热变形纳米晶NdFeB磁体的研究进展.pdfVIP

热变形纳米晶NdFeB磁体研究进展 李卫朱明刚 (钢铁研究总院功能材料研究所，北京 100081) 摘要热压／热变形工艺被认为是实现高性能各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体的有效手段之一，这种 磁体由非晶或各向同性纳米晶先驱体，通过热压+热流变在磁体内形成取向织构得到。本文简单回顾 了热变形纳米晶磁体研究现状，重点介绍了我们的工作进展，通过对热流变过程织构形成的机理分析， 认识到液态富Nd边界相作为加快扩散通道的重要作用，提出了晶粒聚集再结晶的晶界滑移扩散蠕变 关键词：纳米晶Nd-Fe．B磁体；热变形：塑性变形机理 度关注，是由于它为研究各向异性双相复合纳米晶永 热变形纳米晶磁体研究历程 磁材料开辟了新的途径。在过去的十几年里，人们对 热压／热变形工艺最初用于陶瓷材料、大块非晶 以硬磁性主相R2Fel4B、软．硬磁性相复合为代表的纳 材料、复合材料等的制备过程。直到上世纪八十年代 后期，人们才开始将热压／热变形方法用于永磁材料磁 Sm2Col7／旺-Fe研究得较多，也相继出现了诸如 体的制各，其方法包括：铸造．热压(或热轧)变形法、 一步热变形方法，热压．热变形方法，SPS热压．热变 系。然而，早期制各纳米复合永磁材料主要有熔体快 形方法，电流辅助热压．热变形方法。通常又可将热压 淬、机械合金化法、HDDR方法、SPS电火花等离子 ／热变形磁体分为快淬粉．热压／热变形磁体、HDDR粉．体烧结工艺、热压工艺、各种沉积技术(溅射沉积、物 热压，热变形磁体、高能球磨粉．热压／热变形磁体。1985 理或化学气相沉积)和凝胶熔胶法等。但上述制备工艺 都在合成大块致密、各向异性的纳米复合永磁体上存 年，R．W．Lee[1．2]采用热变形工艺获得了热变形变形率 在困难，磁体性能总是远低于理论值，致使多年来有 为50％最大磁能积为40MGOe的各向异性磁体。1987 年，R．ICMishrat31研究了热压热变形磁体的微观结构，关纳米复合永磁材料方面的研究热潮跌宕起伏。 并指出热变形磁体主要由主相Nd2F614B以及晶界相 Nd7Fe3组成。1988年，R．K．Mishra等人【4】通过分析热采用热压热变形工艺制备获得了最大磁能积为 变形NdFeB磁体的晶粒生长及捧列，认为其片状晶粒45MGOe的纳米双相复合热变形磁体，2006年，A．M． c轴沿压力方向生长源于塑性变形与境界滑移的组 s】报道了采用热变形法制备出含有Cu， Gabay等人【l 合。1990年，C．D．Fuerst等人【5．12l通过添加扩散金属Ga的各向异性双相复合RFeB磁体，其软磁性相ot-Fe 含量达到17．2 来提高热变形磁体的矫顽力，研究发现添加少量 w1％，表明通过热变形过程，可以在纳 (O．5～O．8训％)金属Zn、Ca和Ni粉末可以显著提米复合磁体中产生单轴织构。利用非晶基体热流变过 3141 高热变形磁体的矫顽力。1994年，L．Folks等人【I程中析出纳米级范围内均匀复合的软硬磁性相，保持 用Kerr显微镜分析了热变形NdFeB磁体的磁畴结构，界面处共格，可在实现磁各向异性的同时满足纳米晶 复合磁体对微结构的要求。这为热压／热流变制备高性 发现其形状类似迷宫畴，尺寸为0．3～0．5pm，并垂直 能纳米复合磁体制备提供了一条全新途径。近年来， 于c轴方向。1998年，T．Saito等人t151分别采用冷压 与热压的方式制各压坯磁体，再对其进行热变形处理。 Dayton大学、钢铁研究总院及中科院宁波材料所等又