AlN纳米粉晶界添加对烧结Nd-Fe-B磁体耐腐蚀性能的影响.pdf

第39卷 第10期 稀有金属材料与工程 、，oI．39．No．10 20lO年 lO月 RAREMETALMATERIALSANDENGnqEERrNG October2010 AlN纳米粉晶界添加对烧结Nd．Fe．B磁体 耐腐蚀性能的影响 涂少军，严 密，崔熙贵，倪俊杰，金一彪 (浙江大学硅材料国家重点实验室，浙江杭州310027) 摘 要：研究AlN纳米粉的晶界添加对烧结钕铁硼磁体显微结构、耐腐蚀性能及磁性能的影响。结果表明，AlN纳米 粉的晶界添加可以有效提高磁体的耐腐蚀性能，当添加量为O．1％(质量分数)时，耐腐蚀性能最佳。同时，其添加也可 以提高磁体的矫顽力。显微组织观察表明，纳米AlN的晶界添加有效细化了磁体主相的晶粒，这是耐腐蚀性能和矫顽 力同时提高的主要原因。 关键词：烧结Nd．Fe．B；AlN纳米粉；矫顽力；耐腐蚀性 中图法分类号：TM273 文献标识码：A 文章编号：1002．185x(2010)10．1777．04 烧结Nd．Fe—B永磁体自1983年发明以来【¨，因其 下同)的AlN粉末(粒度大小约20nm，纯度99．5％)与气 优异的磁性能、相对低廉的价格和充足的资源储备而 流磨粉在石油醚保护下球磨混合，然后将混合粉末真 得到广泛应用。然而，由于Nd．Fe．B磁体中晶界富钕空干燥。磁粉在l。65T磁场下取向压制成形后，在压 相的电极电位大大低于主相和富硼相，在磁体内部形 力为17MPa下等静压。然后在高真空烧结炉中1067℃ 成原电池，容易造成磁体晶间腐蚀【2’3】。因此，严重限 烧结4h，随后在890℃下一级回火2h，并在600℃下 制了烧结钕铁硼在高温及潮湿等环境中的应用。合金 二级回火3．5h。经烧结和回火后的样品除去表层氧化 化法是改善烧结钕铁硼磁体本征耐蚀性的有效途径之 皮，加工成圆柱测量其磁性能。 一，主要是通过向磁体中加入微量合金元素或化合物 采用磁化特性自动测量仪(AMT一4)测量磁体的磁 来改善磁体晶界的理化特性，提高晶界相的电极电位， 性能。采用光学显微镜(MeF．3)观察金相组织。采用场 从而提高磁体的本征耐蚀性。研究表明，在晶界中添 发射扫描电子显微镜(HITACHS．4800)观察腐蚀形貌 并分析微区化学成分。采用阿基米德排水法测量磁体 加微量纳米颗粒Si3N4，MgO和Si02等[4．6】，能够改善 磁体磁性能或抗腐蚀性能，这些添加的化合物能够与 密度。采用电化学法检测烧结Nd．Fe．B磁体在NaCl溶 晶界中的富Nd相反应，生成更稳定的化合物，提高 液中的腐蚀特性。试验采用标准的“三电极”体系。待 晶界相的电极电位。然而，一些能够稳定存在于晶界 测样品作为工作电极，饱和甘汞电极和铂电极分别作 中的化合物纳米颗粒的添加对烧结钕铁硼磁体性能影 为参比电极和辅助电极，实验溶液恒温298K。极化曲 响的研究很少。因此，本实验通过高熔点A1N纳米粉 线的测量采用动电位扫描法，测试仪器为CHl660C电 的晶界添加直接对晶界相进行改性，研究其对磁体显 化学工作站，扫描速率为2mv／s。 微结构、磁性能及耐腐蚀性能的影响。 2结果与讨论 1 实 验 2．1磁性能与显微结构 图l给出了AIN纳米粉的添加量对磁体磁性能的 按名义成分Nd28Dy2．4Feb。lBo．98Alo．1Gao．1Nbo．1(质 量分数，下同)配比，以金属纯钕、纯镝、纯铁、纯钻、 影响。由图可知，添加0．1％AlN纳