具有良好的硬磁性能，但尚没有发现Sm-Co基非晶合金体系研究的相关报道。本文采用合金化与高能球磨的方法，利用X射线衍射仪、电子显微镜、振动样品磁强计等仪器对Sm-Co基合金的非晶形成能力、相结构、微观组织与磁性能间的关系进行了探索研究。通过在SmCo6.9Hf0.1合金中加入碳纳米管（CNTs），利用高能球磨方法对SmCo6.9Hf0.1、SmCo6.9Hf0.1+CNTs0.05、SmCo6.9Hf0.1+CNTs0.2合金粉体进行了4～100 h的球磨，并对其进行晶化退火，研究发现加入CNTs会改变球磨的效率，减少粉末的氧化趋势。经过4 h高能球磨，三种粉体的磁性能都发生了变化，且随着CNTs的增加，合金的矫顽力增大。通过在Sm-Co合金中同时加入Fe、Zr、Nb、Al、B、Si等多种元素，增加Sm-Co基合金的非晶形成能力，研究发现，Si的加入略降低了薄带在快淬过程中的非晶形成能力，但显著提高了薄带合金的硬磁性能，矫顽力达到11.1 kOe，剩磁达到14.7 emu/g。其中，Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7Nb4.7Al5.7B3.8Si5.7薄带在甩带速度为25 m/s时非晶含量达到最高，其矫顽力保持8.7 kOe，剩磁比达到0.74。薄带在以40 m/s速度快淬的剩磁比高于0.73，矫顽力达到11.1 kOe。利用退火、水淬以及熔体快淬工艺制备了Sm11.6Co38.9Fe38.9Zr6.2Cu0.9B3.5和Sm9.1Fe73.6Si3.2B12.3C1.8合金，发现退火以及水淬态合金主相为Sm2（Co,M）17相与Fe-Co相，后者为Sm-Fe（主要是Sm2Fe17）、α-Fe与Fe2B，熔体快淬后两种合金中形成了大量非晶。但铸态、退火态、水淬态以及熔体快淬态合金的磁性性能均不佳。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-21
  §1-1 非晶材料简介  10-14
    1-1-1 非晶合金的发展  10-12
    1-1-2 非晶材料的形成原理  12-13
    1-1-3 块体非晶材料的制备方法  13-14
  §1-2 稀土永磁材料简介  14-18
    1-2-1 第一代稀土永磁材料  15
    1-2-2 第二代稀土永磁材料  15-16
    1-2-3 第三代稀土永磁材料  16
    1-2-4 TbCu_7型(即1:7型)Sm-Co永磁材料的研究和现状  16
    1-2-5 SmCo_7合金的研究现状  16-18
  §1-3 非晶磁性材料的研究  18-19
  §1-4 本论文的研究思路与研究内容的提出  19-21
第二章 试验原理及工艺  21-24
  §2-1 试验原料  21
  §2-2 试验所用主要制备设备  21
  §2-3 试验工艺流程及说明  21-23
    2-3-1 配料  21-22
    2-3-2 熔炼  22
    2-3-3 均匀化退火  22
    2-3-4 铸态淬火  22
    2-3-5 熔体快淬  22
    2-3-6 晶化退火  22-23
    2-3-7 高能球磨  23
    2-3-8 取向压制  23
  §2-4 样品性能测试和表征  23-24
    2-4-1 相结构与微结构研究方法  23
    2-4-2 磁性能检测  23
    2-4-3 差热分析和热重分析  23-24
第三章 高能球磨Sm-Co基合金非晶及其晶化的研究  24-36
  §3-1 概述  24
  §3-2 试验  24
  §3-3 球磨时间以及添加CNTs对非晶形成的影响  24-33
    3-3-1 球磨时间对非晶形成相的影响  24-27
    3-3-2 CNTs的添加对合金形成相的影响  27-30
    3-3-3 常温磁性能分析  30-31
    3-3-4 热分析(TA)  31-32
    3-3-5 高温磁性能分析  32-33
  §3-4 退火对SmCo_(6.9)Hf_(0.1)+CNTs_(00.5)和SmCo_(6.9)Hf_(0.1)+CNTs_(0.2)非晶晶化及磁性能的影响  33-34
    3-4-1 XRD分析  33-34
    3-4-2 磁性能分析  34
  §3-5 本章小结  34-36
第四章 Si的添加以及甩带速度对SmCo基合金的结构与性能的影响  36-47
  §4-1 概论  36
  §4-2 试验  36
  §4-3 添加Si对SmCo基合金磁性能的影响  36-39
    4-3-1 XRD分析  36-38
    4-3-2 显微结构分析  38
    4-3-3 VSM分析  38-39
  §4-4 退火对SmCo基合金磁性能的影响  39-42
    4-4-1 XRD分析  39-40
    4-4-2 磁性能分析  40-42
  §4-5 快淬速度对Sm_(11.3)Co_(56.6)Fe_(7.5)Zr_(4.7)Nb_(4.7)Al_(5.7)B_(3.8)Si_(5.7)磁性能的影响  42-45
    4-5-1 XRD分析  42
    4-5-2 显微结构分析  42
    4-5-3 VSM分析  42-45
  §4-6 本章小结  45-47
第五章 Sm_(11.6)Co_(38.9)Fe_(38.9)Zr_(6.2)Cu_(0.9)B_(3.5)的微结构与磁性能的研究  47-54
  §5-1 概论  47
  §5-2 试验  47
  §5-3 结果讨论与分析  47-52
    5-3-1 XRD分析  47-49
    5-3-2 微结构分析  49-51
    5-3-3 常温磁性能分析  51
    5-3-4 磁化强度-温度曲线  51-52
  §5-4 本章小结  52-54
第六章 Sm_(9.1)Fe_(73.6)Si_(3.2)B_(12.3)C_(1.8)的微结构与磁性能的研究  54-60
  §6-1 概论  54
  §6-2 试验  54
  §6-3 结果与讨论  54-57
    6-3-1 XRD分析  54-55
    6-3-2 微结构分析  55-57
    6-3-3 常温磁性能分析  57
  §6-4 本章小结  57-60
第七章 结论  60-62
参考文献  62-66
参与科研情况  66-67
致谢  67

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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
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